疾病领域本体模型构建研究

论文摘要

医学与人类密切相关,疾病已成为人们日益关注的一个重大问题。随着Internet应用及信息技术的普及和发展,对疾病知识的研究与利用引起了人工智能界的广泛关注和重视。然而现有的知识管理系统存在着如下的问题,一方面:传统的知识组织方法对医学知识的研究往往都局限于一定的医学专业范围,各自为政,割裂了实质意义上是相互关联的医学知识,成为人们全面准确获取信息的一个障碍,不便于医学知识的综合利用;另一方面:目前信息检索机制由于参与匹配的是字符的外在形式,而不是它们所表达的概念,信息资源缺少统一的语义描述,计算机程序不能正确理解医学知识语义内涵,因此不能保证内容的准确匹配,检索结果往往是返回大量无用的“垃圾”信息,造成用户无法准确、快速的查找到其所需要的资源。本体作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型建模工具,为解决这一问题提供了新的途径。本体可以提供对某个领域知识的共同理解,从不同层次的形式化模式上给出该领域概念和概念之间的相关关系的明确定义,能够提供基于语义的信息获取和信息共享,能够挖掘大量的网络信息资源中的隐含信息和知识,可以解决领域知识的信息组织问题,亦可以使检索的信息更能符合用户的需求。首先本文对国内外医学领域本体的研究内容和现状进行了较全面的分析,总结了当前本体的理论研究和实践探索方面存在的问题;然后提出通过知识重构完成从树状结构到网状结构的转变和从知识的简单描述到深层描述方式的转变,进而深入地揭示疾病知识的语义关系及其内容特征,从而使人们获得更准确的疾病知识;提出阶段性构建本体,首先构建核心本体,然后将领域相关概念和关系逐一地、阶段性地引入到核心本体中,扩展已有本体,这样使得构建本体的计划具有更强的控制性、扩展性及可行性。其次本文阐述了本体的基础理论,分析了基于本体的方法组织疾病知识的优点。并对当前主要的本体描述语言、本体构建工具及本体构建方法进行重点描述、比较分析,最后选取OWL和Protégé分别作为疾病领域本体的描述语言和构建工具,借鉴七步法探讨疾病领域本体的构建方法。最后本文分析确定了疾病核心概念、核心概念集的属性、语义关系及领域知识公理,探讨了疾病领域本体的构建方法,并依据疾病本体构建方法利用Protégé尝试构建了疾病领域本体,建立疾病领域本体模型,为实现疾病领域资源的有序组织和有效利用提供了一定的实践经验,为建立实用性系统提供了一些可供借鉴的方法和范例。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 医学知识组织的问题
• 1.1.2 医学知识检索的问题
• 1.2 国内外医学领域本体研究现状
• 1.2.1 国外医学领域本体主要研究项目
• 1.2.2 国内医学领域本体主要研究项目
• 1.3 研究目的
• 1.4 研究意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 本文的组织结构
• 第二章 本体基础理论
• 2.1 本体的定义
• 2.2 本体的分类
• 2.3 本体的建模元语
• 2.4 基于本体组织疾病知识的优点
• 2.5 本章小结
• 第三章 疾病领域本体构建相关技术和方法
• 3.1 本体描述语言
• 3.1.1 主要的本体描述语言概述
• 3.1.2 本体描述语言的比较分析
• 3.1.3 疾病领域本体描述语言的选择
• 3.2 本体构建工具
• 3.2.1 主要的本体构建工具概述
• 3.2.2 本体构建工具的比较分析
• 3.2.3 疾病领域本体构建工具的选择
• 3.3 本体构建方法
• 3.3.1 主要的本体构建方法概述
• 3.3.2 本体构建方法的比较分析
• 3.3.3 疾病领域本体构建方法的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 疾病领域本体构建的总体设计
• 4.1 领域本体构建的原则
• 4.2 疾病领域本体构建的思路
• 4.3 疾病领域本体构建方法
• 4.4 数据来源设计
• 4.5 名称标准化设计
• 4.5.1 同义词规范
• 4.5.2 多义词规范
• 4.5.3 名称规范参考
• 4.5.4 建立名称标准词表
• 4.6 本章小结
• 第五章 疾病领域本体模型构建研究
• 5.1 疾病领域本体需求分析
• 5.2 确定复用已有的领域资源
• 5.3 疾病领域本体的概念体系构建
• 5.3.1 列举疾病领域本体中的重要术语
• 5.3.2 定义类及类的等级关系
• 5.3.3 定义概念类之间的非等级关系
• 5.3.4 定义概念类的属性及属性分面
• 5.3.5 添加实例
• 5.3.6 形成语义网络结构
• 5.4 疾病领域知识公理
• 5.5 利用Protégé构建疾病领域本体的具体过程
• 5.6 本体形式化编码
• 5.7 本体评价
• 5.8 疾病领域本体的进化
• 5.8.1 知识扩充
• 5.8.2 知识更新
• 5.8.3 知识删除
• 5.9 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 研究综述
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢