KR101180470B1 - 기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템 - Google Patents

기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한의학에서 기초 온톨로지 기반으로 입력된 증상 또는 설맥에 따른 임상 진단 결과 및 서적 진단 결과를 제공하는 시스템을 제공한다.
본 발명에 의해 입력한 증상 또는 설맥의 효과적이고 최적의 진단 결과가 검색되고 제공될 수 있어서 사용자에게 실질적인 도움을 줄 수 있다. 특히, 임상 진단 결과가 함께 도출되고 랭킹 알고리즘에 의해 최적의 진단 결과를 추천할 수 있다.

Description

기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템{Traditional Korean medicine diagnosis system based on basic ontology}
본 발명은 한의학 진단 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 한의학에서 기초 온톨로지 기반으로 입력된 증상 또는 설맥에 따른 임상 진단 결과 및 서적 진단 결과를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
IT 기술이 발전함에 따라 임상에서 의료진들이 환자를 진료하는 경우 임상의사결정지원시스템(Clinical Decision Support System, CDSS), PACS(Picture Archiving and Communication System), 설진기, 맥진기등 다양한 진단 보조 시스템들을 이용한다. 특히 대부분의 CDSS에서는 처방시 약물 사용의 오류를 알려주는 기능을 제공하고 있으며 일부의 경우 병원의 진단 프로세스를 정형화하고 이에 따라 환자를 단계별로 진단하도록 도움을 주는 시스템을 구축하여 사용하고 있다. 이는 객관적이고 입증된 임상 의료 정보에 기반해서 환자를 진단하기 위한 것으로 볼 수 있다. 하지만 이러한 시스템들은 일반적으로 의료계의 표준화된 프로세스보다는 개별 병원별로 의사들의 합의에 의해서 정해진 진단 규칙에 많이 의존하여 구축이 된다. 즉, 일반적인 진단 시스템은 실제 임상에서 바로 사용이 불가능하고 병원별로 커스터마이징을 거쳐야 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
기존 한의 분야의 진단 시스템 관련된 다수의 공지 기술이 존재한다. 하지만 공지 기술들은 단순히 검색 엔진을 이용하여 결과를 출력하기에 검색 결과가 부정확하거나 사용자에 의한 필터링 작업이 필요하였으며, 그러한 검색 결과는 임상 정보보다는 서적을 기반으로 한 것이 대부분이기에 사용자에게 실질적인 도움을 주지는 못하는 실정이다.
이에 본 발명은 기초 온톨로지 기반으로 하여 진단 결과를 효과적으로 검색하고 최적의 진단 결과를 추천할 수 있는 한의학 진단 시스템을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 한의학 데이터에 의해 구축된 온톨로지를 저장하는 온톨로지 기반 데이터베이스; 증상 또는 설맥이 입력되는 증상 설맥 모듈; 및 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 진단 결과가 출력되는 진단 모듈을 포함하며, 상기 진단 모듈은, 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 임상 진단 결과 및 서적 진단 결과를 각각 출력하는 임상 진단 결과 출력 모듈 및 서적 진단 결과 출력 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템을 제공한다.
또한, 상기 임상 진단 결과 출력 모듈은 랭킹 연산 모듈을 포함하며, 그리고 상기 랭킹 연산 모듈에 의하여 연산된 랭킹 순서에 따라 상기 임상 검색 결과가 출력되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 랭킹 연산 모듈은 필수증상 점수에 따라 정렬하는 것이 보다 바람직하며, 상기 필수증상 점수에 따라 정렬된 후 하기의 식에 의하여 연산된 비필수증상 점수에 따라 재정렬하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 서적 진단 결과는 기초 온톨로지 변증 추론 방법에 의하여 이루어진 결과인 것이 바람직하다.
또한, 상기 진단 모듈은 병명 검색 모듈 및 병명 출력 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 증상 설맥 모듈은, 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 증상 설맥 리스트를 출력하는 증상 설맥 리스트 출력 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 입력한 증상 또는 설맥의 진단 결과가 효과적으로 검색될 수 있다. 특히, 임상 진단 결과와 서적 진단 결과가 구분되어 출력됨으로써 기존의 소수의 서적 진단 결과만을 제공하던 진단 시스템보다 효과적인 결과를 도출하여 사용자에게 제공할 수 있다.
더욱이, 임상 진단 결과를 무작위 순서로 출력하는 것이 아니라, 가장 유사한 진단 결과를 랭킹 알고리즘에 의해 계산하여 차례로 출력함으로써 사용자에게 최적의 진단 결과를 추천할 수 있다.
도 1 및 도 3은 본 발명에 따른 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 온톨로지를 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 의한 진단 방법을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 의한 진단 결과를 출력한 화면을 도시한다.
이하에서 "서버(server)" 또는 "모듈(module)"은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서 특히 데이터의 전산 처리 기능 또는 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 물리적으로 구분된 구획은 아님에 주의한다.
이하에서 "입력(input)"은 키보드 또는 마우스와 같은 소정의 데이터 입력 장치를 통해 데이터 처리 장치에 데이터를 기록하는 행위를 의미하며, "출력(output)"은 모니터 또는 프린터와 같은 소정의 데이터 출력 장치를 통해 일정 데이터를 가시적으로 사용자에게 표현하는 행위를 의미한다. 입력 수단과 출력 수단은 종래 공지된 어떠한 수단이어도 무방한바, 본 발명에서 구체적인 수단들에 대한 기재는 생략한다.
도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온톨로지 기반 데이터베이스(100)는 온톨로지 서버(110), 온톨로지 모델링 모듈(120), 데이터 서버(130), 인터페이스(140)를 포함한다.
온톨로지 서버(110)는 데이터 서버(130)에서 수집된 다수의 한의학 관련 자료들을 바탕으로 구축된 온톨로지가 저장된다. 관리자는 온톨로지 모델링 모듈(120)을 이용하여 온톨로지를 구축하거나 수정할 수 있다. 구축된 온톨로지의 일례가 도 2에 도시된다.
데이터 서버(130)는 시스템(100)의 내부 데이터 및/또는 외부 데이터로부터 한의학 관련 데이터를 수집하여 온톨로지 구축에 활용하며, 또한 사용자의 검색 요청에 대한 검색 결과로서 데이터를 제공한다. 데이터 서버(130)에 포함되는 자료로서, 한의학 서적(131), 한의학 논문(132), 한의학 EMR(133) 및 기타 웹 문서(134)가 사용될 수 있다. 특히 다수의 한의원으로부터 한의학 EMR(133) 자료를 수집함으로써 보다 효과적인 온톨로지를 구축하고 검색 결과를 제시할 수 있다. 이 경우 개인 보안 정보가 삭제되는 것이 바람직함은 물론이다.
인터페이스(140)를 통해 사용자는 검색어를 입력하고, 검색어에 대한 노드, 관계 및 검색 결과를 확인할 수 있다. 검색 엔진(141)은 종래 기술에 따른 어떠한 검색일 수도 있으며, 사용자가 입력한 검색어에 대한 일반적인 검색 결과를 출력할 수 있다. 필터링 모듈(142)은 사용자의 요청에 따라 다양한 필터링 기능을 수행할 수 있다. 추론 엔진(143)은 온톨로지 추론을 실행한다. 그래프 생성 모듈(144)은 온톨로지 그래프로서 생성하는 기능을 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진단 시스템은 전술한 온톨로지 기반 데이터베이스(100)를 활용한 진단 결과를 출력한다. 본 발명에 의한 진단 시스템은 크게 증상 설맥 모듈(310), 진단 모듈(320) 및 진단 결과 출력 모듈(330)로 구분된다. 도 5에서, 증상 설맥 모듈(310)에 의한 출력 결과가 좌상단에 도시되고, 진단 모듈(320)에 의한 출력 결과가 우상단에 도시되며, 진단 결과 출력 모듈(330)에 의한 출력 결과가 하단에 도시된다.
증상 설맥 모듈(310)은 증상 설맥 검색 모듈(311), 증상 설맥 리스트 출력 모듈(312) 및 선택 결과 출력 모듈(313)로 이루어진다.
증상 설맥 검색 모듈(311)을 통해 사용자는 증상 또는 설맥을 입력할 수 있다.
증상 설맥 리스트 출력 모듈(312)은, 입력한 증상 또는 설맥에 대한 온톨로지 기반 데이터베이스(100)로부터의 검색 결과를 리스트로 출력한다. 한글명으로 정렬되거나 컬럼별로 오름차순 또는 내림차순으로 정렬될 수도 있으며, 증상, 설 또는 맥을 그룹으로 묶어서 정렬될 수도 있다.
선택 결과 출력 모듈(313)은, 상기 증상 설맥 리스트 출력 모듈(312)에 의해 출력된 리스트 중 사용자가 선택한 내용만을 출력할 수 있다.
진단 모듈(320)은, 임상 진단 결과 출력 모듈(321), 서적 진단 결과 출력 모듈(322), 병명 검색 모듈(323) 및 병명 출력 모듈(324)로 이루어진다.
임상 진단 결과 출력 모듈(321)은, 반복적인 진단 결과 저장을 통해 학습된 진단 결과를 기반으로 온톨로지 기반 데이터베이스(100)에 입력된 환자의 증상과 매칭되는 병증들을 검색하고, 랭킹 연산 모듈(321a)에 의해 우선순위를 부여하여 출력함으로써, 사용자에게 가장 적합한 치료법을 추천한다.
랭킹 연산 모듈(321a)은 필수증상 점수에 의해 1차 정렬을 수행하고 비필수증상 점수에 의해 2차 정렬을 수행함으로써 우선순위를 결정한다. 필수증상 점수와 비필수증상 점수는 각각의 증상에 대한 유사도를 계산하는 본 발명의 고유한 방법이다. 증상의 유사도 및 가중치가 하기의 수식에 의해 계산된다.
Figure 112010084361591-pat00001
Figure 112010084361591-pat00002
상기의 수식에서,
S는 ΣSi로서(1≤i≤n) 상기 입력된 증상 또는 설맥 집합이며,
D는 ΣDj로서(1≤j≤m) 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대한 상기 진단 결과인 병증의 개수이며,
Sc는 상기 입력된 증상 또는 설맥의 총 개수이며,
Dc는 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대한 상기 진단 결과인 병증의 총 개수이며,
SDj,필수는 병증(Dj)의 필수 증상의 개수이며,
D필수,Si는 병증의 필수 증상 중 증상(Si)을 갖는 병증의 개수이며,
SDj,비필수는 병증(Dj)의 비필수 증상의 개수이며,
D비필수,Si는 병증의 비필수 증상 중 증상(Si)을 갖는 병증의 개수이다.
이를 통하여 임상 진단 결과로부터 검색된 최적의 치료법을 사용자에게 제시하게 된다.
한편, 서적 진단 결과 출력 모듈(322)은 종래의 기초 온톨로지 변증 추론 방법을 이용하여 온톨로지 기반 데이터베이스(100)로부터 서적 진단 결과를 출력할 수 있다. 기초 온톨로지 변증 추론 방법은 종래 기술인바 상세한 설명은 생략한다.
병명 검색 모듈(323)은 사용자가 특별히 검색하고자 하는 병명을 입력받을 수 있으며, 온톨로지 기반 데이터베이스(100)로부터 검색된 결과가 병명 출력 모듈(324)을 통해 출력된다.
진단 결과 출력 모듈(330)은 상기의 진단 결과들을 종합하여 출력한다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 진단 시스템에 의하여 진단이 이루어지는 방법을 상세히 설명한다.
사용자에 의해 증상 또는 설맥이 입력된다(S401).
온톨로지 기반 데이터베이스(100)로부터 입력된 증상 또는 설맥과 유사한 증상 설맥 리스트가 검색되어, 증상 설맥 리스트 출력 모듈(312)을 통해 출력된다(S402).
사용자가 그 중 일부를 선택할 수 있으며(S403), 선택한 결과가 다시 출력되고(S404), 이에 따라 온톨로지 기반 데이터베이스(100)로부터 임상 진단 결과 및 서적 진단 결과가 출력된다.
즉, 임상 진단 결과가 검색되면(S410) 랭킹 연산 모듈(321a)에 의해 우선순위가 부여되어 출력되며(S411), 서적 진단 결과가 검색되면(S420) 기초 온톨로지 변증 추론 방법에 의해 서적 진단 결과가 출력된다(S421).
별도의 병명 검색을 원하는 경우(S430), 그 검색 결과도 함께 출력될 수 있다(S431).
상기의 내용들은 진단 결과 출력 모듈(330)에서 종합적으로 출력될 수 있다(S440).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 온톨로지 기반 데이터베이스
110: 온톨로지 서버
120: 온톨로지 모델링 모듈
130: 데이터 서버
131: 한의학 서적
132: 한의학 논문
133: 한의학 EMR
134: 웹 문서
140: 인터페이스
141: 검색 엔진
142: 필터링 모듈
143: 추론 엔진
144: 그래프 생성 모듈
310: 증상 설맥 모듈
311: 증상 설맥 검색 모듈
312: 증상 설맥 리스트 출력 모듈
313: 선택 결과 출력 모듈
320: 진단 모듈
321: 임상 진단 결과 출력 모듈
321a: 랭킹 연산 모듈
322: 서적 진단 결과 출력 모듈
323: 병명 검색 모듈
324: 병명 출력 모듈
330: 진단 결과 출력 모듈

Claims (7)

  1. 한의학 데이터에 의해 구축된 온톨로지를 저장하는 온톨로지 기반 데이터베이스;
    증상 또는 설맥이 입력되는 증상 설맥 모듈; 및
    상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 진단 결과를 출력하는 진단 모듈을 포함하며,
    상기 진단 모듈은, 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 임상 진단 결과 및 서적 진단 결과를 각각 출력하는 임상 진단 결과 출력 모듈 및 서적 진단 결과 출력 모듈을 포함하고,
    상기 임상 진단 결과 출력 모듈은 랭킹 연산 모듈을 포함하며, 그리고
    상기 랭킹 연산 모듈은 하기의 식에 의하여 연산된 필수증상 점수에 따라 정렬하며,
    Figure 112012022234112-pat00010

    여기에서,
    S는 ΣSi로서(1≤i≤n) 상기 입력된 증상 또는 설맥 집합이며,
    D는 ΣDj로서(1≤j≤m) 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대한 상기 진단 결과인 병증의 개수이며,
    Sc는 상기 입력된 증상 또는 설맥의 총 개수이며,
    Dc는 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대한 상기 진단 결과인 병증의 총 개수이며,
    SDj,필수는 병증(Dj)의 필수 증상의 개수이며,
    D필수,Si는 병증의 필수 증상 중 증상(Si)을 갖는 병증의 개수인 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임상 진단 결과 출력 모듈은,
    상기 랭킹 연산 모듈에 의하여 연산된 랭킹 순서에 따라 상기 임상 검색 결과가 출력되는 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 랭킹 연산 모듈은 상기 필수증상 점수에 따라 정렬된 후 하기의 식에 의하여 연산된 비필수증상 점수에 따라 재정렬하며,
    Figure 112012022234112-pat00004

    여기에서,
    SDj,비필수는 병증(Dj)의 비필수 증상의 개수이며,
    D비필수,Si는 병증의 비필수 증상 중 증상(Si)을 갖는 병증의 개수인 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서적 진단 결과는 기초 온톨로지 변증 추론 방법에 의하여 이루어진 결과인 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진단 모듈은 병명 검색 모듈 및 병명 출력 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증상 설맥 모듈은, 상기 입력된 증상 또는 설맥에 대하여 상기 온톨로지 기반 데이터베이스에서 검색된 증상 설맥 리스트를 출력하는 증상 설맥 리스트 출력 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    기초 온톨로지 기반 한의학 진단 시스템.
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