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华为云苏嘉 融合预训练模型与知识图谱,构建新一代医疗推理信息系统集成服务

华为云苏嘉 融合预训练模型与知识图谱,构建新一代医疗推理信息系统集成服务

随着人工智能技术在医疗领域的深度渗透,如何有效整合前沿算法与领域知识,构建精准、可解释、可落地的智能系统,成为行业的核心挑战。华为云医疗智能体(EIHealth)团队的技术专家苏嘉及其团队,在这一方向上进行了深入探索与实践,提出了整合大规模预训练语言模型与医疗知识图谱的创新路径,以打造新一代的医疗推理与信息系统集成服务。

一、 技术融合的核心价值:能力互补

传统医疗AI系统往往面临两大瓶颈:

  1. 数据稀疏与冷启动问题:高质量的标注医疗数据稀缺且获取成本高,限制了监督学习模型的性能上限。
  2. 缺乏深度推理与可解释性:纯粹的统计模型虽在模式识别上表现出色,但难以进行符合医学逻辑的因果推理,其“黑箱”特性也让临床医生难以信任。

苏嘉团队提出的融合方案,正是为了破解这些难题:

  • 预训练语言模型(如盘古NLP大模型):通过海量无标注文本(医学文献、电子病历等)进行预训练,吸收了丰富的医学语言模式与事实知识,具备强大的语义理解与生成能力,能有效应对数据稀疏问题,并作为通用的医学信息处理基座。
  • 医疗知识图谱:将结构化的医学知识(疾病、症状、药品、检查、基因、诊疗路径等)以及它们之间的复杂关系(导致、治疗、禁忌等)以图的形式进行系统化表征。它提供了准确的领域先验知识、明确的逻辑关系,是支撑深度推理与保证结果可解释性的基石。

二者的结合,实现了 “隐式知识”与“显式知识”“数据驱动”与“知识驱动” 的优势互补,让系统既拥有大模型的泛化与语言能力,又具备图谱的精准与推理能力。

二、 整合架构与关键技术

苏嘉在分享中阐述了华为云实践中的典型整合架构:

  1. 协同的表示学习
  • 将知识图谱中的实体、关系信息注入预训练模型的微调过程,使模型在理解文本时,能同时激活并关联图谱中的结构化知识。例如,在模型编码时,除了文本Token,也引入对应实体的嵌入表示。
  • 利用预训练模型强大的上下文表征能力,反过来对知识图谱进行补全与质量提升,发现潜在的新关系或纠错。
  1. “模型+图谱”的混合推理引擎
  • 检索增强:当预训练模型接到一个查询(如“患者咳嗽、发热三天,可能是什么原因?”),首先从知识图谱中检索出相关的实体和子图(涉及“上呼吸道感染”、“肺炎”、“流感”等疾病及其相关症状、检查)。
  • 交互与推理:将检索到的结构化知识与大模型对原始query的深度理解相结合,共同输入到一个推理模块中。大模型负责复杂的语义解析和语境融合,知识图谱则提供逻辑约束和推理路径。例如,模型可以沿着图谱的“并发症”关系链进行多跳推理,并结合患者年龄、病史等上下文生成诊断建议。
  • 可解释输出:系统不仅能给出结论(如“疑似社区获得性肺炎”),还能生成基于知识图谱路径的自然语言解释(如“因为症状A和B常共同指向疾病C,且检查D结果支持这一判断”),并高亮相关的知识图谱证据。
  1. 面向信息系统集成的服务化封装
  • 华为云将上述融合能力封装成标准的云服务(API、SDK)或行业解决方案,以便无缝集成到医院现有的信息系统中,如电子病历系统、临床决策支持系统、影像归档系统等。
  • 支持私有化部署,保障敏感的医疗数据不出院,同时享受云端持续迭代的算法能力。
  • 提供从数据治理、知识图谱构建、模型微调到应用开发的全链路工具链,降低医疗机构的应用门槛。

三、 在医疗信息系统集成中的典型应用场景

  1. 智能辅助诊断与鉴别诊断:集成到医生工作站,在书写病历时实时分析患者主诉、病史、检查结果,从知识图谱支持的巨大疾病谱中快速筛选并排序可能诊断,给出推理依据。
  2. 个性化治疗方案推荐:结合患者的个体化信息(基因型、过敏史、合并症等),在诊疗规范知识图谱的约束下,利用模型生成个性化的用药、手术或康复方案建议。
  3. 医疗问答与患者服务:赋能医院客服机器人或患者门户,提供精准、安全的健康咨询,回答关于疾病、药品、医保政策等复杂问题,答案均源自权威知识图谱,并由大模型生成流畅回复。
  4. 临床科研与文献挖掘:集成到科研平台,帮助研究人员从海量文献中快速提取药物相互作用、疾病关联等新知识,用于丰富和更新知识图谱,形成闭环迭代。

四、 挑战与未来展望

苏嘉也指出了当前面临的挑战:医疗知识图谱的构建与维护成本高昂;超大规模模型的计算开销与实时性平衡;以及最终临床落地需要严格的合规性验证。

华为云苏嘉团队将继续深化这一融合方向,探索更高效的知识-模型对齐技术、更轻量级的部署方案,并推动在区域医联体、公共卫生预警等更复杂场景中的集成应用。其目标是构建一个 “懂语言、通知识、善推理、可信任” 的医疗人工智能底座,通过云端服务的形式,赋能千行百业的医疗信息系统,最终提升医疗服务的效率、质量和可及性。

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更新时间:2026-01-13 20:42:48