온톨로지(ONTOLOGY)로 본 한의학 한의약

 톨로지란, 사람들이 세상에 대하여 보고 듣고 느끼고 생각하는 것에 대하여 서로 간의 토론을 통하여 합의를 이룬 바를 개념적이고 컴퓨터에서 다룰 수 있는 형태로 표현한 모델로, 개념의 타입이나 사용상의 제약조건들을 명시적으로 정의한 기술을 말합니다. 언어로 표현된 개념 간 연관 관계 지식이 드러나는 망을 뜻합니다. 온톨로지를 통한 개념 간의 분석은, 정보시스템의 대상이 되는 자원의 개념을 명확하게 정의하고 상세하게 기술하여 보다 정확한 정보를 찾을 수 있도록 하는데 도움을 주는 한편, 용어와 용어 사이의 관계를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 정의한 것으로 지식을 공유하고 새로운 지식이 추가되었을 경우 기존 지식과의 연계를 유연하게 할 수 있는 장점을 제공합니다.

 

 현재, 한국한의학연구원(KIOM)에서는 약재, 처방, 병증, 경혈, 침구를 중심으로 한의학 지식을 모델링하고 OWL형태(관계들 간의 hierarchy, 관계 인스턴스 내에서의 논리적 제약조건 등을 포함한 언어)의 온톨로지로 구축한 한의학 온톨로지가 연구되고 있습니다. 온톨로지는 정보를 저장하고 이용하는데 좋은 도구이며 또한 온톨로지 내 지식 간의 연계를 통해서 다양한 새로운 지식을 추론하기 좋은 도구로 활용됩니다.

 최근, 의미 단위 분해를 통한 주치와 병증 용어 연계 연구라는 온톨로지 관련 한국한의학연구원의 논문을 읽게 되어, 이를 간략하게 요약하고 여러분께 소개해봅니다.

 

 한의학 지식의 경우 관련 문헌들에서 대부분 한자로 기록되어 있고, 의학 용어이므로 사용되는 용어 체계가 방대하며, 오랜 세월 경험적 지식이 추가 되는 형태로 지식이 계승되어 왔기 때문에 기술된 용어가 상당히 복잡한 특징을 지닙니다. 이러한 지식을 온톨로지와 같은 IT기술을 기반으로 데이터베이스화 하고 실용화 시스템이 구성된다면, 우리는 훨씬 쉽게 한의학에 대해서 이해하고 심층적인 해석이 가능하게 되어 추가적인 발전 반경 또한 넓어지리라 예상됩니다.

 

 우선은 직관적인 이해지식을 분해하고 구조화하는 과정이 선행됩니다. 문헌 내 주치 정보를 의미단위로 정제, 분해하고 각각 하위 세부 개념으로 분석하면, 주치 정보를 가지는 약재, 처방 온톨로지와 이와 관련된 병, 증상 온톨로지의 연계율을 높일 수 있어 서적에서 각 병의 치방(治方)으로 명세 되어있지 않은 약재, 처방 정보에 대해 확장 지식을 얻을 수 있는 것을 목표로 합니다.

 

 약재와 처방의 주치용어는 한국한의학연구원에서 구축한 약재 온톨로지와 처방 온톨로지 내의 데이터 : 약재 데이터 총 1744, 처방 데이터 총 3879건을 수집·활용하여 약재와 처방의 주치용어를 각각 주치 건당 정제를 거친 후 중복된 문자열을 제거하고 난 총 6067건의 용어에 대하여 최소 의미단위로 분해하였으며, 분해 결과 중 약재와 처방의 치료대상인 병, 증상, 변증명 등의 병증용어 그룹을 한의학연구원에서 구축한 온톨로지에 적용하여 주치용어의 분해 전과 분해후의 약재, 처방과 병증간의 연계율을 살펴보았습니다.

 

 주치(主治)용어의 경우 주치병증에 대한 내용이 주를 이루지만, 治心肺氣不足(치심폐기부족) 咳嗽喘促(해수천촉) 肢體痿弱(지체위약) 脚軟眼黑(각연안흑) 津液枯固(진액고고) 또는 治少陽病(치소양병) 半表半裏(반표반리) 往來寒熱(왕래한열) 能和其內熱(능화기내열) 解其外邪(해기외사) 傷寒方之(상한방지) 王道也(왕도야)에서 볼 수 있듯이 주치정보 내에 병, 증상, 병인, 병기, 효능, 치법 용어 등을 다양하게 포함하고 있고, 문자열이 같더라도 문맥에 따라, 혹은 데이터의 활용용도에 따라 최소의미단위의 해석이 다를 수 있으므로, 전문가의 합의에 기반 한 객관적인 용어 분해 결과를 얻기 위해, 다수 전문가가 서로의 분해 결과를 상호 참조, 검증하면서 동시에 작업할 수 있도록 웹기반의 용어분해 지원 시스템을 개발하여 사용하였습니다.

 

 온톨로지를 시각화하여 보여주는 gruff 프로그램을 사용하여 구체적으로 살펴보면, 위 그림은 菊花茶調散(국화다조산), 牛黃淸心元(우황청심원) 등의 처방의 주치인 頭目眩暈(두목현훈)頭目(두목) 眩暈(현훈)을 수반 증상으로 갖는 병증인 肝腎不足振顫(간신부족진전), 痰濕內阻痞滿(담습내조비만)太陽水氣上逆證(태양수기상역증)과의 연결을 보여줍니다. 이는 본 연구 결과를 적용하기 전의 원서적의 내용 그대로 구축한 데이터이므로 주치와 수반증상 중에 頭目眩暈(두목현훈)으로 문자열이 일치하는 경우에 대해서만 연계가 가능하여, 주치 頭目眩暈(두목현훈)은 증상 頭目眩暈(두목현훈)과의 단 1건의 path만 존재하며 증상 頭目眩暈(두목현훈)은 이를 수반증상으로 갖는 세 개의 병증과 연결되어 있습니다. 각 노드의 DI, PA, SY, TT, FO, MM은 각각 병(disease), 변증(pattern), 증상(symptom), 주치(treatment target), 처방(formula), 약재(Medicinal material)을 구분하기 위한 온톨로지 내 클래스 식별자를 의미합니다.

 

 복합용어인 주치 頭目眩暈(두목현훈)頭暈(두훈), 目眩(목현)으로 분해 한 후 관련 병증을 연계한 것입니다.

  

 주치분해는 주치용어와 병, 변증, 증상용어 등과 1차적인 연계를 증가시킬 뿐만 아니라 확장 연계된 병증과 그에 따른 정보들이 2차적으로 연계됨으로써 path 및 노드들이 증가하게 되어, 지식확장 및 이를 통한 추론 기반으로의 활용이 가능합니다.

 

 주치분해를 통한 최소의미단위를 적용한 것으로, 증상 요통과 문자열 단순 일치만으로는 검색이 되지 않았던 腰脚冷痛(요각냉통), 腰膝疼痛(요슬동통), 腰背痛(요배통) 등의 11개의 주치와 추가 연계되었으며, 이 주치들을 갖는 약재 및 처방들과 확장 연계될 수 있으므로, 증상 요통은 직접 명세 되어있는 치방(治方) 외에 온톨로지간 연계를 통한 주치 요통을 갖는 처방과 약재뿐만 아니라, 복합의미의 관련 주치를 갖는 약재 및 처방군이 확장 연계되어 증상 요통에 추가로 고려되어 질 수 있는 약재처방 지식이 물리적으로 확장됨을 알 수 있습니다.

 

 결과적으로, 논문은 5434건의 한의학적 약재·주치 최소의미단위 개념 용어를 분해 및 파악하였고 분석 결과를 한국한의학연구원에서 구축 중인 온톨로지에 적용한 결과, 병증 온톨로지 내의 병, 변증, 수반증상과 약재, 처방 온톨로지의 주치 간의 분해 전 592건이던 연계건수가, 분해 후 4453건이 되어 연계된 정보의 양이 1차적으로 증가하였습니다. 또한, 주치와 병증용어가 추가 연계됨으로써 2차적으로 확장 연계되는 노드의 수가 증가함에 따라 문헌에서 명세 되어있지 않은 지식확장 및 새로운 지식 추론이 발생되었습니다.

 온톨로지가 한의학의 이해 반경이 넓어지는 새로운 방법론적 도구로 유용하게 이용될 수 있다는 가능성이, 이번 논문으로 확인됩니다.

 

 

  참 고 문 헌

 

GRUBER, Tom; ONTOLOGY, In Ling Liu; ÖZSU, M. Tamer. Encyclopedia of database systems. Ontology, 2009.

김안나, et al. 의미 단위 분해를 통한 주치와 병증 용어 연계 연구.

김안나, et al. 용어분해 지원도구를 활용한 약재· 처방 주치 분해 연구. 대한생리병리학회지 (대한동의병리학회), 2013, 27.4: 362-366.

한국한의학연구원 ( www.kiom.re.kr )


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  • 키키의 24시간 : 모바일 어플리케이션 한의 진료 2014-11-08 19:48:22 #

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덧글

  • SvaraDeva 2014/11/01 07:33 #

    온톨로지를 한의학에 적용했다니 정말 참신하네요. 의미있는 접근이라고 생각합니다. 논문 작성하신 분이 여자인 것 같아 생각이 나는데...
    저저번주에 한의학연구원에 갔었는데, 여자부장님들이 많아서 깜짝놀랐습니다. 특이한 출연연 분위기 였어요.
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