[發(fā)明專利]一種應(yīng)用異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011289619.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN112271001B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁小丹;唐鑒恒;劉文閣;許琳;林倞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H80/00
• 分類號(hào): G16H80/00;G06F16/332;G06F16/33;G06F16/36;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州藍(lán)晟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44452
• 代理人: 欒洋洋

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：對(duì)話歷史編碼模塊，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)對(duì)話歷史進(jìn)行分層編碼，得到每個(gè)語句和整個(gè)對(duì)話歷史的特征向量表示；醫(yī)學(xué)實(shí)體預(yù)測(cè)模塊，根據(jù)醫(yī)療知識(shí)圖譜和對(duì)話歷史，構(gòu)建包含醫(yī)學(xué)實(shí)體節(jié)點(diǎn)和語句信息節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)圖，根據(jù)得到的編碼向量初始化異構(gòu)圖中的語句信息節(jié)點(diǎn)，使用圖注意力網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前信息傳播至異構(gòu)圖上相關(guān)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而預(yù)測(cè)下一輪對(duì)話中醫(yī)生可能會(huì)詢問的癥狀或疾病實(shí)體；圖引導(dǎo)對(duì)話生成模塊，根據(jù)對(duì)話的當(dāng)前狀態(tài)和異構(gòu)圖推理結(jié)果，動(dòng)態(tài)選擇生成來自普通對(duì)話詞表中的單詞，或使用異構(gòu)圖相關(guān)節(jié)點(diǎn)的醫(yī)學(xué)實(shí)體表達(dá)，從而生成更精準(zhǔn)有效并包含專業(yè)術(shù)語的回復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

看病難一直是我國醫(yī)療體系最突出的問題。隨著大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們開始通過搜索引擎，線上問診等方式來完成疾病的初步診斷。然而，搜索引擎只能搜索到相似病例的問答結(jié)果，由于用戶缺乏醫(yī)學(xué)常識(shí)和判斷能力，這些帶有偏差的結(jié)果往往會(huì)帶來錯(cuò)誤的認(rèn)知。另一方面，線上醫(yī)療問診存在溝通效率低下，收費(fèi)高，醫(yī)生質(zhì)量不齊等諸多問題，用戶難以得到滿意的診斷結(jié)果。因此，構(gòu)建一個(gè)提供醫(yī)療咨詢服務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)，通過主動(dòng)與用戶交互收集患者的具體情況，并自動(dòng)作出初步診斷和給予相關(guān)建議，是亟待解決的一個(gè)需求。

近年來，對(duì)話系統(tǒng)作為一種新型的下一代人機(jī)交互方式取得了顯著的發(fā)展，對(duì)話助手逐漸走向商用，例如微軟小冰，蘋果Siri等。對(duì)話系統(tǒng)是自然語言處理的一個(gè)重要領(lǐng)域，其可以分為閑聊型對(duì)話系統(tǒng)和任務(wù)型對(duì)話系統(tǒng)。閑聊型對(duì)話系統(tǒng)主要與用戶進(jìn)行沒有特定主體的聊天，而任務(wù)型對(duì)話系統(tǒng)的主要作用是計(jì)算機(jī)程序通過與用戶之間的交互，幫助用戶完成特定的任務(wù)，比如電影院訂票、餐廳訂票、在線購物等等。醫(yī)療問診對(duì)話系統(tǒng)本質(zhì)是一個(gè)任務(wù)型的對(duì)話系統(tǒng)。

醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)的主要任務(wù)是：根據(jù)用戶的病情陳述，系統(tǒng)通過與用戶的對(duì)話獲得診斷所需要的癥狀信息，然后自動(dòng)地給出初步的診斷意見，并提供相關(guān)建議。這能夠有效的簡(jiǎn)化問診流程，減少醫(yī)生與病人溝通，從病人處收集信息的時(shí)間成本。目前很少有構(gòu)建完整的端到端醫(yī)療對(duì)話系統(tǒng)的研究，特別是自動(dòng)生成類似醫(yī)生的專業(yè)回答的相關(guān)研究幾乎無人涉及。現(xiàn)有的系統(tǒng)缺乏與病人的動(dòng)態(tài)交互，以及引導(dǎo)病人對(duì)自身的情況作出更多描述。一般在線下醫(yī)生的就診過程中，病人自己所陳述的癥狀往往只是一小部分，要做出診斷往往還需要醫(yī)生的主動(dòng)引導(dǎo)。醫(yī)生首先會(huì)推測(cè)一種疾病，然后詢問該病人是否體現(xiàn)了這種病的其他癥狀，從而幫助進(jìn)行更加準(zhǔn)確的診斷。在這種情況下，就需要醫(yī)療對(duì)話系統(tǒng)結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)，推理出所有可能涉及到的潛在癥狀，并且根據(jù)推理結(jié)果生成類似醫(yī)生的語句，來與病人交互獲取的更多信息。當(dāng)系統(tǒng)獲得到足夠多有價(jià)值的信息時(shí)，能夠進(jìn)一步做出盡可能準(zhǔn)確的疾病診斷，給出恰當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)建議。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種應(yīng)用異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)一種具有良好拓展性、實(shí)用性強(qiáng)，具有主動(dòng)引導(dǎo)功能且基于醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理的醫(yī)療問診技術(shù)。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種應(yīng)用異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療咨詢對(duì)話系統(tǒng)，包括：

對(duì)話歷史編碼模塊，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)對(duì)話歷史進(jìn)行分層編碼，得到每個(gè)語句和整個(gè)對(duì)話歷史的特征向量表示；

醫(yī)學(xué)實(shí)體預(yù)測(cè)模塊，首先根據(jù)醫(yī)療知識(shí)圖譜和對(duì)話歷史信息，構(gòu)建包含醫(yī)學(xué)實(shí)體節(jié)點(diǎn)和語句信息節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)圖。然后根據(jù)所述對(duì)話歷史編碼模塊中得到的編碼向量初始化異構(gòu)圖中的語句信息節(jié)點(diǎn)，使用圖注意力網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前信息傳播至異構(gòu)圖上相關(guān)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而預(yù)測(cè)下一輪對(duì)話中醫(yī)生可能會(huì)詢問的癥狀或疾病實(shí)體；

圖引導(dǎo)對(duì)話生成模塊，采用指針生成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)對(duì)話的當(dāng)前狀態(tài)和異構(gòu)圖推理的結(jié)果，動(dòng)態(tài)選擇生成來自普通對(duì)話詞表中的單詞，或者使用異構(gòu)圖相關(guān)節(jié)點(diǎn)的醫(yī)學(xué)實(shí)體表達(dá)，從而生成更精準(zhǔn)有效并且包含專業(yè)術(shù)語的回復(fù)，提高智能問診的效率和準(zhǔn)確率。