单位文秘网 2021-07-30 08:18:00 点击: 次
摘要:目的 建立温病诊疗知识模型,梳理温病文献知识,辅助中医温病临床决策。方法 从中医温病学入手,以本体论为基础,采用合理的知识表示方式,以OWL2本体语言为建模工具,进行模型构建的探索研究。结果 通过梳理温病诊疗概念关系,建立等价类和父子关系的联系方式,初步建立层次较清楚、结构较为合理的中医温病诊疗知识模型;通过机器学习和推理机,实现模型学习推理的功能,为临床医生提供文献参考。结论 本研究初步建立了中医温病诊疗知识模型,并实现辅助中医温病临床决策,为中医文献支持中医临床决策提供了一种有效的知识组织方式。
关键词:中医温病;本体;语义关系;知识模型
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2012.10.008
中图分类号:R2-05 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)10-0018-03
中医诊疗过程概括起来就是辨证论治过程。作为辨证论治主体的医生,因其知识结构及经验、直觉、感悟等的不同,在面对同一患者,通过望、闻、问、切四诊搜集、整理信息进行辨证论治时,受诸多理性、非理性因素的影响,不同的医生可做出不同的判断、辨为不同的证候,进而会提出不同的治疗方案[1]。但中医复杂的个体辨证的诊疗方式亦有规律可循,并非杂乱无章。为了充分展示中医诊疗的内在规律和丰富的内涵,需要建立层次清晰、概念确切、结构合理、表述规范、便于现代理解、把握、交流和运用的中医诊疗的表达方式。知识模型
基金项目:国家科技重大专项(2009ZX09301005-001);中国中医科学院基本科研业务费自主选题项目(ZZ050308)
通讯作者:崔蒙,E-mail:Cuim@mail.cintcm.ac.cn
(knowledge model)就是将知识进行形式化和结构化的抽象。人类研究解释问题的基本方式是提出假设——验证假设,这实际就是构建模型的过程。模型是事物本质规律的抽象,具有很好的可验证性,可以构建模拟系统,最终支持构建高水平的专家系统。
温病为中医外感疾病,其诊疗过程遵从中医诊疗疾病的一般原则,同时又具有自己独特的辨证方法和理论体系作为支撑,是中医诊疗体系中的一部分,又有相对独立性。温病学以卫气营血及三焦辨证体系为主轴线,以病证分析、辨病与辨证相结合为总框架。诊法内容基本上遵循传统四诊方法。病因学以传统六淫学说为主[2]。其诊疗关系的表达相对简单,具有独立的辨证理论,因此我们从中医温病学入手,初步建立中医温病诊疗知识模型,并实现其学习推理的功能。
1 知识模型的层次结构
现代医学的诊疗过程可以分成3个层次:临床表现层、诊断层和治疗层。其中临床表现层的内部节点表示临床可以获得的主诉、症状、体征以及各种检查方法获得的信息。多个临床表现节点对应一个诊断层中的诊断节点。而一个诊断节点又会对应多个治疗方案[3]。见图1。
中医的诊疗知识模型层次结构与现代医学相仿,但诊疗重点在辨证论治方面,与现代医学重视诊断的角度又有所区别。根据温病诊疗过程,中医温病诊疗知识模型大体可以分为以下4个层次:第一层是发病层,包括病邪入侵人体、人体产生正邪斗争发生病理变化以及人体表现出的相应症状与体征3个方面;第二层是诊断层,包括对人体表现出的症状和体征作出的相应判断、综合诊断结果在温病理论指导下辨证论治的思辨过程以及最后得出的疾病及证候结果3个方面;第三层是治疗层,包括针对辨证结果选用的治疗原则及治疗大法、根据治则治法选用的治疗方剂或中医疗法及根据疾病证候确定的药物加减用量或针灸推拿穴位等具体诊疗信息3个方面;第四层是预后层,包括诊疗过程结束后患者的预后情况、下一步的相应措施以及瘥后的调养护理3个方面。
2 知识模型中的语义关系
温病诊疗模型中的知识之间关系的知识表示方法是知识模型构建的关键问题。本模型采用本体论的方法来表示知识之间复杂的语义关系。本体通过概念与概念之间的关系来描述概念的语义,本体关系中最重要的关系是子类/父类关系。为了准确描述现实世界,同时也为了便于重用,将子类/父类关系作了更加细致的语义细化,形成4种子类/父类关系,这些不同的子类/父类关系形成了本体中的概念分类体系[4]。温病知识模型中知识之间的语义关系的描述主要参照此4种关系,根据不同本体的属性特征,建立不同的语义关系。
第一种关系,不相交性分解的子类/父类关系,子类之间不相交,但子类的并不能覆盖父类。如症状和体征,在建立子类的时候是参考《温病学》[5](“十一五”规划教材)的诊断进行划分,建立了发热、汗出异常、口渴、神志异常、痉、厥脱、斑疹、白、舌苔、舌质、舌态、齿燥、齿缝流血、齿垢、咽喉、胸胁、胃脘、腹部、脉象等19种子类。但这19种子类不能涵盖所有的温病症状、体征,只是尽可能地涵盖了可能出现的症状、体征。
第二种关系,覆盖性分解的子类/父类关系,子类之间可以相交,子类的并能够覆盖父类。如辨证,温病辨证方法是以卫气营血辨证和三焦辨证为主,也有临床采用脏腑辨证的方法。卫气营血辨证和三焦辨证、脏腑辨证互相之间有交叉,如上焦证一般包含卫分证和气分证,而气分证又会分属于上焦证和中焦证,又通常会涉及肺、胃肠和脾等脏腑。几种辨证方法之间的关系见图2。
图2 温病不同辨证方法之间的关系
第三种关系,具有划分性质的子类/父类关系,子类之间不相交,子类的并能够覆盖父类。如感邪途径,温病的感邪途径有3种,消化道入侵、呼吸道入侵和皮肤接触。3个子类涵盖了温病的感邪途径,3种途径之间各自独立,不相交。
第四种关系,一般子类/父类关系,子类之间可以相交,子类的并不能够覆盖父类。如治法,温病的治法有很多,对治法子类的建立只能尽可能列举,不能穷尽,所以子类的并不能够覆盖父类。同时,子类之间又常有交叉,如清热解毒法和清热养阴法等。
3 知识模型中集合等价关系的确立
在温病的诊疗过程中,并不是单一的一个病因、一个疾病、一个症状的一一对应的关系,而通常是以症状集合的形式出现。因此我们建立等价类,把这些症状的集合表示为一个类,但是这个类和这个集合之间不能表示为父子关系,因为他们之间属性不同,故以等价类的形式来表示。例如暑温症状表现多见壮热、心烦、口渴、汗多、苔黄燥、脉洪数,在临床上见到这6个核心症状结合病因与发病季节等因素基本可以判定为暑温,那这个暑温与这6个核心症状的集合是等同的关系。但暑温是在温病类下的,而6个症状是属于症状和体征的,夏季则是属于病因类下,三者属于不同的本体,因此我们就建立了三者之间的等价类,使得6个症状的集合加上发病季节等同于暑温,即:暑温=发病原因(夏季发病)+核心症状集合(心烦+壮热+口渴+汗多+苔黄燥+脉洪数)+其他或然症(无or头痛or头晕or面赤or气粗or背微恶寒……),见图3。
图3 等价类示意图(以暑温为例)
4 知识模型的构建
通过按照诊疗过程划分层次,然后利用本体论方法建立起知识之间的相互关系,并处理不同属性的知识集合的等价关系,最终构建起复杂的温病诊疗知识模型,见图4。
图4 温病诊疗知识模型基本结构
在基本结构框架下,知识间的相互关系显得错综复杂,例如暑温病的发生,可以是一个带有条件的多层因果关系,如长夏暑气当令,暑热邪气作为病因侵入正气不足患者的体内,导致暑温。气营两燔、热结肠腑、邪在气分都是暑温的证候,而心烦、壮热、口渴、汗多、苔黄燥、脉洪数是邪在气分证的核心症状集合,与邪在气分证候等价。邪在气分是气分证的子类,气分证主体是气,故治疗用清气;邪在气分证的主体是热邪,故用泄热;因此治法选用清气泄热法,方选白虎汤或白虎加人参汤。气是人体的主体,因此护理的时候要注意补充体能,所以给予高热量流质或半流质饮食,热邪盛,在护理时应用清暑的绿豆汤或者西瓜汁。暑温的推理关系见图5。
图5 知识模型复杂关系展示(以暑温为例)
5 中医温病诊疗知识模型的学习推理功能
知识模型中包含多种逻辑推理关系,通过实例训练,可以实现推理功能。本模型初步以温病学教材中和期刊文献资料中的温病临床病案报道中的实例建立训练集,训练模型的学习推理功能,通过在输入端输入临床表现层的症状和体征等相关信息,可以通过输出端输出相应的证候、治法和方剂,实现一种基于文献数据的智能检索的功能。
6 讨论
中医的诊疗过程是一个复杂的思维过程,个体化的诊疗模式很难用统一的规范的表达方式表现出来。从诊疗过程的各个阶段来讲,受到社会人文、自然环境等因素的影响,每一个诊疗客体(患者)和每一个诊疗主体(医生)都具有不确定性。但是诊疗的大致过程总是有规律可循的,四诊合参、辨证论治都是中医诊疗中有一定规律性的、可把握的、供后人参考的方法。
本研究通过总结中医温病诊疗过程中可掌握的诊疗规律,用知识模型的方式,采用本体论的知识表示的方法,构建具有学习和推理功能的中医温病诊疗知识模型。模型中用以学习的数据来源于文献资料,与临床专家系统中来源于临床资料有所不同,因此也限制了本模型的临床应用的灵活性,但是相对来讲,书籍和期刊文献中的数据是临床医生实践经验的提炼和总结,是经过筛选的临床数据,有比较高的文献参考价值,可以辅助临床决策。针对模型的局限性,将结合临床数据对知识模型中的知识进行扩充,并结合温病古籍文献数据和相关医案信息,丰富模型的内容,建立标准化可共享的知识协同机制,促进中医诊疗知识模型的发展。
参考文献:
[1] 宋琳莉,孟庆刚.中医药诊疗体系复杂性特征及研究思路探析[J].北京中医药大学学报,2007,30(1):736-739.
[2] 吕文亮,伍文举.对《温病学》研究层面的思考[J].湖北中医学院学报,2000,2(3):9-10.
[3] 何雨生.中西医知识模型研究的意义[G]//崔蒙,朱冬生.中医药信息研究进展(一).北京:中医古籍出版社,2006:203-210.
[4] 赵波,解敏,夏幼明.基于本体的子类/父类关系的分类体系形式化表示[J].云南师范大学学报:自然科学版,2008,28(3):27-30.
[5] 林培政.温病学[M].北京:中国中医药出版社,2003:29-44.
(收稿日期:2012-03-19,编辑:华强)
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