面向医疗行业的智能问答系统研究与实现_刘芳

　２９卷　第１１期２０１２年１１月

微电子学与计算机

ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　＆ＣＯＭＰＵＴＥＲ

Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．１１

Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２

０１２收稿日期：２０１２－０５－０３；修回日期：２０１２－０６－０６基金项目：江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２００９６９９

）面向医疗行业的智能问答系统研究与实现

刘　芳，于　斐

（扬州市职业大学工商管理学院，江苏扬州２２５００９

）摘　要：为了实现医疗信息化中的疾病与诊疗的智能问答系统，本文提出一种基于人机交互的用户自然语言问题理解方法．

该方法在关键词库的基础上，采用正向最大匹配算法对用户咨询进行词法分析．进而对医疗领域的问题进行分类，系统根据问题类别进行数据检索；并利用模板匹配方法，完成答案的提取，以句子作为答案的基本单位．最后，在ＪＳＰ和Ｊａｖａ平台上实现了Ｂ／Ｓ模式的医疗领域智能问答系统，验证了该方法的有效性．关键词：医疗行业；Ｑ＆Ａ；

智能；实现中图分类号：ＴＰ３１５　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１０００－７１８０（２０１２）１１－００９５－０４

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｑ＆Ａ　Ｓｙ

ｓｔｅｍ　ｆｏｒＭｅｄｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ

ＬＩＵ　Ｆａｎｇ

，ＹＵ　Ｆｅｉ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｇ

ｚｈｏｕ　２２５００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｑｕｅｓｔｉｏｎ　ａｎｓｗｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ｍｅｄｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒ’ｑｕｅｓｔｉｏｎ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｂｙ　ｎａｔｕｒｅ　ｌａｎｇｕａｇｅｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｈｕｍａｎ－ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙｗｏｒｄ　ｌｉｂｒａｒｙ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｍａｔｃｈｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｌｅｘｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒ　ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ．Ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｃｌａｓｓｉｆｙ　ｔｈｅ　ｉｓｓｕｅｓ　ｏｆ　ｍｅｄｉｃａｌ　ｆｉｅｌｄ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔａｋｅｔｈｅ　ｄａｔａ　ｒｅｔｒｉｅｖａｌ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ｉｓｓｕｅｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｌｌ　ａｌｓｏ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｆｏｒｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｎｓｗｅｒ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｅｎｔｅｎｃｅ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｕｎｉｔ　ｏｆ　ａｎｓｗｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｑｕｅｓｔｉｏｎ　ａｎｓｗｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｏｆ　ｍｅｄｉｃａｌ　ｆｉｅｌｄ　ｉｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｂ／Ｓ　ｍｏｄｅｌ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｆ　ＪＳＰ　ａｎｄ　ＪＡＶＡ，ｉｔ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．

Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｍｅｄｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ；Ｑ＆Ａ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ１　引言

医疗领域一直是信息化发展的重要方向，医疗行业的信息化投资规模逐年增加．医疗卫生事业关系国计民生，而医疗信息化则是医疗卫生事业能否在信息时代更好地服务于患者、服务于社会的重要支撑，正受政府部门及越来越多企业和组织的高度关注．智能问答系统能够让患者家属、医生、护士等人群随时随地实时了解业内相关信息与最新动态，自动化、信息化、高效化、集中化、智能化实时服务于

社会［１］

．

问答系统（Ｑｕｅｓｔｉｏｎ　Ａｎｓｗｅｒｉｎｇ　

Ｓｙｓｔｅｍ，ＱＡ）是信息计算系统的一种高级形式［２］

．它能用准确、简洁的自然语言回答用户用自然语言提出的问题．其研究兴起的主要原因是人们对快速、准确地获取信息的需求．问答系统是目前人工智能和自然语言处理领域中一个备受关注并具有广泛发展前景的研究

方向［３］．

自动问答系统的历史可以追溯到１９５０年，注明的英国数学家图灵（Ａ．Ｍ．Ｔｕｒｎｉｎｇ）第一次提出了“机器智能”的概念，并提出判断计算机是否具备智能的实验方法———“图灵测试”，也就是通过自然语

微电子学与计算机２０１２年

言问答的方式，判断计算机是否具备人的智能［４］．“图灵测试”可以看作是问答系统的理想蓝图．６０年代末到７０年代，

专家系统的出现使人工智能研究出现新的高潮［５］．８０年代以来，

人工智能已经进入了它发展高潮的黄金时代，

而且其研究成果层出不穷，有很多项目获得了重大成果．特别是当前人工智能的一个重要子领域自然语言处理更得到了迅速的发展，

目前在这个领域中也显示了技术的商业性应用．本文研究的是医疗领域基于模板匹配的智能问答系统，系统主要包括两个模块：问题理解、模板匹配．在关键词库的基础上，采用正向最大匹配算法对用户咨询进行词法分析．进而对医疗领域的问题进行分类，系统根据问题类别进行数据检索；并利用模板匹配方法，完成答案的提取，以句子作为答案的基本单位．最后，在ＪＳＰ和Ｊａｖａ平台上实现了Ｂ／Ｓ模式的医疗领域智能问答系统，验证了该方法的有效性．

２　系统架构

面对智能问答系统的工作流程以及医疗行业的业务知识，结合用户的使用习惯，本系统可以解决以下问题：

设计友好的人机交互界面，简单快速的操作；

用户针对医疗卫生领域对象人进行自然语言提问；系统根据用户的提问返回自然语言答案；

系统主要功能包括：用户模块：注册、登录及身份验证；功能处理模块：问题理解、模板匹配．

智能问答系统主要由三部分构成，一部分是ＷＥＢ浏览器端的人机交互界面，

第二部分是位于ＷＥＢ　ＳＥＲＶＥＲ模块中的功能处理模块，第三部分是存储研究领域知识的知识库．其中第二部分是核心部分，

主要负责处理用户的提问以及给用户反馈相关信息．其模型如图１所示

．

图１　系统模型图

３　用户问题的自然语言理解

问题理解有时也称为问题分析．在此过程中关

键就是对问题的内容进行深刻的理解．只有首先明确用户提出的问题所要表达的正确含义以后，才能够识别问题的疑问中心对其进行关键词抽取，用于模板匹配和答案生成，才能使用户得到满意的答案．

对于用户用自然语言提出的问题，问题理解模块对之进行基本的预处理，包括分词，提取关键词，最后将关键词的集合提交给模板匹配模块．问题理解流程如图２所示

．

图２　问题理解流程

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