黃 煒 程 鈺 李岳峰

(湖北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430064)

伴隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)醫(yī)療的需求也日益提升。醫(yī)療需求已從疾病治療向健康維護(hù)轉(zhuǎn)移。胡鴻寶等針對(duì)南京市居民進(jìn)行了健康生活方式的知曉現(xiàn)狀調(diào)查，結(jié)果顯示居民對(duì)健康生活方式的知曉率達(dá)78.5%以上[1]，說(shuō)明人們對(duì)于健康知識(shí)的需求度很高。中醫(yī)藥作為中華民族傳統(tǒng)醫(yī)藥，在不斷的發(fā)展過程中，已經(jīng)十分貼近國(guó)內(nèi)人群生活，其中養(yǎng)生保健知識(shí)由于貼近個(gè)人健康更受關(guān)注，邱鴻鐘等對(duì)廣東省境內(nèi)人群中醫(yī)藥消費(fèi)情況進(jìn)行調(diào)查，其中愿意接受服務(wù)意愿的達(dá)66.91%，進(jìn)行養(yǎng)生活動(dòng)的高達(dá)73.1%[2]，結(jié)果顯示人們對(duì)于中醫(yī)藥個(gè)人健康服務(wù)的接受程度很高。但由于中醫(yī)藥知識(shí)通常表達(dá)晦澀、傳承方式傳統(tǒng)，人們獲取中醫(yī)藥知識(shí)難度高。目前，如何針對(duì)個(gè)人健康提供相應(yīng)知識(shí)服務(wù)成為業(yè)界和學(xué)界的研究重點(diǎn)。

知識(shí)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的組織形式有很高的要求，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域中，如何有效地將醫(yī)療知識(shí)和個(gè)人信息結(jié)合起來(lái)，達(dá)到更好的治療效果，也是目前的研究重點(diǎn)。其中，智慧醫(yī)療是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療領(lǐng)域中知識(shí)服務(wù)的重要途徑。智慧醫(yī)療是通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源和用戶間的互聯(lián)互通。使得用戶可以了解自身健康狀況并得到相應(yīng)的醫(yī)療服務(wù)。智慧中醫(yī)是智慧醫(yī)療在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠給用戶提供可靠的、準(zhǔn)確的中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)。而知識(shí)庫(kù)則是智慧醫(yī)療體系下的重要組成部分[3]，用來(lái)進(jìn)行知識(shí)的存儲(chǔ)、組織和推理。

知識(shí)庫(kù)可以將庫(kù)中儲(chǔ)存的知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系在一起，形成知識(shí)集群。通過構(gòu)建面向個(gè)人健康的中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)，可以向用戶提供準(zhǔn)確的個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)。以個(gè)人健康為目標(biāo)，構(gòu)建結(jié)合個(gè)人健康信息的中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)，并以此為基礎(chǔ)向用戶提供知識(shí)服務(wù)是未來(lái)智慧中醫(yī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1 相關(guān)研究

在知識(shí)服務(wù)中，知識(shí)庫(kù)是知識(shí)獲取、組織的核心[4]。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)包括用戶個(gè)人健康信息及對(duì)相關(guān)信息類別的描述，以及中醫(yī)的相關(guān)理論、中醫(yī)概念間的關(guān)系及中醫(yī)概念與個(gè)人健康信息形成的個(gè)人健康體系。構(gòu)建的知識(shí)庫(kù)基于個(gè)人健康信息和相關(guān)中醫(yī)理論為智慧中醫(yī)系統(tǒng)提供決策支持。

知識(shí)服務(wù)的目的是從繁雜的信息中提取有價(jià)值的知識(shí)，為用戶提供問題的解決方案。從該角度出發(fā)，中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)在提供決策支持的時(shí)候不僅要匹配相關(guān)診療記錄，還需結(jié)合用戶最新的個(gè)人健康信息，推斷用戶患病狀態(tài)，生成醫(yī)療決策方案。中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)的決策方案可以分為3種類型：疾病說(shuō)明、治療方案和疾病預(yù)警。在面向決策支持的知識(shí)庫(kù)構(gòu)建過程中，資源和決策需求需要緊密的聯(lián)系[5]，中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)在構(gòu)建過程中，要注意個(gè)人健康信息的實(shí)時(shí)感知和生成的決策類型，并將二者結(jié)合。并且按照選擇的知識(shí)表示方法將知識(shí)進(jìn)行邏輯表達(dá)[6]。在眾多知識(shí)表示方法中，本體可以準(zhǔn)確地表示資源中的知識(shí)單元和知識(shí)單元間的關(guān)系[7]，學(xué)者們也紛紛基于本體在管理[8]、航天[9]、反恐[10]等領(lǐng)域構(gòu)建本體知識(shí)庫(kù)。

在中醫(yī)藥領(lǐng)域，學(xué)者們也在知識(shí)管理研究中采用基于本體的知識(shí)表達(dá)方式。但是《傷寒論》方證知識(shí)庫(kù)[11]、中醫(yī)臨床知識(shí)庫(kù)[12]等絕大多數(shù)中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)，只提供傳統(tǒng)的知識(shí)檢索和知識(shí)存儲(chǔ)等功能，并未提供決策支持類型的知識(shí)服務(wù)。同時(shí)，絕大部分中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)并沒有與個(gè)人健康信息緊密結(jié)合，僅有少數(shù)關(guān)于個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的研究：張悅悅等[13]使用主題詞表的方法構(gòu)建了亞健康人群食療知識(shí)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)提供關(guān)于食療的相關(guān)服務(wù)；肖曉霞等[14]從個(gè)人健康方面出發(fā)，基于中醫(yī)治未病理論構(gòu)建個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)。但是該知識(shí)庫(kù)只是構(gòu)建了最基本的知識(shí)庫(kù)框架，并沒有涉及知識(shí)服務(wù)方面。

通過上述梳理可以看出，知識(shí)庫(kù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)管理中起著重要作用，是知識(shí)服務(wù)的重要手段。而且在已有的成果的研究中，奠定了中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)表達(dá)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，一定程度上滿足了中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的知識(shí)需要。本文研究的中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)將基于個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)、中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)和推理知識(shí)庫(kù)3個(gè)子庫(kù)，對(duì)中醫(yī)藥領(lǐng)域的知識(shí)服務(wù)進(jìn)行研究。

2 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)概述

本文所構(gòu)建的中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)包含兩個(gè)知識(shí)子庫(kù)和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)(Personal Health Information Data Base，p-DB)、中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)(Traditional Chinese Medicine Knowledge Base，t-KB)、推理知識(shí)庫(kù)(Reasoning Knowledge Base，r-KB)。3個(gè)子庫(kù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)服務(wù)中起到知識(shí)支撐作用，并在個(gè)人健康管理中協(xié)同運(yùn)作，發(fā)揮不同作用。P-DB存儲(chǔ)用戶個(gè)人健康信息，并與t-KB中中醫(yī)藥相關(guān)知識(shí)結(jié)合，利用r-KB中規(guī)則進(jìn)行最終推理，最終完成用戶的個(gè)人健康管理，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥領(lǐng)域的知識(shí)服務(wù)。在這個(gè)過程中，知識(shí)在庫(kù)集群之間流轉(zhuǎn)，子庫(kù)間的相互協(xié)作確保知識(shí)流的有序傳遞，并最終完成最后的決策支持。

t-KB是整個(gè)知識(shí)庫(kù)群組中的基礎(chǔ)部分，不包含隱私信息，公眾通過t-KB查詢中醫(yī)藥相關(guān)知識(shí)，并且t-KB根據(jù)中醫(yī)藥領(lǐng)域的不同，對(duì)中醫(yī)藥知識(shí)以主題為特征進(jìn)行整理。p-DB存儲(chǔ)用戶的個(gè)人健康信息，并結(jié)合t-KB中知識(shí)形成具體實(shí)例，同時(shí)按照t-KB中知識(shí)組織形式儲(chǔ)存實(shí)例，補(bǔ)充t-KB。r-KB中存儲(chǔ)的是相關(guān)算法，對(duì)p-DB中形成的實(shí)例進(jìn)行推理演算，借助t-KB中知識(shí)，在中醫(yī)藥領(lǐng)域獲得相應(yīng)的決策支持。在此過程中，3個(gè)子庫(kù)協(xié)同工作，根據(jù)用戶具體情況(p-DB)，結(jié)合相關(guān)算法(r-KB)，在中醫(yī)藥領(lǐng)域中(t-KB)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案的選擇。3個(gè)子庫(kù)間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 知識(shí)子庫(kù)協(xié)同關(guān)系

從圖1中可以看出，中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)中知識(shí)傳遞是由t-KB流經(jīng)p-DB，最后流至r-KB，生成醫(yī)療方案。同時(shí)，由于涉及個(gè)人信息問題，不同的子庫(kù)的面向?qū)ο笠膊煌簍-KB面向公眾，公眾可以在t-KB中查詢中醫(yī)藥知識(shí)和相關(guān)醫(yī)案；而p-DB負(fù)責(zé)存儲(chǔ)個(gè)人健康信息，個(gè)人用戶可查詢自身歷史健康信息；最終，由r-KB推理的方案面向個(gè)人用戶。3個(gè)子庫(kù)間的協(xié)同保證了業(yè)務(wù)層次上的完整，同時(shí)也確保知識(shí)庫(kù)中個(gè)人信息不會(huì)泄露。

在整個(gè)流程中，首先在中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)下進(jìn)行診斷，同時(shí)結(jié)合個(gè)人健康信息，如性別、年齡、體質(zhì)等因素，最后經(jīng)由推理算法做出決策。整個(gè)過程中，t-KB首先與p-DB協(xié)同，p-DB中的數(shù)據(jù)通過t-KB中的接口映射到t-KB中，與t-KB知識(shí)相結(jié)合。數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系表與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，通過映射，將數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)。

在p-DB的個(gè)人信息與t-KB中的中醫(yī)藥知識(shí)結(jié)合后，由r-KB中的相關(guān)算法提供演算，最終生成醫(yī)療決策方案，2個(gè)知識(shí)子庫(kù)和1個(gè)數(shù)據(jù)子庫(kù)的結(jié)構(gòu)確保了知識(shí)在知識(shí)庫(kù)集群中的有序傳遞，同時(shí)，子庫(kù)的設(shè)計(jì)讓知識(shí)庫(kù)擁有分級(jí)層次，不同的子庫(kù)面向不同的對(duì)象，保障知識(shí)庫(kù)集群中的信息安全，加強(qiáng)其知識(shí)處理的效率。

3 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)構(gòu)建

中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)包含3個(gè)子庫(kù)，本章分別描述3個(gè)子庫(kù)的具體構(gòu)建方法。

3.1 中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)

中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)是整個(gè)知識(shí)庫(kù)集群中的關(guān)鍵，劃定了知識(shí)庫(kù)集群所處知識(shí)領(lǐng)域。同時(shí)，由于中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)面向公眾，知識(shí)庫(kù)在構(gòu)建的過程中要注意公眾的非專業(yè)習(xí)慣[15]，加強(qiáng)知識(shí)的可傳播性。因此，構(gòu)建中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)的第一步是構(gòu)建相關(guān)本體，闡述中醫(yī)概念間的關(guān)系，之后基于本體構(gòu)建中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)。

3.1.1 中醫(yī)藥本體構(gòu)建

國(guó)內(nèi)關(guān)于中醫(yī)藥本體的研究已經(jīng)日趨成熟，已有較為成熟的中醫(yī)藥本體，即中醫(yī)藥學(xué)語(yǔ)言系統(tǒng)(Traditional Chinese Medicine Language System，TCMLS)[16]。TCMLS中主要包含兩大部分：語(yǔ)義類型和語(yǔ)義關(guān)系，對(duì)中醫(yī)藥領(lǐng)域中的知識(shí)進(jìn)行了定義和限定。但是其面向的對(duì)象多是中醫(yī)藥領(lǐng)域從業(yè)人員，在考慮到大多數(shù)用戶的非專業(yè)情況，本文基于TCMLS構(gòu)建中醫(yī)藥本體。中醫(yī)藥本體如圖2所示。

論文所建中醫(yī)藥本體將中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)分為兩類，一為疾病知識(shí)，一為相關(guān)知識(shí)。疾病知識(shí)中包含病因病機(jī)、中醫(yī)診斷和中醫(yī)治療。相關(guān)知識(shí)中包含藥用物質(zhì)和中醫(yī)人體基礎(chǔ)知識(shí)。中醫(yī)藥本體呈樹狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一類概念實(shí)體，上層節(jié)點(diǎn)是下層節(jié)點(diǎn)的父類，子類節(jié)點(diǎn)繼承父類節(jié)點(diǎn)屬性并擴(kuò)展相關(guān)屬性。

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)J按照RDF三元組來(lái)進(jìn)行組織：

J=(R，A，V)

其中，R是該節(jié)點(diǎn)所代表的概念及其名稱，為主語(yǔ)；A表示概念的屬性，為謂語(yǔ)；V表示具體的屬性值，為賓語(yǔ)。

圖2 中醫(yī)藥本體

該節(jié)點(diǎn)的賓語(yǔ)可以作為某一節(jié)點(diǎn)的主語(yǔ)來(lái)繼續(xù)擴(kuò)展中醫(yī)藥本體，這樣便保證了中醫(yī)藥本體的可擴(kuò)展性，中醫(yī)藥本體可得到不斷地完善。

中醫(yī)藥本體劃定了知識(shí)庫(kù)所處知識(shí)領(lǐng)域，并提供了中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)的統(tǒng)一框架，同時(shí)在編制過程中照顧了公眾的非專業(yè)習(xí)慣，能夠有效地減少術(shù)語(yǔ)上的歧義，增強(qiáng)中醫(yī)藥知識(shí)的可傳播性。

3.1.2 t-KB的構(gòu)建

在構(gòu)建的中醫(yī)藥本體的基礎(chǔ)上，進(jìn)行t-KB的構(gòu)建。根據(jù)知識(shí)庫(kù)的相關(guān)功能和結(jié)構(gòu)，將t-KB從上到下分為4層：服務(wù)層、業(yè)務(wù)層、處理層和數(shù)據(jù)層?；谥嗅t(yī)藥本體的中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)的模型如圖3所示。

服務(wù)層位于知識(shí)庫(kù)的最頂層，為用戶提供中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)。在服務(wù)層中，t-KB為用戶提供主題導(dǎo)航、知識(shí)瀏覽、知識(shí)推理、服務(wù)推送等功能。用戶在使用知識(shí)庫(kù)的同時(shí)，可以選擇相應(yīng)主題來(lái)瀏覽知識(shí)。同時(shí)結(jié)合用戶瀏覽歷史和個(gè)人健康信息對(duì)用戶進(jìn)行個(gè)性化推薦。

業(yè)務(wù)層包含了主題提取、特征提取、關(guān)聯(lián)規(guī)則、業(yè)務(wù)模型和語(yǔ)義化表示。在業(yè)務(wù)層中，首先將處理層數(shù)據(jù)按照主題進(jìn)行抽取，形成不同的主題知識(shí)。在不同的主題內(nèi)，提取這些知識(shí)的特征，構(gòu)建業(yè)務(wù)模型，使得知識(shí)庫(kù)可以記錄用戶瀏覽，并根據(jù)用戶瀏覽實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦。

處理層的數(shù)據(jù)來(lái)源為數(shù)據(jù)層，包括中醫(yī)藥知識(shí)和個(gè)人健康信息知識(shí)庫(kù)里的知識(shí)。由于來(lái)源不同，首先對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行知識(shí)聚合，消除數(shù)據(jù)異構(gòu)，保證知識(shí)組織的一致性。為了確保知識(shí)表達(dá)的一致性，所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一按照3.1.1節(jié)中構(gòu)建的中醫(yī)藥本體進(jìn)行組織。在本體的約束下，處理數(shù)據(jù)層的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)包含中醫(yī)藥數(shù)據(jù)和個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)，個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)來(lái)源于p-DB，t-KB的數(shù)據(jù)層是p-DB與t-KB的接口，從p-DB導(dǎo)入的數(shù)據(jù)與t-KB中的知識(shí)結(jié)合，為用戶提供中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)。

圖3 中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)

3.1.3 t-KB的功能

t-KB位于整個(gè)知識(shí)庫(kù)集群中的最下層，面向公眾，為公眾和整個(gè)知識(shí)庫(kù)提供中醫(yī)藥領(lǐng)域知識(shí)。在中醫(yī)藥本體的約束下，將中醫(yī)藥知識(shí)以統(tǒng)一的形式向公眾提供，為公眾提供更加全面的中醫(yī)藥知識(shí)。同時(shí)，由于中醫(yī)藥本體的構(gòu)建，公眾可在中醫(yī)藥知識(shí)領(lǐng)域的架構(gòu)下，結(jié)合本身具有的中醫(yī)藥知識(shí)，對(duì)中醫(yī)藥領(lǐng)域有更加清晰的認(rèn)識(shí)。t-KB的主要功能有三：一是向公眾提供中醫(yī)藥知識(shí)；二是按照中醫(yī)藥本體整理中醫(yī)藥知識(shí)，使其有序化；三是結(jié)合p-DB中的個(gè)人信息為用戶提供中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)。

3.2 個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)

個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的最終目的是緊密結(jié)合用戶的個(gè)人健康信息，向用戶提供中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)。在提供知識(shí)服務(wù)的過程中，用戶的個(gè)人健康信息存儲(chǔ)在p-DB中，并且基于歷史記錄提出疾病預(yù)警。因此，p-DB以t-KB為基礎(chǔ)，對(duì)已有的個(gè)人信息按照t-KB中知識(shí)表達(dá)形式重新組織。

同時(shí)，在提供知識(shí)服務(wù)的過程中，個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)要保持個(gè)體特異性，面向不同用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。個(gè)體特異性由p-DB來(lái)保證，p-DB中存儲(chǔ)用戶個(gè)人信息，用戶根據(jù)登錄名查看相對(duì)應(yīng)的信息。

3.2.1 p-DB的構(gòu)建

個(gè)人健康信息分為兩種[17]：一種是健康記錄信息，如日常體檢等；一種是中醫(yī)領(lǐng)域知識(shí)，主要包括養(yǎng)生、體質(zhì)等。個(gè)人健康信息以健康記錄信息為主，輔以中醫(yī)知識(shí)，最終按t-KB的知識(shí)表達(dá)形式進(jìn)行表達(dá)。

王琦認(rèn)為，體質(zhì)是人體先天遺傳和后天環(huán)境影響下所形成的人體個(gè)性特征[18]。體質(zhì)的不同也決定了治療方案的不同，這種體質(zhì)的中醫(yī)思想是本文構(gòu)建個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)的重要原則。

在對(duì)各種體質(zhì)知識(shí)進(jìn)行整理、分析的基礎(chǔ)上，本文將p-DB的內(nèi)容分為體質(zhì)、情志、行為、病史4大類。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 個(gè)人健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

對(duì)于體質(zhì)類，下位屬性包含年齡、性別、體重、血壓、四診、體質(zhì)，四診信息為“望聞問切”信息，記錄脈搏、面相、舌診等信息。體質(zhì)按照中醫(yī)理論可分為平和質(zhì)、氣虛質(zhì)等9種[18]，體質(zhì)的確定可以提高知識(shí)庫(kù)檢索、匹配效率，相同體質(zhì)人群的健康信息可以互相作為參考。情志類包含心情和其他兩種屬性。情志類屬性記錄個(gè)人用戶的心理特征，比如慌張、憤怒等。行為類包含飲食、作息和居住環(huán)境，行為類記錄的是外部環(huán)境，包括行為習(xí)慣和地域環(huán)境因素。病史類屬性包含既往病史、家族病史和治療方案。同時(shí)，疾病的發(fā)生與季節(jié)密切相關(guān)，因此在p-DB中增加時(shí)間屬性，時(shí)間屬性里包含時(shí)間和季節(jié)，并且數(shù)據(jù)庫(kù)按照時(shí)間序化整理個(gè)人健康信息，r-KB里的相關(guān)規(guī)則可根據(jù)整理后的數(shù)據(jù)推斷用戶的個(gè)人健康情況，并根據(jù)健康信息，匹配治療方案。在p-DB中，每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的個(gè)人健康信息都可以視為一個(gè)案例，這些案例可以為后續(xù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的個(gè)人健康情況和他人的個(gè)人健康情況提供參考。用戶根據(jù)賬戶可查詢自身信息，個(gè)人健康信息表的構(gòu)建思路如表1所示。

表1 個(gè)人健康信息表

表1中屬性值一欄記錄二級(jí)屬性的屬性值，數(shù)據(jù)來(lái)源記錄屬性值的來(lái)源，如醫(yī)療設(shè)備錄入或醫(yī)院病歷，根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源清洗數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)映射，解決數(shù)據(jù)異構(gòu)。

同時(shí)，由于p-DB是按照t-KB的知識(shí)表達(dá)方式進(jìn)行知識(shí)組織的，因此，p-DB與t-KB的協(xié)同在整個(gè)知識(shí)庫(kù)集群的工作機(jī)制中是極為重要的。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特征，兩者的映射模型如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)系表與知識(shí)庫(kù)中知識(shí)節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)

數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)形成邏輯上的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，p-DB中的表與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，在映射過程中，先獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)系表的主鍵，由主鍵匹配知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)節(jié)點(diǎn)，得到該關(guān)系表在知識(shí)庫(kù)中的位置信息，最終完成數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)的協(xié)同。

p-DB與t-KB之間的映射關(guān)系形成了開放、可優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，這樣可以保證知識(shí)在兩者之間的傳遞，確保知識(shí)間的一致性。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理

p-DB中的數(shù)據(jù)是以用戶為中心的個(gè)體化、獨(dú)特化的特征數(shù)據(jù)集合，符合小數(shù)據(jù)[19]的特征。在小數(shù)據(jù)的處理中，一般包括關(guān)聯(lián)、特征、需求三方面處理[20]，而p-DB中不涉及推理，因此，p-DB中數(shù)據(jù)的處理包含關(guān)聯(lián)、特征兩個(gè)步驟。

因?yàn)閿?shù)據(jù)的來(lái)源不同，首先進(jìn)行的是將這些數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成完整的數(shù)據(jù)集。因此，在關(guān)聯(lián)過程中，首先建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型，對(duì)數(shù)據(jù)里的缺失、重復(fù)進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。同時(shí)，不同數(shù)據(jù)來(lái)源的數(shù)據(jù)會(huì)存在重合，對(duì)這部分冗余的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行過濾操作，提高關(guān)聯(lián)效率。

在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，以p-DB中的二級(jí)屬性為特征，提取數(shù)據(jù)中的相關(guān)信息，最終以一級(jí)屬性為主題將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和關(guān)聯(lián)，形成最終的個(gè)人健康信息表。

3.2.3 p-DB的功能

p-DB記錄個(gè)人健康信息，主要面向個(gè)人，位于個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的中間部分。向下由t-KB提供中醫(yī)領(lǐng)域知識(shí)，按照t-KB的知識(shí)表示方法完成知識(shí)的組織，形成組織好的個(gè)人健康信息，全面的展示用戶的個(gè)人健康狀況；向上由r-KB中的規(guī)則進(jìn)行推理，并進(jìn)行案例匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)于個(gè)人健康信息的實(shí)時(shí)預(yù)警和干預(yù)，最終得出治療方案。

3.3 推理知識(shí)庫(kù)

在最終的中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)階段，r-KB基于t-KB領(lǐng)域知識(shí)和p-DB個(gè)人信息以及存儲(chǔ)的規(guī)則進(jìn)行治療方案的推理，得出最優(yōu)的方案。

3.3.1 推理決策過程

個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)中采用案例推理和規(guī)則推理兩者混合的推理機(jī)制，混合推理機(jī)制能夠克服規(guī)則推理匹配效率低和案例推理不具有普適性的缺點(diǎn)[21]，取得更好的推理效果。

用戶的個(gè)人信息在每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上都可以視為一個(gè)案例，這些案例可以作為歷史案例為某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的某個(gè)用戶的個(gè)人健康提供參考。用戶之前的健康信息也可以作為現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)上的個(gè)人健康的參考。同時(shí)，在參考?xì)v史案例的基礎(chǔ)上，引入r-KB中的規(guī)則，生成最終的治療方案。該推理機(jī)制下的工作流程如圖6所示。

圖6 個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)推理流程

個(gè)人健康信息在不斷地更新，在更新過程中，時(shí)刻t1的個(gè)人健康信息形成一個(gè)案例，時(shí)刻t2的個(gè)人健康信息也形成一個(gè)案例，這個(gè)過程中會(huì)形成一個(gè)個(gè)互相獨(dú)立的案例。這些案例既可以作為個(gè)人健康的動(dòng)態(tài)記錄，又可以作為歷史案例提供參考。

推理決策是個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的核心功能，通過對(duì)比以前時(shí)間節(jié)點(diǎn)的個(gè)人健康信息和相同體質(zhì)的個(gè)人健康信息，同時(shí)輔以規(guī)則進(jìn)行判斷，對(duì)用戶的個(gè)人健康狀況提供建議或者生成治療方案。r-KB將情報(bào)和決策結(jié)合在一起，形成情報(bào)決策一體化，將決策建立在實(shí)時(shí)信息上，確保了個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)推理決策的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

3.3.2 r-KB的構(gòu)建

r-KB是個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的最后一環(huán)，知識(shí)庫(kù)的信息、知識(shí)最終都傳遞到r-KB進(jìn)行處理。由于個(gè)人健康是一個(gè)不斷更新的過程，知識(shí)庫(kù)需自行判斷用戶的身體狀況并及時(shí)提供相應(yīng)建議，因此，知識(shí)庫(kù)需自行從體質(zhì)、情志、行為和時(shí)間判斷是否需要提出預(yù)警或治療方案。r-KB的結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 推理知識(shí)庫(kù)

在r-KB中，對(duì)個(gè)人健康信息中的每一項(xiàng)屬性設(shè)置一定的閾值。當(dāng)有屬性值超過閾值時(shí)，由規(guī)則推理模塊轉(zhuǎn)為案例推理模塊，在案例推理模塊中，同樣設(shè)置相似度閾值，進(jìn)行案例的匹配。在進(jìn)行案例匹配時(shí)，首先，r-KB進(jìn)行匹配的是同一用戶不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的案例，若沒有案例大于閾值，則以體質(zhì)為特征，檢索相同體質(zhì)用戶的個(gè)人健康信息，從中進(jìn)行案例匹配。在匹配過程中，若有多個(gè)大于閾值的案例，則由用戶進(jìn)行最終的選擇；若沒有符合條件的案例，則重新進(jìn)行檢索，直至檢索出符合條件的案例；若重復(fù)檢索多次后仍然沒有符合條件的案例，則選擇相似度最高的案例，推送給用戶，并進(jìn)行說(shuō)明。若匹配的案例是他人的健康信息，則將二者關(guān)聯(lián)，在該用戶的案例匹配過程中，優(yōu)先匹配。從圖7中可以看出，p-DB中的數(shù)據(jù)由r-KB處理，若有屬性值超過閾值，則進(jìn)行案例推理，這樣的流程實(shí)現(xiàn)了對(duì)于個(gè)人健康的實(shí)時(shí)預(yù)警和干涉。

3.3.3 r-KB的功能

r-KB位于個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)的頂層，面向最終的決策，處理p-DB中的個(gè)人健康信息和t-KB中的知識(shí)，分別用于案例推理和規(guī)則推理。將個(gè)人信息和中醫(yī)診斷規(guī)則于r-KB中結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)針對(duì)個(gè)人信息的中醫(yī)藥治療決策。r-KB首先基于個(gè)人信息，通過相關(guān)規(guī)則判斷用戶狀況；之后，針對(duì)用戶匹配相似案例，獲取相似度高的案例，做出最終決策。

4 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)

知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建方法有多種，目前主流的方法有兩種[22]：一是基于數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建知識(shí)庫(kù)；二是從知識(shí)表示出發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)模型，再構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)。從功能上比較，第一種方法局限于數(shù)據(jù)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)的功能是數(shù)據(jù)庫(kù)功能的擴(kuò)展；第二種方法根據(jù)知識(shí)表示方法建立知識(shí)庫(kù)模型，可構(gòu)建更具開放性的知識(shí)庫(kù)。本文將選取第二種方法構(gòu)建中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)。

作為向用戶提供知識(shí)服務(wù)的服務(wù)平臺(tái)，在構(gòu)建中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的過程中，需要明確知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能模塊，保證知識(shí)庫(kù)的正常運(yùn)行和功能服務(wù)。

4.1 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)論文第3節(jié)中論述的各知識(shí)子庫(kù)的功能和結(jié)構(gòu)，中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

知識(shí)庫(kù)是利用知識(shí)來(lái)解決用戶的問題，滿足用戶需要。從圖8可以看出，用戶獲得知識(shí)庫(kù)知識(shí)服務(wù)的方法有兩種途徑：一是通過知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)，直接進(jìn)行知識(shí)查詢；二是通過推理知識(shí)庫(kù)中的推理引擎實(shí)現(xiàn)的疾病預(yù)警、診治功能而達(dá)到的知識(shí)服務(wù)。

第一種途徑中，知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)通過確定知識(shí)表示方式，即中醫(yī)藥本體，保證知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)一致性。對(duì)于新添加的中醫(yī)藥知識(shí)，按照規(guī)定的知識(shí)表示方式，與已有的知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)是否存在等價(jià)、重疊等多種關(guān)系：若是等價(jià)關(guān)系，則直接舍棄；若是重疊關(guān)系，由專家確定融合原則，完成知識(shí)的融合，并更新知識(shí)。同時(shí)，知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)保證3個(gè)子庫(kù)間的協(xié)同運(yùn)作。

第二種途徑中，推理機(jī)基于獲得的中醫(yī)藥知識(shí)和個(gè)人健康信息實(shí)現(xiàn)健康預(yù)警和治療的功能。推理產(chǎn)生的知識(shí)，是基于實(shí)時(shí)用戶個(gè)人健康信息所形成的動(dòng)態(tài)性知識(shí)，能夠更加準(zhǔn)確地輔助用戶決策。在構(gòu)建知識(shí)庫(kù)的過程中，推理機(jī)需要實(shí)現(xiàn)：

1)基于中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)挖掘更深層次的知識(shí)，基于新知識(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)警、診治功能；

2)在推理過程中，能夠處理出現(xiàn)的推理錯(cuò)誤。

4.2 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的功能模塊

知識(shí)庫(kù)的功能依賴于功能模塊實(shí)現(xiàn)，中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的功能模塊如圖9所示。

資源管理主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、預(yù)處理、存儲(chǔ)等功能。同時(shí)，資源管理也提供與外部數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、信息系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)資源間的共享，提高資源的利用效率。

圖9 中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)功能模塊

知識(shí)庫(kù)管理的功能是保證整個(gè)知識(shí)庫(kù)體系的正常運(yùn)作：首先是對(duì)資源進(jìn)行進(jìn)一步的處理，按照各個(gè)子庫(kù)的要求處理、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；其次是保證3個(gè)子庫(kù)的系統(tǒng)運(yùn)作；最后是對(duì)知識(shí)單元進(jìn)行操作時(shí)，保證知識(shí)的一致性。

知識(shí)檢索為用戶提供檢索入口。通過檢索入口，用戶可對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行檢索、查詢。檢索方式包括主題、關(guān)鍵詞、來(lái)源等方式。同時(shí)，根據(jù)用戶日常瀏覽、檢索記錄，對(duì)用戶進(jìn)行有針對(duì)性的推送。

決策支持是知識(shí)庫(kù)的核心功能，也是區(qū)別于傳統(tǒng)中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)的關(guān)鍵功能。該模塊基于用戶的個(gè)人健康信息，向用戶提供預(yù)警和治療方案。當(dāng)用戶的健康信息發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)規(guī)則判斷用戶是否患病，并根據(jù)中醫(yī)藥知識(shí)結(jié)合以往類似案例，形成新的解決方案，即治療方案，為用戶提供決策支持。

系統(tǒng)管理主要實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)安全管理和系統(tǒng)的日常維護(hù)。系統(tǒng)根據(jù)用戶的注冊(cè)信息，賦予不同的權(quán)限功能。如普通用戶只能進(jìn)行常規(guī)操作，專家用戶則可對(duì)系統(tǒng)里規(guī)則、數(shù)據(jù)處理等提供建議，經(jīng)確認(rèn)后進(jìn)行修改。同傳統(tǒng)中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)相比，中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)涉及個(gè)人健康信息，對(duì)安全性要求更高，因此要通過用戶權(quán)限保障系統(tǒng)安全。同時(shí)，中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)的子庫(kù)結(jié)構(gòu)，也能保障系統(tǒng)的安全。

5 總結(jié)與展望

當(dāng)前社會(huì)醫(yī)療資源緊張，傳統(tǒng)中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)不能滿足人們對(duì)醫(yī)療資源的需求，需要從知識(shí)服務(wù)的視角出發(fā)，重新構(gòu)建中醫(yī)藥知識(shí)庫(kù)。

本文所構(gòu)建的中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)包含t-KB、p-DB、r-KB，分別面向公眾、個(gè)人和決策。t-KB面向公眾，用戶可通過t-KB獲取中醫(yī)藥知識(shí)。通過中醫(yī)藥本體，統(tǒng)一知識(shí)的表達(dá)形式，消除概念歧義，保證知識(shí)的一致性；p-DB面向個(gè)人，用來(lái)收集、處理、存儲(chǔ)用戶的個(gè)人健康信息，并基于時(shí)間序化個(gè)人健康信息，形成一個(gè)個(gè)案例；r-KB最終面向決策，通過確定規(guī)則推理和案例推理的混合推理模式，構(gòu)建了中醫(yī)藥個(gè)人健康的推理知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和診治功能。

為了加快中醫(yī)藥知識(shí)服務(wù)的研究進(jìn)展，建立更加完善的中醫(yī)藥個(gè)人健康知識(shí)庫(kù)，未來(lái)應(yīng)從以下幾個(gè)方面開展研究：第一，各個(gè)中醫(yī)藥醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間應(yīng)設(shè)立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，提高資源的利用效率；第二，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)方面的研究，使得個(gè)人健康信息的收集更為準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)；第三，完善推理知識(shí)庫(kù)，研究新的推理模式和算法，提高推理的準(zhǔn)確性和效率。