案例推理技术在中医医案分布式系统的应用

   摘 要：中医完整医案记述已经有2000多年的积淀，至今仍然是中医学的重要内容和中医经验传承的主要模式，如何应用现代科技方法，解决医案的知识表达、存储、检索、重用和更新，是中医现代化的重要课题。本文在基于医案病机属性相似性检索的智能化辨证论治系统基础上，应用基于案例推理等技术探讨中医医案分布式系统的几个关键问题解决方案，并以“中医门诊、病房辨证论治系统”作为子系统加以印证，结果说明这些解决方案是可行的。

   关键词：医案／中医 证型／中医 病机／中医  基于案例推理  辨证论治系统／中医

   随着计算机模拟辨证论治的关键技术从早期的产生式规则发展为集成基于案例推理(Case—BasedReasoning，CBR)⋯和多属性决策 (Multiple AttributeDecision，MADM)等技术，并且向着自然语言处理(Natural Language Precision，NLP)、望闻问切“四诊合参”的多源信息融合(Multi—information Fusion)、疗效综合评价(Comprehensive Evaluation)，及中医经验干预优先的机器学习(Machine Learning)方向发展，使研究中医思维模型与研究人工智能相辅相成，中医现代化研究与现代科技的飞速发展已紧密联系，破解中医难题，势必相得益彰。随着CBR日趋成熟，以及一些领域在广域网环境下的成功应用  】，推动着构建面向服务的基于医案推理的医案分布式系统开发，以满足中医、中西医结合等广大临床、科研、教学、管理、企业，以及对中医有兴趣的客户日益增长的个性化需求，智能化中医辨证论治研究已步入广阔的可持续发展的佳境。

   CBR是基于过去求解类似问题的经验获得当前问题求解的一种推理模型【5J。这与基于医案推理的智能化辨证论治系统 ]完全一致，随着医案形式化表示和辨证论治数字化关键技术的逐渐破解[10-14]。借鉴CBR和MADM等日臻成熟的现代科技成果将“医案”构造为“案例(Case)”，促进智能化辨证论治知识表达的规范化，模拟人类思维模型的通用性，使中医发展融人现代科技发展的潮流，从而逐渐逼近证型识别(Pattern Class Identiication)、疗效评价、经验传承模型的最佳解。

    以下用“中医门诊、病房辨证论治系统”来举例说明医案知识表达、医案检索、医案更新相关关键技术的解决方案。

一、 医案的知识表达

    中医医案是中医学的重要内容和中医经验传承的主要模式[15J，如《伤寒论》、《温病条辨》等。“医案，又称脉案、方案、诊籍，是中医临床实践的记录。即由医者将病人的症状、病因、脉象、舌象、病机、转归、治则、．注意事项等作概括简要地记述与分析，同时录下

处方药物名称、剂量、炮制方法、服用方法等处理方案，从而形成的文字资料”_161。随着中医、中西医结合事业的发展，及与现代科技的逐渐融合，中医医案不但记录形式多样化，其内容也更加丰富，症状扩展到一切生命现象，包括各种实验手段收集的生命信息，以及个人喜好禁忌。

1．初始医案的选择

    中医文献浩若烟海，如果能首先构建一个面向服务的通用的分布式系统，把其中的医案组织起来提供给不同需求的客户，对中医事业发展功莫大焉。显然，这个巨大工程不能一蹴而就，但可以先选择最基：零的医案集，搭建好平台，由服务方和客户按需逐步扩充。在设计和开发“智能化辨证论治平台”中，我们：选择了中医高校教材 《中医内科学》、《中医妇科学》、《中医儿科学》、《中医外科学》、《中医耳鼻喉科学： 》中的医案，并采用《实用中医性病学》【 n]中的医案作：为中医性科学的补充。此外，中医的治疗手段非常丰富，除汤药外，还有针灸、推拿、按摩、外治、食疗等等，因此在设计以中医汤药为代表的治疗措施表达时也兼容其他扩展。

2．医案的巴科斯范式(Baekus—Naur Form，BNF)擅查

<医案>：：=<异常生命现象><分类><调控措施>；

<异常生命现象>：：=<症状>[<体征>】[<舌象>】[<

脉： 象>Ⅱ<实验室指标>Ⅱ<影像数据>Ⅱ<⋯⋯>]

<症状>：：=<自我感受>[<行为>Ⅱ<喜恶>Ⅱ<⋯⋯>]

<分类>：：=<证型>I<治法>l<中医疾病>I<西医疾

病>I<⋯⋯>

<证型>：：=<证候>I<病机属性>l<⋯⋯>

<病机属性>：：=<病位><病因><病性><病势>；l<

病位><病性>；

<病位>：：=<心><肝><脾><肺><肾><⋯⋯>

<病性>：：=<气虚><血虚><阴虚><阳虚><寒><

热><⋯⋯>

控措施>：：=<中药>l<针灸>l<推拿>l<按摩>l<

食疗>l<外治>I<西医疗法>l<⋯⋯>

<中药疗法>：：=<方剂编号>I<组成>l<归经功

效>『<剂型>『<服法>I<注意事项>

<剂型>：：=<汤剂>l<丸剂>I<散剂>l<片剂>l<胶

囊>『<酒剂>I<⋯⋯>

<治法>：：=<功效属性>I<⋯⋯>

<功效属性>：：=<归经><偏性>；

<归经>：：：<心><肝><脾><肺><肾><⋯⋯>

<／N性>：：=<补气><补血><滋阴><温阳><散寒><

清热><⋯⋯>

3．医案三元组形式化表示即case=，symptom，solution>。结合医案的BNF描述，问题域可以用证型的病机属性x来索引，解决方案域可以用治法的功效属性Y来索引，并且假设存在函数f使得：—y  (1)

二、医案的索引

    目前，中医医案分类方法有证型、治法、中医疾病、西医疾病分类等，其中证型、治法、中医疾病分类及术语规范主要依据1997年发布的《中医临床诊疗术语》国家标准，以及中医药高校教材和《中医主题词表》，西医疾病则采用ICD一10疾病分类，应用这些方法建立的索引，其查全和查准率，取决于对医案标引的准确性和深度，全面严格实现有困难，故作为医案检索的约束条件。而其中证型和治法可以分别用病机属性和功效属性来表示，只须做到形式化表达和共识易行，就可以作为医案的通用索引。设  为病机属性的集合，包含病位B和病性c两个子集，于是有向量BC：BC=(b1，b2，L，b ，c1，C2，⋯，c )  (2)

对应功效属性中的作用病位和药物偏性，设为

BC

BC =(b l，6，2，L，6 ，C l，C 2，⋯  )  (3)

其中6 (i=1，2，⋯，n)为证型的病位评价值，指心、肝、脾、肺、肾、胆、胃、肠等gl,个病位，Cj( =1，2，

⋯

， m)指气虚、血虚、阴虚、阳虚、风、寒、暑、湿、燥等m个病性。同理，b ( 1，2，⋯，n)为功效作用的病位评价值，指心、肝、脾、肺、肾、胆、胃、肠等n个作用病

位，c ( l，2，⋯，m)指补气、补血、滋阴、温阳、祛风、散寒、解暑、燥湿、润燥等m个偏性。目前，传统四诊稳定识别一个证型至多能分辨到3个病位，5个病性，而更多的病位病性属于“随证加减”范围，功效属性亦然，以下仅以病机属性为例进行说明。根据中医

辨证习惯，以及现今使用的各种辨证标准，和各种智能化辨证论治系统获取的病机属性的交集，即3个病位，5个病性，于是可以更加简略地表示为：

BC =(b b2，b 【，c ，c ，⋯，c )  (4)

其中病位1(b )是指状态异常的最主要受损病位，病位2(6 2f)为次主要受损病位，以此类推。同理，病性1(b )是指最主要病性，等等，并且3个病位互不相同，病性亦然。这样，根据“五脏主病”，就可以把病位与病性搭配起来，转换为人们习以为常的叙述方式，如肝郁脾虚证、肝胃阴虚血瘀证等，或者用病机描述的证型，如“肝肾阴虚，肝风内动”等。再根据

顺序数字化方法，病位1为1，病位2：0．67，病位3：

0．33；病性1为1，病性2：0．8，病性3：0．6，病性4：

0．4，病性5：0．2。归一化得到权向量(0．2 0．13 0．07

0．2 0．16 0．12 0．08 0．05)。

因此，一个证型的形式化表示过程为：先构造(4)式，再把(4)展开为(2)式。同理，也可以为每一个解决方案做功效属性索引，比如，一味中药、一首方剂、一次针灸、一次导引、

一道中式菜、一款中餐等等。

三、医案的检索

    临床应用“中医门诊、病房辨证论治系统”，采集病人的证候，将获得的症集数字化

为病机属性向量，与系统的基本库中的医案作相似匹配，并将选中的医案的治法方药推

荐给医生参考。相似度度量采用医案间的病机属性和功效属性的欧式距离：

d~=wx f I BC~-BC  l  (5)

以min( )为选中医案，其中  为属性的权向量。与目前的CBR技术不同的是，需要在

医案的检索和重用中探索“证效关系”，使—l，逐步逼近。即同时还要计算功效属性的

距离：

d ： ，×l  BC O-BC  l  (6)

对于中医医案来说，一个证候可能有多个主诉，涉及多个中医疾病和西医疾病，如果按

涉及到的每一个中医疾病分类医案和每一个西医疾病分类医案，再做相似性检索，各类选出一个最佳解，这可以用MADM来进一步求解，具体算法略。

四、医案的更新

   解决了医案的知识表达和检索等关键技术，就能够使用分类、聚类和分割等多种案例挖掘方法，对医案库进行去伪存真，去粗取精和剔出重复。并且在系统投入运行后不断学习，加人新的医案，进行知识的积累 ]，这是CBR一般做法。由于中医的复杂性，证型标准及其疗效评价标准还没有达成同仁的共识，故在多个环节采用了中医经验干预优先的机器

学习模式，来模拟中医的成才过程。即在系统知识共享的基础上，每一位中医都有自己的空间进行临床经验的积累，生成基于个人经验传承的系统，而在大系统中个人愿意上传的经验又是可以相互借鉴和比较的，于是有些医案被大家肯定而保留下来，并在大系统中传播开去，促进中医临床诊疗水平的提高和标准的建立，也提升了个人系统，形成医案更新的良

性循环。以下用基于个人临床经验传承的辨证论治系统的示意图来加以说明，见图1。

图1中“辨证论治基本医案库”为中医高校6版的内科、妇科、儿科、外科、耳鼻喉科，以及《实用中医性病学》中的辨证论治示例作为初始医案集。“中医临床病证术语”，包括中医病名规范、中医证名规范、患者就诊  辨证论治知识库

中医治法名规范。ICD一10疾病分类术语包括编码。其他规则库如不同地域、节气的“湿热(凉燥)”规则等。

   图1中“中医临床经验干预”，①指中医在应用智能化辨证论治平台诊治的各个环节均可干预，比如症状采集、辨病、辨证、选方、用药(含剂量斟酌)，以及病位、病性的修正；②指病案整理和基本库优化上，运用中医经验和含计量指标的疗效评价相结合方法，比如相关反馈技术等来实现中医经验干预优先的学习机制。

五、结 语

   基于中医医案推理的“中医门诊、病房辨证论治系统”经内科门诊应用2年，继续老年科门诊应用2年，在临床和科研上都取得了好的结果『10 2I，目前正进人病房的中医诊疗应用，尝试与现有的医院信息管理系统整合，以弥补中医医案方面的欠缺。我们乐观地期待中医医案分布式系统开发具有浓郁中国文化韵味的广阔服务市场的前景。也许在不远的某一

天，当在电脑上输入自己的喜好和身体状态(自我感觉：I，美食网为你推荐的套餐，不仅满足我们对色香味的偏好，也有益我们的健康。