浅析人工智能技术在医疗诊断记录中的应用

(整期优先)网络出版时间:2017-11-21
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浅析人工智能技术在医疗诊断记录中的应用

牟江莺

(四川省江油市人民医院,四川江油621000)

摘要:本文简述了人工智能的起源与发展,回顾近年来人工智能在医疗领域的应用,展望了人工智能在医疗领域的应用前景。

关键词:人工智能;智慧医疗;专家系统;前景

1引言

人工智能(ArtificialIntelligenceAI)是当前科学技术发展中的一门前沿科学,它是由Mc-Carthy等在1956年发起的关于机器模拟智能的学术讨论会上提出的[1]。AI在执行操作时,计算机会通过语音识别、图像识别、读取知识库、人机交互、物理传感等方式,获得语音视频的感知输入,然后从大数据中进行学习,得到一个有决策和创造能力的大脑。其应用技术主要包括:自然语言处理(包括语音和语义识别、自动翻译)、计算机视觉(图像识别)、知识表示、自动推理(包括规划和决策)、机器学习和训练。

2人工智能在医疗领域的应用回顾

2.1人工智能发展简史[2]

上世纪三四十年代,Wiener、弗雷治、罗素的数理逻辑,和Church、图灵的数字功用以及计算机处理促使了1956年夏的AI学科诞生。

2.2医疗领域人工智能的兴起和医疗专家系统的创建

专家系统在90年代兴起,模拟人类专家解决领域问题,知识库的改进与归纳是其重点。医疗专家系统(MedicalExpertSystem,MES)是人工智能技术应用在医疗诊断领域中的一个重要分支[3]。医学诊断专家系统就是运用专家系统的设计原理与方法,模拟医学专家诊断疾病的思维过程,它可以帮助医生解决复杂的医学问题,可以作为医生诊断的辅助工具,可以继承和发扬医学专家的宝贵理论及丰富的临床经验。

医疗诊断专家系统存在的问题通常,人们对理论上难以解决、而实际上却需要迫切解决的问题,往往希望通过专家的经验来解决,这样,“专家系统”式的医疗诊断系统就应运而生了[4]。该系统通过把专家的经验和知识以规则的形式存入计算机中,建立知识库,用符号推理的方式进行医疗诊断[5]。

3.1人工智能在临床医疗诊断中的应用

人工智能在临床医疗诊断中常用于医疗专家系统[6],主要是运用专家系统的设计原理与方法模拟医学专家诊断、治疗疾病的思维过程编制的计算机程序,它可以帮助医生解决复杂的医学问题,作为医生诊断的辅助工具,继承和发扬医学专家的宝贵理论及丰富的临床经验。

概括来说,人工智能在医疗领域有如下作用:

(1)可以为医生提供完整和有效的信息,从而为疾病的诊断和治疗提供科学、可靠的依据。

(2)可以极大地提高医学数据的测定和分析过程的自动化程度,从而大大提高工作速度,减轻人的工作强度,并减少主观随意性。

(3)可以集中专家的知识,辅助医生做出更为可靠和正确的诊断;随着病例的增多,还可以丰富系统的知识,自动地或在人工干预下进行知识的积累和分析,提高医疗水平。

可以从大规模的医学历史数据中发现规律和知识,从而为未来疾病防控提供决策支持。

新医疗技术更加依赖人工智能中医“望闻问切”的时代早已远去,今天的医疗技术更加追求缜密、严谨、细致,这恰好是人工智能技术所擅长的。在疑难杂症方面,人工智能技术可以把全球病例汇集成一个庞大的数据库,只要几毫秒的时间就能调取并检索关键数据。

3.2人工智能在医疗记录的应用

医学的任何表达包括实验室数据,都可以或者都必须转换为描述语言,因为医学的任何判断和结论都必须人的直接参与,没有任何一种单纯的物理信号或数字信息可以完整描述人。医学的描述性特点也使医学的意义更依赖于给患者的医疗记录,没有一种记录能像医疗记录那样把人、学术、生活、法律、科学等联系得更紧密。所以医疗记录的繁杂也托负着众望,日益艰巨起来。

后来随着电子文本记录法的出现,推进了工作方式乃至观察方式发生改变。上世纪70年代开发的医学信息系统RMIS,它使用了一种就医表格:其右方是患者的主诉、病史描述等,采用文本处理方式,都是先用手写,再由专人输入电脑;其左上方是诊断列表,列出医生诊断的疾病名;左下方是结构化数据列表,记录重要生理参数和检验参数等;将电子病历系统嵌套在医学知识决策系统之中;再将知识决策系统嵌套在整体的智能化数字医院体系之中,医疗决策和医疗记录熔为一炉,既完成对患者的医疗全过程本身,又完成医疗过程在医院中充当的角色。具体的思路是:医生应用基于知识库的智能化诊疗平台为患者看病,医生看病的轨迹被自动记录下来,成为电子病历。形成电子病历的技术过程非常简单,电子病历的内容有赖于知识库;人工智能的看病模型非常简单,即计算机+知识库,把智能化的技术难点转嫁给知识表达。

5人工智能在医疗领域的应用前景

医学人工智能是人工智能发展出来的一大分支,它将为医学诊疗问题提供解决方案,研究最多成果最显著的是医学专家系统。医学专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统,它应人工智能技术,根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题。专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域。

5结论

随着科学技术的发展,人工智能技术在医疗诊断中记录的应用越来越广泛,越来越重要。

参考文献:

[1]陈真诚,等.人工智能技术及其在医学诊断中的应用及发展[J].生物医学工程杂志,2002,19(03):505-509.

[2]蔡自兴,徐光祐。人工智能及其应用,第三版,清华大学出版社,2004.2.

[3]邵虹.小型微型计算机系统[M],2003,3:24(3).

[4]SATIOK.MedicaldiagnosticexpertsystembasedonPDPmodel[M].Proc.IEEEIntl.Conf.OnNeuralNetwork,SanDiego,1998.

[5]曾照芳,安琳.人工智能技术在临床医疗诊断中的应用及发展[J].现代医学仪器与应用,2007,19(5):22~23.

[6]陈真诚,蒋勇,胥明玉,等.人工智能技术及其在医学诊断中的应用及发展[J].生物医学工程学杂志,2002,19(3):505~509.