生物医学知识整合论漫谈

老包 · 发表于 2006-7-3 22:44:29

（欢迎大家一起参加讨论）从傅立叶变换说起：傅立叶变换认为，任何信号都可以分解为一系列的不同频率及幅度的正弦波或余弦波。请注意这里并没有把信号最终分解为震荡着的粒子，而是分解为一些基本函数。 <div>此帖由老包在 2006-07-04 09:28 进行编辑...</div>

老包 · 发表于 2006-7-3 22:50:01

此图清楚地形象地说明了这一重要原理： 见<span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">李峰：《小波分析及其应用》：</a><div class="O" style="TEXT-ALIGN: center; mso-line-spacing: '100 20 0'; mso-char-wrap: 1; mso-kinsoku-overflow: 1" v:shape="_x0000_s1026"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835......56835460961.ppt</a></div>

老包 · 发表于 2006-7-4 21:43:58

傅立叶变换无疑是一个重大的天才的科学发现（它曾深深地震撼了中年时代的我）,但它的应用有很大的限制：正弦波和余弦波属非紧凑函数(non-compact functions),非紧凑函数意为:f(x), x:负无穷大-0-正无穷大,并且这条两端无穷大的轴上的每一点都不能忽视其贡献.问题是很多信号或结构不是均匀的或规则的,特别是在生物医学领域中,在信号的整个域值中,它们的频率可快可慢,幅度可大可小,甚至是0,还可出现尖峰深谷,......傅立叶变换处理这种不规则信号并不理想。如楼下的信号波就有局部突变。

老包 · 发表于 2006-7-4 22:07:45

<table style="TABLE-LAYOUT: fixed; WORD-WRAP: break-word" cellspacing="0" cellpadding="0" width="100%" border="0"><tr><td valign="top"><div class="postcontent" id="show67316">见<span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">李峰：《小波分析及其应用》：</a><div class="O" style="TEXT-ALIGN: center; mso-line-spacing: '100 20 0'; mso-char-wrap: 1; mso-kinsoku-overflow: 1" v:shape="_x0000_s1026"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835......56835460961.ppt</a></div></div></td></tr><tr><td><div> </div></td></tr></table>

老包 · 发表于 2006-7-7 22:40:01

小波分析克服了傅立叶变换的缺点。小波（wavelet）与正弦、余弦波不同，它们是属于紧凑型函数，只有在有限的域值内，小波它的值才不等于0。小波家族包括一系列的由“经验或直觉”生成的母版小波，通过改变它们的频率和位置，可以改造为“工作”小波。下图可见小波的缩放和移位：<div class="postcontent" id="show67316">见<span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">李峰：《小波分析及其应用》：</a><div class="O" style="TEXT-ALIGN: center; mso-line-spacing: '100 20 0'; mso-char-wrap: 1; mso-kinsoku-overflow: 1" v:shape="_x0000_s1026"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 20pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-color-index: 3; mso-ansi-language: EN-US"><a href="http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835460961.ppt" target="_blank">http://210.43.192.5/pub/cslg/jgsz/yxsz/jsjytxgcxy/yjspy/jxxx/P020060522856835......56835460961.ppt</a></div></div> <div>此帖由老包在 2006-07-07 22:41 进行编辑...</div>

老包 · 发表于 2006-7-8 22:45:08

小波家族最简单的成员为HAAR小波，它也可以对信号作各个尺度层次的分解（即所谓多尺度分析），达到目的后再进行合成。 （见图显示HAAR小波的相似基函数及细节基函数）摘自：Hanfei Bao：The Theory of Biomedical Knowledge Integration(Ⅶ)── The Non-Euclid Macro-micro transform law  <div>此帖由老包在 2006-07-08 23:17 进行编辑...</div>

老包 · 发表于 2006-7-13 15:02:36

接下来在谈谈分形理论:分数维（Fractal）这一术语是Mandelbrot在1975 年首次提出，来源于拉丁语fractus。表示某种不规则状态。[25]如果把一个线段一分为二，则其数量变为1×21，如果把一个正方形的边长一分为二，则其数量变为1×22，如果把一个正方体的边长一分为二，则其数量变为1×23。线段的维数被称为是一维的，而正方形和正方体的维数被分别称为是二维和三维的。这就是所谓整数维。分形学家把维数的含义一般化：“当某图形是由把全体缩小为1/a的相似图形aD个构成时，那么此指数就应具有维数的意义。”[25]我们常用Koch曲线(见图1)来表示分数维。当曲线的比例尺扩大3倍，曲线的细节计数将是原来的4倍，......图1 Koch曲线：右侧是比例尺的变化，右侧是细节计数的变化。摘自：Hanfei Bao ：The Theory of Biomedical Knowledge Integration(Ⅶ)── The Non-Euclid Macro-micro transform law  <div>此帖由老包在 2006-07-13 15:23 进行编辑...</div>

老包 · 发表于 2006-8-7 08:44:58

BMKI的原子观和动静观:踩在冲浪板上搏击风浪，或驾驭一匹奔腾的骏马，是不能拘泥于与牛顿力学的动静观<span style="

OSITION: relative; TOP: 5pt; mso-text-raise: -5.0pt"> 的。因为风浪、骏马都有自身固定的运动基本形式或模式，就象原子由一组电子按一定运动形式围绕着原子核旋转一样。一条可爱活泼的小狗，跳跳蹦蹦是其本性，就是其被称为小狗的理由，强使它静静地躺着是无法让它接受的，它不会“心安理得”。按节律搏动是心脏的本性，牛顿力学的静止相当于心脏的死亡。这些“运动基元” 是这些事物本性之所在，在某种意义上说是它们的惯性（习性）。也就是说，这些对牛顿体系来说的“运动”，对冲浪板运动、奔腾的骏马、活泼的小狗和工作中的心脏来说是“静止”，是其基本的结构基元。所以学习冲浪者及骑马者，或小狗拥有者来说，很重要的努力适应并掌握其运动节律。就象一个乒乓运动员在比赛时场上不停的左右摆动，以适应左接右击的基本运动形式。这就是所谓动态结构。摘自:包含飞:非欧氏宏微转化律——BMKI的概念、原理和方法学（Ⅳ）

老包 · 发表于 2006-8-28 17:25:10

建立以人类机体为中心的信息学（Human organism-centered informatics）是医学信息学发展核心问题： 当今医学信息学的知识体系轮廓：1． 理论方面：普通信息学理论（熵，语法，语义，语用，通信理论），计算机理论（硬件和软件理论），数据结构和数据库理论，一般人工智能理论（知识表示，模式识别理论，决策支持理论），图象处理理论等。2． 应用方面：i.资源方面：术语学，分类学，编码学，数据库（包括电子病历），知识库（包括本体学），文本性资源，音象资源等；ii.基本结构方面：卫生信息框架，电子病历结构，HL7,基本路径,协议等iii.特征（信号和图象等）采集，分析，处理，诊断，预测；vi.各种疾病、治疗的结构和模型化；v. 医疗卫生：社区医疗,CIS（内科，心脏科，神经科，儿科，产科，外科科，精神科，重症监护，放射科，护理科等及辅助科室如检验科，病理科，药房等信息系统）。根据上述医学信息学的知识体系的分析，医学信息学的理论主要借自相关的学科。医学信息学的主要对象是人类机体，但并没有建立以人类机体为基础的医学信息学理论。因此有人称医学信息学是“计算机或信息学在医学中的应用”也不无道理。 摘自：Hanfei Bao: The Theory of BioMedical Knowledge Integration(Ⅷ)(英文)

逍遥侠 · 发表于 2006-9-1 10:23:48

包老的帖子很有深意。我的观点是：医学信息学无奈的向生物医学信息学靠拢，主要是因为以前对于医学信息学的研究主要是应用层面上的，感性的认识。如果医学信息学发展出自身的一套理论体系（而不是各学科的拼凑），才会有真正的发展。综观各个基础学科的发展史（数学、化学、生物学等），无不是由感性认识开始，向理性认识发展的。医学信息学的建立时间尚浅，理论体系的形成需要一个漫长的过程。生物医学知识整合论也许就是一个有益的探索。

老包 · 发表于 2006-9-1 11:08:31

逍遥侠言之有理。让我们大家努力。医学信息学的理论体系会建立和丰满起来。我相信她一定会是世界上最美的科学理论。

老包 · 发表于 2006-9-16 21:19:43

此贴由七七八八转贴: Lev贴出： 6.一个消化不良的病人向医生抱怨：我近来很不正常，吃什么拉什么，吃黄瓜拉黄瓜，吃西瓜拉西瓜，怎样才能恢复正常呢？医生沉默片刻，那你只能吃屎了。 老包贴出：可怕的符号推理! Laotao贴出： 这个应该是知识库不完整造成的。 还应该加入另外的知识，比如(Shit is not food for human)。问题是如何综合处理这些知识。老包贴出： 虽然此笑话令人喷饭，但作为一个信息学者，不能到此为止。我们要思考一下它内在的认知学智慧。 1．首先它提出一个实例集合：“吃A拉A, 吃B拉B,……”； 2．接着按类推法，作抽象运动并使其由物理实例转化一种符号级知识，即函数“吃x拉x”，为一种因果等同函数。 根据我们知识整合论（BMKI）的分析，符号级知识为纯意识事物，实际上是在物理世界以外说事，因此不能作任何物理指定，也就是说独立于任何具体的物理语义(从而也意味着适合任何具体的物理语义)。因而其推理（一种行为）只受逻辑规律的约束，不受物理语义的检验。 因此虽然类推法只是一种惯性认知行为，并非严密的逻辑方法，但因为局限在逻辑体系内，没有外溢到物理世界，所以并不是“荒谬”的，不具有“笑话”功能。 3．根据由果求因法，如果因果等同，那么若你希望获得某种期望“结果”x（=“BABA”）,那么就输入“原因”x（=“BABA”）。而这一步我们实际上已离开纯意识世界，回到物理世界，所有的知识必将接受物理语义的检查。人们立刻就悟出起“荒谬性”，获得了“笑话”功能。 所以这个简单得不能再简单的读来让人令人忍俊不禁的笑话来回跳跃于意识空间和物理空间之间，蕴含着一系列的认知活动与认知失误。 知识在意识空间和物理空间的本质差异及两个空间之间的相互转化规律一直是BMKI苦追不舍的目标。由此也可以想象，复杂的生物医学知识运动势必是对医学信息学及人工智能的严峻考验，也是年轻有为的学者展现才华的一片宽广领地。

Frank HK · 发表于 2006-10-9 17:10:02

老包贴出：“知识在意识空间和物理空间的本质差异及两个空间之间的相互转化规律一直是BMKI苦追不舍的目标。”请教包老师，这方面有无工具应用，使复杂度更易于接受？

老包 · 发表于 2006-10-9 18:23:25

[quote=Frank HK,2006-10-09 17:10] 老包贴出：“知识在意识空间和物理空间的本质差异及两个空间之间的相互转化规律一直是BMKI苦追不舍的目标。”请教包老师，这方面有无工具应用，使复杂度更易于接受？ [/quote] 这是一个极好的问题。知识的意性成分和物性成分之分及其研究是我们BMKI知识论的重要内容。由于我不可能参加当今最高的关于知识科学的学术会议，所以关于这方面的论述大多是BMKI的独创。但今日下午我在阅读中就引证了对二种异质成分的分析具有重要的科学意义。为了研究语义Web的实现方法，我正在仔细研究JAVA。如果你对此语言有所了解的话，你一定知道JAVA对知识结构有两种表示：类和接口，前者偏于物性成分，因此可以“实例化”，后者偏于意性成分（抽象结构），因此不能“实例化”。另外，我在研究面向对象语言以后体会到：面向过程的编程和面向对象的编程大相径庭。前者关注知识本身并加以实现，这是国人较习惯的方法，所以当时我国软件业较为热闹。而后者关注知识的知识（知识的理论），理清后才能动手实现，一般说国人不崇尚理论探讨（我的关于知识理论的工作多年几乎毫无反应清楚说明了这一点），所以国人软件业明显冷清（我们中国建了几个本体？）。软件工程已发展到面向对象（面向过程已证明是不可能成大业的），我们也要重视知识理论的研究。

Frank HK · 发表于 2006-10-9 21:24:48

软件工程及其内部分工，对知识的意性成分和物性成分之分的解决成本至今并没有显著的竞争力，虽然解决方法层出不穷，但仍然受阻于复杂度指数增加，市场也未积极认同。我亦在这方面吃了多年苦头，看到包老师召集这方面话题，遂上来讨教一、二，希望通过大家优势互补，使痛苦有所缓解。

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