赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱构建
2021-04-02张雨琪李宗友王映辉李敬华于琦朱玲姜威杨佳楠宋源于彤
张雨琪 李宗友 王映辉 李敬华 于琦 朱玲 姜威 杨佳楠 宋源 于彤
摘要:目的 构建用方经验知识图谱,辅助北京皮肤科赵炳南、朱仁康流派学术思想与临床经验传承。方法 以书籍、论文为数据来源,制定包含疾病、证候、症状、病程阶段、治则、方剂、中药、用法、医家及其间关系的知识框架。基于框架编写知识抽取表,获取包含多类实体、关系的知识,将每条知识的唯一编码设置为所涉实体、关系的知识来源属性。参考术语标准,计算术语相似度,使用Protégé为证候术语构建本体。将本体对关系的匿名类表述修改为三元组,与知识图谱融合,选择图数据库Neo4j,导入知识并发布于在线平台。结果 构建了包含5 999个实体、20 312条关系的赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱。约束涉及医家间有师承关系,可获取流派知识;约束知识来源属性相同,可区分涉及多类实体的已有知识与因知识融合而显现的隐性知识;也可通过实体、关联深度的筛选进行快速检索。结论 通过知识图谱可便捷地获取、对比流派知识,能够辅助名老中医知识的传承、创新。
关键词:学术流派;知识图谱;方剂;中医皮肤科;隐性知识
中图分类号:G353.1;R27 文献标识码:A 文章编号:2095-5707(2021)02-0001-05
DOI: 10.3969/j.issn.2095-5707.2021.02.001 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Construction of Knowledge Map on Experience in TCM Prescriptions of Dermatology Schools of Zhao Bingnan and Zhu Renkang
ZHANG Yu-qi, LI Zong-you, WANG Ying-hui, LI Jing-hua, YU Qi, ZHU Ling, JIANG Wei, YANG Jia-nan, SONG Yuan, YU Tong*
(Institute of Information on Traditional Chinese Medicine, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China)
Abstract: Objective To construct a knowledge map of TCM prescriptions to assist the inheritance of the academic thoughts and clinical experience of Beijing dermatology schools of Zhao Bingnan and Zhu Renkang. Methods Books and papers of the academic schools were selected as the data source. A knowledge schema including disease, syndrome, symptom, disease stage, treatment, prescription, usage, doctor and their relationships was constructed. A template based on the schema was developed to extract knowledge containing multiple types of entities and relationships. A unique code of each piece of knowledge was set as the attribute of the knowledge source of the entity and relationship involved. Referring to terminology standards, term similarity was calculate, and Protégé was uses to construct ontology for syndrome terms. The anonymous class expression of the ontology pair relationship was modified into triples, merged with the knowledge map. Map database
名老中醫学术思想和临床经验是中医药传承的重要内容,这离不开中医学术流派的研究[1]。学术思想的传承和创新会对流派内方剂配伍理论产生深远影响,体现出流派个性知识[2-3]。因此,中医药传承需要特别关注用方经验。
针对名医传承文献量大、知识密集而琐碎的情况,目前对名医用方经验的信息化研究普遍采用数据挖掘获取核心配伍的方式。虽然可提炼出核心学术思想,但难以反映传承脉络中知识的发展创新,且舍弃了医家体现于完整方剂中的灵活组合与变通。
知识图谱能从大量数据中提取、表达知识,不需进一步抽象,已应用于医案[4]、脂肪性肝病[5]等名医经验的传承。该方法还能展示知识点间的关联,有助于系统梳理传承关系。因此,为辅助具有赵炳南、朱仁康两大流派的北京地区中医皮肤科[6-7]经验传承,本文构建赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱。
1 资料与方法
1.1 知识框架构建
稳定的传承体系、鲜明的学术思想是当代中医学术流派确立的基本和必要条件[8];各流派医家对病、证的认知,在病程不同阶段根据患者症状灵活调整治则与具体用药的准则各具特色;皮肤科尤为重视内服、外用疗法的各自优势。因此,赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱使用疾病、证候、症状、病程阶段、治则、方剂、中药、用法、医家9类实体及其间关系表述这些用方经验,构建如图1所示的知识框架,保留从病因病机等角度的抽象总结,设置为医家运用方剂这一关系的属性。各类实体的定义、示例如表1所示。
1.2 原始文献采集
选择以北京皮肤科名医赵炳南、朱仁康为核心医家的2个学术流派,在中国知识资源总库(CNKI)和当当购书平台(http://book.dangdang.com/)中检索包含医家用方经验或师承关系知识的期刊论文、会议文献、报刊、学位论文及图书文献,检索时间范围截至2015年12月31日。对检索到的文献进行人工筛选,最终纳入156篇论文和2本书籍,并获取全文。
1.3 知识抽取
当涉及多类实体时,连通的知识图谱表达的不一定是已知成立的知识。例如,当存在如图2所示的关系时,可知医家“朱仁康”运用过“养血润燥、清热解毒”治则、分析过“血虚风燥”证候;“养血润燥、清热解毒”治则可治疗“血虚风燥”证候。但无法得知医家“朱仁康”是否使用“养血润燥、清热解毒”治则治疗过“血虚风燥”证候。
为此,在进行知识抽取时,将根据知识模板进行抽取。模板的每行代表涉及多类实体、关系的一条知识,该条知识内任意三元组组合表达的知识均成立。定义模板示例见表2、表3。
表2模板用于从文献中抽取明确表述的师承关系,如示例所示,医家1、2依次对应师、徒。表3模板用于抽取用方经验,包括知识框架中的9类实体,如示例所示,在一条知识中可有实体缺失。为便于溯源,记录每条知识的文献来源;为用方经验的每条知识进行唯一编码,设置为该知识中所有实体、关系的“知识来源”属性,以便后续查询。人工对知识进行抽取,保证知识质量,并进一步将症状、中药知识拆分为单个实体。
1.4 数据规范化处理
相较于知识框架中其他概念而言,证候术语的表达更加多变。其字序可颠倒,如“肾虚肝郁证”与“肝郁肾虚证”;“期”“证”“病”可混用,如“热毒壅盛期”“热毒壅盛证”“热毒病证”;可复合使用,如“心火炽盛,脾湿内蕴”;或表述较随意,如“痰瘀型证属痰瘀交结”。因此,若直接使用真实数据中的证候术语构建知识图谱,根据证候名称查询其相关知识将难以命中。为此,需规范化处理证候术语,进而构建证候本体,加强其语义信息,通过更普遍使用的正名、来自真实数据的异名、不同证候术语间的语义关联提升查询效果。
由于上述术语特点,证候标准化时需将其名称拆分、重排、更改证候结尾字的“期”“病”等,在术语表中进行反复查询,十分繁琐。因此,根据证候保留古文单字表达语义的特点,将证候视为以字为词的短句,以《中医病证分类与代码(修订版)》[9]及《国际疾病分类第十一次修訂本(ICD-11)》[10]中共3 207个证候术语为原始语料,使用Jieba分词将证候术语分隔为字,将word2vec参数设置为windows=2,sg=1,hs=0,size=110,训练得到字向量,进一步拼接为证候术语的向量。计算向量间的余弦距离,即可在查找真实数据所对应的标准证候术语时,不需严格保证字序与结尾字。取相似度排名前20位的证候术语作为备选进行进一步人工判别,以获取到的标准术语为正名,借鉴《中医病证分类与代码(修订版)》的分类体系,使用Protégé工具构建证候本体。
中药术语使用古今医案云平台的标准化功能,选择默认规则库,进行标准化处理;而后进行人工审校,修正不当的结果。将标准化结果作为中药的正名,原名作为异名,获得中药的规范化术语。
1.5 知识图谱数据转换与导入
将证候本体owl文件以匿名类表述关系的方式修改为三元组格式,进而获取实体及其属性、关系知识,联合知识抽取得到的师承关系、用方经验知识,由专业人士进行实体消歧与知识融合。其中,与不同疾病相关的证候判定为同名的不同证候,反之亦然,相当于疾病或证候的进一步分类;同名且组成相同的方剂判定为同一方剂。为实体和关系赋予唯一ID。选择Neo4j图形数据库,导入用方经验知识,并将其发布于在线平台中医药知识图谱中。
2 结果
赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱包含5 999个实体、20 312条关系,完整保留了医家所用方剂的药物组成、临床应用知识,存储了相应的医家经验,并将知识关联至传承脉络中。约束知识与具有师承关系的不同医家相关,可查询流派的学术传承情况;约束属性“知识来源”的多个值中至少有一个相同,可获取涉及多类实体和关系的复杂知识;也可以通过系统提供的筛选、过滤功能指定实体与关联深度,进行简单的快速查询。例如,朱仁康、赵炳南均善从卫气营血理论辨证治疗皮肤病[7,11],以血热证治疗为例,可以利用知识图谱辅助对其用方经验传承和差异的认知。
2.1 流派用方经验传承示例
如图3所示,在知识图谱中使用证候本体与用方经验数据相配合,查得在血热证类下,朱老治疗过药物性皮炎之血热证、慢性湿疹之血热证等不同血热证分型;所用方剂皮炎汤、皮癣汤加减中都使用了地黄、赤芍、牡丹皮三药配伍。其弟子许铣传承了这一配伍经验,将其化裁入四物消风饮。查阅相关文献可知,该配伍是朱老治疗血热证常用的角药,取热入血分时“恐耗血动血,直需凉血散血”之意[12];许铣教授用其治疗由素体血燥、外感风热引起的脂溢性皮炎[13],在调荣、滋血、消风的四物消风饮之外,加用了该凉血散血的配伍。
如图4所示,在知识图谱的用方经验数据中,查得赵老及其弟子陈彤云、再传弟子陈勇在治疗银屑病或进行期银屑病之血热证时,均使用了白茅根、生槐花、丹参、地黄、紫草和赤芍。查阅相关文献可知,赵老认为血分有热是银屑病发病的关键因素[14],针对银屑病血热证创制了经验方凉血活血汤,上述药物为其主要组成[15]。陈彤云的用方经验、陈勇的常用药物即为对此方的传承创新。
2.2 流派用方经验异同对比示例
如图5所示,朱老与赵老在银屑病辨证经验中均指出血热类证候的存在,但用方经验有所不同。朱老的克银一方以清热解毒为治则,从药物组成可知其不重活血;赵老则以凉血活血为主。查阅相关文献可知,虽同为从血热论治银屑病的代表[16],朱仁康流派与赵炳南流派在病机病位认识上仍有差异。赵老认为热郁于血分[14-15],朱老则认为热在气营,波及血分[17-18],因而表现出用方经验的差异。然而,对比图4、图5,可见赵炳南再传弟子陈勇在凉血活血基础上加用了清热解毒药;朱老于后期克银一方化裁中也加用了凉血活血角药地黄、赤芍和牡丹皮。
3 讨论
赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱将“知识来源相同”的范围限定为在文献中完全写明、无需任何推论的内容,需解读文本后才能获取。在使用命名实体抽取模型对规模更大的自然语言文本进行知识抽取时,可将“知识来源相同”限定为同一句、同一段、同一诊次等,依据需求放宽至不同层次。
中医注重医家经验,强调个性化治疗,这使得不同医家的知识不一定完全兼容。因此,赵炳南、朱仁康皮肤科流派用方经验知识图谱一方面选用同一地区、相同时代的流派知识,避免知识融合时的严重争议;另一方面通过填充知识模板,抽取与医家关联的、涉及多类实体和关系的知识,辅以“知识来源”匹配的搜索方法,将知识图谱中已有知识与可能成立的隐性知识区别。前者用于可靠地指导临床,是中医传承的主体;后者使不同来源知识相互印证、诠释,有助于解读中医知识。通过便捷、直观的流派内用方经验传承的梳理、流派间用方经验的对比,能够辅助中医药传承与创新。
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(收稿日期:2020-12-29)
(修回日期:2021-02-01;编辑:郑宏)