构建中医治则治法本体的研究

jz066520 · 发表于 2014-6-2 18:47:11

               作者：侯玉张昌林车立娟周强

【摘要】  目的：通过对中医治则治法概念体系的深入分析，尝试构建试验性中医治则治法本体。方法：借鉴斯坦福大学构建本体的七步法，整理中医治则治法概念体系，利用本体开发软件Protégé构建中医治则治法本体。结果：初步构建了中医治则治法本体，并实现简单查询。结论：中医治则治法本体对中医信息资源的开发和利用具有一定的参考和借鉴意义，为中医实用性系统的建立提供了可供借鉴的方法和示例。

【关键词】  中医学; 治则治法; 本体; 信息资源

　中医学经过数千年的发展，积累了丰富的信息资源，然而由于其自身的语言特点，使得中医理论知识在客观表达上存在一定困难，导致中医领域的信息交流存在很大障碍。例如，以往专家系统中智能诊断的局限性，中医数据库之间的数据难以共享和互操作，以及信息检索中存在的不精确性。出现上述问题的根本原因是，中医术语在语义表达上的哲学抽象性、宽泛性与其临床实践的科学性、具体性之间的矛盾。语义描述与知识表达成为中医药领域在信息化过程中亟待解决的重大问题。

　　近年来，本体作为一种知识表示方法越来越受到重视，很多学科领域都采用了本体的思想。由于本体既可以在概念层次上进行定义，也可以在语义层次上进行描述，因此它包含了概念的核心知识。使用本体有以下优势：首先，本体提供了一个共享词汇库，独立于数据源模式，可作为数据源稳定的概念接口，为不同数据源之间的数据交换提供了便利;其次，本体的描述能力可以解决同名异义及异名同义术语混用的问题，描述概念间的相互关系，显示描述数据的语义，提高应用的互操作性，促进领域知识的共享和重用;第三，由于本体有很强的描述能力，配合推理机可以进行一些推理查询，能够发掘一些蕴涵的数据关系，大大提高查询的效率。将本体相关理论和技术引入到中医药领域中来，对异构信息进行形式化和规范化的表示，对于解决传统中医药信息中存在的语法和语义异构问题提供了有效的方法和途径。

　　1 本体简介

　　1.1 本体的概念

　　本体这个原本属于哲学范畴的概念，被引入信息科学之后，其定义得到了不断的完善。1998年Studer等人提出“本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明”，是目前公认的本体的定义[1]。此定义包含四层含义： 1)概念模型：客观世界现象的抽象模型;2)明确：概念及它们之间联系都被精确定义和界定;(3)形式化：计算机可读的精确的形式化描述;4)共享：本体中反映的知识是相关领域中公认的概念集。

　　1.2 本体构建的方法

　　目前本体的构建方法有很多种，[2]其中斯坦福大学医学院开发的七步法较为常用，它由以下步骤组成：① 确定知识本体的专业领域和范畴;② 考查复用现有知识本体的可能性;③ 列出知识本体中的重要术语;④ 定义类和类的等级体系;⑤ 定义类的属性;⑥ 定义属性的分面;⑦ 创建实例。

　　1.3 构建工具

　　目前本体的开发工具有很多，不同的本体开发工具应用于不同的专业领域。其中由斯坦福大学研制开发的Protégé(使用Java和开放资源作为操作平台)的主要优势有：①图形化的用户界面;②开放的网络资源;③多样的存储格式;④开放的模块化风格[3]。

　　2 中医治则治法的概念体系

　　本体建立的工作有二部分最重要：①从“抽象-具体”角度建立概念“is_a”关系的上下层次;②同一层次根据概念的差异建立姐妹概念集合。因而无论是顶层本体，还是领域本体，其框架形态应该有其相似性。中医治则治法的概念体系应包含以下类别：

　　治疗法则：

　　① 治则：中医治疗的对象维度分为一系列的维度对偶(同一维度的两个截然不同的趋势)，例如正与邪、阴与阳、虚与实等。相应地，对这些维度的作用谓词又形成一系列的语义对偶，如扶与祛、补与泻等。由此形成一套治疗原则：扶正祛邪、调整阴阳、三因制宜、治病求本、未病先防、既病防变、虚则补之、实则泻之等。② 治法：内治法、外治法、针灸疗法、意疗法、补益法、温里法等[4]。治疗性常体：“常体”是指在一定的时间跨度内(相对于认知目标来讲)属性值为一个常量的物理性概念。在中医治则治法中的常体主要包括以下几类：③ 中药(种类，按功效分类)：解表药，温里药，补血药等。④ 中药：生地，山茱萸，枸杞子，丹参，龙骨，茯苓，砂仁等。　⑤ 方剂(种类，按功效分类)：解表剂，清热剂，驱虫剂，补益剂等。⑥ 方剂：痛泻要方，柴胡疏肝散，薏苡附子败酱散，六味地黄丸加味等。⑦ 中成药：全天麻胶囊等。药物的治疗属性：⑧ 药性：四气，五味，升降沉浮，毒性，(附子，川乌)大热，(苍术)辛、苦，(附子)有毒等。⑨ 归经：(金银花)肺经、胃经、心经等。治疗语义关系：⑩ 中药功效语义关系：(山药)益(气)，(川芎)活(血)，(禹白附)祛(风痰)等。　　方剂功效语义关系：(大建中汤)补(中)益(气)等。方剂适应证禁忌证语义关系：(风寒咳嗽证)禁用(桑菊饮)，(风热犯肺证)适用(桑菊饮)等。中药相互作用语义关系：配伍禁忌，(人参)畏(五灵脂)，(乌头)反(贝母)等。治疗操作性概念：用法：水煎服，包煎，研末，生用，炒用等。用量：5～10g，1～2g等。　3 应用Protégé构建中医治则治法本体

　　3.1 以中医内治法为例构建类及类的等级体系

　　治则治法本体的概念体系明确后，按照本体的构建步骤，接着需要构建该本体的类及类的等级体系。本文以中医内治法为例构建类及类的等级关系，如图1所示，图中带有“…”的部分代表省略，表示其它未列出的术语。图1 内治法类及类的等级体系

　　3.2 治则治法本体相关属性

　　“属性”表示个体间的二元关系，是对类的特征性描述。中医治则治法本体中的主要属性包括以下几个方面：① 治疗机理：指某种治法消除机体的某种病理变化的过程，其属性值范围为病机。例如滋阴(治法)的治疗机理为阴虚(病机);② 治疗因素：指某种治疗方法能够祛除某种引发疾病的激发因素，其属性值范围为病因。例如散寒(治法)的治疗因素为风(病因);③ 治疗部位：指某种治法作用的机体病变位置，它的属性值范围为病位。例如养心(治法)的治疗部位为心(病位);④ 治疗症状：指某种治疗方法可以缓解人体表现出来的异常状态。例如止咳(治法)的治疗症状为咳(症状)[5]。

　　3.3 添加本体实例

　　在本体构建中，添加子类与添加实例的方法是完全相同的，由于Protégé程序限制，无法对类进行查询操作，因此将治法术语当作实例进行属性及属性值的添加。例如对补心类添加实例如下：补益心气、补益心肺、补血养心、温补心阳、温补心肾、补益心脾等。其中补血养心相关属性及属性值主要有：定义：具有补养心血作用，适用于心血虚证的治疗方法。同义词：补养心血治疗机理：心血虚治疗位置：心对补血药添加实例：当归、何首乌、熟地黄、阿胶。其中当归的相关属性及属性值主要有：归经：心、肝、脾四气：温五味：甘、辛药物功效：补血、活血、调经、止痛、润肠

　　3.4 应用Protégé实现简单查询

　　① 通过病机查询治法例如：输入治疗机理属性和血虚病机，可以查到治疗血虚的治法有补血和养血。界面如图2所示。② 输入功效属性和补血，可以查到具有补血功效的药物，如图3所示。查询时可以满足多个条件，如：查询同时满足功效为补血、归经为心经的药物，查询结果如图4所示。图2 通过病机查询治法图3 通过功效查询药物图4 通过归经功效查询药物Protégé提供了一种本体表示的可视化界面，并能进行简单的查询，实例可以通过其不同的属性与其他相关类的实例建立联系，例如治法通过病位属性可以与中医生理常体建立联系(如滋补肾阴与肾)，通过作用属性可以与方剂功效建立联系，从而使治法与方剂建立联系(如滋补肾阴与六味地黄丸)，通过病机属性可以与症状建立联系(如滋补肾阴与腰膝酸软、头晕目眩、舌红少苔脉细数)等等。

　　4 结论

　　本研究梳理了中医治则治法的概念体系，通过深入的中医治则治法基础理论探索后，初步构建了试验性中医治则治法本体，阐述了构建中医领域本体的基本方法、流程和工具，为实用性系统的建立提供了可供借鉴的方法和示例。纵观国内外现状，可以发现目前关于医学领域本体的研究日趋普遍，体系正在逐步完善。但是仍缺乏深刻的基础理论研究，也缺少智能知识库所需要的推理功能和智能检索功能，目前尚未出现可以应用的成熟产品。中医同样需要以本体为核心的语义网技术的共享资源。作为一种新的研究思维方法，本体论在促进对中医学理论、知识和数据的理解和整合，提高中医学文本挖掘的效率等研究领域具有很大的潜力。

【参考文献】
  　　1　Studer R，Benjamins V.R，Fensel D.Data and Knowledge Engineering .Principles and Methods，1998，25(12)：161～197.

　　2 刘耀，穗志方. 领域Ontology概念描述体系构建方法探析.大学图书馆学报，2006，24(5)：28～33.

　　3 http://protege.stanford.edu/

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