疾病与人体部位的映射方法与流程
本发明涉及医学领域，具体地，涉及一种疾病与人体部位的映射方法。
背景技术：
一般来说，想要了解某地区的疾病人体分布特征，或者想要比较两个医院之间专科的差异，或者想要了解个人在一生中所患疾病在人体的分布和严重程度，常规的分析方法是分析某地区、各医院或个人健康档案的病人信息，如手术例数、住院费用、主要诊断等数据，而分析的结果包括大量的图表、文字数据，而这些信息难以在短时间内被非医学专业人员接受。而人类的视觉通道具备天然的强大信息处理能力。通过探索疾病信息可视化的新方法以及方法的实现技术，将疾病信息以人体图的可视化方式表达出来，促进疾病信息的利用。
针对疾病信息的可视化表达，初步探索把海量疾病信息转化为直观易懂图形的疾病信息可视化方法。但是在进行疾病信息可视化过程中，需要将原始病人数据提取疾病部位，然后投影到人体模型中，但是在海量的病例数据面前逐一提取疾病部位信息会出现工作量大并且提取部位信息不准确的情况，导致最终实现的疾病信息可视化不准确。
为了简化疾病到人体部位映射的可视化表达中繁琐的工作，提高准确度，需要确定疾病和人体部位的对应关系，现在国家通用的《疾病分类与代码》icd-10广泛应用在临床研究，临床医疗机构为了疾病的临床研究需要，希望对疾病进行高度特异的分类，希望能够做到一病一码，实现对疾病的精准、精细分类和定位。然而，对于健康管理机构和非医学专业人员而言，对于疾病分类和定位的要求是能够提供足够的统计资料，能够直观易懂的显示疾病在人体上的分布即可。但是目前还没有基于大众视角下的完整的疾病和人体部位对应关系库。
技术实现要素：
由鉴于此，确有必要提供疾病与人体部位的映射方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种疾病与人体部位的映射方法，其特征在于：通过对疾病分类标准的分析，提取疾病分类的解剖学部位信息，实现疾病分类与人体解剖部位的映射，具体包括以下步骤：
步骤1，从国际疾病分类中筛选用于定位的疾病种类；
步骤2，对步骤1筛选出的疾病种类依据疾病的特征，分析疾病的部位信息，对每类疾病提取人体解剖部位信息；
步骤3，对步骤2中对每类疾病提取的人体解剖部位信息，依据国际疾病肿瘤学解剖学部位，与国际疾病肿瘤学编码映射，从而形成疾病编码与人体部位编码的映射库。
进一步，所述国际疾病分类采用icd-10标准编码，国际疾病肿瘤学编码采用的是icd-o-3标准编码。
进一步，所述步骤1的筛选疾病种类的方法包括：
步骤10，先排除国际疾病分类中按照非疾病因素以及留用编码归类的疾病种类；
步骤11，在步骤10的基础上，排除国际疾病分类中携带有临床表现附加编码的疾病种类；
步骤12，在步骤11的基础上，按照国际疾病分类的类目表由高至低的类目表层级：章、节、类目、亚目，若选择位于低层级的疾病种类，则排除其所属的高层级的疾病种类。
进一步，所述步骤2的对每类疾病提取人体部位信息的方法是依据疾病的特征，分析疾病的解剖学部位信息，建立结构化疾病数据库，给每类疾病赋予部位信息，包括以下步骤：
步骤21，按照国际疾病分类的类目表由高至低的类目表层级：章、节、类目、亚目，确定疾病种类所属的章、节、类目、亚目；
步骤22，在步骤21的基础上，从类目表的最高层级章开始，按照类目表层级顺序，依据部位提取原则提取疾病种类所属的类目表各层级映射的人体部位，将疾病种类所属的类目表各层级映射的人体部位按照下述优先顺序确定映射的最终部位：亚目部位>类目部位>节部位>章部位；
所述部位提取原则为：按照是否具有部位分类轴心再结合疾病特征和病人数据库中对应的疾病的临床检验报告进行提取，如具有部位分类轴心，则提取该层级对应的部位，且若存在下一类目层级，则将部位提取原则继续至下一类目层级；如不具有部位分类轴心，则不存在该层级对应的部位，将部位提取原则继续至下一类目层级；直至无亚目分类或者亚目分类不具有部位分类轴心，无法映射至人体部位。
所述的疾病特征包括疾病的病因、部位、临床表现和人群的特性；所述的病人数据库中对应的疾病的临床检验报告包括医疗报告文字描述关键信息、医疗图像关键信息、临床检验信息、病灶检测内容、解剖学位置信息、病理报告关键信息和病灶的形态或功能特征值。
所述步骤21还包括：当疾病种类同时归属于不同章时，按照下列优先顺序确定疾病种类的归属：强烈优先章>一般优先章>普通优先章>最后分类章>附加编码章；
强烈优先章指妊娠、分娩和产褥期疾病；
一般优先章指传染病和寄生虫病、肿瘤疾病、精神和行为障碍疾病、起源于围生期的某些疾病、先天性畸形、变形和染色体异常疾病及损伤、中毒和外因引起的某些疾病；
最后分类章指症状、体征和临床表现异常的不可归类的疾病及由保健或者相关措施引起的疾病；
附加编码章指由外部因素导致的疾病和死亡；
其余为普通优先章。
进一步，所述步骤3的与国际疾病肿瘤学编码映射的方法包括以下步骤：
步骤31，当从国际疾病分类中提取的每类疾病的部位属性与国际疾病肿瘤学编码的解剖学部位编码一致时，形成一一映射；或者
步骤32，当从国际疾病分类中提取的每类疾病的部位属性包括两个以上的国际疾病肿瘤学编码的解剖学部位编码时，疾病种类映射的人体部位与国际疾病肿瘤学编码的人体部位形成一对多映射；或者
步骤33，当从国际疾病分类中提取的每类疾病的部位属性为国际疾病肿瘤学编码的解剖学部位编码的下位器官时，该疾病种类映射的人体部位映射至该上位的国际疾病肿瘤学编码的人体部位，形成一一映射。
进一步，国际疾病肿瘤学编码人体部位还包括增设的各个部位的血管。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明的疾病部位的映射方法能够准确映射疾病与人体解剖部位之间的关系，从而实现疾病信息的可视化表达；
2.通过本发明的疾病部位的映射方法建立的疾病与人体部位之间的映射库可以简化疾病人体可视化程序，用户只需要查询疾病信息的icd编码或疾病名称即可得知该疾病对应的人体解剖部位和编码，还能够提高医学科研的效率；
3.通过本发明的疾病部位的映射方法建立的疾病与人体部位之间的映射库准确，精准，而且简洁，由建立的icd-10编码与icd-o-3解剖学编码的映射库，能使无论是否是医学专业人员都能通过该映射表对疾病的部位有清晰的认识，提高大众对疾病的理解。
附图说明
图1为本发明的疾病信息可视化进程模型示意图。
图2为本发明的国际疾病分类标准icd-10疾病编码中筛选用于定位的疾病种类的流程示意图。
图3为本发明的icd-10编码的部位分析具体步骤流程示意图。
图4为本发明的从国际疾病分类标准icd-10到建立结构化疾病数据库，提取部位信息，定位人体部位，再与icd-o-3的解剖学模块的部位进行对应的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
在card等人提出的可视化模型中，信息可视化过程可以划分为3个数据转换的过程：原始数据到数据表的转换、数据表到可视化结构的转换、可视化结构到视图的转换。与之相对应的是信息可视化的三个阶段，分别是数据预处理、绘制、显示和交互。
而疾病信息可视化围绕可视化的三个阶段，表达方法相应要实现的是：将疾病信息通过人体模型进行显示、表达。人体模型是用于承载疾病信息的客观的、可视的对象，是疾病信息得以体现的“载体”，构建人体模型能够实现疾病信息的结构化存储。因此，实现疾病信息可视化要解决的三个核心问题是：(1)疾病信息的分析；(2)人体模型的构建；(3)从疾病信息到人体模型的映射。
本发明提出了一种疾病部位的映射方法，通过对疾病分类标准的分析，提取疾病分类的解剖学部位信息，实现疾病分类与人体解剖部位的映射，具体包括以下步骤：
步骤1，从国际疾病分类中筛选用于定位的疾病种类；
步骤2，对步骤1筛选出的疾病种类依据疾病的特征，分析疾病的部位信息，对每类疾病提取人体解剖部位信息；
步骤3，对步骤2中对每类疾病提取的人体解剖部位信息，依据国际疾病肿瘤学解剖学部位，将按照疾病种类提取的人体部位信息与国际疾病肿瘤学编码映射，从而形成疾病编码与人体和部位编码的映射库。
映射完成后，可以通过可视化对象保存疾病统计信息，转化为可视化的参数，在对应的解剖部位上进行显示。如附图1疾病信息可视化进程模型示意图所示意，通过本发明的方法建立疾病信息到人体解剖部位的映射关系后，能够将疾病信息传递给人体模型，进行可视化呈现。
本发明的三个步骤中每个步骤的具体方法如下：
一.从国际疾病分类中筛选用于定位的疾病种类:
国际疾病分类(icd-10)是当前国际应用最广泛的疾病分类系统，也是我国唯一得到广泛认可、发布国家标准的疾病分类标准。选择icd-10作为本发明用于疾病可视化的疾病编码标准。
具体根据国际疾病分类的筛选过程如下。icd-10编码采用who官方网站发布的的icd-10(2010年版)编码。
(1)删除20-22章非疾病编码
icd-10共包括22章内容，考察icd-10各章所包括的内容，如下表1：
表1.icd-10健康与疾病相关分类标准内容
如上表所示，第1-17章是关于疾病诊断的内容；第十八章是症状、体征和实验室异常所见的编码内容；第20章，是对疾病和死亡的外部因素进行编码编码，并非是疾病分类编码，因此不纳入研究范围。第21章编码，用于影响健康的因素编码，以及对接触保健机构的因素进行编码，并非疾病分类编码，因此也不纳入研究范围。第22章特殊编码，属于留用编码无需考虑。
(2)删除星号编码
icd-10编码疾病编码系统存在一个双重编码系统——“星剑号编码系统”。星号(“*”)、剑号
(3)类目与亚目的从属关系
亚目是本发明所涉及的最细的icd-10编码层级。类目与亚目之间存在从属关系，因此若亚目入选，其类目不必再入选。但是部分类目并没有亚目，因此需要对这部分类目进行定位。
最后用于定位的icd-10最细层级编码分为两部分：第一部分是没有星号的亚目编码；第二部分是没有星号且没有亚目的类目编码
从筛选步骤(1)至(3)的icd-10疾病编码筛选流程示意图如附图2所示。
二.按照疾病的分类定位原则对各类疾病建立结构化疾病数据库，提取人体解剖部位信息
筛选了疾病种类后，就需要按照疾病的分类定位原则对各类疾病提取人体解剖部位信息。
疾病分类是依据疾病的特征对疾病进行划分分类的活动，相当于建立结构化疾病数据库的过程，而建立结构化疾病数据库需要依据疾病的特征进行构建，如疾病的病因、部位、临床表现和人群等特性。对疾病分类部位的分析还需结合疾病的特征和病人数据库进行每类疾病的具体部位分析，病人数据库包括如医疗报告文字描述关键信息、医疗图像关键信息、临床检验信息、病灶检测内容、解剖学位置信息、病理报告关键信息、病灶的形态或功能特征值等。因此，疾病的分类定位原则是依据疾病的特征，分析疾病的部位信息，给每类疾病赋予部位信息。
国际疾病分类(icd-10)中疾病的每一属性构成了一个分类标准，形成一个分类轴心，国际疾病分类(icd-10)分类依据疾病病因、部位、病理及临床表现(包括：症状体征、分期、分型、性别、年龄、急慢性发病时间等)，是一个多轴心的分类体系。为了将疾病分类依据部位分类轴心进行组织，则需要对icd-10疾病分类的部位进行进一步详细的分析，建立能够符合疾病可视化要求的依据解剖学部位的结构化疾病数据库。对于疾病分类中不同部位分类轴心的分析，是连接疾病分类与人体部位的关键步骤。
这个过程中提取部位的部位提取原则可以采用在国际疾病分类(icd-10)中是否具有部位分类轴心再结合疾病特征以及病人数据库中对应的疾病临床检验报告进行提取。
在icd-10中，对于疾病编码的描述就是对疾病的归类，其疾病分类的部位通过疾病的分类描述得以体现，描述来源于who官方网站发布的icd-10分类标准。icd-10是一个多轴心的疾病分类系统。“章-节-类目-亚目-细目”的各个层级的分类轴心不一致，同一层级也存在多种、多级分类轴心。由于icd-10编码存在层级关系，上一级的疾病编码的属性可以传递至低层次的编码。如第一章的(a00-a09)肠道传染病，其所包含的所有类目均属于肠道传染病。需要逐步分析icd-10编码各个层次的属性，才能够最大程度识别icd-10疾病编码依据部位进行组织，构建符合icd-10分类思想的疾病可视化对象，为基于疾病部位的可视化建立基础。据此，我们依照从“章-节-类目-亚目”的层次结构，依次挖掘疾病的部位信息，形成icd-10编码的部位标签库。
对于疾病分类定位，遵从icd-10的分类原则：以病因为主，解剖部位、临床表现等为辅。遵从以上基本原则，按照固定的流程对每个icd-10编码进行分析，得到icd-10编码对应的部位，建立icd-10的部位库，icd-10编码的部位分析具体步骤如附图3示意。
一个亚目编码最多能有章部位、节部位、类目部位和亚目部位四个部位，也可能没有部位定位。在icd-10的分类系统中，下级的分类轴心与上级的分类轴心相同时，一般是对上级分类轴心取值的细化。例如，对于编码a15.2(肺结核，经组织学所证实)，其亚目部位为肺，同时，其类目为a15(呼吸道结核)，类目部位为呼吸道。所以具有多个定位部位的icd-10编码，取最为特异的部位作为疾病编码的部位，也就是说，在确定疾病编码的部位属性时，具有如下的优先级顺序：亚目部位>类目部位>节部位>章部位。下面分别从章、节、类目、亚目层级进行疾病编码定位阐述。
(1)章的定位
在章的层面上，icd-10的分类轴心可分为三类：第一类是部位较为明确的章，是“按区域性疾病划分的疾病”，这些章的疾病的主要病因、主要临床表现，局限于身体的局部区域或者某个系统；第二类为“全身性和一般性疾病”，主要按照病因的部位进行分类，该类疾病病因在某个系统，由于其系统的缘故，容易累及其它系统，如血液系统疾病，在对这部分进行定位时主要依据病因的部位进行定位；第三类，其它章节，在章的层面并不是以疾病的部位进行章的划分。需要注意的是，“按部位划分的区域性疾病”的章，并不包括所有这一类疾病。其中的一个原因是icd-10的编码有且仅有一个上位编码，各章之间存在着优先编码的顺序，在一个编码同时符合两章及以上的分类标准时，依据优先顺序进行归类编码。icd-10中按部位轴心划分的章节属于“一般优先分类章”，因此某些符合“按部位划分的区域性疾病”会被分类到其它优先程度高的章中。如“急性阿米巴痢疾(a06.0)”既符合“第一章传染病与寄生虫病”的内容规定，同时也符合“第十一章消化系统疾病”的定义，但是第一章的编码优先顺序高于第十一章，因此急性阿米巴痢疾(a06.0)被归类至第一章。由此可见，icd-10对于疾病的分类优先顺序会会影响到疾病分类的部位轴心分析。icd-10各章依据优先顺序可分为强烈优先分类章、一般优先分类章、普通分类章、最后分类章以及附加编码章。具体的章优先编码顺序如下：
强烈优先分类章，为第15章(妊娠、分娩和产褥期疾病)，指孕产妇无论患有其它任何疾病，如是在产科就诊，疾病诊断符合本章的疾病分类描述时，就分类到该章。必要时，选用其它章的疾病编码作为附加编码。例如：妊娠期二尖瓣闭锁不全加重，编码o99.4，而非二尖瓣和三尖瓣疾病(i08.1)。
一般优先分类章，包括第1、2、5、16、17、19章。例如淋球菌性尿道炎编码为a54.0(第一章)，而非编码为非特异性尿道炎n34.1(第十四章)。
最后分类章：包括第18章(症状、体征和临床与实验室异常所见不可归于他处者)、第21章(影响健康状态与保健机构接触的因素)。对于分类于这两章的疾病情况时，当有明确病因或有其它疾病情况时，他们的编码只作为附加码。例如：发热(r50.9)、腹痛(r10.4)、眼科检查(z01.0)。
附加编码章：第20章疾病和死亡的外因，只能作为附加编码。指由于疾病本身的情况已经分类于有关章节，此章只能作为附加编码，用于补充说明疾病和死亡的外部因素。在疾病统计时要将此章的编码除外，否则病人将被重复计数。例如：喉损伤，由于鸡骨梗塞，主要诊断编码为s19.8，附加码为w79.9。
(2)节的定位
icd-10第1-19章共分为218节，数量庞大，在本发明中仅以第10章呼吸系统疾病为例进行说明。其节的定位结果如下表：
表2.呼吸系统疾病节的定位
如上表所示，该章所有的节均按照部位分类轴心分类。在节的层面可以注意到icd编码使用“残余条目”来安排同类疾病情况中的“其它特指”及“未特指”，确保所有符合分类描述的疾病情况都能被包括在编码中。该部分编码在节一级无法定位。
(3)类目定位
第1-19章，需要进行部位分析的类目共计有1503个，仍以第十章的呼吸系统疾病的类目定位进行详细说明。第十章的类目定位如下表：
表3.呼吸系统类目定位
上表中共有四节，分别是急性上呼吸道感染、流行性感冒和肺炎、其它急性下呼吸道感染、上呼吸道的其它疾病。可以看到，类目的分类轴心与节、章的分类轴心一致，均为部位。类目的部位是在节的部位上的进一步细分。
(4)亚目定位
下表为第十章呼吸系统疾病，第一节(j01-j09)急性呼吸道感染中所包括的亚目分析结果。亚目的分类轴仍为部位，为类目部位下的进一步细分。
表4.呼吸系统疾病部分亚目定位
如(1)-(4)所展示，一个icd-10亚目编码，经过“章-节-类目-亚目”四个层级的部位分类轴分析，得到其最终的部位信息。以j01.3(急性蝶窦炎)为例，在“章-节-类目-亚目”的四个层级分别定位于呼吸系统、上呼吸道、鼻窦、蝶窦。经过本文的分析，能够挖掘出icd-10疾病分类的各个层级的部位信息。
1-19章包括的编码的部位分析工作，其定位统计结果如下表所示。其中“节的数量”指该章包括的节的数量；“定位的节”指经部位分析后具有部位属性的节的数量；“节部位”指的是通过节的描述能够定位的数量；“章部位”指的的是不具有“节部位”，通过“章部位”获得部位属性的节。
表5.国际疾病分类1-19章所属节的部位定位结果表
如上表所示，1-19章共218个节，其中75％(164)的节具有部位属性。具有部位属性的节中，91％(140个)的节的部位属性是基于“章”的部位属性的细分。
类目的定位结果统计，需要注意的是，如上文所述，类目中带星号的编码不能与其他编码一起进行统计分析，会发生重复统计现象，因此，在统计类目定位结果时并不包括该部分类目。各章类目层级的部位属性分析结果如下表。
表6.icd-10类目定位结果统计表
1-19章有1503个类目，81％(1031个)类目有部位属性。具有部位属性的类目中，63％(769个)类目的部位属性来源于类目描述，34％(419个)类目部位来源于节部位，2％(30个)的类目属性来源于章部位。
亚目定位统计结果，如下表7。85％(6780)的亚目具有部位属性。具有部位属性的亚目中，33％(2267个)来源于亚目的部位属性，26％(1741个)的亚目来自于节的部位属性，40％(2707个)来源于类目的部位属性。
表7.icd-10亚目部位分析结果表
经过“章-节-类目-亚目”逐级部位分析，第一步筛选出的疾病编码范围(245个类目、7948个亚目)共有182个类目、6780个亚目，合计共6962个编码具有部位属性。从这6962个icd-10的编码描述中提取了1168个部位标签。
三.按照部位间映射原则将按照疾病种类提取的人体解剖部位信息与国际疾病肿瘤学编码映射，从而形成疾病编码和部位编码的映射库
《国际疾病肿瘤学专辑第三版》(icd-o-3)，是一个既有解剖部位标准，又有形态学编码标准的双重分类，其解剖部位标准的目的是为了描述肿瘤的发病部位。由于icd-o-3解剖学编码标准定义了疾病信息可视化中需要可视化的对象中器官、部位的标准，因此本发明通过这个结构化的器官和部位标准来存储、管理疾病的部位信息。
由于icd-o-3使用与icd-10相同的解剖学术语，甚至其编码系统与icd-10第二章肿瘤的编码也是大致一样的，尤其是icd-o-3使用与icd-10的恶性肿瘤编码基本相同的三位类目和四位数亚目(c00-c80)。因此，本发明采用icd-o-3的解剖学模块作为疾病信息可视化的器官信息结构化标准，即将疾病分类提取部位信息后与icd-o-3的解剖学模块的部位进行对应，从而映射至可视化的人体模型上。附图4为从国际疾病分类标准icd-10到建立结构化疾病数据库，提取部位信息，定位人体部位，再与icd-o-3的解剖学模块的部位进行对应的流程示意图。
依据icd-o-3国际疾病肿瘤学编码标准，我们共定义了329个代表人体器官、部位节点，其中“c49结缔组织和皮下组织和其它软组织”包括了血管。为了能够反映血管疾病的情况，从c49分离出了8个代表各个部位血管的部位编码，将icd-o-3解剖部位编码的数量从329个增加至337个。
从步骤二对各类疾病提取人体部位信息以后，再按照疾病种类提取的人体部位信息与国际疾病肿瘤学编码进行对应，就形成了疾病编码和人体部位编码的映射库。具体步骤如下：
(1)肿瘤部位编码
icd-o-3的解剖部位编码来源于icd-10第二章的恶性肿瘤编码部分，代表肿瘤的起源部位。其部位编码与icd-10中相对的恶性肿瘤编码基本一致。可以直接进行一一对应。
(2)疾病分类的解剖部位与icd-o-3解剖部位的映射
疾病分类部位属性(部位一)与icd-o-3的解剖部位编码(部位二)存在以下几种关系：两者一致、部位一需要多个部位二编码才能代表、部位一从属于部位二。
第一种情况两者一致的时候，直接完成icd-10部位至icd-o-3部位编码的映射，绝大部分的肿瘤编码均属于这种情况。其他章的部分icd-10编码的解剖部位也能进行，如：b76.0(十二指肠钩虫病)其部位为十二指肠，icd-o-3中十二指肠的编码为c17.0，可以直接对应。
第二种情况即部位一需要多个部位二编码才能代表时，一个icd-10的编码包括多个部位，例如：t27.4(喉和气管腐蚀伤)，定位于“喉、气管”，两个解剖部位，在icd-o-3中并没有对应的部位编码，此时通过多个部位编码(c32.喉，c33.9气管)组合，作为t27.4的部位编码。
第三种情况即部位一从属于部位二时，如i01.1(急性风湿性心内膜炎)，其解剖部位为心内膜，在icd-o-3的部位编码系统中，“心内膜”的编码与“心脏”的编码均为c38.0，并没有给“心内膜”单独的编码。因此，在进行编码时，若没有直接的编码，则使用上位器官的编码。
在icd-10解剖部位映射至icd-o-3的情况均可以归类到以上三种情况进行映射。但是，由于icd-o-3编码的目的是用于肿瘤的起源位置的编码，icd-10编码的是所有的疾病，范围有细微的差异，经比较，icd-10中有“牙”、“胎儿”无法归类至icd-o-3的解剖学分类中，做如下处理：“牙”归于“牙龈”的分类，编码c03.9；“胎儿”归类于“子宫”编码c55.9。将icd-10部位库中的1168个部位标签，一一映射至337个icd-o-3部位编码中，至此，完成了疾病信息可视化疾病编码范围内的6692个icd-10编码到部位编码的映射，形成icd-10编码与icd-o-3解剖学编码的映射表。
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