【例会】Knowledge graph for TCM health preservation: Design, construction,and applications

主持人:程坤

参会老师:杨矫云

参会学生:赵春阳、刘硕、丁会通、郭思伊、哈山、殷越、贵芳

时间:2019年10月16日

本次例会学习讨论了文章:Knowledge graph for TCM health preservation: Design, construction,and applications

一、导言

近年来,信息技术在中医药领域的应用取得了长足的进步。 中医从业人员构建了大量的术语系统,文献库和数据库,从而形成了相对完整的中医药科学数据系统。 这些数字资源包含丰富的知识,可以支持卫生保健知识系统的发展。 然而,相关的知识资源却像一系列“知识岛”一样分散而零散。 缺乏数据集成会导致资源利用率低并阻碍服务能力。 人们对健康知识的需求与服务质量之间仍然存在差距。

知识图谱是大数据时代大规模知识管理和智能服务的新兴技术。“知识图谱”是建立在“语义网络”上的庞大知识系统。 它可以捕获和呈现领域概念之间的复杂关系,并将各种信息系统中零散的知识联系起来。 知识图在知识检索,问题解答,知识推荐,知识可视化和其他应用中非常有用。 知识图谱为解决中医药领域的“知识岛”问题提供了理想的技术手段,有助于实现知识资源的整合,增强知识服务能力。

二、知识图谱构建

“中医保健本体”是构建中医保健知识图谱的基础。在先前的研究中我们使用本体学习和手动编译的方法,通过参考相关的论文,词典,教科书和参考书来构建本体。该本体论描述了中医保健概念,并准确地表达了这一领域的概念体系。它分为两个部分:“顶级本体”和“同义词库”。 “顶级本体”实质上是一个语义网络框架。它由两部分组成:(1)语义类型的层次体系; (2)语义关系的等级系统。顶级本体对领域概念和知识资源进行了合理的分类,并定义了领域概念之间的相关性。 “词库”是一系列概念和术语的结构化集合。该本体论基本涵盖了概念体系,并为构建中医健康知识图谱提供了相对完整的框架。

另一方面,现有的TCM数据库提供了用于填充知识图的数据资源。 中医师从来源明确的专业文献中选择并严格检查知识,并将其记录在数据库中。 他们已经建立了大量有关中草药疾病,处方和化学成分的数据库,构成了一个相对完整的数据库系统。 例如,范等人。 [4]通过中医经典文献的数字化建立了“中医保健数据库”,有效地支持了古籍保存和知识挖掘。 在另一个例子中,Yu等人[5] 构建了一个专业数据库,其中包含有关中医保健思想,原则和方法的丰富而准确的知识。

我们通过基于本体的数据库集成构建了中医保健知识图谱。 首先,我们将数据库的内容填充到知识图中,并实现查询。 其次,我们通过在半自动过程中从文本中获取知识来扩展知识图:使用文本挖掘工具对文本进行语义分析并提取实体和关系,在专家验证后将其添加到知识图中。 此外,我们开发了一种编辑工具,可以帮助领域专家浏览,检查和编辑知识边缘图,从而有助于确保知识图的准确性和完整性。

3、应用

Knowledge visualization

知识图谱可以以图形方式显示领域概念之间的关联,并提供简短的概念信息。 用户可以交互地浏览域概念并选择其中一个概念来进一步探索信息或构建查询。 知识图可以建立“知识岛”之间的联系,增强中医药领域知识资源的连通性。 它可以帮助用户在概念层面浏览中医知识,发现概念之间的潜在联系,从而更好地控制中医健康知识系统的复杂性。

Knowledge retrieval

知识图谱可以显着提高知识检索系统的有效性,使其更加全面,准确和智能。 知识图使知识检索模型从“以文本为中心”过渡到“以事物为中心”。 基于知识图,可以在检索系统中嵌入“知识卡”:系统将从用户输入中识别相关实体,并提供有关该实体的知识,包括名称,类型,简介,描述,相关文档和语义关系。 Known-edge图也是问答系统的核心组件,它使系统了解用户的查询意图并直接返回准确的答案,而不是大量的搜索结果。

Knowledge Recommendation

基于知识图谱,我们构建了智能推荐系统,该系统根据用户的个人健康信息提供有用的知识和有效的建议。设计了一种知性知识模型,以建立用户个人健康信息与中医知识系统之间的关系。例如,建立“机构”与“医疗保健方法”之间的“功能相关”关系,“专家”与“疾病”之间的“专业化”关系,“处方”与“疾病”之间的“待遇”关系等等根据这些关联和用户个人信息(例如性别,年龄,体质,疾病,综合症,症状等),可以进行个性化推荐。例如:可以建议肥胖的使用者预防糖尿病,而可以为易怒的使用者推荐“清火”药。通过将知识图谱与专家评分和用户点击率相结合,可以建立科学合理的知识推荐机制,帮助用户根据自身特点制定有效的饮食,生活和运动计划,从而达到预防疾病,提高生活质量的目的。

四、总结

知识图谱是Internet领域的新兴技术,并迅速成为知识管理领域的热门研究课题。 本研究旨在将知识图技术引入中医保健领域。建立了新的中医保健知识图谱知识库系统,开发了相应的知识组织,知识获取和知识服务技术体系。 知识图谱为中医保健知识体系的系统组织和深入分析提供了一种新颖的方法,在中医保健领域的知识管理,知识服务,教育和培训方面具有广阔的应用前景。

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