14、健康状况演变信息知识图谱构建与评估

健康状况演变信息知识图谱构建与评估

在健康信息领域,对健康状况演变信息的有效管理和利用至关重要。本文将详细介绍健康状况演变信息知识图谱的构建过程,包括数据收集、知识组件提取、知识补全、引入专家知识等步骤,以及对整个方法的评估。

数据收集

为了构建健康状况演变信息的知识库,我们需要合适的数据源。选择的数据源应满足两个条件:一是公开可用,二是内容丰富且包含健康状况演变的描述。我们确定了两个健康网站:英国国家医疗服务体系(NHS England)和梅奥诊所(MAYO Clinic)。NHS England 是英国最大的健康网站,提供症状、病症和治疗等方面的直接访问内容;MAYO Clinic 是非营利组织,其网站提供全面且易于访问的病症描述。NHS England 网站展示了 972 种健康状况的信息,MAYO Clinic 展示了 1170 种。

从这两个网站收集包含病症描述的 HTML 文件后,我们对文本进行清理,去除 HTML 标签、换行符、特殊字符和空格。经过审查发现,健康状况演变通常在一句话中描述。例如,“脚踝骨折”的演变描述为“脚踝骨折通常需要 6 到 8 周才能愈合,但可能需要更长时间”。因此,我们将语料库按句子组织,数据集总共包含 208,838 个句子,按健康状况分组。

由于电子健康记录(EHR)通常使用 SNOMED CT 作为描述临床病症的标准,我们需要将网络来源的病症名称与 SNOMED CT 对齐。使用 Levenshtein 距离进行对齐,并手动审查随机选择病症的结果。最终的语料库是按健康状况分组的句子集合,每个健康状况都与相应的 SNOMED CT 标识符关联。

知识组件提取

这一步的重点是从

### 时序知识图谱Vision Transformer的融合 #### 背景介绍 时序知识图谱(Temporal Knowledge Graph, TKG)旨在捕捉随时间演变的事实和关系,而不仅仅是静态的时间点上的信息。这种特性使得TKG在处理涉及时间维度的任务上具有独特的优势[^3]。 另一方面,Vision Transformers (ViT) 已经证明了其在计算机视觉任务中的强大性能,尤其是在图像分类、目标检测等方面取得了显著成果。然而,将这两种技术结合起来并非显而易见的事情,因为它们各自关注不同的领域——一个是结构化数据(如图形),另一个是非结构化数据(如图片)。但是,考虑到两者都依赖于注意力机制来进行特征提取,理论上存在一定的结合可能性。 #### 结合方式探讨 ##### 数据表示转换 一种可能的方法是从视觉输入中抽取有意义的信息并将其转化为适合加入到时序知识图谱中的形式。例如,可以通过预训练好的ViT模型对视频帧或其他类型的连续图像序列进行编码,从而获得高层次的空间-时间特征向量。这些特征可以进一步抽象成节点或边属性的一部分,增强原有仅基于文本描述构建的知识体系[^1]。 ```python import torch from transformers import ViTModel def extract_features_from_images(image_paths): model = ViTModel.from_pretrained('google/vit-base-patch16-224') features_list = [] for path in image_paths: img_tensor = preprocess_image(path) # 假设有一个preprocess_image函数来准备输入张量 with torch.no_grad(): outputs = model(img_tensor.unsqueeze(0)) last_hidden_states = outputs.last_hidden_state pooled_output = last_hidden_states.mean(dim=1).squeeze() features_list.append(pooled_output.numpy()) return np.array(features_list) image_features = extract_features_from_images(['path/to/image1.jpg', 'path/to/image2.jpg']) ``` ##### 动态更新机制设计 对于如何利用来自Vision Transformer的结果去影响时序知识图谱内部的状态转移,则需要考虑引入某种形式的记忆模块或是自适应权重调整策略。比如,在每次接收到新的视觉感知结果后,系统应该有能力评估当前观察是否足以触发某个特定事件的发生,并相应地修改已知事实间的关系强度或者新增未知连接[^2]。 #### 应用场景举例 - **智能监控系统**:通过分析摄像头拍摄的画面内容识别异常行为模式,并实时更新环境内的人物位置及其互动情况至后台维护的地图数据库; - **医疗健康监测平台**:依据患者日常活动记录生成个性化的健康管理建议图表; - **自动驾驶汽车导航辅助工具**:根据道路状况变化及时修正行车路线规划方案。
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