基于语义的医学领域前沿知识发现及演化机制研究

There are some problems in the current research of frontiers discovery and evolution about knowledge，including lack for describing the characteristics of cutting-edge knowledge in medical field, The methods purely statistics and clustering based to reveal microscopic structure of the knowledge and evolution of the process are not complete and accurate. In this study, we analyze the existing frontiers of knowledge in the medical field firstly, and describe the characteristic of frontiers of knowledge from the point of quantitative and qualitative view. Based on this, combining the mature semantic network tools in medical field, we apply some methods and tools which are outstanding practice in bibliometrics and data mining. Besides, life-cycle analysis, dissemination theory of knowledge, system dynamics theory are used to build the forefront knowledge discovery mechanism in the medical field. We take he frontiers as research object, analyze the elements of the frontiers by semantic network tools, and build the structure model of the knowledge. Then, the laws of the knowledge evolution and the mechanism of spread, conversion, derivative and coupling between secondary knowledge and derivative knowledge are explored,Afterword, the evolution model of cutting-edge knowledge is structured. Finally, the empirical analysis and expert advice are used on the model validation improvement.

本课题针对目前的前沿知识发现和演化研究中缺乏针对医学领域前沿知识的特征描述、基于单纯的统计和聚类方法无法完整准确揭示微观知识结构和演化进程等问题进行研究。首先对医学领域已有的前沿知识结构进行分析，并从定量和定性的角度进行前沿知识的特征描述。在此基础上，结合医学领域成熟的语义网络工具，使用文献计量学和数据挖掘等方法和工具，以及生命周期分析、知识传播 、系统动力学等理论，研究医学领域前沿知识发现机制。以发现的前沿知识为研究对象，利用语义网络工具分析前沿知识的构成要素，建立知识的结构模型。从时间序列上研究知识在生命周期中的演化规律，以及其次生、衍生知识之间蔓延、转换、衍生和耦合的机理，构建前沿知识的演化模型。最后通过实证分析以及专家咨询对模型进行验证和完善。

本研究针对科技文献领域前沿知识发现和演化研究中缺乏前沿知识的特征描述，且无法完整准确揭示微观知识结构和演化趋势等问题进行研究。首先定性分析前沿知识特征，利用系统综述法对前沿知识特征进行梳理，得到时间上的新颖性、内容上的创新性、学科交叉性、高关注度四个前沿知识的主要特征；其次，结合文献数据特点，给出每个特征的计算方法，其中，根据医学领域特色，设计了基于MeSH词表的语义相似度计算方法，用以识别前沿知识的创新性特征。利用医学领域实例确定特征计算权重，实验表明，本研究所提前沿知识发现方法具有可行性与有效性；再次，对知识演化类型进行定义，结合生命周期理论，综合运用知识关联与核心知识筛选方法遴选不同生命周期阶段知识的演化路径，从而得到演化类型，进一步描述前沿知识在时间序列上的变化情况；最后，在知识结构要素分析的基础上，利用医学语义网络资源，抽取并筛选知识内语义关系。根据语义类型分类，构建前沿知识内部疾病-基因、疾病-蛋白等关键知识结构图。通过实验验证所提方法的科学性、可行性和有效性。本研究对今后医学领域前沿知识发现与演化研究、知识结构构建等具有良好的理论与实践参考价值。