本体在数字化医疗专家数据库中的应用研究
【摘要】 本文主要介绍本体知识在建立数字化医疗专家系统数据库中的作用及研究情况，目的是为我国医疗数字化的发展和建设提供有力的技术支持。
【关键词】 本体；数字化；医疗专家；研究
Ontology database of digital medical experts and medical evaluation system software of the exploration and research
Yu Ge-wu, Song Ji-rong.
Armed Police Medical College,Tianjin 300162,China
【Abstract】 This paper introduces the body of knowledge in the establishment of a digitized database of medical experts and the role of research,digital aims at the development of medical and provide an effective technical support.
【Key words】 ontology; digitalization; medical expert; research
随着计算机技术、信息技术的迅猛发展，将本体应用于我国信息行业已成为一种趋势。基于本体的数字图书馆信息检索模型已经在数字图书领域开展研究，并取得了很好的成果，特别是以领域问题为突破口，建立了可操作的、具有推理机制的本体库。因此考虑到数字化医疗信息化的发展，我们提出将本体应用于数字化医疗体系中，对其展开研究是一种创新。
1 研究基于本体的数字化医疗专家数据库的必要性
对比国内外，其主要的研究技术：医疗专家系统、量化指标、数字化模型库建立、辅助决策、优化技术等都有大量的研究。国内也有许多针对某一病情的专家诊断系统，辅助决策系统；国外目前也有很好的类似医疗专家系统，可实际上这些从目前使用情况来看，还根本无法完成国内现有的实际和市场需求。
究其原因，主要是有以下几个特点所决定：
(1)计算机技术和网络技术发展到一定阶段的必然产物。受网络发展的限制，20世纪90年代以前开发和建设的医院管理信息系统绝大部分是采用的C/S设计模式，只能局限在某单位 或者一定 区域内使用，共享性比较差，其医疗信息也是庞大、零碎和不系统。而我们采用先进的J2EE架构和目前最流行的B/S模式web发布，是对原系统构架模式的发展和完善，也是互联网发展的需求，课题建成后能让全国乃至全球人受益。
(2)我国医院信息化成熟、完善和发展的必然产物。大量原始信息的整理和二次数据挖掘，也是医院信息化发展的必然要求。如果没有医院管理信息系统的发展，没有医院信息化、数字化技术的日益完善，想实现信息的二次挖掘也是做不到的。我们这个时候提出将海量无序的医疗信息进行收集提取、挖掘整理、优化分类，也是对信息知识的发展和完善。因此本课题此时的开发方案是比较成熟的，也能比较容易建立临床医学数据的专家本体库。
(3)是国情要求的必然产物。此研究只能立足本国，并不断完善。因为外国医院的建设和医院管理与我国大不相同，其医疗信息及疾病的专家系统在短时间内或者说在很长一段时间内都无法和我国的医疗信息同步和接轨，所以我们完全无照搬照抄的模式可循，只能靠自己。
(4)研究取得成功后，将一定会对国家级人群健康素质监测网络和信息库及健康教育与健康促进专家库、传播材料库的补充和有力支持。
2 数字化医疗是实现本体医疗专家数据库建立的核心
数字化医疗，就是把当代计算机技术、信息技术应用于整个医疗过程的一种新型的现代化医疗方式。在数字化医疗中，以病人为中心,病人的信息贯穿整个信息系统,一切临床业务均要以病人为主，其电子病历是医疗资源共享的核心。由于掌握了病人完善的信息资料，前往医院就诊的病人，能够以最少的流程完成就诊，也可以使医生诊断准确率大幅度提高，误诊率降低，提高诊疗质量。运用数字化医疗系统，真正能实现远程会诊所需要的病人综合数据调用，使地处偏远的患者也能得到高质量的医疗服务。社区数字化医疗系统可使社区医生充分掌握病人信息，实现快速有效服务。另外数字化医疗可以实现医疗仪器和高水平专家的资源共享。
3 本体是数字化医疗样本体系建立的必要工具
本体是共享概念模型的形式化规范说明，本体定义了组成主题领域的词汇表的基本术语及其关系，以及结合这些术语和关系来定义词汇表外延的规则。本体提供专门知识领域的模型化概念和关系的结构性框架。本体还支持生成专门领域的参考知识储存-领域知识库，供人和应用程序之间传输和共享这些知识。特别的是，本体还能为计算机化知识处理执行推理任务而提供结构化和语义舞台。换言之，本体能使在计算机程序中的领域知识获得实际应用。目前本体在数字化图书馆建设当中开始起到重要的作用。
4 探索和研究的目的及其意义
目的：在医院管理信息化基础上，依靠电子病历、数字化医疗技术，通过信息的第二次挖掘，建立一套以疾病、诊疗为主线的医疗专家系统的本体库，并按照物流学理论量化各种与之相关的病人流、诊断流、治疗流、药品流、费用流及管理等信息流。以此本体库为样本，病人在就诊前能提前查询到：类似或疑似疾病诊断、治疗、治愈的工作流；治愈此疾病预估的全部费用及量化清单；而医院管理部门则通过系统可以预测：收治病人需要的各项成本资金，并已量化分摊到各种管理费用、人工费用的生成清单；能提前按照本体库疾病的发生率和救治率优化科室，合理分配医务、医疗等资源。
建立基于本体的诊疗系统数据库的意义： (1)建立区域乃至全国的医疗专家本体库，并通过本体样本库的不断优化，对我国疾病的发生、预防、控制、诊治、流行病的研究以及诸多医疗领域的重大研究课题都有很大的帮助，起到基础数据信息的支持。 (2)其研究和探索在一定程度上能抢救、挖掘和保护我国医疗专家的临床医疗技术和知识产权，也能为国家医疗技术和国家医学事业的可持续性发展提供支持。 (3)以工作流架构为研究主线，再通过网络共享，可方便实现可视化的协同医疗，是从另一个角度对目前我国远程医疗、远程会诊的有力补充。 (4)通过收治病人成本的量化指标分析，做到区域合理配备医院，使得医院的投入产出效益最大化，真正做到集约化发展，根本改变“以药养医”局面，为2010年，国家发改委提出的所有居民全部享有基本医疗保障提供强有力技术支持； (5)能有力的支持我国2010年建立的国家级人群健康素质监测网络和信息库及健康教育与健康促进专家库、传播材料库，为区域医疗信息化的建设提供了强有力的支持。
5 研究内容
数字化医疗无论将来如何发展，都是以现有技术为基础的，未来医院的功能无论有多么强大，它都是在一个基本的结构上实现的，可以将这个结构简单的归纳为4个部分-数字化的医疗设备，数字化设备构成的网络，网络之上的数字化医疗系统以及基于数字化的医疗系统的服务。医疗专家系统的本体库的构建也离不开数字化医疗，我们即要研究处理医疗必要知识的医疗诊断领域的本体，还要研究建立一个知识系统包括应用本体如：描述本体、方法本体、映射本体。通过分析专家数字化诊断流程对发生的问题和任务类型进行语义标注，包括本体库的更新、智能推理、信息检索的精确性及优化方法应用的研究，实现数字化所需的各级量化指标体系的分析、研究、整理和归类，各种量化指标分摊的数学模型的开发和科学优化(含参数的调整)，工作流的建立模式，关系型数据库的分类编码和建立。
6 创新点
(1)将本体技术引入医学领域，建立一系列与之有关系的疾病流、资金流、诊断流、药品流等标准量化的数字化信息流体系，是一个构建面向疾病预测、分析和治疗的重要仿真系统； (2)构建大规模的本体库，通过推理机制丰富本体库的内涵，完善医学知识发现、组织、管理功能，提高医学信息为人类健康服务的深度和广度。
7 结论
目前中国的医疗行业正处在信息化爆发的前夜。大量原始信息的整理和二次数据的挖掘，也是医院信息化发展的必然要求。如果没有医院管理信息系统的发展，没有医院信息化、数字化技术的日益完善，想实现信息的二次挖掘也是做不到的。我们这个时候提出基于本体数字化医疗专家本体数据库的建立也是对医疗信息化的进一步发展提供支持。
作者单位： 1 300162 天津，天津武警医学院
2 300101 天津，天津市南开区永基小学
(编辑：秋 实), 百拇医药(喻革武1，宋继荣2)
【关键词】 本体；数字化；医疗专家；研究
Ontology database of digital medical experts and medical evaluation system software of the exploration and research
Yu Ge-wu, Song Ji-rong.
Armed Police Medical College,Tianjin 300162,China
【Abstract】 This paper introduces the body of knowledge in the establishment of a digitized database of medical experts and the role of research,digital aims at the development of medical and provide an effective technical support.
【Key words】 ontology; digitalization; medical expert; research
随着计算机技术、信息技术的迅猛发展，将本体应用于我国信息行业已成为一种趋势。基于本体的数字图书馆信息检索模型已经在数字图书领域开展研究，并取得了很好的成果，特别是以领域问题为突破口，建立了可操作的、具有推理机制的本体库。因此考虑到数字化医疗信息化的发展，我们提出将本体应用于数字化医疗体系中，对其展开研究是一种创新。
1 研究基于本体的数字化医疗专家数据库的必要性
对比国内外，其主要的研究技术：医疗专家系统、量化指标、数字化模型库建立、辅助决策、优化技术等都有大量的研究。国内也有许多针对某一病情的专家诊断系统，辅助决策系统；国外目前也有很好的类似医疗专家系统，可实际上这些从目前使用情况来看，还根本无法完成国内现有的实际和市场需求。
究其原因，主要是有以下几个特点所决定：
(1)计算机技术和网络技术发展到一定阶段的必然产物。受网络发展的限制，20世纪90年代以前开发和建设的医院管理信息系统绝大部分是采用的C/S设计模式，只能局限在某单位 或者一定 区域内使用，共享性比较差，其医疗信息也是庞大、零碎和不系统。而我们采用先进的J2EE架构和目前最流行的B/S模式web发布，是对原系统构架模式的发展和完善，也是互联网发展的需求，课题建成后能让全国乃至全球人受益。
(2)我国医院信息化成熟、完善和发展的必然产物。大量原始信息的整理和二次数据挖掘，也是医院信息化发展的必然要求。如果没有医院管理信息系统的发展，没有医院信息化、数字化技术的日益完善，想实现信息的二次挖掘也是做不到的。我们这个时候提出将海量无序的医疗信息进行收集提取、挖掘整理、优化分类，也是对信息知识的发展和完善。因此本课题此时的开发方案是比较成熟的，也能比较容易建立临床医学数据的专家本体库。
(3)是国情要求的必然产物。此研究只能立足本国，并不断完善。因为外国医院的建设和医院管理与我国大不相同，其医疗信息及疾病的专家系统在短时间内或者说在很长一段时间内都无法和我国的医疗信息同步和接轨，所以我们完全无照搬照抄的模式可循，只能靠自己。
(4)研究取得成功后，将一定会对国家级人群健康素质监测网络和信息库及健康教育与健康促进专家库、传播材料库的补充和有力支持。
2 数字化医疗是实现本体医疗专家数据库建立的核心
数字化医疗，就是把当代计算机技术、信息技术应用于整个医疗过程的一种新型的现代化医疗方式。在数字化医疗中，以病人为中心,病人的信息贯穿整个信息系统,一切临床业务均要以病人为主，其电子病历是医疗资源共享的核心。由于掌握了病人完善的信息资料，前往医院就诊的病人，能够以最少的流程完成就诊，也可以使医生诊断准确率大幅度提高，误诊率降低，提高诊疗质量。运用数字化医疗系统，真正能实现远程会诊所需要的病人综合数据调用，使地处偏远的患者也能得到高质量的医疗服务。社区数字化医疗系统可使社区医生充分掌握病人信息，实现快速有效服务。另外数字化医疗可以实现医疗仪器和高水平专家的资源共享。
3 本体是数字化医疗样本体系建立的必要工具
本体是共享概念模型的形式化规范说明，本体定义了组成主题领域的词汇表的基本术语及其关系，以及结合这些术语和关系来定义词汇表外延的规则。本体提供专门知识领域的模型化概念和关系的结构性框架。本体还支持生成专门领域的参考知识储存-领域知识库，供人和应用程序之间传输和共享这些知识。特别的是，本体还能为计算机化知识处理执行推理任务而提供结构化和语义舞台。换言之，本体能使在计算机程序中的领域知识获得实际应用。目前本体在数字化图书馆建设当中开始起到重要的作用。
4 探索和研究的目的及其意义
目的：在医院管理信息化基础上，依靠电子病历、数字化医疗技术，通过信息的第二次挖掘，建立一套以疾病、诊疗为主线的医疗专家系统的本体库，并按照物流学理论量化各种与之相关的病人流、诊断流、治疗流、药品流、费用流及管理等信息流。以此本体库为样本，病人在就诊前能提前查询到：类似或疑似疾病诊断、治疗、治愈的工作流；治愈此疾病预估的全部费用及量化清单；而医院管理部门则通过系统可以预测：收治病人需要的各项成本资金，并已量化分摊到各种管理费用、人工费用的生成清单；能提前按照本体库疾病的发生率和救治率优化科室，合理分配医务、医疗等资源。
建立基于本体的诊疗系统数据库的意义： (1)建立区域乃至全国的医疗专家本体库，并通过本体样本库的不断优化，对我国疾病的发生、预防、控制、诊治、流行病的研究以及诸多医疗领域的重大研究课题都有很大的帮助，起到基础数据信息的支持。 (2)其研究和探索在一定程度上能抢救、挖掘和保护我国医疗专家的临床医疗技术和知识产权，也能为国家医疗技术和国家医学事业的可持续性发展提供支持。 (3)以工作流架构为研究主线，再通过网络共享，可方便实现可视化的协同医疗，是从另一个角度对目前我国远程医疗、远程会诊的有力补充。 (4)通过收治病人成本的量化指标分析，做到区域合理配备医院，使得医院的投入产出效益最大化，真正做到集约化发展，根本改变“以药养医”局面，为2010年，国家发改委提出的所有居民全部享有基本医疗保障提供强有力技术支持； (5)能有力的支持我国2010年建立的国家级人群健康素质监测网络和信息库及健康教育与健康促进专家库、传播材料库，为区域医疗信息化的建设提供了强有力的支持。
5 研究内容
数字化医疗无论将来如何发展，都是以现有技术为基础的，未来医院的功能无论有多么强大，它都是在一个基本的结构上实现的，可以将这个结构简单的归纳为4个部分-数字化的医疗设备，数字化设备构成的网络，网络之上的数字化医疗系统以及基于数字化的医疗系统的服务。医疗专家系统的本体库的构建也离不开数字化医疗，我们即要研究处理医疗必要知识的医疗诊断领域的本体，还要研究建立一个知识系统包括应用本体如：描述本体、方法本体、映射本体。通过分析专家数字化诊断流程对发生的问题和任务类型进行语义标注，包括本体库的更新、智能推理、信息检索的精确性及优化方法应用的研究，实现数字化所需的各级量化指标体系的分析、研究、整理和归类，各种量化指标分摊的数学模型的开发和科学优化(含参数的调整)，工作流的建立模式，关系型数据库的分类编码和建立。
6 创新点
(1)将本体技术引入医学领域，建立一系列与之有关系的疾病流、资金流、诊断流、药品流等标准量化的数字化信息流体系，是一个构建面向疾病预测、分析和治疗的重要仿真系统； (2)构建大规模的本体库，通过推理机制丰富本体库的内涵，完善医学知识发现、组织、管理功能，提高医学信息为人类健康服务的深度和广度。
7 结论
目前中国的医疗行业正处在信息化爆发的前夜。大量原始信息的整理和二次数据的挖掘，也是医院信息化发展的必然要求。如果没有医院管理信息系统的发展，没有医院信息化、数字化技术的日益完善，想实现信息的二次挖掘也是做不到的。我们这个时候提出基于本体数字化医疗专家本体数据库的建立也是对医疗信息化的进一步发展提供支持。
作者单位： 1 300162 天津，天津武警医学院
2 300101 天津，天津市南开区永基小学
(编辑：秋 实), 百拇医药(喻革武1，宋继荣2)