摘要
近年来，脊柱侧弯患者的人数逐年增加，严重影响患者的身心健康，给患者及其家庭带来负担。脊柱侧弯矫形器能够有效的控制患者脊柱侧弯进一步发展，可以避免或延迟患者手术治疗的需要，但存在大量研究数据没有很好的利用。基于此本文对脊柱侧弯矫形器文献数据进行知识抽取，并构建知识图谱及其应用系统，整理并使用脊柱侧弯矫形器重要知识，为脊柱侧弯矫形器的智能化设计提供帮助。主要内容有以下几个方面： （1）脊柱侧弯矫形器知识抽取数据集构建。目前脊柱侧弯矫形器领域没有公开的知识抽取数据集，本文从中国知网获取相关的文献数据，对获得的文献数据进行分析，得出主要内容和设计维度。针对脊柱侧弯矫形器数据的复杂性，本文使用实体关系标注法对数据进行标注，通过数据预处理、数据标注、数据后处理等步骤得到脊柱侧弯矫形器知识抽取数据集。 （2）脊柱侧弯矫形器实体关系联合抽取模型构建。传统知识抽取模型存在长距离的实体关系抽取表现不佳的情况，针对性添加多头注意力机制，并替换综合性能更好的预训练模型。将提出的模型与传统模型在脊柱侧弯矫形器训练集中进行训练，使用验证集验证其性能。从损失值与评价标准进行综合分析。从损失值来看，随着训练次数增加，本文所构建模型损失值小于传统模型。从评价标准来看，所构建模型相较于传统模型评价标准得到一定的提升，并通过消融验证证实模型各个模块的实用性。 （3）脊柱侧弯矫形器知识图谱构建。首先根据相关知识图谱文献及脊柱侧弯矫形器数据特点，决定知识图谱构建总体框架；在总体框架的基础上经过确定领域范围、罗列主要元素等步骤构建模式层；在模式层的基础上通过知识抽取来获取脊柱侧弯矫形器的实体和关系，来构建数据层；对知识抽取的数据进行知识融合，最后选用Neo4j图数据库对脊柱侧弯矫形器知识进行存储，并进行可视化展示。 （4）脊柱侧弯矫形器知识应用系统构建。在知识抽取模型和知识图谱的基础上设计知识应用系统，从需求分析、可行性分析、功能分析三方面对应用系统进行分析。并根据分析结果设计系统框架及各功能模块。该系统主要基于Python的Flask框架，主要由知识查询模块、知识抽取模块、矫形器设计建议模块三个部分组成，最后对知识应用系统进行实现和测试。 本文通过知识抽取、知识图谱、知识应用系统等方法对脊柱侧弯矫形器数据进行整合及使用，服务于矫形器的智能化设计。
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