一种基于心电知识图谱的心电图报告系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种基于心电知 识图谱的心电图报告系统。

背景技术

目前在我国，一份心电图报告通常包括三个部分：心电图测量与 计算值，特征心电参数的描述和心电图诊断报告，而国外的常规心电 图报告则更为简化，只有部分心电参数值和诊断报告。而基于特征心 电参数的描述才是关联心电图测量计算值与心电图诊断的桥梁。

根据国家有关规定，医学影像专业医师主要负责出具心电图诊断 报告单，这也意味着心电图报告的逻辑与医学影像报告的处理异曲同 工。从报告形式上可以看出心电图本就是一种图像结果，具备了按照 医学影像进行数据处理的逻辑，即测量、计算和分析形成特性参数的 值，进一步描述异常参数所对应的部位和改变特性从而形成特性值描 述，再以特性值描述为诊断依据比对诊断学和文献中的诊断知识图谱， 形成诊断结论或报告。因此，心电报告影像化处理是真正还原心电图 诊断的临床思维逻辑，维持心电图诊断学和相关文献知识系统的方法 路径。

而随着人工智能技术在医学领域的不断深入应用，从业人员在研 发利用AI进行自主判图出具心电图报告的技术上不断向前探索迈进。 但大多仅做到基于原始心电图和心电图测量计算分析值作为输入，通 过专家逐拍标注的诊断结论为标准输出。以上技术手段使得心电诊断 的逻辑推导过程仍处于黑箱之中，亦违反并割裂了临床医生的思维逻辑：即由测量分析出的异常改变，关联到作为临床诊断的依据(描述)， 经诊断依据推导诊断结论。因而导致患者和医护工作者很难将心电图 及其测量值与诊断结论关联起来，没法理解、认知、学习一份心电图。 并直接导致心电报告的构成要素不全，缺少中间桥梁的描述数据，也 就造成心电诊断报告不规范，游走在特性描述和诊断之间。如果这样 长期发展，具有无限前景的AI判图技术将成为临床医护人员真正认 识理解心电相关疾病发生发展的鸿沟，将会成为临床心电知识普及的 阻碍。

将心电图回归影像学角度来看，只有心电报告影像化处理，建立 测量值、描述、诊断对应的数据库及知识图谱，才能还原心电临床的 医疗思维逻辑，维持心电图诊断学和相关文献的知识系统，重塑心电 AI判图逻辑，健全心电数据库要素和内涵，才能推动心电处理影像 化、逻辑化和可视化，建立科学、准确的心电图报告系统。

所谓描述即是对图像特征的陈述，而诊断则是综合各种检测如 病理、检验、化验、症状、主诉、查体、病史、干预与疗效等做出的 疾病和症状表述。某种疾病和症状可能特异性地表现为某种或多个图 像特征，而某种图像特征也可能是多种疾病或症状的共同表现。但由 于这些图像特征出现的概率不同，从而有不同的赋值，因而就形成描 述与诊断经不同赋值的知识图谱。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种基于心电知识图谱的心电图报告 系统，以还原心电临床的医疗思维逻辑，科学、准确地进行心电图报 告。

为实现上述本发明的发明目的，本发明提供了一种基于心电知识 图谱的心电图报告系统，该心电图报告系统包括：

(1)术语标准化模块：

该模块实现心电数据及术语的标准化统一，包括统一多种仪器设 备数据标准和格式，打通与医院、社卫、体检管理系统信息流通，形 成心电术语标准统一的知识库，智能提取患者基本诊疗信息三部分内 容；

(3)心电知识图谱模块：

该模块构建心电图特征描述标准、描述知识库，绘制描述知识图 谱，建立心电数据库中特性参数值和/或心电图与描述知识图谱模型 和算法；描述知识库依赖于心电图诊断学和相关文献并通过赋值的方 式形成心电知识图谱；

(3)比较模块：

该模块通过与正常值比较确立异常值，经异常值与疾病关系，根 据知识图谱，确定诊断心电图特性改变的依据；

(4)报告模块:

该模块通过诊断依据的赋值或评分，总体确立诊断结论，结合患 者信息，构建基于知识图谱的心电图报告系统。

在本发明的心电图报告系统中，心电知识图谱包括病症特征关键 词、相关联的生理、病理或/和诊断结论的种类、类型，及其可能的 程度和概率，并通过如下步骤进行构建：

(1)抽取实体标准库：以心电图检查为核心点，在官方学术机 构发布的指南、行业标准、专家共识及权威教科书的基础上搜集整理 心电检查相关联的标准化的医学术语，进行实体抽取形成病症特征术 语的标准库，主要包括主诉、症状、体征、临床诊断、生理正/异常、 病理医学名词的标准名称及出现过的相似名称，对每一个医学名词都 进行编码便于唯一识别，形成实体标准库；

(2)抽取关系模型：利用知识图谱构建工具抽取三元组数据库 信息生成一张包含含病症特征信息、相关生理/病理信息、诊断信息、 心电图检查信息、检查禁忌症等多个类别实体及其之间关系的知识图 谱网络，实现病症-生理和病理-诊断结论或者病症-诊断结论间关系 可视化、逻辑化；

(3)进行知识图谱关系模型赋值：通过对官方学术机构发布的 指南、行业标准、专家共识及权威教科书、现有临床数据的综合分 析处理，对不同三元组数据进行赋值，建立了相应程度和概率的数 字化可计算系统；其中临床数据是指心电图检查诊断和鉴别诊断贡 献率、阳性率数据。

在本发明的心电图报告系统中，心电知识图谱模块包括心电知 识图谱构建单元：基于知识映射与校准模块输出的三元组集，采用 自上而下的模式依次构建含因果性医学知识图谱的顶层类、实例、 属性、以及实例间的关系。

在本发明的心电图报告系统中，所谓的描述是对图像特征的陈述， 而其诊断则是综合各种检测如病理、检验、化验、症状、主诉、查体、 病史、干预与疗效等所做出的疾病和症状表述。

在本发明的心电图报告系统中，通过对图像特征与疾病或症状之 间关联性概率进行赋值，形成描述与诊断经不同赋值的心电知识图谱。 例如，某种疾病和症状可能特异性地表现为某种或多个图像特征，而 某种图像特征也可能是多种疾病或症状的共同表现。但由于这些图像 特征出现的概率不同，从而有不同的赋值，因而就形成描述与诊断经 不同赋值的心电知识图谱。

与现有技术相比，本发明的心电图报告系统，通过心电报告影 像化处理，建立测量值、描述、诊断对应的数据库及知识图谱，还原 心电临床的医疗思维逻辑，维持心电图诊断学和相关文献的知识系统， 重塑心电AI判图逻辑，健全心电数据库要素和内涵，推动心电处理 影像化、逻辑化和可视化，从而科学、准确地进行心电图报告。

下面，结合说明书附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说 明，但这些具体实施方式只是针对本发明某些特定的具体实施方式的 说明而已，并非是对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明所采用的一种基于心电知识图谱的心电图报告系 统的流程示意图；

图2是本发明的心电图报告影像化示意图，其中有标准对照，有 特性参数值描述；

图3是本发明的基于知识图谱的心电图报告系统的模块图。

具体实施方式

如图1所示，其为本发明所采用的一种基于心电知识图谱的心电 图报告系统的流程示意图。

在图1所示的基于心电知识图谱的心电图报告系统中，该心电图 报告系统包括以下几个方面：

第一方面是标准化模块：

该模块实现心电数据及术语的标准化统一，包括统一多种仪器设 备数据标准和格式，打通与医院、社卫、体检管理系统信息流通，形 成心电术语标准统一的知识库，智能提取患者基本诊疗信息三部分内 容；

第二方面是心电知识图谱模块：

该模块构建心电图特征描述标准、描述知识库，绘制描述知识图 谱，建立心电数据库中特性参数值和/或心电图与描述知识图谱模型 和算法。描述知识库依赖于心电图诊断学和相关文献并通过赋值的方 式形成心电知识图谱；

第三方面是比较模块：

该模块通过与正常值比较确立异常值，经异常值与疾病关系，根 据知识图谱，确定诊断心电图特性改变的依据；

第四方面是报告模块:

该模块通过诊断依据的赋值或评分，总体确立诊断结论，结合患 者信息，构建基于知识图谱的心电图报告系统。

图3示出了基于知识图谱的心电图报告系统的模块图。

另一方面，在上述的基于心电知识图谱的心电图报告系统中，要 构建心电知识图谱，其内涵为病症关键词、相关联的生理、病理或/ 和诊断结论的种类、类型，及其可能的程度和概率，实现如下步骤∶

抽取实体标准库：以心电图检查为核心点，在官方学术机构发布 的指南、行业标准、专家共识及权威教科书的基础上搜集整理心电检 查相关联的标准化的医学术语，进行实体抽取形成病症特征术语的标 准库，主要包括主诉、症状、体征、临床诊断、生理正/异常、病理 医学名词的标准名称及出现过的相似名称，对每一个医学名词都进行 编码便于唯一识别，形成实体标准库；

抽取关系模型：利用知识图谱构建工具抽取三元组数据库信息生 成一张包含含病症信息、相关生理/病理信息、诊断信息、心电图检 查信息、检查禁忌症等多个类别实体及其之间关系的知识图谱网络， 实现病症-生理和病理-诊断结论或者病症-诊断结论间关系可视化、 逻辑化；

进行知识图谱关系模型赋值：通过对官方学术机构发布的指南、 行业标准、专家共识及权威教科书、现有临床数据的综合分析处理， 对不同三元组数据进行赋值，建立了相应程度和概率的数字化可计算 系统。所指临床数据为心电图检查诊断和鉴别诊断贡献率、阳性率数 据。

图2是本发明的心电图报告影像化示意图，其中有标准对照，有 特性参数值描述。通过与正常值比较确立异常值，经异常值与疾病关 系，根据心电知识图谱，确定诊断心电图特性改变的依据；通过诊断 依据的赋值或评分，总体确立诊断结论。

所谓描述即是对图像特征的陈述，而诊断则是综合各种检测如病 理、检验、化验、症状、主诉、查体、病史、干预与疗效等做出的疾 病和症状表述。

某种疾病和症状可能特异性地表现为某种或多个图像特征，而某 种图像特征也可能是多种疾病或症状的共同表现。但由于这些图像特 征出现的概率不同，从而有不同的赋值，因而就形成描述与诊断经不 同赋值的知识图谱。