[論文レビュー] Biomedical Knowledge Graph: A Survey of Domains, Tasks, and Real-World Applications

Yuxing Lu, Sin Yee Goi+2 more|ArXiv.org|Jan 20, 2025

Biomedical Text Mining and Ontologies被引用数 4

ひとこと要約

この調査は、 Biomedical Knowledge Graphs (BKGs) の分野カバー、主要タスク、および精密医療、創薬、科学研究における実世界の応用を検討することによって、統一的なフレームワークを提供します。

ABSTRACT

Biomedical knowledge graphs (BKGs) have emerged as powerful tools for organizing and leveraging the vast and complex data found across the biomedical field. Yet, current reviews of BKGs often limit their scope to specific domains or methods, overlooking the broader landscape and the rapid technological progress reshaping it. In this survey, we address this gap by offering a systematic review of BKGs from three core perspectives: domains, tasks, and applications. We begin by examining how BKGs are constructed from diverse data sources, including molecular interactions, pharmacological datasets, and clinical records. Next, we discuss the essential tasks enabled by BKGs, focusing on knowledge management, retrieval, reasoning, and interpretation. Finally, we highlight real-world applications in precision medicine, drug discovery, and scientific research, illustrating the translational impact of BKGs across multiple sectors. By synthesizing these perspectives into a unified framework, this survey not only clarifies the current state of BKG research but also establishes a foundation for future exploration, enabling both innovative methodological advances and practical implementations.

研究の動機と目的

• BKGs が分子相互作用、薬理データセット、臨床記録などの多様なデータソースからどのように構築されるかを明確にする。
• BKGs によって実現される知識管理、検索、推論、解釈を含む本質的なタスクを同定する。
• 精密医療、創薬、科学研究における BKGs の実世界の翻訳的応用を強調する。

提案手法

• 分野、タスク、応用にわたる BKGs の系統的レビュー。
• 現在の状態を明確にし今後の研究を導く統一的なフレームワークへの統合。
• BKGs の構築におけるデータソースと統合戦略の議論。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Biomedical Knowledge Graphs はどのような分野を網羅し、多様なデータソースからどのように構築されるか？
• RQ2 BKGs が実現するコアタスク（知識管理、検索、推論、解釈）は何であり、どのように実現されるか？
• RQ3 医療と科学における翻訳的影響を示す実世界の応用は何か？

主な発見

• BKGs は分子相互作用、薬理データセット、臨床記録からデータを集約する。
• BKGs は知識管理、検索、推論、解釈タスクを支援する。
• 実世界の応用として、精密医療、創薬、科学研究が強調される。