中药药理信息平台数据库建立的研究*
2014-11-21河北中医学院王建岭李仁玲石家庄050091
河北中医学院 王建岭 李仁玲 (石家庄050091)
中药药理具有丰富的信息资源,包括中药药物、期刊文献、教育及实验信息等,这些信息对中药药理学习和研究非常有用,但是信息分散不方便获取和利用。为了拓宽中药药理信息的获取渠道,搜集、整理中药药理信息,结合网络和数据库技术,为信息需求者提供服务,提高资源的价值。[1]
1 中药药理信息数据库结构
中药药理信息系统为中医药科研、教育提供中药药理信息支持,这些信息包括中药基本信息、毒理、实验方法等等。科研人员和学习者可以查询中药化学成分、临床药理等方面,并可利用数据挖掘技术,获取这些信息中蕴含的非常有价值的知识。本系统的体系结构如图1所示。
图1 中药药理信息系统结构
中药药理信息系统内设立科学研究、教育资源及论坛等。科学研究为科研人员开展中药药理研究提供中药药理信息、研究现状及研究方法等基本信息。另外,科研人员及学生可利用本系统方便快捷地查询到相关实验研究方法等。教育资源为师生学习中药药理学的平台,包含中药药理学教学视频、课程、课件等。科学研究展现中药药物信息、中药药理学研究现状、研究方法及相关实验研究方法等信息。论坛是中药药理研究者学习交流的空间,彼此交换信息,解答学习中的疑惑,促进中药药理学学习的深入。
中药药理信息系统强大的服务能力来自后台强健又有大量数据的数据库支持。数据库首先设计数据库的结构及数据表字段的选择,数据表与数据表间建立适当的关系,以便在信息使用中进行信息关联和检索。因此,充分分析理解中药药理信息,发掘中药药理信息数据间的内涵关系。这些数据包含中药药物基本信息(包括药物属性、化学成分等)、文献信息(包括文献题名、来源、作者、关键词、摘要等)、实验方法信息(包括样品、仪器、动物、造模方法、实验步骤等)、动物信息(包括动物名称、种属等)和检测方法信息(包括检测方法、效应部位、指标等)等。
2 中药药理信息数据库的建立
2.1 中药药理信息数据库主题的确定 在数据库建立中,首先分析不同中药的药理信息特点,实验方法等,确定中药信息、实验等的重要属性,从而确立数据库的主题内容、数据结构及粒度,根据不同类型的信息建立相关数据表及其相关联信息的关系。
中药药理信息内容丰富,对信息进行分类并在数据库中确定主题,如药物、文献、实验方法等。主题中数据的粒度是衡量数据库中数据的运用能力,反映数据仓库所能回答的问题多少,也会影响仓库中数据的存储量。数据的粒度划分的越细,则实例的属性描述的越丰富、越准确。[2]然而,粒度过小数据的综合运用能力下降。数据库设计中根据中药药理信息的特征,以及用户对信息的需求情况,确定中药药理及相关信息数据的粒度。这样数据库既能准确描述中药药理及相关内容的信息,又能为用户提供更加丰富的信息用于学习研究和发掘有价值的信息应用。例如:
文献:文献题名、来源、作者、关键词、中文摘要、英文摘要……
中药:药名、别名、英译名、药材基原、动植物形态、资源分布、性味、归经、功效、主治、用法用量、产地、化学成份、药理作用、毒理学、药材基原、资源分布、栽培或养殖、采集加工、炮制方法、药材鉴别……
中药化学成分:品名、化学名称、理化性质、分子式、药理作用、功效、临床应用、毒性、不良反应、用途分类……
药理研究方法:方法名称、方法介绍、操作过程、特点……
2.2 中药药理信息数据库的关系建立 中药药理信息数据库中逻辑模型就是关系模型,一个主题就表示一个关系。各主题的数据表间存在某种联系,关系数据库中将数据表间的联系都用关系来表示。[3]因此,中药药理数据库中数据组织都用关系来表示。便于用户检索和挖掘中药药理信息,建立各项中药药理主题关系,比如中药药物、实验、文献等一级关系。对一级关系进一步细化,建立更加精细的关系,如中药药物关系又包括药物信息、中药药理作用、中药化学成分、实验等,例如中药药理数据库中部分关系如图2。
图2 数据库部分关系
2.3 中药药理信息数据库的系统建立 中药药理信息平台数据库架构关键在于数据库的建立和数据应用平台的建设。
信息系统是采用基于B/S 的3 层体系结构,运用SQL server 数据库技术、JDBC 技术和JSP 技术进行设计与实现。
数据库采用SQL Server 建立数据库模型。SQL Server 建立数据库对数据有效组织和管理,用户可以联机检索和建立数据分析。此外,SQL Server 的多种工具创建对数据的联机分析处理(OLAP),并且具有对数据进行数据挖掘方案。
采用B/S 模式,可以提高用户对数据库的利用效率和方便性。使用JSP 及Javabean 技术开发Web 服务器,用户利用浏览器远程登录服务器对数据进行管理和应用。并且系统提供专门窗口对数据库进行管理,例如数据录入、数据整理、数据清理、数据分析等。
3 中药药理信息数据库系统的应用
中药药理信息系统主要服务模块有科学研究、教育资源、论坛。科学研究模块中用户可以利用数据库录入的文献信息,药物信息,药理实验等大量中药药理相关信息。研究人员可以查询各种中药的药理文献、药理机理、实验模型等等信息。还可以利用数据挖掘技术,如人工神经网络、遗传算法、规则推理等,在大量数据中发掘潜在的有价值信息,以帮助研究者找到各种中药的新应用,从而生成新的信息和知识,并可以帮助研究者开发新药及疗法。
教育模块主要提供中药药理学习资源,如中药药理主要教材、名家讲义和视频教程、药理实验操作及视频等等信息。供教师和学生学习中药药理知识,了解药理实验过程和药物作用,提高学习中药药理的效率,为校外人员提供学习的环境和条件,促进中药知识的普及。
论坛为中药药理学习提供交流平台,分为多项学术专题讨论区、疑难问题解答区等。在这些专题区中,可以共享中药药理信息资源,例如,文件、光盘,提高信息资源的利用率,使用户更方便地获取中药药理的信息。交互讨论区使用户可以与其他人做到即时的联机交谈,解决中药药理研究和学习中的疑难问题,探讨中药药理研究机理及发展的。
4 结语
利用计算机技术来整理、分析中药药理信息,建立广泛应用的数据库,收录中药药理及相关信息,为中药药理学的研究和教学提供丰富的信息资源和可挖掘的宝贵数据。通过此平台研究者和学习者可以交流探讨中药药理知识和方法,推动中药药理学的发展。
[1]王建岭,李仁玲,段彦蕊,等.中药药理信息系统建设初议[J].河北中医药学报,2011,26 (3):48-49
[2]吕海燕,车晓伟.数据仓库中数据粒度的划分[J].计算机工程与设计,2009,9:2 323-2 325
[3]Rosina S,Mohammad S.Design of a hospital-based database system [J].International Journal on Computer Science and Engineering,2010,2 (8):2 616-2 621