人工智能及在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

劉文亮 黃曄春 畢士鑫 有謙軟聯(lián)（北京）信息技術(shù)有限公司

人工智能及在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

劉文亮 黃曄春 畢士鑫 有謙軟聯(lián)（北京）信息技術(shù)有限公司

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，人工智能逐漸應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域中，發(fā)揮著重要作用。對此，本文首先分析了人工智能定義，闡述醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)的變化發(fā)展、運(yùn)用，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)、特征等。同時，對人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用提出不同見解。

人工智能 醫(yī)療領(lǐng)域 應(yīng)用分析

現(xiàn)如今，人工智能與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是重要研究課題。人工智能集成了計算機(jī)、控制論、哲學(xué)、信息論等不同語言學(xué)科而形成的綜合性課程，融合了新型理念、新的理論、新的技術(shù)走在世界發(fā)展前端。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人工智能可以劃分為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、信息提取，應(yīng)用在醫(yī)療范圍中具有重要影響。

1 人工智能分析

上世紀(jì)50年代，人工智能概念被首次提出，成為一門新型學(xué)科。在今后的發(fā)展中，人工智能被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域內(nèi)，發(fā)展迅速得到了社會的廣泛關(guān)注。不過，在其具體概念定義上各有不同，未獲得統(tǒng)一。美國人工智能中心學(xué)者將其概念定為：以模仿人的形式進(jìn)行記錄、總結(jié)、重現(xiàn)并應(yīng)用在不同領(lǐng)域內(nèi)。日本公立函館未來大學(xué)校長將其定為：通過人工形式生成智能系統(tǒng)。世界頂級人工智能轉(zhuǎn)學(xué)、日本人工智能學(xué)會倫理委員長提出：人工智能為通過人工形式制造的模仿人類智能，能夠觀察、發(fā)現(xiàn)的計算機(jī)系統(tǒng)；可以在眾多信息數(shù)據(jù)內(nèi)形成特征量，對有關(guān)現(xiàn)象展開模擬化處理。不同學(xué)者對于人工智能概念各不相同，但相同的是都對人工智能有了一定的了解。經(jīng)過半個世紀(jì)時間，人工智能得到了快速發(fā)展、舉世矚目得到了各行業(yè)的認(rèn)可與應(yīng)用。

2 專家系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用

2.1 專家系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用

2.1.1 國外

專家系統(tǒng)自身屬于一種程序，經(jīng)過運(yùn)用一些專業(yè)范圍知識而后通過推理就會模仿專家那樣進(jìn)行高效率的工作。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的專家系統(tǒng)應(yīng)用主要是把醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容輸入微機(jī)系統(tǒng)，隨后系統(tǒng)模仿臨床診療思維以及病人病情狀態(tài)，在知識庫內(nèi)選擇符合的診斷線索并制定治療計劃。例如：在20世紀(jì)70年代，美國斯坦福研發(fā)的MYCIN系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以針對感染性疾病病人展開診療并給出藥物處方。系統(tǒng)內(nèi)包含500條規(guī)則，僅需要根據(jù)順序回答問題，系統(tǒng)就可以智能的給出病人感染的細(xì)菌種類。同時，給出處方藥物。

2.1.2 國內(nèi)

20世紀(jì)80年代我國逐漸致力于醫(yī)學(xué)范圍內(nèi)專家系統(tǒng)的研究。盡管相對于發(fā)達(dá)國家發(fā)展較晚，不過進(jìn)步速度飛快。在1978年，首次把專家系統(tǒng)運(yùn)用到中醫(yī)范圍。隨后，我國一些骨科學(xué)者與省計算機(jī)中心把某一思想錄入微機(jī)系統(tǒng)，研發(fā)出具有先進(jìn)水平的診療系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，21世紀(jì)的到來不同學(xué)科專家系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，例如：胃癌診斷專家系統(tǒng)、心血管藥物治療專家系統(tǒng)等多種專家系統(tǒng)，應(yīng)用效果顯著。

2.2 運(yùn)行模式

通常情況下，以往專家系統(tǒng)為知識庫與推理機(jī)構(gòu)成。知識庫內(nèi)保存的專家知識有著一定的語言交流形式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織。其中分為：第一，直接知識，主要體現(xiàn)在一些形成要求。也就是當(dāng)符合要求后，系統(tǒng)制定某一個動作。第二，在應(yīng)用直接知識而無法有效解決問題后，可以通過支持系統(tǒng)，引導(dǎo)醫(yī)療實踐的醫(yī)學(xué)理論，通過因果模型展現(xiàn)。第三，策略知識。可以在滿足要求時運(yùn)用推理系統(tǒng)判斷哪種規(guī)則優(yōu)先應(yīng)用。推理則分為2種。第一，面向數(shù)據(jù)推理。了解實際狀態(tài)在符合要求的狀態(tài)下得出新的事實，隨后利用其新的事實有關(guān)規(guī)則給出正確的結(jié)果。第二，后向推理，進(jìn)行結(jié)果設(shè)計，找到與結(jié)論符合的規(guī)則。其規(guī)則要求的條件成為新的假設(shè)。通過這樣的不斷循環(huán)，一直到所有假設(shè)全部能夠從用戶獲取進(jìn)而判斷假設(shè)是否正確。

3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用

因為能夠有效解決知識錄入“有限性”問題，同時具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)與自主水平。所以，ANN應(yīng)用醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)范圍得到了快速進(jìn)步。醫(yī)學(xué)中的影音、圖像等智能判斷范圍。在中醫(yī)范圍內(nèi)，ANN診療系統(tǒng)可以智能“辯證”，通過有效研究得出中醫(yī)診斷。目前，IBM團(tuán)隊在ANN學(xué)習(xí)原理的條件下，研發(fā)出了“沃森通路”用戶頁面。該系統(tǒng)能夠幫助學(xué)習(xí)醫(yī)生怎樣診療人機(jī)互動流程，在其幫助下，醫(yī)學(xué)人員能夠檢驗沃森的病癥與推斷合理性。隨后，把一些數(shù)據(jù)與意見錄入該系統(tǒng)中。此外，出現(xiàn)了沃森技術(shù)的交互式腫瘤診斷技術(shù)，其技術(shù)是在ANN技術(shù)上的深入學(xué)習(xí)，輔助腫瘤醫(yī)生得到病人實時治療數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)包含病例、文獻(xiàn)資料、臨床指南等?，F(xiàn)階段，一共有60萬頁一些報道、40多中醫(yī)學(xué)期刊，近200萬頁醫(yī)學(xué)論文與臨床試驗報告錄入沃森系統(tǒng)。一生根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)部ANN系統(tǒng)指定有效治療方案。

人工智能作為一種新型科學(xué)技術(shù)，其醫(yī)學(xué)范圍的擴(kuò)大與發(fā)展序還要有相關(guān)計算機(jī)專家、醫(yī)學(xué)專家的不斷研發(fā)，進(jìn)而跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的合作研發(fā)。研發(fā)出現(xiàn)更為先進(jìn)的技術(shù)讓專家系統(tǒng)更為精準(zhǔn)的判斷有效治療計劃，推動醫(yī)療事業(yè)走向更高領(lǐng)域。

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[3]喻家駿.人工智能在金融領(lǐng)域的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程 ,2016（24）