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杨鸿智-后现代理论医学博客

《后现代医学》、《正反馈医学》、《自体原位器官重构技术》

 
 
 

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这是一个宣传后现代理论医学的博客.后现代理论医学是以系统理论为指导的新医学.该理论认为,在生命组织中干细胞是决定机体功能状态最基本的因素.通过调节机体内环境和为干细胞提供再生所需要的物质和能量,就可以使干细胞在患者体内原位再生,实现器官重构,使器质性病变得到治疗.现在,已经在北京医药信息学会内成立了后现代理论医学专业委员会,杨鸿智是主任委员.

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(4)生物医学知识整合论(Ⅱ)  

2013-06-30 19:29:03|  分类: 干细胞病 |  标签: |举报 |字号 订阅

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4)生物医学知识整合论()

包含飞

上海中医药大学(200032

中医学信息化-标准化研究室

 

摘要 

 

本文进一步阐明生物医学知识整合(BMKI)理论的意义,并提出生物医学知识整合的一种基本原则——求供覆盖原则,并以心脏泵血循环为例说明了这一原则。文章的第三部分以UMLS的语义网络为例初步讨论了知识的二重性即物理性和意识性,又讨论了它们对BMKI的可能影响。

 

 

在生物医学信息学领域中,我们可以看到大量令人钦佩的和催人奋进的关于医学数据、信息和知识的表达、存储、提取、处理和应用的研究和开发[1]。笔者的信念是“浩如烟海的生物医学的数据、信息、知识及由它们组成的形形色色的学科分支既然来自于同一个故乡——不可分割的机体,它们最终都将“回归故里”,重新整合成为不可分割的(当然是虚拟的)机体。”因此生物医学知识整合(Biomedical Knowledge Integration, BMKI[2-12]是一切生物医学逻辑的自然归结,也是生物医学学科的大联合、大结合的一种探索,其最终目的是求出机体各部分(正常的、异常的、同质的、异质的)模型的总和。BMKI也是当前生物医学信息学研究热点“数字虚拟人体”工程[13-16]的一种必不可少的基础研究。很难想象可以跳越BMKI这一基础研究来谈论任何类型的“数字虚拟人体”工程。讲到底,“数字虚拟人体”工程就是知识整合工程。无论是虚拟解剖人、虚拟生化人、虚拟药理人、虚拟生理人,还是虚拟心理人,乃至虚拟“天才人”,概莫能外。当然要达此目标,不可能离开对各种各样的异质的生物医学数据、信息和知识的信息学性质的艰苦深入的研究。

 

(一)盲人摸象新说

 

一个为大家所熟悉的寓言说有五个盲人摸索一头大象,盲人一摸到大象的鼻子,就声称“大象如一根管子”,盲人二根据大象的尾巴,说“大象如一根绳子”,盲人三、四、五各自摸到大象腿、躯体和耳朵,就分别认为大象酷似“柱子”、“墙”、“扇子”。此说一直被人们作为讽刺以局代整、以偏盖全的典型笑料。但事物总是不断进步的,后来盲人们掌握了“整合理论”,他们不再坚持一己之见,而是用附属关系和空间分布关系来整合他们五人所获得的信息。整合的结果是:大象的“中心为一堵墙,墙的前面附着管子和扇子,下面附着柱子,墙的后面附着绳子”(见图1)。利用信息整合技术,我们的盲人小组获得了巨大进步。虽然他们各自所拥有的信息丝毫没有增加,但他们所构建的大象模型向真实的大象逼近了一大步。借此笔者希望阐明生物医学知识整合论的意义:虽然研究者的观测视点、观测方法、处理观测结果的技术千差万别,但所有的生物学、医学及生物医学信息学的研究和开发都是环绕着机体这同一目标,他们的结果之间必然存在内在的联系。深入探讨、挖掘、建立这些联系有助于我们在整体上对机体的理解,这就是BMKI的根本任务。

 

(二)求供覆盖——整合的一种基本原则

 

泛系理论[17]指出了事物之间的供求索交原则,这是关系复合的一种基本机制。任何事物及其运动都可以解析为关系的复合。但任何关系的成立或实现都需要一定的或明或暗的条件或环境保证。为保证关系实现的可行性,这些条件或环境必须是充分的,为保证其经济性以减少资源浪费,它们又应该是必要的。任何关系均如此,无一例外。现在我们来看一对关系序偶,如果前关系实现的结果可以充分满足后关系实现的条件,那么这种供求索交就称为供求覆盖。只要这对关系序偶是供求覆盖的,那么它们就可以复合。因为当我们讨论一串关系复合时总是不断地把中心向关系对的后关系转移,所以与“供”相比,“求”是问题出发点,故这一原则在本文中称为求供覆盖原则(Supply-Demand Covering Principle)。

 

由于机体运动的各种关系或机制的具体物理过程极为复杂,而且它们之中的绝大多数细节至今尚未阐明,对机体的各种物理机制象钟表一样了如指掌几乎不可能。所幸的是关系实现所需的充分条件往往是可以通过实验或经验获知的。在一般时空条件和具体条件如物质和信息得到充分满足的情况下,关系就必然实现。至于我们是否了解关系实现过程的具体细节,从整合操作的角度来讲,是无关紧要的。因此考察两个关系是否能够复合或整合,只需考察前关系实现的结果(供集合)是否覆盖(或包含)后关系实现的前提(求集合),如果覆盖为真,则后关系必然实现。前后两个关系复合或整合即告成立。

 

求供覆盖是我们考察一个整合能否实现的基本而经济的原则,也是我们试图开发数字生理人体、数字生化人体、数字药理人体等虚拟人体的一个基本而经济的原则。

 

现在我们用求供覆盖原则来观察心脏泵血循环中多关系整合的实现。根据心脏泵血的生理过程[18-19],我们先设定若干具体的转化关系和转移关系,并引进若干激发心脏泵血循环必需的外部关系:

 

1       半月瓣开启状态—[转化关系]—→半月瓣关闭状态;

2       半月瓣关闭状态—[转化关系]—→半月瓣开启状态;

3       房室瓣开启状态—[转化关系]—→房室瓣关闭状态;

4       房室瓣关闭状态—[转化关系]—→房室瓣开启状态;

5       心房内血液—[转移关系]—→心室内血液;

6       心室内相对低压状态—[转化关系]—→心室内相对高压状态;

7       心室内血液—[转移关系]—→主动脉内血液;

8       心室内相对高压状态—[转化关系]—→心室内相对低压状态;

9       外部关系:心房肌舒张,心室肌收缩,心室肌舒张。

 

那么基于求供覆盖原则我们就可以用图2描述心脏泵血循环中一系列定性整合过程。

 

 

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