司宜蓓，郭 靜，王永博，李緒輝，黃 橋，王家瑩，靳英輝，商洪才

1. 武漢大學(xué)第二臨床學(xué)院（武漢 430071）

2. 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院針灸康復(fù)科（南京 210029）

3. 武漢大學(xué)中南醫(yī)院循證與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心（武漢 430071）

4. 南京醫(yī)科大學(xué)附屬無(wú)錫人民醫(yī)院藥物臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)辦公室（江蘇無(wú)錫 214000）

5. 北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門(mén)醫(yī)院中醫(yī)內(nèi)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100700）

前期研究中，本團(tuán)隊(duì)基于心血管疾病中醫(yī)/中西醫(yī)診療現(xiàn)狀及其指南應(yīng)用中存在的問(wèn)題，通過(guò)文獻(xiàn)檢索及廣泛調(diào)研，設(shè)計(jì)了中醫(yī)/中西醫(yī)心血管疾病指南知識(shí)圖譜框架藍(lán)圖，隨后結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn)對(duì)指南內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化組織，完成了概念層設(shè)計(jì)?，F(xiàn)以所選四篇范例文獻(xiàn)中《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》[1]為例進(jìn)行知識(shí)抽取、知識(shí)存儲(chǔ)，構(gòu)建中醫(yī)/中西醫(yī)指南知識(shí)圖譜，進(jìn)一步驗(yàn)證知識(shí)圖譜技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)/中西醫(yī)指南領(lǐng)域的可操作性和合理性。

1 中醫(yī)/中西醫(yī)指南知識(shí)圖譜構(gòu)建

1.1 概念層實(shí)體語(yǔ)義關(guān)系表設(shè)計(jì)

以《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》為例的中醫(yī)指南體系中，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相關(guān)部分內(nèi)容均符合OMAHA Schema規(guī)范，對(duì)臨床指南中OMAHA Schema未包含的中醫(yī)相關(guān)的概念層，本課題組通過(guò)反復(fù)討論進(jìn)行了補(bǔ)充，整理出的中醫(yī)指南實(shí)體關(guān)系表見(jiàn)表1。

表1 《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》實(shí)體語(yǔ)義關(guān)系表Table 1. Entity semantic relation table in“Guidelines of the Traditonal Chinese Medicine management of stable angina pectoris in coronary artery disease”

1.2 數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)

獲取實(shí)體之間的某種語(yǔ)義關(guān)系或關(guān)系的類(lèi)別后，從示例臨床指南中提取實(shí)體及聯(lián)系這一對(duì)實(shí)體的關(guān)系所構(gòu)成的三元組，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行后續(xù)計(jì)算機(jī)的處理和儲(chǔ)存。按照《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》中臨床問(wèn)題出現(xiàn)的順序進(jìn)行編號(hào)，考慮到文章的篇幅，現(xiàn)僅報(bào)告臨床問(wèn)題1、2、5、6，如表2所示。

表2 指南部分問(wèn)題及推薦意見(jiàn)Table 2. Several questions and recommendations of the guideline

對(duì)于指南問(wèn)題1，“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者有什么方藥治療方案”。推薦意見(jiàn)1為“冠心2號(hào)方（證據(jù)級(jí)別：B級(jí)；推薦強(qiáng)度：強(qiáng)推薦）：川芎10 g、赤芍10 g、紅花10 g、降香10 g、丹參30 g”。首先，將問(wèn)題按PICO原則進(jìn)行拆分，即人群為“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”，干預(yù)方法為“方藥治療方案”，對(duì)比方法和結(jié)果空缺。其次，提取實(shí)體“臨床問(wèn)題1”與“推薦意見(jiàn)1”，兩者分屬“臨床問(wèn)題”和“推薦意見(jiàn)”概念層，概念內(nèi)容“臨床問(wèn)題”與“推薦意見(jiàn)”的關(guān)系為“推薦意見(jiàn)”。提取實(shí)體“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”為“人群”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”的關(guān)系為“相關(guān)人群”。提取實(shí)體“冠心2號(hào)方”為“方藥”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“冠心2號(hào)方”關(guān)系為“涉及”。提取實(shí)體“川芎10 g、赤芍10 g、紅花10 g、降香10 g、丹參30 g”為“組方用藥”，概念內(nèi)容“方藥”與“川芎10 g、赤芍10 g、紅花10 g、降香10 g、丹參30 g”關(guān)系為“組方用藥”。

對(duì)于指南問(wèn)題2，“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀，有什么方藥治療方案”。推薦意見(jiàn)2為“若胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀者，可加蒲黃10 g、延胡索15 g、桂枝15 g或肉桂3 g、細(xì)辛3 g、高良姜10 g、薤白10～15 g等溫通散寒之品（證據(jù)級(jí)別：D級(jí)；推薦強(qiáng)度：有條件推薦）”。首先，將問(wèn)題按PICO原則進(jìn)行拆分，即人群為“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀的患者”，“伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀的患者”為“亞人群”，與相關(guān)人群“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”關(guān)系為“子類(lèi)”，干預(yù)方法為“方藥治療方案”，對(duì)比方法和結(jié)果空缺。其次，提取實(shí)體“臨床問(wèn)題2”與“推薦意見(jiàn)2”，兩者分屬“臨床問(wèn)題”和“推薦意見(jiàn)”概念層，概念內(nèi)容“臨床問(wèn)題”與“推薦意見(jiàn)”的關(guān)系為“推薦意見(jiàn)”。提取實(shí)體“伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀的患者”為“亞人群”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀的患者”的關(guān)系為“相關(guān)人群”。提取實(shí)體“冠心病2號(hào)方+溫通散寒藥”為“方藥”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“冠心病2號(hào)方+溫通散寒藥”關(guān)系為“涉及”。提取實(shí)體“川芎10 g、赤芍10 g、紅花10 g、降香10 g、丹參30 g加蒲黃10 g、延胡索15 g、桂枝15 g或肉桂3 g、細(xì)辛3 g、高良姜10 g、薤白10～15 g等”為“組方用藥”，概念內(nèi)容“方藥”與“川芎10 g、赤芍10 g、紅花10 g、降香10 g、丹參30 g加蒲黃10 g、延胡索15 g、桂枝15 g或肉桂3 g、細(xì)辛3 g、高良姜10 g、薤白10～15 g等”關(guān)系為“組方用藥”。

對(duì)于指南問(wèn)題5，“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者有什么中成藥治療方案”。推薦意見(jiàn)5-1為“注射用紅花黃色素（證據(jù)級(jí)別：B級(jí)；推薦強(qiáng)度：強(qiáng)推薦)，用法：靜脈滴注，注射用紅花黃色素100 mg或150 mg，靜脈緩慢滴注（滴速不高于30滴/min），每日1次”。首先，將問(wèn)題按PICO原則進(jìn)行拆分，即人群為“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”，干預(yù)方法為“中成藥治療方案”，對(duì)比方法和結(jié)果空缺。其次，提取實(shí)體“臨床問(wèn)題5”與“推薦意見(jiàn)5-1”，兩者分屬“臨床問(wèn)題”和“推薦意見(jiàn)”概念層，概念內(nèi)容“臨床問(wèn)題”與“推薦意見(jiàn)”的關(guān)系為“推薦意見(jiàn)”。提取實(shí)體“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”為“人群”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”的關(guān)系為“相關(guān)人群”。提取實(shí)體“注射用紅花黃色素”為“中成藥”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“注射用紅花黃色素”關(guān)系為“涉及”。提取實(shí)體“靜脈滴注，注射用紅花黃色素100 mg或150 mg，靜脈緩慢滴注（滴速不高于30滴/min），每日1次”為“用法用量”，概念內(nèi)容“中成藥”與“靜脈滴注，注射用紅花黃色素100 mg 或150 mg，靜脈緩慢滴注（滴速不高于30滴/min），每日1次”關(guān)系為“用法用量”。

對(duì)于指南問(wèn)題6，“穩(wěn)定型心絞痛患者有什么針刺治療方案”。推薦意見(jiàn)6-1為“針刺治療可選用穴位：內(nèi)關(guān)穴（證據(jù)級(jí)別：C級(jí)；推薦強(qiáng)度：有條件推薦）”。首先，將問(wèn)題按PICO原則進(jìn)行拆分，即人群為“穩(wěn)定型心絞痛患者”，干預(yù)方法為“針刺治療方案”，對(duì)比方法和結(jié)果空缺。其次，提取實(shí)體“臨床問(wèn)題6”與“推薦意見(jiàn)6-1”，兩者分屬“臨床問(wèn)題”和“推薦意見(jiàn)”概念層，概念內(nèi)容“臨床問(wèn)題”與“推薦意見(jiàn)”的關(guān)系為“推薦意見(jiàn)”。提取實(shí)體“穩(wěn)定型心絞痛患者”為“人群”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“穩(wěn)定型心絞痛患者”的關(guān)系為“相關(guān)人群”。提取實(shí)體“針刺內(nèi)關(guān)穴”為“中醫(yī)操作”，概念內(nèi)容“推薦意見(jiàn)”與“針刺內(nèi)關(guān)穴”關(guān)系為“涉及”。推薦意見(jiàn)6-2，6-3，6-4的數(shù)據(jù)層實(shí)體和關(guān)系設(shè)計(jì)方法同上（表3）。

表3 三元組關(guān)系表示例Table 3. Examples of triplet relational table

續(xù)表3

1.3 知識(shí)抽取

《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》中涉及較多中醫(yī)專(zhuān)有概念，文本復(fù)雜，本研究選擇人工抽取的方式進(jìn)行知識(shí)抽取。根據(jù)上述概念層與數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)，從指南中抽取與其相匹配的實(shí)體與關(guān)系，并整理成實(shí)體庫(kù)和三元組關(guān)系庫(kù)（表4）。

1.4 知識(shí)存儲(chǔ)與可視化展示

知識(shí)存儲(chǔ)的目的是確定合理高效的知識(shí)圖譜存儲(chǔ)方式。目前知識(shí)圖譜的存儲(chǔ)方式主要有SQL（structured query language）數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSQL（not only SQL）數(shù)據(jù)庫(kù)。在NoSQL領(lǐng)域，圖數(shù)據(jù)庫(kù)（Graph Database）受到較高關(guān)注。Neo4j是目前最常用的圖數(shù)據(jù)庫(kù)，具有高性能、實(shí)用性強(qiáng)、輕量級(jí)等優(yōu)點(diǎn)[2]。本文采用Neo4j圖數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。Neo4j以節(jié)點(diǎn)、關(guān)系、屬性為基本元素，展示了較為完整的事物描述結(jié)構(gòu)，可提供更快的事物和數(shù)據(jù)關(guān)系處理能力，能更加直觀、清晰地了解實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則[3]。

1.4.1 知識(shí)導(dǎo)入

基于抽取的三元組數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)導(dǎo)入的醫(yī)學(xué)節(jié)點(diǎn)和關(guān)系節(jié)點(diǎn)，考慮到所整理的數(shù)據(jù)為中等規(guī)模以及數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)插入的特點(diǎn)，采用導(dǎo)入CSV文件為主的方式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Neo4j中之后，可以得到如圖1所示《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》知識(shí)圖譜，其中綠色的深淺和節(jié)點(diǎn)圓形的大小分別表示推薦意見(jiàn)不同的證據(jù)等級(jí)和推薦強(qiáng)度。上文示例臨床問(wèn)題細(xì)節(jié)展示如圖2所示。

圖1 《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》知識(shí)圖譜Figure 1. Knowledge graph of "Guidelines for the Traditional Chinese Medicine management for stable angina pectoris in coronary artery disease"

圖2 知識(shí)圖譜部分示例Figure 2. Some examples of knowledge graphs

1.4.2 知識(shí)檢索

以臨床問(wèn)題1、2為例進(jìn)行檢索，通過(guò)圖譜展示發(fā)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)以多種方式查找穩(wěn)定性心絞痛患者的不同治療方案。

（1）檢索語(yǔ)句

1) 臨床問(wèn)題1：穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者的方藥治療方案是什么？

問(wèn)題類(lèi)型：查詢(xún)某人群的治療方藥

查找思路：

①查找臨床問(wèn)題中是否有與“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”和“方藥治療方案”相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，并返回其涉及的方藥名與配方（精確查找）。

②查找“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”最接近的方藥與配方(模糊查找)。

cypher語(yǔ)句：

①match (a:臨床問(wèn)題)-[:相關(guān)人群]-(c:人群{name:'穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者'}), (a:臨床問(wèn)題)-[:干預(yù)方法]-(:事件{name:'方藥治療方案'})

match (a:臨床問(wèn)題)- -(b:推薦意見(jiàn)),(b:推薦意見(jiàn))- -(c)

match (b)- -(d:方藥), (d:方藥)- -(e:組方用藥)

Return d.name, e.name

②match p=shortestPath((a:人群{name:'穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者'})-[r*..5]-(:方藥))with p ORDER by length(p)

match (b) where b in nodes(p) and b:方藥

match(b:方藥)- -(c:組方用藥)

Return b.name, c.name limit 1

檢索結(jié)果如圖3-A。

2）臨床問(wèn)題2：穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀，有什么方藥治療方案？

問(wèn)題類(lèi)型：查詢(xún)某亞人群的治療方藥

查找思路：

①查找臨床問(wèn)題中是否有實(shí)體與描述中存在“伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀”的“穩(wěn)定型心絞痛心血瘀阻證患者”的亞人群有關(guān)聯(lián)關(guān)系且干預(yù)方法為“方藥治療方案”，并返回其涉及的方藥名與配方（精確查找）。

②查找“伴有胸痛劇烈、畏寒肢冷、脈沉細(xì)或沉遲，陽(yáng)虛血瘀”的亞人群最接近的方藥與配方(模糊查找)。

Cypher 語(yǔ)句：

①match (a:亞人群) where (a.name contains'胸痛劇烈') or (a.name contains '畏寒肢冷')or (a.name contains '脈沉細(xì)或沉遲') or (a.name contains '陽(yáng)虛血瘀')

match (a)- - (:人群)- -(b:臨床問(wèn)題)-[:干預(yù)方法]-(:事件{name:'方藥治療方案'}), (b:臨床問(wèn)題)- - (:推薦意見(jiàn))-[:相關(guān)人群]-(a)

match (b)- -(:推薦意見(jiàn))- -(d:方藥), (d:方藥)--(e:組方用藥)

Return d.name, e.name

②match (a:亞人群) where (a.name contains'胸痛劇烈') or (a.name contains '畏寒肢冷')or (a.name contains '脈沉細(xì)或沉遲') or (a.name contains '陽(yáng)虛血瘀')

match p=shortestPath((a)-[r*..5]-(:方藥))with p ORDER by length(p)

match (b) where b in nodes(p) and b:方藥

match (b:方藥)- -(c:組方用藥)

Return b.name, c.name limit 1

檢索結(jié)果如圖3-B。

圖3 知識(shí)圖譜問(wèn)題檢索展示Figure 3. Knowledge atlas problem retrieval display

2 討論

自2012年5月知識(shí)圖譜的概念被Google正式提出后，因其可將知識(shí)以一種直觀、可視化的方式展現(xiàn)，并可以建立碎片化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)，已在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普及應(yīng)用，成為多個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4]。目前，醫(yī)學(xué)是知識(shí)圖譜應(yīng)用最廣的垂直領(lǐng)域之一,在智能輔助診療、醫(yī)療質(zhì)量控制及醫(yī)療知識(shí)問(wèn)答等智慧醫(yī)療領(lǐng)域都有著很好的發(fā)展前景[5]。我國(guó)醫(yī)療系統(tǒng)中傳統(tǒng)中醫(yī)與西醫(yī)并存，傳統(tǒng)中醫(yī)療法約占總數(shù)的40%[6]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，中醫(yī)藥的發(fā)展也迎來(lái)了新的局面。中醫(yī)藥領(lǐng)域的知識(shí)量大、繁雜，在知識(shí)表示與存儲(chǔ)等方面存在很大的局限性，因此知識(shí)圖譜與中醫(yī)藥的結(jié)合已成為必然的趨勢(shì)[7]。目前，知識(shí)圖譜在中醫(yī)領(lǐng)域圍繞中醫(yī)基礎(chǔ)、中醫(yī)臨床、中醫(yī)養(yǎng)生保健等多個(gè)方面取得了一些進(jìn)展，但通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前罕有研究圍繞中醫(yī)/中西醫(yī)結(jié)合臨床指南知識(shí)圖譜構(gòu)建與應(yīng)用展開(kāi)探討[8-10]。因此，基于中醫(yī)/中西醫(yī)結(jié)合臨床指南構(gòu)建用于輔助臨床決策的醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜值得深入研究與推廣。

為更好地體現(xiàn)“證據(jù)等級(jí)和推薦強(qiáng)度”這一指南特有內(nèi)容，在進(jìn)行《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》概念層實(shí)體語(yǔ)義關(guān)系表設(shè)計(jì)時(shí)，本研究將指南特有“證據(jù)等級(jí)和推薦強(qiáng)度”作為推薦意見(jiàn)屬性進(jìn)行提取和展現(xiàn)。在數(shù)據(jù)層構(gòu)建過(guò)程中，由于中醫(yī)的辨證論治特點(diǎn)以及中醫(yī)指南的行文結(jié)構(gòu)，本課題組在綜合考慮指南數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及為后續(xù)大量指南提取提供參考等問(wèn)題后，決定根據(jù)指南推薦意見(jiàn)提出臨床問(wèn)題，然后按照PICO原則對(duì)問(wèn)題進(jìn)行拆分。在進(jìn)行指南知識(shí)抽取時(shí)，對(duì)于指南推薦意見(jiàn)中缺少的實(shí)體，本研究組進(jìn)行實(shí)體補(bǔ)充，以確保指南信息存儲(chǔ)的完整性。如對(duì)中醫(yī)證型的伴隨證型及治療方案進(jìn)行提取時(shí)，本課題組補(bǔ)充了伴隨證型的主要中醫(yī)證型以及加減藥物的初始方藥，以確保指南信息存儲(chǔ)的完整性。另外，在進(jìn)行中醫(yī)方藥成分提取時(shí)，將組方用藥作為整體進(jìn)行提取以利于后續(xù)知識(shí)圖譜在知識(shí)問(wèn)答、臨床決策等方面的應(yīng)用。另一種策略是對(duì)組方用藥中各個(gè)成分進(jìn)行單獨(dú)提取，對(duì)多個(gè)指南知識(shí)圖譜的融合及真實(shí)世界證據(jù)補(bǔ)充后的知識(shí)推理可起到一定的促進(jìn)作用，便于探索某種組方用藥成分或聯(lián)合用藥是否對(duì)另一種證型有效，兩種提取方案可視研究目的選擇使用。最后，建議中醫(yī)/中西醫(yī)臨床指南以及西醫(yī)臨床指南的編者在書(shū)寫(xiě)推薦意見(jiàn)部分時(shí)可以參考PICO原則，明確臨床問(wèn)題、人群與操作等，便于臨床醫(yī)生閱讀，利于相關(guān)知識(shí)圖譜構(gòu)建，提高指南在臨床決策和實(shí)踐中的可操作性。

本研究以《冠心病穩(wěn)定型心絞痛中醫(yī)診療指南》為例，提出并設(shè)計(jì)完成了中醫(yī)指南的知識(shí)圖譜，系統(tǒng)、全面、規(guī)范地展示了中醫(yī)臨床指南內(nèi)容，為今后指南數(shù)字化、智能化提供了基礎(chǔ)。同樣臨床指南知識(shí)圖譜可運(yùn)用于輔助臨床決策系統(tǒng)、知識(shí)問(wèn)答等多個(gè)領(lǐng)域，有利于推動(dòng)指南的實(shí)施、推廣與傳播。該臨床指南知識(shí)圖譜的構(gòu)建思路也可為其他疾病中醫(yī)/中西醫(yī)結(jié)合臨床指南的知識(shí)圖譜建構(gòu)提供參考。