医疗诊断专家系统开发的新思想与新方法

短　文

医疗诊断专家系统开发的新思想与新方法

梁嘉骅

　王双惠　李常洪

(山西大学环境科学系系统工程研究室,太原030006)刘惠生　刘剑波　刘剑锋

(山西三部六病中医研究所,太原030012)

摘要　从70年代开始,国内外投入巨大的力量对医疗专家系统进行与开发,但实际能投

入临床使用的为数极少.本文分析了过去医疗专家系统开发失败的原因,并提出新的思想和方

法——诊断治疗支持系统.

关键词:医疗诊断专家系统,诊断治疗支持系统

分类号:T P 393

THE NEW IDEAS AND METHODS OF THE DEVELOPING OF

MEDICAL DIAGNOS IS SYSTEM

Liang Jiahua W ang Shuanghui Li Changhong

(Shanxi U niversity,Taiyuan 030006)

Liu Huisheng Liu Jianbo Liu Jianfeng

(Shanxi SBLB Insititute of T raditional Chinese Medicine ,T aiyuan 030012)

Abstract Great efforts have been laid since 1970's both in dom estic and abroad

on the study and development of medical ex pert system (M ES )of which ,however ,

only few w ere put into clinical practice .

This paper analyzes the reasons for the failure of MES in it's previous develop-

ing ,also put forward the new idea and method -diagnosis and treatm ent support sys-

tem (DTSS).

Key words :m edical diagnosis ex pert sy stem (MDES ),diagnosis and treatment sup-

port system (DTSS)

0　引　言

在70年代,决策支持系统与专家系统在局部领域取得的成功激发了医学、计算机与系统设计等方面的专家对医疗专家系统开发的热潮,在国内外投入了巨大的力量进行研究与开发.过去所研究和开发的医疗专家系统主要有以下4个类型:咨询型医疗专家系统、教学辅助型医疗专家系统、临床诊断与治第14卷第1期1999年3月 系　统　工　程　学　报JOU R NA L OF SYST EM S EN GIN EERIN G V ol.14N o.1M ar.1999

男,教授.male ,prof .

本文1998年3月3日收到.

疗型医疗专家系统和与医疗检测仪结合的自动诊断识别型医疗专家系统,但是真正能为医生所接受并投入实际临床使用的为数极少.医疗诊断领域是信息处理技术的一个前景十分广阔的应用领域.但是,要想在该领域中取得真正有意义的发展,必须认真研究导致过去医疗专家系统失败的根本原因,并提出确实符合医生在临床过程中的需要的新思想与新方法.

1　医疗专家系统所存在的问题

纵观过去医疗专家系统的研究和已开发的成果,其失败的主要原因可以综合为以下几个方面:

1.1　未能把握当代医学发展的根本导向

任何技术要在一个特定的领域中取得有意义的应用和发展,必须与该领域发展的主导方向紧密结合.早在60年代末Rustein 在《医学中即将到来的革命》一文中提出现代医学所面临的4个问题:(1)医疗费用的不断增长,超出了个人和社会的承受能力;(2)知识爆炸性的增长与混乱,用人工阅读方式无法全面掌握;(3)医疗专家地区分布不均,大部分地区缺少高水平的医生;(4)需要高水平医疗服务的人越来越多与可能提供的高质量服务产生激烈的矛盾.笔者认为,另外一个更为重要的危机是尽管不断使用高科技的诊断技术,但误诊误治率仍居高不下.解决现代医疗诊断中的五大危机,特别是如何有效地降低医疗诊断费用和误诊误治率,应该是信息技术在医疗诊断领域研究开发的主导方向.但是过去医疗专家系统的开发与研究根本未认真考虑这些方面的问题,而是醉心于总结某个或某些专家的经验去建造所谓专家系统.这样就产生了两个根本性的错误,一是,不了解这些专家的经验也面临着迅速发展的考验,需要不断地进行变革;二是,忽略了医疗诊断过程的复杂性和特殊性.这样的医疗专家系统,自然不符合现代医学革命发展的需要.

1.2　把复杂系统的简单化、机械化

过去医疗专家系统的研究与开发,错误地认为医生在诊断治疗中的思维过程可以形式化,他们致力于研究、整理医疗专家的知识和在临床诊断医疗过程中的推理规则,认为只要把专家知识与推理规则进行形式化、规格化,就可以构造出具有专家水平的医疗专家系统.他们忽视了这样一个重要事实:人类所患的疾病具有多样性、多变性和不确定性;医疗专家对患者进行诊断治疗的过程是一个面对复杂现场的创造性的思维过程,它不是形式化的推理过程,而更需要“直觉”、“顿悟”与“灵感”.据杜治政《776例误诊(治)原因个案统计分析》等许多研究表明,产生误诊(治)率居高不下的根本原因是医生在临床诊断治疗过程中的思维方式的错误,据统计,由此导致的误诊(治)的病例所占的比例高达69%.思维方式的错误并不是因为缺乏基本知识和简单的推理方法,而是由于缺乏面对复杂的病情在思维中产生“直觉”、“顿悟”与“灵感”的能力与素养.过去专家系统和人工智能的研究,把知识的“表示”和“推理”作为核心,把人的认知过程简单化、机械化.这种简单化和机械化的专家系统根本不能帮助医生对复杂的病情进行分析思考,启发医生的正确思维,甚至把医生的思维误导到错误的方向.针对人工智能过去在处理复杂、多变、动态环境问题中的失败,Brook 在1991年在悉尼举办的第十二届国际人工智能大会上提出“没有表示,没有推理”的思想和“现场”AI 概念.80年代末,钱学森提出在处理开放性复杂巨系统时必须用“从定性到定量的综合集成法”,强调人的主导作用和经验的重要性,主张人机相结合,计算机发挥计算速度快、擅长逻辑运算的特点,而人则发挥自己的感知、形象思维能力.信息处理技术在医疗诊断领域中的应用,不应也不可能开发出简单形式化、规范化的专家系统去替代医生,根本问题是研究针对现场,帮助医生获得所需要的知识和经验,启发而不是替代医生的思维.

1.3　对医生需求的本末倒置

迄今为止,医疗专家系统的研究与开发,可以说仍停留在80年代中后期如笔者所开发的关于类风湿关节病的“中医诊断专家系统”和“三部六病电子计算机诊疗系统”这类静态或半动态“决断”系统的水平上,这种类型的专家系统只支持“断”,而不支持“诊”,由医生对患者进行“诊”(检查),把检查的结果输—84—系　统　工　程　学　报 第14卷　第1期