摘要：医院知识库统一平台构建方法，探索知识表示的用户自定义策略。医院知识库平台建设的需求背景、标准要求、关键问题和实现路径，研发基于医院统一知识库管理与利用平台。医院知识的多渠道获取，用户完全自主的知识表示和统一的知识嵌入与应用。赋予用户完全自主开发知识库的能力条件，并实现灵活可扩展的知识应用，是医院知识库平台构建的关键。
1引言
医院知识库的应用多呈现碎片化的特征。当前，以知识图谱为代表的知识工程学研究成为人工智能领域的研究热点。本文在梳理知识库技术发展现状的基础上，医院领域统一知识库平台建设的需求背景、标准要求、关键问题，开展了基于医院知识库开发与利用平台的研究和实践探索，以期推进HIT医院知识研究领域开展更多、更深入的研究。
2知识表示方法概述
知识表示是把知识编码成一组计算机可以接受的数据结构。以下是三种有代表性的知识表示方法。
2.1产生式规则产生式的一般形式是前件→后件（P→Q），前件和后件可以是由逻辑运算符AND、OR、NOT组成的表达式。产生式规则系统结构由产生式规则库、推理机和动态数据库组成。
2.2语义网络语义网络是一种采用网络的形式表示人类知识的方法。语义网络不仅能像产生式那样表达逻辑推导关系，还包括实例、分类、组装、属性、集合与成员等关系。
2.3知识图谱知识图谱（KnowledgeGraph）本质上是一种大规模语义网络。知识图谱是将海量文档数据转化为清晰的“实体—关系—实体”的三元组，最后聚合大量知识，从而实现知识的快速响应和推理。
3医院知识库构建的背景与需求分析
3.1医院从信息化向智慧化过渡的必然手段以医院建设新模式逐渐成为业界共识。知识是构医院的核心要素,促进知识库的不断开发累积，医院的一种可固化、提升和传承的核心竞争力。医院知识的获取、表示、应用和管理等系列知识服务研究。
3.2医院知识医院信息系统中知识库无处不在，业务规则往往被硬编码到程序代码、存储过程或触发器中。这些散在的知识可定义性、可维护性和扩展性较差，医院知识的自我开发和有效利用。
4基于医院统一知识库开发利用平台探索实践
4.1医院知识库平台构建的标准与要求
4.1.1知识获医院各部门的领域专家，依据知识库统一模型的构成要素，以自然语言形式即可向平台提供知识内容。按部门职责范围划分知识库分类管理权限。
4.1.2赋予用户自主开发知识库的能力条件提供一种知识表示的工具和模板，支持知识库的用户完全自主表示。新建和修改知识库条目不需修改知识库平台的程序代码，由用户或系统维护者自身即可完成知识库的计算机表达语言的配置，以确保用户能保持持续开发维护知识库的能力。
4.1.3知识应用灵活可扩医院内任何外部系统，知识库平台可满足不同外部系统的各种交互需求。
4.1.4知识分析管理可视化支持用户对知识库运行中产生的动态数据，包括中间数据和结果数据的可视化分析，以使用户能持续完善、优化知识库体系。
4.2需解决的关键问题
4.2.1广泛适用性问题知识库需要应用于各种生产系统及子系统，且应用形式也不尽相同，有的应用只需给出一个提醒即可，有的应用需要进行实时干预，有的应用需要辅助以人工交互判断等。知识库平台设计上应充分考虑系统的高度可配置性和广泛的适用性。
4.2.2知识完全自定义问题医院知识库系统，还不能实现完全意义的用户自主知识表达，通常需要开发者协助，甚至系统本身从架构上仅支持有限范围的知识自定义。这是构建统一知识平台需要解决的又一关键问题。
4.2.3系统性能问题嵌入式知识库的应用大多对实时性要求较高，如何制定保持系统高性能的策略，直接影响知识库的应用效果。系统性能问题主要包括知识库的搜寻和匹配、知识库条目实例化（引擎运算调用事实数据）两个环节，除了保持知识运算的高效外，还需确保不影响外部系统的正常运行。
4.3基于医院知识库开发利用平台的实现方案
4.3.1知识获取由领域专家以自然语言录入知识条目，按照知识统一管理原则，知识库条目由以下要素构成：①知识条目ID和名称；②知识分类根据事先定义的分类和亚类选择知识分类，方便知识的管理；③作用对象指定本知识条目主要作用的对象，对象可以是具体的一个实体或某一类，如某一个或某一类医嘱等；④知识生效时间和结束时间；⑤知识描述；⑥作用类型主要包括“提醒”、“填写理由后通过”、“拒绝通过”、“经人工确认后通过”四种作用类型,每一种作用类型均对应不同的API接口内容。
4.3.2知识表示由知识库维护员角色完成。知识表示是在知识库平台中把从领域专家获取的知识表示为计算机可识别的语言，以便在生产系统中应用知识库。
4.3.2.1事实数据准备表示知识的过程中，必然涉及到对生产系统数据结构的使用，为使用户获得对各类知识规则自主表示的能力，在事实数据的准备上，采取OGG技术将各生产库秒级同步到集中库中，但不改变生产库数据结构。进行数据同步的目的是使知识库运行也不影响生产库的性能；不改变生产库原有数据结构，是方便用户（如医院运维工程师）实现知识自定义。应用实践表明，这种数据准备模式非常行之有效。
4.3.2.2知识表示的实现采用DROOLS技术构建知识表示的统一模板。用户对一条知识的表示分为参数表示、规则表示和作用对象表示三个步骤：①参数表示是指在知识运算中要使用的参数的预定义，比如药物浓度、肌酐值等。定义好的参数作为公共变量可供知识库平台任意的知识条目调用。②规则表示是引用已定义的参数，利用DROOLS模板表达参数之间的关系和规则条件。③作用对象表示主要用于知识应用时缩小知识库的轮询搜寻范围，提高知识引擎运算效率。
4.3.3知识应用
4.3.3.1外部系统交互知识库应用的最终表现形式是，与相应的外部生产系统交互。由生产系统的API接口向知识库平台输入交互参数，知识库平台运算后，将结果返回给外部系统。为使知识库平台可向用户期望的任一生产系统提供服务，系统提供了外部系统参数配置功能。
4.3.3.2知识库引擎开发引擎开发的核心原则要与知识库、业务数据充分解耦，也就是知识库的开发逻辑不能涉及知识和数据的具体内容[7]。具体实现思路是：首先由外部系统API接口传入交互参数，再由知识引擎依据交互参数轮询知识库中的作用对象表示，匹配符合条件的知识库条目；然后根据对应条目中记录的参数在事实数据集中库提取相关数据，进行知识的实例化运算，为提高运算性能，采用Redis内存数据库技术；最后将运算结果反馈给API接口，同时将过程数据及结果数据存入结果动态库，用于事后的知识分析及可视化。知识库引擎开发逻辑详见图1。
图1知识库引擎开发逻辑示意图
文章来源：《中国数字医学》杂志，作者及单位：陈学涛唐自云李军张渝，陆军医院信息科。
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