浅议疾病智能诊断系统的研究

周燕玲　王羡欠

[摘要]讨论疾病智能诊断系统的设计实现问题。

[关键词]医疗 推理机 智能诊断系统

中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120018－01

一、医疗智能诊断的过程

在任何医疗部门，专家医生的诊断是十分重要的。为使大多数的医生都能使用专家医生的知识和技能，提高医疗水平，人们已把计算机技术引进医疗诊断中。计算机可以存储病理生理机构的描述模型和专家医生的医疗知识，并根据患者的病症，进行推理判断，给出诊断治疗意见。在诊断中，计算机可做下列工作：询问患者病症，解释病症，推断疾病发展，形成各种治疗计划，解释证明上述各项的合理性，复诊时重新估价患者状况。

随着人工智能技术的飞速发展，专家系统在医疗智能诊断中表现出越来越强大的生命力。它们为导医系统的发展提供了新的空间。专家系统的结构主要有六大部件：知识获取子系统、知识库、动态数据库、推理机、人机接口和监控机制。

二、疾病智能诊断系统的结构分析与设计

（一）疾病智能诊断系统的组成部分

疾病智能诊断系统可以分为五大部分：知识获取子系统、知识库、推理机、动态数据库以及人机接口，其核心部分是知识库和推理机。下面图1给出了疾病智能诊断系统的简图。

知识获取子系统主要负责知识的自动获取并将这些信息转换成内部表示形式存入知识库。

知识表示就是如何把领域专家的知识用适当的结构表示出来，以便于在计算机中存储、检索和修改，最终将这些知识形成知识库。

推理是指依据一定的原则从已有的事实出发推出结论的过程。在专家系统中，通常使用的是基于知识的推理。常用的推理方式有正向推理，反向推理和混合推理等。

（二）疾病智能诊断系统的系统流程

三、疾病智能诊断系统的实现

智能诊断模块的结构叙述

（一）初步诊断推理机

初步诊断推理机的推理是基于数学模型和规则的正向不精确推理。所谓“正向”指的是从患者的症状推断出患者疾病的过程。它主要是模拟医学专家对疾病进行初步诊断的思维过程。其基本思想就是将错综复杂的疾病从医学的角度进行分类，得到一些疾病类，如神经系统疾病类、内分泌系统疾病类、耳鼻喉疾病类等等。每种疾病类中又包括与该疾病类相关的诸多疾病，从而建立相应的疾病类知识库和疾病知识库。在这些知识库中，除了含有疾病类和疾病的名称集外，还存有反映某一症状对某一疾病类或疾病重要性的权值表，当用户输入患者症状后，可获取症状对疾病类或疾病的权值，通过“加权求和”来求取疾病类及疾病的隶属度，从而进行诊断推理得到初诊结论。

据上所述，初步诊断推理机可初步推断出患者可能患有哪几种疾病，但根据专家诊断思维，还不能就此下结论说患者患了什么疾病，需将初诊结果作为一种假设，也即是假设患者患了初诊结果所定的疾病，把它作为目标，提交给鉴别诊断推理机，进行鉴别诊断。

（二）鉴别诊断推理机

鉴别诊断推理机采用反向推理方式，也即是基于初诊结论（疾病）去寻找引发该疾病症状事实的过程。它的基本思想就是将初步诊断推理机推理出的疾病作为鉴别诊断推理的目标假设，建立假设表，并依次根据这些目标假设进行反向推理，从而进一步验证或修改初诊结论，最终得出正确结果。

鉴别诊断推理程序的基本思想具体如下所示：

鉴别诊断推理机从原始目标出发，连续反向工作，直到碰到这样的一个子目标，不存在任何规则可用，且也不存在任何事实和相关事实与之匹配。这时，系统将询问用户有关信息，若用户未提供必须的信息，则当前应用的规则不能再使用（这条推理路径不可能达到目标），而应考虑其他的推理路径。如果用户提供的信息表明规则为真，那么可执行该规则的结论部分。这个过程一直持续到规则的真假性已确定或再也没有规则可用为止。

四、临床实验结果及其分析

当病人输入自己的症状特征时，系统能够初步诊断出患者所患的疾病类型就有一种情况的时候，系统就会输出该疾病类型，并且根据反向推理，系统就提醒病人是否还有其它症状特征以便能够更多的了解患者，从而能正确的诊断出病人的疾病类型。

例如当病人含有“最低血压超过90mmHG”症状，系统则能初步诊断病人得到心血管内科诊断，并且很有可能得的是高血压一种疾病类型的情况。然后根据反向推理，病人输入的症状特征不是和该疾病类型的症状完全相同，所以系统会提示病人是否还有其它症状，譬如“最高血压超过140mmHG”。

算法分析过程为：

正向推理：输出患者有可能的得的疾病类型为高血压。

反向推理：根据高血压疾病类型的特征，从规则库中查找发现还有“最高血压超过140mmHG”这种症状病人没有，所以系统会发现并且输出提示用户是否有该症状，然后根据用户输入继续诊断。

同样，当病人输入“上火”这种症状后，系统首先检查规则库，找到和此症状相关的疾病类型为“植物神经功能失调症”，然后反向推理，检索出该疾病类型还有其它的一系列症状，如：眩晕，心慌等症状特征。具体算法分析同上面患者具有“最低血压超过90mmHG”症状诊断类似。

参考文献：

[1]郭仲秋、吴健、胡正国，专家系统在医疗中的应用，医学信息，1998.11:15-16.

[2]宋红、林家瑞，医学诊断专家系统进展，国外医学生物医学工程分册，1995.18:129-133.