胡紅濮，戴國琳，陳慶錕，萬艷麗

罕見病又稱稀有疾病或者“孤兒病”，是發(fā)病率極低的一大類疾病的統(tǒng)稱，世界衛(wèi)生組織將其定義為患病人數(shù)占人口總數(shù)0.65‰～1.00‰的單種疾病或病變。目前，全球范圍內(nèi)已確認(rèn)的罕見病超過7 000種，受累人數(shù)超過3億［1-2］。罕見病中遺傳性疾病占比達(dá)80%以上且多為慢性病，還有一些罕見病由感染和過敏引起，或為退行性和增生性病變［3-4］。我國人口基數(shù)較大，罕見病患者數(shù)量多，總數(shù)約達(dá)4 000萬［5］，且每年新出生的罕見病患兒超過20萬，但罕見病在臨床的知曉度卻很低，有相當(dāng)比例的醫(yī)生對罕見病尚不了解，“患不知醫(yī)、醫(yī)不知患”的情況仍然存在［6］。同時，罕見病專家在長期的臨床診療過程中積累了大量的寶貴經(jīng)驗，但受限于傳播途徑，優(yōu)質(zhì)的知識資源未能得到有效推廣和充分利用。罕見病已不僅是醫(yī)學(xué)問題，更是亟須解決的社會公共衛(wèi)生問題［1，7］。罕見病知識水平的提升有助于罕見病診療水平的提高，但目前罕見病患者及其家屬、臨床和科研工作者及公眾通過傳統(tǒng)路徑獲取的罕見病知識有限，遠(yuǎn)不能滿足其需求。

2015年3月，國務(wù)院總理李克強部署推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動，如今，“互聯(lián)網(wǎng)+”正在與各行各業(yè)深度融合。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新技術(shù)在衛(wèi)生健康行業(yè)的加速落地，推動了全民健康信息化建設(shè)，有助于全方位實現(xiàn)惠民、惠醫(yī)和惠政。本研究借助信息平臺，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”遠(yuǎn)程、智能、便捷和高效的優(yōu)勢，設(shè)計罕見病智能知識服務(wù)體系，旨在為罕見病知識受眾提供智慧化知識信息服務(wù)。該智能知識服務(wù)體系將有助于提升我國罕見病認(rèn)知水平，助力罕見病的早期發(fā)現(xiàn)、診斷、治療、康復(fù)和創(chuàng)新管理，為推進(jìn)罕見病的防治工作提供技術(shù)支撐。目前，國內(nèi)外關(guān)于罕見病智能知識服務(wù)體系的研究較少，本研究團隊圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”、智慧醫(yī)療、智慧公共衛(wèi)生、智能知識服務(wù)平臺、知識庫和模型庫的構(gòu)建及公眾健康信息化等已開展了多項研究［8-9］，具有豐富的理論與實踐經(jīng)驗，可為罕見病智能知識服務(wù)體系的設(shè)計和開發(fā)提供借鑒的同時，保障設(shè)計的合理性、科學(xué)性和有效性。

1 設(shè)計思路

（1）基于國內(nèi)外罕見病領(lǐng)域研究進(jìn)展，結(jié)合罕見病特征，設(shè)計罕見病知識服務(wù)模式。（2）整理和分析罕見病診療指南、經(jīng)典病例、專業(yè)文獻(xiàn)、專業(yè)書籍和臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)等資料以廣泛采集罕見病領(lǐng)域的權(quán)威知識，并根據(jù)知識的類型，確定其組織方式。知識組織方式呈現(xiàn)多樣化，包括知識圖解、知識圖譜、知識網(wǎng)絡(luò)、思維導(dǎo)圖和案例庫等。（3）利用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘和軟件工程等信息技術(shù)形成多樣化的罕見病知識體系、9類知識庫和2類模型庫。（4）基于罕見病患者及其家屬、醫(yī)務(wù)人員和管理者等的不同需求，構(gòu)建罕見病智能知識服務(wù)平臺，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”遠(yuǎn)程、便捷、高效和智能的優(yōu)勢提供10類智能化服務(wù)，以期提升知識受眾的罕見病知識水平和認(rèn)知程度，提高醫(yī)生的罕見病識別和診斷能力，助力罕見病的早期發(fā)現(xiàn)和防治。罕見病智能知識服務(wù)體系設(shè)計見圖1。

圖1 罕見病智能知識服務(wù)體系設(shè)計Figure 1 Design of the Intelligent Knowledge-based Service System for Rare Diseases

2 設(shè)計路徑

2.1 罕見病知識服務(wù)模式設(shè)計 罕見病診斷困難，需要多學(xué)科、跨專業(yè)的臨床及醫(yī)學(xué)專家協(xié)作方能確診?！?018年中國罕見病調(diào)研報告》顯示：來自全國的2 040例罕見病患者中，64.2%經(jīng)歷過誤診；15.9%經(jīng)歷過5次以上轉(zhuǎn)診；42.6%獲得明確診斷的用時超過1年；13.4%的罕見病患者從就診到確診的時間超過6年；有相當(dāng)比例的醫(yī)生對罕見病尚不了解，“患不知醫(yī)、醫(yī)不知患”的情況仍然存在［1］。為了加強罕見病信息傳播和科教宣傳、提高罕見病的公眾知曉率、促進(jìn)罕見病的防治合作交流、提升罕見病的識別和診斷能力并助力罕見病防治和科學(xué)管理，以及使患者及其家屬和醫(yī)務(wù)人員等更加精準(zhǔn)便捷地獲取罕見病知識、熟悉罕見病的臨床特點及了解罕見病專家和藥物資源分布，并促進(jìn)醫(yī)患交流，本部分以問題、需求和目標(biāo)為導(dǎo)向探討基于信息技術(shù)的罕見病知識服務(wù)模式設(shè)計，見圖2。例如，針對罕見病患者人數(shù)眾多，但每一種罕見病患病率低、發(fā)病率低且患病人群分散的特點，利用信息平臺和“互聯(lián)網(wǎng)+”遠(yuǎn)程、智能、便捷、高效的獨特優(yōu)勢，加強罕見病知識宣傳教育，提高患者信息登記的效率，并探索罕見病診療新路徑。針對罕見病80%以上由遺傳缺陷引起且95%以上尚無有效治療手段［10］2大特點，設(shè)計罕見病預(yù)防知識庫，內(nèi)容包含孕前綜合干預(yù)、孕期保健、產(chǎn)前篩查、產(chǎn)前診斷及出生缺陷干預(yù)等，以期實現(xiàn)通過知識服務(wù)平臺提升公眾對孕前產(chǎn)前罕見病篩查的重視程度和推動罕見病“早篩早查”機制建立，盡可能地從源頭上預(yù)防出生缺陷。針對相當(dāng)比例的醫(yī)生對罕見病尚不了解，罕見病確診困難、誤診和漏診率高及大多數(shù)患者常輾轉(zhuǎn)就醫(yī)等問題，以期實現(xiàn)利用搭建的知識服務(wù)平臺提高公眾、罕見病患者和醫(yī)生對罕見病的整體認(rèn)知并促進(jìn)醫(yī)患、患患交流，同時，借助知識庫和模型庫輔助醫(yī)生識別和診斷罕見病，最終達(dá)到醫(yī)生和罕見病患者獲取權(quán)威知識更加便捷、罕見病知識普及率和罕見病識別率提升、醫(yī)患溝通更加高效便利及罕見病診斷更加精準(zhǔn)的效果。罕見病知識服務(wù)模式設(shè)計過程中采用了文獻(xiàn)研究、問卷調(diào)查、思維導(dǎo)圖和專家咨詢法。

圖2 罕見病知識服務(wù)模式的設(shè)計Figure 2 Design of a model for delivering rare disease knowledge services

2.2 構(gòu)建罕見病多樣化的知識體系 知識體系的建立是罕見病智能知識服務(wù)體系建立的基礎(chǔ)。通過查閱罕見病診療指南、專業(yè)書籍和科學(xué)文獻(xiàn)等資料，整理歸納罕見病相關(guān)理論知識，并對其中的基礎(chǔ)性和客觀性知識進(jìn)行系統(tǒng)梳理、提煉和總結(jié)。利用知識組織、文獻(xiàn)梳理和專家咨詢等方法，構(gòu)建多樣化的罕見病知識體系，主要包括知識圖解、知識圖譜、知識網(wǎng)絡(luò)、思維導(dǎo)圖和案例庫。（1）知識圖解：圖解罕見病的發(fā)生和演變過程、病理基礎(chǔ)、臨床表現(xiàn)、診斷要點和治療方案等關(guān)鍵知識點，使罕見病知識以更加清晰明確的方式呈現(xiàn)。（2）知識圖譜：將罕見病的概念、影響因素和發(fā)病機制分別抽象為本體、關(guān)系和屬性，并進(jìn)行可視化展示，以使復(fù)雜的疾病因果邏輯關(guān)系更加直觀。（3）知識網(wǎng)絡(luò)：以罕見病的致病基因、癥狀作為關(guān)聯(lián)遞質(zhì)，將具有相同致病基因和/或相似癥狀的罕見病關(guān)聯(lián)起來，形成知識網(wǎng)絡(luò)。在知識網(wǎng)絡(luò)形成的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)、直觀地展現(xiàn)罕見病之間的聯(lián)系和聚類，促進(jìn)用戶對罕見病知識的宏觀理解。（4）思維導(dǎo)圖：以罕見病的種類為單位繪制疾病思維導(dǎo)圖，內(nèi)容包括罕見病的概念、發(fā)病機制和發(fā)展過程、臨床表現(xiàn)、診斷要點、治療方案、預(yù)后和轉(zhuǎn)歸及康復(fù)與隨訪，以使知識受眾全面掌握特定罕見病的全貌。（5）案例庫：通過展示罕見病經(jīng)典病例，幫助醫(yī)生深入理解罕見病知識、理清罕見病診療思路（維），豐富其臨床經(jīng)驗并提高其罕見病診療水平［11］。

2.3 構(gòu)建罕見病知識庫和模型庫 通過對國內(nèi)外罕見病相關(guān)文獻(xiàn)、臨床診療路徑及電子病歷進(jìn)行系統(tǒng)分析，同時結(jié)合臨床醫(yī)生、專家等在實踐中積累的診療經(jīng)驗或形成的診療思維，建立起較為完善、規(guī)范和完整的罕見病知識庫和模型庫［12］。通過對罕見病知識進(jìn)行分類和處理，形成不同類型的罕見病知識節(jié)點和記錄，并根據(jù)本體關(guān)系定義和映射建立罕見病知識概念描述，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)罕見病知識庫和模型庫的構(gòu)建［13-14］。構(gòu)建知識庫和模型庫過程中所運用到的技術(shù)包括可視化技術(shù)、知識組織、人工智能技術(shù)和自然語言處理技術(shù)等。

2.3.1 罕見病知識庫設(shè)計 研究過程中將構(gòu)建9類知識庫，即罕見病通用知識庫、預(yù)防知識庫、癥狀知識庫、診斷知識庫、異常檢查指標(biāo)知識庫、特異癥狀知識庫、藥物循證知識庫、治療知識庫和隨訪知識庫。通用知識庫是其他知識庫的基礎(chǔ)，以疾病為分類維度，實現(xiàn)對疾病信息的全面、系統(tǒng)描述。癥狀知識庫以疾病癥狀為分類維度，用于描述癥狀的具體特征及與該癥狀相關(guān)聯(lián)的疾病。各知識庫之間既可支持知識的直接查詢，又可協(xié)同發(fā)揮作用以輔助醫(yī)生診斷與決策。

2.3.2 罕見病模型庫設(shè)計 研究過程中將構(gòu)建2類模型庫，即癥狀與疾病關(guān)聯(lián)模型庫和疾病鑒別模型庫，其中，癥狀和疾病關(guān)聯(lián)模型是整個知識庫和模型庫的核心。癥狀和疾病關(guān)聯(lián)模型在罕見病通用知識庫和癥狀知識庫的基礎(chǔ)上結(jié)合專家經(jīng)驗和電子病歷擬合形成，包括定性模型和定量模型。罕見病鑒別模型則提供了罕見病與其他相似疾病的鑒別方法和要點等。

2.3.3 知識庫和模型庫的關(guān)聯(lián)關(guān)系及應(yīng)用模式舉例 本研究設(shè)計的9類知識庫和2類模型庫的關(guān)聯(lián)關(guān)系見圖3。知識庫和模型庫均可單獨使用，也可與包括智能知識服務(wù)平臺、醫(yī)院信息系統(tǒng)和基層醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)信息系統(tǒng)等在內(nèi)的平臺或系統(tǒng)進(jìn)行對接以協(xié)同發(fā)揮作用。知識庫和模型庫既可關(guān)聯(lián)患者的癥狀，又可關(guān)聯(lián)疾病鑒別模型、特異癥狀知識庫、診斷知識庫和異常檢查知識庫中的規(guī)則，以實現(xiàn)對患者所患疾病種類進(jìn)行提示。醫(yī)生在收到“提示”的基礎(chǔ)上，通過查閱通用知識庫，可更加快速精準(zhǔn)地對疑似罕見病患者做出診斷。疾病確診后，治療知識庫和藥物循證知識庫可為患者提供針對性的藥物和非藥物治療方案。若患者所患罕見病為慢性病，隨訪知識庫可為其提供長期的，甚至覆蓋全生命周期的健康管理計劃，以助益自我健康管理和社區(qū)健康管理。預(yù)防知識庫主要針對公眾設(shè)立，用于加強罕見病科普宣傳和健康教育。

圖3 9類知識庫和2類模型庫關(guān)聯(lián)關(guān)系圖Figure 3 Association diagram of 9 kinds of rare disease knowledge databases and 2 kinds of rare disease model databases

2.4 研發(fā)罕見病智能知識服務(wù)平臺 由于不同用戶對罕見病知識的需求不同，罕見病智能知識服務(wù)平臺以罕見病知識的收集、整理與加工為基礎(chǔ)，為用戶提供包括信息查詢、文獻(xiàn)傳遞、知識地圖、知識查詢、典型病例分析和疾病輔助診斷等在內(nèi)的多種智能服務(wù)。平臺的核心功能包括罕見病知識加工、罕見病知識庫和模型庫構(gòu)建、罕見病知識檢索、罕見病數(shù)據(jù)信息采集與分析和罕見病知識共享等。研發(fā)罕見病智能知識服務(wù)平臺需要經(jīng)過需求分析、軟件工程和平臺開發(fā)3個過程。在平臺開發(fā)完成后，首先需開展試點應(yīng)用以對平臺的運行效果進(jìn)行初步綜合評估，在此基礎(chǔ)上，不斷對平臺進(jìn)行優(yōu)化和完善，待平臺功能成熟后再進(jìn)行深度宣傳與推廣。

2.4.1 服務(wù)對象分析 鑒于不同類型用戶在使用罕見病智能知識服務(wù)平臺時關(guān)注的內(nèi)容重點不同，針對罕見病患者及其家屬和普通群眾，重點提供罕見病知識百科、就醫(yī)指南、用藥指南和康復(fù)指南等；針對醫(yī)生，重點提供罕見病典型案例、診療和鑒別方法等；針對管理者，重點提供罕見病相關(guān)決策分析報告；針對制藥公司和研究機構(gòu)，重點提供罕見病發(fā)病率、世界范圍內(nèi)罕見病研究機構(gòu)和項目等信息；針對公益和慈善組織，重點提供罕見病的患者組織信息等，以助力其定期、定向開展公益和慈善活動。

2.4.2 平臺主要功能 本研究設(shè)計的罕見病智能知識服務(wù)系統(tǒng)包括10項功能。（1）綜合資訊：提供罕見病最新權(quán)威信息，如相關(guān)政策、部門動態(tài)、國內(nèi)外研究進(jìn)展、“孤兒藥”的供應(yīng)、健康熱點和健康經(jīng)驗等。（2）知識地圖：展示不同地區(qū)主要罕見病的種類、危險因素、醫(yī)療資源及某種罕見病在全世界、全國和各地區(qū)的分布。（3）信息查詢：可支持查詢疾病知識、權(quán)威醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)信息、專家信息、典型病例和藥物資源等。（4）智能服務(wù)：該功能是平臺的建設(shè)重點，可實現(xiàn)疾病輔助診斷（包括癥狀錄入、疑似疾病排序、疾病鑒別和信息推送等功能）和智能問答（包括問題輸入、問題選擇、實時解答和信息反饋）。在信息采集環(huán)節(jié)，該功能亦可實現(xiàn)罕見病智能知識服務(wù)系統(tǒng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)和電子病歷系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，以獲取所需關(guān)鍵數(shù)據(jù)。（5）罕見病輔助登記系統(tǒng)：為開放平臺，所有用戶可根據(jù)自身實際情況填寫和登記信息。該系統(tǒng)基于智能診斷系統(tǒng)可對填寫的信息進(jìn)行自動初篩，對于疑似罕見病患者，系統(tǒng)可自動將信息遞交至專家處審核。同時，對于已確診的罕見病患者，該系統(tǒng)可將其登記的信息提交至國家罕見病相關(guān)系統(tǒng)或平臺。（6）交流互動：包括醫(yī)患交流、知識培訓(xùn)和科研交流等。（7）健康管理：包括健康監(jiān)測、健康評估、健康指導(dǎo)、個性化的健康知識推送和健康教育處方提供等。（8）更多服務(wù)：包括專項基金、病友之家、患者組織、關(guān)愛中心、公益項目和下載專區(qū)等［15］。（9）智能檢索：可支持查詢信息平臺中的所有信息，在將查詢到的信息按重要程度或者相關(guān)程度進(jìn)行排序的基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。（10）友情鏈接：鏈接目前已建成的臨床科研信息服務(wù)平臺、罕見病數(shù)據(jù)庫和罕見病疑難癥會診平臺等，為用戶提供更加廣泛的信息交流服務(wù)。

2.4.3 應(yīng)用場景舉例——罕見病地圖 利用平臺可實現(xiàn)罕見病地圖的自動構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析和信息查詢等。通過運用罕見病智能知識服務(wù)平臺采集的信息，研究者可進(jìn)行單病種追蹤調(diào)研。單病種追蹤調(diào)研結(jié)果在經(jīng)由領(lǐng)域?qū)＜覍徍说幕A(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有罕見病病例登記系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)和各地區(qū)衛(wèi)生資源分配情況［16］，可助力罕見病地圖和罕見病醫(yī)療資源分布地圖的繪制。同時，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢，結(jié)合癥狀和疾病雙重信息采集結(jié)果與醫(yī)療大數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步完善罕見病地圖。罕見病地圖結(jié)合時間和影響因素分析可以實現(xiàn)：描述疾病的地理空間分布與特征，反映疾病分布的時間變化情況，探究疾病分布變化的影響因素，預(yù)測疾病的發(fā)生發(fā)展，輔助疾病管理和衛(wèi)生決策。罕見病地圖還可與知識服務(wù)平臺實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，利用地圖模塊也可實現(xiàn)疾病相關(guān)信息查詢，包括罕見病概述、疾病分類、致病基因、臨床項目、治療藥物、患者組織和研究中心等多種信息。

3 結(jié)語

罕見病的早期發(fā)現(xiàn)和科學(xué)治療是醫(yī)學(xué)界的重大難題，且罕見病帶來的社會經(jīng)濟負(fù)擔(dān)已引發(fā)全社會的關(guān)注，如何提高罕見病防控的有效性、診療的科學(xué)性和規(guī)范性，是科研工作者面臨的巨大挑戰(zhàn)。我國“十三五”期間針對罕見病的政策保障和科學(xué)研究開始全面提速，搭建了隊列研究、注冊登記平臺、直報體系和診療協(xié)作網(wǎng)等一系列的國家級平臺和基礎(chǔ)設(shè)施，在罕見病的防控中發(fā)揮了卓有成效的作用。這些數(shù)據(jù)平臺將提高醫(yī)務(wù)人員、科研人員和管理者等對罕見病臨床特點和遺傳背景的認(rèn)知，有助于罕見病規(guī)范化診療路徑的制定，促進(jìn)對疾病臨床表現(xiàn)和自然演變過程的精準(zhǔn)理解，并為疾病干預(yù)研究奠定基礎(chǔ)［1］。罕見病智能知識服務(wù)體系的設(shè)計主要是從服務(wù)基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)和患者及其家屬等用戶角度出發(fā)，以知識的采集、加工和轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)，注重利用信息平臺和“互聯(lián)網(wǎng)+”智能、便捷、高效、遠(yuǎn)程的獨特優(yōu)勢，通過信息化手段促進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的傳播和共享，以推進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)和千家萬戶。

智能知識服務(wù)體系在提高罕見病的認(rèn)知和識別水平、輔助醫(yī)生對罕見病進(jìn)行診斷和治療的同時，可成為罕見病知識傳播和不同類型知識受眾間溝通的“橋梁”，有利于增進(jìn)醫(yī)患交流、優(yōu)化健康服務(wù)。利用智能知識服務(wù)平臺中用戶提供的信息，結(jié)合已有的隊列研究、注冊登記平臺、直報體系和診療協(xié)作網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，可直觀地反映出我國的罕見病發(fā)病水平、地區(qū)分布和危險因素的分布等，并在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步完善罕見病地圖、探索罕見病發(fā)生發(fā)展的影響因素。借助知識服務(wù)平臺也可為注冊用戶提供個性化的健康指導(dǎo)，并提升衛(wèi)生行政部門的管理水平和公共衛(wèi)生服務(wù)水平［17］，從而更好地預(yù)防和控制罕見病的發(fā)生與發(fā)展，最終提升我國罕見病的防治能力。在平臺的具體開發(fā)過程中，將采用罕見病標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語體系，為與現(xiàn)有罕見病注冊登記平臺、直報體系和診療協(xié)作網(wǎng)之間形成互聯(lián)互通和信息共享奠定良好的基礎(chǔ)，從而更好地發(fā)揮信息技術(shù)、人工智能等技術(shù)在罕見病防控中的作用。

作者貢獻(xiàn)：陳慶錕負(fù)責(zé)文章的可行性分析、文獻(xiàn)/資料整理；戴國琳負(fù)責(zé)文獻(xiàn)/資料收集；胡紅濮、戴國琳、陳慶錕和萬艷麗負(fù)責(zé)撰寫論文；胡紅濮、萬艷麗負(fù)責(zé)論文的修訂；萬艷麗負(fù)責(zé)英文的修訂；胡紅濮負(fù)責(zé)文章的構(gòu)思與設(shè)計、質(zhì)量控制及審校，并對文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。