嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的思路探討

湯偉平 許堅(jiān) 李兵 吳蕾

[摘要] 嶺南溫病學(xué)是中醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的學(xué)術(shù)流派，自晉代以降，古籍記載了大量嶺南溫病醫(yī)家的學(xué)術(shù)思想與病案。將本體引入古籍?dāng)?shù)字資源中，可將散在的信息集中并使其具有關(guān)聯(lián)性。本文在總結(jié)古籍知識(shí)庫(kù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討如何基于本體構(gòu)建嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)的思路，包括信息提取和轉(zhuǎn)換、自動(dòng)語(yǔ)義標(biāo)注、本體和本體知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建，以及信息挖掘等，進(jìn)而探索古籍中的隱含知識(shí)，實(shí)現(xiàn)古籍文獻(xiàn)的知識(shí)提取、知識(shí)推理與知識(shí)發(fā)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞] 嶺南;溫病;古籍;知識(shí)庫(kù)

[中圖分類號(hào)] R2-09 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] 1673-7210（2020）04（b）-0136-04

Discussion on the construction idea of knowledge base of ancient books for Lingnan warm disease

TANG Weiping1 ? XU Jian1 ? LI Bing2 ? WU Lei1

1.Department of Respiration， the Second Clinical College of Guangzhou University of Chinese Medicine， Guangdong Province， Guangzhou ? 510120， China; 2.Institute of Information on Traditional Chinese Medicine， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing ? 100700， China

[Abstract] Lingnan warm disease is an important academic school in the field of traditional Chinese medicine. Since the Jin Dynasty， ancient books have recorded a large number of academic thoughts and medical records of Lingnan warm disease doctors. Scattered information could be centralized and correlated through introducing ontology into the digital resources of ancient books. This manuscript summarizes the current research situation of the knowledge base of ancient books and discusses how to build the knowledge base of Lingnan warm disease of ancient books based on ontology. It includes information extraction and transformation， automatic semantic annotation， construction of ontology and ontology knowledge base， and information mining. Thus explore the implicit knowledge in ancient books and realize the knowledge extraction， knowledge reasoning and knowledge discovery of ancient books.

[Key words] Lingnan; Warm disease; Ancient books; Knowledge base

嶺南溫病學(xué)是中醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的學(xué)術(shù)流派，其在繼承中醫(yī)學(xué)經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合嶺南地區(qū)特點(diǎn)作出的創(chuàng)新，既發(fā)展了中醫(yī)藥學(xué)術(shù)，又充實(shí)了嶺南醫(yī)學(xué)的學(xué)術(shù)內(nèi)涵[1]。嶺南溫病學(xué)起源于晉代至宋代，蛻變與更替于元明兩個(gè)朝代，獨(dú)立發(fā)展于清代;從民國(guó)時(shí)期至今，嶺南溫病學(xué)已形成成熟的學(xué)術(shù)體系[2]。嶺南位于我國(guó)南端，北枕五嶺，南瀕大海，主要包括廣東、海南兩省以及廣西壯族自治區(qū)的一部分[3]。其環(huán)境特點(diǎn)是炎熱多濕、地處卑下、植物繁茂、瘴癘蟲(chóng)蛇侵襲[4]，獨(dú)特的自然環(huán)境使溫病成為嶺南地區(qū)的多發(fā)病[5]。古代嶺南醫(yī)家對(duì)外感熱病的認(rèn)識(shí)早到晉代葛洪，后至清代何夢(mèng)瑤，對(duì)后世嶺南溫病學(xué)的發(fā)展均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

古代文獻(xiàn)是古代醫(yī)家臨證思想光芒最直接的載體，在指導(dǎo)現(xiàn)代中醫(yī)臨床實(shí)踐中發(fā)揮著舉足輕重的作用。古籍?dāng)?shù)字化已成為保存、整理和利用古籍的必然趨勢(shì)，其功能不僅在于一般的信息查詢，更重要的是構(gòu)建知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)古籍文獻(xiàn)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)和知識(shí)推理。因此，我們?cè)诠偶當(dāng)?shù)字化和數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，擬探討嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建思路，以推動(dòng)嶺南溫病古籍中的診治知識(shí)更好地被挖掘和利用，從而更好地為臨床服務(wù)。

1 中醫(yī)藥古籍知識(shí)庫(kù)研究現(xiàn)狀

我國(guó)中醫(yī)古籍?dāng)?shù)字化資源建設(shè)工作始于20世紀(jì)80年代，已逐步有一些數(shù)字化成果產(chǎn)出，其中知識(shí)庫(kù)結(jié)合了數(shù)據(jù)庫(kù)與人工智能的特點(diǎn)，存入大量高度結(jié)構(gòu)化的符號(hào)數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘，并實(shí)現(xiàn)不同的作者之間，以及目錄到全文等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)檢索[6-7]。目前大部分中醫(yī)藥高校圖書(shū)館都在建設(shè)中醫(yī)古籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，但書(shū)目數(shù)據(jù)庫(kù)多，全文數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)不足[8]?，F(xiàn)代信息技術(shù)在古籍研究領(lǐng)域應(yīng)用的主要難點(diǎn)在于古籍內(nèi)容繁雜，各種關(guān)系的命題不清晰，復(fù)雜邏輯關(guān)系得不到充分表達(dá)，因此，對(duì)古籍知識(shí)的深度加工處理尤為重要[9]。

近年來(lái)研究者針對(duì)古籍知識(shí)庫(kù)開(kāi)展了許多有益的探索，如賈鳳旭[10]提出基于知識(shí)類聚的古籍知識(shí)庫(kù)構(gòu)建方法，包括對(duì)古籍的注疏文獻(xiàn)進(jìn)行收集和關(guān)聯(lián)，與原文形成一個(gè)整體的知識(shí)系統(tǒng)，相互參考佐證;羅晨光等[11]提出在現(xiàn)有的古籍描述元數(shù)據(jù)著錄規(guī)則的基礎(chǔ)上，結(jié)合本體理論，將古籍元數(shù)據(jù)映射為一個(gè)基于本體的知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)框架;李兵等[12]通過(guò)語(yǔ)義屬性關(guān)聯(lián)形成溫病古籍知識(shí)體系，描述溫病古籍所蘊(yùn)含的知識(shí)及內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而構(gòu)建溫病古籍知識(shí)檢索系統(tǒng);李芹[13]提出主題圖技術(shù)是一種描述知識(shí)的元數(shù)據(jù)格式，作為一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可用于描述復(fù)雜的知識(shí)內(nèi)容，構(gòu)成相對(duì)完整的知識(shí)體系，并實(shí)現(xiàn)資源的有機(jī)整合，還以《傷寒論》為例探討了主題圖技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用;還有學(xué)者通過(guò)中醫(yī)古籍知識(shí)庫(kù)平臺(tái)，對(duì)草烏、山豆根的古代毒性記載、現(xiàn)代毒性研究及其臨床不良反應(yīng)報(bào)道進(jìn)行系統(tǒng)研究[14-15]。

2 嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建方法

2.1 書(shū)目選取、信息提取及數(shù)字化轉(zhuǎn)換

以電子檢索和手工檢索相結(jié)合，納入成書(shū)時(shí)間于1840年之前;作者籍貫屬嶺南并在嶺南行醫(yī)如《醫(yī)碥》作者何夢(mèng)瑤，或作者籍貫不屬嶺南，但生平曾長(zhǎng)期在嶺南行醫(yī)，如《肘后備急方》的作者葛洪;醫(yī)籍中包含了溫病診治的信息。檢出并獲取以上古籍后，提取以下信息：醫(yī)家、書(shū)名、年代、病名、病因病機(jī)、證候、治法、方藥、預(yù)后等。

按照本體構(gòu)建和知識(shí)庫(kù)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)格式要求進(jìn)行數(shù)據(jù)的格式化規(guī)范處理和數(shù)據(jù)清洗。對(duì)原文中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行校正，對(duì)提取的知識(shí)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行規(guī)范。以《中國(guó)中醫(yī)藥學(xué)主題詞表》《中醫(yī)藥學(xué)名詞》《中醫(yī)臨床診療術(shù)語(yǔ)》等作為基本術(shù)語(yǔ)庫(kù)，對(duì)以上檢出的文檔進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)前期提取的病名、醫(yī)籍、病因病機(jī)、診斷、治則治法、方藥、預(yù)后等知識(shí)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行規(guī)范和數(shù)據(jù)清洗，并以文本塊為單位，識(shí)別出包含一個(gè)概念的所有文本塊。根據(jù)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建和知識(shí)分析的數(shù)據(jù)格式要求，增加收錄古籍書(shū)目的范圍，對(duì)所提取的古籍文本進(jìn)行結(jié)構(gòu)化加工和段落屬性標(biāo)注，能夠自由選擇按照不同的知識(shí)類型進(jìn)行知識(shí)檢索和分析，增強(qiáng)知識(shí)庫(kù)的檢索和分析功能。

2.2 自動(dòng)語(yǔ)義標(biāo)注與本體構(gòu)建

通過(guò)對(duì)語(yǔ)義數(shù)據(jù)云圖進(jìn)行查詢，獲得概念在語(yǔ)義數(shù)據(jù)云圖中對(duì)應(yīng)的具體類。再提取出這些類的屬性實(shí)例，以及和其他類之間的關(guān)系實(shí)例。依次提取概念名稱、類、屬性、關(guān)系后，在此基礎(chǔ)之上生成RDF文檔三元組，即概念1-關(guān)系-概念2。

構(gòu)建中醫(yī)古籍知識(shí)庫(kù)既要基于數(shù)字化和結(jié)構(gòu)化的古籍?dāng)?shù)據(jù)，又要有規(guī)范的知識(shí)概念、術(shù)語(yǔ)和語(yǔ)義詞表作為支撐[9]。為實(shí)現(xiàn)古籍知識(shí)的規(guī)范表達(dá)與利用，構(gòu)建嶺南溫病古籍知識(shí)的本體框架，包括類知識(shí)的概念類型和概念關(guān)系定義，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的規(guī)范表達(dá)和語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，我們?cè)O(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了基于計(jì)算機(jī)的中醫(yī)古籍知識(shí)加工和語(yǔ)義標(biāo)注工具（軟著登字第2562997號(hào)）。工具的主要功能：古籍文本的結(jié)構(gòu)化加工，文本分詞與語(yǔ)義標(biāo)注，知識(shí)分析，OWL本體生成，后臺(tái)管理及自定義設(shè)置，其應(yīng)用流程見(jiàn)圖1。該工具能夠基于古籍原文數(shù)據(jù)和概念關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)文本數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化加工、段落及文本分詞，語(yǔ)義標(biāo)注、新詞發(fā)現(xiàn)、本體和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。通過(guò)概念術(shù)語(yǔ)及其語(yǔ)義關(guān)系建立溫病知識(shí)間的規(guī)范化本體表達(dá)，并生成和導(dǎo)出OWL本體描述語(yǔ)言，用于相關(guān)本體研究。

圖1 ? 中醫(yī)古籍知識(shí)標(biāo)注工具應(yīng)用流程

2.3 基于本體的嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)構(gòu)建

本體論原是一哲學(xué)分支，其研究方法是將世界諸個(gè)體按照一定的準(zhǔn)則劃分為概念，探討各概念的屬性及其相互關(guān)系。本體通常被稱為領(lǐng)域模型或概念模型，是關(guān)于特定知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)各種對(duì)象、對(duì)象特性以及對(duì)象之間可能存在關(guān)系的理論[16]，是某一領(lǐng)域共享的、概念化、形式化表示的知識(shí)體系[17]。領(lǐng)域本體是近年來(lái)計(jì)算機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域普遍關(guān)注的一個(gè)研究熱點(diǎn)，能夠用于描述指定領(lǐng)域知識(shí)，給出了領(lǐng)域?qū)嶓w概念及相互關(guān)系領(lǐng)域活動(dòng)以及該領(lǐng)域所具有的特征和規(guī)律的一種形式化描述，將人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)抽象出來(lái)，形成一個(gè)概念[18]。在古籍?dāng)?shù)字資源中引入“本體”，可使散在于各部古書(shū)以及各卷或各篇之間的某種特定信息具有某種關(guān)聯(lián)性，以重整資源，實(shí)現(xiàn)知識(shí)發(fā)現(xiàn)[19]。將本體論應(yīng)用于中醫(yī)古籍知識(shí)表達(dá)的理論與方法，構(gòu)建中醫(yī)古籍的領(lǐng)域本體，有助于突破深度利用古籍知識(shí)的困境[19]。

知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建分為對(duì)本體模型的建模與對(duì)關(guān)系模型的建模兩個(gè)部分。中醫(yī)本體是比較專業(yè)化的本體，描述的是中醫(yī)學(xué)科領(lǐng)域中概念與概念間的關(guān)系，并由此構(gòu)成了中醫(yī)的知識(shí)組織模型;中醫(yī)學(xué)是一本龐大的學(xué)科，構(gòu)建需要領(lǐng)域?qū)＜业膮⑴c，工作量巨大。為此，我們擬先確立古籍全文、結(jié)構(gòu)化知識(shí)的層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表，能夠?qū)崿F(xiàn)古籍全文及知識(shí)詞表的關(guān)聯(lián)、管理和維護(hù)。再進(jìn)行嶺南溫病中醫(yī)古籍知識(shí)庫(kù)的整體架構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，包括原文檢索閱讀、知識(shí)檢索、知識(shí)分析與可視化等部分。系統(tǒng)包括以下功能模塊：古籍文獻(xiàn)的全文閱讀模塊;古籍文獻(xiàn)全文檢索和段落閱讀;古籍文獻(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)識(shí)別、分詞;基于詞表實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的自動(dòng)語(yǔ)義標(biāo)注;溫病相關(guān)知識(shí)的關(guān)聯(lián)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、結(jié)果導(dǎo)出;后臺(tái)數(shù)據(jù)管理與維護(hù)。在知識(shí)庫(kù)構(gòu)建過(guò)程中可利用本體構(gòu)建工具如Protege，建立了以疾病為核心的醫(yī)療知識(shí)本體模型，而知識(shí)庫(kù)的架構(gòu)可采用Jena框架。

3 古籍的信息挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)

利用人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，可用通過(guò)對(duì)其內(nèi)容的解析、標(biāo)引、關(guān)聯(lián)、重組等知識(shí)組織實(shí)現(xiàn)中醫(yī)古籍中病、證、方、藥等知識(shí)的關(guān)聯(lián)檢索及交互檢索[11]，可實(shí)現(xiàn)嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)的知識(shí)因子的有序化和知識(shí)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化，從知識(shí)庫(kù)中挖掘信息和發(fā)現(xiàn)知識(shí)。例如基于無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象，選取藥物配伍網(wǎng)絡(luò)中的“Hub”藥物節(jié)點(diǎn)，尋找一定代表性和覆蓋度的共性處方配伍網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)處方配伍網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)度分布，發(fā)現(xiàn)處方配伍網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)這些節(jié)點(diǎn)在處方中的同現(xiàn)頻度計(jì)算其覆蓋度，從而推理出核心組方。此外，將反復(fù)出現(xiàn)的藥對(duì)關(guān)系連成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)處方藥物功效、性味、歸經(jīng)的分析，反向推論疾病某一階段的證候特征，進(jìn)而推導(dǎo)中醫(yī)古籍中嶺南溫病的藥證關(guān)系。

4 小結(jié)與討論

嶺南溫病學(xué)是具有鮮明的地理、氣候、環(huán)境特點(diǎn)的中醫(yī)學(xué)術(shù)流派。嶺南名醫(yī)劉仕昌曾謂：“嶺南地區(qū)氣候炎熱，四季淫雨，濕熱特甚，加上人體陰虛內(nèi)熱者多，脾胃濕困者多，故嶺南溫病具有明顯的熱象偏盛、易傷氣津和多兼濕困的特點(diǎn)?！苯陙?lái)暴發(fā)的SARS、禽流感、甲流等在嶺南均有較高的發(fā)病率。挖掘和整理古代嶺南中醫(yī)家治療溫病的臨床經(jīng)驗(yàn)和學(xué)術(shù)思想，對(duì)嶺南地區(qū)急性傳染病的防控具有重要意義。

歷代中醫(yī)學(xué)家通過(guò)不斷的傳承、實(shí)踐和創(chuàng)新，形成日益成熟的學(xué)術(shù)思想和體系，對(duì)于現(xiàn)代中醫(yī)臨床仍發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。古籍中記載了大量的病因病機(jī)和診治的信息，始終指導(dǎo)著中醫(yī)學(xué)的理論發(fā)展和臨床實(shí)踐，同時(shí)也賦予了現(xiàn)代研究無(wú)窮的啟示和靈感[20]。如獲得諾貝爾獎(jiǎng)和國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的屠呦呦教授在研究“青蒿素”的提取方法時(shí)，正是受到中醫(yī)古籍《肘后備急方》中有關(guān)“青蒿截瘧”記載的啟發(fā)。中醫(yī)古籍中隱含的大量治法方藥、藥證關(guān)系等信息，如何借助信息技術(shù)手段進(jìn)行更好的呈現(xiàn)，建立起能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)提取和知識(shí)推理的中醫(yī)古籍知識(shí)庫(kù)，已成為中醫(yī)文獻(xiàn)研究的熱點(diǎn)。

構(gòu)建中醫(yī)古籍知識(shí)庫(kù)，在科研、教學(xué)、新藥開(kāi)發(fā)等方面均有良好的應(yīng)用前景。目前中醫(yī)古籍?dāng)?shù)字化雖然已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，但深度的開(kāi)發(fā)和利用不足，包括偏重于基礎(chǔ)理論研究，而對(duì)數(shù)字化應(yīng)用中的系統(tǒng)分析不足，同時(shí)由于統(tǒng)一的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的缺乏，限制了深度開(kāi)發(fā)和利用古籍[21]。因此，我們擬采用基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)語(yǔ)義標(biāo)注和本體構(gòu)建工具，實(shí)現(xiàn)古籍知識(shí)的規(guī)范表達(dá)與利用，建立嶺南溫病古籍知識(shí)的本體框架，并通過(guò)信息技術(shù)手段構(gòu)建基于本體的嶺南溫病古籍知識(shí)庫(kù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)提取和知識(shí)推理，同時(shí)借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)探索古籍中的核心組方、藥證關(guān)系等隱含知識(shí)，從而深度挖掘嶺南醫(yī)學(xué)特色與內(nèi)涵，以更好地指導(dǎo)臨床診療與實(shí)踐。

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（收稿日期：2019-10-10 ?本文編輯：李亞聰）