中药量子信息素材数据库系统的设计与实现

摘要：本文以目前中药信息素材的现状为出发点，分析和研究了国内外现有中药信息及相关信息数据库系统，探讨了如何对中药信息素材进行“量子化”处理，以及对中药量子信息素材数据库系统进行系统设计与实现。关键词：中药量子信息素材；数据库系统；系统设计；页面实现doi： 10.3969/j.issn.2095-5707.2014.02.002The Design and Implementation of Traditional Chinese Medicine Quantum Information Material Database SystemXiao Fenfen， Zhang Xinyou*， Luo Shanshui， Li Weiwei（Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine， Nanchang Jiangxi 330004， China）Abstract： Based on the current situation of Traditional Chinese Medicine （TCM） information materials， this article analyzed and researched the existing domestic and foreign Chinese medicine information and related information database system， discussed the Quantization of TCM information materials， designed and implemented TCM quantum information materials database system.Key words： TCM quantum information materials； database system； system design； page implementation 中医药学是我国宝贵的文化遗产，随着中医药在长期实践中的应用以及中药现代进程的不断推进，中药信息素材呈指数递增趋势。由于中药本身的复杂性和临床应用的广泛性，以及在中药现代化的进程中对中药信息的不断挖掘，发现其潜在的中药信息素材具有多学科的相互交融，这些现象均造成了中药信息素材存在着分散性和模糊不确定性，本研究是将这些海量的数据通过分析、整理、量子化处理、补充和完善，使原来内涵比较庞杂的中药信息解析成若干个具有独立概念的“量子”，并将这些所谓的“量子”中药信息存入特定的数据库系统，将先进的智能技术、计算机技术、网络技术与浩如烟海的中药信息有机地结合起来，按照科学研究、教学和决策等的需要，建成一套具有大量中药信息支持的中药量子信息计算机管理系统，这将对促进中医药信息资源的开发、利用基金项目：江西省卫生厅中医药科研计划项目（2010A008）；江西省研究生创新专项资金项目（YC2012-S105）；江西中医学院研究生教育创新计划立项项目（JZYC11B05）第一作者：肖芬芬，硕士研究生，研究方向：中药信息资源管理。E-mail： *通讯作者：章新友，教授，研究方向：计算机应用与中药信息资源管理。E-mail： xinyouzhang@ 和共享，加快中医药信息化的建设，实现中医药现代化等具有十分重要的现实意义。1 国内外中药数据库的现状分析中药数据库是现代信息技术在医药领域中的应用，在当前的信息化建设中，将中药信息进行科学系统的管理，使用户能更高效地掌握或者搜索自己所需要的知识。也就是说管理信息系统（Management Information Systems，MIS）正深入到医药行业中，它为信息化的建设提供了有力的理论和技术支持。至20世纪末以来，国内外相继建立了大量的中药信息数据库以及天然产物的数据库。在国内建立的中药数据库有中国中医科学院中医药信息研究所的中国中药数据库、中国中药化学成分数据库、民族医药（包括藏药、蒙药、维吾尔药、苗药、傣药、瑶药）数据库等，中国中医科学院中药研究所的中草药数据库、中医药成果数据库、全国中药材资源普查资料数据库等[1-2]。还有近期的维吾尔医常用药材及新疆特有植物化合物样品数据库，它收集和整理了众多维医药现代和古秘方文献，以数字化形式系统地记载了常用维药药材的特征、不同部位的提取物制备方法。在国外，有美国化学文摘数据库、美国伊利诺伊大学的植物药化学库、韩国汉城大学的天然药物数据库等[3]。以上数据库均可在网络上检索使用。还有很多都是自建自用的，其联合建库的少，专题数据库比较多，缺乏一定的统一性、规范性、兼容性[4-6]。本课题将以2010年版《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）为蓝本，以国内外权威著作为数据源，利用计算机技术将原始数据进行“量子化”分析处理，提高信息获取效率，有助于从中挖掘出有用信息和未曾被人发现的隐含信息。通过对现有数据库进行整理，对中药信息素材数据库进行系统设计。2 中药信息素材的“量子化”处理方法数据库是知识发现的基础工程，要获得高信息含量、有用的知识，必须要更好地处理数据，理想情况是原始数据为不含噪音的数据。建立良好的中药量子信息素材数据库系统，实现数字化、智能化的科学管理，要求我们首先将中药信息素材进行“量子化”处理。中药信息素材“量子化”是指通过合理地分析、整理，将中药信息素材原始数据细化成由若干汉字或者数字组成的不可再行细分的、并且具有相对独立内涵及排他作用的最小信息单位[7-10]。中药的“五味”经“量子化”后被解析为甘、辛、咸、淡、涩、苦、微苦、酸、微酸9个“量子”。在中药炮制中，根据不同中药饮片所采用的炮制方法，进行分类与分析，分为清炒、麸炒、米炒、土炒、砂炒、蛤粉炒、滑石粉炒、炒炭、酒炙、醋炙、盐炙、姜炙、蜜炙、油炙、煅炭、明煅、淬煅、蒸、煮、炖、煨21个“量子”。通过将原始数据进行“量子化”处理，不仅使中药信息素材具有独立性、排他性，更是为中药数据的挖掘奠定良好的基础。这些不可再分的数据经处理后，可转换成一组可供计算机识别、计算的代码即“数字”后，计算机即可对这些“量子”进行“数字化”处理[7]。3 系统整体设计和开发工具的选择在系统设计中，我们选用了比较先进的系统开发工具，来适应对系统需求关系的梳理、细化与分割，达到条理清晰、易于编程、便于检测、方便扩充功能等要求。本系统是在微软Windows 8操作系统下，采用Microsoft SQL Sever 2012并应用Dephi和Visual Basic（VB）进行开发的。Microsoft Visual Studio 2012是目前比较流行、全面高效的专业开发系统，针对不同的开发人员，它提供了不同的版本，旨在帮助软件开发人员更好地应对一些比较复杂的挑战，并且创建新的解决方案，可以减少在关键任务环境中的平静修复时间（MTTR），增加团队生产力。Visual Studio的目的是改进开发流程，帮助人们更轻松地实现突破、获得更令人满意的结果，它能够提高工作效率，从单一集成开发环境（Integrated Develop- ment Environment，简称IDE）中的高效代码编辑器、IntelliSense、向导和多种编码语言，到Microsoft®； Visual Studio®； Team System中的高端应用程序生命周期管理 （Application Lifecycle Management，简称ALM）产品。

数据库则采用SQL Server 2012，可帮助处理每年大量数据的增长，相对于其它版本，它具备可伸缩性、更加可靠以及前所未有的高性能，可提供一个非常便于使用的数据库平台，并且能使应用的部署和维护、数据的管理和备份得到简化，这样管理数据及用户访问更加容易。4 系统设计与实现4.1 系统网络架构设计本系统采用了分布式多层结构。第一层是客户层，客户通过使用Graphical User Interface（GUI）可以与应用程序进行交互；第二层是中间层，通常由一个或多个应用服务器组成，应用服务器处理客户的请求，然后将结果返回客户层；第三层为数据层，是维护、更新、驻留业务数据的地方，在处理业务数据时，可以通过中间层访问数据层。通过采用多层结构，将数据库操作和事务管理转移到中间层中处理，可以避免在WEB应用程序中进行直接操作和事务管理。 系统结构如图1所示。本系统运行在Windows平台环境中，选用Component Object Model/Microsoft Distributed Component Object Model（COM/DCOM）为实现系统的标准。采用Microsoft的COM/DCOM标准设计系统时，我们不需要考虑兼容性问题，而且系统会很稳定。把多数据库系统与COM/DCOM结合起来，将分布式组件对象技术引入多数据库系统中，一定程度上提高系统的可管理性、可维护性、可伸缩性和可集成性等，使中药量子信息素材数据库系统的开发、使用和维护都变得简单。4.2 系统模块组成与功能4.2.1 系统总功能的设计 中药量子信息素材数据库系统主要由八个模块组成，包括中药基本信息模块、中药鉴定模块、中药炮制模块、配伍应用模块、中药现代研究模块、中医药文献模块、中药市场模块、留言本模块，如图2所示。图2 中药量子信息素材数据库系统总体功能模块图4.2.2 系统模块详细功能 8个系统模块功能各异。①中药基本信息模块。本模块提供中药的基本信息，包括中药的名称、拉丁名称、别名、药性、药效、主治功能等信息；与中药治病本源有关的信息素材，如药理、临床、专家论述等信息。以《中国药典》为蓝本，中医药典籍为依据，对由多个汉字组合而成的大文本复杂数据或图片进行量子化处理，有利于将纷繁复杂的中药信息处理成简洁、有效的信息单位，在一定程度上解决了信息量大、数据复杂不易处理的困境，提高了中药数据库的智能化水平。②中药鉴定模块。本模块主要包括了中药的来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定以及其他方法。来源鉴定包含中药材原植物的图片、中药材植物形态、核对标本、核对文献；性状鉴定包含药材的性状、大小、颜色、表面特征、气味等；显微鉴定包括组织结构、细胞内含物、细胞壁性质等；理化鉴定包括一般常数的测定、一般的理化鉴别等信息素材。用户可以通过该模块辨别中药材的真伪。③中药炮制模块。该模块主要包含了中药炮制方法、炮制目的、炮制对中药化学成分的影响，以及炮制品的质量要求和药材的贮藏条件等信息。可以收录或提供药名、炮制品名、炮制历史、炮制方法、炮制意义、饮片性状、储藏方法、炮制研究等各个方面的数据。若暂无某项目的古今资料，待有新的发现后可随时增补。④配伍应用模块。用户在此模块可以查找到中成药、组方、处方来源、功能禁忌等。⑤中药现代研究模块。本模块包括生物技术、现代药理与毒性研究、引种栽培、中药化学成分分析及其图谱等。⑥中医药文献模块。本模块包括中文文献、外文文献两部分，用户可以通过此模块查询到有关中药的典籍及文献。⑦中药市场模块。本模块包括中药材市场、中成药市场、中医药法规三个部分，用户可以检索到中药、中成药的价格变化、生产地点和厂家、管理等信息。⑧留言本模块。本模块主要用于用户留言，提供用户与管理员之间的交流通道。进入此模块，必须进行注册。本数据库系统具有维护更新功能，系统管理人员可以随时对数据进行添加、更新、删除工作，以确保中药量子信息素材数据的准确性、完整性、新颖性。4.3 系统页面的设计与实现4.3.1 系统首页的设计与实现 在中药量子信息素材数据库系统首页及子系统界面颜色的设计中，为体现出我国中药的韵味，本系统主要采用了淡绿色、白色的搭配，图片上采用了银杏叶、人参花等中药原植物等素材，充分体现了本系统的主题是中药。系统前台页面的首页也就是一级页面，是每一个用户均可浏览查看的界面，主要包括：简单搜索栏、网站介绍、登录口、友情链接栏，通过首页上方的导航可分别进入中药基本信息、中药鉴定、中药炮制和中药现代研究等页面。系统前台总页面如图3所示。 图3 中药量子信息素材数据库系统前台主页面 4.3.2 系统后台页面的设计与实现 针对中药量子信息素材数据库系统功能模块的设计，为了能够更好地实现系统管理，经过权限设定分为系统管理员和普通会员，普通会员经登录后可以实现查看信息及留言等功能。后台页面功能主要是针对系统管理员，系统管理员可以对普通会员、通知通告、中药信息数据库等进行新增、修改、删除等系列管理。系统后台功能逻辑如图4所示。图4 中药量子信息素材数据库系统后台功能逻辑图通过分析、整理中药量子信息素材数据库系统的整体功能，我们实现了系统后台管理，系统后台页面如图5所示。 图5 中药量子信息素材数据库系统后台管理页面5 总结中药信息素材的量子化处理，大大提高了计算机的处理效率，为中药的信息化、数字化做准备，加速了“数字化”进程，为知识发现奠定了基础。随着计算机技术的进步，中药数据库系统也在不断更新完善，并在科研中发挥重要的作用。本课题旨在建立与完善中药素材基本量子数据库系统，但是应该看到，这类数据库的建设水平也有待提高，中药数据库的设计思想也值得深入探讨。同时，伴随着中药信息素材数量的不断增长，将量子化技术应用于中药信息素材的分析、加工和整理，虽然可以使一些复杂的中药数据简洁化、精确化和规范化，但同时也带来了中药信息素材损失率增加的情况。将中药量子化技术与中药全文检索技术相结合，可在一定程度上解决该问题。我们相信，随着科学技术的不断进步和研究方法的日益创新，中药的现代化和国际化进程将逐步加快。最诚挚地感谢江西中医药大学研究生院柯瑜及其他老师们，在申报、开展创新课题及撰写论文期间，给予我耐心的指导和真诚的帮助；并定期组织座谈会及交流会，保证了更好地完成课题、论文。参考文献[1]万仁甫，徐伟亚.中药数据库的现状及发展趋势探讨[J].中国药房，2006，17（10）：794-796.[2]彭勇，党毅，梁少伟，等.国内医药信息数据库简介[J].中国中医药信息杂志，1999，6（1）：73-75.[3]陈峰，崔蒙.中药信息系统建立初探[J].中草药，2000， 31（11）：81-83.[4]吴锦屏，简云江.中国自建医药数据库现状分析及对策探讨[J].卫生软科学，2001，15（6）：52-56. [5]方晓阳，朱江，梅军，等.中药信息系统的设计与实现[J].中草药，2001，32（9）：860-861.[6]顾东蕾.浅议网络环境下的中医药学古籍文献资源共

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