中医诊疗论文提纲

论文题目：小儿脑瘫中医诊疗知识图谱构建及其隐性知识显性化研究

摘要：研究目的基于西安中医脑病医院电子医疗记录、教材和中医儿科常见病诊疗指南等,研究小儿脑瘫中医诊疗知识图谱的构建及其相关隐性知识显性化的方法,为小儿脑瘫中医诊疗相关隐性知识的发掘、可视化、管理以及学习传播开辟新的途径,为小儿脑瘫中医诊疗方案的优化,以及辅助诊疗系统的构建奠定基础。研究方法1.小儿脑瘫中医诊疗知识图谱构建研究:以脑瘫患者住院电子病历、医院信息系统抽取的医嘱数据、效果评估量表以及中西医已经发布的脑瘫临床诊疗指南、教材为主要知识来源构建知识框架以及知识图谱。首先,对符合纳入标准的小儿脑瘫电子病历的非结构化信息,通过实体标注、概念和关系抽取、术语规范化整理以及机器学习等方法,进行人机结合的结构化处理以及数据的预处理;其次,结合已整理形成的小儿脑瘫的相关概念、概念间的关系等,参考已有的《中医药学语言系统语义网络框架（TCMLS-SN）》（ISO 19465-2017）和《中医临床术语系统分类结构》（ISO/TS 17938-2014）,定义并形成小儿脑瘫疾病的“本体框架”,应用斯坦福大学的知识库构建的“七步法”构建小儿脑瘫疾病诊疗知识库,形成知识图谱的模式层;然后,将结构化并规范标注的小儿脑瘫电子病历的实体数据与模式层的本体框架对应匹配,形成知识图谱的数据层。本体框架的手工构建使用Protege这一本体构建软件,数据的存储使用Neo4j图数据库,最终形成知识图谱语义查询、应用的可视化展示,以及后续知识更新、维护的方法和平台。2.以小儿脑瘫住院治疗方案分析及常用方案疗效比较为例,采用临床评价方法实现隐性知识显性化:尽管在小儿脑瘫诊疗中有明确的诊疗方案,但针对每个患儿,具体诊疗方法往往是个体化的,为了使个体化诊疗中所包含的隐性知识显性化,本研究根据中医针灸“证-治-效”紧密相关的特点,对2013～2019年间住院的1304例7周岁以下脑瘫患儿的诊断情况和接受治疗情况进行回顾性分析,得出学龄前脑瘫儿童的人群基本特征、患病情况（包括脑瘫本病和共患疾病）、住院治疗时间和治疗方案概况（包括治疗方法种类、使用率及方法联合使用情况）。对选出的3种最常用的相似治疗方案进行组间疗效比较研究,纳入病例是住院前后有2次格塞尔发育量表（Gesell Developmental Schedules）评估的脑瘫患者,以格塞尔发育量表评估结果为观察指标,具体包含:动作能、应物能、言语能、应人能4个维度的发育商。根据各组患者基线情况（包括年龄、性别、脑瘫分型、住院时间、治疗前各维度发育商）分析,将患者依据年龄分为婴儿期、幼儿期、学龄前期3层,进行年龄层内3组治疗方案间的疗效比较分析。使个性化治疗所包含的诊疗方案隐性知识显性化,完善并充实小儿脑瘫的知识库。3.以脑瘫针刺治疗处方规律及适应症人群发现为例,采用数据挖掘方法实现隐性知识显性化:对住院接受针刺治疗且第一诊断为脑性瘫痪的7周岁以下患者的首张针刺治疗处方进行数据挖掘分析,找出临床针刺治疗小儿脑瘫的取穴规律和针刺处方对应的适应症人群特征。纳入首次病程记录中含有针刺治疗处方、出院时有治疗效果评价的小儿脑瘫病例。首先对脑瘫总样本的针刺治疗核心处方进行复杂网络分析,得到针刺治疗脑瘫的核心用穴或基本用穴;其次,基于针刺处方中穴位的相似度对脑瘫患儿进行社团检测,筛选出具有特色的脑瘫亚人群,相似度采用Jaccard相似系数,社团检测采用Fast Unfolding（BGLL）高效社团检测算法;再依据各亚群内穴位特征和症状特征的分布情况（富集情况）找出各亚群的特征性穴位和特征性症状;结合各亚群复杂网络分析得到的核心穴位形成相应人群的针刺处方。总结各脑瘫亚人群的特征症状和针刺处方规律,将转为显性化的小儿脑瘫针刺处方规律等隐性知识补充到知识库。研究结果1.小儿脑瘫中医诊疗知识图谱构建（1）构建小儿脑瘫的本体框架。结合诊疗指南、教材、医院电子医疗记录和既往中医疾病本体,构建脑瘫的本体框架,包括脑瘫患者类、诊断类、病因类、症状类、治疗类5个本体类（class）和12种类间关系,以此作为知识图谱的模式层。（2）脑瘫实例导入图数据库。根据研究目的将3852个治疗有效诊次的脑瘫患者诊疗数据通过Python分类别导入Neo4j图数据库,其中包含了疾病名称（脑瘫疾病分型、其他合并疾病诊断）、证型、症状、穴位、方名、中药、治疗方法等类型,以及引起、治疗、具有等关系。围绕中医治疗小儿脑瘫的诊疗方案内容在6类标签、5种关系下构建形成2970个节点和38160条关系,作为知识图谱的数据层。（3）小儿脑瘫中医诊疗知识图谱语义检索和可视化展示。最终初步实现了针刺、中药结合治疗小儿脑瘫的诊疗方案知识图谱的可视化展示和语义检索功能。2.小儿脑瘫治疗方案及其疗效相关知识的图谱完善治疗方法及其效果相关的知识是一种隐性知识,需要在对诊疗方案进行疗效评价研究的基础上才能将隐性知识转化为显性知识。本研究分析了西安中医脑病医院1304例住院患儿的诊疗方案,并对接受三组常用治疗方案的部分脑瘫患儿进行了神经康复治疗效果评估,基于所得结果对小儿脑瘫知识图谱进行增补完善,同时也对此类隐性知识显性化方法进行了初步探讨。对1304例第一诊断为脑性瘫痪的7周岁以下患儿的患病情况进行分析:结果显示男童年龄（3.25±1.64）与女童年龄（3.36±1.67）相当,治疗时间在70天左右;在1304个人的3006个住院次中男童住院次数（1782人次）比女童（1224人次）多。其中71.03%的脑瘫分型是最常见的痉挛型,其次是不随意运动型,有232人次（12.61%）,肌张力低下型（8.37%）和混合型（6.74%）位于其后。脑瘫儿童的中医证候主要有肝强脾弱证、肝肾亏虚证、脾肾两虚证、痰瘀阻络证等,肝强脾弱证是人群中最多见的证型。最常见合并疾病中感染、炎症占据重要位置,而且上呼吸道感染、急性支气管炎、支气管肺炎的情况与全院统计结果类似。此外,低年龄人群在发育畸形和消化系统等方面的疾患更为突出。根据患者医嘱将其治疗方法分为10大类,分别是针灸、推拿、康复、理疗、拔罐、刮痧、西药、中药、中成药、手术,经统计,60%以上的患者治疗时使用了是康复、针灸、西药、中成药、推拿、理疗,针灸和康复的使用率分别超过了 92%和97%,而中药、拔罐、手术、刮痧等疗法的使用率相对较低。在针灸疗法中,使用率最高的仍然是普通针刺治疗方法,在针灸各疗法中占92%;其次为穴位注射（74.36%）和穴位埋线（55.85%）。对患者住院期间常用的疗法数及组合进行分析,在3006人次的脑瘫住院治疗中,75.9%的患者接受了 5-7种治疗方式,其中最普遍的是接受6种疗法者（31.7%）。对所有患者所接受的治疗方案情况进行频数统计,发现共有81种治疗组合形式,其中最常用的治疗方案是“康复、理疗、西药、针灸、推拿、中成药”,“康复、理疗、西药、针灸、推拿、中药、中成药”和“康复、西药、针灸、推拿、中成药”这3种组合形式。以Gesell发育量表各维度智龄为观察指标,对接受基础组治疗方案（康复、西药、针灸、推拿、中成药）的脑瘫患儿治疗前后的智龄变化情况进行评价,结果显示差异有统计学意义（P＜0.05）,治疗后智龄高于治疗前,说明治疗有效。对3种常用小儿脑瘫住院治疗方案的效果比较:以格塞尔发育量表各个维度的发育商为观察指标,得出幼儿期患儿和学龄前期的痉挛型脑瘫患儿在接受三类治疗方案治疗3个月后组间疗效均相同,各维度发育商得分差异无统计学意义（P＞0.05）,提示在多措施联合治疗小儿脑瘫的过程中,疗法的数量并不是越多越好,部分疗法对于患儿脑瘫症状的疗效有待商榷。从小儿脑瘫住院诊疗方案分析结果中抽取新实体和关系加入到知识图谱中,将治疗方案相关隐性知识转化为显性知识,此处增补8个实体（治疗相关3个,评估量表相关5个）、3种关系,形成28个三元组。3.小儿脑瘫针刺处方及其适应人群发现与知识图谱完善对针刺治疗有效的943名7周岁以下患者的针刺用穴情况进行分析,得到该院接受针刺治疗的患者的一般情况:男童年龄（2.92± 1.69岁）与女童（2.88±1.62岁）相当,住院时间均为80天左右,从明确脑瘫分型的患者来看,仍然以痉挛型脑瘫为主（42.1%）,其次是肌张力低下型（7.32%）和不随意运动型（6.15%）;按诊断频次统计,证候诊断排序依次是肝强脾弱证、脾肾两虚证、肝肾亏虚证、脾肾亏虚证。对接受针刺治疗的脑瘫患儿的穴位处方进行频次统计分析,943个脑瘫针刺处方中含90个（组）穴,运用了十四经穴、经外奇穴、焦顺发头针和靳瑞教授创立的靳三针4类穴位。依频次从高到低排序,使用率前三位的是足运感区、三阴交、运动区,使用率超过80%;脑瘫针刺用穴中阳经穴位较多,四肢穴位为主;功效以改善运动和平衡障碍为主。采用复杂网络算法分析943名脑瘫患者的针刺治疗核心穴位,得出运动区、足运感区、三阴交是针刺穴位处方中最重要的穴位,次核心穴还有血海、阳陵泉、丰隆、太冲、平衡区、合谷、后溪、申脉等。利用社团划分、复杂网络分析等算法挖掘得到3个脑瘫亚人群,针刺处方与人群的症状特征的对应关系分别是①足运感区、血海、丰隆、平衡区、肝俞、脾俞、悬钟、委中、手三里、外关、承扶、阳陵泉、行间、运动区治疗脑发育成熟度较低,运动功能发育差,肌张力高,步态异常且平衡性差,自我移动能力受限,肢体关节活动不利,精细动作发育障碍,伴有智力低下、消化功能障碍的脑瘫患儿。②运动区、足运感区、三阴交、血海、阳陵泉、丰隆、太冲、平衡区、合谷、申脉、后溪治疗脑发育成熟度相对较高,已具备站立或行走能力,手功能或精细运动发育欠佳,肌张力高、姿势异常的患者。③运动区、足运感区、三阴交、腰阳关、足三里、肾俞、手三里、脾俞、大椎、四神聪、智三针、言语区（三个区）、百会、上廉泉治疗四肢痿软无力的肌力低下型运动障碍,兼有智力、语言发育障碍的患儿。利用知识图谱查询与P0/P2/P4人群特征症状相似的患者的针刺选穴,查询结果显示P0、P2类特征症状的治疗穴位均能涵盖数据挖掘结果中的针刺核心穴和特征穴,P4类特征症状的治疗穴查询也包含了 P4所有的核心穴,在一定程度上佐证了挖掘分析所得规律的可靠性,继而可将结论中的关系和属性增补到知识图谱中,实现小儿脑瘫针刺处方规律相关知识的显性化转换。研究结论1.知识图谱技术是小儿脑瘫等复杂疑难疾病进行疾病相关知识归类整理、展示、查询和搜索的有力工具,可以通过建立包含疾病、证候、症状、治疗、疗效等本体的小儿脑瘫知识图谱实现脑瘫知识体系的构建和可视化,为小儿脑瘫中医诊疗知识的传播、学习找到新途径,并为临床疾病诊疗方案的制定和方案优化研究提供工具和方法。2.通过临床疗效评价、数据挖掘等多种技术组合,分析脑瘫患者病历诊疗数据获取脑瘫中医治疗相关隐性知识,抽取其中概念、关系补全完善小儿脑瘫中医诊疗知识图谱内容,实现了小儿脑瘫隐性知识向显性知识的转化,完善了知识图谱构建方法,是隐性知识显性化的有效手段。3.通过临床治疗方法分析和疗效评价,得出临床实践中小儿脑瘫诊疗方案的制定缺乏规范性,联合疗法使用的目的不明确,疗法有待进一步优化。本研究从临床有效诊疗数据中挖掘分析出三条脑瘫针刺取穴经验,与知识图谱检索结果具有一致性,可以为临床针刺治疗小儿脑瘫的处方选穴提供参考。

关键词：脑性瘫痪;知识图谱;诊疗方案;数据挖掘;针刺穴位

学科专业：针灸推拿学

中文摘要

ABSTRACT

英文缩略词

综述一 中西医学对脑性瘫痪的认识及诊疗研究现状

1 现代医学对脑性瘫痪的认识

1.1 脑性瘫痪的现代医学概念和临床分型

1.2 流行病学研究

1.3 脑瘫的发病原因和发病机制

1.4 脑瘫相关脑损伤及其神经影像学特点

1.5 脑瘫的常见并发症

1.6 脑瘫的康复治疗

2 中医学对脑瘫的认识和治疗

2.1 古代中医对脑性瘫痪病名和病因病机的研究

2.2 以针灸为主的小儿脑瘫中医药治疗

综述二 知识图谱与中医隐性知识的显性化

1 知识图谱构建——知识体系形成及可视化

2 知识图谱在中医针灸领域的应用

3 隐性知识及其显性化

3.1 隐性知识的内涵与特征

3.2 隐性知识与显性知识间的转化

3.3 中医隐性知识

4 小儿脑瘫中医诊疗知识图谱的研究

前言

第一章 小儿脑瘫中医诊疗知识图谱构建研究

1 知识图谱的概念及其构建方法

2 资料来源

2.1 研究对象和纳入排除标准

2.2 研究数据来源及类别

2.3 采集内容

2.4 伦理学审查

3 数据预处理

3.1 数据标注-实体识别

3.2 数据预处理及规范化

4 基于本体的脑瘫中西医结合诊疗知识库构建

4.1 知识来源

4.2 本体知识库构建方法

4.3 脑性瘫痪疾病诊疗本体构建

4.4 诊疗规则构建

5 脑瘫诊疗图数据库的构建存储和可视化展示

5.1 数据批量导入

5.2 知识库的查询检索

5.3 知识库内容补全、更新

6 讨论

6.1 真实世界研究数据存在的问题

6.2 诊疗知识库构建中的关键问题

6.3 利用本体构建知识库的原因

6.4 知识的层次和知识库的质量

第二章 小儿脑瘫治疗方案及其疗效相关知识的图谱完善

1 六年间小儿脑瘫住院患者的诊疗情况分析

1.1 材料与方法

1.2 结果

2 三种脑瘫康复治疗方案的疗效对比分析

2.1 研究对象

2.2 治疗方案

2.3 观察指标

2.4 统计分析

2.5 结果

3 讨论

3.1 基于分析结果的小儿脑瘫治疗相关知识图谱完善

3.2 有效治疗方案联合单项疗法未增效的原因分析

3.3 综合疗法的适用人群特征

3.4 疗效观察指标的选择

3.5 共患疾病及治疗思路

3.6 脑瘫治疗模式中的问题与解决策略

第三章 小儿脑瘫针刺处方及其适应人群发现与知识图谱完善

1 7周岁以下脑瘫患儿针刺治疗处方规律的数据挖掘分析

1.1 研究对象

1.2 数据挖掘方法——社团划分与复杂网络分析

1.3 数据规范化

1.4 统计软件与数据挖掘工具

2 结果

2.1 7周岁以下脑瘫患儿针刺核心处方挖掘

2.2 脑瘫针刺选穴规律和适应症人群发现

2.3 与既往文献中脑瘫选穴规律的比较

2.4 与知识图谱的查询结果对比

3 讨论

3.1 联合数据挖掘方法在脑瘫诊疗规律发现中的适用性

3.2 脑瘫综合治疗方案中关键治法的优化策略研究

3.3 小儿脑瘫辨治相关隐性知识显性化研究中的思考

结论

创新点

不足与展望

参考文献

致谢

附件