基于本體方法構(gòu)建中醫(yī)藥概念信息模型的方法學(xué)示范研究.pdf

1、中醫(yī)學(xué)是在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中形成并不斷豐富的醫(yī)學(xué)科學(xué),有其自身的發(fā)展規(guī)律,即在保障健康的臨床實(shí)踐中,從人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化規(guī)律入手,將認(rèn)識(shí)與調(diào)控方法緊密結(jié)合,構(gòu)建起獨(dú)特的理念、方法和理論體系,豐富理論知識(shí)和臨床治病經(jīng)驗(yàn),使中醫(yī)學(xué)具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和開(kāi)發(fā)利用的實(shí)用價(jià)值。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及其相關(guān)理論的發(fā)展,凝聚了中醫(yī)藥臨證經(jīng)驗(yàn)與科技創(chuàng)新活動(dòng)的成果的中醫(yī)醫(yī)學(xué)經(jīng)典、名家醫(yī)論、診療醫(yī)案、醫(yī)學(xué)文獻(xiàn),依托于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行高質(zhì)量異地、遠(yuǎn)程信息交換已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),利用先進(jìn)

2、的現(xiàn)代科技方法對(duì)中醫(yī)藥知識(shí)進(jìn)行重組和利用已得到廣泛認(rèn)同,相關(guān)研究也取得了諸多成果。
　　 在這一過(guò)程中,中醫(yī)學(xué)自身的語(yǔ)言特點(diǎn),也使得中醫(yī)藥知識(shí)在客觀表達(dá)上存在困難,導(dǎo)致中醫(yī)領(lǐng)域的信息交流存在很大障礙,有如:中醫(yī)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)難以共享和互操作,信息檢索中存在著不精確性,又如:中醫(yī)藥知識(shí)組織方式與數(shù)據(jù)挖掘之間存在著諸多“瓶頸”,使數(shù)據(jù)挖掘僅得到“石膏與知母具有配對(duì)相關(guān)性”、“六味地黃丸可治療陰虛”等對(duì)現(xiàn)有中醫(yī)藥知識(shí)的認(rèn)證以及數(shù)據(jù)挖

3、掘路徑與方法的驗(yàn)證,很難產(chǎn)生新的知識(shí),出現(xiàn)上述問(wèn)題的根本因?yàn)樵谟谥嗅t(yī)術(shù)語(yǔ)在語(yǔ)義表達(dá)上的哲學(xué)抽象性、寬泛性與其臨床實(shí)踐的科學(xué)性、具體性之間的矛盾。如何充分利用計(jì)算機(jī)解讀和表達(dá)中醫(yī)藥學(xué)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從語(yǔ)義層進(jìn)行描述與知識(shí)表達(dá),使中醫(yī)藥學(xué)的海量信息得到高效、準(zhǔn)確的采集、存儲(chǔ)與利用,為分布、異構(gòu)的中醫(yī)藥信息資源之間的交換與共享奠定基礎(chǔ),成為中醫(yī)藥領(lǐng)域在信息化過(guò)程中亟待解決的重大問(wèn)題。
　　 就此,醫(yī)學(xué)主題詞表(MeSH)、一體化醫(yī)學(xué)語(yǔ)

4、言系統(tǒng)(UMLS)、系統(tǒng)化臨床醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)集(SNOMEDCT)等醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)結(jié)合各自的應(yīng)用需求,進(jìn)行了卓有成效的工作,研究成果在國(guó)際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而這些醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建框架,借鑒在中醫(yī)知識(shí)表達(dá)方面卻有著諸多障礙,這種不適用性源于兩種醫(yī)學(xué)體系的哲學(xué)基礎(chǔ)不同。西方醫(yī)學(xué)以還原論,探求現(xiàn)象背后的物質(zhì)實(shí)體,采用抽象思維的方法,形成抽象概念,對(duì)事物現(xiàn)象進(jìn)行概括,將對(duì)象所具有而認(rèn)識(shí)主體不關(guān)心或無(wú)能力把握的關(guān)系、屬性忽略,而關(guān)注事物內(nèi)在的、穩(wěn)

5、定的、共有的關(guān)系和屬性。中醫(yī)學(xué)以中醫(yī)傳統(tǒng)哲學(xué)為基礎(chǔ),恪守自然整體的觀點(diǎn),在認(rèn)識(shí)對(duì)象時(shí)盡量保持其原始自然狀態(tài),主要采用意象思維的方法,形成意象概念,收集現(xiàn)象本身的關(guān)系性信息,把握現(xiàn)象本身的規(guī)律。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面:第一,框架的不適應(yīng)性。有如,一體化醫(yī)學(xué)語(yǔ)言系統(tǒng)(UMLS)的頂層框架為:實(shí)物、事件,實(shí)物即“用于對(duì)物理實(shí)體或概念實(shí)體進(jìn)行分組的廣泛類型”,事件即“群體的活動(dòng)、過(guò)程和狀態(tài)”,在此基礎(chǔ)上展開(kāi)的框架,借鑒到中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念術(shù)語(yǔ),如:中

6、醫(yī)臟象、陰陽(yáng)五行、外感六淫、氣血津液等等,很難找到對(duì)應(yīng)的位置。第二,框架層級(jí)間,缺乏嚴(yán)格的上下位關(guān)系,如UMLS的根結(jié)點(diǎn)是“概念體系”,即其所有結(jié)點(diǎn)都是“概念”,但“思想或概念”又出現(xiàn)在下位,形成自包含關(guān)系,即“概念”是“概念”的子類,從而出現(xiàn)循環(huán)嵌套的矛盾。第三,缺乏中醫(yī)基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下的術(shù)語(yǔ)關(guān)系表達(dá),有如:“上焦如霧”中,“上焦”與“霧”的關(guān)系,“東方生風(fēng),風(fēng)生木,木生酸……”中,“東方”、與“風(fēng)”與“酸”的關(guān)系。
　　 借鑒

7、醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)系統(tǒng),中醫(yī)藥領(lǐng)域構(gòu)建了中醫(yī)藥的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)系統(tǒng),在中醫(yī)藥信息研究工作中,已經(jīng)發(fā)揮著重要作用。同時(shí),由于中醫(yī)學(xué)的信息學(xué)本質(zhì)從屬于最新的學(xué)術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜性科學(xué),中醫(yī)藥詞匯概念的豐富內(nèi)涵及其概念關(guān)系表達(dá)的不確定性,使豐富的中醫(yī)藥信息資源在數(shù)字化過(guò)程中存在著瓶頸問(wèn)題,直接影響中醫(yī)藥知識(shí)的信息檢索、信息抽取、信息表示、自然語(yǔ)言語(yǔ)義化和數(shù)據(jù)挖掘等研究工作,被公認(rèn)為世界性難題和學(xué)術(shù)研究重點(diǎn)。
　　 因此,中醫(yī)藥信息交互與數(shù)據(jù)挖掘分析利用,需要

8、遵循中醫(yī)基礎(chǔ)理論,利用現(xiàn)代信息技術(shù)方法,嚴(yán)格地梳理中醫(yī)藥知識(shí)概念體系,以中國(guó)傳統(tǒng)哲學(xué)為指導(dǎo)、以中醫(yī)自身的整體觀和辨證論治的特點(diǎn)為基礎(chǔ)的中醫(yī)藥知識(shí)體系,進(jìn)行計(jì)算機(jī)的還原與詮釋。而西醫(yī)知識(shí)概念體系的構(gòu)建方法雖然給予以很好的借鑒,并不能夠滿足表達(dá)中醫(yī)藥知識(shí)體系的需求,因此,迫切需要探討對(duì)中醫(yī)藥概念進(jìn)行組織,建立中醫(yī)概念間關(guān)聯(lián)關(guān)系的方法。
　　 本體論起源于哲學(xué),是描述事物的本質(zhì)和對(duì)概念的精確描述,其最終目標(biāo)是精確地表示那些隱含或不明確

9、的信息,能夠在語(yǔ)義和知識(shí)層次上描述領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的概念模型框架,它包含了概念的核心知識(shí),能較好解決領(lǐng)域知識(shí)的共享和重用,作為一種知識(shí)表示方法越來(lái)越受到重視。構(gòu)建本體的過(guò)程是一個(gè)概念的清晰化過(guò)程,是一個(gè)對(duì)概念系統(tǒng)理解的深化和完善過(guò)程?；诒倔w方法,依照中醫(yī)藥學(xué)特點(diǎn)及學(xué)科體系特點(diǎn),設(shè)計(jì)語(yǔ)義與學(xué)科相結(jié)合的分類體系與概念關(guān)系,在中醫(yī)基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下,清晰、準(zhǔn)確地刻畫(huà)中醫(yī)藥概念與概念關(guān)系,充分展示中醫(yī)藥語(yǔ)言的特性與內(nèi)在的關(guān)聯(lián)關(guān)系,支持多維度、可視化、

10、動(dòng)態(tài)地模型表達(dá)和組織中醫(yī)藥知識(shí)和相關(guān)的信息資源,可以體現(xiàn)出中醫(yī)藥的特點(diǎn)及其與西醫(yī)的差異,促進(jìn)中醫(yī)藥信息交互與數(shù)據(jù)分析挖掘利用研究。
　　 在中醫(yī)藥知識(shí)領(lǐng)域,中醫(yī)基礎(chǔ)理論是指導(dǎo)臨床診治的基礎(chǔ),內(nèi)涵豐富,術(shù)語(yǔ)關(guān)系復(fù)雜,本研究選取中醫(yī)基礎(chǔ)理論作為示范,從信息的角度對(duì)中醫(yī)概念進(jìn)行描述,并從信息的角度建立起中醫(yī)概念間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,進(jìn)行中醫(yī)概念的信息模型進(jìn)行了方法學(xué)探討,為中醫(yī)藥醫(yī)學(xué)信息的知識(shí)組織與構(gòu)建提供借鑒和參考。
　　 本文文獻(xiàn)

11、綜述部分,提出中醫(yī)藥概念信息模型對(duì)中醫(yī)藥知識(shí)表達(dá)的重要意義；信息模型的概念與內(nèi)涵進(jìn)行綜述,明確模型、信息模型的概念、分類及其構(gòu)建原則與方法；本體方法的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,明確本體定義、分類與基本特性、研究現(xiàn)狀、開(kāi)發(fā)方法、表示語(yǔ)言與工具、以及本體研究存在的困難進(jìn)行了綜述與討論；明確了相關(guān)的基本概念。
　　 第1章,引言對(duì)中醫(yī)藥概念信息模型的研究意義和應(yīng)用前景進(jìn)行了分析,提出研究目標(biāo),即目標(biāo)是用面向?qū)ο蟮姆椒坍?huà)中醫(yī)學(xué)對(duì)概念信息的需求

12、,確定中醫(yī)基礎(chǔ)理論的關(guān)鍵概念信息,進(jìn)行本體方法構(gòu)建中醫(yī)藥概念信息模型的方法學(xué)探討與示范性研究,中醫(yī)信息系統(tǒng)集成奠定基礎(chǔ)。提出本研究擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題,即指導(dǎo)中醫(yī)藥概念信息模型構(gòu)建的原則,中醫(yī)藥概念信息模型的核心組成,中醫(yī)藥概念信息模型的結(jié)構(gòu)及其表達(dá),中醫(yī)藥概念信息模型與西醫(yī)信息模型的關(guān)系和差異。
　　 第2章中醫(yī)藥概念信息模型構(gòu)建的方法,闡述了中醫(yī)藥概念信息模型的構(gòu)建方法,明確提出了構(gòu)建原則、方法與技術(shù)路線。
　　 第3章

13、,進(jìn)行中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念信息模型的應(yīng)用示范研究。選取《中醫(yī)基礎(chǔ)理論術(shù)語(yǔ)》(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB-T20348-2006)概念術(shù)語(yǔ)；采用領(lǐng)域本體描述語(yǔ)言MDOSL(Multi-DisciplinaryOntologySystemLanguage)作為建模表示語(yǔ)言；明確了模型框架的構(gòu)建依據(jù),以推薦頂層合并本體(SuggestedUpperMergedOntology,SUMO)的結(jié)構(gòu)框架為借鑒,構(gòu)建中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念信息模型的基礎(chǔ)框架;通過(guò)文本分析的方

14、法提取、抽象、分析、論證,提出了26個(gè)UMLS所沒(méi)有的中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念關(guān)系。
　　 第4章,進(jìn)行了本體方法與其它知識(shí)組織方法的比較分析研究,闡述了中醫(yī)本體概念信息模型與基于范疇學(xué)分類、信息過(guò)程模型、本體方法構(gòu)建的三種不同的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)集之間的關(guān)聯(lián)。
　　 第5章,對(duì)構(gòu)建中醫(yī)藥概念信息模型的中醫(yī)藥本體研究方法進(jìn)行了系統(tǒng)地總結(jié),展望中提出推薦頂層合并本體(SUMO)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用推薦意見(jiàn)。
　　 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于:

15、
　　 (1)首次嘗試用領(lǐng)域本體方法構(gòu)建中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念信息模型,提出了中醫(yī)本體構(gòu)建的方法,為通過(guò)信息建模解釋中醫(yī)概念間的關(guān)聯(lián)關(guān)系的探索研究奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)首次系統(tǒng)梳理了中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念術(shù)語(yǔ)關(guān)系,在系統(tǒng)對(duì)比研究的基礎(chǔ)上,提出了豐富一體化語(yǔ)言系統(tǒng)(Unified Medical Language System,UMLS)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)的建議；
　　 (3)首次借鑒推薦頂層合并本體(Suggested Upper