基于網格的中醫(yī)藥數據挖掘的研究

1、基于網格的中醫(yī)藥數據挖掘的研究【摘要】建立在網格根底上的數據挖掘結合了網格技術的優(yōu)點，可以對Internet上廣域分布的海量信息進展高效的處理、分析和挖掘。文章分析了網格與數據挖掘的特點，并將基于網格的數據挖掘技術引入到中醫(yī)藥領域，為中醫(yī)藥的開展開拓了一條新途徑?！娟P鍵詞】網格;數據挖掘;中醫(yī)藥信息化隨著lnternet的普及和計算機軟、硬件技術的開展，以及國家對中醫(yī)藥產業(yè)的重視，中醫(yī)藥信息化建立獲得初步成效，相繼建成了中醫(yī)藥文獻數據庫、臨床醫(yī)學數據庫、中藥方劑數據庫等一批中醫(yī)藥數據庫。隨著中醫(yī)藥數據庫的建立和開展，數據急劇增加，可是目前用于對這些數據進展分析處理的工具卻不是很多。為了獲取隱藏

2、在這些數據之后的更重要的信息采用了數據挖掘。通過數據挖掘可以從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的隨機數據中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在的有用信息和知識。但是隨著科技和中醫(yī)藥產業(yè)的開展，將會產生越來越多的數據，并且和各個領域產生交融，成為了廣域產業(yè)。那么要分析和挖掘這些廣域分布的海量數據，以獲取新的科學知識、規(guī)律和決策支持,傳統(tǒng)的數據挖掘形式和技術已經無法勝任。而網格計算技術是解決復雜海量科學數據的訪問存儲組織和管理的一種有效技術，是廣域分布的異構虛擬組織間實現協(xié)同資源共享、多領域的科學和工程的問題求解。建立在網格根底上的數據挖掘結合網格計算的思想及其技術的優(yōu)點，可以對廣域分

3、布的海量數據進展高效的處理、分析和挖掘，將給中醫(yī)藥領域帶來新的開展和機遇。1數據挖掘和網格廣義上來說，網格是一個集成的資源環(huán)境，或者說是一個資源池，它可以充分吸納各種資源，并將它們轉化成一種隨處可得的、可靠的、標準的、經濟的才能。這些資源包括計算資源、網絡通信資源、數據資料、儀器設備、知識等各種各樣的資源。網格計算就是基于網格的問題求解1。數據挖掘指從數據庫或數據倉庫中發(fā)現隱藏的、預先未知的、有趣的信息的過程，該過程可以看作是知識發(fā)現中的一個核心的步驟。數據挖掘就是從大量的數據中發(fā)現或挖掘知識，而網格上含有豐富的數據，是數據挖掘的理想目的。網格的數據挖掘建立在數據網格的根底設施和相關技術的根底

4、上，在廣域分布的海量數據和計算資源的環(huán)境中發(fā)現數據形式，獲取新的科學知識和規(guī)律2。2基于網格的數據挖掘2.1網格數據挖掘過程2.1.1數據的處理數據的處理階段主要完成從數據網格環(huán)境中搜集廣域分布的數據和計算資源，并對原始數據進展歸檔處理，更正校對，過濾清理和數據的轉換、合并，最后再對經過處理后的數據進展歸檔。2.1.2數據的分析與挖掘該階段主要完成對處理后的數據進展分析、概括和挖掘，生成關聯的規(guī)那么，發(fā)現新的數據關系等，并歸檔概括出來的數據。2.1.3形式的評價該階段對處理后的數據和歸納后的數據再次進展分析，得出一些數據形式，并評價數據挖掘結果的有效性和可靠性，提交得出的結論或新的關系、趨勢。

5、2.2網格數據挖掘特點網格數據挖掘是在已有數據挖掘技術的根底上結合了網格的特點，具有更強的功能。2.2.1超強的計算才能網格計算可以為科學計算領域和社會經濟生活領域提供超級的計算才能。網格的數據挖掘系統(tǒng)建立在網格計算的技術根底上，數據的傳輸具有高效的并行性特點，而且數據處理才能超強。2.2.2具有分布性和動態(tài)性數據分布范圍廣，在網格計算環(huán)境中，廣域分布的各種資源都是動態(tài)創(chuàng)立和刪除的，因此，網格的數據挖掘系統(tǒng)具備分布性和動態(tài)性，并以分布計算的方式，同時考慮數據流通負載來分析數據。2.2.3具有高性能的I/負載平衡才能在對廣域分布的海量數據處理的過程中，無論是數據的遠程傳輸還是挖掘過程中的數據處理

6、、分析挖掘形式評價等過程，數據的工作流都是很大的，這需要網格提供網絡負載調度、管理和高性能的1/0負載平衡才能。轉貼于論文聯盟.ll.2.2.4高效的數據存儲效勞、傳輸效勞和復制管理在數據挖掘過程中要進展大數據集存儲復制的時候，網格可以提供高效的廣域網數據高速緩存效勞以解決網絡帶寬管理的問題;數據傳輸策略可以支持多種存儲系統(tǒng)，并行數據傳輸，局部文件傳輸和數據重傳、容錯才能;數據復制策略能在不同站點之間高速挪動和復制數據，保持遠程數據拷貝的一致性。3基于網格效勞的中醫(yī)藥數據挖掘中醫(yī)藥學具有系統(tǒng)性、整體性、復雜性、不確定性等特點，中醫(yī)藥臨床積累的信息很多，數據類型及互相關系錯綜復雜，不適宜運用傳統(tǒng)

7、的復原論的方法研究。將數據挖掘和知識發(fā)現應用于中醫(yī)學領域的研究，是中醫(yī)學現代化研究的重要組成局部。隨著中醫(yī)藥的信息化開展，將會有大量的數據廣域分布在網絡上，所以要處理這些數據，采用基于網格的數據挖掘無疑是非常好的方法。3.2基于網格效勞的中醫(yī)藥數據挖掘3.2.1中醫(yī)證候關聯分析的廣域挖掘中醫(yī)的“證候又稱“證，是疾病在某一階段病變的本質反映，是由一組能反映疾病本質的病癥組成的，能提醒病因、病位、病性、病勢，為論治提供根據3。證候是中醫(yī)診斷的核心概念和理論精華，具有整體性、抽象性、時間性和相對穩(wěn)定性的特點。傳統(tǒng)的中醫(yī)治療是在辨證論治思維形式的指導下確立的。先辨證，再論治。形成證一法一方一藥的治療體

8、系。近年來，隨著中醫(yī)、西醫(yī)、中西醫(yī)結合在國內并存的場面出現，中醫(yī)臨床遣方用藥形式出現多元化，辨病論治與辨證論治相結合，微觀辨證與宏觀辨證相結合成為主要形式。采用數據挖掘技術分析并證、方、藥之間的關系規(guī)律，從藥方證病的關系中分析其制方的思維形式，發(fā)現潛在、隱藏的規(guī)律，輔助醫(yī)生對病人進展疾病診斷的斷定，具有重要的意義。但由于該過程中數據屬性有離散型的，也有連續(xù)型和混合型的，對此數據的噪聲處理等預處理相當復雜，挖掘過程還需要人機交互、屢次反復，其任何一個環(huán)節(jié)都不能缺少專業(yè)人員。無論是前期大量的數據采集，還是在挖掘過程中，都要有專業(yè)人員的參與，既要有中醫(yī)方面的人員，也需要數據挖掘方面的人員。最重要的是

9、傳統(tǒng)意義上的數據挖掘，是采用比擬固定的挖掘方法，對一個靜態(tài)的數據庫進展數據的挖掘。雖然隨著挖掘技術的出現，分布式挖掘開場應用，但是應用在證候關聯分析的卻非常少。眾所周知，隨著社會的進步和生活環(huán)境的改變，病人的證候之間的關聯是瞬息間發(fā)生變化的，所以基于網格的數據挖掘接收用戶的挖掘懇求后，根據用戶的懇求調配網格資源完成挖掘任務的一個平臺。在挖掘過程中，把網格提供的并證、方、藥數據資源分為挖掘算法資源、計算資源和數據資源。然后尋址到相應的數據資源、算法資源和計算資源，創(chuàng)立資源實例。獲取算法參數后再返回到用戶，這樣用戶不但獲取了網格分布在各個尋址空間的數據，而且能準確計算，能真正意義上實現證候關聯分析

10、的廣域挖掘，將使得數據挖掘成為了實時的，而且實時計算出用戶所要的數據，并可以根據挖掘結果，采用不同的挖掘方法，將產生不同的，計算出不同的計算結果，使得證候關聯分析更具有科學性和實時性。圖1網格數據挖掘流程3.2.2名老中醫(yī)專家經歷傳承的動態(tài)挖掘中國名老中醫(yī)的診療經歷，是他們在臨床理論中與中醫(yī)學理論結合、打破、創(chuàng)新的結果，包含了中醫(yī)根底理論的原那么和名老中醫(yī)的獨創(chuàng)心得或見解，是開展中醫(yī)藥學的珍貴財富。應用數據挖掘技術對這些名老中醫(yī)的診療經歷進展科學解析，特別是進展信息化、數字化和知識化的研究，不僅能豐富中醫(yī)藥學的理論體系，還能對整個醫(yī)學科學的開展產生宏大的推動作用。名老中醫(yī)在從醫(yī)過程中記錄了大量

11、的醫(yī)案，它表達了專家在把握疾病規(guī)律方面的特殊才能。從信息學的角度觀察，其本質就是信息的搜集。通過采用數據挖掘技術，可以對這些信息進展科學的加工，全面解析其中的規(guī)律，分析名老中醫(yī)個體化診療信息特征，提煉出臨證經歷中蘊藏的新理論、新方法、新知識，實現名醫(yī)經歷的有效總結與傳承。但是在以往的數據挖掘中，挖掘的數據源往往是比擬少的。隨著挖掘技術的成熟和網格計算技術的開展，可以實現動態(tài)挖掘。也就是通過網格技術，采用適宜的挖掘技術，既可以實現橫向挖掘(就是同一病癥，不同專家的的診療方案)，也可以實現縱向挖掘(就是指每個專家對病癥的持續(xù)治療)。對名老中醫(yī)的病案進展挖掘研究，分析名醫(yī)的個性化診療經歷中蘊含的辨證

12、規(guī)律、癥候學規(guī)律、用藥規(guī)律等信息，從而使得名老中醫(yī)經歷的精華可以不斷傳承下來，并將形成的比擬成熟的成果用于指導中醫(yī)藥的臨床理論。最重要的是可以根據網絡的狀況，動態(tài)的添加或減少參與挖掘的計算資源，使得每次數據挖掘和計算結果都能科學有效。在遇到疑難雜癥時，可充分利用網格的優(yōu)勢，將分布在各地專家經歷匯總，并行處理數據，那么能在最快的時間和盡可能大的范圍內解決問題。3.2.3準確中藥指紋圖譜的挖掘計算中藥指紋圖譜形象地反映了藥用植物物種具有遺傳特性的次生代謝“共有特征，又由于次生代謝中地域、生長環(huán)境、采收等多種不定因素影響，具有統(tǒng)計學中多元隨機分布的“模糊性，利用模糊數學、統(tǒng)計學、計算機技術等建立一種

13、同時反映這兩種特征的方法是可行的。數據挖掘就是發(fā)現和解析中藥指紋圖譜潛在信息的有力工具，指從中藥指紋圖譜信息庫中提取隱含的潛在應用價值、最終可理解的形式的過程。數據挖掘的最終目的是評價和控制中藥質量及研究中藥定量組效關系。其中比擬典型的解析方法有形式識別、人工神經網絡等，每一種數據挖掘技術都有其適用范圍，主要取決于所要解決的問題類型以及數據類型和規(guī)模。由于基于網格的數據挖掘技術具有超強的計算才能，數據的傳輸具有高效的并行性特點，數據處理才能超強，所以對于解析中藥指紋圖譜具有一定深度和廣度，可以充分解決在計算過程中遇到的復雜運算。數據的寬容度增強，保證可以同時承受大容量的中醫(yī)藥圖譜，數據的準確度

14、高，保證了計算的誤差小，實現數據挖掘結果的準確。3.2.4拓寬中藥方劑配伍規(guī)律的研究范圍方劑配伍理論是中藥方劑理論的核心，也是研究方劑的關鍵問題4。采用數據挖掘技術進展基于中醫(yī)藥理論的方劑配伍規(guī)律研究，既能為中醫(yī)新藥的臨床和實驗研究提供目的和思路，減少盲目性，縮短研究周期，同時又為大量古今驗方研究探究出一條有價值的研究途徑和方法。如今的方劑配伍規(guī)律的研究中使用的方法比擬簡單，頻繁形式、關聯規(guī)那么為其主要方法。方劑配伍不僅是各藥味之間的組合，還包含著各藥劑量比例的搭配，這也是臨床組方的關鍵，但如今對其進展數據挖掘的研究還很少。假如能充分利用網格的廣域分布的海量信息和超強的計算才能，那么對于傳統(tǒng)挖

15、掘中難以解決的藥劑量比例復雜運算，無疑是一個非常好的解決途徑。同時利用網格的數據挖掘的高效數據存儲效勞，在數據挖掘過程中要進展大量數據集存儲復制的時候，網格可以提供高效的廣域網數據高速緩存效勞，以解決網絡帶寬管理的問題，數據傳輸策略可以支持多種存儲系統(tǒng)，并行數據傳輸。因此可以隨著新藥特藥的開發(fā)，現有藥物的使用情況以及不良反響，從數據庫中添加或刪除，使得挖掘的數據庫實現動態(tài)庫，拓寬了中藥方劑配伍規(guī)律研究的范圍，也實現了數據的再次利用。數據挖掘作為在海量數據中獲取知識的有力工具，正越來越多的應用于中醫(yī)藥領域的各個方面，其對多維、非線性特征數據的良好處理才能也為中醫(yī)藥的現代化進程提供了新的技術保障。

16、建立在網格根底上的數據挖掘結合網格計算的思想及其技術的優(yōu)點，可以對廣域分布的海量數據進展高效的處理、分析和挖掘，給中醫(yī)藥領域帶來新的發(fā)現和宏大的價值。本文通過研究現有數據挖掘、網格的理論及其技術的根底上，針對網格環(huán)境的特點，設置了一個網格環(huán)境下的數據挖掘流程，為網格下的中醫(yī)藥數據挖掘提供一種解決思路，將給中醫(yī)藥領域的科研帶來一次新的革命。但同時必須看到，中醫(yī)藥領域的數據挖掘和網格技術還沒有真正發(fā)揮它的作用，還面臨許多問題和挑戰(zhàn)，比方需要醫(yī)藥專家和數據挖掘專家的親密協(xié)作，需要網格技術環(huán)境的支持等。但是基于網格的數據挖掘對于中醫(yī)藥的研究是有必要的，是中醫(yī)藥走向現代化的必由之路，是中醫(yī)藥知識創(chuàng)新和開展的新途徑?！緟⒖嘉墨I】1H.Stkinger,A.Saar,B.Allk.FileandbjetRepliatininDataGr