CN104699981A - 基于开放式管理的医学知识本体建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于开放式管理的医学知识本体建模方法，其步骤为：1、构建医学知识本体结构；2、构建医学知识库结构；3、保存医学知识本体模型文件；4、是否更新医学知识本体模型，如果是，执行步骤5，否则，执行步骤8；5、更新医学知识本体结构；6、更新医学知识库结构；7、更新医学知识本体模型文件；8、加入模型库。本发明通过构建医学知识本体结构，将医学概念用层级结构表示，有利于快速的构建医学知识库结构，建立医学知识与医学知识库的关系，完成医学知识本体模型的建立。

Description

基于开放式管理的医学知识本体建模方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，更进一步涉及基于开放式管理的医学知识本体的建模方法。本发明可利用医学知识建模工具，将医学知识通过本体建模，进一步建立医学知识本体模型。

背景技术

随着医疗市场开放和医疗制度改革的深化，我国医疗市场竞争日趋激烈。医院要在激烈的医疗市场竞争中求得生存和发展，必须提高自身的竞争力。医学知识建模和管理已成为医院提高竞争力、提高医疗技术水平和服务质量的有力措施、并有效的支撑临床诊疗信息化规范化的智能决策支持系统的发展。

当前的知识管理系统通常是按知识的流动过程来建模的，即从知识的产生、俘获、转换、集成、存储、分发和共享的角度来分析知识管理系统。但它们存在一个共同的不足：系统的动态参与性程度不够，表现为系统的知识只能被静态取用以及系统的维护是封闭的。考虑到知识管理的上述情况以及结合医学知识的特性，本发明采用开放性作为对医学知识管理的要素，提供良好的、可动态扩展的、可开放管理的医学知识本体建模方法，建立医学知识本体模型，实现医学知识的动态管理。

上海坦瑞信息技术有限公司申请的专利“一种基于自定义元数据的领域概念和知识建模方法”(专利申请号：CN200810033505.2，公开号：CN101504645A)中公开了一种基于自定义元数据的领域概念和知识建模方法。该方法先将领域专家和软件工程师一起对领域概念利用MDT建模工具进行表达，该表达采用自然语言；然后在MDT建模工具的MDT管理器中通过所建立的模型引擎和数据引擎分别产生MDT模型和数据模型，并分别存入存储介质中。该方法在数据库建模基础上向前发展了一大步，能将建模和对领域概念进行表述等同起来，通过后台的建模引擎和其前台界面“MDT建模工具”直接参与建模以保证建成数据模型的准确性和完整性，这样通过数据引擎、数据存取也无须再写程序。该专利申请存在的不足是：该方法以自然语言为载体，这种表达方法，不利于医学知识库结构的建立，使医学知识难以被系统识别和应用，也不利于后期对新更新的医学知识以及现有知识结构的维护。

浙江大学申请的专利“一种人体医学知识构建方法和系统”(专利申请号：CN201110318003.6，公开号：CN102354340A)中公开了一种人体医学知识构建方法。该方法按照人体多个医学系统建立医学知识数据库，将人体各系统下的器官和专业医学基础知识、临床知识、药学知识等想关联。该专利申请的不足是：该方法以人体各系统为医学知识库的分类依据，不利于医学知识的协作和共享，对于涉及多人体器官的临床知识，无法界定存储在哪个医学知识库的。

杨艳、吴彬飞、叶枫、吕旭东4人发表的论文“基于SAGE的医学知识模型的设计与应用”(《中国医疗器械杂志》2009年33卷第1期，文章编号：1671-7104(2009)01-027-04)中提出了一种基于SAGE的医学知识模型的设计方法。SAGE模型将本体论应用于医学知识领域，并按照本体论的方法，通过定义一系列的类、槽、实例以及相关的约束来表达医学知识。该设计方法存在的不足是：临床医生更习惯于自然语言描述，他们无法直接将医学知识进行SAGE建模，而是需要知识工程师与临床医生的配合才能完成，整个建模过程需要耗费较多的时间、人力，无法适用于开放式管理系统的医学知识库的建立。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于开放式管理的医学知识本体的建模方法。

为了实现上述目的，本发明包括以下步骤：

(1)构建医学知识本体结构：

(2a)构建一个不包含任何数据的树形医学知识本体结构框架；

(2b)依次将医学知识本体的类填充至树形医学知识本体结构框架中，并设置树形医学知识本体结构框架中每个医学知识本体类的属性，完成医学知识本体结构的构建；

(2)构建医学知识库结构：

医学知识建模工具记录树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类和医学知识本体类的属性，并将记录的每个医学知识本体类映射到医学知识库中的数据表中；

(3)保存医学知识本体模型文件：

医学知识建模工具将构建完成的医学知识本体结构以及设计的医学知识库，通过医学知识本体描述语言描述，保存为医学知识本体模型文件；

(4)是否更新医学知识本体模型：

判断是否需要更新医学知识本体模型，如果是，执行步骤(5)，否则，执行步骤(8)；

(5)更新医学知识本体结构：

(5a)将增加、删除和修改的待更新的医学知识本体模型文件，导入医学知识建模工具，生成一个树形医学知识本体结构框架；

(5b)将待增加的医学知识本体的类，填充到树形医学知识本体结构框架中，并设置待增加的医学知识本体类的属性；

(5c)在树形医学知识本体结构框架中，删除医学知识本体结构中不需要的医学知识本体的类以及属性；

(5d)在树形医学知识本体结构框架中，修改医学知识本体结构中不符合需求的医学知识本体的类以及属性，完成医学知识本体结构的更新；

(6)更新医学知识库结构：

将更新后的树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类以及医学知识本体类的属性，映射到医学知识库中的数据表中，完成医学知识库设计的更新；

(7)更新医学知识本体模型文件：

医学知识建模工具将更新后的医学知识本体结构以及医学知识库的设计，通过医学知识本体描述语言描述，更新医学知识本体模型文件；

(8)加入模型库：

医学知识建模工具将医学知识本体模型文件加入到医学知识本体模型库中。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

第一，本发明通过建立医学知识本体模型，采用医学知识本体结构以树形方式来呈现医学概念之间的层次结构，克服了现有技术的医学概念以自然语言为载体，以非结构化或半结构化的形式出现，其协作关系和共享利用差的，后期对现有知识结构的可维护性差的缺点，使得本发明具有医学知识间协作关系好，共享率高，可维护性好的优点。

第二，本发明通过医学知识描述语言对医学知识本体模型进行表示，建立了医学知识本体与医学知识库结构之间的关系，借助于医学知识建模工具，克服了现有技术中只能静态构建医学知识库，可操作性差，系统开放程度低的缺点，使得本发明具有医学知识结构和医学知识库可动态构建性高，可操作性好，利用开放式管理的优点。

第三，本发明建立的医学知识本体模型，支持在医学知识扩充或变更情况下，借助于医学知识建模工具，对现有医学知识本体模型的更新，克服了现有医学知识库对医学知识扩充情况下适应性不足的缺点，使得本发明具有能适应医学知识多变性的优点。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中采用的医学知识建模工具的模块架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参照附图1，本发明的实现步骤如下：

步骤1，构建医学知识本体结构。

建模人员通过医学知识建模工具构建一个不包含任何数据的树形医学知识本体结构框架，依次将医学知识本体的类填充至树形医学知识本体结构框架中，并设置树形医学知识本体结构框架中每个医学知识本体类的属性，完成医学知识本体结构的构建。

医学知识本体的类在本发明中包括医学概念，比如生理指标，生理部位，临床检查。树形医学知识结构框架在本发明中表示医学概念的隶属关系，比如生理指标和生理部位隶属于生理病体。医学知识本体类的属性在本发明中包括医学概念的特征，比如生理指标的属性包括测量工具、单位和阀值。

下面结合附图2对本发明的医学知识建模工具做进一步的描述。

本发明采用的医学知识建模工具整体由3个层次组成，使用客户端/服务器架构。

第一层：该层在客户机端负责接收用户对系统的各种操作，包括各种键盘、鼠标等操作和参数，并显示相应操作的结果，是与用户进行人机交互的用户界面，该层包括医学知识结构设计和医学知识库设计两个操作模块。

第二层：该层在服务器端，用于处理用户的数据读取和存储请求，提供医学知识本体模型的数据结构表示方法和访问模型的基本方法，该层包括后台处理逻辑，输入输出和数据连接三个应用处理逻辑。

第三层：该层在服务器端，是系统的数据层，文件数据和知识库存储在此层，该层包括文件存储服务器和数据库存储服务器。其中，文件存储服务器用于存储医学知识描述语言表示的医学知识本体模型。其中，数据库服务器用户存储建立的医学知识库，比如临床路径知识库、临床指南知识库等。

步骤2,构建医学知识库结构。

医学知识建模工具记录树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类和医学知识本体类的属性，并将记录的每个医学知识本体类映射到医学知识库中的数据表中。其中，映射的方法为医学知识本体类的名称对应数据表的名称，医学知识本体类的属性名称分别对应数据表的各字段名称。

步骤3，保存医学知识本体模型文件。

医学知识建模工具将构建完成的医学知识本体结构以及设计的医学知识库，通过医学知识本体描述语言描述，保存为医学知识本体模型文件。其中，医学知识本体描述语言是指，在传统的网络本体语言OWL中提取适用于医学知识本体结构描述的元素，添加用来描述医学知识本体与知识库中数据表的关系的元素，形成一套新的医学知识本体描述语言。其中医学知识本体建模文件是指，通过医学知识本体描述语言描述的，采用国际通用可扩展标记语言XML数据格式存储的文件。

步骤4，是否更新医学知识本体模型。

判断是否需要更新医学知识本体模型，如果是，执行步骤5，否则，执行步骤8。

步骤5，更新医学知识本体结构。

将增加、删除和修改的待更新的医学知识本体模型文件，导入医学知识建模工具，生成一个树形医学知识本体结构框架。

将待增加的医学知识本体的类，填充到树形医学知识本体结构框架中，并设置待增加的医学知识本体类的属性。

在树形医学知识本体结构框架中，删除医学知识本体结构中不需要的医学知识本体的类以及属性。

在树形医学知识本体结构框架中，修改医学知识本体结构中不符合需求的医学知识本体的类以及属性，完成医学知识本体结构的更新。

步骤6，更新医学知识库结构。

将更新后的树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类以及医学知识本体类的属性，映射到医学知识库中的数据表中，完成医学知识库设计的更新。

步骤7，更新医学知识本体模型文件。

医学知识建模工具将更新后的医学知识本体结构以及医学知识库的设计，通过医学知识本体描述语言描述，更新医学知识本体模型文件。

步骤8，加入模型库。

医学知识建模工具将医学知识本体模型文件加入到医学知识本体模型库中。

Claims (4)

1.一种基于开放式管理的医学知识本体建模方法，包括以下步骤：

(1)构建医学知识本体结构：

(2a)构建一个不包含任何数据的树形医学知识本体结构框架；

(2b)依次将医学知识本体的类填充至树形医学知识本体结构框架中，并设置树形医学知识本体结构框架中每个医学知识本体类的属性，完成医学知识本体结构的构建；

(2)构建医学知识库结构：

医学知识建模工具记录树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类和医学知识本体类的属性，并将记录的每个医学知识本体类映射到医学知识库中的数据表中；

(3)保存医学知识本体模型文件：

医学知识建模工具将构建完成的医学知识本体结构以及设计的医学知识库，通过医学知识本体描述语言描述，保存为医学知识本体模型文件；

(4)是否更新医学知识本体模型：

判断是否需要更新医学知识本体模型，如果是，执行步骤(5)，否则，执行步骤(8)；

(5)更新医学知识本体结构：

(5a)将增加、删除和修改的待更新的医学知识本体模型文件，导入医学知识建模工具，生成一个树形医学知识本体结构框架；

(5b)将待增加的医学知识本体的类，填充到树形医学知识本体结构框架中，并设置待增加的医学知识本体类的属性；

(5c)在树形医学知识本体结构框架中，删除医学知识本体结构中不需要的医学知识本体的类以及属性；

(5d)在树形医学知识本体结构框架中，修改医学知识本体结构中不符合需求的医学知识本体的类以及属性，完成医学知识本体结构的更新；

(6)更新医学知识库结构：

将更新后的树形医学知识本体结构框架中所有叶子节点的医学知识本体类以及医学知识本体类的属性，映射到医学知识库中的数据表中，完成医学知识库设计的更新；

(7)更新医学知识本体模型文件：

医学知识建模工具将更新后的医学知识本体结构以及医学知识库的设计，通过医学知识本体描述语言描述，更新医学知识本体模型文件；

(8)加入模型库：

医学知识建模工具将医学知识本体模型文件加入到医学知识本体模型库中。

2.根据权利要求1所述的基于开放式管理的医学知识本体建模方法，其特征在于，步骤(2)所述的映射是指，医学知识本体类的名称对应数据表的名称，医学知识本体类的属性名称分别对应数据表的各字段名称。

3.根据权利要求1所述的基于开放式管理的医学知识本体建模方法，其特征在于，步骤(3)所述的医学知识本体描述语言是指，在传统的网络本体语言OWL中提取适用于医学知识本体结构描述的元素，添加用来描述医学知识本体与知识库中数据表的关系的元素，形成一套新的医学知识本体描述语言。

4.根据权利要求1所述的基于开放式管理的医学知识本体建模方法，其特征在于，步骤(3)所述的医学知识本体建模文件是指，通过医学知识本体描述语言描述的，采用国际通用可扩展标记语言XML数据格式存储的文件。