医学信息学解锁20（2020）100353为传统波斯医学开发基于移动设备的疾病本体Hassan Shojaee-Menda，b，Haleh Ayatollahic，*，Azam Abdolahadi da伊朗戈纳巴德，戈纳巴德医科大学医学院基础科学系b伊朗德黑兰伊朗医科大学卫生管理和信息科学学院卫生信息管理系c伊朗德黑兰伊朗医科大学卫生管理和经济学研究中心d伊朗德黑兰伊朗医科大学伊斯兰和补充医学研究所补充医学系A R T I C L EI N FO保留字：传统医学传统波斯医学本体论发展本体论评价移动应用A B S T R A C T导言：过去几十年来，许多国家增加了对传统医学的使用。然而，计算机应用很少在这一领域得到开发和使用。本研究旨在为传统波斯医学开发一个基于移动设备的疾病本体方法：本研究分两个阶段进行。在第一阶段中，本体论的方法被用于本体论的发展，本体论的准确性和领域覆盖率进行了评估。在第二阶段，开发了一个移动应用程序，波斯传统医学专家对其可用性进行了评估。结果：最初，疾病被分为24组。结果表明，所开发的本体成功地覆盖了传统波斯医学的概念（90%）及其英语同义词（83%）。在准确性方面，英语中的概念和同义词的值分别为（14%）和（46%）。最终，用户实现了基于移动的应用程序，并评价其可用性在一个令人满意的水平。结论：本研究中开发的疾病本体可以为传统的波斯医学专家和研究人员提供一致的、可重用的和可持续的疾病术语描述。为了完善本体并将其用于临床决策支持系统，建议扩展本体并为每个疾病添加更多细节。1. 介绍波斯传统医学是一种传统医学，其历史可以追溯到1000多年前[1]。传统的波斯医学帮助人们拥有健康的生活，减少疾病。在这个专业中，疾病的原因是由着名的Unani理论“Mizaj”（气质）定义的，其中所有身体器官都具有健康的性质，并由四种主要品质组成（热，冷，湿，干）[ 2 ]。在传统的波斯医学中，像其他医学专业一样，研究人员需要工具来发现知识和整合来自不同来源的信息。然而，传统医学中的大多数信息和治疗方法都没有记录或以非标准的非正式格式提供[3]。为了解决这个问题，开发一个本体已经被建议作为一个可接受的方法，收集和共享信息的标准格式。本体还可以使传统医学结合使用健康信息技术[4]本体是对领域内概念及其相互关系的形式化描述。与提供基本分类学分类的扩展术语的叙词表相比，本体可以定义具有语义含义的概念以及与其他概念的关系，以便在多个词汇表之间更好地交叉链接[5]。本体的选择是合理的，因为它消除或至少减少了一个领域中的概念和术语的混乱，并提供了一个共同的理解，使通信，信息共享，互操作性和概念的可重用性得到支持。此外，本体的推理能力提供任务，例如自动分类和调试，并发现知识内容中的冲突[5]。一个本体是作为一个模型或一个领域的抽象这种模型和不同概念之间的关系是人类和机器都无法理解的，它被认为是* 通讯作者。电子邮件地址：Ayatollahi. iums.ac.ir（H.Ayatollahi）。https://doi.org/10.1016/j.imu.2020.100353接收日期：2020年2月3日;接收日期：2020年5月9日;接受日期：2020年5月12日2020年6月1日网上发售2352-9148/©2020的 自行发表通过Elsevier 公司这是一个开放接入文章下的CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表医学信息学期刊主页：http://www.elsevier.com/locate/imuH. Shojaee-Mend等人医学信息学解锁20（2020）1003532本体论发展的主要优势[4]。然而，对于医学专家来说，浏览专题通常是困难的。虽然基于Web的本体论浏览器，等作为���生物门户， 使用 为了浏览本体和搜索概念，由于缺乏用户友好性，这些浏览器很少被使用。因此更用于开发本体。2.1.1. 规范最初，传统波斯医学中与疾病相关的概念和术语是通过阅读主要教科书来确定的，例如诸如基于移动的应用之类的用户友好的应用已经被Teb-Akbari[17]，EX ir-Azam [18]，Sharhol-Asbab[19]，建议用于搜索本体。这些应用程序具有许多优点，例如可在任何时间和地点携带和访问信息[6]。根据文献，虽然一些本体，如African [7，8]，Korean [9]，Unani[10]，Chinese [11，12]，Tai [13]，Malay[14]和阿育吠陀[15]都是在传统医学领域[5]发展起来的，但很少有研究关注本体论在传统医学中的实际应用。此外，在传统波斯医学领域发展疾病本体论的由于本体可以作为创建其他信息技术应用（如专家系统和决策支持系统）的基础，因此本研究旨在为传统波斯医学开发基于移动设备的疾病本体，以方便专家搜索本体。2. 方法这项研究分两个阶段进行。在第一阶段，为传统的波斯医学开发了一个疾病本体，在第二阶段，用Java编写了一个基于移动设备的应用程序，以方便专家搜索本体。研究方法的流程图如图所示。1.一、2.1. 本体开发根据文献，不同的方法已被用于开发本体在传统医学。这些方法可以分为良好结构的，定制的，顶级的，半自动的，和大规模的本体开发方法。结构良好的方法论包括Noy和Mc Guiness方法论和方法论[5]。方法论涵盖了本体开发过程的整个周期，包括四个步骤：即规范，概念化，实现和验证[16]。顶级本体提供语义互操作性，允许不同本体之间的知识协调[5]。因此，在本研究中，结合方法论方法和一种顶层本体开发方法（通用形式本体-GFO），[ 20 ][ 21 ][22][23][24][25][26][27][28][29]这些概念和术语包括波斯语、英语和Finglish（用英语书写的波斯语单词）中的疾病名称、波斯语中的疾病类别和英语中的疾病类别2.1.2. 概念化采用自顶向下的方法确定本体中的概念及其关系。最初，波斯医学中的主要疾病类别被确定。然后，将相关疾病添加到每个类别中，并创建了一个类别的层次结构。如果对一个概念或术语的等级地位有任何疑问，就咨询一位传统的波斯医学专家。最后，一个专家小组成立，以验证和最终确定提取的概念和它们的层次结构。参与者是五名具有至少三年工作经验的波斯传统医学专家，他们是通过方便抽样方法选出的。利用专家2.1.3. 执行在当前研究中，疾病本体是基于通用形式本体（GFO）创建的，GFO是一种顶级本体开发方法[23]。GFO作为一个底层框架，以提高知识表示的质量，促进本体开发过程的标准化。将每类疾病的相关概念定义为GFO上层类的子类，并添加了相关的标注属性。本体的实现使用了Web本体语言（OWL）和Pro tege软件5.5版本2.1.4. 验证本体的准确性和领域覆盖率进行了评估。其中疾病及其类别与开发的本体的内容完全相同的论文的百分比被认为是准确性，并且本体可以覆盖其概念的论文的百分比被报告为领域覆盖率。以下公式用于计算百分比年龄。Fig. 1. 研究方法流程图。H. Shojaee-Mend等人医学信息学解锁20（2020）1003533准确度¼*100域名覆盖率1/4*100疾病与其类别与本体完全相同的论文数论文总数本体论可涵盖其概念的论文数量为了计算准确性和领域覆盖率，最初，在电子表格中提取检索到的论文的标题、摘要和关键词。在Visual Studio环境下，使用C#语言开发了一个计算机程序，可以从论文的标题、摘要和关键词中检索出本体的概念。2.2. 开发基于移动的应用程序在研究的第二阶段，基于移动的应用程序开发的JAVA编程语言浏览本体。应用程序的可用性通过实施用户界面满意度问卷（QUIS）版本5.5.这是一个10分制的Likert量表问卷，包括参与者问卷的可靠性和有效性已经在以前的研究中进行了检查[25，26]。参与第一阶段研究的五位传统波斯医学专家对该申请进行了评估。为了分析数据，计算每个问题和问卷每个部分的平均值。为了便于报告结果，考虑了三个类别：3. 结果如前所述，在研究的第一阶段，使用方法学方法和顶级本体开发方法（GFO）来开发本体。最初，对传统波斯医学教科书进行了调查，提取了与疾病有关的概念和术语。其中一些术语和概念是“头痛”、“眩晕”和“下垂”，这些术语和概念是从Teb-Akbari教科书中提取的。将所有术语和概念归为24类，即头部疾病、眼睛疾病、耳朵疾病、鼻子疾病、舌、口、唇疾病、牙齿和牙龈疾病、咽喉疾病、肺部疾病、心脏疾病、乳房疾病、背部疾病、肝脏疾病、肾脏和膀胱疾病、脾脏疾病、肠道和肛门疾病、男性疾病、关节疾病、发热、脓疱疾病、腹膜疾病、皮肤、毛发和指甲疾病、子宫疾病、胃疾病和其它疾病。每一个概念都有一个波斯语的标题和现代医学中相应的英语标题。例如，“头痛”和“眩晕”与头部疾病有关，“上睑下垂”是一种眼部疾病。在第二阶段，通过使用顶层本体开发方法，即，GFO。在这种方法中，疾病的类别被用来建立一个总体框架。然后，界定了与每一类别有关的术语和概念。例如，头部疾病被定义为疾病的一个亚类，而疾病的概念是病理现象的一个亚类（图1）。 2）的情况。在建立了等级结构后，成立了一个专家小组，五名传统波斯医学专家，包括一名男子和一名妇女，四名妇女参加了小组讨论。他们指出，传统波斯医学中的许多疾病在现代医学中没有同义词，它们的含义可能接近某些术语。因此，他们建议使用Finglish（用英文字母书写的波斯语单词）以及英文标题。在疾病本体论中的类的名称也选择了Finglish术语。此外，专家们建议使用Teb-Akbari的书，对每一个概念作简短的说明。因此，每个概念都有波斯语标题、英语标题、英语标题和疾病描述。最后，455种疾病被定义为疾病类别的亚类。疾病本体的层次结构如图所示。3.第三章。在本体论开发的第三步，Protege（版本5.5）用于在Web本体语言（OWL）中实现本体。本体被创建为OWL文件并上传到Bioportal本体库[27]。最后，为了验证本体的功能，准确率和领域覆盖率的计算。最初，通过检索Scopus、Web of Science和PubMed检索与传统波斯医学疾病相关的英文和波斯文论文。检索文献的关键词包括伊朗传统医学、波斯传统医学、波斯医学、疾病、病症和综合征。图二. 类层次结构。H. Shojaee-Mend等人医学信息学解锁20（2020）1003534�����图三. 疾病本体的层次结构。从数据库中共获得996篇论文。删除了重复内容，由于无法获得摘要，4篇论文未使用最终，545篇论文被选中进行评估研究。此外， 还检索 了两个伊 朗数据 库，即Magiran 和科 学信息数 据库（SID），在评价过程中共发现并考虑了21篇论文。由于论文数量较多，在Visual Studio中使用C#编写了计算机程序，计算疾病本体的准确率和领域覆盖率。结果表明，以英语和波斯语发表的论文的本体的领域覆盖率分别为83%和90%。本体的准确性是指疾病及其类别与本体内容完全相同的论文的百分比。以英文和波斯文发表的论文的这一比例分别为46%和14%。为了方便浏览疾病本体，在Android Studio环境下，使用JAVA编程语言开发了基于移动端的应用程序。应用程序的快照如图所示。四、应用程序的可用性通过标准问卷（QUIS）5.5版进行评价。五位传统波斯医学专家参加了评估研究。结果表明，不同部分的问卷的平均值如下：整体反应的应用程序（8.14 1.3），屏幕设计和布局（8.9 0.31），术语和系统信息（7.65 2.19），系统的可学习性（8.35 1.79），和应用程序的整体能力（8.35 1.27）。因此，可以得出结论，用户对应用程序的评价令人满意。4. 讨论虽然传统医学由于服务的可及性和成本效益而在全球卫生保健中发挥了有效作用，但它往往没有记录或以非标准格式收集。传统医学知识的正式出版有助于保存该领域的知识，并促进信息共享。本体论是一种用形式语言表达知识的方法[28]。 在这项研究中，使用方法论方法开发疾病本体，并使用通用形式本体（GFO）框架作为基础框架，以提高知识表示的质量，构建本体，并促进本体开发过程中的标准化[29]。根据文献，评估是本体开发过程中的重要步骤之一，可以检测错误并有助于提高质量[30]。此外，由于传统医学知识的模糊性，本体论的评价似乎是不可避免的[11，31]。本体评估方法分为四类：基于黄金标准的方法、基于任务的方法、数据驱动的方法和基于标准的方法[32]。在目前的研究中，数据驱动的方法被用作黄金标准，预定义的任务和专家小组标准不可用。在数据驱动的方法中，本体适合表示领域知识的程度被揭示。因此，在本研究中，疾病本体的准确性和领域覆盖率进行了评估。这种评估方法也被用于其他研究。例如，Gu等人评估了传统中医药本体的领域覆盖率和准确率，结果分别为91.4%和“相对较低”[ 12 ]。在目前的研究中，虽然领域覆盖率相对较高，但本体的准确性H. Shojaee-Mend等人医学信息学解锁20（2020）1003535见图4。用于浏览疾病本体的基于移动的应用的快照。相对较低。准确度低可能是由于在一项研究中使用疾病名称，而在另一项研究中使用该疾病的类别。此外，研究者值得注意的是，本体可以探索和搜索基于Web的浏览器，如Pro téegée和BioPortal。然而，它们很少被领域专家使用，主要是由于缺乏用户友好性。 在本研究中，开发了一个基于移动的应用程序，以方便获得疾病本体的访问。基于移动的应用程序提供在任何时间和地点快速访问信息和多媒体资源[6]。这项技术非常适合离线连接，特别是在访问受限的偏远和农村地区[33]。移动设备越来越多地用于提供改善医疗保健所需的知识，从而实现有利于患者和医疗保健专业人员的解决方案[34]。对基于移动的应用程序的可用性进行了评估，结果表明，从专家的角度来看，可用性被认为处于足够的水平总的来说，传统波斯医学的疾病本体论的发展是以标准格式表示相关知识的第一次尝试。然而，仍有改进的余地。疾病的体征和症状以及治疗方案可以添加到本体中以完成它，并使其准备好被介绍给世界其他地方。由于传统医学的重要性，5月，国际疾病分类第11次修订版（ICD-11）增加了新的一章。本章将传统医学的条件，起源于古代中国，现在中国、日本、朝鲜共和国和其他国家普遍使用。然而，ICD 11继续敞开大门，以容纳其他传统药物。因此，像传统波斯医学本体论这样的本体论似乎可以在未来与这种分类相结合。5. 结论在这项研究中，疾病本体论的传统波斯医学构建。评价结果表明，以英语和波斯语发表的论文的本体的领域覆盖率是令人满意的。然而，准确性水平相对较低，这可能是由于研究人员开发了一个基于移动设备的应用程序，以方便访问本体，传统的波斯医学专家对其进行了充分的评估这样的应用程序可以方便专业人员使用本体。然而，为了完善本体并将其用于临床决策支持系统，建议扩展本体，并为每个疾病添加更多细节。伦理声明本研究由机构审查委员会审查并批准（IR.IUMS.REC.1397.129）。竞合利益作者声明他们没有利益冲突确认本研究由伊朗医学科学大学（IUMS/SHMIS_97-01-136-32354）创立和支持。附录A. 补充数据本 文 的 补 充 数 据 可 在 https ： //doi 网 站 上 找 到 。org/10.1016/j.imu.2020.100353。引用[1] EmamiM，Sadeghpour O，Zarshenas MM. 中世纪波斯医学中的老年管理。J Midlife Health 2013;4（4）：210.[2] Emtiazy M，Keshavarz M，Khodadoost M，Kamalinejad M，Gooshahgir S，ShahradBajestani H，et al. 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