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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳志傑
研究生(外文):Chen,Z.J
論文名稱:運用網路本體語言(OWL)技術建構藥品適應症諮詢系統之研究-以腸胃科用藥為例
論文名稱(外文):The Study of Consultation on Medications Indications Advisory System Based on Web Ontology Language Technology Focusing on Gastrointestinal Drugs
指導教授:劉建財劉建財引用關係
指導教授(外文):Chien-Tsai Liu
學位類別:碩士
校院名稱:臺北醫學大學
系所名稱:醫學資訊研究所
學門:醫藥衛生學門
學類:醫學技術及檢驗學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:藥品適應症語意網網路本體語言推論引擎Protege
外文關鍵詞:Medications IndicationsSemantic WebOWLJessProtege
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標題 I
審定書 II
同意公開申請書 III
保密同意書 IV
誌謝 V
目錄 VI
圖目錄 IX
表目錄 XI
中文摘要 XII
英文摘要 XIII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 …1
1.2研究動機 2
1.2.1資訊電子化協助藥師發藥作業 2
1.2.2藥袋與處方籤(門診紀錄單)提供資訊的局限 3
1.2.3藥事專業人員知識留存問題 4
1.2.4門診病患處方籤(門診紀錄單)紀錄即時查詢 4
1.2.5藥品知識本體分享與運用 4
1.2.6研究重要性 5
1.3研究目的 5
1.3.1建置腸胃科用藥品適應症領域本體論 5
1.3.2建置推論法則 6
1.3.3設計處方籤紀錄查詢網頁 6
1.3.4結合推論引擎查詢本體知識 7
1.3.5利用語意網呈現諮詢結果 7
第二章 文獻探討 9
2.1國內(外)藥品適應症查詢系統相關研究 9
2.2藥品適應症簡介 12
2.3腸胃科用藥品簡介 13
2.4醫護術語簡介 13
2.5專家系統(Expert System)與推論引擎(Jess) 15
2.6本體論簡介 17
2.7語意網簡介 23
2.8語意網規則語言(SWRL)簡介 27
第三章研究方法 28
3.1系統架構 28
3.2本體論知識庫建置 31
3.3以語意網規則語言建立推論法則 38
3.4處方籤(門診紀錄單)電子化 41
3.5建置語意網開發環境 43
第四章研究成果 46
4.1系統分析與設計 46
4.1.1系統分析 46
4.1.2系統設計 48
4.2系統實作 52
4.2.1腸胃科用藥品領域本體論知識庫建置 52
4.2.2腸胃科用藥品領域本體論屬性資料建置 55
4.2.3腸胃科用藥品領域本體論限制性關聯建置 56
4.2.4推論法則建置 58
4.2.5運用SWRL語言推論適應症(症狀) 結果 59
4.2.6運用SWRL語言推論疾病結果 59
4.2.7運用SWRL語言推論藥品結果 60
4.2.8本體論知識庫轉換Jess格式 61
4.2.9利用剖析器轉換XML文件 61
4.2.10電子化處方籤(門診紀錄單)紀錄查詢 63
4.2.11結合搜尋引擎(Jess)完成語意網 64
4.2.12語意網開發結果 65
4.3系統操作 66
4.3.1以藥品學名執行查詢結果 66
4.3.2網頁式本體論建置工具建置結果 67
4.3.3處方籤(門診紀錄單)資料庫查詢結果 69
4.3.4以署立雙和醫院處方籤(門診紀錄單)作系統驗證結果 71
第五章討論與結論 74
5.1改善原醫療知識本體論(Medical Ontology)不足 74
5.2建置符合腸胃科用藥品的本體論知識庫 75
5.3完成推論法則建置 75
5.4完成語意網建置 76
5.5研究中所遭遇的困難 76
5.6未來展望 76
參考資料 78
中文文獻 79
英文文獻 79
電子資料 80
附錄 81
附錄一、ICD-9 CM明細及疾病之對照 81
附錄二、ATC藥品分類碼 83
附錄三、腸胃科用藥品分類(參閱WHO ATC DDD Index 2011) 84



圖目錄
圖1:國軍藥品資料庫暨辨識系統 10
圖2:MIMS藥品資料庫(UBM MEDICA,2011) 11
圖3:系統對應路徑圖,以A03F藥品為例(蔡佩珍,2010) 12
圖4:ATC碼為A10的藥理分類(WHO COLLABORATING CENTRE,2011) 13
圖5:醫護術語網站 (GRAY''S ANATOMY,2009) 14
圖6:專家系統架構圖(黃崇益,2003) 15
圖7:JESS API下載首頁 17
圖8:通用形式的本體(維基,2010) 20
圖9:語意網技術參考圖 (W3C STEVEN BRATT,2007) 24
圖10:現有網路示意圖(ERIC MILLER,2002) 24
圖11:語意網示意圖(ERIC MILLER,2002) 25
圖12:系統架構圖 29
圖13:本體知識建置步驟(NOY AND DEBORAH L. MCGUINNESS,2000) 31
圖14:SWRL + JESS IN PROTEGE(W3C SWRL,2004) 39
圖15:XML編輯器 41
圖16:完成處方籤(門診紀錄單)電子化 42
圖17:SQL SCRIPTS程式碼 42
圖18:(ORACLE)資料庫查詢畫面 43
圖19:JESS開發元件外掛圖示 45
圖20:UML使用案例圖(本研究整理) 47
圖21:查詢藥品分類活動圖(本研究整理) 49
圖22:查詢疾病分類活動圖(本研究整理) 49
圖23:查詢症狀分類活動圖(本研究整理) 50
圖24:病患者處方籤(門診紀錄單)紀錄查詢(本研究整理) 50
圖25:語意網自動化諮詢(本研究整理) 51
圖26:藥品適應症諮詢系統循序圖(本研究整理) 51
圖27:腸胃科用藥品本體論類別圖 53
圖28:腸胃科用藥品領域本體論圖 54
圖29:腸胃科用藥品網路本體語言(OWL)示意圖 54
圖30:腸胃科用藥品本體論屬性 55
圖31:疾病本體限制關聯表(MEDIA WIKI,2010) 56
圖32:腸胃科用藥品本體論類別限制標籤及型態 57
圖33:本體論各類別關聯性結構檢驗 58
圖34:SWRL推論法則實作 58
圖35:藥品適應症(症狀)推論結果 59
圖36:疾病推論結果 60
圖37:藥品推論結果 60
圖38:OWL加SWRL法則轉換 61
圖39:轉換XML文件程式碼片段 62
圖40:資料庫連線池程式碼片段 63
圖41:JSP網頁及JESS整合程式碼片段 64
圖42:語意網模組分工架構圖 65
圖43:透過藥品名稱查詢建議治療疾病 66
圖44:透過國際疾病分類碼(ICD_9_CM)查詢建議藥品 67
圖45:後台使用者與專案管理 67
圖46:類別階層管理 68
圖47:屬性與限制性關聯管理 68
圖48:查詢藥品與症狀、疾病關聯性結果 69
圖49:網頁顯示電子化處方籤歷史紀錄 70
圖50:網頁顯示處方籤明細 70
圖51:署立雙和醫院處方籤 71
圖52:署立雙和醫院門診紀錄單 72
圖53:GASCON(A03AX13)藥品與疾病對應路徑 72
圖54:語意網自動諮詢結果(症狀/疾病) 73
圖55:語意網自動諮詢結果(疾病/藥品) 73



表目錄
表格1:本體論於台灣醫療之應用(本研究整理) 18
表格2:本體論於國外醫療相關之應用(本研究整理) 19
表格3:本體發展方法論(蘇國瑋、許蒞彥、吳旻霙、黃博信,民98) 21
表格4:知識本體與資料庫之比較(林鼎舜,民100) 22
表格5:PROTEGE與KANO比較表(黃崇益,2003) 23
表格6:詮釋條件表(W3C SWRL,2004) 27
表格7:各類別及名稱(本研究整理) 35
表格8:解剖學屬性詞彙表(本研究整理) 36
表格9:病因屬性詞彙表(本研究整理) 36
表格10:疾病屬性詞彙表(本研究整理) 36
表格11:健保藥品屬性詞彙表(本研究整理) 36
表格12:症狀屬性詞彙表(本研究整理) 36
表格13:解剖學屬性值定義表(本研究整理) 37
表格14:病因屬性值定義表(本研究整理) 37
表格15:疾病屬性值定義表(本研究整理) 37
表格16:健保藥品屬性值定義表(本研究整理) 37
表格17:症狀屬性值定義表(本研究整理) 38
表格18:實例數總表(本研究整理) 38
表格19:藥品諮詢推論法則表(本研究整理) 39
表格20:適應症(症狀)諮詢推論法則表(本研究整理) 40
表格21:疾病諮詢推論法則表(本研究整理) 40
表格22:病因諮詢推論法則表(本研究整理) 40
表格23:建置本體論知識庫使用案例說明(本研究整理) 47
表格24:建置推論法則使用案例說明(本研究整理) 47
表格25:處方籤(門診紀錄單)紀錄查詢使用案例說明(本研究整理) 48
表格26:屬性及資料型態表 55
表格27:限制標籤及限制型態表 57
表格28:藥品適應症諮詢系統結果比較表 57


參考資料
參考文獻
[1]簡志峰, "個人化藥品資訊服務網頁系統," 碩士, 醫學資訊研究所,台北醫學院, 台北市, 2002.
[2]張家嫺、李育宗, "門診處方箋量與合理藥事作業模式之探討,"碩士,醫學院臨床藥學研究所, 國立成功大學, 2007.
[3]劉建財、蔡佩珍, "以病人為導向的藥品適應症諮詢系統以腸胃科用藥為例,"台灣國際醫學資訊聯合研討會, 2011.
[4]T. Gruber, "A translation approach to portable ontology specifications," p. 5, 1993.
[5]L. M. Garshol, "Metadata Thesauri Taxonomies Topic Maps Making sense of it all," on www.ontopia.net, 2004.
[6]Ling Liu and M. Tamer Ozsu (Eds.), "To appear in the Encyclopedia of Database Systems," Springer-Verlag, 2008.
[7]H. B. Enderton, "A Mathematical Introduction to Logic," San Diego, 1972.
[8]黃崇益, "建構健保藥品給付規定本體論知識庫之研究-以降血脂用藥為例," 碩士, 醫學資訊研究所, 臺北醫學大學, 台北市, 2003.
[9]林惠娥, "建構甲狀腺疾病影像判讀報告本體論知識系統," presented at the 國立高雄第一科技大學, 2005.
[10]范慧蘭, "以本體論建構疾病分類知識庫系統," 碩士, 資訊管理所, 國立高雄第一科技大學, 高雄市, 2005.
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[12]陳裕元, "應用本體論於護理知識管理," 碩士, 資訊管理所暨醫療資訊管理所, 國立中正大學, 嘉義縣, 2010.
[13]Arvidsson F.,Flycht-Eriksson A., "Ontologies " Retrieved 26 November November 2008.
[14]A. M. De Nicola, Michele; Navigli, Roberto "A Software Engineering Approach to Ontology Building," Information Systems (Elsevier) vol. 34, pp. 258-275, 2009.
[15]B. S. Pierre GRENON, Louis GOLDBERG, "Biodynamic Ontology: Applying BFO in the Biomedical Domain," 2004.
[16]T. Bittner, "Normalizing Medical Ontologies using Basic Formal Ontology," Germany Department of Philosophy, 2004.
[17]J. Simon, "Using Philosophy to Improve the Coherence and Interoperability of Applications Ontologies: A Field Report on the Collaboration of IFOMIS and L&C," 2004.
[18]F. V. H. G.Antoniou "A Semantic Web Primer," Cambridge, 2004.
[19]S. Decker, S. Melnik, F. Van Harmelen, D. Fensel, M. Klein, J. Broekstra, M. Erdmann, and I. Horrocks, "The semantic Web: The roles of XML and RDF," Ieee Internet Computing, vol. 4, pp. 63-74, Sep-Oct 2000.
[20]H. N. Center. (2010). Disease Ontology The NUgene Project. Web site.


中文文獻
1.李友專、張顯洋、張慧朗、邱文達、莊逸洲、徐嫦娥、顏志展、唐大釧、王伯彥、劉建財、劉立、徐建業、邱泓文、王大為、龍安靖、范碧玉、林秀真、萬序恬、王高倫、許明暉、楊麗珠、陳秀枝、葉明莉、莊仁祥、吳和生、簡文山、楊哲銘、吳昭新、顏永泰、林明錦、李元琦、陳恆順、蔡榮隆等人:醫學資訊管理學,第373~379頁,2006。
2.婁德權:語意網及其應用,資通安全專論,第1~20頁,2008。
3.丁晟春、江超男:基於SWRL規則推理的隱含關係挖掘,南京理工大學信息管理系,第1~5頁,2011。
4.卓倩台:內科疾患及其用藥之藥理(病名,處方,適應,副作用),黎明總經銷,第1~391頁,1987。
5.王宗道:簡明藥理學,合記出版社,第1~238頁,1997。
6.黃美珍:簡明處方藥典,台灣美迪達卡(Medimedia),消化系統第1~31頁,1997。
7.林信良:Servlet JSP & 教學手冊,碁峯,2011。
8.陳會安:JSP 2.0網頁設計範例教本,學貫行銷股份有限公司,2005。
9.郭尚君、周品宏:XML 技術實務,文魁,2009。
10.段維瀚:JAVA認證SCJP猛虎出閘,碁峯,2007。


英文文獻
1.Christine Golbreich & Atsutoshi Imai:Combining SWRL rules and OWL ontologies with Protege OWL Plugin Jess and Racer, Universite Rennes.
2.Ernest Friedman-Hill(July 01, 2003):Jess in Action Rule-Based Systems in Java, Manning Publications.
3.Ernest J.Friedman-Hill:Jess, The Expert System Shell for the Java Platform, Distributed Computing Systems, Sandia National Laboratories.
4.Ernest Friedman-Hill:Jess in Action Rule-Based Systems in Java, Manning Publications.
5.Henrik Eriksson:JessTab Manual Integration of Protege and Jess, Linkoping University.
6.Matthew Horridge & Holger Knublauch &Alan Rector &Robert Stevens &Chris Wroe (2004,Agust):A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using The Protege-OWL Plugin and CO-ODE Tools Edition 1.0, The University Of Manchester & Stanford University.
7.Matthew Horridge & Holger Knublauch:A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using The Prot’eg’e-OWL Plugin and CO-ODE Tools, The University Of Manchester.
8.MatthewHorridge:OWLViz – A visualisation plugin for the Protege OWL Plugin, University Of Manchester.
9.Natalya F. Noy & Deborah L. McGuinness(2005):Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology,Stanford University.


電子資料
1.維基百科(2011年5月17日),本體(資訊學)。民100年7月31日,取自:http:// http://zh.wikipedia.org/wiki/本體_(資訊學)
2.The Semantic Web(2002),WWW2002 W3C Track,民100年8月18日,取自:http://www.w3.org/2002/Talks/www2002-w3ct-swintro-em/Overview.html
3.OWL WEB 本體語言(2004年2月10日),W3C,民100年8月18日,取自:http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/#Intro
4.維基百科(2011年2月8日),SPARQL,民100年8月18日,取自:http://zh.wikipedia.org/wiki/SPARQL
5.W3C Recommendation(2008年11月15日),SPARQL Query Language for RDF,民100年8月18日,取自:http://www.w3.org/TR/rdf-sparql-query/
6.Knowledge Systems Laboratory Stanford University(2001年8月) ,Noy and McGuiness Ontology Development 101,民100年8月30日,取自:http://www.disi.unige.it/person/MascardiV/Download/questionnaire101.pdf
7.WHO ATC DDD Index 2011(2010年12月 20日) ,民100年9月2日,取自: http://www.whocc.no/atc_ddd_index/
8.Graphviz(2010年12月 14日),民100年9月14日,取自:http://www.graphviz.org/Download_windows.php
9.LSDIS and the University of Georgia (2005年) ,民100年10月30日,取自:http://lsdis.cs.uga.edu/library/resources/index.php?page=0
10.病因科技名詞定義(2010年12月24日) ,中國全國科技技術名詞審定委員會,民100年9月14日,取自:http://baike.baidu.com/view/270416.htm
11.腸胃系統不適疾病醫學資訊網站(2011),Internet Marketing Associates,民100年9月14日,取自:http://www.digestive-system-disorders.com/
12.疾病本體論(DO)(2010),Northwestern University,民100年12月8日,取自:http://do-wiki.nubic.northwestern.edu/index.php/Main_Page#Disease_Ontology_Wiki
13.An AI tool for the real world,Java World,民101年5月6日,取自:http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2003/jw-0620-protege.html


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