Desenvolvimento do banco de dados baseado em grafo

A informac¸˜ao em relac¸˜ao ao mapeamento dos termos m´edicos concept id e ao mapeamento dos drugbank id foram armazenadas num banco de dados baseado em grafos. O gerenciador de banco de dados escolhido para esta tarefa foi o Neo4j.

Para visualizar os rem´edios e suas relac¸˜oes foi escolhida uma ferramenta disponibili- zada pelo pr´oprio Neo4j que apresenta o resultado das consultas em grafo. A estruturac¸˜ao do grafo Neo4j ´e composta por n´os e arestas que s˜ao apresentados na Figura 30 e descritas como:

• n´os: representam os elementos utilizados como fontes de informac¸˜oes para o sistema desenvolvido. Definidos como:

1. empresas: ind´ustrias farmacˆeuticas respons´aveis pela elaborac¸˜ao dos medicamen- tos;

2. medicamentos: bula profissional encontrada no Bul´ario Eletrˆonico da ANVISA; 7_{htt p: //www.ranks.nl/stopwords/portugese}

3. f´armacos: termos de f´armacos identificados pelo drugbank id da base Drug- Bank;

4. doenc¸as: termos de doenc¸as identificados pelo concept id da base SNOMED- CT.

• arestas: simbolizam as relac¸˜oes estabelecidas entre os n´os, representadas como:

1. fornece: relac¸˜ao estabelecida entre as empresas e os medicamentos disponibilizados por essas. Por exemplo, o medicamento Kolantyl fornecido pela empresa Medley Ind´ustria Farmacˆeutica Ltda.;

2. interac¸˜oes: interac¸˜oes entre os f´armacos do DrugBank. Como o f´armaco Phenobar- bital(drugbank id DB01174) que possui interac¸˜ao com o Dextroamphetamine (drugbank id DB01576);

3. pertence: classificac¸˜ao entre doenc¸as que representam as ontologias m´edicas do SNOMED-CT. Como a doenc¸a Pneumonia (concept id C0032285) pertencente ao conjunto de doenc¸as abrangidas por Respiratory System Disease (concept id C0029582);

4. semelhante: semelhanc¸as encontradas entre os significados dos termos de doenc¸as do SNOMED-CT. Como por exemplo, os sinˆonimos Loeffler’s pneumonia e Lof- fler’s syndromeencontrados na doenc¸a Loeffler syndrome (concept id C0242459); 5. indicac¸˜oes: informa o objetivo terapˆeutico do medicamento, ou seja, indica que o

rem´edio ´e destinado para o tratamento, diagn´ostico, aux´ılio ou prevenc¸˜ao de de- terminadas doenc¸as. Como o medicamento Eranz, fornecido pela empresa Wyeth Ind´ustria Farmacˆeutica Ltda., que ´e indicado para tratamento de Alzheimer’s disease (concept id C0002395);

6. composic¸˜ao: descreve os f´armacos que s˜ao utilizados como pr´ıncipio ativo defini- dos na f´ormula do medicamento, tamb´em apresenta a composic¸˜ao dos excipientes. Como o f´armaco Carbamazepine (drugbank id DB00564) presente no t´opico composic¸˜ao do medicamento Carbamazepina, disponibilizado pela empresa Uni˜ao Qu´ımica Farmacˆeutica Nacional S/A;

7. resultados de efic´acia: informa sobre o resultado do grupo tratado pelo medica- mento com referˆencias bibliogr´aficas, assim apresenta maior visualizac¸˜ao da re- levˆancia do tratamento deste rem´edio. Por exemplo, o medicamento Glimepirida da empresa farmacˆeutica EMS S/A possui resultados de efic´acia para a doenc¸a Dia- betes mellitus(concept id C0011849);

8. contraindicac¸˜oes: condic¸˜ao relativa a uma doenc¸a, a um f´armaco ou a uma interac¸˜ao medicamentosa, que implique a n˜ao utilizac¸˜ao do medicamento. Por exemplo, o me- dicamento Kolantyl , disponibilizado pela empresa Medley Ind´ustria Farmacˆeutica Ltda., que ´e contraindicado para pacientes com Alzheimer’s disease (concept id C0002395);

9. interac¸˜oes medicamentosas: respostas farmacol´ogicas ou cl´ınicas causadas pelas interac¸˜oes entre medicamentos com outros que s˜ao encontrados nas bulas, f´armacos ou doenc¸as, cujo resultado final pode ser a alterac¸˜ao dos efeitos desejados ou a ocorrˆencia de eventos adversos. Por exemplo, o medicamento Yomax da Apsen Farmacˆeutica S/A que possui interac¸˜oes medicamentosas com o f´armaco Carbama- zepine(drugbank id DB00564);

10. advertˆencias e precauc¸˜oes: instrui sobre medidas antecipadas ou avisos que favo- recem o uso correto do medicamento, ou seja, previne agravos `a sa´ude e que possam indicar a limitac¸˜ao do uso do rem´edio, por´em que n˜ao o contra-indique. Por exem- plo, o medicamento Mud Oral, disponibilizado pela Eurofarma Laborat´orios S/A, que possui advertˆencias e precauc¸˜oes para pacientes com a doenc¸a Tuberculosis (concept id C0041295);

11. reac¸˜oes adversas: qualquer resposta a um medicamento que seja prejudicial, n˜ao- intencional que altere o tratamento de doenc¸as ou modifique uma func¸˜ao fisiol´ogica do rem´edio. Como o medicamento Dacarbazina, fornecido pelo Laborat´orio Qu´ımico Farmacˆeutico B´ergamo Ltda. tem reac¸˜oes adversas com o f´armaco Phenobarbital (drugbank id DB01174).

Figura 30 – Estrutura do grafo apresentando as relac¸˜oes entre medicamento gerada pela ferramenta de consulta do Neo4j.

A base Neo4j facilita a busca de medicamentos, pois possibilita a pesquisa de rem´edios por meio de f´armacos, por exemplo, os rem´edios que possuem um determinado f´armaco em sua composic¸˜ao, ou de doenc¸as, como, os rem´edios que s˜ao indicados para o tratamento de uma certa doenc¸a. O Neo4j viabiliza tamb´em consultas por medicamentos que sejam rela- cionados a um conjunto de doenc¸as, como por exemplo, medicamentos contraindicados para pacientes em tratamento de doenc¸as card´ıacas. Esta base concede aos profissionais da ´area de sa´ude informac¸˜oes detalhadas sobre os medicamentos, como doenc¸as que o medicamento ´e contraindicado, f´armacos que causem reac¸˜oes adversas, advertˆencias e precauc¸˜oes, e interac¸˜oes medicamentosas a outros rem´edios.

Figura 31 – Exemplo do banco de dados em grafos gerada pela ferramenta de consulta Neo4j.

Fonte: Autoria pr´opria.

Dessa forma, um rem´edio ´e composto por f´armacos (termos DrugBank) e trata um conjunto de doenc¸as (termos SNOMED-CT), al´em de que h´a f´armacos que interagem com outros f´armacos, como tamb´em medicamentos n˜ao indicados para tratamento de certas doenc¸as. A Figura 31 mostra como as informac¸˜oes entre as bulas est˜ao interligadas e apresenta o retorno de uma consulta no Neo4j que foi desenvolvida pelos dados processados nas etapas anteriores.

Para exemplificar o funcionamento do sistema, foi realizada uma consulta sobre me- dicamentos, f´armacos e doenc¸as. Na Figura 31 ´e poss´ıvel perceber que o medicamento Para- cetamol ´e composto pelo f´armaco Paracetamol, mesmo f´armaco que possui interac¸˜ao com o medicamento Varfarina S´odica, por este motivo entende-se que o uso concomitante de Para- cetamol e Varfarina S´odica possui interac¸˜ao medicamentosa. Estas interac¸˜oes podem trazer a perda de efic´acia de algum composto, agravamento de alguma doenc¸a, entre outros poss´ıveis problemas (SEAN, 2002).

fos utilizada no Neo4j. Ele permite descrever o quˆe usu´ario deseja selecionar, inserir, atualizar ou excluir de um banco de dados em grafo do Neo4j sem a necessidade de descrever exata- mente como fazˆe-lo (NEO4J, 2014). Dessa forma, entende-se que a linguagem Cypher auxilia nas pesquisas realizadas no banco de dados do Neo4j, pois colabora com a simplificac¸˜ao de comandos e rotinas complexas encontradas nesta base.

Tabela 7 – Exemplos de como pode ser utilizada a linguagem Cypher.

Pergunta Consulta em Cypher

Ao utilizar o medicamento Euphyllin, quais os medicamentos possuem contraindicac¸˜ao `a composic¸˜ao deste

medicamento? MATCH (med:Medicamento {Nome:”EUPHYLLIN”})- [:‘COMPOSIC¸ ˜AO‘]-¿(m)¡- [:‘CONTRAINDICAC¸ ˜AO‘]-(contraMeds) RETURN contraMeds

Todos os medicamentos que possuem relac¸˜ao com um determinado elemento,

por exemplo Anfetamina?

MATCH

(med:Medicamento)-[relacaoCom]-(:Elemento {Conteudo: ”ANFETAMINA”}) RETURN

med, Type(relatedTo), relacaoCom

Todos os medicamentos que s˜ao contraindicados a um determinado elemento, por exemplo Anfetamina?

MATCH

(med:Medicamento)-[relacaoCom]-(:Elemento {Conteudo: ”ANFETAMINA”}) WHERE

Type(relatedTo) =

”CONTRAINDICAC¸ ˜AO”RETURN med, Type(relacaoCom), relatedTo

Fonte: Autoria pr´opria.

Algumas perguntas foram realizadas e as respectivas respostas foram exemplificadas por meio da linguagem Cypher. Os exemplos destas consultas s˜ao visualizadas na Tabela 7 que apresenta na primeira coluna a pergunta interessada e a segunda coluna demonstra a consulta Cypher desenvolvida com relac¸˜ao a pergunta que foi inferida na base Neo4j.

4.2 INTEGRAC¸ ˜AO DO BUL ´ARIO ELETR ˆONICO DA ANVISA COM AS BASES DRUG-