单位文秘网 2021-10-01 08:12:20 点击: 次
摘 要:中药学是中华人民几千年来与疾病作斗争的智慧结晶,在中医药学科体系中占据着重要的地位。文章在探讨了中药知识库建设意义的基础上,解析了中药知识库建设的初步思路和方案。
关键词:中药知识库;建设思路;推理机
中图分类号:TP182
随着信息技术的飞速发展,数据库技术在中医药领域也得到了广泛的应用。目前从以光盘为载体的数据库逐渐过渡为以网络数据库为主的中药数据库存储与处理模式。这种现代信息技术是在中医药信息研究过程中,针对原始资料信息量大、不规范等问题进行分析与整理、补充与完善而逐渐建立起来的[1],并随着信息技术和计算机技术的进步而不断进步。人工智能和数据库等技术的有机结合,促成了中药知识库的产生和发展。这种新兴的知识库技术,又被称为人工智能数据库,可以理解为是由人工智能和数据库等技术有机结合而成的,是中药知识库建立、发展的激素和基础。
1 中药知识库建设意义
知识库是知识工程中结构化、易操作、易利用、全面有组织的知识集群,是针对某一领域问题求解的需要,采用某种或者某些若干知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。
中药知识库研究,是一项关系到子孙后代,造福人类的工程,也是中医学继承和发展颇具实效的知识工程。意义主要体现在以下几方面:(1)中药知识库有利于古籍的保护、中药文献的保存。通过数字化、复制、转存,可以相对真实、永久地保存古籍原貌。(2)中药知识库将中医药的期刊、会议成果、研究报告、教材等以数字信息化的形式保存在数据库中,提供上传、查询、检索等功能,实现了广泛的资源共享,也避免了信息的冗余与过度重复[2]。(3)完善的中药知识库可以实现基于知识层面的中药知识传播,提高中医药文献的研究和利用水平。有利于中医药资源的传承,是延续民族文化的重要手段。(4)便于普通用户获取中药知识。中药知识库通过方便自然的检索方法不仅可以原文再现,而且可以进一步实现对知识的统计分析和知识控制。用户可以任意地通过知识元概念或属性词进行检索,获取与这个概念或词语相关的完整的一组知识。如方证关系、药证关系规律等。(5)中药知识库可以为学术研究开辟一条新途径。学者可以通过移动终端、电脑、手机等上网工具,随时便携地进行资料检索,也可以采用便携式存储器下载知识库部分内容进行进一步开发和研究工作。(6)有利于利用数据挖掘技术探求中医药诊治疾病的规律、有利于发现中医的诊治规律,并创新诊治模式,提高诊疗水平[3]。(7)推动实现中医现代化。运用现代计算机与信息技术将这些古代文献的知识创造性地转化为数字化知识,使之成为适应时代发展需要的更具有价值的新资源,以广泛应用于中医药教学、临床、科研与产业开发。(8)为中国传统文化走向世界提供了必要条件。数字化中药知识库工程,可以对传统文化进行全面整理,是对传统文化的再学习,也是为中药传统文化的传播提供了有力武器。(9)相较于传统纸质书籍,成本大大降低。
2 知识库建设原则
中药知识库是专用型知识类数据库,建设的主要目的是实现中药文本内容的规范统一、中药媒体的信息的整合。因此在收集、加工中药知识理论的过程中,必须反复考究,做到准确性、规范性和统一性。在规范统一的基础,中药知识建设的最大愿望便是便于民众的使用。中药知识库根据文献创建时间、空间、文献重要性、流派等进行多种分类归纳整理,首要任务是能够实现交叉索引查找,其次是推理机合理,使不同层次的用户都能够按照需求方便、准确地获取中药知识。
3 中药知识库建设思路
中药学是一个庞大复杂的知识体系,中药知识库的建设更是一个长远的系统工程,需要进行总体总体规划、审核、规范的同时,还需要细致、耐心的计算机技术研究与多学科的支撑,建设思路见图1。
图1 中药知识库建设思路
3.1 中药知识采集。中药知识采集,首先需要数字化,建议首先采集权威期刊、会议成果、研究报告、诊疗经验、中医药教材等中药知识。其次,进行元数据定义。最后运用ETL技术,对采集的知识信息进行数据清洗、规范化处理、格式转化、过滤等,最终沉淀积累形成有组织的知识库。
3.2 分析内容和结构进行中药知识库总体规划。根据中药文献的数量和内容,中药知识库应能够包含几乎所有重要文献与大多数一般文献,包含几乎所有有据可查的中药知识。中药知识库的结构根据中药学总论可分为七大类:(1)中药的起源与中药学的发展;(2)中药的产地与采集;(3)中药的炮制;(4)药性理论;(5)中药的配伍;(6)中药的用药禁忌中药的剂量与用法。
根据具体药用还包含二十一个个类:解表药、清热药、泻下药、祛风湿药、化湿药、利水渗湿药、温里药、理气药、消食药、驱虫药、止血药、活血化瘀药、化痰止咳平喘药、安神药、平肝息风药、开窍药、补虚药、收涩药、涌吐药、攻毒杀虫止痒药、拔毒化腐生肌药等[4]。还应根据论文期刊、会议成果、教材等类别进行结构分块。
3.3 确定中药知识库知识表示。知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法,是一种数据结构与控制结构的统一体,既考虑知识的存储又考虑知识的使用[5]。知识表示分陈述性知识表示和过程性知识表示两种表示方法。描述事实性知识,例如某中药药性,采用陈述性知识表示法;描述规则性知识和控制结构知识,例如中药的炮制过程,采用过程性知识表示法。在中药知识库的建设中采取两种表示方法协同表示,相互补充,使知识理论更清晰易懂。陈述性知识表示,建议使用数据库技术、本体技术进行处理,二过程性知识表示,则可理解为流程控制、统计分析与挖掘、人工智能等技术。
3.4 构建中药数据库基本事实数据层。中药知识包含的信息是多方面的,既有药的,也有方的,还有诊断的,并且其间的关系也往往纵横交错。因此,对中药知识的系统存储是关键的一个环节,既应减少冗余又要方便系统快速处理,还要有灵活性和扩展性。中药数据层的构建可以采用主流的关系型数据库,也可以采用新型的本体表示法。总体上讲应包含以下知识元:正别名、异名、处方用名、基源、性味、归经、用药宜忌、功效、主治、证、主症、次症、用法用量、常用配伍、处方来源、剂型、药物组成、功效主治、制备方法、用法用量与禁忌等。另外,根据知识元需要,还应有中药用药剂量转换表、特殊剂量表等。
3.5 构建中药知识库。在关系数据库的基本事实表,建立准则层和决策层,统一规范与分门别类,把中药数据上升为中药知识,构建中药知识库。根据提取的中药和方剂相关知识点,以中医理论为依据,将中药作为本体,分别确立中药与方剂知识中的类,类的层次及其关系。
3.6 建立推理机。推理机是实施问题求解、知识工程、辅助决策的核心执行机构,是对知识进行解释的程序,根据知识的语义,对按一定策略找到的知识进行解释执行,并把结果记录到动态库的适当空间中去[6]。主要由执行器、调度器和一致性协调器等组成。中药知识库结合推理机应用到生活中,解决具体的中医药疑难病症。在中药专家的指导下,建立对象推理机、规则集推理机和方法推理机。通过在推理机系统中描述病症,利用医学本体的属性和关系进行基于公理的医学知识推理,进而获取医学知识。根据推理结果,推理机会给出相应的解决方案以供选择。当然,为确保推理机精确推理,必须进行大量的研究,使推理机执行器、调度器和一致性协调器合理运行,符合临床情况。在检索文本框中描述病症特征,对象推理机锁定对象,方法推理机根据已有条件调用规则,在知识库中获取医学知识结论,同时给出相应的治疗方案。
3.7 中药知识审核、发布。在知识的审核和发布阶段,使用灵活、便捷的工作流管理机制,对知识管理系统中的各类知识资源进行分级审核,并进行发布。
3.8 知识浏览、共享与评价。通过配置不同的知识概览模板来满足不同的知识浏览要求,采取标题+摘要的方式进行显示,方便用户快速了解每一篇知识的概要。设置专门的评价模块,以便浏览者对系统问题或知识内容进行评价,能够更好地完善知识库系统。
4 中药知识库建设探讨
中药理论知识体系的复杂性使中药在知识传承、知识共享、知识交流等方面存在较大的障碍,这也是长期以来制约中医药发展的主要因素,建设中药知识库的目的恰恰是明确规范地、系统化地表示、利用、崭新中药理论知识体系。因此,中药知识库将在中医药知识工程、中医信息系统、中医药学术经验传承等多个方向有很大的应用潜力。
参考文献:
[1]万仁甫,徐伟亚.中药数据库的现状及发展趋势探讨[J].中国药房,2006(17):794-796.
[2]张恒娟,邱亚娜.基于Dspace的中医药机构知识库构建研究[J].科技情报开发与经济,2010(01).
[3]张五辈.中医药知识库设计与实现[D].航空航天大学,2011.
[4]高学敏.中药学[M].北京:人民卫生出版社,2007.
[5]张仰森,黄改娟.人工智能教程[M].北京:高教出版社,2008.
[6]周扬,王振国.基于文本内容理解的中医药数据基础研究—中医药文献语料库的建设[J].中国中医药信息,2007(09).
作者简介:王珍(1967.2-),女,辽宁大连人,副教授,软件工程硕士研究生;研究方向:云计算在中医药中的应用、医疗信息系统架构、中医药数据分析等;窦鹏伟,男,南京中医药大学计算机科学与技术2010级2班优秀本科学生。
作者单位:南京中医药大学,南京 210023
基金项目:(1)江苏省中医药局科技项目“基于数据挖掘技术的中药水提液分析方法研究(LZ11203)”、国家自然基金“中药挥发油成分与膜相互作用机制及专属膜制备基础研究(81274095)”、南京中医药大学重点培育学科“软件工程”资助;(2)大学生实践创新训练计划项目“基于云计算的社区健康医疗数据中心研究与模型建立”资助。
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