中医药信息学应用科学领域研究进展.docx

1、中医药信息学应用科学领域研究进展中医药信息学应用科学领域研究进展 摘要：在中医药信息学研究中，应用科学研究是比较活跃的领域，主要包括在中医临床信息学、中药信息学、中医药图书馆学、中医药情报学等领域中开展的研究。本文回顾了这4个应用领域的研究进展和取得的成绩，中医药信息的应用科学研究对整个中医药信息学学科的发展起到了支撑作用。 关键词：中医药信息学；中医临床信息学；中药信息学；中医药图书馆学；中医药情报学 doi：10.3969/j.issn.2095-5707.2015.06.001 白春礼院士指出，“国家科研机构的定位也不能都以科学家个人的兴趣为导向，要有效整合资源，致力于重大产出应面向国家

2、经济社会重大需求，与科技前沿有机结合，大力组织应用性基础研究和市场竞争前关键共性技术研究强化科技面向经济社会发展的导向，面向未来高技术和我国新兴产业发展需求，还需要我们积极适应初现端倪的新科技革命和产业革命趋势，整合创新资源，加强物质、生命、信息、地球等可能出现革命性突破的科学前沿及交叉领域方向布局，加强在信息、生物、能源、空天、海洋、网络等关键技术领域的前瞻系统布局，努力抢占未来科技制高点，不断增强我国经济社会持续发展、长远发展的后劲”。美国物理学家Henry Augustus Rowland也曾说过，“美国的科学只存在未来，它没有今天和过去。在我这个位置上的人应该思考的问题是：我们必须要做

3、些什么才能创造出我国的物理学，而不是把电报机、电灯和其他的便利设施称之为科学。我并不是想低估所有这些东西的价值，世界的进步需要依靠它们，成功发明这些东西的人应该受到世界的尊重”。从中国科学的发展轨迹看，应用科学研究一直是我们的强项，我国古代的四大发明均属于应用科学范畴。应用科学领域的研究对促进我国国民经济发展至关重要，同样对中医药信息学的发展乃至中医药学的发展也是至关重要的。目前，在整个中医药信息学研究中，应用科学研究是比较活跃的领域，主要包括在中医临床信息学、中药信息学、中医药图书馆学、中医药情报学等领域中开展的研究。 1 中医临床信息学 中医药学的灵魂是疗效，如果没有疗效中医药学早已不复存

4、在，因此，中医临床信息学是发展最为活跃的应用科学领域。为了提高效率、减少医疗失误、降低医疗成本，中医临床信息学引进了现代医院信息管理系统，并根据自身需要加以改进、完善。除此以外，中医临床信息学还根据中医自身临床诊疗特点，深入开展了构建中医临床术语系统、挖掘名老中医经验、发现中医诊疗规律等方面的研究。 1.1 中医临床术语系统构建研究 中医临床术语系统的构建主要是基于中医临床信息化发展的需求。中医电子病历系统应用以及中医临床数据信息交换和利用的发展都需要有术语系统的支持，否则无法实现数据的有效交换和利用。在此需求的基础上，开始了中医临床术语系统的构建研究，以解决中医临床术语缺乏统一标准、中医电子

5、病例发展缓慢的窘迫处境，解决中医临床数据的交流障碍，促进中医临床经验的交流和共享，提高中医的临床疗效。中医临床术语系统构建的主要原则是基于中国中医临床发展的实际，其主要特征是中西医结合。中国的中医医院基本上都是中西医结合，即中医与西医合并使用，不仅是药物的合并使用，而且也涉及到检查的合并使用，甚至是所有诊疗手段的合并使用，包括手术。因此，构建中医临床术语系统需同时考虑西医临床术语系统，此外，还必须考虑中医临床自身特点。因此，在研制中医临床术语集初期就是在补充西医临床术语系统SNOMED的基础上开展的。基本原则是凡SNOMED已有的，中医临床术语系统就不再重复建设。但中医临床术语系统框架的设计却

6、是基于中医临床诊疗的流程，重视中医诊疗过程中的辨证论治的特点。最初框架设计了12个轴，包括临床发现、机体形态、环境、原理、经验、中医病证、操作/治疗方案、处方、药物/器械、连接词、量词、特殊概念等。经过不懈努力，中医临床术语系统的研制取得了阶段性成果，收取了11万个概念，大约37万个词汇。其术语来源包括中医药领域的国家标准、行业标准，及全国中医药院校教科书、中医药学主题词表、权威中医药字典/词典、中医临床病历用词等。目前概念词及其定义的来源工具书有235个。 尽管国内医学领域的信息专家不断努力，我国始终未能引进SNOMED。SNOMED的应用需要版权，且不针对个人或单位提供服务，只针对国家提供

7、服务，这给中医临床术语系统的研制造成了越来越大的困惑。如果按照最初思路走下去，最终会因为版权问题使得中医临床术语系统无法使用。为此，我们改变了研制思路，不再寄希望于与SNOMED接轨，而是根据中医医院实际需要自己研制一套完整的临床术语系统。 为了避免侵权，我们改用UMLS的语义关系，并在此基础上增加了中医特有的4个语义关系。一方面从连接词上脱离SNOMED，另一方面也使得中医临床术语系统的语义网络更适应中医自身需要。与西医相比，中医概念间的关联关系更倾向于非线性、非逻辑的关联关系，而SNOMED的连接更适合逻辑连接，无法适应非线性关联关系的连接。此外，我们还重新构建了中医临床术语系统框架，使其

8、区别于SNOMED，更适合于中医临床，并在此框架下，把西医词汇逐步根据中医医院临床实际使用情况纳入进来，也逐渐把非医学词汇纳入进来，形成中医医院适用的中医临床术语系统。同时，我们把中医临床术语系统的框架通过国际标准化组织（ISO）中医药学技术委员（TC249）申请为ISO标准，目前正在审批过程中。 总之，尽管中医临床术语系统的研制工作面临着重重困难，但还是在不断推进的过程中。因为具有实际工作的需要，最终其会应用于中医临床。 1.2名老中医经验挖掘研究 在中医药学的发展过程中，除了正规的学院教育培养人才方式以外，传承在中医药发展中占据半壁江山，名老中医经验传承成为中医药继承创新发展的重要组成部分

9、。在推动师带徒模式的传承工作中，基于计算机的名老中医经验挖掘研究得到了国家的大力支持。 名老中医经验挖掘源于20世纪80年代名老中医诊疗系统的研制。当时，在人工智能热潮的推动下，研制了一批名老中医诊疗系统，目标朝向计算机诊疗，但取得的进展不太令人满意。以后国家在“九五”“十五”“十一五”“十二五”期间持续支持了名老中医经验挖掘的研究，研究目标从简单模仿名老中医处方开药，到总结用药规律、挖掘学术思想。这些研究取得了很大的进展，总结了一批名老中医的临证经验，发现了一些他们用药的规律，这些规律得到了他们本人的肯定。但是，发现的规律大多是已知的，一些新知识又存在着很多问题，对名老中医学术思想的总结效果

10、不是很理想。 究其原因，主要是这些研究都是基于小数据处理的思路展开的。事先确定了研究目标，对所获取的数据进行筛选，在数据清洗与结构化过程中，难免将一些有用的信息去除了。因此，发现的关联关系，特别是细节方面，出现一定的偏差，这就在所难免。当然，这也是受当时计算机技术发展水平所限，特别是为了获得国际认可，国家的大量临床研究经费都投向了用随机、双盲、多中心、大样本的方法验证已确认有效的处方用药，并将辨证论治的变化尽可能降低，以适应统计学的需要。这也许是向外国人和西医证实中医确实有效的可行办法，但在这种数据基础上，很难发现名老中医真实的处方用药思路、真实的学术思想。用设定的目标，处理设定的数据，这种思

11、路和方法更适用于西医的临床研究，而对基于整体模式、以个体化医疗为特征的中医药学来说，是不太适用的。大数据提出的在全数据条件下，不设前提地发现数据中存在的规律，似乎更适用于中医药学的特点。因此，如果“十三五”期间国家能够继续支持名老中医经验挖掘，而挖掘又是基于全数据开展的，或许能获得更好的效果。 1.3中医诊疗规律研究 通过数据挖掘发现中医诊疗规律始终是中医临床信息学研究的重点。在这方面也开展了大量的研究工作，主要包括四诊数字化研究，基于数据的方证关系、症药关系、证症关系、病证关系研究，基于数据的证候或疾病诊治规律研究等。 四诊数字化研究是希望扩展人体感官功能，获取更为精确的四诊数据，以便发展中

12、医诊断技术，包括舌诊、脉诊、问诊、闻诊等各个方面的数字化研究。开展最多的是舌诊研究，也是取得进展最好的研究领域。到目前为止，肝病的舌诊仪诊断与老中医望诊诊断的符合率已经达到90%。但是脉诊仪、闻诊仪和计算机问诊程序的符合率依然很低。其原因主要是中医四诊所获取的信息是体验信息，即加载了医生本身的感受在内的体验信息，而非单纯的观测信息，因此只依靠测量所获得的信息与这种体验信息的符合率达不到理想的程度，即使我们收集到大量的脉诊图谱信息也很难与简单的28脉象做出相似性比较。可能的方向是在人的干预下进行四诊数字化结果的判断，形成人机结合模式，或许能促进中医四诊的半定量化发展。 基于数据的方证关系、症药关

13、系、证症关系、病证关系的研究，包括方剂配伍规律的研究，也已经开展了很长一段时间。在大量数据的基础上，找到了许多方证、症药、证症、病证的对应关系，也找到了一些方剂配伍的高频组合模式，但与发现规律后有助于临床决策支持依然有较大的差距。原因是多方面的，最主要的是中医药学的个体化诊疗特征不仅表现在患者身上，同时也表现在医生身上。每个医生用药都有自己的思路，如果混在一起，发现的规律是无法在临床上使用的。因此，基于数据发现中医临床规律的研究必须使用全数据，也就是对一个医生、一个科室、一个医院、一个流派的全数据进行分析，才能找到适合临床应用的规律，为临床决策提供支持。流派的问题稍微有点复杂，如果把有关张仲景

14、本人及其所有古代和现代研究的书籍、论文，甚至临床病历收集起来形成全数据，是有可能发现仲景用药规律及这个规律是怎样发展变化的。但是如果把所有关于新安医学各医家的著作，甚或古代和现代的研究著作及论文都收集起来，所选择的800位医家、800种著作、10种学术思想的数据混和在一起是否能找到规律就不那么简单了。因此，基于数据的中医临床规律的发现，对全数据范围的选择是至关重要的。 2中药信息学 中药在整个中医药学体系中是现代化程度最高的一部分，也是产业化水平最高的一部分，因此也受到高度重视，是国家重点支持的领域。当然，在中药现代化过程中，也充满了各种各样的争论。中药信息学始终是中药现代化的重要组成部分，研

15、究的重点是制药工程的信息化、计算机辅助新药开发，以及中药系统工程。 2.1中药制药工程信息化 制药工程信息化是在化学药物制药工程信息化的基础上，加入了中药制药工程特有的控制元素。因为中药源于天然产物，包括植物、动物或矿物及其提取物，其初期的处理与化学药物有很大差别，因此中药制药工程信息化控制在药材处理上与化学药物有着较大差异。中药制药工程信息化的发展，对促进提高中成药质量发挥了很大的作用。 2.2中药计算机辅助新药研发 计算机辅助新药开发研究是一项系统工程，并已成为中药新药研发的3条途径中的1条，即通过临床实践研发新药、通过实验室试验研发新药、通过计算机辅助研发新药，后者也是第四科学研究范式的

16、具体应用。其涉及范围比较广，既有饮片层次的新药研发，也有组分层次的新药研发；既有根据西医药理进行组方配伍的研究，也有根据中医药性理论及配伍理论开发新药的研究；既有重点关注组配后药效提高的研究，也有关于中药毒性的研究。近年来，中药信息学的研究重点已经转向了基于中医理论的中药配伍研究，使中药计算机辅助新药研发逐渐回归中医领域，与天然药物的研发区别开来。 2.3中药系统科学与系统工程 中药系统科学与系统工程的研究有力地推进了中药信息学的发展。1995年，中国药科大学黄泰康教授探讨了建立中药系统工程的有关问题。在探讨其科技背景时，他认为，“在17、18世纪时，科学技术只有自然科学、哲学、社会科学三大块，以后又增加了工程学、技术学、数学成为六大块。我国著名的学者钱学森曾经预言：到本世纪末，科学技术可能出现的第七大块，就是系统工程。因此，提出中药系统工程的学术思想并不是孤立