中药信息系统建设的现状及解决问题的对策

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  摘要:21世纪是知识经济的时代。在知识经济时代,信息的传播与共享对各学科的发展有着极其重要的意义。中医药是中华民族优秀历史文化的灿烂结晶,是最具中华民族先进文化特色的一门科学。但由于科学数据的分散及不能有效共享,中医药信息化的发展受到了严重的制约。笔者在了解国内外尤其是国内中医药信息化的发展概况的情况下,研究了疾病、中药处方及中药(包括中成药和中药材)之间逻辑关系的信息化实现方法,制定了中药信息查询系统的设计与实现方案:借用SQL Server2005中新增对XML的强大支持,采用XML片段描述和管理三类中医药基础信息及它们之间的逻辑关系,使用约句准篇的规划化模式XML Schema对XML文档进行语法约束,在SQL Server 2005中规划关系型数据库;借用SQL Server2005对业界标准XML查询语言XQuery的全面支持,执行相关的XML文档查询;构造三层B/S结构,在Visual Studio 2005环境下开发系统,使用ASP.NET2.0动态网页开发技术和C#.NET开发语言建立交互页面。
  关键词:中药信息系统;现状;对策
  中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)32-8924-02
  Chinese Medicine Information System Status and Problem-solving Measures
  HE Yuan-yuan
  (Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520, China)
  Abstract: 21st century is the era of knowledge economy. In this era, the spreading and sharing of information are great meaningful for the development of the various disciplines. Chinese medicine is the brilliant crystallization of the fine Chinese history and culture and one science which has the most advanced culture characteristics science of China. After making knowledge of the developing situation of the Chinese medicine informational at home and abroad, especially home, the thesis studies the informational realization methods of the logic relations among diseases, Chinese prescriptions and Chinese medicine, including Chinese medicine and Chinese herbal, and develops a plan to design and realize the Inquiry System of Chinese Medicine Information: make a plan of relational database in SQL Server2005 in use of the strong support to XML provided by SQL Server2005, of XML fragment to describe and manage those Chinese medicine information and the relations between them, and of the standard XML Schema to strict syntax of XML files; perform inquiry of XML files in use of the strong support to the inquiry language XQuery , which is the industry standard of XML, by SQL Server2005; construct the 3-layers B/S frame, develop the system in Visual Studio 2005 and establish active pages using the technology of active pages, ASP.NET2.0, and the developing language, C#.NET-finish the design and realization of the system generally.
  Key words: Chinese Medicine Information System; Current Situation; Countermeasures
  1 中药信息系统建设的背景
  中医药是中华民族优秀历史文化的灿烂结晶,是最具中华民族文化特色的一门科学。在世界一些古医学已经逐渐消亡的今天,中医药历经了几千年的发展却仍然屹立在世界的东方,并以其令人信服的临床疗效及科学内涵受到了民众的青睐。
  长期以来,我国在中医药研究及实践过程中积累了大量的中医药科学研究和观察数据,但由于管理体制、历史渊源等原因,许多数据资源分散在不同领域、不同单位和不同专家手里,不能有效地跨区域、跨机构共享,形成了严重的数据壁垒;即使是中医药科技攻关项目,仍然采用成果验收的形式,项目结束后数据基本上散存在科研单位及科学家手中,大多数没有经过有效的系统整理,许多数据资源随着机构调整、人员变动逐步散失;师徒传承是我国中医药人才培养的传统方式,但随着中医药专家的退休或故世,长期积累的数据有很大部分已无法整理。由于上述种种原因,当前的大多数中医药数据利用率并不是很高,没有充分发挥其应有的价值和作用[1]。
  由于数据不能有效共享,中医药行业工作者往往很难得到研究所需的数据资源,不能全面、及时地了解中医药发展动态,在很多情况下不得不进行重复工作,不仅造成了时间和资源的浪费,而且使得数据的可信度、完整性、权威性得不到保障。许多中医药科技项目由于得不到足够数量、具有代表性的科学数据而不得不降低科研和设计标准。数据不能有效共享、低水平的重复研究屡见不鲜已严重制约了中医药科技创新能力的提升。
  随着人们对数据共享认识的提高,不但科技人员、政府决策机构对中医药科学数据有迫切的需求,广大民众对中医药数据的获取也同样有着广泛的需求。因此,充分利用现代科技手段推动中医药数据共享,可以促进中医药数据资源向社会广泛传播,从而经常地、深入地影响社会,持续地提高公众对中医药的认知程度和水平。数据资源的价值也只有在这种传播过程中才能得以体现。中医药数据资源广泛向社会传播,有助于推动中医药科学技术的普及,提高国民整体健康水平,而且对促进我国乃至全球实现人人享有保健具有深远的意义。
  从以上分析可以看出,利用现代信息技术,整合和抢救离散的中医药数据资源,形成统一的数据共享服务系统,有助于避免资源的流失及研究的重复浪费,也为挖掘和搜寻分散的数据资源提供了方便,是抢救数据资源的有力措施。经过多年的努力,目前中医药数据资源已经具有一定的规模,在世界范围内已经建立起了大量的中医药信息系统数据库。
  2 国内外中药信息系统建设的现状
  2.1 国内外已有的成果
  我国的中药信息系统及相关的数据库建设起步较晚,从19世纪80年代开始,只经历了短短20多年的发展,却已经取得初步成果。截至目前,我国已经有近百个规模不同的中药信息系统及相关数据库完成建设并投入使用,初步实现了中药信息数字化[2]。根据数据库在内容与表现形式上的差异,可以大致分为文献数据库、实验数据库、事实数据库1等几种类型。其中事实型数据库主要包括:中国医学科学院药用植物研究所的760味中药数据库,中国中医研究院中医药信息研究所的中草药数据库,天津医学情报所的中草药数据库,北京中医药大学建立的中医方剂数据库,南京中医药大学编写的《中医方剂大辞典》的数据库等[3]。
  1997年,中国中医研究院信息研究所成功将其研制的中医理论数据库、中医方剂数据库等大型事实型数据库移植到Internet上,这标志着中国国药资料可以为世界各地的人们所共享,标志着数据库技术在中医药领域的应用上了一个崭新的台阶。在这一时期建立的网络数据库还有中国医学科学院药用植物研究所开发的760味中药的网上数据库和中国科学院计算机信息网络中心开发的732味中药的中药基本信息数据库。迄今为止,国内已经有相当一部分的中药信息系统及相关数据库在国际互联网上提供全球范围的数据检索服务。
  国际上对中国传统医学的研究和对中医药数据资源的整理工作一日也没有停止,国外的相关研究成果主要有:美国霍普金斯技术多媒体出版社制作出版的中医药学数据库光盘及《中药专方》光盘,日本社会和医学研究所开发完成的“汉方集解”数据库,日本青年冈留学院开发研制的AIRS系统,日本中岛等人根据《伤寒论》、《金匮要略》等中医名著中的方剂建立的中医方剂数据库等[4]。
  据统计[2],目前国内外已建成的近百个中药相关数据库中,主要以文字描述性数据库为主;数据库形式从单表型数据库向关联型数据库方向发展;多库融合共享平台、数据库关联检索、数据挖掘等技术已开始应用。由此看来,中药现代资料数据库的建设已经具有一定的规模,几乎涉及中药信息的各个方面。
  2.2 中药信息系统建设存在的问题
  1) 系统开发缺乏网络服务意识
  随着互联网应用的飞速发展,从网络服务诞生出来的B/S(Browser/Server,浏览器/服务器模式)结构服务模式得到了广泛的使用,能否通过网络来访问数据库已经成为业界对数据库质量高低的公认标准[5]。
  然而我国现有的一些中药数据库多为各个研究机构自行开发,数据检索等服务仅限于在机构内部的网络提供或者根本无法提供联机服务,有些则因为资金或技术受限等原因未能实现通过网络对数据库的访问,仍然存在着“信息孤岛”的现象;有些通过网络访问的数据库,却由于网站的知名度不高,市场推广及销售情况不容乐观,缺乏一定的影响力,数据资源利用率并不高。
  2) 基础信息数据库不多,普遍服务意识缺乏
  我国的中药数据库的建设经过20多年的发展,已经有近百个规模不同的中药数据库完成建设并投入使用,然而其中大多是文献、成果类数据库和实验数据库等,中药基础信息类的事实数据库仅占1/3[5]。这些数据库多数只为行业专家及拥有使用权限的专业人员提供有偿数据检索,对病患及普通民众缺乏有效和易于接受的普通信息咨询服务,严重阻碍了中医药知识的普及,不利于中医药科学技术的发展。
  我国中医药知识博大精深,中医药拥有巨大的信息资源尚待挖掘。如果政府机关和各种学术组织能够组织力量,将这些资源开发利用起来,为公众提供普遍服务(Universal Service)2,其获取的社会效益及随之而来的经济效益将是无法估量的。
  3) 国外地域和文化差异的限制
  在国外,中药信息化在一些中成药生产、研发、销售大国得以广泛地铺开,韩国、日本甚至欧洲一些国家均已经建立了一些中药信息系统数据库及其相关的天然产物数据库。
  但是由于地域的差异和缺乏对中国传统中医药的认知,例如对某些中药材的名称描述仅遵照权威资料的记载,缺乏对中药材因为形状不同、功效不同或产地不同而造成同名异物或同物异名现象的认识,同时由于地域文化差异所造成的认识差异,对天然药材的性味归经、功效等和药材使用与饮片制备的方法缺乏深入的了解,对中医讲究辨证、遵循配伍禁忌等传统理论的理解也与中医药传统知识体系有着甚远的差距,甚至背道而驰。尽管先进的信息化技术诞生在西方国家,但国外机构研究与开发的中药信息系统相关数据库却有着一定的局限性,“国药”的信息化必须靠我们自己。
  4) 异构性的严重制约
  更令笔者关注的是,由于在中药信息系统及相关数据库的建设过程中对资料采集的范围和规范、专业术语的规范、编码的规则规范、词表的规范、数据结构规范等没有制定一个统一的标准[2],直接导致了行业内各企业和机构各自开发的中药信息系统所基于的数据库的异构性,甚至是其所依赖的操作系统的异构性[6-12],各数据库之间很难做到无缝联接,数据的传递与共享也非常困难,例如有些系统采用JAVA技术开发,有些基于.NET框架;数据库的开发平台也有所区别,MySQL、SQL Server、Oracle……,要想在不同的运行平台上共享数据库,可能需要使用相应的客户端软件,信息的共享程度将极大地降低。这样,将现有信息系统的数据整合倒不如重新开发,于是,信息系统再次以科研项目的形式一次性建设,重新走入独立开发的死循环,“信息孤岛”的情况日趋严重。
  由于数据的表示与存储缺乏统一的标准,从而严重限制了各个中药信息系统之间信息的共享和数据交换的范围,这种异构性的严重制约成为了当前中医药信息系统开发的最严重的问题之一。
  3 解决问题的对策
  笔者认真研究了疾病、中药处方及中药(包括中成药和中药材)三类中药基础信息及其之间的逻辑关系,提出了信息在数据库中的描述方法,制定了一个较为科学、便捷的中药信息查询系统的设计与实现方案:借用SQL Server2005中新增对XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)的强大支持,采用格式良好的(Well-formed)XML片段描述和管理疾病、处方及中药(中成药、中药材)等中医药基础信息及它们之间的逻辑关系,使用约句准篇的规划化架构XML Schema(XML的架构,下也称“模式”,不再特别说明)对XML文档进行语法约束,在SQL Server 2005中规划关系型数据库;借用SQL Server2005对业界标准XML查询语言XQuery的全面支持,将XQuery语言与SQL Server传统的并在SQL Server2005中针对XML有所增强的Transact-SQL语言有机结合执行相关的XML文档的查询;
  采用三层B/S(Browser/Server,浏览器/服务器模式)结构即表示层、业务层和数据层,使用ASP.NET2.0动态网页开发技术和C#.NET开发语言建立交互页面,在Visual Studio2005环境下完成系统的设计与实现工作。
  笔者在了解了国内外尤其是国内中药信息系统建设的基本情况下,吸收和借鉴了前人已有的研究成果,针对数据表示缺乏统一标准及信息服务缺乏普遍性的关键性问题展开研究,提出了可行的解决方案。笔者最大的创新主要在于以下两点:
  1) 比较完善地理顺了疾病、处方与中药之间的逻辑关系,基本实现了疾病、处方、成药与药材之间的多向(疾病(处方,处方(成药及药材,成药(药材)关联查询;
  2) 采用灵活的、开放的、严谨的开发技术——XML数据描述语言及数据规范模式XML schema,设计与实现跨平台、共享式的服务目标。
  参考文献:
  [1] 陈守鹏.实施中医药科学数据共享的意义[J].河南中医,2007,27(11):10-12.
  [2] 万仁甫,徐伟亚.中药数据库的现状及发展趋势探讨[J].中国药房,2006,17(10):794-796.
  [3] 陈峰,崔蒙.中药信息系统建设初探[J].中草药,2000,31(11):附1-附3.
  [4] 李文胜.国内外中药信息库览析[J].浙江中医学院学报,1998,22(5):41.
  [5] 朱江.数据库技术的发展及其中药数据库的设计实现[D].合肥:中国科学技术大学,2002:34.
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