醫(yī)學(xué)本體的研究和挑戰(zhàn)(FromMAMusen)-生物醫(yī)學(xué)知識(shí)整合論

1、,包含飛 上海中醫(yī)藥大學(xué) (2006.12.14),醫(yī)學(xué)本體的研究和挑戰(zhàn),(From MA Musen),病人醫(yī)護(hù)系統(tǒng)需要本體,(From MA Musen),(From MA Musen),最優(yōu)化是實(shí)踐：標(biāo)準(zhǔn)化醫(yī)護(hù),(From MA Musen),(From MA Musen),一些著名的臨床本體,臨床醫(yī)學(xué)：GALEN 人類解剖學(xué)：數(shù)字解剖學(xué)家本體 家庭醫(yī)學(xué)：家庭實(shí)踐本體美國(guó)部分 基于指南的醫(yī)護(hù)：GLIF,(From MA Musen),GALEN項(xiàng)目（1）,GALEN是基于醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)學(xué)的公共參考模型（Common Reference, or CORE, model）的旨在開發(fā)術(shù)語(yǔ)服務(wù)器和數(shù)據(jù)

2、輸入系統(tǒng)的一個(gè)大型項(xiàng)目。 *AL Rector JE Rogers P Pole：The GALEN High Level Ontology,GALEN公共參考模型（Common Reference, or CORE model）的頂層框架，包括一個(gè)分類體系和相關(guān)的語(yǔ)義連接類型(經(jīng)過(guò)一系列的應(yīng)用試驗(yàn))。 GALEN被稱為本體（ontology）是因?yàn)檫@個(gè)種類模型如加上足夠的相關(guān)信息，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分類的目的。 GALEN獨(dú)立于各種語(yǔ)言，獨(dú)立于更一般的推論系統(tǒng)。 主張不應(yīng)過(guò)多地拘泥于“本體的哲學(xué)含義”，必需采取實(shí)用的和語(yǔ)用的方法。,GALEN項(xiàng)目(3),盡可能地適合醫(yī)學(xué)應(yīng)用，能與直覺用戶對(duì)話，特

3、別是臨床數(shù)據(jù)輸入或查索、醫(yī)學(xué)概念分類應(yīng)用程序； 強(qiáng)調(diào)復(fù)用性，即足夠一般化，旨在為不同的醫(yī)學(xué)應(yīng)用程序所利用； 支持不同團(tuán)體之間的可操作性合作，爭(zhēng)取更容易理解、教授和應(yīng)用。,GALEN的技術(shù)目標(biāo)：,GALEN核心模型最高層次種類空間,(From AL Rector, etc ),Table1: Taxonomy of major elementary Categories,Table1: Taxonomy of major elementary Categories,Table1: Taxonomy of major elementary Categories,(From AL Rector, e

4、tc ),GALEN的原始的分解是:,廣義結(jié)構(gòu)：帶有獨(dú)立于時(shí)間的分部的抽象性或物理性事物；(?) 廣義物質(zhì)：獨(dú)立于時(shí)間的持續(xù)的抽象性或物理性事物； (?) 廣義過(guò)程：隨時(shí)間進(jìn)展發(fā)生的變化; 修飾詞：相互異質(zhì)的組別。,(From AL Rector, etc ),(By BMKI),表2 分類學(xué)主要基本類（1）,(From AL Rector, etc ),表3 分類學(xué)主要基本類（2）,(From AL Rector, etc ),表4 分類學(xué)主要基本類（3）,(From AL Rector, etc ),表5 分類學(xué)主要基本類（4）,(From AL Rector, etc ),Table 6

5、: Summary of constructive attributes,(From AL Rector, etc ),表7 結(jié)構(gòu)屬性總結(jié),(From AL Rector, etc ),模型化part-of關(guān)系 (after Winston and Odell),組分（例如：汽車門的把手） (#整體的一部分) 原料（例如：面包的原料為面粉） (#原料) 部分（例如：一只面包的一片） (#人工切割) 地域（例如：一個(gè)國(guó)家的城市） (#地域) 成員（例如：船隊(duì)的一個(gè)船） (#聚合的一部分) 合作者（例如：Laurel 本體的可粗可細(xì)性,具有全方位、跨層次的指導(dǎo)意義； 將推動(dòng)關(guān)于生物醫(yī)學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)的

6、、深刻的、全面的理論探討。,本體面臨的挑戰(zhàn)（1）,本體是標(biāo)準(zhǔn)性共識(shí),存在著與個(gè)性化知識(shí)或小幾率性知識(shí)的整合問(wèn)題; 本體是概念性共識(shí),存在著與模擬性(共性)知識(shí)的整合問(wèn)題; 大量的各個(gè)層次的整合理論問(wèn)題有待探討； 理論的幼稚?。?* 復(fù)雜的變量和變量值如何表達(dá)和操作？ * 知識(shí)確定性，粒度（明晰性）和有效性與認(rèn)知目標(biāo)或認(rèn)知意向的關(guān)系？ * 知識(shí)確定性，粒度（明晰性）和有效性與認(rèn)知背景的關(guān)系？ *醫(yī)學(xué)自然語(yǔ)言知識(shí)的形式化表達(dá)的理論何在? *,本體面臨的挑戰(zhàn)（2）,當(dāng)前的知識(shí)工程的成功主要在較低級(jí)的信息語(yǔ)法層次（數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)組織，數(shù)據(jù)協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)顯示等）。 如何對(duì)付生物醫(yī)學(xué)知識(shí)的語(yǔ)義黑洞？

7、語(yǔ)用黑洞？ 一味努力地進(jìn)行規(guī)范化和不斷地進(jìn)行資源積累，我們美麗的夢(mèng)想一定會(huì)變成現(xiàn)實(shí)嗎？,本體面臨的挑戰(zhàn)（3）,臨床醫(yī)生擁有自己的“職業(yè)思維”習(xí)慣。 那么，生物醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng) 的“認(rèn)知意向”本體在哪里？,一個(gè)切實(shí)可行的方法是選擇一個(gè)較典型和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尼t(yī)學(xué)知識(shí)體系（如SNOMED），深究隱藏在其背后的醫(yī)學(xué)專家的認(rèn)知和思維基本取向和軌跡，即反映 “認(rèn)知意向”的元結(jié)構(gòu)或元機(jī)制。,介紹一個(gè)探索,醫(yī)學(xué)思維的基本“認(rèn)知意向”,對(duì)SNOMED的研究提示：醫(yī)學(xué)思維的基本“認(rèn)知意向”由如下基本維度（或取向）元框架組成： （1）生物醫(yī)學(xué)功利維度； （2）可分析的生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)基本維度 ； （3）難以分析生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)維度 ；

8、 （4）一般物理系統(tǒng)維度 ； （5）一般認(rèn)知維度或一般系統(tǒng)屬性 ； （6）上述諸維度的形形色色的復(fù)合維度。,軟件工具的開發(fā) （1）,Protg-2000 / 美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開發(fā) 使用Java和Open Source作為操作平臺(tái) 可用于編制實(shí)用分類系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)（Knowledge Base），有可自行設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入格式，能夠輸入數(shù)據(jù)，也可插入插件來(lái)擴(kuò)展一些特殊的功能如提問(wèn)、XML轉(zhuǎn)換等。 輸出格式有文本、HTML、JDBC、RDF Schema、及XML Schema。,軟件工具的開發(fā)（2）,OntoEdit http:/www.ontoprise.de/ 德國(guó)的Ontoprise公司開發(fā) 提供實(shí)用分類系統(tǒng)工程環(huán)境，支持構(gòu)造概念、關(guān)系、定理，不依賴于某一表述語(yǔ)言 利用模塊和插件結(jié)構(gòu)，靈活性強(qiáng)，并能夠方便地引進(jìn)專門功能和詞庫(kù)。 支持RDF和DAML （DARPA Agent Markup Language, 國(guó)防高級(jí)研究項(xiàng)目部智能代理置標(biāo)語(yǔ)言），并能輸入和輸出數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)（如Oracle, MSSQL, DB2）。,一個(gè)最古老的課題”生物醫(yī)學(xué)知識(shí)整合論”探索正在最古老的國(guó)度最古老的文化背景中悄然興起,她召喚最富思考和獨(dú)創(chuàng)能力的醫(yī)學(xué)信息學(xué)家.,中國(guó)醫(yī)學(xué)信息學(xué)家需要思考的一個(gè)問(wèn)題:,問(wèn)題一：,我們擁有HIS,C