血液透析患者中医证候诊断知识图谱及辅助决策系统构建
作者单位：山东中医药大学
学位级别：硕士
导师姓名：张法荣
授予年度：2023年
学科分类：1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学]
摘 要：目的:设计实现中医知识图谱及辅助决策系统,包括中医证候诊断知识图谱,HD患者证候-证素权值矩阵,证候问卷分析系统,以及数据库、数据管理、数据处理、数据可视化等功能模块,实现从问卷到辅助诊断到辅助诊断结果图谱展示的过程,为HD患者选择适宜的中医治法提供一些辨证参考。同时为医师提供一定的远程证候信息采集与临床辅助决策功能。方法:1.采用斯坦福大学医学院的领域本体七步法构建知识图谱模式层(本体),通过BILSTM-CRF模型对知网、万方、维普既往文献以及山东省中医院病案系统既往病例中的非结构化的病案信息进行实体命名识别,将识别结果嵌入本体层构建血透患者证候-证名-病名知识图谱,通过D2R技术对《中医诊断学》、《中医临床诊疗术语证候部分》、《证素辨证学》中的已有的结构化信息实现数据清洗与转化,构建中医证候-证素-证名知识图谱,通过对上述两个知识图谱进行本体融合获得血透患者证候-证素-证名知识图谱。2.通过图谱知识推理,获得病例证素信息,并进行证候证素进行频次及关联分析。3.对上一步获得的标准证候(症状体征)与证素,参考朱文峰教授双层频权减叉算法,计算各证候证素权值,并进行权值简化,证候作为行名,证素作为列名,构建初步HD患者证候-证素权值矩阵。结合《证素辨证学》中证候-证素的通用权值,拓展HD患者证候-证素权值矩阵。之后将通用与HD患者两权值矩阵相加,得到最终的HD患者证候-证素权值矩阵。4.设计证候问卷,将患者在问卷中选择的证候相关的矩阵行名输入,将矩阵中非输入行的子块赋值为空矩阵,对矩阵所有行按列求和,将列值和进行从大到小排序,大于诊断阈值输出列名,也就是证素,该证素即为证素诊断结果,将得出的证素组输入证素-证名诊断知识图谱,连结节点数量排名前三位的证名输出为证名结果。5.选用合适的应用框架将知识图谱与问卷分析结合,使问卷分析结果经过知识图谱的知识推理后,动态展示于前端,将系统运行于服务器实现服务提供。6.取病案数据库随机病案92例进行证名推荐准确率观察。结果:1.文献与医院病案系统中的非结构化的血透患者的医案文本,对医案数据进行分析后,总结出7个实体类型。通过BILSTM-CRF模型实现自动化命名实体识别,通过实体标注训练,该模型f1值0.92314。将人工检验过的识别结果嵌入本体层构建血透患者证候-证名-病名知识图谱,其中证候实体632种5009个,证名实体268种398个,病名12种398个,三元组9922个。通过D2R技术对《中医诊断学》、《中医临床诊疗术语证候部分》、《证素辨证学》中的已有的结构化信息实现数据清洗与转化,构建中医证候-证素-证名知识图谱,证候实体632个,证素实体53个,证名实体523个,治法实体96个,三元组4920个。通过对上述两个知识图谱进行本体融合获得血透患者证候-证素-证名知识图谱。其中证候632种5641种,证名实体532种921个,证素实体53种1531个,治法实体96个,三元组16230。2.对文献来源病历与病案系统来源患者总计398例进行证素、证候频次统计得出表7、表8。病位证素肾与脾频次分别为319次与288次,为血透患者重要的病位证素,病性证素湿,气虚,阳虚,血瘀频次分别为301,294,152,143,为血透患者重要病性证素。倦怠乏力,久不欲食等气虚脾虚证候出现频率最高,分别为301次与216次。对证候-证素-证名进行关联分析后发现证素“肾相关的证候苔白,腰酸,舌淡,无尿,脉沉,脉细,腰痛,倦怠乏力,水肿,久不欲食,舌苔腻,睡眠不实等症状支持度与置信度都相对最高。3.对获得的198个标准证候(症状体征)与39个证素,参考朱文峰教授双层频权减叉算法,计算各证候证素权值,并进行权值简化,证候作为行名,证素作为列名,构建初步HD患者证候-证素权值矩阵。以《证素辨证学》中证候-证素的通用权值为基础,建立632个证候53个证素的通用权值矩阵。HD患者证候规范参考《证素辨证学》,规范后198个证候属于632个证候子集,39个证素亦属于53个证素子集。将其余434个证候与13个证素所在行列赋值为空矩阵,拓展HD患者证候-证素权值矩阵至632行53列。之后将通用与HD患者两权值矩阵相加,得到最终的HD患者证候-证素权值矩阵。4.结合证素辨证学证候分类全面收集患者信息,设计证候问卷,共分为20个问题,每个问题后有若干选项,为多项选择,若无异常亦可不选,将患者在问卷中选择的症状汇总,在后台HD患者证候-证素权值矩阵中相关的矩阵行名赋值,将矩阵中非输入行的子块赋值为空矩阵,对矩阵所有行按列求和,将列值和进行从大到小排序,大于诊断阈值输出列名,也就是证素,依据朱文锋教授证素三级分类法,将权值14作为分界,单证素权值和超过14,输出证素名称,低于14,不计入,输出证素组即为证候的证素诊断结果5.采用开放源
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