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分类号密级注学位论文基于本体的中医学脾胃病知识库的构建题名和副名李新霞作者姓名指导教师姓名陆副教授申请学位级别硕士专业名称模式识别与智能系统论文提交日期论文答辩日期学位授予单位和日期京理工大学答辩委员会主席评阅人年月日注注明《国际十进分类法》的类号。 硕士学位抢文基于本体的中医学脾胃病知识库的构建作者李新霞指导教师陆建峰副教授南京理工大学年月 Master.DissertationOntology一脚口介爪石“咖妙尸呵“加,之一 声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名卿年月才日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名伽艺年阳矛 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建摘要作为历史上最古老、最强大的传统医学之一,中医学在其长期历程中逐渐形成了独特的理论体系和诊疗技术,对中国人民的健康和国家昌盛作出了不可磨灭的重大贡献。由于其典型的东方风格和显著的疗效,对于世纪人类的健康和长寿将发挥越来越重要的作用。本文以老中医关于脾胃病的病案为研究实例,采用语义网络和本体的理论及方法,把本体作为知识表达和共享的载体,将零散的中医脾胃病知识组织起来,建立中医脾胃病领域本体知识库,以便实现知识共享和疾病诊疗。本文的主要工作及采用的关键技术如下首先,通过自然语言处理中的分词、标注等技术对中医医案进行预处理,完成数据源的规范化,同时利用数据库管理系统设计并维护本课题需要用到的数据库其次,采用``工具及本体描述语言建立中医脾胃病本体并进行存储再次,通过技术完成对中医脾胃病本体的解析,并在本体扩充阶段通过技术完成本体添加修改操作最后,通过定义一些中医的诊断规则及贴近度计算方法完成中医脾胃病的诊疗。关键词本体,知识库,,中医,脾胃病火 Abstract硕士论文,一,,,,如一,,,,,,,,苏灿,, 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建目录摘要…………目录……绪论……研究背景……国外研究概况……国内研究概况……本文的项目背景和意义……本课题预解决的几个关键问题……本文的组织结构……本体相关理论与方法……本体的基本概念……本体的定义……本体的分类……本体的组成和表示……本体的构建工具……和语义推理技术……概述……,……的子语言……与描述逻辑……本体的成分……,……语义网框架……功能介绍……,……的接口结构……查询语言……推理子系统……推理引擎的比较……的推理方式……的推理语法……,……症状的规范化……存在的不规范问题及解决办法……多词一义—定义别名……矛一 目录硕士论文组合症状—拆分……补充症状—合并……症状规范的流程……中医脾胃病本体的建立和存储……领域本体构造遵循的规则……本体的构建方法……中医脾胃病本体的定义……本体描述框架语言……中医脾胃病本体类的具体定义……利用`德构建中医脾胃病本体模型……定义类及类的层次……属性的定义……,……,……本体定义的逻辑检验……本体实例的建立……中医脾胃病本体的存储……中医脾胃病本体推理实现……诊断推理……疾病的诊断过程定义……诊断规则的表示…………系统推理通用规则……自定义规则……推理诊断的具体实现……病例信息录入……症状规范化……疾病的诊断推理……证候的诊断推理……证候的贴近率计算……治法、方药推理……其它病例……本章小结……结论……论文工作总结……后续工作展望……致谢…… 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建参考文献……“了 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建绪论研究背景传统中医药学历经数千年的发展,已经形成了完备的知识体系。但随着信息化的深入和知识发现等概念的提出,传统中医药学在发展过程中缺乏规范的弊端也逐渐突显出来,中医药数字资源缺乏知识层次的统一描述,给信息利用和共享造成了困难。为实现中医药数字资源的共享与重用,建立相关领域用计算机语言来表达的知识系统显得尤为重要。已知的知识表示的方法有逻辑法、语义网络、产生式规则、框架法、剧本法、网法等等,每一种单一的知识表示方法有这样或那样的不足,现在比较好的方法是将各种方法综合起来应用。世纪年代一种新的知识模型—本体。。的出现,是对各种知识表示方法扬长避短并升华的一种方法,本体本来是一个哲学上的概念,近二十年来,本体概念广泛应用到计算机领域,用于人工智能研究中的知识表示、共享以及重用。本体是对某一领域的概念及概念之间关系的显式说明。将本体技术应用于知识系统能够为人与计算机系统之间的通讯提供语法或者语义上的标准,并有助于提高系统可重用性,可靠性及知识获取能力。就知识表示而言,本体语言作为描述逻辑语言,兼顾表示能力与推理能力。本体论知识表示方法是目前最得广大知识表示研究者信任的方法,也成为计算机科学中的一种重要方法,在搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程、信息抽取与检索、多系统、物理系统的定性建模、数据库设计、地理信息科学和数字图书馆等领域有重要应用,并得到广泛认同。以下将分别对本体在知识工程、信息检索、医学领域的应用进行国外、国内综述。国外研究概况国外对于本体的研究非常活跃,研究领域较为广泛,如知识工程、数字图书馆、软件复用、信息检索和语义、异构信息的处理等。目前被广泛使用的本体有常识知识库、叙词网、框架网、通用上层模型,、感觉本体、等。是斯坦福大学知识系统实验室一个试图对日常生活常识综合,建立综合的本体和数据库的人工智能工程,其目标为是使人工智能具有和人类似的推理能力。这一项目在启动,它的知识库包括多个概念,,个相关实例。它最重要的关系是和,前者说明的是一个概念是某一集合的一个实例某一集合的一个元素在本体中称为实例。,后者说明的是某一集合是另外一集合的子集。是由普林斯顿大学认知科学实验室从世纪年代初期开发建立的基于 绪论硕士论文网络的叙词表检索系统,对英语词汇及其关联关系进行描述。列出每个词汇的不同含义,对于每个含义再列出其同义词。还进一步给出词汇的上类词汇、上系词、下位词、同族词、反义词、分面近义词,通过这些词汇关联关系,可以按照特定含义和关系来检索某个词汇的关联词汇,也可利用这些关系实现词汇的映射。是由美国国家科学基金支持一一,一个基于语言库的计算机词典,采用称为框架语义的描述框架,框架语义描述基于对从大规模文本词语中抽取出来的例句进行了手工标注的语义注释,以及由词汇专家和语言学家示例的对上述语义模式的系统分析。这个工程的首要重点就是,由人以机器可读的形式来对语义知识进行编码,提供很强的语义分析能力,目前发展为。、和。都是面向自然语言处理的。支持多语种处理,包含基本的概念及独立于各种具体语言的概念组织方式。为机器翻译提供概念结构,包括万多个概念。也支持多语种处理,采用一种语言中立的中间语言来表示知识。在信息检索领域,本体的应用主要包括信息组织、信息检索和异构信息系统互操作问题。。是用来处理、和格式的信息源和信息源语义描述的系统,提供信息检索、查询和维护支持服务。核心是用形式化本体描述背景知识,并明确化文档的语义,以便综合利用本体论的表达能力和推理机制。。是基于在线黄页和产品目录中进行检索的系统,把本体用作有语义信息的领域词汇表,将本体驱动的内容匹配机制与一个表示形式化系统相结合,试图将本体论和大词典相互集成,以便提供一个可以用领域内任意词汇进行交互式语义查询的系统。在国外医学领域,美国国立医学图书馆主持的医学一体化系统是比较成功的代表,的语义网络提取相关医学领域的概念为本体,以阐述概念为中心,将这些概念的相关概念、术语、词串以它们学科内在的联系为基础,构造概念的语义网络来描述这些概念的含义仍。国内研究概况国内对于本体的研究较国外晚,但己引起足够的重视。对于本体的研究工作以有不少学者开始翻译国外的论文向国内介绍本体的发展情况,近几年来对于本体的应用研究比较多。我国董振东教授的知网、黄曾阳教授的概念层次网络中的联想脉络等等都是对。。在自然语言理解领域的探索。知网是一个以汉语和英语的词语所代表的概念为描述对象,以揭示概念与概念之间以及概念所具有的属性之间的关系为基本内容的常识知识库。知网作为一个知识系统,它所着重要反映的是概念的共性和个 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建性,同时知网还着重要反映概念之间和概念的属性之间的各种关系。知网所涉及的各种关系有上下位关系、同义关系、反义关系、部件一整体关系、属性一宿主关系、材料成品关系、施事经验者关系主体一事件关系、受事内容领属物等一事件关系、工具事件关系、场所一事件关系、时间一事件关系、值一属性关系、实体一值关系、事件一角色关系、相关关系等等。知网的另一个重要特点是对于类似于同义、反义、对义等种种关系借助于“同义、反义以及对义组的形成”,由系统自行形成而不是逐一地、显性地标注在各个概念之上的。知网虽然只是对语言概念表达的一个尝试,但对在中文概念表达上的可行性和可用性提供了支持。国内对本体在信息检索的应用研究,主要集中在对文档标注与匹配检索改进等方面。郭祥文等将关键字或对网页取词映射到领域本体,取出领域、同义词、定义、示例等信息。武成岗等将作了一定的修改,应用到对文档进行领域分类,同时对用户的查询信息进行规范,能够比较及时地发现网络中信息的动态变化情况,并具有较好的信息导引能力。在国内医学领域,由国家自然科学基金资助的医学知识库工是国家知识基础设施的一个子集,它采用一种叫一种框架语言的本体语言来描述相关的本体。以疾病为核心概念,采用继发于、并发、易误诊为、多见于、原发于、鉴别于等关系将医学概念与医学概念联结起来。每个疾病概念本体设计有英文名、中医名称、西医病因、中医病因、症状、多发人群、临床分型、体育治疗方法、包含治疗方法、治疗药物、属性等来描述各个概念。此研究也涉及部分中医药知识的建立,但是从文献上来看,所设计的中医药知识只是作为西医疾病概念的一个组成部分来描述。借鉴的成功经验,年由国家科技部基础性工作专项资金支持,中国中医研究院为首的集中全国近多家中医院校和多家科研单位的力量,正在建立“中医药学一体化语言系统”。该平台的语义系统由“语义类型”与“语义关系”构成。语义类型以为基础原型,重新设计和增加中医药类型,类型的标准以中医药教材体系为主,以中医基础理论为学科语义类型的基础。包括种类型,所有的类型又分为“事件”和“实体”两大类。语义关系则以中医药学科及相关学科知识为主干,同时对照的语义关系,增加部分关联关系,将各概念与其相关概念词汇按语义关系连接起来,拟将形成中医药语言系统的语义本体`。但该系统的语义关系和语义类型基本延续的设计格式,对于如何完整表达中医药传统知识尚在摸索中。综上所述,综观国内外的研究状况,可以发现迄今为止,国外的本体理论研究日趋成熟,理论体系正在逐步完善,国内的研究水平相对滞后。目前存在的问题归纳起来有以下两点在该领域中,本体的研究呈现百花齐放的局面,但缺乏构建领域本体的标准规范 绪论硕士论文目前,本体的基础研究成果转化到实际应用中较慢,已有的一些本体应用项目难以真正落实到实际的应用当中,项目提供的功能难以满足现实生产生活的需要。本文的项目背景和意义几千年来的中医临床实践与理论研究积累了大量而丰富的科学知识,而这些知识主要保存在中医药古籍、文献以及当前的临床研究文献中。因此把如此丰富的信息资源转化为知识资源,是当前医学、计算机科学人工智能、信息学、生命科学等众多领域的研究热点。数据库知识发现技术,文本挖掘技术,中医本体技术等是当前人工智能领域研究中医药的主要方法。“十五”的后两年,在国家中医药管理局的直接领导下,为了充分利用现代信息技术和工具,探寻总结、挖掘名老中医经验的有效方法,南京中医药大学与北京中医药大学、济南军区总院联合承担了“十五”国家科技攻关计划“基于信息挖掘技术的名老中医临床诊疗经验及传承方法研究”编号。本人所承担的部分是与南京中医药大学联合承担的《名老中医临证经验分析挖掘方法研究》中的子课题,本课题其目的在于对名老中医的经验知识,用中医本体技术进行研究和分析,通过本体描述语言来创建建中医脾胃病本体并构建名老中医关于脾胃病的知识库,从而使得名老中医经验转化为知识资源并得到传承。本课题预解决的几个关键问题利用本体技术来构建中医脾胃病知识库系统需解决以下四个关键问题中医脾胃病症状如何进行规范化中医脾胃病本体如何创建和存储中医脾胃病本体如何解析和查询中医脾胃病如何进行简单诊断推理下面将分章节对以上各关键问题的解决方法逐一介绍。本文的组织结构本文将本体论引入到中医脾胃病知识库的建模中来,尝试将本体论应用于中医脾胃病知识管理,以建立可共享、可复用的中医脾胃病诊断知识库系统。本文分析了中医脾胃病诊断的知识模式并定义了相应本体模型给出了基于本体语言的中医脾胃病诊断的本体形式化表示,在此基础上针对跳的构造算子和描述语言间的关系,提出了一些推理规则,根据这些推理规则构造规则集在规则集的基础上,对中医脾胃病进行一定的推理诊断。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建全文分为七章,具体安排如下第一章主要介绍本文的研究背景,简单介绍了本体推理研究的意义及目的、研究现状。第二章具体介绍了和本文密切相关的理论基础知识,给出了本体和语言的基本概念和分类,语义和描述语言洲的构造算子,根据语言中的约束类和属性,给出了的推理规则,同时介绍了本体的构建工具。第三章考虑到本课题中在本体解析和查询以及推理诊断等多方面用到了这个开发包,因此在此部分详细介绍了语义网框架,主要包括的功能,解析器,应用程序接口,持久性存储,推理子系统,应用程序接口和查询。第四章介绍了如何进行临床症状的获取及规范化,分析了中医脾胃病知识的特点,并根据其特点讨论了如何进行预处理。第五章从本体框架的定义到类和属性的定义等方面介绍了如何构建和存储中医脾胃病本体。第六章以一个具体的例子来详细分析了中医学脾胃病知识库系统中疾病诊断的推理规则设定及推理过程。第七章全文工作的总结,并对下一步的研究工作进行了展望。 2本体相关理论与方法硕士论文本体相关理论与方法本体的基本概念本体的定义本体最早是一个哲学上的概念【'】,从哲学的范畴来说,本体是客观存在的一个系统的解释或说明,关心的是客观现实的抽象本质。在人工智能界,最早给出本体定义的是等人,他们将本体定义为“给出构成相关领域词汇的基本术语和关系,以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则的定义”。年,给出了本体的一个最为流行的定义【',即“本体是概念模型的明确的规范说明”。后来,在此基础上,给出了的另外一种定义,即“本体是共享概念模型的形式化规范说明”。等对上述两个定义进行了深入的研究,认为本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。这包含层含义概念模型即通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到的模型,其表示的含义独立于具体的环境状态。明确却所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义。形式化指本体是计算机可读的即能被计算机处理。共享本体中体现的是共同认可的知识,反映的是相关领域中公认的概念集,它所针对的是团体而不是个体。本体的目标是捕获相关领域的知识,提供对该领域知识的共同理解,确定该领域内共同认可的词汇,并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇术语和词汇间相互关系的明确定义。本体的分类根据本体不同方面的属性如形式化程度、目的和描述对象,可以对本体进行相的分类。如根据本体的形式化程度不同,可以把本体分为高度非形式化的、结构非形式化的一、半形式化的而一和严形式化的形。根据本体的描述对象不同,可以把本体分为特殊领本体如医药、地理、金融等、一般世界知识本体、问题求解本体和知识表示语言本体等。由于本体的分类方法很多,目前还没有一种被广泛接受的分类标准。为了对本体进 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建行有效的分类,可以依据详细程度和领域依赖度两个维度作为对本体划分的基础。详细程度是相对的、较模糊的一个概念,指描述或刻画建模对象的程度。详细程度高的称作参考本体称,详细程度低的称为共享本体。依照领域依赖程度,可以细分为顶级一、领域、任务和应用本体等类`。其中顶级本体描述的是最普通的概念及概念之间的关系,如空间、时间、事件、行为等,与具体的应用无关,其他种类的都是该类的特例。领域本体描述的是特定领域中医、汽车等中的概念及概念之间的关系。任务本体描述的是特定任务或行为中的概念及概念之间的关系。应用本体描述的是依赖于特定领域和任务的概念及概念之间的关系。在实际应用中,各类本体的界线并不是很清晰,本体之间有交叉。本文中所建立的本体属于特定中医领域的领域本体。本体的组成和表示本体的建模原语概念化建模方法属于知识库系统的开发,但是普通知识库系统的开发方法不能完全适应本体建模。研究者在本体分析框架上提出了一些高度抽象的概念描述原语,这些抽象原语可以描述现实世界。本体分析框架本身就是建立在古典哲学的本体分析经典理论上的。从厄等人提出的高度抽象的概念描述原语在计算机科学与信息系统领域内也得到了充分的肯定,这个框架的主要原语包括事物、特性、组合事物、属性、类、函数表、规则和状态等。众多研究者在此描述原语的基础上做了进一步的研究工作,等人用分类法组织了本体,归纳出的个基本建模元语,论文发表后受到了广大本体研究者的推崇。主要的原语如下类或概念指任何事务,如工作描述、功能、行为、策略和推理过程。从语义上讲,它表示的是对象的集合,其定义一般采用框架结构,包括概念的名称,与其他概念之间的关系的集合,以及用自然语言对概念的描述。关系在领域中概念之间的交互作用,形式上定义为维笛卡儿积的子集…。如子类关系一。在语义上关系对应于对对象元组的集合。函数一类特殊的关系。该关系的前一个元素可以唯一决定第个元素。形式化的定义为…一一。如就是一个函数,,表示是的母亲。公理代表永真断言,如概念乙属于概念甲的范围。实例代表元素。从语义上讲实例表示的就是对象。在实际的应用中,不一定要严格地按照上述五类基本建模元语来构造本体。同时概 2本体相关理论与方法硕士论文念之间的关系也不仅仅限于上面列出的四种基本关系,可以根据特定领域的具体情况定义相应的关系,以满足应用的需要。本体的描述语言本体语言使得用户可以为领域模型编写清晰的、形式化的概念描述,因此它应该满足以下要求良好定义的语法一良好定义的语义一且有效的推理支持即充分的表达能力表达的方便性垃虽然具体描述的语言很多,但是使用较普遍的语言是、、缈和吧等。是一种基于心的提供统一的规范格式来构建的语言。为构造和维护提供了统一的、计算机可读可处理的方式。是独立于特定表示系统的本体定义机制,由其构造的可以很方便地转换到各种知识表示和推理系统,使得对的维护与具体使用它的目标表示系统分离开来。主要是作为服务器上提供的,用于创建的语言。是和的合称。是对象或者资源以及它们之间关系的数据模型,为数据模型提供了简单的语义,这些数据模型能够用语法进行表达。是描述资源的属性和类型的词汇表,提供了对这些属性和类型的普遍层次的语义,其简单的模型可表示任意类型数据。数据类型由节点和节点之间带有标记的连接弧组成。节点表示资源,弧表示资源属性。模型可方便描述对象及,是语义的基础。是在欧洲的项目中提出的。它以为起点,用丰富的建模原语对进行扩充。将框架系统、描述逻辑和标准和这三个不同领域的优点结合起来,提供了通用的语义标记语言。是计划第一阶段所创建的一种语言。扩展了,增加了更多的更复杂的类、属性等定义。直到的研究者和的研究者开始合作,推出了语言,成为研究语义中描述语言的起点,并成为标准,但与一样,没有明确的输入机制,不能充分支持本体的发展,不能表示类和属性的同义,不能表达同一概念的不同结构间的匹配。代理标识语言是美国国防部高级研 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建究计划局于年月启动的一个项目,目标就是使能够动态地标识和理解信息资源,并为之间的语义互操作提供支持,建立一种促进语义发展的语言和工具。是和的扩展,以描述逻辑为基础,结合了的优点。同时,由于建立在的基础上,所以也受到缺陷的限制。最早的版本称为,现在与结合形成刃从代理标识语言实体引入层。目前,研究项目正在探索创建一种具有足够的方法表达公理和规则的逻辑。是由和欧盟合作进行的项目,是专门为语义设计的一种本体描述语言,采用面向对象的方法用类和属性来描述领域的结构,具有清晰的语义。比如,植物与种子植物的上下位关系可以表示为植物种子植物植物十的不足之处主要体现在①约束表达能力较弱,只能表示属性值的基数约束,不能表示属性值的区间约束②不能表示任何规则,而无论是约束表示还是规则表示对本体都是非常重要的。目前,正计划实现语言,在其中加入规则表示,为扩展一阶逻辑提高其表达能力。是最新推荐的描述语言的标准。是在上发布和共享语义标记语言。作为的扩展,是在十的基础上发展起来的,添加了更多的用于描述属性和类型的词汇,例如类型之间的不相交性、基数、等价性、属性的更丰富的类型以及枚举类,目的是提供更多的原语以支持更加丰富的语义表达,并持推理。有三个子语言、和。其中,用于提供给那些只需要一个分类层次和简单属性约束的用户。推理系统能够保证计算完备性即所有的结论都能被计算出来和可判定性即所有计算都在有限时间完成。支持那些需要在没有计算保证的语法自由的上进行最大程度表达的用户,它允许在一个在预定义的、词汇表上增加词汇。一,',本体的构建工具本体构建工具又称本体编辑工具,用于本体的构建,主要具有编辑、图示、自动转换置标语言、自动将系统内容转换成数据库、可以附加软件插件等功能。目前本体构建工具不少于种,其中比较成熟、知名度较高、较为常用的主要有以下几种、包括、、、 2本体相关理论与方法硕士论文址、、肠简称或、`杏、劝队和,。等人曾于年对、、电`、、等五个本体构建工具进行了评价,结论是。、电和比较适合本体构建的概念化和形式化阶段,适用于对构建没有过多经验的用户,而和比较适合不需要过多修正的本体构建后期。对种本体构建工具作了全面的评估,指出构建知识本体的开发工具有许多的相似之处,但这些工具的互操作性能较低,也不能涵盖知识本体开发周期中的所有活动。当要把知识更新本体集成到由不同知识本体工具组成的知识本体库中时,将会引起严重的问题,增强知识更新本体容纳各工业领域作为行业标准的专门语言和控制词表的能力,将有利于本体间的互操作性。本课题在构建中医脾胃病本体时根据具体情况选择了流行的电`工具,下面对电`进行较详细的介绍。电`工具由美国斯坦福医学部设计开发,是集本体编辑和知识库编辑为一体的开发工具,并提供了灵活的接口,支持多重集成,具有很强的可扩展性。它提供了图形界面和交互式的本体开发环境,开发人员直接对本体进行导航和管理相关操作,利用树形方法迅速遍历本体的类层次结构。主要表现为以下几点电`是一个可扩展的知识模型用户可以重新定义系统使用的表示语。文件输出格式可以定制可以将`的内部格式表示转换成多种形式的文本表示格式,包括,即,,以,,等系列语言。用户接口可以定制提供可扩展的”和灵活的接口,用户可以更换电`的用户接口的显示和数据获取模块来适应新的语言和应用功能。有可以与其他应用结合的可扩展的体系结构用户可以将其与外部语义块例如针对新语言的推理引擎直接相连。后台支持数据库存储使用和用一桥访问数据库。电`是在环境下开发出来的,与其它系统相比,其优势在于具有图形化的用户界面,能让用户进行可视化的编辑支持字符集输入可免费下载系统安装软件与插件支持十,以及推出的,可以用,,等本体表示语言在系统外对本体进行编辑和修改,因此吸引了众多的使用者。其中本体视图插件可让用户直接看到本体的图形化表示,还为用户直接配置了插件,供本体以格式存储,并在系统外进行其文件的编辑。闪和语义推理技术根据中对本体描述语言的介绍,而且考虑到对于中医脾胃病知识库系统后期 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建的推理诊断的支持,本课题在开发过程中选择了最新推荐的描述语言的标准一一习作为构建中医脾胃病本体的描述语言。概述眼是推荐的本体描述语言,是由和所结合演变而来,是第一个本体语言结合描述逻辑的元素,以、的方式表示。中提供良好的对映方式,使语义可以通过描述逻辑表示。图一是提出的本体语言架构。具有较强的表达能力,但是计算得复杂度较高。出于对表达能力和可接受的计算复杂度的妥协与折衷,有三种表达能力依次提高的子语言、、。这其中,是的子集,而又是的子集。毛一获,,川图一本体语言协议栈的子语言有个表达能力递增的子语言,和。的三个子语言具体描述如下是表达能力最弱的子语言,提供了类分层的能力和简单的约束功能。它支持基数约束,但只容许基数值为或。用于提供给那些仅需要划分概念层次和概念之间简单约束的初级用户。表示描述逻辑在保持计算完整性所有的结论可以保证计算出来 2本体相关理论与方法硕士论文和可判定性所有的计算在有限时间内结束的前提下,提供了尽可能大的表达能力。包含了的全部语言构造成分,但它们的使用受到一些限制如一个类可以是许多类的子类,但不能是另一个类的实例。描述逻辑是的形式化基础,提供了描述逻辑的推理功能。包含的全部语言构造成分并取消了中的限制。在中,一个类可以看成是个体的集合,也可以看成是一个个体。由于取消了中的保证可计算性的某些限制,因此不存在完整的推理算法支持的全部特性主要提供给那些不需要计算性保证,仅希望最大限度的描述领域概念及其语义关系的用户。这三种语言之间是扩展和包含的关系①每一个合法的都是一个合法的。②每一个合法的都是一个合法的。③每一个有效的结论都是一个合法的结论。④每一个有效的结论都是一个合法的结论。在使用的描述本体时,开发者要考虑哪个子语言最符合他的需求。选择还是主要取决于用户在多大程度上需要提供的表达能力更强的成分。选择还是主要取决于用户在多大程度上需要的元建模机制如定义关于类的类和为类赋予属性使用相比于,对推理的支持是更难预测的,因为目前还没有完全的的实现。鉴于此,在本文中使用的来描述的脾胃病知识库的本体信息。与描述逻辑描述逻辑,是近加多年来人工智能领域研究和开发的一个相当重要的知识表示语言,目前正被积极应用于本体描述,或者作为其他本体描述语言的基础。这里,“描述”是指对一个领域的知识采用描述的方式表达,即利用概念和规则构造符将原子概念一元谓词和原子规则二元谓词构建出描述表达式“逻辑”是指采用了正规的基于逻辑的语义。例如,用描述逻辑描述“一个男人与一位医生结婚,他们至少有五个孩子,并且这些孩子都是教授”这一语义如下。州伪。描述逻辑具有以下主要特点定义良好的语义和表示能力基于逻辑的推理能力保证计算复杂性和可判定性明确的推理算法,如知名的基于几的算法有工具的有力支持,如高度优化的推理器,等。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建这些特性在很大程度上满足和代表了新一代本体描述语言发展的要求,本文中所使用的本体描述语言就是建立在描述逻辑的基础上。通过在等已有标准基础上添加大量的基于描述逻辑的语义原语来描述和构建各种本体。描述逻辑不仅为提供形式语言系统,而且也有助于解决推理问题。是一种基于的语言,也就意味着中的类构造符和公理构造符都有相应的表示。表一和表一总结了的主要原语构造符及其所对应的描述逻辑表达和应用实例。表一类构造符与描述逻辑语法的对应一恤类构透持一血语法一一一赤例一门…门即三刀以门…三从七一三一,…,三,,渔邝皿〕,〕延表一公理构造符与描述逻辑语法的对应碗公理啼符一远语法一一一示例一一一二二兀三三也一三〕附三三扭乙〕玲二一'￡'二。眺。二主三三玩'二一蛇刀蛇'三一泌三卫呱二三丛三三伪 2本体相关理论与方法硕士论文本体的成分可以清楚地表达每一个词条的语义信息以及各个词条之间的联系。关于这些词条和词条之间相互联系的描述,就是我们所说的本体结构。一个本体由部分组成,实例,又称个体,类和属性。实例实例,就是某个领域的具体对象。实例也可以被看成个体,是类的具体存在。在电`中,通过标签的三个面板达到添加实例的目的。内容包括实例名称及附加在该类上的属性。当大量的实例被赋予相应的属性及属性值时,就形成了相关领域的知识库。如是类中的一个实例,用表示为印,,,,属性属性即为实例间的关系,将两个实例链接成一个整体。用表示属性的片断如下,,,,,,刀叼加,,,,”,,却”在悦`的中建立属性时,有三种类型供选择、邓、。这三种类型的属性分别应用于不同的关系。属性可以在类与类之间建立关系,属性需赋予一个具体的属性值,常见有字符串、数值型、布尔型、时间日期型等。属性可以用一个字符串做为其属性值,为该属性的描述。属性一旦构建完成,就可以为类附加属性。但值得注意的是,所有的属性都具有继承性,即父类的所有子类都将具有该父类的所有属性。两个属性之间存在五种关系可以选择,分别是函数、反函数、对称、肠汕传递、逆反,其中函数意思是如果一个属性被标记为函数型属性,那么对于所有的,,有,与,蕴含。除了能够指定属性特性,我们还能够使用多种方法进一步在一个明确的上下文中限制属性的值域。这是通过“属性限制”来完成的。下面描述的多种形式仅在的上下文中才能使用。卜元素指出了受限制的属性。和跟是来自于的语法,也继承了下来。在文件中使用和是完全符合规范的。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建和,直观的理解就是定义域和值域。比如有一个谓词,我们可以定义它的是,值域是。在如上的定义下,我们如果加入了以下这样的声明,其中,是类的一个实例,是队的一个实例。如果从日常的观点,或者说从熟识的数学的角度理解,这样的陈述是假的,也就是说它违背了之前定义的公理,即的定义域是,而不是。但事实上,从或者的观点看来,这个陈述的真假是不知道的,它与之前的公理并没有发生冲突。与与,是局部的,它们仅仅在包含它们的类的定义中起作用。属性限制要求对于每一个有指定属性实例的类实例,该属性的值必须是由从句指定的类的成员。举个例子有个类,有个类,有个属性,这样的句子或者说,它的意思很直观如果有一样东西是,对于这个属性而言,那么它至少有一片叶子的实例。由于认人,开放世界假设,这个陈述并不暗示着它只能有叶子而不能有其他的。但如果是这样的陈述的意思是指如果有一样东西,它是,它只能,其它的实例比如根,茎什么的都是不合法的。还隐含着如果的是空,对它来说也是合法的。这点可能有些不好理解,稍做下解释比如这样一个陈述的孩子只能是女孩,那么如果有一个男孩子,自然与之前的陈述违背,但是如果没有孩子,逻辑上并没有违背前面的陈述,因此是合法的“没有违背就是合法的”是的世界观之一。基数限制基数约束最直接的方法是使用。,这一约束允许对一个关系中的元素数目作出精确的限制。我们标识属性为一个函数型属性,也即意味着每个有至多一个。而如果对类的属性使用基数限制则是对其作出了更强的断言,它表明了每个有恰好一个。值域限制在和的基数表达式是的一部分。这使得用户能够表示“至少一个”,“不超过一个”,和“恰好一个”这几种意思。中还允许使用除。与以外的正整数值。能够用来指定一个上界。卜能够用来指定一个下界。使用二者的组合就能够将一个属性的基数限 2本体相关理论与方法硕士论文制为一个数值区间。使得我们能够根据“特定的”属性值的存在来标识类。因此,一个个体只要至少有“一个”属性值等于的资源,这一个体就是该类的成员。类类,即包含个体的集合。在。中建立了一种描述机制,即该类中的实例必须满足的条件具体化。用描述一个类,且类的实例和是同学的完整表示如下,川,,,,肠,,,,,,刀认八切习,,,,,,,,”,,,,,,,,爪 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建语义网框架在介绍本课题中具体中医脾胃病知识库系统的开发之前,有必要先介绍一下在本课题中具有重要作用的一个工具—,从数据的规范化、中医脾胃病本体的建立与存储、中医脾胃病本体的解析与查询到最后的推理诊断,该工具的各个部分各司其职,起到重要的作用。是来自于惠普实验室语义网研究项目的开放资源,用于创建语义网应用系统的框架结构,它为、、提供了一个程序开发环境。具体包括用于对文件和模型进行处理的,用于对、、文件基于语法进行解析的解析器,模型的持续性存储方案,用于检索过程推理的基于规则的推理机子系统,用于对本体进行处理和操作的本体子系统,用于信息搜索的查询语言。功能介绍我们在``这样的编辑器里构建了本体,就会想在应用程序里使用它,这就需要一些开发接口。用程序操作本体是很必要的,因为在很多情况下,我们要自动生成本体,靠人手通过创建所有本体是不现实的。是公司开发的一个基于的开放源代码语义网工具包,为解析、和本体提供了一个编程环境及一个基于规则的推理引擎【'。有以下几个主要功能可将模型视为一组集合。查询语言对数据的查询语言,可以伴随关系数据库存储一起使用以实现查询优化。推理子系统包括基于、等规则集的推理,也可自己建立规则。内存存储和永久性存储提供了基于内存暂时存储的模型方法,目前支持、和的数据存储。本体子系统对、和提供不同的接口支持。·的接口结构由于目前语言己经成为描述本体的标准。下面简单介绍操作本体时主要要用到的几个类和接口。本体模型本体模型是对模型的扩展继承自模型,提供了处理本体 3Jena语义网框架硕士论文数据的功能。使用处理本体首先就是要建立一个本体模型,之后就能够通过本体模型中所定义的方法操作模型,比如导入子模型、获取模型中本体的信息、操作本体属性以及将本体的表示输出到磁盘文件等等。通过包中的创建本体模型,是提供用来创建各种模型的类,在类中定义了具体实现模型的成员数据以及创建模型的二十多种方法。一个最简单的创建本体模型的语句如下该语句不含参数,应用默认设置创建一个本体模型,也就是说,它使用语言、基于内存,支持推理。文档管理器本体文档管理器是用来帮助管理本体文档的类,它包含了导入本体文档创建本体模型、帮助缓存下载网络上的本体等功能。每个本体模型都有一个相关联的文档管理器。在创建本体模型时,可以创建独立的文档管理器并作为参数传递给模型工厂。文档管理器有非常多的配置选项,基本可以满足应用的需求。首先,每个文档管理器的参数都可以通过代码来设置注有五种重载的构造函数。另外,文档管理器也可以在创建的时候从一个格式的策略文件读取相应设定值。下面的例子创建一个文档管理器并将它与已创建的本体模型关联。以接口这个接口中定义了本体种类与概念也就是类相关的操作,通过中的便可以返回模型中的所有概念组成的迭代器,然后调用的各种方法具体进行具体操作。对概念之间的各种关系都有相应的定义方法,典型的有添加子类、添加约束、创建互斥概念、迭代返回某种类型的概念以及相关的逻辑判断等等。基本本体类型所有本体中用于表示本体的类继承自,这样就可以在中放置所有类公用的功能,并可以为一般的方法设置通用的返回值。即查询语言叮语言是面向模型对数据进行检索的语言。己经被许多基于的系统实现并用来从图中查询数据。本身不具有任何推理功能,但它可以对在一定的推理机制上建立起来的模型进行检索。是从早期的和 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建演变过来的,只有细小的差别。的很多中都实现了对的支持。一个模型就是一个图。通常也可以表现为一组三元组。也继承了图的模式,采用三元组来表示。每个三元组由变量名和中的值班组成。一个查询语句可以包含多个值的约束,并且返回多个变量的值,就像对关系数据库的意义一样,对模型具有非常重要的意义。在中有两种方式来使用来对数据模型进行查询,第一种是命令行方式,另一种是使用类的实例。第一种方法不作详细介绍。下面我们介绍在程序中调用的类来使用查询模型。其中,关键使用的类有今叮一查询类令汀一用来执行查询,一执行查询的算法实现一查询结果集一变量与值的捆绑集合,用来取出变量的值首先将查询语句以一个类型的参数传给类,然后设定类的数据源模型,接着使用来执行查询,如下面代码所示构建查询语句”……,,创建查询对象设定检索目标创建查询执行对象查询执行并存储结果查询的结果是一个合,然后使用类的对象,通过遍历得到一个变量和变量值的捆绑集,方法得到所查询变量的值。推理子系统推理引擎的比较推理引擎负责对领域本体知识库进行推理,目的是根据设置的推理规则进行基于本体的语义推理,这是实现语义检索的关键一步。推理引擎决定在运行时如何应用规则。 3Jena语义网框架硕士论文所有的推理引擎基本上都是模式匹配搜索引擎,即循环浏览规则,决定下一步使用哪一个规则,然后重复这个过程直到结束或者到达某个条件。但是,在如何搜索模式,应用规则之后干什么,不同的引擎的是有很大差别的。比如说引擎及其对应的规则的提出,推理引擎及其相应的规则语言的提出,以及推理引擎及其规则语言的提出,它们的提出解决了规则的形式化和推理引擎支持的问题,但是也导致推理引擎以及规则的互用性都不能满足要求。表一是一些推理引擎的比较表一几种推理引擎的比较推理弓擎优点缺点作为前向推理系统,用空间换时间,推理会产生大量的中间推理机是开放的,用户提供不同推理擎用通引数据,空间效率很低同时,由于的规则系统,就可以进行不同领域的硫阵协是通用推理引擎,不可推理工作,用户可以对推理机的推理能提供针对各种具体领域的优化能力进行扩展。能力,使得这种推理机制的效率很难优化。是面向语义的应用开发只是一个框架,针对特定包,包含的内容比较全面,推理机只的本体来说,还是要接挂特定的推是一部分。理机。基于本体的推理引擎,使用己制定的算法,在执行过程中,也引一基于,从跨平台入了优化机制,推理后的新特征也可的角度考虑,本系统不予采用。理擎本体推基于引的以被添加,推理效率高。基于本体的推理引擎,可以进行基于规则的推理方面支持不分类验证,本体的一致性检查,对术够,用这个推理机来做的推理系统语进行分类,检查继承关系,执行也少见。查询的子集合。基于本体的推理引擎,提供标准基于规则方面有待扩展,描述的支持。提供基于资源之间带条件的限制规则支持的推理,有自己的特定的规则语的谓词不够丰富。言,不过其语法是基于的,与规则存在相对应的部分,可以通过转换机制转换。己能处理相当规模的数据。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建由于本课题对于本体的解析方面采用工具,所以本文也同样使用作为推理引擎。是一个用于构建应用程序的框架,它是面向语义的应用开发包,包含的内容比较全面,推理机只是其中的一部分。提供的推理机也和、、等一样,是针对本体的推理机,但本身并不是“推理机设计专家”,它自身包含的推理机基本上就是一种配合本体领域产生式规则的前向推理系统。因此,它的运行效率不是很高。好在现在有接口,有点象数据库中的,允许前端挂接到后台不同的推理引擎上。这样,在中,也可以使用、、这样更“专业”些的推理机。的推理方式推理功能是的一个子系统,用于将推理机制和推理器引入到系统中。提供给了使用者基于规则的推理机,包括推理机,推理机等,在基于规则的推理机中包含了一般的推理功能,除此之外,用户还可以根据自己的需求自定义推理规则,或者也可以注册使用第三方推理引擎,如、、等。如图一所示,“的推理子系统的工作原理是推理机注册机制根据基本三元组描述信息资源和本体可选创建出推理机,由此推理机可以生成包含推理机制的模型对象,叩。在中,图也被称为模型,而表现形式为模型界面,然后可以使用和对此模型进行操作和处理,从而实现语义层面的信息检索·”留包含推理机制的模型对象推理机注册推理机可选基本数据三元组模型模型图一的推理子系统的工作原理图的推理语法在基于规则的推理机中,规则被定义为一个的对象,该对象由前提列表,结论列表以及可选的名字和可选的方向来定义。每一 3Jena语义网框架硕士论文个或者叮是一个三元模式,一个扩展的三元模式或者一个内嵌过程原语的调用。一个规则集是简单的规则列表。一个基于规则推理机的规则由川规则对象、主体项前提列表、头部项结论列表和可选名称,可选推理方式定义而成。每一项都是一个元组或扩展元组【”。的规则语法分析支持简单的基于文本的规则语法如下一一【一』一,…,一,…,刀向前推理,…,一,…,向后推理二一』,,三元组模式,加扩展三元组模式,,二,调用处理元语一,…,结构化的文字表述一例如沮双例如抑刀变量名',字符串',,例如或其中九是用来创建和访问结构化文字值的。是简单的,它不与内嵌过程原语的执行相关,它只是一个数据结构。当在多个三元组之上定义一个单一的语义结构时,需要,以使得规则可以将这些三元组。到一个地方。下面是一些规则例子,,一,川,一,,,`【,,,,,一 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建规则阐释了的使用,它是用来将约束的几个元素集合成为一个单一的数据结构,然后再触发其他规则。规则阐释了一个前向规则,它生成一个新的后向规则,并且还调用了过程原语。规则则说明了数字类型的使用。规则中还可以调用如下过程原语限于篇幅,仅摘录其中几条,如有需要请参考飞灯中节原语说明,,测试是否。,,,,,,,测试…是否,,或氏,,,,,,将的值设为,,,,几,,,,,一,,,,,,,,。,,如果没有形如,,或,,的三元组则返回加。,…打印结果到设备。 硕士论文4症状的规范化症状的规范化本课题的数据来源主要是名老中医的临床诊断病历,这些病历属于纯描述性的文本语言。而且中医本身对症状的描述常常也存在不规范性,主要表现为症状名称的不规范以及症状表述的模糊性。辅助诊断过程中主要是从临床获得症状,而这些症状与系统内规范好的症状相匹配,才更容易得到正确的诊断结果。因此,根据临床症状进行推理诊断之前,必须对症状进行规范化。存在的不规范问题及解决办法多词一义—定义别名中医对症状的描述常常有多词一义的情况,如“食欲不振”、“饮食不香”、“纳谷不香”、“纳差”等均有纳差之义。对于多个同义词,指定一个作为规范的,其余作为该症状的别名。举例不思饮食。异名不思纳谷,不思进食,不思食,不欲食,厌食,纳呆,纳呆不振,纳呆食少。如上,可认为“不思饮食”为规范症状,而“不思纳谷”,“不思进食”,“不思食”都归为非规范症状,但他们之间存在联系,即能从“不思饮食”查找到它的别名,反之亦然。组合症状一一拆分有时症状共享主语或者谓语,实际上描述的是两个症状,这就应该分解。对于提取出来的规范症状,再检查一下是否需要处理,如上胃院灼热胀痛需要拆分处理,当然分解出来的症状应是规范的。举例胃院灼热胀痛一胃院灼热胃院胀痛补充症状—合并有些症状是对前面症状的补充,可以将两者组合起来。对于从某病案提取出来的所有规范症状,需要再看是否有可以合并的症状。如,一些补充说明的“以…明显”、“…尤甚”等等,此时合并的几率较大。举例口渴喜热饮渴喜热饮其它如“胃脱胀痛,以右胁下明显”合并为“脱胁胀痛”。还有一些症状经常同时 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建出现,如“口渴,喜热饮”,“口干,喜冷饮”,或“口渴,不预饮”等,类似这样的症状也多合并为一个症状,如“口渴,喜热饮”合并为“渴喜热饮”。本文为了在诊断推理中处理方便,只对复合症状进行拆分,并不进行症状的合并。由于疾病、证候中定义的症状都是拆分后的症状,因此这样并不影响诊断推理。症状规范化的流程首先需要将录入的病人的症状规范为本体中已经存在的症状,这样系统才能由此进行推理,具体规范流程见图一。字符串预处理短句逐字查询后移一位有,后移查询度并继续数据中本体提取出的规范拆分后的规范后症状后症状图一症状规范流程图例如录入病人症状为“一年来上腹部痞胀,口干,咽食时胸骨后疼痛。形体较瘦,舌尖边微红,舌苔薄白,脉象细弦小数。”首先对症状描述做字符串预处理对字符串的处理首先根据句号分句,然后 4症状的规范化硕士论文提取出汉字和逗号,根据逗号再转换成短句。此例中共有个短句“一年来上腹痞胀”,“口干”,“咽食时胸骨后不适”,“形体较瘦”,“舌尖边微红”,“舌苔薄白”,“脉象细弦小数,'根据短句逐字在本体中查询是否有最长匹配的症状。例如对于短句“脉象细弦小数”,症状“脉象细”,“脉象细弦”,“脉象细弦小数”都是以“脉”开头的匹配症状,而“脉象细弦小数”才是此短句的最长匹配。所以提取出来的规范症状是“脉象细弦小数”。其中查询本体库的关键代码如下如根据某一症状的别名查询其标准症状此处利用了中的查询查询语言叮”既毛别名,川』,,,,”,,血”,遍历结果预处理后提取出的规范症状为“上腹痞胀”“上腹部痞胀”是其别名,“口干”,“胸骨后疼痛”,“形体较瘦”,“舌苔薄白”,“脉象细弦小数”。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建中医脾胃病本体的建立和存储目前本体在知识库系统的研究中大多应用于开发领域模型,它提供建模所需的基本词汇以及词汇之间的关系。建立大型知识库系统的第一步是设计相应的本体,这对于知识库系统的组织起着至关重要的作用。领域本体是某领域中信息语义的基本单位,是对领域信息资源进行分类与描述的概念化体系。本章介绍了领域本体的构造原则、构造过程及注意事项,并构造了一个具体的领域本体—中医脾胃病本体。领域本体能够较好地描述领域中的概念属性以及概念之间的相互关系,同时资源语义描述框架可以利用这些概念以及隐含的关系来对信息资源内容进行描述。通过对这些描述信息的语义分析,可以实现基于领域知识语义的资源检索,大大提高检索结果之间的相关度。由此可见,构造合适规模的领域本体是中医脾胃病知识库系统分析的第一块基石。由于每个知识领域都有其自身的特点,都具有本领域专有的概念、属性和关系等,同时各个领域间又存在交叉和重叠,所以领域知识的共享和重用是非常重要的。本章利用本体方法对中医脾胃病知识进行建模,将涉及领域的重要概念和术语给予明确的形式化表达,减少领域间概念和术语的混乱,以实现知识系统的共享和系统的问题解析能力。领域本体构造遵循的规则目前己有的领域本体很多,出于对各自问题领域和具体工程的考虑,构造领域本体并没有一个标准的构造方法,不少研究人员从实践出发,提出了不少有益于构造本体的标准,其中最有影响的是于年在文献中提出的条规则明确性和客观性本体应该用自然语言对术语给出明确、客观的语义定义完全性所给出的定义是完整的,完全能表达所描述的术语的含义。一致性由术语得出的推论与术语本身的含义是相容的,不会产生矛盾。最大单调可扩展性向本体中添加通用或专用的术语时,不需要修改己有的内容。最小承诺对待建模对象给出尽可能少的约束。 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文本体的构建方法本体到现在为止,并没有形成相对完善的构建方法,不同的领域有不同的方法,我们选择的是兀的“骨架”法,具体流程见图一,该方法适合应用于领域本体中。确趁林栖佣荆勒姑示的目朔珑圃荆概浙本瀚帽泣朴撇评价图一“骨架”法流程图确定本体的应用目的与应用范围确定本体的研究目的和用户的意图确定本体的研究范围,领域越大,所建立的本体就越大,因此需限制研究的范围。本体的分析定义本体所有术语的意义及其之间的相关关系,该步骤必须有领域专家的参与,专家对该领域了解得越深入,所建立的本体就越完善。本体的表示用语义模型表示本体。本体的检验建立本体的基本标准是清晰性、一致性、完整性、可扩展性。清晰性就是本体中的术语无歧义地定义一致性,就是术语之间的关系逻辑上应一致完整性,是指本体中的概念及其关系应是完整的,应包含该领域内所有概念,但这种情况往往很难达到,需不断完善可扩展性,即本体应该能够扩展,在该领域不断发展时能加入新的概念、术语、词汇等等。本体的建立对所建立的本体按上述标准进行检验,符合要求时,可以建立本体,否则转“本体的分析”本体的建立过程是一个反复、不断完善的过程。通常领域本体的建立很难一次性完成,往往需要在日后的应用中不断的修改与扩充。中医脾胃病本体的定义依据本体所对应的应用领域不同,本体所需要表达的领域范围也不同,从而本体中包含的概念和术语也不同。构建中医脾胃病领域本体的目的是为了达到能够根据中医脾胃病知识库中的现有知识,对诊治意见做出推导提示,也就是根据提供病例的症状,根据系统中的知识判断出相应的疾病,并分析出证候,进而推导出相应的治法。以本文的领域本体建模的范围就是严格按照本体约定最小 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建原则将涉及中医脾胃病诊断的知识利用本体表达。脾胃病的诊断知识,集中体现为病例、证候、治法、症状之间的关系,本文仅限于讨论中医中“疾病”,“证候”,“症状”,“治法”,“病例”本体。中医诊治疾病的过程中,准确的辨证乃是采取“有的放矢”治疗措施的前提。而这样的辨证,又只有通过对症状的全面分析,仔细鉴别、认真判断等才能获得。因此,进一步了解症状的概念和意义、熟悉症状与证候、疾病、治疗之间的关系,掌握鉴别症状的原则与方法等非常重要。本体描述框架语言本课题采用语言作为本体描述语言,例如对“中医症状类”的描述如下所示们以,,”介,习一一,,,刀叼,,,,,,,刀留,,,,刀习,,,,二,,,,””中医症状类”,,别名”,,刀趁汉,,'”可拆分症状',,刀,,。叼这种表达方式适于机器读取,但不能直观的表现出“中医症状”的结构,也不能真正体现出中医数据的特点。因此本论文中,介绍中医脾胃病本体定义时,借用的是所用的本体描述语言孔,,以便更直观地表现出各本体类的结构。本体语言是一种框架语言,其主要文法如下本体描述类定义王类定义公理定义类定义类名相关类 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文槽定义类自身知识定义类实例共性定义类内公理定义类自身知识定义二槽槽值王类自身知识定义空类实例共性定义二槽槽值类实例共性定义空槽定义槽类型槽名槽定义空类型槽值类型【值域值域【例子下位槽序列【同义词同义词序列「近义词近义词序列】【反义词反义词序列【侧面用户定义的必要侧面序列【注释槽的非形式化说明文法的核心是槽和类公理的定义,槽可分四种①属性槽简称属性属性为名词,属性槽又分为布尔属性槽和非布尔属性槽,布尔属性槽对应于一元谓词。②关系槽简称关系关系为动词。③属关槽简称属关属关既可为名词又可为关系的槽,如“古称”和“简称”等。④方法槽简称方法。槽值的类型比较复杂,有简单类型和复合类型之分。简单类型包括整数、实数、分数、数量、比例数、字符串、时间等复合类型包括整数数组、实数数组、分数数组、数量数组、比例数数组、字符串数组、时间数组等。中医脾胃病本体类的具体定义症状,中医学又称征候、病候等,一般是指患者自身觉察到的各种异常感觉,或由医生的眼、耳、鼻、指等感觉器官所直接感知的,机体病理变化的外部表现。这些感觉或表现,通常都具有一定的规律性,是人们赖以认识疾病的航标或纽带,它指引医生去识别和区别具体的病证,并成为中医辨证的主要依据。症状本体定义如下叮中医症状类属性别名类型字符串 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建证候是指疾病在发展过程,某一阶段的病理概括。它包括病因、病位、病性如寒热和邪正关系如虚实,反映了疾病发展过程中该阶段病理变化的全面情况。根据以上特点分析,本文所建立的证候本体,其类属性主要有证候的症状、舌象、脉象、证因、病位、病机。其中病位不是每个证候必须具备的属性,由于中医更重视辩证论治,因此将治法、方药等主要认为是证候实例的关系属性。证候本体定义如下叮中医证候类夏属性主症类型症状属性次症类型症状属性证机类型证机属性治法类型治法属性代表方类型方药疾病是在病因作用和正虚邪凑条件下,体内出现的具有一定发展规律的正邪交争、阴阳失调的全部演变过程,具体表现为若干特定的症状和个阶段相应的证候。由于中医病与证的关系密不可分,病指疾病的全过程,证则体现了某一特定阶段的病理变化实质无病则无证,一病总有数证,正如清代医家徐灵胎说”病之总者谓之病,而一病总有数证”同时两者关系又错综复杂,既有同病异证,又有异病同证。因此疾病是构建中医证候本体的基础,具体疾病中出现的证候是证候类的实例。叮中医疾病类夏属性别名类型字符串属性病机类型字符串属性病位类型字符串属性主症类型症状 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文属性次症类型症状属性证型类型证候属性证型规则类型字符串属性诊断规则类型字符串另外还有方药类和治法类的定义如下叮中医方药类属性组成类型字符串属性功用类型字符串属性用法类型字符串属性加减类型字符串属性主治类型字符串叮中医治法类属性别名类型字符串属性作用类型字符串属性适用证类型字符串属性病位类型字符串属性病机 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建类型字符串属性治疗注意类型字符串各个类之间的关系如图一所示证治关药证关系个病证关气、病症关系甲症证关系症证关系症检`图一各本体类间关系在本系统中我们对定义的规则做如下解释一,表示是的下位类如脾胃证类,中医证候表示脾胃证类是中医证候的下位类。,表示是的实例如脉弦紧,中医症状表示脉弦紧是中医症状的实例。,表示和的不相交如实证,虚证表示实证和虚证的不相交。利用``构建中医脾胃病本体模型中医脾胃病本体的的建立需要领域专家的参与,并需要借助`本体编辑工具。仅仅有形式化的本体是不够的,本体也需要开发工具或平台支持。前面介绍的``是可免费下载的本体开发工具,具有扩展性,提供的是一种即插即用环境,使其成为一个进行快速构建原型和开发应用程序的灵活基础。`平台支持两种本体建模方式,即采用``框架编辑器己`和己`编辑器己`。`有众多的插件,本节主要以杏为主要工具,对中医脾胃病证候本体的构建思路和过程进行简单的介绍。 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文关系代表了领域中概念的交互作用。基本的关系共有种,如表一,包括叭一,儿一,一,一四种一表达概念之间部分与整体的关系兀一表达概念之间的继承关系一表达概念的实例与概念的关系实例表示对象一表达某个概念是另外一个概念的属性。表一基本关系表关系名关系描述一表达概念之间部分与整体的关系。一表达概念之间的继承关系,类似于面向对象中的父类与子类之间的关系。一表达概念之间的继承关系,类似于面向对象中的父类与子类之间的关系。一表达某个概念是另一个概念的属性。如“价格”是桌子的一个属性。在实际的应用中,概念之间的关系不仅限于上面列出的四种基本关系,可以根据特定领域的具体情况定义相应的关系,以满足应用的需要。定义类及类的层次类是本体中最基本的组织单元,代表了一类具有共性的实例对象,是一种层次结构的组织形式。子类可继承父类的抽象特性,代表比父类更具体的概念。如”证候”是证候本体的最高层次类,而八纲证候、脏腑证候等是其子类,它们会继承证候的所有特性。定义类和类层次的基本方法是从概念集合中选取具有独立存在性的对象概念不是描述这些对象性质的概念,作为本体类中类层次结构中的锚点。通过判断某个类的实例是否也是另外类的实例来判断两个类的层次关系。如阴虚证类的实例假如全部也是虚证的实例,则阴虚证类为虚证类的子类,以下就中医证候本体的类和类层次划分具体说明。在长期临床实践中,中医形成了自己独特的辩证方法,如伤寒病辩证、温病辩证,不同方法反映了由中医独特的哲学或世界观出发的对疾病滋生形成,形态构成,变化转归,治疗控制的特有的视角和思考。在辩证过程中,各种辩证方法互相参照、补充、演绎,形成中医特有的错综复杂的证候。本文证候本体设计过程中,在保留中医辨证特色的原则下,将不同的辩证方法下形成的证候,如病因证候、八纲证候、气血津液证候、脏腑证候、经络证候、六经证候、卫气营血证候与三焦证候作为证候类下的基本的锚点,进行类与类层次划分。图一为以``工具展示了中医脾胃病证候本体的类和类层次关系。建立并保存项目 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建打开`,点击“新建”按钮,开始新的项目。然后在“”菜单中选择“”,系统会给出几种选择注由于篇幅所限,本文未列出图形。为了便于本体和系统的交互,笔者建议将新建项目存为“”格式。然后点击“”按钮,新的项目即被成功地建立。同时在保存新项目的文件夹中生成了个文件,分别是扩展名为“”的主文件和扩展名为“”的辅文件。登纷铆帐翻口攀狱喂羚,蹦释口晌闰噢峰,种申由白中医疾病白中医生理常体脏腑曰中医证候夕铺网证候田份虚证娜实证一游寒证、一哪热证衷证一秘里证田阴证必阳证必三热证候六经证候气血布组液证候病因证候脏腑证候筋络证候困”母中医症状`僻中医方药曰一粉中医穿台法菩白内才台法卜像下法习】到黔奎囊鑫礴娜黔图一证候本体的类和类层次关系图创建并命名类创建类及类的命名在``主界面中,默认有五个标签元数据、类、属性、玩实例、窗体。在标签下,既面板中默认存在的顶级类为”而”所有的客观客体都属于它的子类,在顶级类””的菜单中选择””,可以建立新的下位类。新的类一旦被创建,类名就会有系统的自动编号,用户可以根据需要为新建的类取名。同时还有类的注释项和限制条件项供用户以文本形式填写。依照此方式,还可以为下位类再建立下位类。按照这种方式,就可以进行类等级体系的构建了。由于证候一八纲证候中实证,虚证表证,里证阴证,阳证为互斥关系,所以虚证在即类与类之间不可有共同的实例关系中增加实证,表示实证、虚证为关系,如图一所示。 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文每一一朋,二…,,”·二匆一一朋,胎二旅一一二,朋二点击菜单下的…,结果如图一,检查出了阴虚证的逻辑错误。。。、…、。`叫,,习回国纂蘸协`,黑韧】撮鬓薰鬓瓤馨赢薰鬓赢绷毓寨烈礁蓄蒸参舀夔滞纂浦攀滋珊蒸瀚蒸翻耀蒸撇暴缪嚓夔羚习凳髦鹭巅鬓葬籍纂鬓琴澎蘸菠撬鑫鬓象薰簇豪慧公粉象罄娜准红`田拍法们例日旅状攀肠且舌盆泌斑面症状日证很曰绷征恨白实证一阴止谈白盛证明理证匆钊衷证矍矍鬓矍矍矍矍鳗一月证一一阳阳证证造阴阴证证奢臀对举毅舞益氢舞鑫金刻燕图毒一一仑扭翎件锹井八少卒伴件井拼厂每粼绪一落释祺姗戮搏戮…徽多狱苹一书一,仁,、图一逻辑检查错误截图 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文玻破畜娜撰月级泰二众事滋燕、、薇象泳品兹水、一云滋菇`一、一招流、流林认一蕊名,痛店翻名'翩·心口`,诵,心月·心,·习肝碑关系翻,明门气翔,,失和阵,不洲到用·厂下一`一琴一噢万“戴一“价蒸魔爵…巍鑫一儡厂一谴望甘呼毕竺些少`竺竺黔梦勺吧兜竺少于世严”曲牛平一忿篇双孟。扁嚣蕊认言奋石二二菜公歌病赢一带一`琴扩一卜`'臂翠介留臀絮黑呀竿卜罗香矍黔罗'甲扮一`触皿担些旦图一通过的编程录入本体实例—胃痛病通过系统批量导入本体实例通过的可以将整理好的格式的实例数据文件直接导入本体库当中如图一。令嘱礴,橇海确像礁入编栩殆编建备舞或冷念址连扁施效皮,毅粼之月么泌淞,派之乡娜袅资幼名`义件泊娜画蓟琢杯犷甲一甲了甲,,一尸一一'川'燃瓤夏摺巨画」娜橄麟黝舌肋舌能鞠郁绷翻名形宋怕冲肠日兑搏摘及助肇舌周梢搜份弦细璐敬脚曲脸闷舌诀絮不喜冷饮脚闷口苦面白光无华面色次白无华面白乏华色苍白少华面色爷白无华舌周正常舌心舌心盯区恤摘苔曲白周浪红电肠纳理食欲皿毛拍日。日,,翻卫孟丢盛且皿且组`图一通过系统批量导入本体实例—症状本体 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建下面是针对本文中定义的类举一些实例价田叮不思饮食中医症状类别名不思纳谷,不思进食,不思食,不欲食,厌食,纳呆,纳呆不振,纳呆食少。价田卫寒邪客胃证中医证候类主症胃痛暴作,喜暖,遇寒加重,脉弦紧。次症口淡不渴,苔白,苔薄。证机寒凝胃脱,阳气被遏,气机郁滞。治法温胃散寒,行气止痛。代表方香苏散,良附丸。田的香苏散中医方药类组成香附巧克炒去毛,紫苏去根克,陈皮克,甘草克,苍术克切片,米浴浸,炒黄。功用理气解表。用法上锉散。每服克,用水毫升,加生姜片,葱白根煎,不拘时候服。得汗为妙。加减头痛,加川芍、白芷、细辛、荆芥穗各克,咳嗽声重,痰多涕稠,加半夏、苦梗,乌梅各克,桑白皮,厘米,心疼,加石葛蒲、半夏各巧克,泄泻,加木香、蕾香各克。主治外感风寒,内有气滞,形寒身热,头痛无汗,胸院痞闷,不思饮食,舌苔薄白。价胃痛中医疾病类别名胃脱痛,心口痛,胃心痛,心腹痛,心胃痛。病机胃气郁滞,胃失和降,不通则痛。病位胃,与肝脾关系密切,涉及胆、肾。主症胃痛。次症食欲不振、食欲减退、恶心呕吐,嘈杂泛酸,暖气吞酸,泛吐清水。证型寒邪客胃证,饮食伤胃证,肝气犯胃证,湿热中阻证,癖血停胃证,胃阴亏 5中医脾胃病本体的建立和存储硕士论文虚证。证型规则……诊断规则”“`'价田滋补肾阴中医治法类笼实例滋补肾阴同义词滋养肾阴作用滋阴补肾适用证肾阴虚证病位肾'病机房室不节,至肾阴亏耗,阴虚不能制阳,虚火内动或热病后期,耗伤肾阴,阴虚生内热,水亏火浮。治疗注意禁忌忌辛燥,忌过于苦寒配伍补阳之品中医脾胃病本体的存储利用帕`本体编辑工具编写的本体是以文件的形式存储的,而要想实现知识的高效共享和应用,形式化以后的本体需要以一种持久、中立、统一、与平台无关的存储格式存储,只有这样本体才能在不同的应用中表达统一而明确的语义。本体的存储方式对于本体驱动的应用实现起到关键作用。本体形式化有三种存储方式文件文件、文件等、专门的管理工具和数据库方方式,这三种方式存储的特点如下文件存储方式本体使用一语言描述,每次运行一个新的实例时都必须重新装载本体公理和实例,将图存贮于内存中,这个方法虽然灵活,但有一些限制,特别是每次都需要解析文档,对一个大的本体来说,这是一笔很大的开销。另外,对文件成功的检索必须对它所使用到的标记名称、组织格式和含义进行约定,否则任何对该文档的单方面扩展都可能会给数据交换过程带来更多的麻烦,甚至会导致失败。如果本体的概念和实例都比较小如一般的实验系统采用文件存储效率较高,速度比数据库存储要快很多,但是有时候即使这样,如果要支持高级别的推理,就会碰到内存溢出的问题。不能满足上多个用户或团体大范围的信息共享,较大文件存储在现有理论框架下绝无可能达到数据库的效率,时间复杂度和空间复杂度都比较局。通过专门的管理工具存储目前也有一些开源软件比如说,支持对、 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建的存储管理,还提供各种接口,可以使用查询语言对或者进行查询。数据库存储无论是、还是,其描述结构都是主、谓、宾的三元组结构,除了在内存中存储数据模型之外,对数据量较大的或者数据可以通过数据库引擎将其存储在数据库表中,用户可以根据需要将这些数据从数据库中检索出来从而创建模型以供进一步使用和处理。以上三种方式中,目前比较流行的还是借用关系数据库技术,将本体不失语义存放在数据库中,主要分为水平存放和垂直存放。存放在关系数据库中的最大好处是,便于查找,可存放大本体,查询效率高等,但是存在本体查询语言到的转换问题。用文本存放通常比较简单,适合本体比较小的时候,如果很大则会效率比较低,而且不适合本体大规模应用的情况。但是数据库存储方式与效率之间的关系呈正态分布,当本体数据超过临界值之后,效率同样会降低。基于如上分析,本课题采用数据库存储的方式,本课题选的数据库管理系统是,采用了第章介绍的的数据库引擎。 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文中医脾胃病本体推理实现本章先介绍了中医脾胃病知识库系统中的推理子系统中的规则的定义,然后以一个具体实例演示了从本体录入开始的一个脾胃病的辅助诊断过程。诊断推理中医脾胃病辅助诊断推理涉及到多目标优化,是一个复杂的过程。用户将自己的病例提交给系统,存储在系统的数据库中,通过系统管理员制定的本体知识库和规则库,使用推理系统自动推理出诊断结果。辅助诊断流程如图所示。输入中医本体规则病人信息录入津立维护录入信息规范化处理规则系统稚室例数据理一诊断推理引擎图一通过知识库系统进行辅助诊断的流程图辅助诊断过程主要分为以下个步骤 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建第一步系统管理员建立和维护领域本体和规则库中医脾胃病知识库的建立。中医脾胃病知识库包括中医脾胃病本体和诊断规则库。其中,中医脾胃病本体存储脾胃病概念信息,包括疾病、证候、症状、治法和方药等类以及它们的属性及其之间的关系中医脾胃病诊断规则库记录着在诊断时要遵循的准则。中医脾胃病诊断规则库的维护。规则的维护包括删除、更新和添加规则。将本体概念和规则分离的一大优点是可以自由增加、删除和更新规则,需要时只对规则文件进行修改,而不会对其他部分产生影响。第二步用户向系统提交辅助诊断的需求包括病人的姓名,性别,年龄,症状等。用户提交后,还需要将录入的信息规范化,符合系统推理的要求。这些与病人有关的信息都将存储在系统的病例数据库中,等待系统诊断推理引擎的处理。第三步系统的诊断推理引擎生成辅助诊断方案从系统数据库中读入用户提交的病人信息,用开发包,结合中医脾胃病概念本体,生成中医脾胃病本体的实例数据,作为推理机的数据输入,中医脾胃病概念本体和定义的规则作为推理机的规则输入,通过推理机的运算,得出诊断推理结果。第四步系统将以上的推理结果以清单的形式显示出来,供医务人员使用和参考。一般来说,本体提供一组术语和概念来描述某个领域,知识库则使用这些术语来表达该领域的事实。例如中医脾胃病系统的本体可能包含“胃阴虚证”、“症状”等术语,但它不会包含对某一病例到证候,甚至诊治方法是什么而这恰恰是知识库所需表达的内容。中医治疗疾病强调辨证论治,辨证是决定治疗的前提和依据,论治是提出治疗疾病的原则、手段与方法。辨证是通过辨识证候来认识疾病,是以组成证候的基本要素一症状为依据,论治是在证候确立之后,确定采用相应的手段与方法来治疗疾病,消除由疾病而产生的症状。那么,症状与治疗的关系也是辨证与论治的关系。清代名医徐灵胎指出“欲治病者,必先识病之名。能识病名而后求其病之所由生。知其所由生,又当辨其生之因各不同,而病状所由异,然后考其治之之法。”“同病异治”和“异病同治”是中医治疗学的重要特色之一,是以证候为核心来实施的。亦即疾病相同,在疾病演变和发展的各个阶段,因证候表现不同而治疗不同。相反,不同的疾病,在疾病演变和发展的某一个阶段,因证候表现相同而治疗相同。在这一原则的指导下,临床对于症状的处理。要以证候为核心。亦即症状相同,由于与次症和舌脉象组合后证候不同,则治疗方法可不同。相反,症状不同,由于与次症和舌脉象组合后证候相同,则治疗方法可相同。且同一症状,由于其病因、病机不同,又有寒热虚实之异,则其主观感觉可有不同反映。医者即可藉此辨其证候属性,而确定治疗原则。所以在诊断出疾病之后还要继续分析产生疾病的证候。'闷 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文综上所述疾病知识主要可从症状、疾病、证候、治法和方药等方面来加以描述。本文诊断的推理过程见一图。本文的推理主要是通过给定病例的症状,与疾病的主症、次症相比较。如果主症全部满足,次症部分满足例如可设定同时有个满足,即可判断出此病例的证候。再根据证候与治法、方药的关系,最后推导出该病例的治法和方药。证侯的推理规则计算证候的贴沂度,洗出最贴沂的证候图一诊断推理的流程图疾病的诊断过程定义疾病知识是以“知识块”的形式定义在疾病本体中的。当遇到病例时,系统会首先搜索相似的“知识块”,从而提出疾病假设。本文通过形式化定义对这一过程进行描述。定义“疾病模式”是对疾病状态进行描述,用三元组表示,,表示某种疾病表示症状集合,它包括典型症状集合,非典型症状集合病因集合,为所有病因集合的子集。定义搜索相似的“知识块”可定义为映射耐`,一,,……,。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建且有耐,杯`与完全相似,,耐杯,与不相似『,,。其中杯,犷`,芬,,二二二二,孟,为本体库中第个疾病的症状定义一梦,里,,…二,君为当前患者所表现的症状。当矿,,时,。,、。,`一,`。`时表示赋予的含义。定义从搜索和对比两个方面描述了系统诊断的过程搜索表现为疾病的搜索,对比则表现为相似性的比较的方法。即根据疾病的症状表现,通过搜索疾病模式库来模拟专家的诊断,进行疾病诊断或提出疾病假设。根据杯,,的数值大小进行相似性判别,应用广义贴近度公式工,上一。`,。河`,“咭山一艺,。好一,分·其中杯`为第个疾病定义己知的症状集合,”的为当前患者所表现的症状集合,气为症状匹配权值系数,如典型症状气二。,非典型症状叭二入。才,拼衅分别表示'`,中第个向量的隶属度函数。具体诊断过程如图一所示。获取症状“计算,,基于经验知识诊断加入疾病假设集诊断结果图一疾病诊断流程图 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文诊断规则的表示规则语义表达明确,便于理解,并且支持将规则放在一个单独的规则文件中供程序调用,这就避免了在业务规则发生变化时更改源程序。表一是系统中使用的规则文件中的一部分规则。在本体知识库中,这种推理的规则是可以随时扩展的,只需在推理库中增加推理知识就可以完成。表一中的一部分规则一几刀而次症症状次症症状明苏次症满足主症加症状病例主症不满足主症症状主症不满足病例一主症满足病例主症满足次症满足力疾病规则文件的加载和分析是这样进行的见表一表一规则的加载和分析,,,,或者或者在前面两种情况下,规则文件被一个简单的处理器预先处理,将注释去掉,并支持一些额外的宏命令可定义一个前缀,前缀对规则文件来说是局部的。包含在一个给定文件中定义的规则。不管出现在哪里,包含的规则都将出现在用户定义的规则前面,规则文件可以包含预定义的规则,例如和等,本例中“一伪”表示包括。一伪文件中定义的规则, 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建一中都是一些中使用的一些通用规则,是自带的推理规则,可以在安装目录下的相关文件中找到。系统推理通用规则是一种知识表示方式,其主要作用是将领域内的概念分类,通过约束、布尔组合来描述概念自身的语义含义,利用属性来表达概念与概念之间复杂的依赖,所以通过本体可以得到一个类的实例所具有的属性,以及类与类之间的关系。下面摘录其中一些规则一擞做介绍子类推理规则,,一一』语义`二。耐次片断示例,,脉象舌象”介,,症状”介沁子类的本质意思是,子类的所有实例都是父类的实例。在中,子类意味着必要条件暗示。换句话说,如果是的子类,那么所有类中的实例都是类的实例。脉象舌象类是症状类的子类,则脉象舌象类中的实例都是症状类中的实例。逆属性推理规则几几均一语义甘,三一,比,片断示例,,刀,,介二,,,。介 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文如果一个属性被标记为属性的逆,那么对于所有的和,当且仅当,。例如,属性的逆属性是。如果介,那么因为是的逆属性,所以我们可以推断出。传递属性推理规则一,』语义,,出,片断示例二,,,,,,刀叭八叨习,,如果一个属性是传递的,并且该属性关联实例到实例,以及实例到实例,那么我们可以推断出实例通过属性和实例相关。例如有祖先是传递属性,如果有祖先,并且有祖先,那么我们可以推断出有祖先。对称属性推理规则【一均一均』』语义汪三一。,伍,片断示例,,,,,,留,,如果一个属性是对称属性,并且定义域和值域相同,同时,这个属性关联实例到实例,那么实例也通过属性关联到实例。例如如果有同学,那么我们可以推断出有同学。自定义规则所拥有的描述能力主要来自于以类别为基础的关联性的推理,若知识不是用类别 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建主症不满足规则主症不满足规则主症症状病例一主症不满足注主症不满足规则是表示如果病例存在一个症状不在证候的主症中,那么可推导出此病例主症不满足这个证候。主症满足规则主症满足规则主症症状主症不满足病例一主症满足注主症满足规则是表示如果病例存在症状在证候的主症中,且病例不存在主症不满足证候,那么可推导出此病例主症满足这个证候。疾病判断规则疾病判断规则病例主症满足次症满足一疾病注疾病判断规则是表示如果病例同时主症满足且次症满足疾病,那么可推导出此病例的疾病是。胃痛病自定义推理规则本文以脾胃病当中的“胃痛病”为例,说明除了上述通用判断规则之外,每个疾病还有自己的判断规则,记录在疾病类的诊断规则中。【胃痛病判断规则病例症状胃院隐痛一主症满足胃痛病注胃痛病判断规则是表示如果病例有症状“胃院隐痛”,那么可推导出此病例是主症满足胃痛病。同理病例如果有症状“胃肮胀痛”,也可以推导出此病例是主症满足“胃痛病”。证候的推理规则症状是构成证候的主要因素,临床辨证论治主要是辨证候,那么症状就是识别证候的主要依据。也就是说,要确立一个证候,必须根据症状,再结合舌、脉象进行分析、推理和判断,症状在临床辨证时有着举足轻重的作用。抓主症是识别和确立证候的主要方法。因为症状的表现是错综复杂的,又是变化多端的,有时患者对症状的描述也是不确切的,这就需要医生具备一定的临床经验,抓主要症状,或者叫核心症状,才能识别和确立证候。在抓主症的同时,不可忽略了次症。一个证候的组成,既有主要症状,也有次要症状,它是主症的重要补充,是识别和确立证候的辅助条件。一旦靠主症难以确定证候时,有时 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文结合次症即可进行辨证。综上所述要从病例的症状中得到具体的证候,关键是把握“证候”中的“主症”和“次症”。再由“证候”得知具体的治疗方法。下面我们以脾胃病当中的“胃痛病”为例,分析如何进行诊断。胃痛一般分“寒邪客胃证”,“饮食伤胃证”,“肝气犯胃证”,“湿热中阻证”,“癖血停胃证”,“胃阴亏虚证”,“脾胃虚寒证”七个证候。如何在同一个疾病中分辨出正确的证候,从而确定治法也是需要考虑的问题。胃痛病的辩证过程胃痛病的诊断主要基于如下判断从而达到对证候的鉴别。一辨气血性质部位时间苔脉气滞胀甚于痛攻窜不定阵发苔薄白,脉弦血癖痛如针刺固着不移持续舌紫有癖斑,脉涩二辨寒热性质部位时间苔脉气滞胀甚于痛攻窜不定阵发苔薄白,脉弦血癖痛如针刺固着不移持续舌紫有癖斑,脉涩三辨虚实病程病势与饮食的关系喜厌脉象实短痛势急迫得食痛甚拒按盛虚长徐缓有休止得食痛缓喜按虚胃痛病包含的七个证候根据虚实,寒热,气血做了如表一的区分表一胃痛病包含的七个证侯虚实寒热气血寒邪客胃证了饮食伤胃证矿肝气犯胃证了湿热中阻证癖血停胃证了胃阴亏虚证矿脾胃虚寒证了了针对上述辩证的过程,根据一些中医理论,我们可以根据一些关键症状来对病例的证候属性进行判断,例如具体如表一 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建表一胃痛病的各证侯的关键症状序号症状证候类别机理喜暖,遇寒加重寒证寒遏胃肠,温则寒散,寒则增其邪势脉紧寒证紧为诸痛主于寒。寒主收引,致脉道紧束而拘急。多见于风寒搏结的实寒证、痛证和宿食内阻等。脉涩血证主血少伤精,津液亏损,或气滞血疲。痛如针刺血证痛有定处血证脉弦气证弦经脉紧是急肝,所胆以病脉的端主直脉而,弦肝。为痛刚证脏脉,也病多则现经弦脉象筋,因胃腹痛多是肝气横逆克伐脾土所致。痛连两胁气证肝气郁结,胁为肝之分野喜按虚证虚则喜按脉虚弱虚证脉迟缓虚证脉滑食滞证滑脉主痰、痰饮。因为痰饮内阻,在正气不虚的情况下,可出现气血涌流,所以脉显滑利。对应的推理规则见表一表一胃痛病的推理规则序号规则病例症状喜暖症状遇寒加重一证型属于寒证【加病例症状脉紧一证型属于寒证病例症状脉涩一证型属于血证【病例症状痛如针刺一证型属于血证病例症状痛有定处一证型属于血证病例症状脉弦一证型属于气证卿病例症状痛连两胁一证型属于气证病例症状喜按一证型属于虚证病例症状脉虚弱一证型属于虚证病例症状脉迟缓一证型属于虚证病例症状脉滑一证型属于食滞证 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文上述规则都是记录在疾病实例的规则属性当中。例如价田胃痛疾病类王别名胃院痛,心口痛,胃心痛,心腹痛,心胃痛。病机胃气郁滞,胃失和降,不通则痛。病位胃,与肝脾关系密切,涉及胆、肾。主症胃痛。次症所有相关“证候”的主症集合喜暖、喜按、遇寒加重、胀满拒按、大便塘薄,舌淡,神疲纳呆,遇寒加重……。证型寒邪客胃证,饮食伤胃证,肝气犯胃证,湿热中阻证,癖血停胃证,胃阴亏虚证。证型规则病例症状喜暖症状遇寒加重一证型属于寒证······……病例症状脉滑一证型属于食滞证诊断规则【帅病例症状胃肮隐痛主症满足胃痛病【病例症状胃肮胀痛主症满足胃痛病证候判断规则【证候判断规则病例疾病证型证型属于证候注证候判断规则是表示如果病例有疾病,疾病的证型中有证候,而病例证型属于证候类且证候是证候类的实例,那么可推导出此病例证候是。证候的贴近度分析根据上述规则筛选出来的证候可能不止一条,下面就需要判断其中哪一条证候最能切合病例的实际情况。我们可以根据定义的广义贴近度公式式结合证候的主症、次症和舌象脉象的症状来分析病例和证候的贴近度。对于广义贴近度公式·`一。一一。一`一二·、,、、一、衅我们做如下定义如果时二衅即主症、次症和舌象脉象中存在和病例相同的症状 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建,,〔时一汽衅二,如果主症、次症和舌象脉象中存在的症状在病例症状中找不到卜〔讨一护,衅卜,其中主症的系数久为,次症的系数久为。使用公式计算此疾病的所有可能证候的贴近度,选择贴近度最大证候作为次病例的最终参考证候。治法方药规则治法规则治法规则病例证候治法治法注治法规则是表示如果病例的证候是,而治法主治证候,那么可推导出此病例治疗方法是。方药规则【方药规则卿病例证候方药一方药注方药规则是表示如果病例的证候是,而方药主治证候,那么可推导出此病例的方药是。推理诊断的具体实现我们通过一个病例的具体诊断过程了解系统的运行流程,诊断子系统界面见图一。令添谕禽橇臻橇燕嗓刻艘峨一而一硫、一疾孤诀基流、、、、一、、、添森粉流流、、、一二。、、烹潇反沟雍复“怜·洲,勇材,'咬枚麟娜自痛,食冲冻之物自铸泊增加,奋欲减通,容按容喊,鹅吐洛水,枯神侧总,苗色关华,四胜冲,大倪烂,舌映苔薄白。·月班住找旧拍脸泊,姗泪旅加皿盆,嗽徽城翻通,容挂按,容映,过泛吐油摘水,神艘幼果呆,布血色关先冲华,】手牛是足军本洲日,大健抽公位薄,谷舌被饭,谷位抽,夺。湘幼,棘衬一姗疾初自序价一动一”阴亏口证,牌口月班证'证`,'妞“热中'用证,峨`“血停`份证,”…一一漪一科一一碱妇性一份班率一二一越班,痛碑,盈派证乳东邢容一证孟沂,阴亏盛证方盆盆蔑蔑建建中中场场桂桂柱柱三三两两炭炭甘甘草草三三两两。大大称场十带二兰枚送芍芍加加六六两两生生典典三三两两馆馆一一升升炸炸化化,〕且且篇篇一一两两五五,,严理中场人么白蛛术、千穆贫虎息卜附子阅去皮姗胶洛各二砚炭封甘东卜尸钱幻】图一病例诊断界面 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文病例信息录入例如病例病例类年龄性别男职业工人症状胃脱部隐痛,食冷冻之物则疼痛增加,食欲减退,喜按喜暖,易吐清水,精神倦怠,面色无华,四肢冷,大便烂,舌淡苔薄白。疾病由推理得出。证候由推理得出。治法由推理得出。方药由推理得出。,症状规范化经过规范后病例的症状为胃脱隐痛胃院部隐痛,遇寒加重食冷冻之物则疼痛增加,食欲减退,喜按、喜暖喜按喜暖,泛吐清水易吐清水,神疲纳呆精神倦怠,面色无华,手足不温四肢冷,大便塘薄大便烂,舌淡、苔薄、苔白舌淡苔薄白。疾病的诊断推理根据胃痛病判断规则帅病例症状胃肮隐痛一主症满足胃痛病,病例存在“胃脱隐痛”症状所以有关系主症满足病例,胃痛病。根据次症满足规则帅病例次症症状次症症状次症症状苏,,次症满足,病例存在三个不相同的胃痛病的次症分别为“遇寒加重”,“喜暖”,“喜按”所以有关系次症满足病例,胃痛病。根据疾病判断规则病例主症满足次症满足疾病,病例即主症满足胃痛病次症也满足胃痛病,所以有关系疾病病例,胃痛病。以上具体推导过程见图一,最终推导出病例的疾病是胃痛病。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建胃院隐痛主症满足食欲减退犯却捉泛吐清水此病例的疾病为“胃痛病”图一疾病推理过程图证候的诊断推理根据规则病例症状喜暖症状遇寒加重一证型属于寒证,由于病例中有症状“喜暖”,“遇寒加重”,所以所有病例的证候都属于寒证。根据规则病例症状喜按一证型属于虚证,由于病例中有症状“喜按”,所以所有病例的证候都属于虚证。根据证候判断规则证候判断规则病例疾病证型证型属于一证候,由于根据上面判断病例的证候属于寒证和虚证,所以病例的胃痛病种证型中只有寒邪客胃证、胃阴亏虚证、和脾胃虚寒证符合条件。证候的贴近率计算胃痛病整理后的证候的主症、次症和舌象脉象如表一表一胃痛病的主症、次症和舌象脉象证候舌象脉象主症次症胃肮疼痛,喜暖,遇寒加重,舌苔薄白,脉寒邪客胃证口淡不渴,苔白,苔薄脉紧弦紧不思饮食,暖腐吞酸,呕吐胃脱疼痛,胀满,拒按,便后饮食伤胃证不消化食物,吐后痛减,大苔厚腻,脉滑稍舒,苔厚腻,脉滑便不畅胃脱胀痛,痛连两胁,与情绪喜长叹息,大便不畅,苔薄,苔薄白,脉弦肝气犯胃证有关,暖气,脉弦苔白 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文表一续胃痛病的主症、次症和舌象脉象证候主症次症舌象脉象癖血停胃证性胃肮,疼入痛夜尤,痛甚如,针痛刺有定,呈处持,拒续吐血黑便舌癖斑紫,黯脉或涩有按,食后加剧,脉涩胃阴亏虚证胃脱隐隐灼痛,口干咽燥,舌五心烦热,口渴,大便干结,脉舌红少津,脉红,苔光剥细数细数脾胃虚寒证减胃脱,遇隐寒痛加,喜重暖,脉,喜虚按弱,得,舌食淡痛,泛怠,吐手清足水不,温神疲纳呆,四肢倦舌虚淡弱苔或白脉,脉迟大便塘薄缓通过证候推理获得寒邪客胃证,胃阴亏虚证,脾胃虚寒证为病例可能的证候,下面对个证候根据式进行贴近率计算,计算结果如表一表一病例的个证侯贴近度计算结果序号症状贴近率脾胃虚寒证一寒邪客胃证一胃阴亏虚证一根据以上计算结果,“脾胃虚寒证”为最贴近病例的证候。治法、方药推理根据治法规则病例证候治法一治法,由于“脾胃虚寒证”为病例的证候,而“脾胃虚寒证”的治法为“温中健脾',、“和胃止痛”,所以病例的治法为“温中健脾”、“和胃止痛”。根据方药规则「病例证候方药一治法,由于“脾胃虚寒证”为病例的证候,而“脾胃虚寒证”的方药为“黄茂建中汤',、“理中汤”,所以病例的方药为“黄蔑建中汤”、“理中汤”其它病例饱病例病例类年龄性别男职业工人症状胃脱疼痛、胀气、烧心年,加重月,伴反酸。当地医院行胃镜检查,诊为 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建反流性胃炎一食道炎。胃肮胀痛牵及两胁,剑突下及胸骨后灼痛食后尤甚。自觉时常有食物上冲至咽喉,遇情绪波动时加重,伴纳差、心烦、口干苦、疲乏、睡眠差、舌红、苔白、脉弦滑。月经周期正常,色、质无异常,大便不畅。疾病由推理得出。证候由推理得出。治法由推理得出。方药由推理得出。经过规范后病例的症状为胃脱疼痛,胃院胀痛,痛连两胁胃脱胀痛牵及两胁,与情绪有关遇情绪波动时加重,不思饮食纳差,口干、口苦口干苦,舌红、苔白,脉弦、脉滑脉弦滑,大便不畅。根据胃痛病判断规则病例症状胃院疼痛一主症满足胃痛病,病例存在“胃脱疼痛”症状所以有关系主症满足病例,胃痛病。根据次症满足规则病例次症症状次症症状次症症状苏,,一次症满足,病例存在三个不相同的胃痛病的次症分别为“不思饮食”,“痛连两胁”,“脉滑”所以有关系次症满足病例,胃痛病。根据疾病判断规则病例主症满足次症满足一疾病,病例即主症满足胃痛病也次症满足胃痛病,所以有关系疾病病例,胃痛病。根据规则病例症状脉滑一证型属于食滞证,由于病例中有症状“脉滑”所以所有病例的证候都属于食滞证。根据规则病例症状脉弦一证型属于气证,由于病例中有症状“脉弦”,所以所有病例的证候都属于气证。根据证候判断规则【证候判断规则病例疾病证型证型属于一证候,由于根据上面判断病例的证候属于食滞证和气证,所以病例的胃痛病种证型中只有肝气犯胃证,饮食伤胃证符合条件。通过证候推理获得“肝气犯胃证”,“饮食伤胃证”为病例可能的证候,下面对个证候根据式进行贴近率计算,计算结果如表一 6中医脾胃病本体推理实现硕士论文表一病例的个证侯贴近度计算结果序号嘉二井贴近率根据以上计算结果,“肝气犯胃证”为最贴近病例的证候。根据治法规则病例证候刃治法治法,由于“肝气犯胃证”为病例的证候,而“肝气犯胃证”的治法为“疏肝理气',、“和胃降逆”,所以病例的治法为“疏肝理气”、“和胃降逆”。根据方药规则【病例证候方药一治法,由于“肝气犯胃证”为病例的证候,而“肝气犯胃证”的方药为“四七汤”,所以病例的方药为“四七汤”。本章小结本章介绍了中医脾胃病本体推理的实现过程,详细描述本体及自定义的规则库,着重叙述了在中医脾胃病本体库和自定义规则库基础上进行推理的方法和步骤,并用实例演示了该系统的推理过程及结果。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建结论论文工作总结本文分析了当前基于本体的知识系统构建的情况,然后针对目前中医脾胃病本体知识库在辅助诊断方面研究甚少的情况,提出了一个基于本体的中医脾胃病辅助诊断系统框架。本文在推理方面引入了规则,所以能够表达本体所不能表达的一般形式的规则,从而具有更强的推理能力。本文主要以中医脾胃病问题为应用场景,在基于本体的中医脾胃病知识库系统实现框架的基础上,实际开发了一个原型系统—中医脾胃病辅助诊断系统。该系统规模虽小但基本模拟了中医脾胃病诊断的过程。本文的主要成果是充分利用了己有的工具来构建基于本体的中医脾胃病辅助诊断系统框架,并通过该系统验证了基于本体和规则推理的查询方式的优越性。后续工作展望本文探讨了本体论对中医知识的表示和共享的影响,以中医脾胃病为例,阐述了中医本体系统的构建方法。通过对中医本体的构建探索,有以下几点思考当前的本体构建工具具有自身的局限性,也限制了对本体的表现力。构建本体的工具主要基于第代编程语言如,虽然相对于以前的开发工具来说,第代语言已经具备了很多先进的、智能化的特征,但是相对于知识管理领域,它的表现功能仍然显得不足,这也是目前本体构造工具具有局限性的根本原因。中医本体的构建过程是一个复杂的过程,纯手工的中医本体构建不但需要领域专家的参与,而且工作量巨大。极易导致知识获取的瓶颈,并且本体中俘获的知识需要不断的更新,单靠手动的方式构造,容易造成信息的过时。因此,我们迫切的希望找到一种自动或半自动的方法来利用现有的本体和从已有数据库和网络资源中提取本体完成中医领域本体的构建是一件极具现实意义的工作。中医概念的命名和分类不规范,造成本体构建困难。如”咳嗽”既可作为中医的一个症状,又是中医的一种疾病名称,如何更科学的构建本体,对其进行分类,将是下一步工作的重点。方剂的治疗作用,以及治法的作用与治法本身的名称交叉性很强有时无法划分,例如补气升提治法与补气健脾作用、升提阳气作用,三者有时可以混用,造成分类不清。在术语规范化了的病案的基础上再进行数据挖掘,将挖掘结果对本体里各类之间进行关联,最终形成具有推理功能的中医本体知识库系统。 结论硕士论文本课题中实现的推理功能比较粗浅,而中医的诊治规律比较复杂,如何通过一些算法,提高诊断推理的准确性是一项长期而艰巨的任务。中医博大精深,除了“疾病”,“证候”,“症状”,“方药”,“治法”之外还有很多概念及概念之间的关系需要研究。上述问题需要更多的科研人员投入到中医本体的研究中,进一步完善和发展中医本体的内容与结构。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。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、中医辅助诊断等研究领域具有很大的潜力。 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建致谢在论文完成之际,谨向所有给予我指导、关心和帮助的人们表示衷心的感谢首先,要感谢我的导师陆建峰副教授。在陆老师的带领下,我进入了中医本体构建的研究,陆老师在学业上予以悉心指导和培养,使我在学术领域和人生哲学方面均有了长足的进步。陆老师的广博学识、严谨学风、认真态度、创新精神和对科学事业的不懈追求,是我永远学习的楷模。其次,要感谢李宁、李欣、赵海峰等几位同学,由于我是在职读书,他们在我就读的这几年以及毕业设计中给予我很多帮助,使我能在不影响工作的情况下顺利地完成所有课程的学习并毕业。同时也要感谢学妹孟红梅,在毕业设计及论文的撰写过程中提出很多宝贵的意见和建议。还要感谢我在南京的亲人婆婆、老公、妹妹、妹夫及我的女儿,他们在我读研的这几年里一直都在默默地支持和鼓励着我。女儿还和我一起完成了所有课程学习因为第一年我刚好怀孕,她是我坚持下去的力量源泉。正是因为他们的大力支持,我才能顺利地完成毕业设计和毕业论文的撰写。最后我还想感谢我的父母,尤其是已经去世的母亲,他们用勤劳的双手养育了我,多年来在为人处世和生活上对我进行言传身教,一直都在用他们最朴实的方式来关心和爱护着我。愿这篇论文能作为我给他们的一点回报。再次向所有给过我帮助,带给我快乐的人表示最诚挚的谢意 参考文献硕士论文参考文献【赵金铎等《中医证候鉴别诊断学》人民卫生出版社,张伯臾等《中医内科学》人民卫生出版社,曹宇峰,曹存根基于本体的中医舌诊知识的获取计算机应用研究,,一』高红艳,周强,包含飞以肺瘩病为例探讨中医证候本体的构建医学信息,一【李晓红,聂旭飞,冯志勇基于本体和规则的物流知识表示与推理天津大学学报,,一〔侯玉,张昌林,周强,包含飞``在构建中医治则治法本体中的运用医学信息,,一【钟伶基于本体的益气健脾方的知识表示与应用初探硕士学位论文福建中医学院,相关网址洲留相关网址习相关网址洲认叩乃从川洲【``主页主页堪【冯志勇,李文杰,李晓红本体论工程及其应用清华大学出版社,【巧」陈踪基于的本体检索模型设计与实现硕士学位论文武汉大学,【涂著面向森林灭火决策的本体知识库研究硕士学位论文福建师范大学,【丁展春,顾德访在实现基于的语义检索中的应用研究现代图书情报技术,,一【』知』一,,一【』,【,·【』,,,,一 硕士论文基于本体的中医脾胃病知识库的构建【』认龟,,,,一汇认龟又口,,一〕邓志鸿,唐世渭等研究综述北京大学学报自然科学版,,一李景主要本体表示语言的比较研究现代图书情报技术,,卜一杜文华,董慧本体建设工具比较研究情报杂志,,一陶皖,廖述梅当前本体编辑工具的分析与研究计算机工程与设计,,一主页张玉峰,李敏动态约束性概念网络与知识检索研究情报学报,,一冯璐网络环境下的医学知识组织研究黑龙江大学,,【,众一一一,一杨秋芬,陈跃新方法学综述计算机应用研究,,一李景本体理论及在农业文献检索系统中的应用研究一民花卉学本体建模为例中国科学院文献情报中心博士学位论文,周武,远平建本体信息研究微机发展,,·别吸,,,一』,』一,,一一,、、劫一,,一·,,一 参考文献硕士论文向阳,王敏,马强基于的本体构建方法研究计算机工程,,一郭晶晶基于本体的一个性化分析和指导方法研究硕士学位论文武汉科技大学,王东升,刘亮亮,曹敢,王莉莉基于领域本体的心血管疾病辅助诊断系统微计算机信息,,一刘炎禄,俞勇面向语义的知识表示框架上海交通大学学报,,一【,,叭,【』切,,一【可一一【一一,,【』刀认八切留一一少`,
