首頁資訊精準(zhǔn)健康管理視角下高血壓健康干預(yù)知識圖譜的構(gòu)建

精準(zhǔn)健康管理視角下高血壓健康干預(yù)知識圖譜的構(gòu)建

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月18日 09:55

目前我國高血壓患者約2.45億人，防治現(xiàn)況不容樂觀，有效的高血壓健康管理是遏制心腦血管疾病流行的關(guān)鍵策略之一[1]。與此同時，國家政策也明確強調(diào)醫(yī)防融合，慢性病健康管理成為基層衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)的重要職責(zé)，家庭醫(yī)生承擔(dān)高血壓患者長期健康管理的主要工作[2]。實際健康管理的開展缺乏系統(tǒng)性且較為滯后，現(xiàn)有研究多注重藥物干預(yù)[3]。家庭醫(yī)生對患者的健康干預(yù)較為籠統(tǒng)，一般以常見的高血壓臨床指南為依據(jù)，大多僅以“限鹽”“戒煙”“戒酒”“規(guī)律運動”等短語呈現(xiàn)，且忽視了高血壓人群中存在人口學(xué)與疾病狀態(tài)的差異，無法實現(xiàn)對于不同患者人群的差異化干預(yù)指導(dǎo)，精準(zhǔn)性較差[4]。

近年來，知識圖譜作為一種儲存醫(yī)療大數(shù)據(jù)、高效表達(dá)和管理知識的方式備受關(guān)注，可高效指導(dǎo)醫(yī)療及健康管理活動。但當(dāng)前該技術(shù)多應(yīng)用于以疾病為中心的臨床決策支持[5]，已有圖譜關(guān)注疾病診療而缺少膳食指導(dǎo)、運動干預(yù)等高血壓健康管理，尚無法滿足健康干預(yù)開展需求[6]。從服務(wù)提供者家庭醫(yī)生視角，本研究旨在構(gòu)建高血壓患者的健康干預(yù)知識圖譜，為基層醫(yī)務(wù)人員真正落實健康管理提供快速高效的工具。

1. 高血壓健康干預(yù)知識圖譜構(gòu)建關(guān)鍵要素

知識圖譜用圖模型描述某一領(lǐng)域的概念實體事件以及實體之間的關(guān)系，基本的邏輯結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)層和模式層組成。數(shù)據(jù)層的表現(xiàn)形式是一系列的實例，知識將以事實為單位存儲，是實體的具體化，模式層則是知識圖譜的核心，用于存儲經(jīng)過提煉的知識，規(guī)范數(shù)據(jù)層的一系列事實表達(dá)。鑒于高血壓健康干預(yù)知識圖譜專業(yè)性較強，對知識的準(zhǔn)確性要求較高，本研究先從原始數(shù)據(jù)中提取實體，再基于實體的特征構(gòu)建頂層的本體模式。因此，本研究首先經(jīng)過文獻(xiàn)檢索，選擇信度較高的指南及專家共識作為實體的數(shù)據(jù)來源，由文獻(xiàn)中提煉出健康干預(yù)元素作為本次高血壓健康干預(yù)知識圖譜的首批實體，基于這些信度較高的實體構(gòu)建本體框架。再以本體層作為依據(jù)，填充三元組形成數(shù)據(jù)層，經(jīng)過知識融合，使用圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建知識圖譜并進(jìn)行存儲。

2. 高血壓健康干預(yù)知識圖譜構(gòu)建

2.1 文獻(xiàn)檢索

系統(tǒng)檢索中國知網(wǎng)、萬方、維普、Web of Science等數(shù)據(jù)庫，同時手工檢索梅斯醫(yī)學(xué)、醫(yī)脈通等網(wǎng)站，檢索國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的各版高血壓管理指南和專家共識。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)國內(nèi)外公開發(fā)表的完整指南或?qū)＜夜沧R文獻(xiàn)；(2)研究對象為高血壓患者；(3)文獻(xiàn)推薦建議明確；(4)中文或英文；(5)最新年份版本。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)無法獲取全文；(2)非中、英文版本；(3)重復(fù)發(fā)表、舊版本或翻譯版本；(4)僅提及若干健康干預(yù)元素而缺少具體的推薦建議，即健康干預(yù)相關(guān)內(nèi)容較少；(5)對指南或?qū)＜夜沧R進(jìn)行解讀的研究。系統(tǒng)檢索并去重后共獲得文獻(xiàn)1 063篇，按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后獲得17部文件，其中中文指南5部[4, 7-10]、中文專家共識3部[11-13]、英文指南9部[14-22]。最新版本的發(fā)布時間為2018—2023年，均由行業(yè)權(quán)威學(xué)會、專業(yè)委員會、研究中心等官方機構(gòu)發(fā)布，納入指南與專家共識的基本信息見表 1。

表 1 納入高血壓健康干預(yù)相關(guān)文獻(xiàn)的基本信息

Table 1. Basic information on selected literature for health interventions targeting hypertension

指南編號國家/地區(qū) 發(fā)布年份發(fā)布機構(gòu) 管理對象健康干預(yù)相關(guān)方面 1 中國 2023 國家衛(wèi)生健康委員會成人高血壓患者營養(yǎng) 2 2022 高血壓腎病診治中國專家共識組腎病患者營養(yǎng)、運動、睡眠 3 2021 高血壓心率管理多學(xué)科共識組高血壓患者營養(yǎng)、運動 4 2020 國家衛(wèi)生健康委員會等成人高血壓患者營養(yǎng)、運動、心理 5 2020 中華醫(yī)學(xué)會婦產(chǎn)科學(xué)分會妊娠期婦女營養(yǎng)、睡眠 6 2020 中華醫(yī)學(xué)會心血管病學(xué)分會第十屆委員會高血壓學(xué)組中青年高血壓患者營養(yǎng)、運動、心理 7 2019 國家衛(wèi)生健康委員會疾病預(yù)防控制局等高血壓易患人群與患者營養(yǎng)、運動、心理 8 2019 中國老年醫(yī)學(xué)學(xué)會高血壓分會等老年高血壓患者營養(yǎng)、運動、心理、睡眠 9 加拿大 2022 加拿大婦產(chǎn)科醫(yī)生協(xié)會妊娠期婦女營養(yǎng)、運動 10 2020 加拿大高血壓協(xié)會成人、兒童高血壓易患人群營養(yǎng)、運動、心理 11 英國 2021 英國臨床糖尿病專家協(xié)會等糖尿病腎病伴高血壓患者營養(yǎng)、運動 12 2019 英國國家健康和護理卓越研究所成人高血壓風(fēng)險人群營養(yǎng)、運動、心理 13 日本 2019 日本高血壓協(xié)會高血壓患者營養(yǎng)、運動、心理 14 美國 2022 美國糖尿病學(xué)會高血壓合并糖尿病患者營養(yǎng)、運動 15 2018 美國心臟病學(xué)會等心血管疾病風(fēng)險人群與患者營養(yǎng)、運動 16 歐洲 2018 歐洲心臟病學(xué)會等成人高血壓患者營養(yǎng)、運動 17 2022 歐洲心臟病學(xué)會未成年高血壓風(fēng)險人群與患者營養(yǎng)、運動

從上述文件中人工提取不同高血壓患者人群健康干預(yù)相關(guān)內(nèi)容，推薦建議中一般涵蓋膳食指導(dǎo)、運動建議、健康心理和充足睡眠等生活方式方面的指導(dǎo)，因此將健康干預(yù)分為營養(yǎng)、運動、心理和睡眠4個模塊。將文件中整條推薦建議拆分為干預(yù)條目與條目具體內(nèi)容兩部分，語義模糊或無具體數(shù)值的部分則通過查閱《中國居民膳食指南2022》《運動處方概要》等作進(jìn)一步補充，并通過咨詢專業(yè)人士進(jìn)一步補充條目。整理后形成健康干預(yù)條目清單，部分營養(yǎng)干預(yù)數(shù)據(jù)見表 2。

表 2 健康干預(yù)條目清單中營養(yǎng)干預(yù)示例

Table 2. Examples of nutrition interventions in the list of health intervention items

干預(yù)模塊干預(yù)條目具體內(nèi)容營養(yǎng) 飲食清淡[4, 13, 23] (成人)鹽攝入量＜5 g/d，油25~30 g/d；(6~10歲)鹽攝入量＜4 g/d，油＜25 g/d；(11~13歲及14~17歲)鹽攝入量＜5 g/d，油25~30 g/d；(孕中期及孕晚期)加碘鹽攝入量5 g/d，油25 g/d 營養(yǎng) 礦物質(zhì)攝入[8, 13, 23] 增加鉀的攝入，增加富含鉀離子的食物(如新鮮水果、蔬菜及豆類)攝入；(中青年)每日鈣攝入量為800 mg；(老年，孕中期及孕晚期)推薦每日鈣攝入量為1 000~1 200 mg，可耐受的最高攝入量為2 000 mg2.2 本體框架構(gòu)建

本研究以人工編輯的形式歸納得到高血壓健康干預(yù)本體框架。根據(jù)健康干預(yù)條目清單進(jìn)行梳理，年齡和疾病狀態(tài)可作為主要患者特征，營養(yǎng)、運動、心理、睡眠可作為健康干預(yù)的主要模塊。年齡統(tǒng)一劃分如下，(1)兒童青少年：根據(jù)《中國學(xué)齡兒童膳食指南》分為6~10歲、11~13歲和14~17歲的高血壓患者[24]；(2)成年人：指18歲及以上的成年高血壓患者；(3)老年人：指65歲及以上的老年高血壓患者[8]。因此，本體框架的核心本體分為3層，包括患者年齡(主要分為兒童青少年、成年人、老年人3類)、高血壓并存疾病及特殊類型高血壓等狀態(tài)與健康干預(yù)模塊(營養(yǎng)、運動、心理、睡眠)，示意圖見圖 1。將前兩層的核心本體進(jìn)行組合，分別對應(yīng)不同的健康干預(yù)方案，通過專家咨詢對干預(yù)方案中的條目進(jìn)行把關(guān)。

圖 1 高血壓健康干預(yù)知識圖譜本體框架

Figure 1. Ontology framework for knowledge graph of hypertension health interventions

2.3 知識抽取

整理得到指南中的健康干預(yù)條目清單后進(jìn)行知識抽取，由于指南中的健康干預(yù)內(nèi)容均為非結(jié)構(gòu)化文本，經(jīng)過健康干預(yù)條目清單的預(yù)處理，已經(jīng)除去大部分文字表述，重點提取健康干預(yù)元素與對應(yīng)數(shù)值。由于健康干預(yù)條目清單中不同患者人群在同一條目下的具體內(nèi)容有所不同，考慮到知識抽取的嚴(yán)謹(jǐn)性，確立實體元素和屬性元素抽取原則，具體如下，(1)核心實體元素識別：核心實體元素指的是每一干預(yù)條目中的名詞元素，如針對難治性高血壓患者的運動模塊中，每天進(jìn)行50%最大耗氧量強度的有氧運動至少30 min，且每周盡量多的天數(shù)進(jìn)行體力活動，這一條目的核心實體元素是“有氧運動”與“強度”而不是后半句中的“體力活動”或“天數(shù)”；(2)核心實體元素補充：上述條目中，強度是運動的一個維度，而“有氧運動”與“至少30 min”不能構(gòu)成維度，因此需要補充形式與時長2個維度作為核心實體元素；(3)屬性元素提?。簩?yīng)上述核心實體元素，找到其匹配的屬性值并作整理。如上述條目中，首先提取出“強度—50%最大耗氧量”，后補充運動形式與運動時長，得到“形式—有氧運動”“時長—至少30 min”。注意知識提取時，依據(jù)的是客觀事實，是文獻(xiàn)、指南、教科書等，是計算機語言的邏輯要求，因此在僅有屬性值而缺乏核心實體元素時需要補充完整。遵循實體和屬性元素的提取原則，將抽取后的結(jié)果以三元組的形式表示，將營養(yǎng)、運動、心理、睡眠四大干預(yù)模塊作為起始實體，將提取出的核心實體元素作為指向?qū)嶓w，屬性值作為關(guān)系，共得到102組實體屬性三元組，其中運動干預(yù)三元組見表 3。

表 3 運動干預(yù)三元組

Table 3. The entity triples of exercise intervention

起始實體指向?qū)嶓w 屬性值起始實體指向?qū)嶓w 屬性值運動 BMI ＜24.0 運動時長逐漸增加運動 BMI ＜18.5 運動頻率 5~7次/周運動 BMI ＜28.0 運動頻率 3~5次/周運動 BMI ≥28.0 運動種類多樣化運動 BMI ＜第85百分位(同年齡同性別) 運動環(huán)境氣溫適宜運動腰圍＜85 cm 運動環(huán)境風(fēng)力3級以下運動腰圍＜80 cm 運動補水少量多次運動體重控制運動補水每小時不超過1 000 mL 運動體重增長11.0~16.0 kg 運動監(jiān)測血壓變化運動體重增長8.0~14.0 kg 運動久坐 < 2 h 運動體重增長7.0~11.0 kg 運動久坐減少運動體重增長5.0~9.0 kg 運動健康評估評估運動體重減少3%~5% 運動運動禁忌證排除運動形式有氧運動運動運動處方臨床醫(yī)生允許下運動形式抗阻力運動運動運動處方醫(yī)護人員指導(dǎo) 運動形式伸展運動運動運動準(zhǔn)備運動開始前運動強度低度至中度運動劇烈運動減少運動強度中度運動關(guān)節(jié)損傷避免運動強度 60%~70%最大心率運動放松精神運動強度 50%最大耗氧量運動節(jié)律動作運動強度 RPE主觀疲勞量表運動呼吸自然運動時長每次至少30 min 運動不適停止運動時長每周至少150 min 運動不適觀察治療2.4 知識融合

知識融合是知識圖譜構(gòu)建的重要步驟，通過知識融合可將知識圖譜內(nèi)部的實體進(jìn)行精簡，提示知識圖譜的效率。知識融合包括實體對齊、實體消歧和重復(fù)知識合并。本研究已經(jīng)形成健康干預(yù)條目清單，且經(jīng)知識抽取后實體屬性三元組規(guī)模不大，故采取人工檢查的方式，將含義相同的實體進(jìn)行合并(即實體對齊與實體消歧)，刪減重復(fù)的三元組(即重復(fù)知識合并)后儲存為CSV文件格式，以此降低系統(tǒng)冗余。

2.5 知識儲存

本研究使用圖數(shù)據(jù)庫中較為常用且性能穩(wěn)定的Neo4j儲存知識圖譜的相關(guān)數(shù)據(jù)。和一般數(shù)據(jù)庫相比，圖數(shù)據(jù)庫可支持查詢及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫管理，便于知識圖譜的管理與后續(xù)應(yīng)用開發(fā)。知識儲存即指將包含高血壓健康干預(yù)相關(guān)知識三元組的CSV文件按年齡導(dǎo)入至Neo4j圖數(shù)據(jù)庫的過程。圖數(shù)據(jù)庫中部分知識圖譜形式如圖 2~4所示。

圖 2 兒童青少年患者高血壓健康干預(yù)知識圖譜部分

Figure 2. Knowledge graph for hypertension health interventions in children and adolescents

圖 3 成年患者高血壓健康干預(yù)知識圖譜部分

Figure 3. Knowledge graph for hypertension health interventions in adults

圖 4 老年患者高血壓健康干預(yù)知識圖譜部分

Figure 4. Knowledge graph for hypertension health intervention in the elderly

3. 高血壓健康干預(yù)知識圖譜的特點與應(yīng)用場景

3.1 高血壓健康干預(yù)知識圖譜的社區(qū)應(yīng)用優(yōu)勢

健康管理是家庭醫(yī)生簽約管理服務(wù)的重要內(nèi)容，但當(dāng)前家庭醫(yī)生提供的健康干預(yù)內(nèi)容單一、難以做到有效識別不同特征的人群、開展差異性的健康干預(yù)，實踐效果不理想，亟須高效的輔助工具。本研究以高血壓為例，構(gòu)建的健康干預(yù)知識圖譜具有創(chuàng)新性，彌補了現(xiàn)有空白并可推廣至其他慢性病的管理。作為輔助社區(qū)家庭醫(yī)生進(jìn)行長期健康干預(yù)的有力工具，可以推動實現(xiàn)人群針對性更強的患者健康管理。在社區(qū)場景下，可進(jìn)一步開發(fā)相應(yīng)插件，將知識圖譜搭載于醫(yī)療信息系統(tǒng)可以推進(jìn)海量數(shù)據(jù)的智能處理。利用自然語言處理等算法可以抓取健康檔案中的患者特征，準(zhǔn)確識別患者目前對應(yīng)的人群類型并輸出適用的健康干預(yù)方案；或者實時采集患者電子病歷中健康狀態(tài)的變化，如某一患者新近確診2型糖尿病后知識圖譜將輸出更新后的健康干預(yù)方案。構(gòu)建好的知識圖譜在社區(qū)中的進(jìn)一步應(yīng)用將大幅提升家庭醫(yī)生進(jìn)行健康干預(yù)信息檢索、患者智能管理的效能。

3.2 高血壓健康干預(yù)知識圖譜的意義與特點

在構(gòu)建理念層面上，高血壓健康干預(yù)知識圖譜以高質(zhì)量的知識來源和準(zhǔn)確完善的本體結(jié)構(gòu)保證了知識質(zhì)量，主要以可信度高的指南及專家咨詢?yōu)樽C據(jù)基礎(chǔ)構(gòu)建，符合循證科學(xué)理念。知識表示層面上，可視化的知識圖譜簡化了實體與關(guān)聯(lián)屬性之間的關(guān)系，提供了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的全局視圖和更語義化的表達(dá)，有利于家庭醫(yī)生理解不同患者人群健康干預(yù)方案的總體結(jié)構(gòu)、補全知識等。在效果層面上，本研究構(gòu)建的知識圖譜將干預(yù)建議與具體描述相結(jié)合形成健康干預(yù)方案，確保細(xì)節(jié)完善。本研究最終構(gòu)建的知識圖譜具有高血壓人群精細(xì)化及干預(yù)方案具體化的特點。將高血壓人群細(xì)分為3個年齡段，又根據(jù)指南等提取出多種高血壓類型及多種合并疾病的狀態(tài)，具有代表性的高血壓人群分類可作為全人群健康干預(yù)的理論基礎(chǔ)。其次，根據(jù)查閱文獻(xiàn)資料及專家咨詢結(jié)果，將每一條健康干預(yù)條目中語義模糊或無具體數(shù)值的部分作細(xì)化補充，以確保知識庫中營養(yǎng)、運動、心理、睡眠四方面干預(yù)內(nèi)容的科學(xué)性與完整性，充實干預(yù)方案，從而實現(xiàn)針對高血壓的全人群、全方面健康干預(yù)。

本研究也存在一些不足：高血壓健康干預(yù)知識圖譜理論上構(gòu)建完成，方法學(xué)上疾病狀態(tài)分類較為簡單，亟須投入基層醫(yī)療機構(gòu)進(jìn)行實踐應(yīng)用，以驗證該知識圖譜的適用性和實用性，根據(jù)實際應(yīng)用情況進(jìn)一步改進(jìn)。

綜上所述，健康干預(yù)相關(guān)實踐處于發(fā)展階段，以可信度高的研究證據(jù)為基礎(chǔ)開展健康干預(yù)具有極大研究價值。本研究構(gòu)建的知識圖譜以社區(qū)作為應(yīng)用場景，通過高質(zhì)量的知識來源和準(zhǔn)確完善的本體結(jié)構(gòu)保證知識圖譜中知識的質(zhì)量，通過在指南等知識源中抽取高血壓健康干預(yù)相關(guān)的實體及其關(guān)系，獲取知識三元組并對其進(jìn)行表示與存儲，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了知識圖譜可視化，可輔助醫(yī)生進(jìn)行患者健康管理決策。未來的研究將在基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)中進(jìn)一步驗證知識圖譜的實用性與適用性。

網(wǎng)址: 精準(zhǔn)健康管理視角下高血壓健康干預(yù)知識圖譜的構(gòu)建 http://www.u1s5d6.cn/newsview617801.html