《生物医学知识整合论》（初论）

老包

普遍的迷茫

目前在医学信息学界，普遍地存在着一些迷茫：在科学层次上说，一般的信息技术，在多大程度上适合在生物医学中应用？生物医学信息学本身有没有不同于一般信息学的特点？如果答案是肯定的，那么这些特点是什么？如何开发相应的技术？对于医学信息学者来说，信息学在多大程度上可以深入到医学的核心部分？他们应该如何既满腔热情，又保持清醒的头脑？对于医学和医生来讲，医学信息学可以在多大程度上帮助医学？他们应该在多大程度上期望医学信息学？他们应该如何为迎接这个新伙伴作心理上和知识上的准备？……

《生物医学知识整合论》（初论）（序言）

老包

背景和背景的背景


迄今为止，人们已经在生物医学知识工程方面作了大量努力并且在继续作出努力。人们开发了并在继续努力发展诸如SNOMED， ICD，HL7，UMLS，GELAN,形形色色的其他生物医学数据库、电子病历库、知识库、知识本体，各种知识处理、数据挖掘、知识发现方法和技术，以及各种有关生物医学知识工程的人工智能系统和其他应用系统。那么我们这些努力所面向的主要对象——人类机体——从物理学和信息学的角度看，特别从整体上来看，究竟为何物？无数的生物医学知识相互之间的关系究竟什么？很少见到这方面研究，人们也似乎不太关心这方面的研究。那么是否这个问题不重要？笔者的意见正好相反。因为事实上，至今人类对机体的了解或理解，特别是可操作性的科学知识部分，并非整体意义或整体框架下的了解或理解，都是所谓局限性知识或背景依赖性知识。即它们的操作有效性，都必须有严格的背景条件作保证。离开了这些相关的背景，这些知识就会失效。所以问题的关键在于我们必须努力发掘知识的背景之间，或知识的背景的背景之间的关系（也许有很多层次或无穷层次），使我们能够越来越从整体的背景下了解和理解这些知识。

医学信息学能否在这一方面作出独特的贡献，BMKI意在一试。

《生物医学知识整合论》（初论）（序言）

[ 本帖最后由 老包 于 2007-10-19 21:09 编辑 ]

老包

类欧氏空间(Euclidean-like space, ELS)
        
      BMKI偏爱用基本物理或数学语言或概念来理解，解释和描述生命世界。所以这里BMKI没有用传统的术语例如“无机分子物理”， “有机分子物理”，“生物大分子物理”，“机体物理”来表达诸多生物性事物，而代之以更富有逻辑运算或操作联想的“类欧氏空间”。
   所谓类欧氏空间是指在欧氏空间背景上演绎而成的各种类型的空间。很显然，没有欧氏空间框架，任何物质性事物的存在就无从说起。但欧氏空间本身没有谈及物质性。然而，大自然的本质是物质的，而根据爱因斯坦的空间理论，物质可以对欧氏空间发生作用并改变后者，所以物质空间已经是加上了物质属性并经过物质修饰过的欧氏空间，BMKI把其称为类欧氏空间。
   自组织运动和生物进化是大自然最具创造性的天赋，它们造就了美妙无比的生物物种世界。在各类物种中，它们形形色色的特有的生物结构装扮了欧氏空间，造就了丰富多彩的类欧氏空间。
     一般来说，各种主要类欧氏空间存在以下基本语义关系：物质类欧氏空间(general or substantial Euclidean-like Space)－是基础→有机物质类欧氏空间( Euclidean-like Space of organic substance) －是基础→生物大分子类欧氏空间(Euclidean-like Space of bio-macromolecule) －是基础→机体类欧氏空间(Euclidean-like Space of organism）
----《生物医学知识整合论》（初论）

[ 本帖最后由 老包 于 2007-11-27 05:03 编辑 ]

老包

认知维度的物理回归：

出生不久的婴儿是根据妈妈的音容笑貌等物理形象来进行识别或认知的，因为它们的逻辑认知能力还十分缺乏。对物理场形象的认知是最原始的人类认知行为。

当我们持登机牌准备进入候机大厅时，我们必须出示我们的护照等证件，检查人员会对照比较护照上的照片和当事人的真实容貌，以确保二者的一致性。在安全要求更为严格的场合，有时还需要对当事者的指纹或脸型作图象分析和模式识别，以确保物理指定的准确无误。

在对个性非常强的对象进行识别和认知时，任何文字符号性的文件都不能取代这类物理景象的认知。这是一种认知维度的物理回归，向原始的物理维度回归。

生物医学的对象（如病人与疾病）是高度个性化的，在很多情况下需要作认知维度的物理回归。人体解剖学离开了解剖学图谱，解剖学的很多内容将无法表达，解剖学著作将难以阅读：文字符号对复杂系统的描述能力是有限的。

一个接受过解剖学课程教学的医学生，当看到“中耳经咽鼓管与咽部相通”时描述，会联想起三者在欧氏空间中的具体排列和方位。因此人类对文字符号性资料可以通过联想实现其力所能及的认知维度的物理回归。

通过认知维度的物理回归并进而作适当的逻辑或数理操作，以达到更为复杂有效认知的目的，这是BMKI提出的物数学的一个基本要点。

电子病历是医生对病人和疾病的认知的记录，它大量应用文字描述和数据记录等记载方法，它的任务是力图记载观测对象的任何有意义的信息。医生在阅读电子病历时，会进行大量的联想，以实现其专业知识许可的认知维度的物理回归。

但对诸如指纹类的复杂信息，人类的表达，描述，识别，操作能力很有限。相反，计算机不仅能表达这类信息，并且有可能阅读，识别和操作这些信息。而电子病历中大量地或明或暗地存在着这种“指纹类”信息。不过BMKI的所谓“指纹类”信息是广义化了的概念,是指复杂的关系体或复杂的关系模式。

那么BMKI如何对这个复杂而至关重要的问题展开探索呢?

[ 本帖最后由 老包 于 2007-12-13 05:12 编辑 ]

老包

1. 生物医学领域仍是数学的沙漠
有人说，生物学是数学的沙漠，意指数学在生物学中难以应用。也有人说这种情况已经在改变。但笔者认为至今问题的本质没有改变。
我们设想一下，如果一个系统或结构有天文数字的元素参与，有天文数字的机制在起作用，它们之间有天文数字的复合种类，那么我们的数学，我们的统计学，我们的数据挖掘对它还能起多大作用呢？
非常遗憾（对数学家来说），也非常幸运（对生物本身来说），我们的机体，我们的电子病历，恰恰就是这种超结构或超复杂系统。
对于超复杂系统,传统意义下的行之有效的数学还没有出生！
我们也许必须引进一种新概念, 这种概念叫做物数学。
那么究竟什么是物数学呢？也许可以用一句话概括之：如果说传统的数学决定于人类（欧几里得，罗巴切夫斯基，希尔伯特……）的意志，那么物数学决定于处理对象本身的物理“意志”。

[ 本帖最后由 老包 于 2008-1-1 21:15 编辑 ]

roseblue2583

物理回归！“通过认知维度的物理回归并进而作适当的逻辑或数理操作，以达到更为复杂有效认知的目的”似乎有点明白了。继续加油！

dyy

那么究竟什么是物数学呢？也许可以用一句话概括之：如果说传统的数学决定于人类（欧几里得，罗巴切夫斯基，希尔伯特……）的意志，那么物数学决定于处理对象本身的物理“意志”。
我想，既然物数学不能由人的意志来决定，那就不是人能够理解的，而无法理解的也就是无法用科学的手段来实现的，它偶然出现的不算。

老包

完成论文(英文)一篇：

在EHR中发现和操作认知片段的方法学探索
——BMKI对EHR语义学的研究（I）



摘要
本文指出，在认知或语义过程中，电子病例的数据可体现出其物理本性，它可以导致数学和信息学的处理困难。基于这一观点，本文引进一种既具有物理性又具有形式性的新概念认知片段 (cognitive segment, CS)。环绕CS，本文提出一系列基本概念及其定义，有关的符号和表达式集合，并分析了CS的类型，初步探讨了CS的准形式化表达，映射性本质，操作方法学（求物理差，求物理交，求物理商），二类不同意义的差，操作性的常识背景分析，认知维度的回归，指导性CS等问题。

[ 本帖最后由 老包 于 2008-1-28 02:00 编辑 ]

老包

7# 的帖子:我想，既然物数学不能由人的意志来决定，那就不是人能够理解的，而无法理解的也就是无法用科学的手段来实现的，它偶然出现的不算。

由谁的意志决定与人能否理解是两回事：主人由主人的数学，奴隶有奴隶的数学。形式化的数学在生物医学中是寸步难行的，医学信息学的语义学和语用学有着广阔的荒芜之地等待优秀青年为之折腰。

长期以来，我一直呼吁论坛朋友不要一唯地拥挤在语法层次独木桥上；作为科学探索，可以化一点时间探讨一下生物医学语义学，甚至语用学。一为学术，二为自己有所建树。可是似乎没有什么反应。

[ 本帖最后由 老包 于 2008-1-28 04:54 编辑 ]

dyy

由谁的意志决定与人能否理解是一回事，无法确定的事情就意味着还没有理解到能够实现的层次。
主人有主人的数学（规矩），奴隶有奴隶的数学（规矩）。规矩是由主人定的，由主人的意志决定，不由奴隶的意志决定。奴隶可以尽量去理解主人的规矩，但他终究不是主人，什么情况会有奖惩，他可以猜测，但也只是猜测，他可以成为主人吗？

医院信息化是包含两个分支，一个是企业信息化，HIS（hospital information system）、BI（商业智能）等应用都是属于这个范畴；一个是医学信息化，HIS（healthcare information system）、AI（人工智能）等应用是属于这个范畴。
目前比较现实的还是作医院的企业信息化，这里面也不只是语法（数据结构），也有语义（术语）、语用（功能、流程、分析算法）。

的确，形式化的数学在生物医学中是寸步难行的，这也就是不可能有很多人去作的原因，100个皮匠也顶不了一个诸葛亮，真正尖端的东西也只有顶尖的极少数人才有能力去作，如果铺开了去作，那就只能是低水平重复，没有实际意义。
人工智能从早期的专家系统到目前热门的本体与语义网，很多理论上的东西还远没有搞清楚。会用几个软件并不起决定作用，这方面需要的是业务领域上的创新。

很佩服包老师，但论坛朋友缺的不只是勇气，还有现实的条件：丰富的临床经验、紧逼的项目期限、巨高的房价、消遣的娱乐。。。。

老包

如果仔细琢磨一下小波分析，就可以知道实际上在算子（小波函数）方面人的意志是处于服从地位，决定它的是信号对象本身的形态。小波分析被称为一种“调和数学”。

其他例如象图象数字减影技术，实际上是一种BMKI的所谓“物理差”。

现在的所谓医学信息学，总体来讲是处于“语法层次”，当然也会涉及一些主要是医学知识以外的语义和语用问题。语义层次也确有不少工作，如知识本体等，但理论基础十分薄弱。

人生有时要“玩玩”，象冲浪一下，寻找一些激情，何乐而不为呢！