“健目”知识本体构建研究

夏秋芳+李敬华+王映辉

摘要：本文运用本体构建方法，以50本中医古籍文献中眼部预防保健知识为资源，整理术语清单，对健目术语进行概念分类，探索建立概念间关系，利用Protégé 5.0软件构建“健目”知识本体，并进行可视化展示，为进一步搭建“健目”知识服务信息系统提供支持，同时也为中医养生领域知识表达提供参照。

关键词：眼部保健；中医养生；明目；知识本体；Protégé软件

中图分类号：R21；R276.7 文献标识码：A 文章编号：2095-5707（2017）04-0011-04

Abstract： By using ontology construction method， and setting eye prevention and health care knowledge in 50 TCM ancient books and literature as resources， this article combed term list， conducted concept classification for terms of healthy eyes， and explored and established relation among concepts. It also used Protégé 5.0 software to build the knowledge ontology of “heathy eyes”， and carried out visual demonstration， in order to further support the establishment of “healthy eyes” knowledge service information system and provide references for knowledge expressions in TCM health preserving field.

Key words： eye health care； TCM health preserving； improving eyesight； knowledge ontology； Protégé software

視功能是影响人们日常生活质量的主要功能之一，现代社会随着人们生活方式和习惯的改变，环境污染、电子产品渗透等原因导致的近视、视疲劳、干眼症等眼科疾病发病率逐年提高，甚至已成为“国民病”。同时，世界卫生组织（WHO）设在日内瓦的防盲及防聋规划主任Thylefors博士指出，中国是全世界盲人最多的国家，约有500万盲人，占世界盲人口的18%，每年在中国约有45万人失明，并呈逐渐发展趋势，预计2020年中国盲人数将增加4倍。越来越多的人开始关注眼部保健养生问题，因而，提高人们对眼部养生保健知识的认知、了解，预防眼病发生发展成为迫切需要。

中医眼科历史悠久，已形成较为完备的诊治体系，从解剖生理、病因病机到疾病认识与诊治、眼部功能保健与疾病预防等方面均具有十分丰富的实用信息。中医古籍文献记载的中医眼科养生保健知识对于提高视功能具有十分重要的借鉴意义和实用价值。但是，中医养生知识都是通过自由文本表达的显性知识，中医领域中所使用的术语大多存在含义模糊、一词多义、一义多词等复杂现象[1]。本体的出现为解决自由文本知识表达、实现医学术语规范化提供了方法，可以有效实现中医眼科养生知识的准确表达与合理利用，发挥中医眼科理论在现代眼科疾病及治未病方面的作用。

1 本体

本体（ontology）起源于哲学，是对世界上客观存在物的系统描述。近年来，本体在生物医学、人工智能、知识工程和图书情报等领域广泛应用，用以解决信息提取、知识概念表示和知识组织体系方面的问题，利用本体中的语义关系及推理规则集合进行研究，可实现基于本体的智能分析和知识组织，并通过智能分析预测知识增长点，是机器自动推理和智能化高级信息服务的基础[2]。

由于本体知识表达的准确性和逻辑推理作用，目前在医学领域本体研究应用广泛，如外科手术、疾病的治疗、医学图像处理等。国际上本体在医学中应用实例，如：尼日利亚计算机和信息技术科学家Alamu FO等[3]利用Protégé软件开发疟疾语义本体，将本体应用于不同人群，运用实例注释方法进行探索；美国加利福尼亚大学医学部Ida Sim等[4]利用建模方式探索本体在科学研究各个阶段所能发挥的作用，等；在国内中医药方面应用的实例有：纪军等[5]探讨了基于本体论的针灸学领域本体构建方法，初步建立了领域框架模型；林尔正[6]构建了中医骨伤本体，搭建语义检索系统，探索基于语义的检索和知识共享等。

2 “健目”知识本体构建

“健目”是指运用各种医疗保健方法作用于眼部，从而使视功能达到或恢复良好状态，改善生存质量。“健目”本体构建以古代中医古籍文献中眼部保健相关内容方法为对象，运用斯坦福本体构建七步法实现[7]。“健目”知识本体的构建为中医眼科养生保健知识系统概念描述与表达提供了方法与途径，为搭建中医“健目”知识服务信息系统奠定基础。

2.1 “健目”知识本体相关文献来源

为保障挖掘内容的系统性、丰富性，从眼科、养生双重角度选取中医古籍文献，综合选择了中药、医方、饮食方、针灸按摩等古籍，同时选择该专业中具有代表性古籍作为纳入对象，最终共计50种中医古籍文献入选（见表1）。

2.2 应用专用工具Protégé构建本体

构建本体的常用软件有Protégé，Jena，Isaviz，Apollo，O-Device，DLDB-OWL和SWOOP等几种。Protégé软件由斯坦福大学医学院生物医学信息研究中心开发，可以轻松构建有效的基于知识的系统。目前，Protégé 5.0版本可以在各种平台上运行，支持定制的用户界面扩展，并结合开放知识库连接（OKBC）知识模型，与标准存储格式（如关系数据库，RDF/XML，Turtle，OWL/XML，OBO）进行交互，可以轻松创建、上传、修改和共享本体，进行协作查看和编辑。本研究即运用Protégé 5.0来实现“健目”知识本体的构建。

3 “健目”知识本体结果呈现

3.1 确定基本概念，构建清晰完整概念体系

从50种中医古籍中选择能准确概括“健目”功能的关键词进行知识提取，经过数据筛选，共提取健目术语590条。对提取的术语概念进行抽象归纳，并评估其重要性，选出精确表达领域知识的关键性术语作为概念的类，共归纳健目相关知识为19个大类，即人群、解剖部位、养生方法、疾病、名医名家，及体质、来源、使用频次、作用、药物、医方、其他疗法、治法、操作方法、禁忌、备注、症状、证候、著作，参考中医药一体化语言系统、中医药学主题词表、中医眼科教材等，对提取的概念类进行定义，并明确概念范围，见图1、图2。

3.2 建立“健目”知识本体逻辑体系

属性和关系是构建本体的基础，关系构建时应重点关注用户关心的内容[8]，分析“健目”知识本体概念的关系，依据本体构建的标准及关系特点，并增加语义检索式的其他关系。共完成9个语义关系定义（见表2）。

如图3所示，以“养生方法”为例，“养生方法”由“按摩养生”等方法组成，“按摩养生”由“梳头”“熨目”“按双眉”“点按穴位”“按摩法”组成（用 表示），“按摩法”具有“平肝行气”“回阳开窍”“消癥明目”（用 表示）的作用，“按摩法”可治疗“络阻暴盲”（用 表示），详见图3。

4 讨论

本文依据古代中医文献中眼科保健相关信息为基础，收集术语590条，完成19类概念分类及9个语义关系定义，初步构建“健目”知识本体。该本体在针对使用群体细分、实际應用有效性检验方面有待进一步探索。目前已构建中医养生领域知识本体为数不多，因而构建中医眼科养生保健知识本体不仅为进一步搭建“健目”知识服务信息系统提供支持，同时也为中医养生领域知识表达提供参照。

本体被越来越多地应用到医疗领域，在中医养生方面尤其是专科养生内容方面仍旧存在较大探索空间，加强本体构建精准逻辑定义及逻辑推理功能，建立基于OWL知识库研究，更好地实现知识检索应用可作为今后应用发展方向之一。另外，“健目”知识本体在专家系统应用方面也有探索可能，目前已有眼科疾病专家系统知识表达方式采用生产式规则、目标驱动、逆向推理的推理机制[9]，这些做法还不能较好体现中医错综复杂的概念关系，同时诊断推理方面实现高效准确诊断功能也有待提高。因此，“健目”知识本体在眼科疾病诊断专家系统应用方面也将发挥一定效用。

参考文献

[1] 于彤，崔蒙，高宏杰，等.中医养生知识管理的现状和发展思路[J].中国数字医学，2016，11（4）：73-75.

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[6] 林尔正.基于中医骨伤古籍本体的语义检索研究[D].福州：福建中医学院，2008.

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[9] 周仲宁.眼科疾病诊断专家系统的研究与实现[J].计算机工程与应用，1998（6）：80-81.