专利名称：一种医疗知识管理系统及其构建实现方法
技术领域：
本发明涉及计算机信息处理技术领域，尤其涉及一种医疗知识管理系统及其构建实现方法。
背景技术：
我国卫生事业改革发展的重点将着眼于建设覆盖城乡居民的基本卫生保健制度。政府大力度投入加快建设以社区为基础的新型城市卫生服务体系。优化城市医疗卫生资源配置，重点发展社区卫生服务，方便群众防病治病。传统的医疗模式正在发生变化。随着信息化应用的深入，如何从病历的记录中查询病史、检查、诊断和报告单的内容信息，以便发现有价值的信息或知识是本领域的一个热点问题。由于目前很多医疗机构己经建立功能完善的医院信息系统，因此推倒以前的系统，重新开发整个医疗信息系统是项耗费人力物力的工作，且与我国国情不符。所以，只能·在现有的医院信息系统上进行改造以保持其完整性。不同医疗系统的整合所面临的主要问题在于信息语义的异构性和信息结构的异构性。语义异构性是指在医疗信息资源中语义的变化与不一致，如同一个词在不同的医疗系统中具有不同的含义或者不同的词在在不同的系统中可能表示同一个意思，这些不一致将导致在信息整合时产生语义冲突，从而给医疗信息的互操作带来困难。结构异构性是指由于应用系统、数据库管理系统以及操作系统的不同，同一数据在不同的系统中可能以不同的形式描述。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种医疗知识管理系统及其构建实现方法。建立基于SOA的医疗领域知识库管理系统的目的在于以医疗服务机构为主体，以医疗资源和信息共享为目标，集成共性技术及医疗服务关键技术，建立区域协同的社区医疗公共服务体系，使得医疗领域专家的知识和经验的利用最大化。本发明是这样实现的—种医疗知识管理系统，包括服务数据库、案例数据库和本体数据库，所述服务数据库为现有异构医疗信息系统，所述异构医疗信息系统利用WebService提供统一的接口，实现消息的构建、解析和传输，其中设有Service Adapter,用于将XML格式的服务请求转化为异构医疗信息系统能够理解的数据格式，同时将处理结果转换成XML格式；WSDL Generator组件，用于生成将信息封装为Web Service描述语言的WSDL文件；Service Publisher组件，用于将WSDL文件通过UDDI API发布到UDDI注册转换器中。所述异构医疗信息系统还包括Web Service Builder组件,用于生成服务器端基于SOAP的架构代码；WSDL Generator组件根据异构医疗信息系统已有的程序代码和一些辅助信息，生成描述该系统功能和调用方法的WSDL文件；接着利用web Service Builder组件生成服务器端基于SOAP的框架代码；然后在框架代码的基础上开发适用于原有系统的 Service Adapter。所述案例数据库通过以下步骤建立步骤I:对于初期领域没有案例或案例很少的情况下，首先根据领域知识和规则设计一些基本案例，并依不同的医疗科目描述归入案例库；步骤2:当有新患者需要治疗时,对新患者的疾病进行描述；步骤3:根据对新疾病的描述，将新疾病与案例库中现有的案例进行比较，检索到与新疾病描述相同或类似的案例；
步骤4:如果检索不到案例，则需要重复步骤1，设计案例并归入案例库，同时解决新疾病；步骤5:如果检索到的案例可以解决新疾病，则重用该案例解决新疾病；步骤6:如果检索到的案例不能完全解决新疾病，则需进行案例调整，一般没有通用的调整方案，需要专家结合领域知识和经验具体分析；步骤7:调整后的案例经过评价与验证，解决新疾病；步骤8:同时将评价后的新案例归入案例库，以便将来应用。所述案例数据库为如下结构将整个系统统一放在顶层包中，其中的每个模块作为该顶层包下面一个单独的子包，并将各模块中都会使用的一些通用功能提取出来放在一个独立的子包中，方便代码的管理和重用。所述本体数据库为混合本体数据库，在区域公共本体中建立共享词汇，用来对各个局部本体进行总体描述并在各局部本体之间进行比较、匹配。在区域公共本体中共享词汇的基础上，识别不同本体之间概念的语义合理的语义对应关系，并以此作为集成语义信息的映射方法。一种医疗知识管理系统构建与实现方法，包括服务数据库构建与实现方法、案例数据库构建与实现方法和本体数据库构建与实现方法，所述服务数据库实现方法包括以下步骤Service Adapter将XML格式的服务请求转化为异构医疗信息系统能够理解的数据格式，同时将处理结果转换成XML格式；WSDL Generator组件生成将信息封装为Web Service描述语言的WSDL文件；Service Publisher组件将WSDL文件通过UDDI API发布到UDDI注册转换器中。所述服务数据库构建方法包括以下步骤WSDL Generator组件根据异构医疗信息系统已有的程序代码和一些辅助信息，生成描述该系统功能和调用方法的WSDL文件；接着利用web Service Builder组件生成服务器端基于SOAP的框架代码；然后在框架代码的基础上开发适用于原有系统的Service Adapter。所述案例数据库构建与实现方法为步骤I:对于初期领域没有案例或案例很少的情况下，首先根据领域知识和规则设计一些基本案例，并依不同的医疗科目描述归入案例库；
步骤2:当有新患者需要治疗时,对新患者的疾病进行描述；步骤3:根据对新疾病的描述，将新疾病与案例库中现有的案例进行比较，检索到与新疾病描述相同或类似的案例；步骤4:如果检索不到案例，则需要重复步骤I,设计案例并归入案例库，同时解决新疾病；步骤5:如果检索到的案例可以解决新疾病，则重用该案例解决新疾病；步骤6:如果检索到的案例不能完全解决新疾病，则需进行案例调整，一般没有通用的调整方案，需要专家结合领域知识和经验具体分析；步骤7:调整后的案例经过评价与验证，解决新疾病；步骤8:同时将评价后的新案例归入案例库，以便将来应用。按照上述步骤对程序代码进行组织，将整个案例数据库系统统一放在顶层包中，其中的每个模块作为该顶层包下面一个单独的子包，并将各模块中都会使用的一些通用功能提取出来放在一个独立的子包中。所述本体数据库的构建与实现方法为在区域公共本体中建立共享词汇，用来对各个局部本体进行总体描述并在各局部本体之间进行比较、匹配。在区域公共本体中共享词汇的基础上，识别不同本体之间概念的语义合理的语义对应关系，并以此作为集成语义信息的映射方法。本发明建立区域医疗机构之间医疗信息的共享交换系统，避免推到以前的信息系统，实现异构医疗系统的知识共享；并且建立案例数据库，减少案例过多造成冗余，提高案 例的检索效率和可维护性；通过本体数据库解决语义的异构性问题。
图I为基于已有应用系统的Web Service结构图；图2为基于混合推理的案例设计框架；图3为模板管理工具的包结构；图4为混合本体框架。
具体实施例方式下面结合实施例具体说明本发明的内容。一、服务数据库设计与实现本发明对现有的异构医疗信息系统，不管是否符合标准，都利用Web Service提供统一的接口，这样可以很方便地实现消息的构建、解析和传输，实现系统间的数据交换。在异构医疗信息系统中的服务，是由已有的应用系统转换成Web服务的形式对外发布。要封装已有的应用系统，可以利用WSDL Generator组件根据已有的程序代码和一些辅助信息，生成描述该系统功能和调用方法的WSDL文件；接着利用web Service Builder组件生成服务器端基于SOAP的框架代码(Service Skeleton);然后在框架代码的基础上开发适用于原有系统的服务适配器(Service Adapter)，通过适配器将XML格式的服务请求转化为应用系统能够理解的数据格式，同时将处理结果转换成XML格式；最后在应用服务器上进行响应配置后，利用Service Publisher组件将服务描述文件通过UDDI API即可发布到UDDI注册转换器中。如图I所示。系统对医院端集成服务的调用系统业务应用首先从服务注册服务器上获得需要调用的服务地址及调用方法，将调用请求发送到web Service Security Gateway,再由web Service Security Gateway对院端服务进行调用。二、案例库设计案例库的设计使用基于案例推理CBR(Case-Based Reasoning)的方法,案例推理是人工智能应用中的一种重要的推理方法，它在通用问题求解、法律案例、医疗诊断、故障诊断、计算机辅助设计等许多领域得到广泛的应用。其核心思想是在求解问题时，在以前类似的求解问题的成功案例基础上进行推理，而不必一切从头开始。利用以前的经验，避免不必要的重复劳动和少走弯路。
基于案例的推理一般包括以下四个主要步骤，可以概括为4Res:案例检索(Retrieval)，案例复用(Reuse)，案例修正(Revise)，案例学习和记忆(Retain)。我们在此基础上进行了扩充，并将其用在服务组合模板的设计中。案例库是平台的重要组成部分，案例量大可以提高使用时的可靠性，但如果案例过多会造成冗余，降低案例的检索效率和可维护性。所以我们在传统的CBR的4ReS基础上进行了扩充，案例设计的基本流程如图2所示。具体包含如下八个步骤步骤I:对于初期领域没有案例或案例很少的情况下，首先根据领域知识和规则设计一些基本案例，并依不同的医疗科目描述归入案例库；步骤2:当有新患者需要治疗时,对新患者的疾病进行描述；步骤3:根据对新疾病的描述，将新疾病与案例库中现有的案例进行比较，检索到与新疾病描述相同或类似的案例；步骤4:如果检索不到案例，则需要重复步骤I,设计案例并归入案例库，同时解决新疾病；步骤5:如果检索到的案例可以解决新疾病，则重用该案例解决新疾病；步骤6:如果检索到的案例不能完全解决新疾病，则需进行案例调整，一般没有通用的调整方案，需要专家结合领域知识和经验具体分析；步骤7:调整后的案例经过评价与验证，解决新疾病；步骤8:同时将评价后的新案例归入案例库，以便将来应用。这里的案例就是一个看病流程，当病人的症状和案例的症状相同或类似时，可参考已有案例给出病人的一个诊治疗程。这里我们将输入和输出都关联到领域本体上，这样可以消除语义上的歧异。案例数据库实现时，我们按图2所示的模块结构对程序代码进行组织。将整个系统统一放在org. medical, knowledge, system这个顶层包中，其中的每个模块作为该顶层包下面一个单独的子包，并将各模块中都会使用的一些通用功能提取出来放在一个独立的子包中，方便代码的管理和重用。其包的结构及引用关系如图3所示。在顶层包之下共有6个子包，其中base包由一些具有共性特点的常用的基础类组成，data包中的类主要用于管理案例验证和使用过程中所产生的基本数据结构，design包中包含了案例设计时的相关类，recommendation是案例推荐时的相关类，use包是案例使用时的相关类，verification包为对案例进行验证时的相关类。各包之间的引用关系如图3所示。三、本体数据库不同医疗系统的整合所面临的主要问题在于信息语义的异构性和信息结构的异构性。语义异构性是指在医疗信息资源中语义的变化与不一致，如同一个词在不同的医疗系统中具有不同的含义或者不同的词在在不同的系统中可能表示同一个意思，这些不一致将导致在信息整合时产生语义冲突，从而给医疗信息的互操作带来困难。语义的异构性可以通过医疗领域本体得到解决。在知识管理领域中，由于本体可以用来辨认和关联语义上相通的概念，因此在将不同形式的知识整合成统一知识对象时，经常作为其理论基础和应用方法。在本系统中，本体将作为清晰描述信息资源以解决语义异构性的方法。本体用于信息集成有3种方式单本体方法，多本体方法以及混合本体方法。这里我们采用混合本体的方法，其原因如下(I)该方法实现所耗成本较为合理；(2)该方法对应对不同信息源的变化有更强的灵活性；(3)公共词汇本体的使用使本体之间的比较与匹配过程更加简单。如图4所示，在混合本体方法中，每个医疗社区的信息源都由它自己的地方本体描述。区域公共本体中建立共享词汇，用来对各个局部本体进行总体描述并在各局部本体 之间进行比较、匹配。在区域公共本体中共享词汇的基础上，识别不同本体之间概念的语义合理的语义对应关系，并以此作为集成语义信息的映射方法。结构异构性是指由于应用系统、数据库管理系统以及操作系统的不同，同一数据在不同的系统中可能以不同的形式描述。基于SOA的信息系统集成技术对于解决这类结构异构问题优势明显。在数据层集成的基础上，医疗信息集成基础结构必须以通用的方式为医疗信息系统提供这些数据的接口和逻辑。面向服务的集成(SOI)将传统的集成对象与开放的、高灵活性的Web Services整合在一起。由于目前很多医疗机构己经建立功能完善的医院信息系统，因此推倒以前的系统，并基于Web Services重新开发整个医疗信息系统是项耗费人力物力的工作，且与国情不符所以，只能在现有的医院信息系统上进行改造以保持其完整性。对现有的异构医疗信息系统，不管是否符合标准，都利用Web Services提供统一的接口，能够很方便地实现消息的构建、解析和传输，实现系统间的数据交换。
权利要求
1.一种医疗知识管理系统，包括服务数据库、案例数据库和本体数据库，其特征在于所述服务数据库为现有异构医疗信息系统，所述异构医疗信息系统利用Web Service提供统一的接口，实现消息的构建、解析和传输，其中设有 Service Adapter,用于将XML格式的服务请求转化为异构医疗信息系统能够理解的数据格式，同时将处理结果转换成XML格式； WSDL Generator组件,用于生成将信息封装为Web Service描述语言的WSDL文件； Service Publisher组件，用于将WSDL文件通过UDDI API发布到UDDI注册转换器中。
2.根据权利要求I所述的一种医疗知识管理系统，其特征在于所述异构医疗信息系统还包括Web Service Builder组件,用于生成服务器端基于SOAP的架构代码；WSDLGenerator组件根据异构医疗信息系统已有的程序代码和一些辅助信息，生成描述该系统功能和调用方法的WSDL文件；接着利用web Service BuiIder组件生成服务器端基于SOAP的框架代码；然后在框架代码的基础上开发适用于原有系统的Service Adapter。
3.根据权利要求I所述的一种医疗知识管理系统，其特征在于所述案例数据库通过以下步骤建立 步骤I:对于初期领域没有案例或案例很少的情况下，首先根据领域知识和规则设计一些基本案例，并依不同的医疗科目描述归入案例库； 步骤2:当有新患者需要治疗时,对新患者的疾病进行描述； 步骤3:根据对新疾病的描述，将新疾病与案例库中现有的案例进行比较，检索到与新疾病描述相同或类似的案例； 步骤4:如果检索不到案例，则需要重复步骤1，设计案例并归入案例库，同时解决新疾病； 步骤5:如果检索到的案例可以解决新疾病，则重用该案例解决新疾病； 步骤6:如果检索到的案例不能完全解决新疾病，则需进行案例调整，一般没有通用的调整方案，需要专家结合领域知识和经验具体分析； 步骤7:调整后的案例经过评价与验证，解决新疾病； 步骤8:同时将评价后的新案例归入案例库，以便将来应用。
4.根据权利要求3所述的一种医疗知识管理系统，其特征在于所述案例数据库为如下结构将整个系统统一放在顶层包中，其中的每个模块作为该顶层包下面一个单独的子包，并将各模块中都会使用的一些通用功能提取出来放在一个独立的子包中。
5.根据权利要求I所述的一种医疗知识管理系统，其特征在于所述本体数据库为混合本体数据库，在区域公共本体中建立共享词汇，用来对各个局部本体进行总体描述并在各局部本体之间进行比较、匹配。在区域公共本体中共享词汇的基础上，识别不同本体之间概念的语义合理的语义对应关系，并以此作为集成语义信息的映射方法。
6.一种医疗知识管理系统构建与实现方法，包括服务数据库构建与实现方法、案例数据库构建与实现方法和本体数据库构建与实现方法，其特征在于所述服务数据库实现方法包括以下步骤 Service Adapter将XML格式的服务请求转化为异构医疗信息系统能够理解的数据格式，同时将处理结果转换成XML格式； WSDL Generator组件生成将信息封装为Web Service描述语言的WSDL文件；Service Publisher组件将WSDL文件通过UDDI API发布到UDDI注册转换器中。
7.根据权利要求6所述的一种医疗知识管理系统构建与实现方法，其特征在于所述服务数据库构建方法包括以下步骤 WSDL Generator组件根据异构医疗信息系统已有的程序代码和一些辅助信息，生成描述该系统功能和调用方法的WSDL文件； 接着利用web Service Builder组件生成服务器端基于SOAP的框架代码； 然后在框架代码的基础上开发适用于原有系统的Service Adapter。
8.根据权利要求6所述的一种医疗知识管理系统构建与实现方法，其特征在于所述案例数据库构建与实现方法为 步骤I:对于初期领域没有案例或案例很少的情况下，首先根据领域知识和规则设计一些基本案例，并依不同的医疗科目描述归入案例库； 步骤2:当有新患者需要治疗时,对新患者的疾病进行描述； 步骤3:根据对新疾病的描述，将新疾病与案例库中现有的案例进行比较，检索到与新疾病描述相同或类似的案例； 步骤4:如果检索不到案例，则需要重复步骤1，设计案例并归入案例库，同时解决新疾病； 步骤5:如果检索到的案例可以解决新疾病，则重用该案例解决新疾病； 步骤6:如果检索到的案例不能完全解决新疾病，则需进行案例调整，一般没有通用的调整方案，需要专家结合领域知识和经验具体分析； 步骤7:调整后的案例经过评价与验证，解决新疾病； 步骤8:同时将评价后的新案例归入案例库，以便将来应用。
9.根据权利要求8所述的一种医疗知识管理系统构建与实现方法，其特征在于将整个案例数据库系统统一放在顶层包中，其中的每个模块作为该顶层包下面一个单独的子包，并将各模块中都会使用的一些通用功能提取出来放在一个独立的子包中。
10.根据权利要求6所述的一种医疗知识管理系统构建与实现方法，其特征在于所述本体数据库的构建与实现方法为在区域公共本体中建立共享词汇，用来对各个局部本体进行总体描述并在各局部本体之间进行比较、匹配。在区域公共本体中共享词汇的基础上，识别不同本体之间概念的语义合理的语义对应关系，并以此作为集成语义信息的映射方法。
全文摘要
本发明涉及一种医疗知识管理系统，包括服务数据库、案例数据库和本体数据库，其特征在于所述服务数据库为现有异构医疗信息系统，所述异构医疗信息系统利用Web Service提供统一的接口，实现消息的构建、解析和传输，其中设有Service Adapter；WSDL Generator组件；Service Publisher组件。还涉及管理系统的构建实现方法，应用在医疗知识管理领域。建立基于SOA的医疗领域知识库管理系统的目的在于以医疗服务机构为主体，以医疗资源和信息共享为目标，集成共性技术及医疗服务关键技术，建立区域协同的社区医疗公共服务体系，使得医疗领域专家的知识和经验的利用最大化。
文档编号G06F17/30GK102880727SQ201210410648
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者房学东, 张鹏, 朱甲明, 张研, 刘晶晶 申请人:房学东