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病歷知識庫的構建探索與實踐
病歷知識庫的構建探索與實踐【關鍵詞】 知識庫管理系統
摘要：以循環系統心外科疾病作為研究范圍，討論如何根據臨床醫學的特點、病歷書寫規范和病歷管理的要求，選擇大量的規范病歷，經過歸納、提煉和分類，運用模糊數學方法，借助計算機建立病歷知識庫軟件。
關鍵詞：電子病歷；專家系統；知識庫；知識庫管理系統
Abstract: This thesis discusses to how to choose a great deal of case distory of criterion,according to characteristics of clinic medicine,by suming up and abstracting and classifying,to use the blur mathematic method to establish the case history repository with computer.
Key words:electronic case distory ; expert system ; repository ; repository management system
病歷知識庫是開發電子病歷軟件和臨床應用輔助專家系統的基礎，應用前景廣闊。病歷知識庫的研究在國內剛剛起步，尚未見相關文獻發表。
1 國內外病歷知識庫研究現狀分析
衛生部制訂的《全國衛生信息化發展規劃綱要（2003-2010年）》中指出，“三級以上醫院在全面應用管理信息系統的基礎上，要創造條件，重點突出臨床信息系統的開發應用，如電子病歷、數字化醫學影像、醫生和護士工作站等應用。有重點的建立一批國家數字化示范醫院，跟蹤世界醫院信息化發展的趨勢。” 衛生部制訂的衛生信息化十五規劃中，已重新修訂了《醫院信息系統基本功能規范》。新《規范》增加了門診醫生工作站、住院醫生工作站、檢驗分系統、醫學影像分系統等面向臨床的系統，強調了醫院信息系統向臨床應用過渡是下一步醫院信息化的重點。
國外臨床應用系統發展較快，有不少較先進的系統。如手術室系統、臨床監護系統、檢驗系統等，也有病歷系統，如the electronic medical record at the medical university of south carolinan 、turbodoc medical record system等，這些面向臨床的系統大都是建立在知識庫基礎上的。由于國外的病歷書寫規范和表達方式不同，系統價格昂貴，同時其病歷系統也不盡完善等因素，如缺少圖表、影像資料等，阻礙了國外臨床病歷系統在我國的推廣應用。
國內現階段的醫院信息管理系統大都以面向經濟管理為主，國內一些公司也正在開發文本型的簡單的病歷系統，這些病歷系統主要是采用文本型模板及直接打字輸入的方式書寫病歷，書寫速度慢，生成的病歷文件為文本型，沒有校對功能和病歷檢索功能，特別是疾病名稱標準化檢查功能，更沒有病案質量自動管理功能，同時基于文本型模板的書寫方式，不利于臨床思維活動，易受模板內容的影響而發生出錯現象，效果不夠理想。
2 病歷知識庫的建立方法
2.1 知識的獲取
病歷知識的獲取是病歷知識庫建立的關鍵，包括人工獲取和自動獲取兩種。 人工獲取比較普遍，它主要通過查閱專業領域的書籍、論文和專著，通過與領域專家對話，通過分析系統實際運行臨床診治記錄，通過分析疾病的起因、現象、診斷和治療等途徑來獲取知識[2].
知識的自動獲取，即機器學習，大多數專家系統不具備這種方式。知識庫中知識的正確、完備與否是臨床診斷輔助專家系統能很好工作的前提，機器學習更是這一關鍵的保證。隨著病歷知識庫的不斷運行，可能出現新的疾病，也可能發現原來知識庫中知識不正確之處。機器學習就是自動在臨床診斷和治療記錄庫中發現新的知識，完善原來的知識庫。
醫學的范圍非常廣闊，只能取其一分支切入開展研究。根據國際疾病分類法ICD10,我們以循環系統心外科疾病作為初步研究范圍，選擇較大量的臨床規范病歷，根據現行的病歷書寫規范和管理規定，對規范病歷進行歸納、提煉和分類，建立專科病歷知識庫，然后，逐步加其他人體系統的病歷知識內容，從而形成一個較完整的病歷知識庫，并生成軟件包。
病歷知識庫分為事實庫和規則庫兩類。事實庫是臨床診斷和病歷所涉及領域里的內容，如部位庫、癥狀庫、時間庫等，是為規則庫服務的。規則庫是病歷各種關系規則的集合，包括不同格式病歷內容之間的關系、各種事實庫之間的關系等，如部位與癥狀的關系，癥狀與疾病的關系等[1,2].
人工建造知識庫的方法有2種。一種是通過知識表達、程序編制及運行，一次將知識庫建造完成；另一種是通過人機對話，對知識庫進行增刪、修改、擴充和更新。我們要建立的各種知識庫各有特點，一些庫的內容大致固定并有現成的資料可利用，如疾病名稱庫（采用ICD-10作為標準）、手術名稱庫、藥物庫等，可采用前一種方法一次建成；而另一些庫的內容難以固定并沒有現成的資料可供直接利用，因此采用后一種方法，如癥狀庫、規則庫等。同時，通過鍵盤輸入或掃描等方法，輸入規范病歷，然后通過計算機自動搜索，進行模糊比較和“加權求和、閥值運算”等方法，從而對知識庫進行增刪、修改、擴充、更新和關鍵詞排序等。
病歷知識的獲取過程中遇到的問題是如何將病歷按知識特點進行分類、歸納、提煉并規范化，以及病歷書寫規則和病歷內容相互之間關系規則的歸納、整理。我們把病歷可按格式和知識特點2種方法進行分類。按格式可分為如下20類：入院病歷、病程記錄、住院首頁、專科病歷、手術同意書、手術記錄、麻醉記錄、輔助檢查單、入院護理評估、計劃護理單、護理記錄單、出院評估及指導、出院記錄、死亡記錄、特別護理單、麻醉同意書、麻醉記錄、輸血同意書、輸血記錄、會診申請單等。每一格式類型，其內容的都有一定的特點，用詞也有一定的范圍，措詞的表達方式亦存在一定的規則。如病程記錄，一般可分為首次病程記錄、主任醫師查房記錄、主治醫師查房記錄、醫師查房記錄等，除首次病程記錄的內容比較全面外，主任醫師查房記錄、主治醫師查房記錄、醫師查房記錄描述的內容大體相同，因此，可選擇大量的循環系統心外科疾病各種查房記錄進行結構、用詞、句法等進行歸納，生成查房記錄詞庫和查房記錄規則庫等。同時，各種分類格式內容之間也存在一定的內在聯系，一些規則顯而易見，如書寫規則可根據書寫規范要求即可得到，而有些規則要通過大量的統計才能揭示出來，如首次病程記錄與入院病歷中，兩者都包含患者的基本情況、主訴內容、簡單檢查情況等，這些規則形成病歷規則庫。病歷按知識特點可分為一般情況、部位、癥狀、體征、時間、病因、標點符號、常用詞、藥物名稱、手術名稱等，這些知識的表達可以細化，做到既能說明問題又無冗余。如尿的癥狀可細分為：尿痛，尿頻，血尿，乳糜尿等，這些知識形成病歷事實庫，并且要借助計算機，運用模糊比較、加權平均等方法才能建立起來。在表達準確無誤和專業的起前提下，用詞可以進一步提煉，如尿頻繁、小便頻繁、小便次數多、經常尿尿等，可提煉為尿頻。
2.2 知識庫編輯器
通常，知識庫的建立還要靠知識庫編輯器庫來實現，最簡單的情況下，這是一個為手工修改規則和數據而提供的標準文本編輯器，并包括如下功能：
（1） 語法檢查，即編輯器使用語法結構知識來幫助用戶以正確的拼寫和格式輸入規則。
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（3） 自動簿記，記錄用戶對規則修改的相關信息。
（4） 知識抽取，幫助用戶將新知識輸入到系統中去。
隨著電子病歷和醫學輔助專家系統的發展，單一的推理機制和知識表示方法，已不能勝任眾多的應用領域，對知識庫提出了更高的要求。
通過知識庫編輯器，建立病歷知識庫的步驟如下：
（1） 根據教科書，病歷書寫規范，示范病歷，醫藥資料等建立知識庫（即事實庫和規則庫）；
（2） 選取400例心外科疾病的規范病歷，輸入計算機， 通過模糊匹配，選取術語并添加事實庫內容；
（3）選取2個或2個以上事實庫的內容，分析判斷它們之間是否存在某種關系，并建立關系表達式，從而增加規則庫的內容；
（4）選取其他人體系統疾病的規范病歷，重復2、3步驟，擴充知識庫的內容。
3 知識庫管理系統
采用 Delphi 開發病歷知識庫管理系統，具有易于管理、各種功能易于實現、知識庫直觀等特點，并可以數據文件的形式容易嵌入到其他應用系統中，從而避免安裝配置數據庫引擎等麻煩工作。我們開發的病歷知識庫軟件集成了知識庫的輸入、修改、刪除、查詢、一致性和完備性的檢驗，打印輸出，知識自動獲取等功能，特別建立了具有診斷樹結構的用戶操作界面，非常直觀地顯示給用戶。
為了提高推理的效率，減少知識庫搜索的時間，按對不同類型癥狀和檢驗指標分別建立模糊規則庫和語義網絡庫。操作時首先登記好癥狀和檢驗指標，然后再進行其中的模糊規則庫和語義網絡庫的建立、查詢和打印等。
利用Delphi管理知識庫的優點還在于：①良好的字符串匹配、能很好地滿足診斷知識查詢的查詢功能及打印功能，可方便實現的知識庫檢驗功能。② 圖形字段滿足病歷知識庫中檢查部位圖形的管理。③能滿足專家輔助系統的要求及與其他高級語言的多種接口。這里提供三種方法：a.利用 Delphi命令將知識庫的數據庫結構文件（*.DBF）轉換成文本文件（* .TXT），其他語言直接對文本文件操作； b.使用高級語言直接對數據庫文件（* .DBF）進行讀寫，數據庫文件包括文件結構和文件記錄兩部分，利用其存儲格式準確地計算字段在文件中的位置及該字段的實際寬度，將文件指針指到該位置，可以對其讀寫，c.利用 ADO技術實現對數據庫文件的操作，這在Windows環境下是非常方便的。
4 結 語
應用Delphi 7.0 和SQL Server 為工具開發的病歷知識庫系統，用戶界面良好，操作直觀簡便，運行準確高效。該系統作為電子病歷和臨床輔助診斷專家系統的一個子系統，提高了整個輔助診斷專家系統的綜合診斷能力以及診斷的方便性、準確性，具有很強的應用價值。
通過以上方法對病歷知識庫的模型建立、知識表達、知識獲取和知識庫管理等方面的研究分析，提出的一種通用的輔助診斷專家系統中知識庫建立和管理的方法，極好地滿足了電子病歷發展的需要。本課題組以該方法建立的病歷知識庫系統已在紅會醫院等單位應用于臨床測試，該系統運行良好，可靠性高，知識的自動獲取功能使系統不斷自我完善。同樣，該方法也可不加修改地應用于其他輔助診斷專家系統中，如糖尿病飲食治療輔助系統的開發中。
參考文獻：
[1]馬斌榮。中醫專家系統與中醫知識庫[M].北京出版社。2004.
[2]陳文彬。診斷學[M].第5版，人民衛生出版社。2002.
[3]沈亞誠。電子病歷的研究與開發[J].中國病案，2001,（2）：2.
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