人工智能_專家系統(tǒng)與中醫(yī)專家系統(tǒng)

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1、人工智能、專家系統(tǒng)與中醫(yī)專家系統(tǒng)陸志平,李媛媛,魏方方,施誠(南京中醫(yī)藥大學信息技術學院,江蘇南京210029)摘要:本文回顧了人工智能及專家系統(tǒng)的發(fā)展史,簡單地介紹了一下醫(yī)學專家系統(tǒng)MYCIN,并介紹了研制中醫(yī)專家系統(tǒng)的一般步驟。關鍵詞:中醫(yī)專家系統(tǒng);人工智能1人工智能與專家系統(tǒng)1956年夏,麥卡錫(J1McCarthy)等10多位數(shù)學、心理學和信息論等方面的學者在美國Dartmouth大學舉行了歷時兩個月之久的有關如何模擬人類智能行為的學術研討。在這次會議上Dartmouth大學年輕的助理教授麥卡錫建議將計算機應用在這一領域的研究工作稱之為人工智能(Arti2ficialIntellig

2、ence,AI)。人工智能研究范疇很廣,其中包括專家系統(tǒng)、自然語言處理、機器人學、自學習理論、定理證明等。1965年,在斯坦福大學化學專家的配合下,費根鮑姆(E.A.Feigenbaum)研制了化學領域的第一個專家系統(tǒng)DENDRAL。當給系統(tǒng)輸入化學分子式和質譜圖等信息后,它能通過推理分析輸出相應的有機化合物的分子結構,其分析能力已經(jīng)接近、甚至超過了有關化學專家的水平。該專家系統(tǒng)為AI的發(fā)展樹立了典范。此后,專家系統(tǒng)如同雨后春筍迅速遍及各個領域。例如數(shù)學專家MACSYMA,農(nóng)業(yè)專家PLANT,生物專家MOLGEN,地質探礦專家PROSPEC2TOR,教育專家GUIDON,法律專家LDS,軍事

3、專家ACES、醫(yī)學專家等系統(tǒng)。1977年,費根鮑姆教授在第五屆國際人工智能會議上(IJCAI277)提出了知識工程(KnowledgeEn2gineering)的概念,費根鮑姆是人工智能領域的后來者,然而,他以“知識工程”的創(chuàng)新思想,最終成為人工智能領域的一代宗師。最早的醫(yī)學診斷專家系統(tǒng)可追溯至七十年代deDombal的急性腹痛鑒別診斷系統(tǒng)及Shortliffe之MYCIN感染性疾病的鑒別診斷系統(tǒng)。前者用于診斷急性腹痛(1972),在對304個病例的回顧性研究中,該專家系統(tǒng)成功地診斷出了所有真正有急性闌尾炎的病例,然而有六例非特征性的腹痛被誤診為急性闌尾炎;與急診的?？漆t(yī)師相對比,?？漆t(yī)生卻

4、漏診了六例真正的急性闌尾炎病人,并且將二十例以上的非特征性的腹痛病人誤診為急性闌尾炎。此系統(tǒng)后來發(fā)展出可在IBM2PC上運行的版本,在英國的急診室被廣泛地使用。1976年美國斯坦福大學肖特列夫(Shortliff)開發(fā)了醫(yī)學專家系統(tǒng)MYCIN,該系統(tǒng)被知識工程師視為“專家系統(tǒng)的設計規(guī)范”。MYCIN系統(tǒng)采用反向推理和深度優(yōu)先搜索的方法,主要用于協(xié)助醫(yī)生診斷和治療細菌性感染疾病。在MYCIN的知識庫里,大約存放著450條判別規(guī)則和1000條關于細菌感染方面的醫(yī)學知識。它一邊與用戶進行對話,一邊進行推理診斷。這種推理規(guī)則稱為“產(chǎn)生式規(guī)則”,以MYCIN系統(tǒng)的目標規(guī)則092為例:IF①存在一種病

5、菌需要處理;②某些細菌雖然沒有出現(xiàn)在目前的培養(yǎng)物中,但是已經(jīng)注意到它們需要處理。THEN①根據(jù)病菌對于藥物的敏感情況,編制一個可能抑制該病菌的處方表;②從處方表選擇最佳的處方方案。ELSE病人不必治療該條規(guī)則首先判別是否屬于該規(guī)則的處理范圍,“是”就是進行處理,“否”則請求其他處理。80年代以后的專家系統(tǒng)逐步朝著大型化、集成化發(fā)展,使它從狹窄的專業(yè)領域走向寬廣的多學科領域,知識工程開始具備了方法學的性質。例如,上述那個著名的醫(yī)學專家系統(tǒng)MYCIN被研究者抽掉其具體醫(yī)學知識內容而構成一個框架系統(tǒng)EMYCIN,如果向其中充實其他學科的具體知識,它就能變成不同學科領域的專家。可以認為,EMYCIN

6、成了一種“建造專家系統(tǒng)的專家系統(tǒng)”。2中醫(yī)專家系統(tǒng)所謂醫(yī)學專家系統(tǒng),就是運用計算機技術來替代醫(yī)學專家去處理那些臨床的醫(yī)學數(shù)據(jù)。中醫(yī)專家系統(tǒng)就是運用電子計算機技術來模擬中醫(yī)專家的綜合、分析、判斷等處理中醫(yī)臨床四診信息的過程。中醫(yī)專家系統(tǒng)所起的作用是運用電子計算機來模擬中醫(yī)專家的綜合、分析、判斷的這一處理過程,也就是將四診或其他的診斷信息輸入計算機,中醫(yī)專家系統(tǒng)將模擬醫(yī)生的思路進行辨證施治從知識庫中提取中藥或針灸的治療方案。要完成一個中醫(yī)專家系統(tǒng)必須建立該中醫(yī)專家的知識庫,建立與這些知識相關的規(guī)則庫,以及獲取知識的推理模型等。研制一個中醫(yī)專家系統(tǒng)的過程,大致上有以下一些步驟:211醫(yī)理設計收集對

7、“中醫(yī)證型”劃分起作用的臨床癥狀;建立規(guī)范化的癥狀表;收集對“中醫(yī)證型”劃分的依據(jù);建立中醫(yī)辨證論治的規(guī)則庫;收集臨證加減的處理方法;建立臨床隨癥加減的規(guī)則庫,建立與該中醫(yī)專家知識相關的知識庫及規(guī)則庫。212建立數(shù)學模型繪制與中醫(yī)專家系統(tǒng)辯證邏輯思維相應的程序框圖,用數(shù)學模型模擬中醫(yī)專家的辨證論治的過程。213程序設計通過編程,用計算機語言來實現(xiàn)上列數(shù)學模型。214臨床驗證通過大量病例,驗證其符合率。自197