基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建講座課件

基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建1研究背景RESEARCH

BACKGROUND研究方法RESEARCH

METHODS研究結果RESEARCH

RESULTS研究展望FUTURE&

PLAN目錄研究背景研究方法目錄201研究背景RESEARCH

BACKGROUND知識庫優(yōu)勢診療專病知識庫醫(yī)療信息化發(fā)展膀胱癌臨床需求01研究背景知識庫優(yōu)勢醫(yī)療信息化發(fā)展3醫(yī)療信息化臨床需求臨床數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長知識庫（Knowledge

Base）區(qū)別于普通數(shù)據(jù)庫（Data

Base）的最大優(yōu)勢，便在于它是針對某些領域內(nèi)的實際問題需要，對海量數(shù)據(jù)進行整理與分析后的知識集合?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT?？茖２≈R庫：針對某一?？萍膊』騿我徊》N建立的知識管理系統(tǒng)檢索文獻知識推理診療決策建議

成功得到臨床應用的?？萍膊☆I域仍十分局限醫(yī)療信息化臨床數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長基于本體的膀胱癌臨床診療決策4膀胱癌臨床診療需求膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率在全球均居于前列，且呈現(xiàn)出逐年上升之勢。治療策略：經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術（TURBT）根治性膀胱切除術等結合不同的腔內(nèi)輔助灌注化療及全身放化療方案基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT其治療手段多樣，選擇指征復雜，僅憑臨床醫(yī)生的經(jīng)驗判斷較為困難。建立臨床診療專病知識庫，有利于為醫(yī)生提供決策支持和依據(jù)，提高醫(yī)療質(zhì)量。膀胱癌臨床診療需求膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病502研究方法RESEARCH

METHODS知識庫構建技術路線?

知識庫構建步驟知識采集 ?

知識表達02研究方法6基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌知識庫構建技術路線基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌知識庫構建技7知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用建立在需求分析基礎之上有待解決的臨床問題及所涉及的知識領域→確定知識庫的范疇→據(jù)此確立知識來源。對本研究而言，膀胱癌知識庫旨在輔助醫(yī)生進行診療決策，其范疇以膀胱癌專病知識為主，同時涉及泌尿科其他概念及藥物、手術術式等知識。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知803010402基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT臨床指南主要參考了權威的歐洲泌尿外科學會(EuropeanAssociation

of

Urology，EAU)指南、美國泌尿?qū)W會(AmericanUrological

Association，AUA)指南、美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(National

ComprehensiveCancerNetwork，NCCN)指南等。診療規(guī)范為了更切合國內(nèi)情況，同樣參考了國內(nèi)發(fā)布的診療規(guī)范及專家共識。文獻調(diào)研通過在CNKI、萬方、維普等中文數(shù)據(jù)庫及PubMed、Elsevier等外文數(shù)據(jù)庫中檢索關鍵詞的方法，搜集了近年來膀胱癌診治相關的文獻研究及循證醫(yī)學證據(jù)，并參考了第九版外科學等教材。專家意見臨床調(diào)研走訪，收集專家及臨床醫(yī)生意見。數(shù)據(jù)匯總后，進行清洗、梳理、篩選、總結、分析，從中抽取出過程模型和概念模型，構成元本體，成為知識庫的數(shù)據(jù)來源。03010402基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建臨9知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用知識表達（Knowledge

Representation，KR）是指采用形式化的方法描述或表達知識的過程，不僅能夠方便理解，更是知識庫建立的基礎。其中，本體是知識表達的重要方法，是對共享概念模型明確、形式化的規(guī)范說明。本體的構建方法即搜集、整理并提取非結構化的知識，并以計算機可理解的方式表達出來，形成對領域知識、概念、實體及其關系的明確而規(guī)范的概念化描述。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知10Protégé本體構建工具基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT本研究以本體表示語言表達元本體中的概念模型和過程模型，形成領域本體和語義規(guī)則，進而構建結構化的膀胱癌診療知識庫。對比其他本體編輯工具（OilEd、OntoEdit、WebOnto、Ontolingua

Server等），斯坦福大學開發(fā)的Protégé使用更為方便快捷，其基于Java語言開發(fā)，能夠在Windows、Linux、Mac

OSX等多平臺使用，不僅提供了圖形化、可拓展的開發(fā)工具，也能支持本體查詢及推理等功能。Protégé本體構建工具基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知11知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用具體而言，首先需要對膀胱癌領域知識的相關概念（Concepts）進行界定，明確類（Classes）的劃分，搭建膀胱癌知識體系，然后補充各概念的屬性（Properties）信息，并對各屬性進行約束（Restrictions）。隨后進行對象屬性（Object

Properties）定義，創(chuàng)建類間關系（Relations）

，并在此基礎上為個體的屬性賦值，即添加實例（Instances）。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知12基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT概念屬性約束關系實例又稱“類”，分析并列舉膀胱癌及泌尿外科領域的基本術語，并以臨床術語標準（SNOMEDCT）為參考，形成基本概念體系。明確各概念的屬性，從而提供本體所需的邏輯分析屬性和數(shù)據(jù)屬性，前者用于描述兩個類的關系；后者則描述數(shù)據(jù)和類的關系。值域等，限制類的性基礎。其中又可分為對象 質(zhì)或類間關系。約束公理可分為值約束及基數(shù)約束，前者限制屬性的值域，后者限制屬性取值的個數(shù)。確定屬性中數(shù)據(jù)的類型、描述了各概念之間的關聯(lián)，可分為成員關系（part-of）、子類關系（kind-of）、實例關系（instance-of）及屬性關系（attribute-of）四種主要類別。是不能再次劃分的最低邏輯層級的概念，表示某個類的具體實體?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建概念屬性約束關系實13知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用迭代進行構建使用本體方式表示知識能夠很好地明確膀胱癌專病領域中相關的概念定義、屬性與約束及概念的層次結構關系等，通過對以上五個本體的基本元素的描述，構建了結構化的膀胱癌知識庫，基本實現(xiàn)對膀胱癌診療相關知識的語義規(guī)范化表達。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知1403研究結果RESEARCH

RESULTS本體類的構建 ?

本體屬性定義本體類層次結構關系

?

知識圖譜繪制03研究結果15基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌本體類的構建Staging_and_classification_of_bladder_cancerSymptoms_of_bladder_cancerTreatment_of_bladder_cancer膀胱癌本體對象屬性和約束定義is-part-of：表示包含關系，即部分屬于整體；have-symptom：表示膀胱癌相關癥狀；related-disease：表示該癥狀能夠提示膀胱癌的存在；treat：表示治療方法能夠?qū)δ愁惏螂装┢鸬椒e極作用；need-treatment：表示某類膀胱癌適用的治療方法。數(shù)據(jù)類型定義基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌本體類的構建16基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌本體結構圖基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌本體結構圖17基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識圖譜（Knowledge

Graph）不僅僅是知識可視化的重要手段，而且能夠更加有效地管理知識，同時對外提供便捷訪問的借口，滿足更加海量及精準的知識獲取需求。導航功能與知識查詢功能的結合應用，使知識庫檢索結果的資源實例和其他相關類型實例形成關聯(lián)，能夠提供更加豐富的檢索結果，完成知識的綜合展現(xiàn)和層次梳理，方便用戶理解類及類的層級關系，在臨床應用中更有利于醫(yī)療工作者學習和掌握相關概念?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識圖譜（Know1804研究展望FUTURE&

PLAN研究局限研究展望知識應用知識評估04研究展望研究局限知識應用19知識庫應用知識查詢由于本體表示方法的概念術語規(guī)范性、類層次結構清晰性和關系邏輯性，術語間由規(guī)則進行了關聯(lián)，更有利于知識查詢的準確性。決策推理知識庫構建完成后，進一步構成了臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）的核心，推理機從人機接口獲取患者數(shù)據(jù)模型后，結合存儲在知識庫中的結構化知識對其進行比較和匹配，再將數(shù)據(jù)與知識共同傳遞給規(guī)則引擎，返回決策結果，獲得適用于當前臨床語境的決策。知識管理知識庫作為一種成熟的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過建立結構化決策知識點，集成化和體系化了多種信息資源，對知識的管理是其基本功能，而數(shù)據(jù)的標準化和平臺的交互性為這一功能提供了保障：知識庫提供的服務接口可與HIS、CIS等系統(tǒng)集合，方便數(shù)據(jù)等訪問和交流。知識共享可重用性是本體方式建立知識庫的巨大優(yōu)勢，各知識元之間的相對獨立性、可拓展性，知識庫表達的通用性和規(guī)范性，使得其可以便捷地整合新知識、新領域，令開展后續(xù)拓展和維護工作的可行性大大提高。基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識庫應用知識查詢決策推理知識管理知識共享基于本體的膀胱癌20基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT…………………………………………………………井立強,

中國衛(wèi)生信息管理雜志,2015.基于循證醫(yī)學的知識庫用于存放相應疾病知識

點計算機化后的知識與既往相似病歷文檔信息。VMR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將患者的數(shù)據(jù)映射到VMR中。

決策支持引擎，將VMR數(shù)據(jù)與知識庫中的知識通過決策支持引擎，給出相應的決策結果。臨床信息服務助手可以查詢知識庫中的臨床指南和相關病例等信息。知識庫服務接口將決策引擎的決策接口返回給HIS調(diào)用系統(tǒng)，并給出相應提示。知識庫管理工具可以方便維護知識庫中的知識。臨床知識庫決策系統(tǒng)總體架構圖決策支持臨床數(shù)據(jù)庫循證醫(yī)學及管控知識庫決策支持引擎指南信息查詢臨床路徑及管控決策支持服務臨床指南信息助手服務知識管理器知識管理服務臨床路徑管理應用（HIS）工作站知識庫管理工具服務請求 結果 服務請求 結果……………………………知識庫服務接口（Web

Service）臨床數(shù)據(jù)VMR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器判斷結果VMR：VirtualMedicalRecord虛擬病例基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建………21基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT臨床決策知識庫與電子病歷系統(tǒng)集成醫(yī)生在下診斷，開立醫(yī)囑等決策點調(diào)用臨床決策知識庫提供的服務接口為醫(yī)療活動提供決策支持。知識庫所利用的患者信息必須以規(guī)范的VMR

形式傳入，需要在調(diào)用知識庫引擎之前將必要的分散的患者信息進行整合并轉(zhuǎn)換成標準的VMR形式?；颊咝畔⑥D(zhuǎn)換成VMR數(shù)據(jù)的功能需要由專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊完成。決策支持調(diào)用數(shù)據(jù)流程圖HIS系統(tǒng)知識庫引擎決策信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換患者ID醫(yī)療數(shù)據(jù)患者VMR虛擬病例

(VirtualMedical

Record，VMR)

是基于HL7

V3RIM

模型和數(shù)據(jù)類型的。VMR

以患者為中心，將患者在醫(yī)院發(fā)生的診療活動以及相關的醫(yī)療數(shù)據(jù)從雜亂無章的醫(yī)院各個系統(tǒng)中組織到一起作為臨床決策系統(tǒng)的輸入。基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建臨床決策知識庫與電22基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT傳統(tǒng)的臨床診療知識庫是將臨床指南，藥品使用說明等錄入知識庫中供醫(yī)生查閱瀏覽。基于

CDSS

的臨床知識庫是以患者診斷、主訴、癥狀、檢驗、檢查、藥品、指南和病例報告為基礎，通過整合設計，關聯(lián)知識點，為醫(yī)生臨床診斷提供決策支持以及決策依據(jù)，同時方便醫(yī)生查找相關知識及病例報告，輔助醫(yī)生臨床診斷。醫(yī)生在使用醫(yī)囑模塊時的業(yè)務流程圖下醫(yī)囑是定義的決策支持醫(yī)囑項目？決策數(shù)據(jù)完整？輸入數(shù)據(jù)頁面調(diào)用決策引擎醫(yī)囑警示頁面醫(yī)囑適用？醫(yī)生確認？撤銷醫(yī)囑完成醫(yī)囑Y獲取患者數(shù)據(jù)YYYNN知識庫范疇基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建傳統(tǒng)的臨床診療知識23質(zhì)量評估在建立知識庫的過程中要對模型質(zhì)量進行評估，如概念準確性、邏輯一致性、架構合理性等。臨床可用性在醫(yī)院泌尿科實際接診膀胱癌患者的過程中應用知識庫輔助診療決策，收集臨床醫(yī)生的反饋和建議，優(yōu)化調(diào)整知識庫架構及功能，以切實提高實際可用性為根本目的。知識完整性實際應用中常遇到的診斷假陰性情況，多是由于知識庫中缺少相應癥狀體征或分類指標的編碼所致，導致輸入信息無法與知識庫形成映射，從而影響了知識庫的檢索及推理效能。因此，知識庫中的各概念、屬性、關系等元素需要不斷完善，同時納入更多的參考資料，已實現(xiàn)知識庫的全面性和廣泛適用性。決策準確性對于知識庫返回的決策建議，同時記錄臨床醫(yī)生做出的診療決定，計算決策的準確率，同時發(fā)現(xiàn)決策失誤所屬的類別及領域，進行針對性的語義和邏輯框架優(yōu)化。動態(tài)更新性膀胱癌相關診斷標準、技術手段及治療措施發(fā)展日新月異，一個實際可用的輔助診療知識庫必然是具有動態(tài)性的，以便于納入最新的診療指南，科研成果等知識資源，持續(xù)支撐臨床工作的開展基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT質(zhì)量評估臨床可用性知識完整性決策準確性動態(tài)更新性基于本體的膀24基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT自動抽取知識庫的知識更新及豐富依賴于人工操作，效率較為低下，這也提示我們進一步研究醫(yī)療人工智能處理技術，使用自然語言處理、機器學習等方式自動抽取知識，建立并更新知識，以建成能夠真正獨立運轉(zhuǎn)，履行醫(yī)療工作的智能化臨床輔助工具，推進醫(yī)療行業(yè)的信息化發(fā)展。研究局限性與改進方法表示學習為了更高效的獲取、融合和推理知識，知識的表示學習方法是一種可行的解決方案。通過對知識庫中的實體及其關系進行表示學習，語義信息被轉(zhuǎn)化為稠密低維實值向量，即可在低維空間尺度實現(xiàn)實體和關系語義聯(lián)系的高效計算，解決數(shù)據(jù)稀疏的問題。智能分析醫(yī)療決策的數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，使得腫瘤診療領域面臨著極大的挑戰(zhàn)。知識庫建成后，可結合機器學習模型實現(xiàn)知識的智能應用，利用隨機森林、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等機器學習算法，基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)提取并分析臨床相關變量之間的聯(lián)系，學習并識別模式，從而對概念之間的未知關系進行預測，進一步提高知識庫在臨床決策中的適用領域范疇?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建自動抽取研究局限性25研究結論本研究以輔助醫(yī)療工作者進行膀胱癌臨床診療為目的，采用本體表示語言的方法，經(jīng)歷知識的采集、表達、應用與評估四個階段，建立了膀胱癌臨床診療決策支持知識庫。知識庫包含膀胱癌及泌尿?qū)？品懂牭母拍?、屬性、約束、關系及實例，可用于初步診斷、治療方案提示、醫(yī)療預警、知識學習等多個使用場景，減少醫(yī)療失誤的發(fā)生，為膀胱癌這一常見泌尿系惡性疾病的診治水平提高提供了保障?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT研究結論本研究以輔助醫(yī)療工作者進行膀胱癌臨床診療為目的，采26基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建27研究背景RESEARCH

BACKGROUND研究方法RESEARCH

METHODS研究結果RESEARCH

RESULTS研究展望FUTURE&

PLAN目錄研究背景研究方法目錄2801研究背景RESEARCH

BACKGROUND知識庫優(yōu)勢診療專病知識庫醫(yī)療信息化發(fā)展膀胱癌臨床需求01研究背景知識庫優(yōu)勢醫(yī)療信息化發(fā)展29醫(yī)療信息化臨床需求臨床數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長知識庫（Knowledge

Base）區(qū)別于普通數(shù)據(jù)庫（Data

Base）的最大優(yōu)勢，便在于它是針對某些領域內(nèi)的實際問題需要，對海量數(shù)據(jù)進行整理與分析后的知識集合。基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT?？茖２≈R庫：針對某一?？萍膊』騿我徊》N建立的知識管理系統(tǒng)檢索文獻知識推理診療決策建議

成功得到臨床應用的?？萍膊☆I域仍十分局限醫(yī)療信息化臨床數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長基于本體的膀胱癌臨床診療決策30膀胱癌臨床診療需求膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率在全球均居于前列，且呈現(xiàn)出逐年上升之勢。治療策略：經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術（TURBT）根治性膀胱切除術等結合不同的腔內(nèi)輔助灌注化療及全身放化療方案基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT其治療手段多樣，選擇指征復雜，僅憑臨床醫(yī)生的經(jīng)驗判斷較為困難。建立臨床診療專病知識庫，有利于為醫(yī)生提供決策支持和依據(jù)，提高醫(yī)療質(zhì)量。膀胱癌臨床診療需求膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病3102研究方法RESEARCH

METHODS知識庫構建技術路線?

知識庫構建步驟知識采集 ?

知識表達02研究方法32基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌知識庫構建技術路線基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌知識庫構建技33知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用建立在需求分析基礎之上有待解決的臨床問題及所涉及的知識領域→確定知識庫的范疇→據(jù)此確立知識來源。對本研究而言，膀胱癌知識庫旨在輔助醫(yī)生進行診療決策，其范疇以膀胱癌專病知識為主，同時涉及泌尿科其他概念及藥物、手術術式等知識。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知3403010402基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT臨床指南主要參考了權威的歐洲泌尿外科學會(EuropeanAssociation

of

Urology，EAU)指南、美國泌尿?qū)W會(AmericanUrological

Association，AUA)指南、美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(National

ComprehensiveCancerNetwork，NCCN)指南等。診療規(guī)范為了更切合國內(nèi)情況，同樣參考了國內(nèi)發(fā)布的診療規(guī)范及專家共識。文獻調(diào)研通過在CNKI、萬方、維普等中文數(shù)據(jù)庫及PubMed、Elsevier等外文數(shù)據(jù)庫中檢索關鍵詞的方法，搜集了近年來膀胱癌診治相關的文獻研究及循證醫(yī)學證據(jù)，并參考了第九版外科學等教材。專家意見臨床調(diào)研走訪，收集專家及臨床醫(yī)生意見。數(shù)據(jù)匯總后，進行清洗、梳理、篩選、總結、分析，從中抽取出過程模型和概念模型，構成元本體，成為知識庫的數(shù)據(jù)來源。03010402基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建臨35知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用知識表達（Knowledge

Representation，KR）是指采用形式化的方法描述或表達知識的過程，不僅能夠方便理解，更是知識庫建立的基礎。其中，本體是知識表達的重要方法，是對共享概念模型明確、形式化的規(guī)范說明。本體的構建方法即搜集、整理并提取非結構化的知識，并以計算機可理解的方式表達出來，形成對領域知識、概念、實體及其關系的明確而規(guī)范的概念化描述。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知36Protégé本體構建工具基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT本研究以本體表示語言表達元本體中的概念模型和過程模型，形成領域本體和語義規(guī)則，進而構建結構化的膀胱癌診療知識庫。對比其他本體編輯工具（OilEd、OntoEdit、WebOnto、Ontolingua

Server等），斯坦福大學開發(fā)的Protégé使用更為方便快捷，其基于Java語言開發(fā)，能夠在Windows、Linux、Mac

OSX等多平臺使用，不僅提供了圖形化、可拓展的開發(fā)工具，也能支持本體查詢及推理等功能。Protégé本體構建工具基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知37知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用具體而言，首先需要對膀胱癌領域知識的相關概念（Concepts）進行界定，明確類（Classes）的劃分，搭建膀胱癌知識體系，然后補充各概念的屬性（Properties）信息，并對各屬性進行約束（Restrictions）。隨后進行對象屬性（Object

Properties）定義，創(chuàng)建類間關系（Relations）

，并在此基礎上為個體的屬性賦值，即添加實例（Instances）。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知38基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT概念屬性約束關系實例又稱“類”，分析并列舉膀胱癌及泌尿外科領域的基本術語，并以臨床術語標準（SNOMEDCT）為參考，形成基本概念體系。明確各概念的屬性，從而提供本體所需的邏輯分析屬性和數(shù)據(jù)屬性，前者用于描述兩個類的關系；后者則描述數(shù)據(jù)和類的關系。值域等，限制類的性基礎。其中又可分為對象 質(zhì)或類間關系。約束公理可分為值約束及基數(shù)約束，前者限制屬性的值域，后者限制屬性取值的個數(shù)。確定屬性中數(shù)據(jù)的類型、描述了各概念之間的關聯(lián)，可分為成員關系（part-of）、子類關系（kind-of）、實例關系（instance-of）及屬性關系（attribute-of）四種主要類別。是不能再次劃分的最低邏輯層級的概念，表示某個類的具體實體?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建概念屬性約束關系實39知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識表達知識應用迭代進行構建使用本體方式表示知識能夠很好地明確膀胱癌專病領域中相關的概念定義、屬性與約束及概念的層次結構關系等，通過對以上五個本體的基本元素的描述，構建了結構化的膀胱癌知識庫，基本實現(xiàn)對膀胱癌診療相關知識的語義規(guī)范化表達。知識采集基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識表達知4003研究結果RESEARCH

RESULTS本體類的構建 ?

本體屬性定義本體類層次結構關系

?

知識圖譜繪制03研究結果41基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌本體類的構建Staging_and_classification_of_bladder_cancerSymptoms_of_bladder_cancerTreatment_of_bladder_cancer膀胱癌本體對象屬性和約束定義is-part-of：表示包含關系，即部分屬于整體；have-symptom：表示膀胱癌相關癥狀；related-disease：表示該癥狀能夠提示膀胱癌的存在；treat：表示治療方法能夠?qū)δ愁惏螂装┢鸬椒e極作用；need-treatment：表示某類膀胱癌適用的治療方法。數(shù)據(jù)類型定義基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌本體類的構建42基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT膀胱癌本體結構圖基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建膀胱癌本體結構圖43基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識圖譜（Knowledge

Graph）不僅僅是知識可視化的重要手段，而且能夠更加有效地管理知識，同時對外提供便捷訪問的借口，滿足更加海量及精準的知識獲取需求。導航功能與知識查詢功能的結合應用，使知識庫檢索結果的資源實例和其他相關類型實例形成關聯(lián)，能夠提供更加豐富的檢索結果，完成知識的綜合展現(xiàn)和層次梳理，方便用戶理解類及類的層級關系，在臨床應用中更有利于醫(yī)療工作者學習和掌握相關概念?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建知識圖譜（Know4404研究展望FUTURE&

PLAN研究局限研究展望知識應用知識評估04研究展望研究局限知識應用45知識庫應用知識查詢由于本體表示方法的概念術語規(guī)范性、類層次結構清晰性和關系邏輯性，術語間由規(guī)則進行了關聯(lián)，更有利于知識查詢的準確性。決策推理知識庫構建完成后，進一步構成了臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）的核心，推理機從人機接口獲取患者數(shù)據(jù)模型后，結合存儲在知識庫中的結構化知識對其進行比較和匹配，再將數(shù)據(jù)與知識共同傳遞給規(guī)則引擎，返回決策結果，獲得適用于當前臨床語境的決策。知識管理知識庫作為一種成熟的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過建立結構化決策知識點，集成化和體系化了多種信息資源，對知識的管理是其基本功能，而數(shù)據(jù)的標準化和平臺的交互性為這一功能提供了保障：知識庫提供的服務接口可與HIS、CIS等系統(tǒng)集合，方便數(shù)據(jù)等訪問和交流。知識共享可重用性是本體方式建立知識庫的巨大優(yōu)勢，各知識元之間的相對獨立性、可拓展性，知識庫表達的通用性和規(guī)范性，使得其可以便捷地整合新知識、新領域，令開展后續(xù)拓展和維護工作的可行性大大提高?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT知識庫應用知識查詢決策推理知識管理知識共享基于本體的膀胱癌46基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT…………………………………………………………井立強,

中國衛(wèi)生信息管理雜志,2015.基于循證醫(yī)學的知識庫用于存放相應疾病知識

點計算機化后的知識與既往相似病歷文檔信息。VMR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將患者的數(shù)據(jù)映射到VMR中。

決策支持引擎，將VMR數(shù)據(jù)與知識庫中的知識通過決策支持引擎，給出相應的決策結果。臨床信息服務助手可以查詢知識庫中的臨床指南和相關病例等信息。知識庫服務接口將決策引擎的決策接口返回給HIS調(diào)用系統(tǒng)，并給出相應提示。知識庫管理工具可以方便維護知識庫中的知識。臨床知識庫決策系統(tǒng)總體架構圖決策支持臨床數(shù)據(jù)庫循證醫(yī)學及管控知識庫決策支持引擎指南信息查詢臨床路徑及管控決策支持服務臨床指南信息助手服務知識管理器知識管理服務臨床路徑管理應用（HIS）工作站知識庫管理工具服務請求 結果 服務請求 結果……………………………知識庫服務接口（Web

Service）臨床數(shù)據(jù)VMR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器判斷結果VMR：VirtualMedicalRecord虛擬病例基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建………47基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT臨床決策知識庫與電子病歷系統(tǒng)集成醫(yī)生在下診斷，開立醫(yī)囑等決策點調(diào)用臨床決策知識庫提供的服務接口為醫(yī)療活動提供決策支持。知識庫所利用的患者信息必須以規(guī)范的VMR

形式傳入，需要在調(diào)用知識庫引擎之前將必要的分散的患者信息進行整合并轉(zhuǎn)換成標準的VMR形式?；颊咝畔⑥D(zhuǎn)換成VMR數(shù)據(jù)的功能需要由專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊完成。決策支持調(diào)用數(shù)據(jù)流程圖HIS系統(tǒng)知識庫引擎決策信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換患者ID醫(yī)療數(shù)據(jù)患者VMR虛擬病例

(VirtualMedical

Record，VMR)

是基于HL7

V3RIM

模型和數(shù)據(jù)類型的。VMR

以患者為中心，將患者在醫(yī)院發(fā)生的診療活動以及相關的醫(yī)療數(shù)據(jù)從雜亂無章的醫(yī)院各個系統(tǒng)中組織到一起作為臨床決策系統(tǒng)的輸入?；诒倔w的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建臨床決策知識庫與電48基于本體的膀胱癌臨床診療決策支持知識庫構建2020GDHINCREPORT傳統(tǒng)的臨床診療知識庫是將臨床指南，藥品使用說明等錄入知識庫中供醫(yī)生查閱瀏覽?；?/p>

CDSS

的臨床知識庫是以患者診斷、主訴、癥狀、檢驗、檢查、藥品、指南和病例報告為基礎，通過整合設計，關聯(lián)知識點，為醫(yī)生臨床診斷提供決策支持以及決策依據(jù)，同時方便醫(yī)生查找相關知識及病例報告，輔助