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.834 北京科技大学学报 第30卷 概念su,于是有sker→NF(sker)→su,核心概念Sker可 入什么”，记初始矩阵 达概念su,所以无知集中的su∈NF,keru=1, 1 概念i可达概念j muker=0). M=[mij],mi 一1否则 同理，如果m4=1或md=1,那么su∈D, 步骤3求核心概念。核心概念取其他概念到 mker u=1,mker=0;如果mun=1或mh=1,而且 达该概念和由该概念出发到达其他概念最多的那个 mm≤0，mj≤0，m≤0，mud≤0，那么su∈V, 概念，即矩阵中概念所在行和列中数值1最多的那 对于深灰色的部分：如果md=1,那么sn∈F, 个概念 sa∈F,mker=l,mker d=1;如果m时=1，那么sn∈ 步骤4把除核心概念之外的全部其他系统概 念分为四个部分NF°、F°、UNK°和D°，如图2所 F,mka=1;如果mfa=1,那么sa∈F,mkerd=1. 示.未定的有12个子矩阵，其他部分由定义和可达 通过上述变换，初始矩阵中的1己全部利用，结 性均已确定为0或1. 果矩阵中的绝大部分值都已确定，仍未知的可分为 步骤5用矩阵中已有的1，按照变换规则尽可 两部分.第1部分包括MF,F,M,v和Mn,D,子 能地确定未知的部分，比如Mp,U中有m=1,则 矩阵中未知概念的消除采用与系统整体关系矩阵同 根据变换规则，概念j应属于MF.如MF,D中有 样的方法进行处理；第2部分包括Mv,Nr和Mn,v, m可=1，则概念i和概念j都应属于F,每个子阵的 它们所在的下面两个矩阵 变化直到其中所有的概念小于等于0时为止 MNF.NF MNF.V Mv,v My,D 步骤6经过上述变换，结果矩阵中判断子阵 My.NF My.v- Mp.v MD.D Mp,P、M,v和Mn.D是否还有一1.若有则采用 具有同样的结构 与系统整体关系矩阵同样的方法处理，即把它们各 A 自看成一个小系统，返回步骤3. LX B 步骤7判断子阵Mv,F和Mo,v中是否还有 由于它是可达矩阵，所以 一1，若有则需要通过求解自蕴含方程来确定其值， A0「A0 A 此过程需要人机交互获得一些初始值 LX BLX B LXA+BX 步骤8至此能获得值的概念均已获得，如若 (1) 还有一1，则用人机交互的方式消除，转至步骤5，反 则得XA十BX=X,这就是自蕴含方程，需要人机 复迭代直至最终得到系统的可达矩阵. 交互求解X, 在建模过程中涉及的人机交互信息，既可采用 3基于结构模型的知识获取 专家的意见来补充概念间的联系，也可利用中医常 根据上述算法就我国中医肝病专家钱英教授诊 识知识库来补充所需概念间的关系，这种建模方法 断肝病医案进行了分析·在所分析的病例中病人主 可以发挥已有知识和计算机的优势，将专家头脑中 要症状为脉沉细、舌质淡、苔白厚、舌下静脉粗、手末 隐含的知识通过交互来逐步获取，把人和计算机单 梢暗和眠差，钱英教授认为肝藏血，主疏泄，达阳气 独都不能完成的工作交给人机结合系统，发挥系统 于四末，慢性肝病患者，常有痰、瘀阻于肝络，出现手 功能的优势 背末梢发暗，舌下静脉曲张、增粗亦往往为肝络不 2结构模型算法 通之表现，人体为统一的整体，有诸内必形诸外，体 内血液循环受阻亦必形之于外，验之临床，从西医 利用初始矩阵中已有的数字1，按照变换规则 角度凡有以上指征者往往伴有明显肝纤维化或早期 尽可能地确定矩阵中的数字一1，辅之以人机交互， 肝硬化，利用中医知识库对医案的分析，得到了医 从而获得系统的可达矩阵， 案中主要的已知关系]，并给出了与症状相关的主 步骤1生成系统概念.通过专家医案分析，已 要病因机概念，如图3所示， 知的相关症状、病因机分析和诊断概念生成系统的 图3中凡是有箭头连接的两个症状视为有关 概念S={s1,s2,…,sn}, 系2]，设为1，且关系是有方向的.比如虚证有箭头 步骤2建立初始矩阵，初始关系矩阵的建立 指向气血两虚，则二者有关系，值为1，关系是由虚 是基于中医常识知识库，或通过人机交互由中医专 证到气血两虚的，其他没有箭头相连的均设为一1， 家输入中医概念或术语之间的关系，“知道什么，输 表示关系未定，在进行结构建模分析以前，已知的概念 su于是有 sker→NF（ sker）→su核心概念 sker可 达概念 su所以无知集中的 su ∈ NFmker u ＝1 muker＝0）． 同理如果 muf ＝1或 mud ＝1那么 su ∈ D mker u＝1muker＝0；如果 mun＝1或 mdu＝1而且 mnu≤0mf u≤0muf≤0mud≤0那么 su∈ V ． 对于深灰色的部分：如果 mnd＝1那么 sn∈F sd∈Fmuker＝1mker d＝1；如果 mnf＝1那么 sn∈ Fmuker＝1；如果 mf d＝1那么 sd∈Fmker d＝1． 通过上述变换初始矩阵中的1已全部利用结 果矩阵中的绝大部分值都已确定仍未知的可分为 两部分．第1部分包括 MNFNFMV V 和 MDD子 矩阵中未知概念的消除采用与系统整体关系矩阵同 样的方法进行处理；第2部分包括 MV NF和 MDV 它们所在的下面两个矩阵 MNFNF MNFV MV NF MV V MV V MV D MDV MDD 具有同样的结构 A 0 X B ． 由于它是可达矩阵所以 A 0 X B A 0 X B ＝ A 2 0 XA＋BX B ＝ A 0 X B （1） 则得 XA＋ BX＝ X这就是自蕴含方程需要人机 交互求解 X． 在建模过程中涉及的人机交互信息既可采用 专家的意见来补充概念间的联系也可利用中医常 识知识库来补充所需概念间的关系．这种建模方法 可以发挥已有知识和计算机的优势将专家头脑中 隐含的知识通过交互来逐步获取把人和计算机单 独都不能完成的工作交给人机结合系统发挥系统 功能的优势． 2 结构模型算法 利用初始矩阵中已有的数字1按照变换规则 尽可能地确定矩阵中的数字—1辅之以人机交互 从而获得系统的可达矩阵． 步骤1 生成系统概念．通过专家医案分析已 知的相关症状、病因机分析和诊断概念生成系统的 概念 S＝｛s1s2…sn｝． 步骤2 建立初始矩阵．初始关系矩阵的建立 是基于中医常识知识库或通过人机交互由中医专 家输入中医概念或术语之间的关系“知道什么输 入什么”．记初始矩阵 M＝［ mij ］mij＝ 1 概念 i 可达概念 j —1 否则 步骤3 求核心概念．核心概念取其他概念到 达该概念和由该概念出发到达其他概念最多的那个 概念即矩阵中概念所在行和列中数值1最多的那 个概念． 步骤4 把除核心概念之外的全部其他系统概 念分为四个部分 NF 0、F 0、UNK 0 和 D 0如图2所 示．未定的有12个子矩阵其他部分由定义和可达 性均已确定为0或1． 步骤5 用矩阵中已有的1按照变换规则尽可 能地确定未知的部分．比如 MNFU中有 mij＝1则 根据变换规则概念 j 应属于 MF．如 MNFD中有 mij＝1则概念 i 和概念 j 都应属于 F．每个子阵的 变化直到其中所有的概念小于等于0时为止． 步骤6 经过上述变换结果矩阵中判断子阵 MNFNF、MV V 和 MDD是否还有—1．若有则采用 与系统整体关系矩阵同样的方法处理即把它们各 自看成一个小系统返回步骤3． 步骤7 判断子阵 MV NF和 MDV 中是否还有 —1．若有则需要通过求解自蕴含方程来确定其值 此过程需要人机交互获得一些初始值． 步骤8 至此能获得值的概念均已获得．如若 还有—1则用人机交互的方式消除转至步骤5反 复迭代直至最终得到系统的可达矩阵． 3 基于结构模型的知识获取 根据上述算法就我国中医肝病专家钱英教授诊 断肝病医案进行了分析．在所分析的病例中病人主 要症状为脉沉细、舌质淡、苔白厚、舌下静脉粗、手末 梢暗和眠差．钱英教授认为肝藏血主疏泄达阳气 于四末慢性肝病患者常有痰、瘀阻于肝络出现手 背末梢发暗．舌下静脉曲张、增粗亦往往为肝络不 通之表现．人体为统一的整体有诸内必形诸外体 内血液循环受阻亦必形之于外．验之临床从西医 角度凡有以上指征者往往伴有明显肝纤维化或早期 肝硬化．利用中医知识库对医案的分析得到了医 案中主要的已知关系［11］并给出了与症状相关的主 要病因机概念如图3所示． 图3中凡是有箭头连接的两个症状视为有关 系［12］设为1且关系是有方向的．比如虚证有箭头 指向气血两虚则二者有关系值为1关系是由虚 证到气血两虚的．其他没有箭头相连的均设为—1 表示关系未定．在进行结构建模分析以前已知的 ·834· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷