生物医学知识整合论

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1、生物医学知生物医学知识整合整合论（The Theory of The Theory of Biomedical Biomedical Knowledge Knowledge Integration, Integration, BMKIBMKI）(part2)(part2)中医信息化中医信息化标准化研究室准化研究室 201203生物医学知识整合论物物 数数 学学能设计一个能捉住山坡上奔能设计一个能捉住山坡上奔跑的野兔的可操作数学模型跑的野兔的可操作数学模型（或机器人）吗？（或机器人）吗？生物医学知识整合论如果把野兔放在规定在一如果把野兔放在规定在一个管道中呢？个管道中呢？生物医学知识整合论开放系

2、统对人类理性或智开放系统对人类理性或智能提出了极大的挑战。能提出了极大的挑战。 生物医学知识整合论经典的数学属纯意识系统或形式系经典的数学属纯意识系统或形式系统，独立于物理世界。但统，独立于物理世界。但机体的数机体的数学学与经典的数学大相径庭，为物理与经典的数学大相径庭，为物理世界和意识世界的结合体，世界和意识世界的结合体，经典的经典的数学原理在机体中受到形形色色的数学原理在机体中受到形形色色的异质物理空间的轨道式或结构式制异质物理空间的轨道式或结构式制导。导。生物医学知识整合论生物机体则是极开放系统（假设开生物机体则是极开放系统（假设开放性是可以度量的话），在那里放性是可以度量的话），在那里

3、“自然的意志自然的意志”几乎可以随心所欲。几乎可以随心所欲。因此有人说生物学是数学的沙漠。因此有人说生物学是数学的沙漠。生物医学知识整合论基本哲学观点体系(1)：形式空间概念形式空间概念: :所谓空间是事物的一种理性背景：所谓空间是事物的一种理性背景：它必须是某种它必须是某种( (低阶的，高阶的，单纯的，复合低阶的，高阶的，单纯的，复合的的) )均匀性。均匀性。 物理性异质空间物理性异质空间: :生物机体是形形色色的物理性生物机体是形形色色的物理性异质空间通过异质空间通过“硬的硬的”即非理性物理原理整合。即非理性物理原理整合。 超复杂性超复杂性: :生物医学的异质空间的整合的复杂性生物医学的异

4、质空间的整合的复杂性与一般系统理论对象的复杂性不可同日而语，与一般系统理论对象的复杂性不可同日而语，依靠单纯形式化的系统研究试图得到对生物系依靠单纯形式化的系统研究试图得到对生物系统整合机制的理解犹如统整合机制的理解犹如杯水车薪杯水车薪。生物医学知识整合论物理源性物理源性: :物数学中任何形式空间都依赖于某种物数学中任何形式空间都依赖于某种具体的物质基础或运动形态。具体的物质基础或运动形态。数学的存在数学的存在: :生物医学物数学在生物医学物数学在高紧密性高紧密性，高异高异质性质性，高交互性高交互性的物理实体中寻求形形色色的的物理实体中寻求形形色色的( (低阶的，高阶的，单纯的，复合的低阶的，

5、高阶的，单纯的，复合的) )均匀性。均匀性。 基本哲学观点体系(2)：生物医学知识整合论量子力学中发生的重大事件量子力学中发生的重大事件生物医学知识整合论玻尔理论玻尔理论原子结构之父玻尔对原子结构提出了如下原子结构之父玻尔对原子结构提出了如下理论：理论：“原子中的电子绕着某些特定的原子中的电子绕着某些特定的轨道以一定的频率运行，并时不时从一轨道以一定的频率运行，并时不时从一个轨道跃迁到另一个轨道上去。每个电个轨道跃迁到另一个轨道上去。每个电子轨道都代表一个特定的能级，因此当子轨道都代表一个特定的能级，因此当这种跃迁发生的时候，电子就按照量子这种跃迁发生的时候，电子就按照量子化的方式吸收或者发射

6、能量，其大小等化的方式吸收或者发射能量，其大小等于两个轨道之间的能量差。于两个轨道之间的能量差。”19“玻玻尔模型的建立有着氢原子光谱的支持。尔模型的建立有着氢原子光谱的支持。每一条光谱线都有一种特定的频率。每一条光谱线都有一种特定的频率。生物医学知识整合论玻尔理论玻尔理论玻尔模型的建立有着氢原子光谱的支玻尔模型的建立有着氢原子光谱的支持。每一条光谱线都有一种特定的持。每一条光谱线都有一种特定的频率。从量子公式频率。从量子公式E1-E2 = h（其（其中中E是能量，是能量，h是普朗克常数，是普朗克常数，是是频率），我们知道这是电子在两个频率），我们知道这是电子在两个能级之间跃迁的结果。光谱中的

7、每能级之间跃迁的结果。光谱中的每一条光谱线，代表了两个一条光谱线，代表了两个“能级能级”之间的之间的“能量差能量差”，并不代表能级，并不代表能级本身。本身。生物医学知识整合论量子力学量子力学假设某原子的某电子有能级假设某原子的某电子有能级E1，E2，,En，那么各能级的能量是多，那么各能级的能量是多少？假如一个电子跃迁途径为：少？假如一个电子跃迁途径为：E1E5E8，另一个跃迁途径为：，另一个跃迁途径为：E1E5E8，那么二个途径的所，那么二个途径的所吸收或释放的能量是否相等？吸收或释放的能量是否相等？生物医学知识整合论量子力学量子力学我们知道，第一个问题的答案必须我们知道，第一个问题的答案必

8、须借助物理实验，但第二个问题似乎借助物理实验，但第二个问题似乎是很简单的逻辑问题，答案应该是是很简单的逻辑问题，答案应该是肯定的。肯定的。 生物医学知识整合论但物理学家但物理学家海森堡海森堡坚持必须由实验观察和数据坚持必须由实验观察和数据来回答这些问题。他后来来回答这些问题。他后来“独立发明独立发明”了矩阵了矩阵的数学概念处理这一问题的数学概念处理这一问题(实验数据实验数据+矩阵矩阵, 可可以以ABBA)。其形状如下：。其形状如下： 阵中阵中A，B，C，aa，ab，ac,可分别表示可分别表示电子的能级轨道和跃迁所吸收或释放的能量电子的能级轨道和跃迁所吸收或释放的能量。 生物医学知识整合论在生物

9、医学领域，海森堡的在生物医学领域，海森堡的必须由必须由实验观察和数据来回答问题实验观察和数据来回答问题的主张的主张受到广泛的支持受到广泛的支持(例如例如ABBA随处随处可见可见)，“一棵树氧化燃烧成灰并一棵树氧化燃烧成灰并放出能量放出能量”和和“一堆灰加能量变成一堆灰加能量变成一棵树一棵树”不仅是不对称，而且是不不仅是不对称，而且是不可逆的可逆的 生物医学知识整合论从小波分析看从小波分析看“结构数结构数”生物医学知识整合论很多人看到了傅立叶变换和小波分析的很多人看到了傅立叶变换和小波分析的技术意义，似乎很少人联想到傅立叶变技术意义，似乎很少人联想到傅立叶变换和小波分析的哲学意义。换和小波分析的

10、哲学意义。 生物医学知识整合论通常我们用一个函数通常我们用一个函数y = f(x)y = f(x)表示表示一个函数或信号波。所得到的图像一个函数或信号波。所得到的图像是有是有(x,y)(x,y)点（我们可称其为点（我们可称其为“理理想粒子想粒子”）组成的轨迹。对于心电）组成的轨迹。对于心电图，这样的轨迹是相对规则的，但图，这样的轨迹是相对规则的，但对大部分生物医学信号如脑电图，对大部分生物医学信号如脑电图，肌电图来说。这种轨迹是非常不规肌电图来说。这种轨迹是非常不规则的，有些甚至是杂乱无章的。则的，有些甚至是杂乱无章的。 生物医学知识整合论傅立叶变换的基本原理是认为任何信号傅立叶变换的基本原理

11、是认为任何信号是有一系列正弦波和余弦波组成。这里是有一系列正弦波和余弦波组成。这里信号波的基本成分已不再是一个信号波的基本成分已不再是一个“理想理想粒子粒子”，而是一种波，一种，而是一种波，一种“理想粒子理想粒子的理想运动的理想运动”或函数。傅立叶变换告诉或函数。傅立叶变换告诉我们，对任何信号波，最基本的我们，对任何信号波，最基本的”粒子粒子”不是不是“理想粒子理想粒子”而是其运动模式或而是其运动模式或结构。（我们可以提取其频谱。后者是结构。（我们可以提取其频谱。后者是各种频率的波成分的强度或贡献。这里各种频率的波成分的强度或贡献。这里频率已是一种运动属性或关系。）频率已是一种运动属性或关系。

12、） 生物医学知识整合论傅立叶变换的基本单元波是正弦波和余傅立叶变换的基本单元波是正弦波和余弦波，因为二者在时间上（或广义地说弦波，因为二者在时间上（或广义地说在参考维度上）是无限延伸的，因此还在参考维度上）是无限延伸的，因此还是一种是一种“理想的单元理想的单元”。而现实世界中。而现实世界中很多信号仅在参考维度有限的值域内存很多信号仅在参考维度有限的值域内存在，对此傅立叶变换就会遇到困难。在，对此傅立叶变换就会遇到困难。 生物医学知识整合论生物医学知识整合论与傅立叶变换的基本原理一样，小波分与傅立叶变换的基本原理一样，小波分析也认为析也认为“信号是由基本函数（即小波）信号是由基本函数（即小波）组

13、成组成”*,*, 但小波与正弦波和余弦波不但小波与正弦波和余弦波不同，它存在于同，它存在于“参考维度有限值域内参考维度有限值域内”，“有限值域有限值域”外被忽略不记。因而小外被忽略不记。因而小波是比正弦波和余弦波更为实际或现实波是比正弦波和余弦波更为实际或现实的波。的波。 生物医学知识整合论我们是否可以跳出传统基于欧氏空间我们是否可以跳出传统基于欧氏空间（或（或“理想粒子理想粒子”组成的空间），而进组成的空间），而进到一个由更现实的到一个由更现实的“结构粒子结构粒子”或或“形形态粒子态粒子”组成的新空间。在这些新空间组成的新空间。在这些新空间中，组成单元为有形态或有特征或有结中，组成单元为有形

14、态或有特征或有结构的单元。我们甚至可以把它们称为构的单元。我们甚至可以把它们称为“形态数形态数”，“结构数结构数”或或“复合数复合数”。 生物医学知识整合论“小波分析的过程是这样的，选择一个适当的小波原型函数（即母版小波或分析小波），必须满足某种限制。所有的构成函数来自母版小波的时间和幅度的延伸、缩放。通过小波变换，信号分解成许多母版小波的缩放版。实际上，傅立叶分析中使用的构成余弦可以认为是母版余弦的延伸、缩放。”从小波分析：形态判断导出的广从小波分析：形态判断导出的广义数义数生物医学知识整合论形态模拟数例子：形态模拟数例子：生物医学知识整合论“近似近似”基函数基函数1-1000.510.50

15、-0.5“反反变变换换”的的低低频频滤滤波波系系数数Haar小波小波01生物医学知识整合论0.50-0.5“反反变变换换”的的高高频频滤滤波波系系数数“细节细节”基函数基函数1-1000.51Haar小波小波01生物医学知识整合论下下文文从从InternetInternet提提供供的的例例子子看看这这种种“形形态态数数”如如何何参参与与一一个个信信号号波波的的分分解解和和复复合合*：（featherskyfeathersky：小波分析系列讲座，：小波分析系列讲座，http:/www.chinaai.org/Article_Clashttp:/www.chinaai.org/Article_Cl

16、ass.asp?ClassID=25s.asp?ClassID=25） 生物医学知识整合论小波分析的（泛）共性小波分析的（泛）共性- -个性原理个性原理在图象或信号压缩中的应用（为医在图象或信号压缩中的应用（为医学背景的读者起见，笔者补充了矩学背景的读者起见，笔者补充了矩阵运算的过程）一例：阵运算的过程）一例： 可以用可以用“和平均和平均”表示表示“低频部分低频部分”，用，用“差差平均平均”表示表示“高频部分高频部分”。 生物医学知识整合论设有信号或图象设有信号或图象xx0 0,x,x1 1,x,x2 2,x,x3 3=90,70,100,70=90,70,100,70。为压。为压缩信号或图象

17、，取缩信号或图象，取(x(x0 0+x+x1 1)/2)/2和和(x(x0 0- -x x1 1)/2)/2分别代表分别代表 x x0 0,x,x1 1( (即和平均和差平即和平均和差平均均) )。这样。这样90,7090,70被表示为被表示为 80,10 80,10，8080为信号或图象振幅或频率的平均数；为信号或图象振幅或频率的平均数； 1010是小范围波动数。同理是小范围波动数。同理100,70100,70被表被表示为示为85,1585,15。因此。因此90,70,100,70 90,70,100,70 被被表示为表示为80,85,10,1580,85,10,15。 生物医学知识整合论接

18、着，经同一操作，接着，经同一操作，80,85 80,85 又被表示又被表示为为82.5, -2.582.5, -2.5。至此，原始图象。至此，原始图象90,70,100,70 90,70,100,70 最终被表示为最终被表示为82.5, -82.5, -2.5, 10, 152.5, 10, 15，达到了压缩的目的（数，达到了压缩的目的（数字范围小了）。字范围小了）。生物医学知识整合论在小波变换是通过小波系数运算进行的。在小波变换是通过小波系数运算进行的。小波系数取矩阵形式。上述图象处理属小波系数取矩阵形式。上述图象处理属于于HaarHaar小波处理，其具体矩阵运算过程小波处理，其具体矩阵运算

19、过程如下：如下： 生物医学知识整合论90,7090,70到到80,1080,10的转化可通过以下运算实现：的转化可通过以下运算实现： 90,70 * 1/2,90,70 * 1/2,1/21/2 1/2 ,-1/21/2 ,-1/2= = 90*1/2+70*1/2 90*1/2-70*1/2 = 90*1/2+70*1/2 90*1/2-70*1/2 = 80,1080,10 生物医学知识整合论如果是如果是90,70,100,7090,70,100,70第一步就可写成矩阵第一步就可写成矩阵M1 (#AM1 (#A1414*B*B4444 = C= C1414） =90*1/2+70*1/2+

20、100*0+70*0 =90*1/2+70*1/2+100*0+70*0 90*0+70*0+100*1/2+70*1/2 90*1/2-70*1/2+100*0+70*0 90*0+70*0+100*1/2+70*1/2 90*1/2-70*1/2+100*0+70*0 90*0+70*0+100*1/2-70*1/2 =80 85 10 1590*0+70*0+100*1/2-70*1/2 =80 85 10 15生物医学知识整合论第二步 只对低频 L操作 高频不变（#只用低频的列相乘） 故可写成M2(#A A1414*B*B4444 = C = C1414)80 85 10 15* =

21、80*(1/2)+85*(1/2)+10*0+15*0 80*(1/2)+85*(-1/2)+10*0+15*0 80*0+85*0+10*1+15*0 80*0+85*0+10*0+15*1 = 82.5 -2.5 10 15 生物医学知识整合论第第一一步步把把信信号号的的高高频频和和低低频频部部分分分分开开，第第二二步步只只选选择择低低频频率率部部分分，进进一一步步把把它它的的高高频频和和低低频频部分分开。部分分开。矩阵的运算操作信号形态，矩阵就是某种形式矩阵的运算操作信号形态，矩阵就是某种形式的的“形态数形态数”。生物医学知识整合论BMKI空间关系论（A）BMKI拓扑静态空间拓扑静态空间

22、(比邻空间比邻空间)：（：（1）集合：机）集合：机体内的所有物理实体（不计物理质的差异）集合；（体内的所有物理实体（不计物理质的差异）集合；（2）定义一个映射（邻接关系）：定义一个映射（邻接关系）：f(x,y)1，0：先定义邻：先定义邻接关系如欧氏空间，但最小正量接关系如欧氏空间，但最小正量r 的选定是（的选定是（r 0但不但不致物理实体改变），如果物理实体致物理实体改变），如果物理实体x和物理实体和物理实体y是连续是连续的，那么的，那么x与与y是邻接的。是邻接的。自反性：自反性：f(x,y) = 1；对称性：对称性：f(x,y) = f(y,x)。 邻接关系是联通关系及邻接关系是联通关系及I

23、nput-output关系的基础，没有邻关系的基础，没有邻接关系就没有联通关系。接关系就没有联通关系。（B）BMKI人体人体outside-inside空间空间;（C） （UndergoingUndergoing）生物医学知识整合论维度论（万维看世界）维度论（万维看世界）生物医学知识整合论（）抽象维度抽象维度：（A A）一般认知维度）一般认知维度： （B B）一般抽象维度：）一般抽象维度： （1 1）时间维度；）时间维度；(2)(2)欧氏空间维度；欧氏空间维度；(3)(3)非非欧氏空间或抽象空间维度；欧氏空间或抽象空间维度；(4)(4)计量维度；计量维度；(5)(5)运算维度。运算维度。 （C

24、 C）非结构层次：统计学维度。）非结构层次：统计学维度。 （D D）结构层次：信息维度）结构层次：信息维度( (关系维度关系维度) )或（动态或（动态或静态）结构层次。或静态）结构层次。 生物医学知识整合论（1 1）一般系统结构性：）一般系统结构性：有序性有序性（无序性），信息，熵，序参量，（无序性），信息，熵，序参量，组织程度（研究结构的一般性），组织程度（研究结构的一般性），热力学规律热力学规律, ,混沌性（起始域，轨混沌性（起始域，轨道束，值域）（运动形式），分形道束，值域）（运动形式），分形性（结构或运动形式），突变性性（结构或运动形式），突变性（态变形式），超循环性；（态变形式），超

25、循环性；（2 2）系统结构进化性：）系统结构进化性：耗散结构耗散结构理论性，自组织性（研究进化的一理论性，自组织性（研究进化的一般机制）。般机制）。 生物医学知识整合论（）数据与知识库数据与知识库：语义学，逻辑学，教科书，统计学语义学，逻辑学，教科书，统计学关系数据，规则库，本体学库，对关系数据，规则库，本体学库，对象库，过程库，个体描述性数据库。象库，过程库，个体描述性数据库。( (一种广义的关系、运动、结构形一种广义的关系、运动、结构形式式) ) 生物医学知识整合论（）物理（或物质）机制维度物理（或物质）机制维度( (实体实体维度维度) ) ：（按组织程度分）整体生理学机制层次（按组织程度

26、分）整体生理学机制层次器官器官生理学机制层次生理学机制层次组织生理学机制层次组织生理学机制层次细胞细胞生理学机制层次生理学机制层次分子网络（如蛋白质网络）分子网络（如蛋白质网络）生物学生物学大分子生物学机制层次大分子生物学机制层次生物化学机生物化学机制（或分子）层次：血糖浓度，血脂浓度，血制（或分子）层次：血糖浓度，血脂浓度，血压，血色素浓度压，血色素浓度亚分子层次：化学键，离子亚分子层次：化学键，离子键键基本物质维度层次：力场，能量转化，磁基本物质维度层次：力场，能量转化，磁场等。场等。 生物医学知识整合论图图6 6 为以两大元维度：概念的结构程度或抽象程度（概念的还原为以两大元维度：概念的

27、结构程度或抽象程度（概念的还原和复合）和和复合）和.物理的结构程度或组织程度（物质的还原和复合）物理的结构程度或组织程度（物质的还原和复合）构成的参照空间的（带有某些随意性的）学术群投影图。构成的参照空间的（带有某些随意性的）学术群投影图。 生物医学知识整合论*金中正编：最新人体正常值，北京：海潮出版社，56-57，2002生物医学知识整合论生理学角度：等价生理学角度：等价(有径有径)线线临床学角度：异势临床学角度：异势(有径有径)线线 (undergoing)生物医学知识整合论知识框架论知识框架论生物医学知识整合论知识框架是领域本体的基知识框架是领域本体的基础，因此知识框架论是领础，因此知识

28、框架论是领域本体论的基础。域本体论的基础。生物医学知识整合论定义定义: :知识的框架部分反映了（历时的或共时知识的框架部分反映了（历时的或共时的）群体的共性部分。所谓知识框架是同类事的）群体的共性部分。所谓知识框架是同类事物或同类过程中以较高频率重复出现的事件的物或同类过程中以较高频率重复出现的事件的相对不变的概念组合，这种组合可以是结构性，相对不变的概念组合，这种组合可以是结构性，功能性，也可以是过程性的。功能性，也可以是过程性的。 生物医学知识整合论框架层次论框架层次论 生物医学知识整合论生物医学的物性知识框架生物医学的物性知识框架生物医学知识整合论关于正常机体的知识框架举例：关于正常机体

29、的知识框架举例：（1 1）正常生命框架）正常生命框架（2 2）标准解剖学结构框架。）标准解剖学结构框架。（3 3）生理功能性框架）生理功能性框架（4 4）生化代谢性框架）生化代谢性框架生物医学知识整合论疾病的知识框架举例：疾病的知识框架举例：如急性阑尾炎症状框架如急性阑尾炎症状框架生物医学知识整合论知识框架，存在频率及其知识框架，存在频率及其在认知行为中的核心地位在认知行为中的核心地位生物医学知识整合论可分性和连续性可分性和连续性生物医学知识整合论心灵的意志心灵的意志 物质的意志物质的意志 知识知识 知识知识还原论的还原论的 联结论的联结论的 形式形式 属性属性特征特征 特征特征离散程度离散程

30、度 联结程度联结程度图图5 从从心心灵灵系系统统，经经过过感感受受系系统统，到到物物理理系系统统之之间间基基于于离离散散性性、联联结结性性和和连连续续性的演绎示意图，提示了各种类型的知识表示的适用或覆盖范围。性的演绎示意图，提示了各种类型的知识表示的适用或覆盖范围。命题逻辑，命题逻辑，谓词逻辑谓词逻辑神经网络神经网络图像，电影，录像等图像，电影，录像等框架框架真实事物真实事物心心灵灵的的，封封闭闭的的，离离散散的的或或联联结结的的系系统；知识性整合统；知识性整合感感官官的的，连连续续的的系系统统；数据整合数据整合物物理理的的，开开放放的的，连连续续的的系系统统；物物理理性整合性整合心心灵灵的的

31、，封封闭闭的的, 联联结结的的系系统统；知知识识或数据性性整合或数据性性整合生物医学知识整合论广义数字虚拟人体论广义数字虚拟人体论Generalized Digital Virtual Human Generalized Digital Virtual Human Body(GDVHBBody(GDVHB）为人体数据）为人体数据( (及其关系及其关系) )的数字化的数字化 生物医学知识整合论无须限制在形象层次来谈论无须限制在形象层次来谈论GDVHBGDVHB。生物医学知识整合论建立所谓标准人体，即某人群建立所谓标准人体，即某人群的平均人体。的平均人体。 生物医学知识整合论GDVHBGDVHB的

32、类型：的类型：（）静态（）静态GDVHBGDVHB（）时间性动态（）时间性动态GDVHBGDVHB（）关系性动态（）关系性动态GDVHB 生物医学知识整合论概念形式化概念形式化 Original relationships meta-dimensional combinations G-A236(Advanced) continuity-discontinuity*degree* motilityG-A336(Expanding), G-A337(Shrinking) Size*motilityG-A127 (Afferent) , G-A128 (Efferent) Inside-outsi

33、de*transportingG-A334 (Endogenous), G-A335(Exogenous) Inside-outside*generationTable 2 The example of relationships of SNOMED and their meta-dimensional combinations.生物医学知识整合论医学认知发动机开放模型医学认知发动机开放模型（An open model of the An open model of the launcher of medical launcher of medical cognitioncognition）生

34、物医学知识整合论Meta-dimension:cognitive attributeAn openmodel ofthe 1storder launching engine ofmedical cognitionMeta-dimension:Object attributeMeta-dimension:Attribute of BSK(Meta)-1-dimension:Existence attribute(Meta)-1-dimension:Inherent attribute(Meta)-1-dimension:Rlationship attribute(Meta)-1-dimensio

35、n:Time attribute(Meta)-2-dimension:Inner-rel attribute(Meta)-2-dimension:Outer-rel attributeFig.8 The 1st order launching engine or ontology of medical cognition，BSK：Background Space of Knowledge.生物医学知识整合论Meta-dimension:cognitive attributeAn openmodel ofthe 2ndorder launching engine ofmedical cognit

36、ionMeta-dimension:Object attributeMeta-dimension:Attribute of BSK(Meta)-2-dimension:CGD-wishes(Meta)-2-dimension:CGD-benifit(Meta)-2-dimension:CGD-fondness(Meta)-2-dimension:CGD-certainty (Meta)-2-dimension:CGD-granularity (Meta)-2-dimension:CGD-actionFig. 9 The 2nd order launching engine or ontolog

37、y of medical cognition，BSK： Background Space of Knowledge, CGD: cognitive goal determined.生物医学知识整合论An openmodel ofthe 3rdorder launching engine ofmedical cognition。(Meta)-3-dimension:Observation (Meta)-3-dimension:Comparision (Meta)-3-dimension:Judgement (Meta)-3-dimension:Abstraction (Meta)-3-dimen

38、sion:Calculation(Meta)-3-dimension:Intervention (Meta)-3-dimension:Domain Fig. 10 The 3rd order launching engine or ontology of medical cognition.生物医学知识整合论知知 识识 整整 合合 论论生物医学知识整合论知识转化知识转化个体知识与群体知识的转化：个体知识与群体知识的转化：在人类的认知过程中，我们常常在人类的认知过程中，我们常常进行上述二种知识的转化。进行上述二种知识的转化。生物医学知识整合论抽象化和具体化抽象化和具体化生物医学知识整合论同样地，

39、命题的一般性和具体同样地，命题的一般性和具体性也存在这种关系。性也存在这种关系。生物医学知识整合论知识框架或模式的一般性和具体性知识框架或模式的一般性和具体性转化转化生物医学知识整合论信息单元成分之间的其他运算：信息单元成分之间的其他运算：生物医学知识整合论我们可以依据信息单元及其组分之间的我们可以依据信息单元及其组分之间的-is a-is a-关系，关系，-a part of-a part of-关系，关系，代数代数关系，关系，函数函数关系，关系，映射关系及映射关系及各种物理语义之间各种物理语义之间的关系对信息单的关系对信息单元进行操作或运算，也可通过加上必要的约束元进行操作或运算，也可通过

40、加上必要的约束使事物由相对一般、相对粗粒度、相对不确定使事物由相对一般、相对粗粒度、相对不确定向相对具体、相对细粒度、相对确定的方向转向相对具体、相对细粒度、相对确定的方向转化。化。生物医学知识整合论框架的整合框架的整合 求供覆盖求供覆盖整合的一种基本原则整合的一种基本原则 现现在在我我们们用用求求供供覆覆盖盖原原则则来来观观察察心心脏脏泵泵血血循循环环中多关系整合的实现。中多关系整合的实现。意意识识性性“大大或或”空空间间（Big-Or Big-Or SpaceSpace），只只能能允许联想，不能保证推导。允许联想，不能保证推导。（S=SS=S1 1SS2 2SS3 3） 生物医学知识整合论

41、概念性本体、实验性本体和概念性本体、实验性本体和罗盘罗盘- -灯塔式本体灯塔式本体生物医学知识整合论本体的重要特性是共享性和重复应用性，本体的重要特性是共享性和重复应用性，那么本体首先必须是关于标准的（典型那么本体首先必须是关于标准的（典型的、共性的、群体的）概念性知识。被的、共性的、群体的）概念性知识。被BMKIBMKI称为概念性（或典型性）本体称为概念性（或典型性）本体（Conceptual OntologyConceptual Ontology，COCO）。）。 生物医学知识整合论即使有一天所有的CO都运转起来，那我们的医学信息学的知识工程领域体来讲也是个“独脚领域”（当然她在限定的认知

42、目标内还是威力巨大的），因为她缺失了只有实验证据,但经过统计学检验因而与CO一样具有公认性的实验性本体（EO,BMKI这样称呼它）。生物医学知识整合论 这是一片巨大的荒芜的处女地，大脑与电脑都几乎对它无能为力。但是一个函数表示的连续关系，如果确定某种需要的精度，是可以离解为一系列的陈述来表示。因而也可以实现本体Web化。这么一片巨大荒原被开发，对医学信息学的贡献无论如何评价都不会太过。是前无古人的伟大事业。生物医学知识整合论定义：概念性知识本体定义：概念性知识本体为意识性或为意识性或理性模型化项目，即某领域的概念理性模型化项目，即某领域的概念结构模型。结构模型。 定义：实验性知识本体定义：实验

43、性知识本体为物理性或为物理性或映射性模型化，包括实验性数字映映射性模型化，包括实验性数字映射或函数关系等。射或函数关系等。 定义：罗盘定义：罗盘- -灯塔式本体灯塔式本体为为COCO与与EOEO的结合。的结合。 生物医学知识整合论BMKIBMKI基本形式基本形式生物医学知识整合论BMKIBMKI的任务是探索群体性知识的任务是探索群体性知识概念性本体、实验性本体及个概念性本体、实验性本体及个体性知识三大部分的关系、相体性知识三大部分的关系、相互转化和连接。互转化和连接。 生物医学知识整合论图15意识或理论推导海洋及物理知识岛屿相结合的知识整合哲学：物理世界作为背景是各类知识体系的承载体，各类知识

44、体系包括人工智能建立的意识体系即一系列小的公理-概念体系（白色方块）和各种经验或实验性物理知识灯塔（白色星形）和岛屿（黑色多边形）。每个公理-概念体系理论上都有无限长的逻辑推导距离，但其有效推导距离接受其相应的知识灯塔或岛屿检验和指导。各类领域知识体系公理-概念体系单元物理世界背景物理性知识灯塔和岛屿生物医学知识整合论COEO群体性知识（群体性知识（KP），如），如CBO个体性知识（个体性知识（KI），），如电如电子病历关系数据库子病历关系数据库生物医学知生物医学知识体系识体系图16生物医学知识体系的三大部分。生物医学知识整合论人生苦短过路客人生苦短过路客记物数学记物数学“有径线有径线”诞生诞生人生苦短过路客，人生苦短过路客， 名位财色烟云物。名位财色烟云物。 天生我才不当负，天生我才不当负， 悠悠真理催腰折。悠悠真理催腰折。 2006210 生物医学知识整合论B M K I网址（由医学信息学年轻学者维护）：网址（由医学信息学年轻学者维护）：（中文）（中文） http:/ http:/ 名位财色烟云物。名位财色烟云物。 天生我才不当负，天生我才不当负， 悠悠真理催腰折悠悠真理催腰折 。 2006210 生物医学知识整合论谢谢大家！谢谢大家！生物医学知识整合论生物医学知识整合论