我 多媒体的发展 1687 - 5699 1687 - 5680 Hindawi出版公司 10.1155 / 2015/420848 420848年 研究文章 发展的本体和3 d软件脊柱的疾病 李 Seungbock 1 http://orcid.org/0000 - 0002 - 6127 - 9098 李 Sangho 1 http://orcid.org/0000 - 0002 - 3404 - 1172 搜索引擎优化 Dongmin 1 柳 Kwan-Hee 2 金 Sukil 3 ρ Seungmin 1 软件研究中心、韩国科学技术信息研究所大田305 - 806 韩国 2 数字信息融合,来自韩国忠北国立大学的韩国,所领导的361 - 763 韩国 chungbuk.ac.kr 3 天主教大学医学院的韩国,首尔137 - 701 韩国 catholic.ac.kr 2015年 4 8 2015年 2015年 28 08年 2014年 18 11 2014年 4 8 2015年 2015年 版权©2015 Seungbock李et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

KISTI脊柱疾病正在开展一个e-Spine项目准备养老的社会,所谓的小睡。这项研究的目的是建立一个脊柱本体代表的解剖结构和疾病信息兼容KISTI的仿真模型。最后使用本体包括临床医生诊断疾病和治疗的方向。本体是使用3 d软件表示。二十疾病被选中代表与脊椎专家讨论后。综述了一些本体研究,参考书被选为每个疾病和组织在MS Excel。所有的内容都是由专家。Altova SemanticWorks和门徒被用来代码脊柱本体与OWL Full模式。从KISTI链接到图片和样本图像的疾病包括本体。OWL本体也是由专家再次与门徒。 We represented unidirectional ontology from anatomical structure to disease, images, and treatment. The ontology was human understandable. It would be useful for the education of medical students or residents studying diseases of spine. But in order for the computer to understand the ontology, a new model with OWL DL or Lite is needed.

 1。介绍

KISTI(韩国科学技术信息研究所)一直在研究一个国家议程项目(午睡)开发老年人体模型与年龄相关的脊髓疾病的治疗和康复。这项研究的目的是建立一个虚拟人的脊柱作为一个仿真模型通过数学建模中使用虚拟实验,而不是真正的人类脊柱。脊柱疾病的准确诊断和治疗项目的预计。我们试图开发脊柱脊髓本体包含信息和相关疾病的主要项目的成功。

本体是系统化的过程通过使用计算机建立模型的可辨认的概念和它们之间的关系( 1]。Neches et al。(1991)本体定义为“基本术语和关系组成的一个主题区域的词汇以及结合方面的规则和关系来定义扩展词汇”( 2),格鲁伯(1993)将它定义为“一个概念化的明确的规范” 3]。

本研究专注于发展脊髓本体与韩国人经常发生脊柱疾病。它包含脊柱解剖的方法治疗,原因,和分类与脊柱相关的信息。此外,脊髓本体可以链接到仿真模型对教育的医学生和医生和生物医学工程师提供必要的信息在他们的田地。

 2。方法

作者是由广泛的专业研究人员、医学信息学、计算机专业人士,和临床专家如护士,一个神经外科医生,2成像专家。这项研究是在(图5阶段 1):(1)审查相关现有本体的建设模型,(2)选择脊柱相关疾病和研究的主题同时,(3)发展/评估脊髓本体,(4)创建OWL本体按照医生的反馈,和(5)审查OWL本体的专家。此外,本体是由三维图像软件的简单理解。

脊柱建筑本体的过程。

 2.1。审查现有的本体

我们回顾了结果的本体工程使用的门生了斯坦福大学1987年作为一个公共项目( 4]。在他们的研究结果,我们收集的信息是必要的脊柱本体在分析了本体的老鼠解剖学和疾病分类。

 2.2。选择脊柱疾病

脊髓疾病的选择基于以下三个标准。首先,该疾病是一种高度发生脊柱疾病在韩国。第二,脊柱的疾病必须发生在一个特定区域,而不是在整个脊柱。这使本体提供的信息适用于疾病的特点在韩国人。此外,它更容易与KISTI的仿真模型是根据韩国人。最后,疾病的OWL本体应该能够被表达在电脑上,这样它可以用在诊所或医学学校接受教育。

 2.3。开发/审查的信息

开发的本体与Microsoft Excel是根据组织的疾病。解剖学上的定义,包括本体引用从医学词典( 5)和疾病相关信息提取从出版物临床医生推荐的 6]。我们分类解剖信息分为两类;解剖位置和解剖性质在OWL本体(表表示 1)。

解剖信息的本体表示。

条目 本体 猫头鹰的表情
位置 解剖位置 脊柱:isPartOf
属性 部件名称 rdfs: label
解剖分类 rdfs: subClassOf
标准代码的结构 脊柱:KOSTOM
结构的定义和描述 脊柱:定义脊柱:描述

疾病相关信息分为五类,如表所示 2;疾病的解剖位置、属性,症状/符号,治疗的方法,和形象代表在OWL本体。

疾病相关信息用本体表示。

条目 本体 猫头鹰的表情
位置 解剖疾病位置 脊柱:hasSite
疾病的性质 疾病的名称 rdfs: label
疾病分类 rdfs: subClassOf
应用标准代码 脊柱:KOSTOM
疾病的定义 脊柱:定义
脊柱:描述
临床诊断 脊柱:诊断
导致 脊柱:hasCause
伴随疾病 脊柱:hasConcomitantDisease
并发症 脊柱:hasComplication
症状/标志 症状 脊柱:hasSymptom
脊柱:causeOfSymptom
标志 脊柱:hasSign
治疗 手术治疗 脊柱:hasSurgicalTreatment
非手术治疗 脊柱:hasNonSurgicalTreatment
保守治疗 脊柱:hasTreatmentConservative
图像 术前图像 脊柱:hasImageBeforeTx
术后图片 脊柱:hasImageAfterTx

综述了脊髓本体由一个神经外科医生和两个成像专家。样本图像的疾病,CT或核磁共振我,是在研究期间收集的圣玛丽医院在首尔在本体论和相关疾病。

 2.4。OWL本体的开发/评审

脊髓OWL本体是建立基于OWL Full模式这是一个标准的由W3C开发的本体语言(World Wide Web Consortium)。Altova语义作品和门徒都是用于构建和复习OWL本体。

猫头鹰的过程中表示,我们试图确定类的表达水平(资源对象)和个人(文字对象)。例如,如果疾病相关信息“椎间盘髓核脱出突出”, 椎间盘髓核脱出突出 被确定为超类和 颈椎间盘突出 , 腰椎椎间盘突出症 , 胸椎间盘突出症 被归类在椎间盘髓核脱出突出并确认为子类根据他们的位置。每一个类包含与其发生地区相关的额外信息。

 2.5。OWL本体的代表在3 d软件

OWL本体的内容对脊柱由使用3 d图像S / W。软件有三个模块:3 d渲染模块,显示疾病的猫头鹰查询模块和模块的信息来自于本体。用户可以选择一个脊柱图像的一部分问题。然后从OWL脊柱的疾病列表本体文件会出现通过猫头鹰查询操作。当一种疾病在选择列表,查询模块搜索疾病相关信息等原因,症状,诊断,治疗,疾病的并发症,和图像。

 3所示。结果 3.1。选择脊柱疾病

20的列表选择疾病提出了表 3。如果科学论文被称为除了课本之外,他们作为引用表中添加的。

二十选择疾病。

阿特拉斯断裂退行性骨髓改变(Modic类型变化)腰椎椎间盘变性的分级 7]刽子手的骨折卫生系统(腰椎间盘突出髓核) 8]感染性脊柱炎驼背脑脊髓膜突出( 9]齿状的断裂过程OPLL(后纵韧带骨化) 韧带的骨化flavum骨关节炎方面联合(Pfirman年级) 10, 11]骨质疏松症骨质疏松性压缩骨折脊柱侧凸脊髓狭窄Spondyloarthropathy脊椎前移Subaxial骨折(骨折在C3 ~ C7) [ 12]胸腰椎脊柱骨折
3.2。本体的发展

图 2礼物门生OWL本体图从脊椎的本体创建二十选择疾病。解剖课代表整个结构,组成脊柱。有50类;1脊柱、5椎骨,33个椎骨,脊椎和其他11个材料。每个类都有6属性。表达一个句子“C1颈是颈椎的一部分”在OWL Full模型中,我们定义“C1”和“颈椎解剖结构类和 的一部分 属性代表一个谓词。 疾病 被定义为一个超类和20个选择疾病被视为类。结果,21类疾病的概念和形成每个类有18个属性。

门徒所示的脊柱疾病的列表。

超过100的图像采集与20疾病,每一个。图片链接到另一部分的谓词本体包括 hasImageBeforeTx 和 hasImageAfterTx 。

 3.3。脊柱本体在3 d软件的代表

用户界面由三个部分(图 3)。(1)3 d渲染部分:用户可以旋转,移动,放大,缩小整个脊柱左侧上方的窗口,选中的解剖结构的细节在一个大型显示在左下角窗口与文本的关系。(2)疾病的列表:疾病的解剖网站相关的3 d渲染部分显示在右边窗口的上部本体论解剖网站疾病之间的关系。(3)疾病的细节具体信息:当选择一种疾病在右上角窗口中,疾病的信息在右下角上市窗口,其中包括疾病属性,治疗,和相关的诊断图像。如果有文字描述的属性,他们也显示在右下角窗口。

提出了系统的用户界面。

 4所示。结论

我们建立了脊柱的本体与原因,症状,治疗方法高度发生脊柱疾病的韩国人,和解剖信息。

完整的脊髓本体表达解剖连接部分的脊椎和垂直关系以及在脊柱疾病的信息。很容易理解的结构和脊柱疾病的概念化脊柱的解剖结构和向他们展示3 d图像。

本研究完成的OWL Full模式的使用文字对象表达的内容主要参考字典和出版物的脊柱。但是为了使计算机解释本体,一种新的模式与OWL DL或Lite是必要的。进一步的研究需要包含文字的变换的过程对象到资源对象的物品通过结构化的过程完成的文字对象,进一步系统化的概念。此外,评审所需的类和属性显示脊柱的解剖信息和疾病的具体信息。同时,相关的研究方法提供视觉信息KISTI仿真模型。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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