CN105678081A - 一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法，包括由疾病数据库和病例数据库构成的知识管理模块，分析模块和人机交互模块组成。教学时，操作者通过人机交互模块发出指令，经分析模块处理后向知识管理模块发送请求，分析模块接收反馈，通过人机交互模块呈现给操作者。其优点表现为：本发明帮助医学生在诊断学学习的过程中，及时的温故知新、融会贯通，形成完整的知识体系，构建良好的认知结构；基于类比推理在诊断中运用的基本原理，构建了一种疾病知识管理系统，配合人机交互界面用于医学辅助教学，提高教学效率，解决了目前医学院诊断教学中缺乏足够思维训练的弊端。
Description
【技术领域】
本发明涉及计算机辅助教学技术领域，具体地说，是一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法。
【背景技术】
研究表明，类比推理是人类获得新知识和解决问题的最重要机制之一。作为一种高效的学习工具，类比是根据两类事物或两个对象之间具有某些相同或相似的属性推测两者之间也可能具有其他相同或相似属性的一种思维方法。学习者通过类比不仅完成了温故知新的学习过程，而且有助于融会贯通，形成完整的知识体系，构建良好的认知结构。然而，正是这样一个重要的认知工具却没有引起医学教育界足够的重视。目前国内所有医学院使用的诊断学教程，在有关诊断思维部分的章节草率成文、语焉不详，均没有对诊断过程中类比推理的原理和方法展开详尽的论述。事实上，临床医生给病人下诊断的过程就是一个将眼前病人所患疾病与自身认知体系内记忆的各类疾病(这个疾病知识体系既可以通过直接的临床经验也可以通过间接的经验构建起来)不断进行类比推理，最终确诊的过程。缺乏经验的医学生与技能娴熟的医学专家在下诊断时的区别，就在于能否熟练运用类比，迅速而准确的判断病情。尽管专家们在临床诊断中已经使用了类比，他们也往往意识不到类比推理在临床诊断中发挥的作用以及如何发挥作用，更不要说将这一高效的思维工具明白无误地传授给学生了。
按照逻辑学原理，类比推理是一般和一般的比较或者特殊和特殊的比较，而临床诊断是做特殊和一般的比较；类比是比较两类或两个事物间是否具有相同或相似属性，而临床诊断是判断当前病人是否患有某个疾病。因此，为了在临床诊断中规范的使用类比推理，诊断的流程需要做些调整和转换。首先，将诊断“当前病人是否患有某个疾病”转换成“当前病人所患的疾病是否是某个疾病”(“特殊和一般”→“一般和一般”)。然后，进一步将“当前病人所患的疾病是否是某个疾病”转换成“当前病人所患疾病是否具有与某疾病相同或相似的病理”(“所患疾病是否是某疾病”→“所患疾病是否具有与某疾病相同或相似的属性”)。
简而言之，所谓疾病就是单个或多个病因以某种机制作用于人体，造成全身或局部特定的病理和病理生理改变，而内在的病理改变则呈现出外在多种多样的临床表现，包括各种辅助检查结果的异常。在疾病所有的属性中，病理是最本质的属性。某疾病能够区别于其他疾病很大程度上就取决于它的病理。所以，“是否具有与某疾病相同的病理属性”从逻辑上讲等同于“该疾病是否是某个疾病”。
中国专利文献CN：102968572A，申请日期为2012年12月10日的一项发明专利，公开了一种骨科病例信息采集系统及其方法，所述系统包括：纸质病历扫描采集模块、电子病历自动转换模块、骨科影像采集模块和病例信息共享平台。本发明所述的骨科病例信息采集系统能够有效收集骨科病例信息，并将所述的信息经过统一标准处理，方便公众对骨科病例信息的查询与利用，缓解了医疗信息不平衡的问题，与本发明解决的问题领域不同。
中国专利文献CN：101271489A，申请日期为2008年4月29日的一项发明专利，公开了一种用于科研工作的医学病例信息管理系统。本发明包括数据库服务器，其用于存储病例信息、样品信息及用户日志于数据库中；样品库，用于对样品的存储；客户端应用程序，用于对数据库和样品库的管理。该发明解决了现有医学信息管理系统对病例资料的管理模式仍以患者病例及诊疗信息等主管证据的数字化记录为主，缺乏客观性实验信息用于群体观察的群体病例管理模式的缺陷。该发明虽然公开了病例信息管理，但更侧重于临床决策的群体病例管理模式，对于临床教学知识管理模式并未有一定的启示。
综上所述，针对目前医学院诊断教学中缺乏足够思维训练的弊端而设计的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法目前还未见报道。
【发明内容】
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统及操作方法，该系统包括知识管理模块、分析模块和人机交互模块，知识管理模块包括疾病数据库和病例数据库。
所述的疾病数据库的关系构建是以病理为核心，向上与疾因发生关系，向下分别与临床表现和辅助检查发生关系，病因与临床表现、辅助检查三者之间无直接联系，所述的病理内容既包括了病理也包括了病理生理。
所述的分析模块负责接受并处理操作者通过人机交互模块发出的指令，然后向知识管理模块中的任一个数据库发出请求；随后分析模块接受反馈的信息，处理后再通过人机交互模块以某种适合浏览的方式呈现给操作者。
所述的人机交互模块包括输入设备和输出设备。
整个系统建在本地，所有的数据库均为单机数据库。
所述的方法包括以下步骤：
a.操作者通过输入设备输入开始指令，分析模块接受指令后向病例数据库库请求调取某病例数据，并通过输出设备呈现给操作者；
b.操作者通过输入设备输入查询指令，查询上一步呈递的病例信息，分析模块接受指令后分别请求查询疾病数据库，查询上述病例信息所对应的病理状态；
c.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询疾病数据库，查询上一步反馈的病理状态所对应的临床表现和辅助检查的异常结果；
d.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询病例数据库，查询步骤a所述的病例是否具备上一步反馈的临床表现和异常检查结果；
e.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询疾病数据库，查询导致步骤b反馈的病理状态的病因，对照病因查询的结果，操作者继续请求查询病例数据库，查询步骤a所述的病例是否具有导致步骤b中所述的病理状态的某个致病因素。
所述的步骤a中调取的病例信息不会全部呈现给操作者，而是根据学习的难度调整呈现的信息量：提供的病例信息越多，诊断的难度越小，反之则诊断的难度越大。
所述的步骤d中查询结果如果显示：步骤a所述的病例具备步骤c反馈的临床表现和异常检查结果，那么步骤a所述的病例具备步骤b中所述的病理状态。
所述的步骤e中查询结果如果显示：存在致病因素，那么步骤a所述的病例因为具备了导致步骤b反馈的病理状态的病因和由其导致的病理状态，所以最终诊断基本成立。
本发明优点在于：
1、本发明帮助医学生在诊断学学习的过程中，及时的温故知新、融会贯通，形成完整的知识体系，构建良好的认知结构。
2、本发明基于类比推理在诊断中运用的基本原理，构建了一种疾病知识管理系统，配合人机交互界面用于医学辅助教学，提高教学效率，解决了目前医学院诊断教学中缺乏足够思维训练的弊端。
【附图说明】
附图1是本发明的系统整体框架示意图。
附图2为本发明的疾病知识管理模块中疾病数据库框架示意图
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
如附图1所示，一种用于计算机辅助教学的疾病知识管理系统，该系统包括：疾病知识管理模块、分析模块和人机交互模块。其中知识管理模块是由疾病数据库和病例数据库构成；人机交互模块由输入、输出设备构成。本发明的整个系统建在本地，所有的数据库均为单机数据库。
如附图2所示疾病数据库的关系构建是以病理为核心，向上与疾因发生关系，向下分别与临床表现和辅助检查发生关系，病因与临床表现、辅助检查三者之间无直接联系。其中，疾病数据库中的病理内容既包括了病理也包括了病理生理。这样的关系架构充分体现了疾病发生的本质：疾病本质上就是病因以某种机制作用于人体，造成全身或局部特定的病理改变和功能上的病理生理改变，从而呈现出外在多种多样的临床表现以及各种异常检查结果。病因和由其导致的病理变化是疾病最根本的属性，而病理则是疾病的核心属性。
上述系统中的分析模块可以通过人机交互模块中的输入设备接受并处理操作者的指令，然后向知识管理模块中的任何一个数据库发出请求；随后分析模块接受反馈的信息，经处理后以某种适合浏览的方式通过人机交互模块中的输出设备呈现给操作者。
以上说明了本发明的管理系统构建的基础性工作，接下来结合类比推理的原理介绍本发明中关于辅助教学的操作方法步骤：
操作者通过输入设备输入开始指令，分析模块接受指令后向病例库请求调取某病例数据，并通过输出设备呈现给操作者。此时调取的病例信息不会全部呈现给操作者，而是根据学习的难度调整呈现的信息量：提供的病例信息越多，诊断的难度越小，反之则诊断的难度越大(符合类比推理的计算模型原理，相同属性越多，推理越可靠；相同属性越少，推理越不可靠)。
接下来，操作者通过输入设备输入查询指令，查询上一步呈递的病例信息(主要是临床表现，包括部分辅助检查异常结果)，分析模块接受指令后分别请求查询疾病库，查询哪些病理状态可以有这些临床表现和异常检查结果(符合类比推理的计算模型原理：由具备相同的临床表现属性推及具备相同的病理属性)。
接下来，操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询疾病库，查询上一步反馈的病理状态分别会有哪些临床表现和辅助检查的异常结果，尤其是最能体现病理特征的辅助检查(符合类比推理的因果模型原理，最能体现病理特征的辅助检查结果与病理具有更大程度的因果关系)。
接下来，操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询病例库，查询该病例是否具备上一步反馈的临床表现和异常检查结果。如果有符合的表现和结果，那么该病例很可能具备相应的病理特征(符合类比推理的计算模型和因果模型原理，相同属性的数量越多，且属性间具备因果关系，推理的结果越可靠)。
接下来，操作者继续通过分析模块请求疾病库，查询有哪些病因导致了上一步反馈的病理状态。对照病因查询的结果，操作者继续通过分析模块请求查询病例库，查询该病例是否具有导致这一病理状态的某个致病因素。如果查询结果显示有致病因素，那么该病例因为具备了病因和由其导致的病理状态，所以最终诊断基本成立(符合类比推理的因果模型原理，如果相同属性之间具备因果关系，推理的结果更加可靠)。
本发明的具体实施方式如下：
该实施例用一个具体的病例诊断流程说明了如何使用该系统进行辅助教学。
操作者通过输入设备输入开始学习指令，激活分析模块，分析模块向病例库调取病例数据，并通过输出设备呈现给操作者(以下人机交互均通过输入、输出设备进行)。
假设反馈的病例信息如下：“女性，65岁；股骨骨折术后卧床一周；突然出现呼吸困难、胸痛症状；查体：血压下降，P2亢进；辅助检查：胸部X线显示右下肺片状浸润阴影。”
操作者输入查询指令，向分析模块分别查询“呼吸困难”、“胸痛”、“血压下降”、“P2亢进”；分析模块分别查询疾病库反馈哪些病理状态可以有这些表现。例如，表现为“胸痛”的病理状态包括：胸壁病变(皮肤、皮下组织、神经肌肉、肋骨和肋软骨的炎症、外伤或损伤、肿瘤等)；心血管病变(心肌缺血、心包炎症、血管畸形等)；呼吸系统病变(胸膜炎症、肿瘤、外伤或损伤，支气管肺炎症和肿瘤等)；纵隔病变(纵隔炎症、肿瘤、外伤或损伤等)；其他病变等。查询其他临床表现如“呼吸困难”，“血压下降”，“P2亢进”，以及“胸部X线表现”的方式与此相同。反复浏览这些查询结果，有助于操作者系统全面地掌握有关疾病诊断的知识。
接下来继续临床诊断的流程，操作者输入综合查询指令，可以同时表现出“呼吸困难”、“胸痛”、“血压下降”、“P2亢进”以及“胸部X线显示右下肺片状浸润阴影”的病理状态有哪些。分析模块查询后，反馈综合结果。假设反馈信息为：“肺栓塞”和“肺炎”。
接下来操作者需要通过分析模块向疾病库分别查询，“肺栓塞”的临床表现和辅助检查结果和“肺炎”的临床表现和辅助检查结果。假设反馈如下信息：肺栓塞的临床表现包括“虚脱、面色苍白、冷汗、心悸、呼吸困难、胸痛、咳嗽，甚至晕厥、咯血，焦虑不安、恐惧、恶心、抽搐和昏迷”；辅助检查包括“心电图、心超、D-二聚体、动脉血气、放射性核素肺通气扫描、CTPA等结果异常”。
于是，操作者根据反馈的信息通过分析模块查询病例库，比如：该病例是否有咯血、晕厥等症状，以及D-二聚体，CTPA检查结果异常等。
假设查询反馈信息：D-二聚体升高，CTPA显示动脉血管充盈缺损征象。那么该病例符合“肺栓塞”的表现(注意：整个诊断分析流程到这里尚没有最终完成)。
操作者最后需要通过分析模块查询疾病库有哪些原因可以导致肺栓塞，假设反馈信息如下：创伤、长期卧床、静脉插管、下肢手术、糖尿病等促进血栓形成；各种类型的心脏病；肿瘤；妊娠分娩以及其他原因等。
考虑到该病例中患者“股骨骨折术后卧床一周”的描述，具备了“手术和长期卧床”的致病因素，最后诊断“肺栓塞”成立(至此，整个诊断分析过程才算结束)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统，其特征在于，所述的系统包括知识管理模块、分析模块和人机交互模块，所述的知识管理模块包括疾病数据库和病例数据库。
2.根据权利要求1所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统，其特征在于，所述的疾病数据库的关系构建是以病理为核心，向上与疾因发生关系，向下分别与临床表现和辅助检查发生关系，病因与临床表现、辅助检查三者之间无直接联系，所述的病理内容既包括了病理也包括了病理生理。
3.根据权利要求1所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统，其特征在于，所述的分析模块负责接受并处理操作者通过人机交互模块发出的指令，然后向知识管理模块中的任一个数据库发出请求；随后分析模块接受反馈的信息，处理后再通过人机交互模块以某种适合浏览的方式呈现给操作者。
4.根据权利要求1所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统，其特征在于，所述的人机交互模块包括输入设备和输出设备。
5.根据权利要求1所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统，其特征在于，整个系统建在本地，所有的数据库均为单机数据库。
6.一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统的操作方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
a.操作者通过输入设备输入开始指令，分析模块接受指令后向病例数据库库请求调取某病例数据，并通过输出设备呈现给操作者；
b.操作者通过输入设备输入查询指令，查询上一步呈递的病例信息，分析模块接受指令后分别请求查询疾病数据库，查询上述病例信息所对应的病理状态；
c.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询疾病数据库，查询上一步反馈的病理状态所对应的临床表现和辅助检查的异常结果；
d.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询病例数据库，查询步骤a所述的病例是否具备上一步反馈的临床表现和异常检查结果；
e.操作者通过输入设备输入查询指令，分析模块接受指令后请求查询疾病数据库，查询导致步骤b反馈的病理状态的病因，对照病因查询的结果，操作者继续请求查询病例数据库，查询步骤a所述的病例是否具有导致步骤b中所述的病理状态的某个致病因素。
7.根据权利要求6所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统的操作方法，其特征在于，所述的步骤a中调取的病例信息不会全部呈现给操作者，而是根据学习的难度调整呈现的信息量：提供的病例信息越多，诊断的难度越小，反之则诊断的难度越大。
8.根据权利要求6所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统的操作方法，其特征在于，所述的步骤d中查询结果如果显示：步骤a所述的病例具备步骤c反馈的临床表现和异常检查结果，那么步骤a所述的病例具备步骤b中所述的病理状态。
9.根据权利要求6所述的一种用于医学辅助教学的疾病知识管理系统的操作方法，其特征在于，所述的步骤e中查询结果如果显示：存在致病因素，那么步骤a所述的病例因为具备了导致步骤b反馈的病理状态的病因和由其导致的病理状态，所以最终诊断基本成立。
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