Единая система медицинского языка ( UMLS ) является сборником многих контролируемых словарей в биомедицинских науках (1986) , созданных. [1] Он обеспечивает структуру отображения между этими словарями и, таким образом, позволяет переводить между различными системами терминологии; его также можно рассматривать как исчерпывающий тезаурус и онтологию биомедицинских концепций. UMLS также предоставляет средства для обработки естественного языка . Он предназначен для использования в основном разработчиками систем медицинской информатики .
UMLS состоит из источников знаний (баз данных) и набора программных инструментов. UML полезны при решении сложных проблем и для объяснения рабочего процесса.
UMLS был разработан и поддерживается Национальной медицинской библиотекой США , обновляется ежеквартально и может использоваться бесплатно. Проект был инициирован в 1986 году Дональдом А.Б. Линдбергом , доктором медицины , в то время директором Медицинской библиотеки, и направлен Бетси Хамфрис . [2]
Назначение и применение
Количество биомедицинских ресурсов, доступных исследователям, огромно. Часто это является проблемой из-за большого объема документов, извлекаемых при поиске в медицинской литературе. Целью UMLS является расширение доступа к этой литературе путем содействия разработке компьютерных систем, которые понимают биомедицинский язык. Это достигается путем преодоления двух существенных препятствий: «разнообразие способов выражения одних и тех же концепций в разных машиночитаемых источниках и разными людьми» и «распределение полезной информации среди множества разрозненных баз данных и систем». [ необходима цитата ]
Лицензирование
Пользователи системы должны подписать «Соглашение UMLS» и подавать краткие годовые отчеты об использовании. Академические пользователи могут использовать UMLS бесплатно в исследовательских целях. Для коммерческого или производственного использования требуются лицензии на авторские права на некоторые из включенных исходных словарей.
Источники знаний
Метатезавр
Метатезавр составляет основу UMLS и включает более 1 миллиона биомедицинских концепций и 5 миллионов названий концепций, все из которых происходят из более чем 100 встроенных контролируемых словарей и систем классификации. Некоторыми примерами встроенных контролируемых словарей являются CPT , ICD-10 , MeSH , SNOMED CT , DSM-IV , LOINC , терминология ВОЗ по побочным реакциям на лекарства , клинические термины Великобритании , RxNorm , генная онтология и OMIM (см. Полный список ).
Метатезавр организован по понятиям, и каждое понятие имеет определенные атрибуты, определяющие его значение, и связано с соответствующими названиями понятий в различных исходных словарях. Представлены многочисленные взаимосвязи между концепциями, например иерархические, такие как « isa » для подклассов и «является частью» для субъединиц, и ассоциативные, такие как «вызвано» или «в литературе часто встречается близко к» ( последнее происходит от Medline ).
Объем метатезавра определяется объемом исходных словарей. Если разные словари используют разные имена для одного и того же понятия или если они используют одно и то же имя для разных понятий, то это будет точно представлено в Метатезавре. Вся иерархическая информация из исходных словарей сохраняется в Метатезавре. Концепции метатезавра также могут ссылаться на ресурсы вне базы данных, например, на базы данных последовательностей генов.
Семантическая сеть
Каждому понятию в Метатезавре назначается один или несколько семантических типов (категорий), которые связаны друг с другом семантическими отношениями . [3] семантическая сеть представляет собой каталог этих семантических типов и отношений. Это довольно широкая классификация; Всего существует 127 семантических типов и 54 отношения.
Основными семантическими типами являются организмы, анатомические структуры, биологическая функция, химические вещества, события, физические объекты и концепции или идеи. Связи между семантическими типами определяют структуру сети и показывают важные отношения между группировками и концепциями. Первичная связь между семантическими типами - это связь « isa », устанавливающая иерархию типов. В сети также есть 5 основных категорий неиерархических (или ассоциативных) отношений, которые составляют остальные 53 типа отношений. Они «физически связаны с», «пространственно связаны с», «связаны во времени с», «функционально связаны с» и «концептуально связаны с». [3]
Информация о семантическом типе включает в себя идентификатор, определение, примеры, иерархическую информацию о охватывающем семантическом типе (ах) и ассоциативных отношениях. Ассоциативные отношения внутри семантической сети очень слабые. Они фиксируют в лучшем случае некоторые-некоторые отношения, т. Е. Фиксируют тот факт, что некоторый экземпляр первого типа может быть связан значительным отношением с некоторым экземпляром второго типа. Иначе говоря, они фиксируют тот факт, что соответствующее реляционное утверждение имеет смысл (хотя оно не обязательно должно быть истинным во всех случаях).
Примером ассоциативной взаимосвязи является « возможная причина », применяемая к терминам (курение, рак легких), дает: курение « может вызывать » рак легких.
СПЕЦИАЛИСТ Лексикон
Лексикон SPECIALIST содержит информацию об общеупотребительной английской лексике, биомедицинских терминах, терминах MEDLINE и терминах UMLS Metathesaurus. Каждая запись содержит синтаксическую (как слова соединяются для создания значения), морфологическую (форма и структура) и орфографическую (орфографическую) информацию. Набор программ на Java использует лексику для работы с вариациями в биомедицинских текстах, связывая слова по частям речи, что может быть полезно при поиске в Интернете или в электронных медицинских записях .
Записи могут состоять из одного или нескольких слов. Записи содержат четыре части: базовая форма (т.е. «бег» вместо «бег»); части речи (из которых Специалист распознает одиннадцать); уникальный идентификатор; и любые доступные варианты написания. Например, запрос «анестетик» вернет следующее: [4]
{база = анестетик spelling_variant = анестетик entry = E0008769 кошка = существительное варианты = рег}{база = анестетик spelling_variant = анестетик entry = E0008770 кошка = прил варианты = inv позиция = атрибут (3)}
Лексика СПЕЦИАЛИСТА доступна в двух форматах. Формат «единичной записи» можно увидеть выше и включает слоты и заполнители . Слот является элементом (то есть «базовым =» или «вариант написания =») и наполнители представляют собой значение , относящегося к этому слоту для этой записи. Формат « реляционной таблицы » еще не нормализован и содержит много избыточных данных в файлах.
Несоответствия и другие ошибки
Учитывая размер и сложность UMLS и ее разрешительную политику в отношении интеграции терминов, ошибки неизбежны. [5] Ошибки включают двусмысленность и избыточность, циклы иерархических отношений (понятие является одновременно и предком, и потомком другого), отсутствующие предки (семантические типы родительских и дочерних понятий не связаны) и семантическую инверсию (отношения дочерний / родительский с семантические типы не согласуются с концепциями). [6]
Эти ошибки обнаруживаются и устраняются путем аудита UMLS. Ручной аудит может быть очень трудоемким и дорогостоящим. Исследователи пытались решить эту проблему несколькими способами. Для поиска этих ошибок можно использовать автоматизированные инструменты. Для структурных несоответствий (например, петель) подойдет тривиальное решение, основанное на порядке. Однако то же самое не применимо, когда несоответствие находится на уровне термина или концепции (контекстно-зависимое значение термина). [7] Это требует использования стратегии информированного поиска ( представление знаний ).
Вспомогательные программные инструменты
В дополнение к источникам знаний Национальная медицинская библиотека также предоставляет вспомогательные инструменты.
- MetamorphoSys - настраивает Метатезавр для конкретных приложений, например, путем исключения определенных исходных словарей.
- lvg - программа, которая использует лексику SPECIALIST для генерации лексических вариантов данного термина и для поддержки синтаксического анализа текста на естественном языке.
- MetaMap - онлайн-инструмент, который по произвольному фрагменту текста находит и возвращает соответствующие концепции Метатезавра.
- MetaMap Transfer (MMTx) - Java-реализация MetaMap (больше не поддерживается).
- Сервер источников знаний - веб-доступ к словарям (прекращено с осени 2010 г.). [8]
Стороннее программное обеспечение
- UMLS-Similarity , программный пакет с открытым исходным кодом, который реализует множество мер семантического сходства и взаимосвязи.
- Веб-интерфейс UMLS-подобия , веб-интерфейс для UMLS-подобия
Смотрите также
- Медицинская классификация
Рекомендации
- ^ Единая система медицинского языка , 1996
- ^ Эллисон Д., Хамфрис Б.Л., Митчелл Дж. (Июль 2010 г.). «Вручение премии Морриса Ф. Коллена 2009 г. Бетси Л. Хамфрис с замечаниями получателя» . Журнал Американской ассоциации медицинской информатики . 17 (4): 481–5. DOI : 10.1136 / jamia.2010.005728 . PMC 2995660 . PMID 20595319 .
- ^ а б Национальная медицинская библиотека (2009 г.). «Глава 5 - Семантические сети» . Справочное руководство по UMLS . Bethesda, MD: Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения.
- ^ Браун А.С., МакКрей А.Т., Сринивасан С. (июнь 2000 г.). Лексикон специалистов (PDF) . Bethesda, MD: Национальный центр биомедицинских коммуникаций Листера Хилла, Национальная медицинская библиотека. п. 1.
- ^ Морри С.П., Геллер Дж., Халпер М., Perl Y (июнь 2009 г.). «Средство аудита соседства: гибридный интерфейс для аудита UMLS» . Журнал биомедицинской информатики . 42 (3): 468–89. DOI : 10.1016 / j.jbi.2009.01.006 . PMC 2891659 . PMID 19475725 .
- ^ Геллер Дж., Морри С. П., Сюй Дж., Хальпер М., Эльханан Дж., Перл Й, Хрипчак Дж. (Ноябрь 2009 г.). «Сравнение несовместимых конфигураций отношений, указывающих на ошибки UMLS» . AMIA ... Материалы ежегодного симпозиума. Симпозиум AMIA . 2009 : 193–7. PMC 2815406 . PMID 20351848 .
- ^ Чжу X, Фань Дж. В., Баорто Д. М., Вэн С., Чимино Дж. Дж. (Июнь 2009 г.). «Обзор методов аудита, применяемых к содержанию контролируемой биомедицинской терминологии» . Журнал биомедицинской информатики . 42 (3): 413–25. DOI : 10.1016 / j.jbi.2009.03.003 . PMC 3505841 . PMID 19285571 .
- ^ «Новости Unified Medical Language System® (UMLS®): пересмотренное лицензионное соглашение, новые службы терминологии и браузер UMLS, прекращение поддержки UMLSKS и изменения API» . Технический бюллетень NLM . Национальная медицинская библиотека США. 29 июля 2010 г.
дальнейшее чтение
- Боденрейдер О. (январь 2004 г.). «Единая система медицинского языка (UMLS): интеграция биомедицинской терминологии» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (выпуск базы данных): D267-70. DOI : 10.1093 / NAR / gkh061 . PMC 308795 . PMID 14681409 .
- Кумар А., Смит Б. (2003). «Единая система медицинского языка и генная онтология: некоторые критические размышления» (PDF) . Достижения в области искусственного интеллекта (Конспект лекций по искусственному интеллекту 2821. Берлин: Springer. Стр. 135–148.
- Смит Б., Кумар А., Шульце-Кремер С. (2004). «Пересмотр семантической сети UMLS» (PDF) . В Fieschi M, et al. (ред.). Medinfo . Амстердам: IOS Press. п. 1700.
- Coiera E (2003). «Глава 17 - Медицинская терминология и системы классификации». Руководство по информатике здравоохранения (2-е изд.). Моддер Арнольд. ISBN 978-0-340-76425-1.
- Мужен Ф, Боденрейдер О (2005). «Подходы к устранению циклов в UMLS Metathesaurus: наивное против формального» . Материалы ежегодного симпозиума AMIA : 550–4. PMC 1560864 . PMID 16779100 .
Внешние ссылки
- Официальный веб-сайт
- Краткое описание UMLS со ссылками на информационные бюллетени и документацию для Metathesaurus, Semantic Network, SPECIALIST Lexicon и MetamorphoSys
- Обзор и руководство по UMLS , Рэйчел Кляйнсорге, Ян Уиллис, Аллен Браун, Алан Аронсон
- Модуль Perl для запроса установки UMLS mysql
- Единая система медицинского языка в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
- UMLS.me - извлекает медицинские концепции и коды UMLS из свободного текста в браузере, автор Александр Скарлат, доктор медицины.