基于J2EE架構(gòu)的中醫(yī)藥文獻(xiàn)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

摘 ?要：文章選取《中華本草》《方劑大辭典》《中醫(yī)臨床病證大典泄瀉篇、腫瘤篇》等中醫(yī)藥領(lǐng)域的經(jīng)典著作，整理清洗數(shù)據(jù)并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)范化存儲?；贘2EE架構(gòu)搭建中醫(yī)藥文獻(xiàn)平臺，為廣大中醫(yī)藥相關(guān)人員學(xué)習(xí)和研究中醫(yī)藥提供文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)挖掘等綜合性服務(wù)。該文詳細(xì)闡述了平臺的設(shè)計，以及數(shù)據(jù)管理、存儲、檢索和挖掘等功能的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：中醫(yī)藥文獻(xiàn);J2EE;數(shù)據(jù)挖掘;綜合性平臺

中圖分類號：TP311 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2021）13-0073-04

Design and Implementation of Chinese Medicine Literature Platform Based on

J2EE Architecture

ZHANG Yunqi

（Institute of Literature in Chinese Medicine， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing ?210023， China）

Abstract： This paper selects classic works in the field of traditional Chinese medicine， such as Chinese Materia Medica， Dictionary of Prescriptions， Diarrhea and Tumor of TCM Clinical Syndrome， sort out and clean the data and build a database for normalized storage. Build a traditional Chinese medicine literature platform based on J2EE architecture to provide comprehensive services such as literature data retrieval and data mining for the majority of traditional Chinese medicine related personnel to study and research traditional Chinese medicine. This paper describes in detail the design of the platform and the realization of data management， storage， retrieval， mining and other functions.

Keywords： Chinese medicine literature; J2EE; data mining; comprehensive platform

0 ?引 ?言

中藥是中醫(yī)用于防治疾病、診治疾病的物質(zhì)，并具有養(yǎng)生康復(fù)與保健功用;方劑是由中藥配合而成用于治病的藥方;病證是疾病發(fā)生和演變過程中某階段本質(zhì)的反映[1]。這三點是中醫(yī)診療的重要組成部分。中醫(yī)藥方面的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)浩如煙海，運用傳統(tǒng)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究的效率較低。本文基于J2EE構(gòu)建了一個中醫(yī)藥文獻(xiàn)數(shù)據(jù)平臺，選取《中華本草》《方劑大辭典》《中醫(yī)臨床病證大典泄瀉篇、腫瘤篇》等幾本具有代表性的經(jīng)典綜合性著作，對上述文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和清洗等處理，構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫，規(guī)范化存儲文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。利用該平臺可以對所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行模糊查詢或精確檢索，同時該平臺支持用戶利用平臺數(shù)據(jù)（或自行上傳數(shù)據(jù)），選擇相應(yīng)的算法進(jìn)行挖掘分析。

1 ?系統(tǒng)設(shè)計

1.1 ?需求分析

該平臺存儲了大量已經(jīng)規(guī)范化的中藥、方劑、病證的數(shù)據(jù)，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為中醫(yī)藥行業(yè)的醫(yī)護(hù)人員和科研人員提供了一個文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)的綜合性研究平臺。同時經(jīng)系統(tǒng)認(rèn)證的專家，有權(quán)定期更新增加數(shù)據(jù)庫，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提下，不斷完善和補(bǔ)充平臺上面的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)界面操作簡單，數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全性均有保障。

1.2 ?系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)設(shè)計，利用J2EE的MVC模式設(shè)計表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層[2]三層架構(gòu)，如圖1所示。

（1）表現(xiàn)層。利用JSP和JavaScript編寫的用戶界面，收集用戶的請求，同時可以給用戶反饋請求的結(jié)果。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。管理用戶信息和權(quán)限、對中藥、方劑、病證等數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理。

（3）數(shù)據(jù)訪問層。根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層處理的結(jié)果，對相應(yīng)的中藥、方劑、病證的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等操作。

1.3 ?功能模塊設(shè)計

中醫(yī)藥文獻(xiàn)數(shù)據(jù)平臺將用戶分為4種角色，分別是系統(tǒng)管理員、訪客、VIP用戶和專家，針對不同的角色提供相應(yīng)的功能，如圖2所示。

1.3.1 ?系統(tǒng)管理員

系統(tǒng)管理員是整個系統(tǒng)的最高管理者，該角色的任務(wù)是管理系統(tǒng)中其他非管理員角色的用戶（訪客、VIP用戶、專家），其主要任務(wù)是對用戶基本信息和權(quán)限的管理：

（1）管理用戶基本信息。系統(tǒng)管理員可以對非管理員用戶進(jìn)行管理，即對非管理員用戶的用戶名、密碼、姓名、年齡、性別、單位、聯(lián)系方式等基本信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等管理操作。

（2）管理用戶權(quán)限。系統(tǒng)管理員可根據(jù)用戶的使用需求，為他們分配相應(yīng)的角色[3]，并對不同的角色授權(quán)。例如：大部分用戶只需查詢文獻(xiàn)，那么系統(tǒng)管理員給初始注冊用戶分配“訪客”的角色就可以滿足這部分用戶的需求了。如果有些用戶需要上傳自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)管理員則需給這部分用戶分配“VIP用戶”的角色。當(dāng)系統(tǒng)中的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)需要增加、刪除或修改時，系統(tǒng)管理員要給執(zhí)行操作的用戶分配“專家”這一角色。

1.3.2 ?訪客

前期進(jìn)行的需求調(diào)研顯示，人們在中醫(yī)藥文獻(xiàn)使用方面還是以查詢文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為主，所以平臺為初始的注冊用戶設(shè)定的角色身份為“訪客”，主要為他們提供模糊查詢和高級檢索的功能。使用模糊查詢時，用戶可以通過輸入關(guān)鍵詞或拼音，檢索出與輸入內(nèi)容相似的文獻(xiàn)標(biāo)題。系統(tǒng)會提供檢索結(jié)果列表，用戶點擊標(biāo)題即可以查看文獻(xiàn)的詳細(xì)內(nèi)容。高級檢索中有多個檢索關(guān)鍵詞，用戶可以通過設(shè)定不同關(guān)鍵詞之間“與”“或”“非”的關(guān)系，來更加精確地查找文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。比如要檢索“傷寒論”中使用“桂枝”的方劑，那么設(shè)定書名為“傷寒論”，組成為“桂枝”，兩者關(guān)系選擇“與”，就能檢索出結(jié)果;若要檢索“傷寒論”中所有沒有使用“桂枝”的方劑，那么兩者關(guān)系選擇“非”即可。

1.3.3 ?VIP用戶

普通的“訪客”向管理員提出申請，管理審核通過后，該用戶就成為“VIP用戶”。系統(tǒng)為VIP用戶提供了統(tǒng)計分析頻次頻率、Apriori算法分析藥對等數(shù)據(jù)分析功能。“VIP用戶”通過選擇分析數(shù)據(jù)的方式，然后根據(jù)提示要求上傳待分析的數(shù)據(jù)文件（也可以利用對系統(tǒng)查詢得到數(shù)據(jù)），再設(shè)定分析參數(shù)，之后系統(tǒng)通過計算自動給出分析結(jié)果。

1.3.4 ?專家

系統(tǒng)已錄入的中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)可能會存在遺漏、冗余、錯誤等問題，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除或者修改等操作。如果用戶可以隨意對數(shù)據(jù)進(jìn)行刪改等操作，就無法保證整個平臺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，因此這些工作須由專人負(fù)責(zé)?！皩＜摇边@一角色必須由通過系統(tǒng)認(rèn)證的、有文獻(xiàn)?？苯?jīng)驗的專業(yè)人員擔(dān)任。經(jīng)由“專家”處理之后的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確性才會有保障。

1.4 ?文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1.4.1 ?《中華本草》相關(guān)數(shù)據(jù)表設(shè)計

本文獻(xiàn)平臺收集了《中華本草》中的九千多條中藥數(shù)據(jù)，因為中醫(yī)藥中經(jīng)常出現(xiàn)“一藥多名”的現(xiàn)象，為了方便用戶后續(xù)對藥物藥性等相關(guān)屬性的分析，平臺對《中華本草》里的中藥正名、異名、釋名等數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和規(guī)范，這樣就有效避免了在后續(xù)藥物分析時因文字表述不同而影響分析結(jié)果情況的發(fā)生。同時系統(tǒng)也對藥性、藥味、毒性、歸經(jīng)等描述性的文字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)范，并設(shè)計了4張有關(guān)中藥屬性的表格，下面為表名和屬性：

（1）藥性信息表。大寒、寒、微寒、熱、微熱、溫、微溫、涼、微涼、平等。

（2）藥味信息表。甘、微甘、苦、微苦、酸、微酸、咸、微咸、澀、微澀、辛、微辛、淡、微淡、辛麻等。

（3）毒性信息表。有毒、無毒、大毒、小毒。

（4）歸經(jīng)信息表。腸、大腸、小腸、肝、膽、肺、脾、胃、腎、膀胱、心、心包、三焦、腎二、胃二等。

另外，為了存儲中藥的相關(guān)論述，系統(tǒng)設(shè)計了中藥詳情表，包含以下屬性：正名、拼音、正名出處、異名、釋名、品種考證、來源、制法、原植（動礦）物、栽培要點、采收加工、藥材及產(chǎn)銷、藥材鑒別、化學(xué)成分、藥理、炮制、功能與主治、藥性、應(yīng)用與配伍、用法用量、使用注意、附方、制劑、現(xiàn)代臨床研究、藥論、備考、參考文獻(xiàn)、集解[4]。

1.4.2 ?《中醫(yī)臨床病證大典泄瀉篇、腫瘤篇》數(shù)據(jù)表設(shè)計

病證大典泄瀉篇和腫瘤篇全面系統(tǒng)地整理和收集了歷代中醫(yī)藥經(jīng)典古籍中與泄瀉和腫瘤相關(guān)的論述，平臺根據(jù)病證大典的內(nèi)容設(shè)計了病證數(shù)據(jù)表，內(nèi)容包括：病名、病因、病機(jī)、病證、治法、用方、用藥、醫(yī)話醫(yī)案[5]。

1.4.3 ?《方劑大辭典》方劑數(shù)據(jù)表設(shè)計

《方劑大辭典》收錄了歷代文獻(xiàn)中的醫(yī)方9萬余首，內(nèi)容涉及了中醫(yī)方劑的來源、組成、功用等多方面的內(nèi)容。平臺根據(jù)《方劑大辭典》里收錄的內(nèi)容，設(shè)計了方劑數(shù)據(jù)表，包括以下屬性：正名、來源、異名、組成、用法、功用、主治、宜忌、方論、加減、現(xiàn)代研究、臨證舉例、備考[6]。

2 ?系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 ?系統(tǒng)UI實現(xiàn)

中醫(yī)藥文獻(xiàn)數(shù)據(jù)平臺的UI實現(xiàn)基于JSP、CSS和JavaScript，界面古典簡潔，操作簡單易上手。用戶可通過點擊首頁的庫名，直接進(jìn)入相關(guān)庫進(jìn)行檢索和數(shù)據(jù)分析，首頁如圖3所示。

2.2 ?檢索功能實現(xiàn)

平臺提供兩種檢索方式，分別是模糊查詢和高級檢索。模糊查詢會檢索出所有與輸入詞相關(guān)的數(shù)據(jù)，而高級檢索是用戶通過設(shè)定檢索條件從而相對精確地查找數(shù)據(jù)。平臺首先會預(yù)處理數(shù)據(jù)庫中各個數(shù)據(jù)表中存儲的數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)處理結(jié)果建立索引。用戶在檢索框中輸入文字進(jìn)行查詢時，系統(tǒng)通過正則表達(dá)式判斷輸入內(nèi)容是否含有非法的字符，如“and”“select”“insert”“delete”等，從而避免SQL注入式攻擊，以保障平臺的安全性。

用戶輸入內(nèi)容合法時，如果選擇的是模糊查詢，平臺會將輸入內(nèi)容與庫中的藥名、方劑名或組成等所有相關(guān)字段的索引進(jìn)行內(nèi)容相似性分析，相似度越高的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)越優(yōu)先展示。比如通過模糊檢索功能在方劑大辭典的庫中輸入關(guān)鍵詞“桂枝”進(jìn)行查詢，結(jié)果會如圖4所示。如果選擇的是高級檢索，系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)預(yù)處理和確認(rèn)用戶輸入內(nèi)容合法后，將查詢內(nèi)容與用戶設(shè)定的具體檢索字段的索引進(jìn)行相似性分析，同時結(jié)合用戶設(shè)定的“與或非”關(guān)系，給出相對精確的檢索結(jié)果?？傮w檢索功能實現(xiàn)的流程如圖5所示。

2.3 ?數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)

當(dāng)發(fā)現(xiàn)已錄入的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)存在問題時，有管理數(shù)據(jù)權(quán)限的專家用戶可登錄平臺增加、修改、刪除數(shù)據(jù)。首先系統(tǒng)會核實專家用戶的身份信息，驗證通過之后，專家可選擇進(jìn)入新增數(shù)據(jù)模式或修改刪除數(shù)據(jù)模式。如若專家發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有遺漏，進(jìn)入新增數(shù)據(jù)模式后，填寫新的數(shù)據(jù)內(nèi)容。如若數(shù)據(jù)有錯誤，專家通過檢索功能可查詢到出錯的數(shù)據(jù)，點擊查詢結(jié)果列表進(jìn)行修訂或者直接刪除該條數(shù)據(jù)。新增或修改數(shù)據(jù)后，點擊保存，數(shù)據(jù)會存儲至數(shù)據(jù)庫;確認(rèn)刪除某條數(shù)據(jù)后，該條也會從數(shù)據(jù)庫中刪掉。

2.4 ?數(shù)據(jù)分析功能實現(xiàn)

前期調(diào)研顯示，大家在進(jìn)行中醫(yī)藥數(shù)據(jù)分析時，主要的兩個應(yīng)用是，分析方劑中的用藥頻次頻率和分析方劑中的關(guān)聯(lián)藥對[7]，為此本平臺暫時只為用戶提供這兩種數(shù)據(jù)分析的方式。用戶上傳符合平臺規(guī)范的數(shù)據(jù)后，設(shè)定分析參數(shù)，系統(tǒng)會自動讀取數(shù)據(jù)和參數(shù)，通過用戶選定的分析方法，計算給出數(shù)據(jù)分析的文字結(jié)果并反饋給用戶。后期會再增加其他算法供大家選擇。

3 ?結(jié) ?論

本文基于J2EE設(shè)計和開發(fā)的中醫(yī)藥文獻(xiàn)數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了對《中華本草》《方劑大辭典》《中醫(yī)臨床病證大典泄瀉篇、腫瘤篇》的規(guī)范化存儲與管理等功能，為廣大師生醫(yī)護(hù)人員提供了中醫(yī)藥數(shù)據(jù)檢索和分析挖掘的平臺。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，檢索分析效果良好。后續(xù)認(rèn)證專家會繼續(xù)維護(hù)和充實數(shù)據(jù)，平臺將提供更加豐富和準(zhǔn)確的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 石鋒.基于MVC模式的JavaWeb開發(fā)與應(yīng)用 [J].電子技術(shù)，2021，50（5）：16-17.

[3] 黃敏，胡孔法，李影俠，等.中醫(yī)藥傳承與創(chuàng)新人才工程申報系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) [J].計算機(jī)時代，2019（09）：96-99.

[4] 國家中醫(yī)藥管理局《中華本草》編委會.中華本草 [M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998.

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[6] 彭懷仁.中醫(yī)方劑大辭典 [M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1993.

[7] 李昱，楊濤.基于CiteSpace的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析 [J].中醫(yī)藥導(dǎo)報，2021，27（4）：153-157.

作者簡介：張云琪（1993.09—），女，漢族，江蘇南京人，助理實驗師，碩士研究生，研究方向：中醫(yī)藥信息與大數(shù)據(jù)挖掘。