人工智能在医疗行业的发展展望
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静态数据库 组成 非精确推理 控制 工作原理 策略
Mycin
医疗诊断专家系统
——Mycin简介
• 由Stanford大学1972年开始研制，74年基本完成并投 入实际运用的对细菌感染疾病的诊断和治疗提供咨询的 计算机咨询专家系统。
• 典型的产生式系统，由规则库、综合数据库和控制系统 三个部分组成；基于规则的推理采用逆向方式。
参数特性
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库3
用于前提部分的简单函数
对动态数据库中的关于病人的 数值求值，并回答一个真值 a)KNOWN b) SAME c ) DEFIS d) LESSEQ
专门函数
查找静态数据库中的知识表，建 立可被规则的前提利用的临时数 据结构。
用于操作部分的函数
最常用的是CONCLUDE CONCLUDE把病人数据三元组连同 可信度存入动态数据库
医疗诊断专家系统
——Mycin非精确推理
证据组合—case1
同时给定两个观察s1和s2 对一个假设的相信和不相信程度的量度计算公式：
0 MB[h,s1&s2]=
，
若MD[h,s1&s2]=1
MB[h,s1]+MB[h,s2]*(1-MB[h,s1] ， 其它
按只有第二个观察时对h的相 信程度进行调节
——Mycin咨询子系统
已知参数 …… 前提参数
规则
前提参数
目标规则
REGIMEN
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库
1
规则特性
2
参数属性
3
函数
4
上下文特性及其他
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库1
PREMISE ACTION CATEGORY SELFREF
规则的前提部分； 规则的操作部分；
第二个观察所能增加的相信 程度的最大值
07
08
信息流及信息流控制流程图
医疗诊断专家系统
——Mycin咨询子系统
Mycin系统上下文
PROPCUL SITE 正在从中分离细菌的培养物 目前从培养物中分离出的细菌 PRODGRG 在最近治疗过程中病人已服用的抗生素药物 IDENT 病人正在接受的治疗 病人状况 正在考虑的处方 以前取得的培养物 病人以前服过的抗生素 以前分离的细菌 PROPPT NAME AGE SEX REGIMEN
函数
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库4
上下文特性 其他静态数据
每种上下文有10种特性储存在静 态数据库。每当一个上下文被例 示时，就要用到这些特性。这些 特性也用于检验一个规则是否可 用于合适的上下文
表和图表，它们可被规则所 引用。 细菌类别表、无菌部位表、 非无菌部位表……
ASSOCWITH
• MYCIN系统试图用产生式规则的形式体现专家的判断 知识，以模仿专家的推理过程。
医疗诊断专家系统
——Mycin组成
咨询开始
咨询子系统
咨询结束
解释子系统
INTERLISP语言 包含200条关于细菌血症的规则
识别大概50种细菌
扩展、改进后可以诊疗脑膜炎
Year
01
02
03
04
05
06
人工智能 医疗中的应用
目录
人工智能与医疗
1 2 3 4
概述 医疗诊断专家系统 达芬奇机器人 展望
概述
——AI
AI的三个主要分支研究领域
ES PR
IR
就人类对 外界某一特定 环境中的客体、 过程和现象的 识别功能进行 自动模拟的科 学技术。 在某领域 内具有专家水 平，模拟专家 的思维活动， 推理判断，求 解专门问题的 计算机程序系 统。
规则按上下文类进行分类，每条规则只能用于某几个上下文类， 这样可以便于调用； 规则是否是自我引用，如是自我引用则为1，反之则为0。
规则特性
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库2
Mycin系统上下文
PROPCUL SITE 正在从中分离细菌的培养物 目前从培养物中分离出的细菌 PRODGRG 在最近治疗过程中病人已服用的抗生素药物 IDENT 病人正在接受的治疗 病人状况 正在考虑的处方 以前取得的培养物 病人以前服过的抗生素 以前分离的细菌 参数特性 PROPPT NAME AGE SEX REGIMEN
•CURCULS •CURDRGS
•OPDRGS
•OPERS •PERSON •POSSTHER •PRIORCULS •PRIORDRGS •PRIORORGS
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库2
对每个参数的一组属性
•MEMBEROF--相应的参数组的名称(例如PROP-CUL)
•VALUTYPE--参数的类型(单值、是非值、多值) •EXPECT--所期望的参数取值范围 •当MYCIN需要一个单值或“是非”值参数时询问用户的问句，例如 (Enter the identity (genus)of *∶)
1954 美国钱家其 放射治疗 1959 美国Ledley 数学模型
…… …… ……
60/70年代
1982 1991
Miller Internist- Ⅰ Barnett 解释软件
1966 Ledley CAD 1976 Shortliffe MYCIN
医疗诊断专家系统
——Mycin
简介
咨询子系统
•CURCULS •CURDRGS
•OPDRGS
•OPERS •PERSON •POSSTHER •PRIORCULS •PRIORDRGS •PRIORORGS
医疗诊断专家系统
——Mycin咨询子系统
上下文树
临床参数 ：值与可信度﹝-1,1﹞ 规则形式：内部与外部 逆向推理：跟踪参数
医疗诊断专家系统
Байду номын сангаас
智能机器人
www.themegallery.com
医疗诊断专家系统 ——概念
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、治疗的辅助工具。
医疗诊断专家系统 ——历史回顾
现在
History
50年代
80/90年代
医疗诊断专家系统
——Mycin非精确推理
=x, 表示由于观察到证据e， 对假设h的相信程度增加了x
CF[h，e]=MB[h,e]-MD[h,e]
=y, 表示由于观察到证据e， 对假设h的相信程度减少了y
由于MB、MD ∈ 〔0,1〕，所以CF ∈ 〔-1,1〕
CF>0，表示系统相信的假设成立； CF<0，表示反对这个假设的证据更多一些，系统相信假设不成立。
Mycin
医疗诊断专家系统
——Mycin简介
• 由Stanford大学1972年开始研制，74年基本完成并投 入实际运用的对细菌感染疾病的诊断和治疗提供咨询的 计算机咨询专家系统。
• 典型的产生式系统，由规则库、综合数据库和控制系统 三个部分组成；基于规则的推理采用逆向方式。
参数特性
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库3
用于前提部分的简单函数
对动态数据库中的关于病人的 数值求值，并回答一个真值 a)KNOWN b) SAME c ) DEFIS d) LESSEQ
专门函数
查找静态数据库中的知识表，建 立可被规则的前提利用的临时数 据结构。
用于操作部分的函数
最常用的是CONCLUDE CONCLUDE把病人数据三元组连同 可信度存入动态数据库
医疗诊断专家系统
——Mycin非精确推理
证据组合—case1
同时给定两个观察s1和s2 对一个假设的相信和不相信程度的量度计算公式：
0 MB[h,s1&s2]=
，
若MD[h,s1&s2]=1
MB[h,s1]+MB[h,s2]*(1-MB[h,s1] ， 其它
按只有第二个观察时对h的相 信程度进行调节
——Mycin咨询子系统
已知参数 …… 前提参数
规则
前提参数
目标规则
REGIMEN
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库
1
规则特性
2
参数属性
3
函数
4
上下文特性及其他
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库1
PREMISE ACTION CATEGORY SELFREF
规则的前提部分； 规则的操作部分；
第二个观察所能增加的相信 程度的最大值
07
08
信息流及信息流控制流程图
医疗诊断专家系统
——Mycin咨询子系统
Mycin系统上下文
PROPCUL SITE 正在从中分离细菌的培养物 目前从培养物中分离出的细菌 PRODGRG 在最近治疗过程中病人已服用的抗生素药物 IDENT 病人正在接受的治疗 病人状况 正在考虑的处方 以前取得的培养物 病人以前服过的抗生素 以前分离的细菌 PROPPT NAME AGE SEX REGIMEN
函数
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库4
上下文特性 其他静态数据
每种上下文有10种特性储存在静 态数据库。每当一个上下文被例 示时，就要用到这些特性。这些 特性也用于检验一个规则是否可 用于合适的上下文
表和图表，它们可被规则所 引用。 细菌类别表、无菌部位表、 非无菌部位表……
ASSOCWITH
• MYCIN系统试图用产生式规则的形式体现专家的判断 知识，以模仿专家的推理过程。
医疗诊断专家系统
——Mycin组成
咨询开始
咨询子系统
咨询结束
解释子系统
INTERLISP语言 包含200条关于细菌血症的规则
识别大概50种细菌
扩展、改进后可以诊疗脑膜炎
Year
01
02
03
04
05
06
人工智能 医疗中的应用
目录
人工智能与医疗
1 2 3 4
概述 医疗诊断专家系统 达芬奇机器人 展望
概述
——AI
AI的三个主要分支研究领域
ES PR
IR
就人类对 外界某一特定 环境中的客体、 过程和现象的 识别功能进行 自动模拟的科 学技术。 在某领域 内具有专家水 平，模拟专家 的思维活动， 推理判断，求 解专门问题的 计算机程序系 统。
规则按上下文类进行分类，每条规则只能用于某几个上下文类， 这样可以便于调用； 规则是否是自我引用，如是自我引用则为1，反之则为0。
规则特性
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库2
Mycin系统上下文
PROPCUL SITE 正在从中分离细菌的培养物 目前从培养物中分离出的细菌 PRODGRG 在最近治疗过程中病人已服用的抗生素药物 IDENT 病人正在接受的治疗 病人状况 正在考虑的处方 以前取得的培养物 病人以前服过的抗生素 以前分离的细菌 参数特性 PROPPT NAME AGE SEX REGIMEN
•CURCULS •CURDRGS
•OPDRGS
•OPERS •PERSON •POSSTHER •PRIORCULS •PRIORDRGS •PRIORORGS
医疗诊断专家系统
——Mycin静态数据库2
对每个参数的一组属性
•MEMBEROF--相应的参数组的名称(例如PROP-CUL)
•VALUTYPE--参数的类型(单值、是非值、多值) •EXPECT--所期望的参数取值范围 •当MYCIN需要一个单值或“是非”值参数时询问用户的问句，例如 (Enter the identity (genus)of *∶)
1954 美国钱家其 放射治疗 1959 美国Ledley 数学模型
…… …… ……
60/70年代
1982 1991
Miller Internist- Ⅰ Barnett 解释软件
1966 Ledley CAD 1976 Shortliffe MYCIN
医疗诊断专家系统
——Mycin
简介
咨询子系统
•CURCULS •CURDRGS
•OPDRGS
•OPERS •PERSON •POSSTHER •PRIORCULS •PRIORDRGS •PRIORORGS
医疗诊断专家系统
——Mycin咨询子系统
上下文树
临床参数 ：值与可信度﹝-1,1﹞ 规则形式：内部与外部 逆向推理：跟踪参数
医疗诊断专家系统
Байду номын сангаас
智能机器人
www.themegallery.com
医疗诊断专家系统 ——概念
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、治疗的辅助工具。
医疗诊断专家系统 ——历史回顾
现在
History
50年代
80/90年代
医疗诊断专家系统
——Mycin非精确推理
=x, 表示由于观察到证据e， 对假设h的相信程度增加了x
CF[h，e]=MB[h,e]-MD[h,e]
=y, 表示由于观察到证据e， 对假设h的相信程度减少了y
由于MB、MD ∈ 〔0,1〕，所以CF ∈ 〔-1,1〕
CF>0，表示系统相信的假设成立； CF<0，表示反对这个假设的证据更多一些，系统相信假设不成立。