中医药虚拟研究院

尹爱宁崔蒙范为宇 刘静何前锋苏大明 刘岩 张黎周琳琳 贾李蓉田野 虚拟研究机构是围绕某一研究目标和研究内容，利用现代网络技术和通讯技术，将所需的研究资源及必要的组织功能跨越时空地联合在一起，优势互补，共同进行科研开发的一种新型研究组织。虚拟研究机构与传统的合作课题组相比，虽然工作方式有些相似，但比传统的课题组合作更紧密，并具备多学科参与的大型科学研究机构的功能。它不是临时性集体，完成一个课题就解散，而是根据对研究目标的共识，通过共享知识和研究条件，以真正达到有限资源的优化组合和高水平研究成果为目标而达成的长远联盟。 我国从20世纪80年代起，开始进行中医药数据库的建设。但由于多种原因，导致了数据库规模过小，中医药资源信息化程度极低。随着中医药现代化进程的需求，当中医药信息化发展需要规模化时，如何解决这种资金分散、建库无组织、研究与开发技术能力不足的状态，是实现中医药信息化、数字化首先需要解决的问题。在国家863项目的资助下，利用计算机网格技术，建立与研制中医药数据虚拟研究院，是解决上述问题的有效途径。 l 中医药虚拟研究院的建立与组织形式 如何建设互动化的虚拟环境、充分利用资源、增强研发能力、提高人员素质是我们设计的前提条件。组织并建立中医药信息数字化虚拟研究中心(简称中医药虚拟研究院)，其理念在于搭建一个“虚拟”的研究院组织框架，以中医药文献检索中心与17家分中心为基础，鼓励高校、科研院所多学科相互联系在一起，为实现中医药信息化与数字化的目标，构成协同攻关形式，建立资源共享、优势互补、风险共担、效益组合的机制。2002～2006年，本研究院共集合20余家单位，200多位科研人员，建立了中心、分中心、专题组的三级管理体系。具有人力集成虚拟化、信息网络化、研发活动并行分布化、组织结构柔性化、产权模糊化等特征。 2技术实现方法 中医药虚拟研究院的主要研究内容包括中医药数据资源的共建、数据共享以及建立基于本体论的中医药一体化语言系统等三个方面。兼顾工作与研究的双重任务，必须打造一个支撑虚拟数据中心建设的平台。在“863科学数据网格”项目(2002AAl04240)2004年滚动支持项目的资助下，我们重点构建了面向中医药领域的应用网格框架，研究集成现有中医药科技数据库群的数据库网格技术，并在该技术基础之上开发面向中医药领域的特定网格应用软件。具体包含二个平台，一项工程，即：a)支持中医药知识与数据协同共享的数据库网格平台；b)基于共享平台的中医药科学数据协同共建平台；c)支持开放式共享的中医药一体化语言系统与本体论工程。 2．1 支持中医药知识与数据协同共享的数据库网格平台 中医药数据共享平台在Globus网格平台上搭建，综合采用了RDF／XML等先进的语义技术，构建了一个能够在Internet环境下融合多个自治、异质异构的中医药数据资源，并能为用户提供一个统一的全局范围内数据检索环境的信息共享平台，以支持中医药数据库资源的共享、综合利用以及高层面向共享和应用的开发。 中医药数据共享平台是一个集Web资源的语义表达、联合语义访问与分布式检索等诸多技术的虚拟中医药多数据库资源共享平台，包括WEB虚拟数据库访问平台、全文检索、语义查询、语义注册、计费和用户管理等功能模块。 2．2基于共享平台的中医药科学数据协同共建平台 中医药科学数据协同共建平台是面向Internet、多层的、B／S结构的系统构架。采用浏览器的方式，支持分中心进行灵活的、可扩展的数据采集，分层次的数据维护以及集中式的数据监控和加工管理。设计安全可靠的集中式数据库构架，采用隔离缓冲的前后台数据库方法，提供可靠的数据安全机制。此外，还把语义网格技术引入到数据加工中，使得共建系统更易于扩展。 2．3 支持开放式共享的中医药一体化语言系统与本体论工程 在此平台上，初步建立了“中医药学语言系统”整体结构与原则、规范了术语加工标准与方法。目前，经过课题组全体人员的共同努力，采集中医药术语词40余万条，共完成了ll万中医药术语概念词条的加工与编辑工作，建立了中医药学科结构分类体系、中医药语义类型与中医药语义关联系统，展示了中医药语言的特性与概念词间的关联关系。 3 中医药虚拟研究院的主要作用 3．1利用网络空间，形成跨行业、跨部门的研究组 组织全国20余家省级中医药院校和研究院所的200多个计算机与中医药专业人员共同建设数据库与进行多种研究。实现了无障碍远程研究与项目实施，这种远程电子管理模式，超越了地域的界线，成为在线人员管理与数据管理的控制台。 3．2利用数据虚拟研究院提供的共建平台，实现大型数据库的整合与建设 利用异地远程数据共建平台，完成了中药基础数据库与中药数据仓库的数据共建。实现了图片上传、数据结构化处理、标准数据表的查询及数据筛选等多重复杂数据处理与加工编辑，实现了全国多点分布式的数据加工。参加人员根据特长，随意选择相关专业领域的数据进行加工与处理，形成了一个开放式的可自行定制的共建平台。 全国中医药信息行业的同仁，在建立数据库的同时，共同研制了中药科技数据库的技术规范、操作规程及远程管理模式；实现了在线人员监控、数据安全管理、用户权限控制；在虚拟管理控制下，建立了数据加工、初级审校与终审等不同职责管理制度。 三年内保障了中药基础、中药化学实验、中药药理实验、中医临床疾病、突发公共卫生事件、有毒中药等多种大型数据库的建设，200余人根据自己的专业随意选择加工及处理相应的数据。在统一平台上，不用考虑冲突与版本集成等问题。这种数据库建设速度，是目前国内其他中医药单位难以实现的。 3．3提供学术讨论与交流虚拟平台 在共建过程中，需要解决科研人员交流与讨论问题。本院建立了一个网上专家研讨厅系统。当专家和(或)科研人员想就某一类科研问题进行集体讨论时，网上专家研讨厅系统可按需求召集相关领域的专家和科研人员，提供网上协作环境和沟通平台，为参与人员提供循环渐进式的讨论模式和过程控制，不断汇集和总结专家意见，直至形成最终的总结或汇报。实现了快速与集中解决问题，避免了传统开会与召集人员等诸多不便，同时大家可以就某个专题集中并充分发表意见。 3．4对科研课题落实与任务实施进行管理 分专题建立了中医药学科学数据协同共建项目管理系统，对每一个中医药学数据库的建立目的、项目概括、建设过程、参与人员、数据服务、质量控制等协同共建活动提供全程配置和监控手段，为中医药学科学数据的数据整合和协同共建提供了直观透明的管理和监督服务。每个成员的工作任务与评价均由刚二统一发布，改变了人为考核的失真性，是科研课题量化考核的基础。 3．5提高研发单位及人员水平 通过本项目的研究开发，课题组成员的自主创新能力得到了显著提高。在基础软件平台建设方面，课题组围绕网格技术和语义技术，积累了丰富的经验，并实现了某些技术创新，若干关键的技术环节已经得到国际认可(在2005年的Globus World国际会议上得到了网络之父IanFoster认可，并引起了来自美国、德国、英国、意大利、俄罗斯、日本等国家的研究人员的关注)。另外，课题组以中医药学科应用为出发点，从应用理念、应用模式和应用软件等多方面入手，开展了多种形式的应用创新。 同时，在虚拟研究院中，集合并培养了全国的中医药信息人员，使20多家单位站到了同一起跑线上。目前，所有数据共建人员和数据共享人员均利用同样的技术，同样的应用程序，进行数据加工与课题研究。分布于全国不同省市与地区的专业人员，无论研发条件与能力如何，都学习和掌握了最新的技术，并利用中医药虚拟研究院提供的大型计算机设备与网络环境，进行科学研究。 3．6共享科研成果 虚拟研究院的组成成员可以共享数据库，按照研究院的共享机制，可以获取共享的数据。如上海中医药大学信息中心在SARS流行期间，利用共享数据，提供了一系列有价值的疾病控制报告。 同时，在共享平台上，根据《医药卫生元数据标准》，结合中医药学科学数据的特征，依照《中医药学数据库资源的元数据目录》、《中医药学数据集分级分类办法》建立了50多个中医药学数据库的中医药学科学数据资源元数据目录和查询系统，为所有共享用户提供现有中医药学科学数据集的元数据描述、浏览和查询，让用户可以直观地浏览查找和定位其所感兴趣的数据库或数据资源。 4结语 中医药虚拟研究院的建立成功地实现了以较低成本和较高效率集成多个数据库，在全国范围内组织与集中行业力量(人力、设备、资源、经费)，共同实现与完成某个主体项目研究的目标。从应用层面，为中医药科技数据库群的整合与应用提供了必要的基础条件平台，2004～2006年内完成的数据扩充量是1984～2003年累积数据总量的20倍，加工人员从lO人发展为200余人。从技术层面，针对本项目实现的若干网格软件和核心技术具有较大的通用性，亦具有向其他领域推广的市场价值，从而可以通过计算机网络把不同国家、不同地区的中医药相关研究人员组织起来，形成庞大的研究群体，在世界范围内吸纳人力资源、物质资源和学术成果。 希望在不久的将来，利用本平台与工程的优势，有效扩充中医药虚拟研究院的业务，加入信息分析、情报研究、基础科学研究、临床研究与项目开发等多项内容，吸纳并集中全国乃至世界大科学、多学科优势，实现中医药的现代化发展。

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