中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)研究綜述

于彤，賈李蓉，劉靜，楊碩，董燕，朱玲

中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥信息研究所，北京 100700

·綜述·

中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)研究綜述

于彤，賈李蓉，劉靜，楊碩*，董燕，朱玲

中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥信息研究所，北京 100700

中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)（TCMLS）是由中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥信息研究所聯(lián)合全國13家中醫(yī)藥科研單位和高等院校于 2002年開始研制的大型術語系統(tǒng)。它是在統(tǒng)一醫(yī)學語言系統(tǒng)（UMLS）的基礎上，根據(jù)中醫(yī)藥領域的語言特點及學科體系特色，采用本體（ontology）的設計理念和方法研制而成。經(jīng)過10余年的發(fā)展，TCMLS的技術體系日趨成熟，相關研究也越來越深入和系統(tǒng)化。通過回顧TCMLS的發(fā)展歷程，對相關研究文獻進行綜述，分析存在的問題和未來的發(fā)展方向。

中醫(yī)藥；語言系統(tǒng)；中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)；本體

中醫(yī)藥學經(jīng)過幾千年的發(fā)展，在臨床實踐和醫(yī)學研究過程中產(chǎn)生了大量的概念和術語。朝代更迭、語言變遷、地域差異、學科融合等多種因素的綜合影響，使中醫(yī)藥學術語體系變得極為復雜。針對中醫(yī)藥文本中大量存在的同物異名、同名異物等現(xiàn)象，中醫(yī)藥工作者往往無法做出正確判斷[1]。通過建立一個完整、準確的語言系統(tǒng)，能夠有效處理詞義模糊、一詞多義、一義多詞等復雜的語言現(xiàn)象，可以解決長期困擾中醫(yī)藥信息化領域的術語使用不規(guī)范、術語組織不系統(tǒng)、信息檢索效能低下等問題[2]。為此，中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥信息研究所（以下簡稱“信息所”）聯(lián)合全國13家中醫(yī)藥科研單位和高等院校，從2002年開始研制中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)（traditional Chinese medicine language system, TCMLS）。本文回顧了 TCMLS的發(fā)展歷程，對相關研究文獻進行綜述，分析存在的問題和發(fā)展方向，為中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)的研究、編制和使用人員提供參考。

1 概述

TCMLS原名為中醫(yī)藥一體化語言系統(tǒng)[3]。它是參照統(tǒng)一醫(yī)學語言系統(tǒng)（UMLS），根據(jù)中醫(yī)藥領域的語言特點及學科體系特色，采用本體（ontology）的設計理念和方法研制而成的大型術語系統(tǒng)。其目的在于利用現(xiàn)代信息技術，逐步建立規(guī)范化的中醫(yī)藥術語體系，從而支持中醫(yī)藥信息資源的合理組織和有效檢索。

TCMLS 主 要 包括語義 網(wǎng) 絡 （semantic network）和基礎詞庫兩大部分。其中，語義網(wǎng)絡定義了中醫(yī)藥領域最基本的語義類型（semantic type）和語義關系（semantic relation），構成TCMLS的頂層框架。基礎詞庫則以概念為單位對中醫(yī)藥術語進行系統(tǒng)梳理和準確詮釋，建立科學合理的概念分類體系以及概念之間的語義關系。經(jīng)過 10余年的研發(fā)，TCMLS的技術體系日趨完善，建立了成熟的術語采集系統(tǒng)；組建了由 300多名專家組成的術語加工團隊；收錄了約 12萬個概念、30萬個術語和 127萬條語義關系，涵蓋了中醫(yī)藥學科體系及與之相關的生物、化工、哲學等學科的專業(yè)術語，在文獻檢索、文本挖掘、術語集成等方面得到了實際應用[2,4]。

2 中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)發(fā)展歷程

從 20世紀 90年代開始，本體技術在醫(yī)學領域得到廣泛應用，在知識獲取、知識管理和信息檢索等方面發(fā)揮了積極的作用。UMLS是其中的一個代表性本體，它集合了來自100多個詞表中的100多萬個概念，用于提高計算機“理解”醫(yī)學信息的能力，促進醫(yī)學信息系統(tǒng)之間的互操作。注意到 UMLS在醫(yī)學領域取得的成功，中醫(yī)藥工作者開始考慮將本體技術引入中醫(yī)藥領域，以中醫(yī)藥學科為主導且遵循中醫(yī)藥發(fā)展思路，研發(fā)基于本體的大型術語系統(tǒng)。2002年，信息所聯(lián)合全國 13家單位正式啟動了 TCMLS的建設工作。TCMLS從建立之初到目前為止，大體經(jīng)歷了3個階段。

2.1 建設初始階段（2002－2005年）

在建設初期，尹愛寧等[5-6]提出了建立 TCMLS的方法學，制定了TCMLS的技術標準。Zhou XZ等[7]則從信息技術角度提出了 TCMLS的技術方案。這些研究為 TCMLS的建設給出了科學合理的頂層設計和路線圖，為其長期健康發(fā)展奠定了基礎。在此階段，各單位加工人員采用單機版的 Protégé軟件分別加工各自的部分，再由信息所統(tǒng)一匯總。這一加工模式促成了多單位數(shù)百人協(xié)同共建，但所加工的數(shù)據(jù)難免有所重復和矛盾。

2.2 迅速成長階段（2005－2009年）

從2005年開始，基于萬維網(wǎng)（Web）的加工平臺成功部署并投入使用。各單位加工人員得以在統(tǒng)一的網(wǎng)絡平臺上協(xié)同共建，免去了數(shù)據(jù)匯總的環(huán)節(jié)[8]。基于網(wǎng)絡的協(xié)作方式顯著提升了加工效率，使 TCMLS的規(guī)模得以迅速增長。但加工人員的主觀性和專業(yè)水平差異等因素造成 TCMLS的數(shù)據(jù)存在很多質量問題，因此數(shù)據(jù)質量保證和數(shù)據(jù)清洗技術成為研究重點之一[9]。在系統(tǒng)建設的同時，學者們也針對系統(tǒng)設計和架構等問題進行了反復研討，提出了一系列調整和改進方案[10-12]。

2.3 穩(wěn)定發(fā)展階段（2009－2014年）

經(jīng)過上一階段的大規(guī)模數(shù)據(jù)加工，TCMLS已收集了現(xiàn)代中醫(yī)藥文獻中出現(xiàn)的大部分概念和術語，其數(shù)據(jù)增量開始逐年放緩。在2009年，信息所與維思比科技（北京）有限公司合作，在成熟的商業(yè)軟件的基礎上，搭建了更為穩(wěn)定的網(wǎng)絡加工平臺。在完成平臺改造和數(shù)據(jù)清洗等工作之后，TCMLS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質量得以顯著提升。隨著 TCMLS的發(fā)展成熟，其在文獻檢索、文本挖掘、術語集成等諸多方面的應用研究漸趨活躍。TCMLS的設計理念和成功經(jīng)驗，也在中醫(yī)古籍語言系統(tǒng)[13]、傳統(tǒng)針灸知識體系語義網(wǎng)絡[14]等系統(tǒng)的建設中得以推廣。

3 中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)相關研究

中醫(yī)藥術語系統(tǒng)具有鮮明的語言、文化和學科特色，沒有現(xiàn)成的解決方案可以照搬。在 TCMLS的建設中，從中醫(yī)藥特點和需求出發(fā)，開展了許多創(chuàng)新性的研究工作。下面從方法學研究、標準化研究、分析與評價研究以及應用研究等方面，對相關文獻進行綜合分析。

3.1 方法學研究

學者們針對 TCMLS的建設，開展了系統(tǒng)性的方法學研究。尹愛寧等[5]提出“復雜度約定與限定方法”“多學科交融與碰撞方法”以及“本體論與詮釋論關聯(lián)應用方法”等3種方法，為TCMLS的設計和構建提供了新思路和新方法。尹愛寧等[3,6]還完成了 TCMLS的頂層設計，包括概念分類框架、語義類型以及語義關系等內(nèi)容。方青[15]、曾召[16]、謝琪[17]也針對 TCMLS的設計理念、設計原則、系統(tǒng)架構和構建方法開展了研究和討論。

學者們還針對 TCMLS所涉及的信息科學方法與技術開展了研究。Zhou XZ等[7]、方青[15]提出了TCMLS的技術方案，包括系統(tǒng)架構、數(shù)據(jù)存儲、概念編碼方式、編輯工具、查詢服務等內(nèi)容。湯萌芽[8]研發(fā)了基于 Web的 TCMLS加工平臺，支持多單位大量人員的協(xié)同加工。Mao YX等[18]針對 TCMLS的管理和維護開展研究，提出了基于子本體模型的本體演化方法，以支持大型本體的重用。崔蒙等[9]研究如何通過自動化方法逐步提升 TCMLS的數(shù)據(jù)質量，提出了基于語義網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)清洗策略。

3.2 標準化研究

為協(xié)調多機構大量人員的編審工作，需要建立科學合理的技術標準。早在 2003年，尹愛寧等[6]就為 TCMLS制定了包括收詞原則、收詞標準、一級類目、語義類型、語義關系在內(nèi)的技術標準。這項標準在系統(tǒng)建立過程中發(fā)揮了重要作用。但其適用范圍僅限于 TCMLS，其他中醫(yī)藥本體均不完全符合這套標準，由此造成本體系統(tǒng)之間的異構性。可見，為使一套技術規(guī)范具有廣泛的影響力和約束力，需要在權威的標準化組織的框架下開展工作。

鑒于此，信息所于2008年，代表我國向國際標準化組織（ISO）健康信息學技術委員會（TC 215）提出了技術規(guī)范“Health informatics-Semantic network framework of traditional Chinese medicine language system”的項目提案，致力于在ISO框架下推進TCMLS語義網(wǎng)絡框架的國際標準化工作[19]。該項目于 2012年得到成功立項，于2013年3月形成草案并進入評審和投票環(huán)節(jié)，并于2014正式發(fā)布[20]。它在多術語系統(tǒng)融合、術語服務以及術語系統(tǒng)互操作等領域將發(fā)揮基礎性作用。

3.3 分析與評價研究

學者們針對 TCMLS各方面進行分析與評價研究，以期發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，促進 TCMLS的發(fā)展與完善。例如，賈李蓉等[21]對 TCMLS中語義類型的使用情況進行分析，找出不合理的語義類型并建議刪去。楊陽等[10]、賈李蓉[11]、曹莉等[12]針對 TCMLS語義關系進行了深入的分析和探討。賈李蓉[11]還建議對 TCMLS語義關系進行調整，如增加“開竅于……”“與……相表里”等中醫(yī)特有的語義關系。李莎莎[22]指出 TCMLS分類框架存在問題，提出了分類指導原則以及改進的分類框架，使 TCMLS詞庫分類更加合理。賈李蓉等[23]從術語的收詞范圍、術語完整性等方面對基礎詞庫進行了分析，提出了改進意見。

2012年，賈李蓉等[4]針對 TCMLS開展了較為全面、系統(tǒng)的評價研究。結果表明，該系統(tǒng)學科分類非常合理，語義分類基本合理，系統(tǒng)完整性較好，但語義關聯(lián)的準確性較差。可見，TCMLS設計合理且具有相當規(guī)模，適合開展應用研究，其數(shù)據(jù)質量問題可在實際使用中逐步完善。

另外，謝琪[17]、曾召等[24]先后對 TCMLS與UMLS進行比較分析。結果表明，TCMLS雖然借鑒了 UMLS的設計方法，但其結構和內(nèi)容均有鮮明的中醫(yī)藥特色，從而充分肯定了TCMLS的獨特性和創(chuàng)造性。

3.4 應用研究

TCMLS作為中醫(yī)藥學規(guī)模最大的本體，在中醫(yī)藥信息化的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。如何利用如此大規(guī)模的術語資源成為現(xiàn)階段研究的重點問題。TCMLS在文獻檢索、文本語義關系發(fā)現(xiàn)、術語集成等方面已經(jīng)取得了實際應用，初步驗證了 TCMLS的實用性。

3.4.1 文獻檢索 TCMLS能解決中醫(yī)藥學中同一概念具有不同表達形式、同一種表達形式表達意思不同的問題，從而改進文獻檢索的效果。賈李蓉等[25]研發(fā)了基于 TCMLS的中醫(yī)藥文獻檢索服務平臺，它能提供術語檢索、文獻檢索及互聯(lián)網(wǎng)資源檢索等服務。該平臺利用 TCMLS的術語信息實現(xiàn)了同義檢索、相關概念檢索等高級功能，提升了檢索結果的全面性和準確性。

3.4.2 文本語義關系發(fā)現(xiàn) 在中醫(yī)藥文獻中蘊含著大量的關聯(lián)性知識，體現(xiàn)為概念之間的關聯(lián)關系。若能實現(xiàn)從文獻中自動抽取語義關系的技術，則可大幅提升知識獲取的效率。陶金火等[26]、張小剛[27]、于彤等[28]開展了基于 TCMLS從文本中發(fā)現(xiàn)語義關系的一系列嘗試。挖掘出來的語義關系可與 TCMLS的語義關系相結合，得到更為全面、準確的語義關系，從而擴充TCMLS的數(shù)據(jù)。

3.4.3 術語集成 術語系統(tǒng)的應用實踐表明，單個術語系統(tǒng)往往難以滿足科研或臨床應用的需求，多術語系統(tǒng)的融合已成為實現(xiàn)術語系統(tǒng)實用化的先決條件之一。鑒于此，于彤等[29]采用本體技術研發(fā)中醫(yī)藥術語集成系統(tǒng)，將 TCMLS、中醫(yī)古籍語言系統(tǒng)等多個術語系統(tǒng)集成在同一個平臺中，通過 Web提供一站式的術語信息檢索與訪問服務，支持語言學家對語義網(wǎng)絡進行歸納、瀏覽和比較研究。

4 中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)發(fā)展方向

TCMLS已趨于成熟并取得成功應用，但仍存在許多值得研究的問題。例如，隨著 TCMLS系統(tǒng)規(guī)模的擴大，如何對本體進行有效管理？如何通過自動化方法提升 TCMLS的數(shù)據(jù)質量，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范化？TCMLS等中醫(yī)藥本體皆自成體系、互不兼容，如何實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的關聯(lián)、協(xié)調與融合？現(xiàn)就TCMLS加工及應用 2個方面討論其研究思路及發(fā)展方向。

4.1 大規(guī)模本體工程協(xié)作

TCMLS是由全國多家單位、數(shù)百名領域專家合作加工的大型本體系統(tǒng)，如何支持多機構的大規(guī)模協(xié)作始終是一個重要的技術問題。TCMLS建設之初，使用Protégé進行加工[7]。Protégé是由斯坦福大學研制的一款本體編輯軟件，具有開源免費、安裝方便、用戶界面友好等優(yōu)點，因此得到了廣泛使用。但它是一款單機版的軟件，需要各單位人員分別加工，再將數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總，這一加工方式導致數(shù)據(jù)合并時出現(xiàn)大量重復和不匹配的問題。隨著系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴大，這個問題變得越來越嚴重。

2005年，浙江大學研發(fā)了基于Web的TCMLS加工工具，使各單位人員可以通過網(wǎng)絡進行實時同步加工，從而提升了加工效率和數(shù)據(jù)的一致性[8]。此后，網(wǎng)絡化加工工具經(jīng)過多次升級，與之配套的審校機制也不斷完善，形成了相對成熟的虛擬協(xié)作模式。

在未來的研究中，可將單機版 Protégé與 Web平臺相結合，進一步優(yōu)化大規(guī)模本體工程的協(xié)作模式。未來可實現(xiàn) TCMLS的模塊化，使用 Protégé開發(fā)獨立的本體模塊，使用 Web平臺維護共享的本體框架。用戶可將個人開發(fā)的本體模塊導入 Web平臺中，與共享本體相融合；也可從平臺中導出本體模塊，通過 Protégé進行編輯、推理和查詢。簡單知識組織系統(tǒng)（simple knowledge organization system, SKOS）為本體在 Web上的發(fā)布和交換提供了一項推薦標準，能支持上述目標的實現(xiàn)。將TCMLS轉換為SKOS本體，為在Web平臺上完成本體發(fā)布、導入導出、本體融合等任務奠定了基礎[30]。

4.2 推進中醫(yī)藥學語言系統(tǒng)實際應用

TCMLS在中醫(yī)藥信息化中具有巨大的應用潛力。中醫(yī)藥領域已積累了大量的數(shù)據(jù)庫和海量文獻，但僅提供簡單的檢索功能。如何基于 TCMLS整合中醫(yī)藥數(shù)字資源，建立一站式知識服務平臺，面向中醫(yī)藥工作者和社會大眾提供完整、準確、智能的知識服務，是TCMLS應用研究的核心問題。

近年來，谷歌知識圖譜（Google knowledge graph）的巨大成功，使“知識圖譜”成為知識服務領域的新的研發(fā)熱點。TCMLS的大型語義網(wǎng)絡為構建大型中醫(yī)藥知識圖譜奠定了基礎。在今后的研究中，可基于 TCMLS將中醫(yī)藥領域主要的術語系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫集成在一起，形成以“語義網(wǎng)絡”為骨架的大型知識圖譜。知識圖譜是 TCMLS的一種自然的擴充，其知識內(nèi)容更加豐富，因此更具服務價值。

在知識圖譜的基礎上，可進一步搭建語義維基系統(tǒng)，面向網(wǎng)絡用戶提供百科全書式的知識服務；并參考維基用戶的編輯結果和反饋意見，不斷完善和豐富 TCMLS的內(nèi)容，進而實現(xiàn)一站式的知識檢索服務，為用戶提供異構數(shù)據(jù)庫和文獻庫的統(tǒng)一檢索。在此基礎上，可逐步實現(xiàn)知識推薦、知識地圖、知識問答、決策支持、關系推理等高級服務。

5 小結

TCMLS是基于本體技術研制的大型術語系統(tǒng)，它對中醫(yī)藥領域的概念和術語進行了系統(tǒng)梳理，為中醫(yī)藥術語規(guī)范化提供了基礎性工具。目前，TCMLS已初具規(guī)模，其應用推廣工作也在穩(wěn)步進行之中。TCMLS的建立是一項創(chuàng)新性工作，對于中醫(yī)藥術語標準化以及信息數(shù)字化的實現(xiàn)具有重大意義。TCMLS的成功表明，本體能很好地處理中醫(yī)藥領域中各種復雜的語言現(xiàn)象，是構建中醫(yī)藥術語系統(tǒng)的有效手段。在國內(nèi)外尚缺乏構建本體的成熟流程、方法和技術規(guī)范的情況下，TCMLS也為本體工程方法學的發(fā)展與完善做出了貢獻。

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Research Overview on Traditional Chinese Medicine Language System

YU Tong, JIA Li-rong, LIU Jing, YANG Shuo*, DONG Yan, ZHU Ling
(Information Institute of Traditional Chinese Medicine, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China)

Traditional Chinese Medicine Language System (TCMLS) is a large-scale language system which has been developed by Information Institute of Traditional Chinese Medicine of China Academy of Chinese Medical Sciences combined with 13 TCM research institutes and colleges and universities since 2002. Based on Unified Medical Language System (UMLS), TCMLS was developed according to the language features and subject system characteristics of TCM field. Then by using the design philosophy and method of Ontology, TCMLS has been finally established. With more than a decade of development, the technical system of TCMLS has reached maturity, and the related researches were getting increasingly in-depth and systemic. This article reviewed the development history and related literature of TCMLS, and analyzed existing problems and future development directions.

traditional Chinese medicine (TCM); language system; traditional Chinese medicine language system (TCMLS); ontology

10.3969/j.issn.2095-5707.2015.06.016

2015-04-01）

（

2015-04-08；編輯：魏民）

北京中醫(yī)藥科技發(fā)展資金面上課題專項經(jīng)費（JJ2014-61）；中國中醫(yī)科學院基本科研業(yè)務費自主選題（ZZ070804）

于彤，助理研究員，研究方向為中醫(yī)藥信息學。E-mail: yutongoracle@hotmail.com

*通訊作者：楊碩，副研究員，研究方向為中醫(yī)藥信息學。E-mail: y1y6y3@hotmail.com