中医专家系统技术综述及新系统实现研究

防病 、保健 , 1999, 吴会彦 四个二 维 表库 文 件 , 采
等
用数据库检索
study on diagnosis of hyper2 高血压的智能诊断专家系 采用人工神经网络的知 tension by intelligent m edi2 统 , 2003, Zhai A i2m ei等 识获取和推理
第 24卷第 12期 2007年 12月
计算机应用研究 App lication Research of Computers
Vol. 24 No. 12 Dec. 2007
中医专家系统技术综述及新系统实现研究 3
张德政 , 彭嘉宁 , 范红霞
(北京科技大学 信息工程学院 , 北京 100083)
Present research situation and p rospect of Chinese medicine expert system
ZHANG De2zheng, PENG J ia2ning, FAN Hong2xia
( S chool of Inform ation Eng ineering, U n iversity of S cience & Technology B eijing, B eijing 100083, Ch ina)
统 ) [ 12 ]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2002,朱咏华
的知识表示
中 医 计 算 机 辅 在原有的 TCMCADS系统 对脉诊 、舌诊数字化 ,建立以中医
助诊疗系统 [13 ] 上从 脉 诊 和 舌 诊 入 手 , 教材为基础的诊疗数据库 ,建立网
2003,徐元景等
上远程医疗模块
基于人工神经网 把人工神经网络算法引入 设计人工神经网络算法 ,实现对病
人工智能运用到医学领域已经取得了鼓舞人心的进展 ,全 国各地著名医学专家诊疗系统的问世 ,对传承和发扬祖国医学 作出了积极的贡献 。许多医学专家系统对某些疾病的治疗效 果已经接近了专家的诊疗水平 。然而 ,毕竟专家系统应用在医 学领域尤其是中医领域仍有一定的困难 。它的控制能力与专 家相比还存在一定的局限性 ,在客观化 、定量化和标准化等方 面也略显不足 。因此如何更有效地获取 、转换 、利用医学知识 和诊断经验 ,是中医诊疗系统和人工智能进一步发展的关键 。
络的病症诊断原 到中医专家系统 , 2003,叶 症推断的自动获 取 ,应 用 反向 B P
型系统 [14 ]
进等
算法
亚 健 康 中 医 诊 实现亚健康状态智能化诊 采用规则的知识表示和逆向演绎
断系统 [ 15 ]
断 , 2005,李江平等
推理
舌 脉 客 观 化 互 辅助中医师记录病情 、参 基于数据库的舌象互动式综合辨
自伟
理策略
中 医 诊 疗 标 准 应用在医疗诊断 、教研 、教 运用信息采集和压缩技术 ,采用模
软 件 ( TCMD 2 学 ,包括 410 多种疾病范 块化结构 ,采用基于规则的表示和
SS) [ 10 ]
围 , 1999,杨连初等
推理以及模式识别技术
三 环 疗 法 治 疗 一套慢性病毒肝炎诊疗系 突出免疫辨证三环 、三联疗法基本
Abstract: This paper summarized the development of traditional Chinese medicine ( TCM ) experts system in more than 20 years and the technical characteristics of the expert system used in TCM. Based on the development of TCM diagnostic expert system , p roposed new ideas and achieving technologies, such as the building of cognitive modeling, domain ontology app lica2 tions, natural language understanding, data m ining, know ledge networks, and multi2agent system from system modeling, know ledge acquisition, know ledge and so on. It designed a new of TCM experts system and p rovided valuable reference direc2 tion for TCM. Key words: expert system; Chinese medical aided diagnosis; domain ontology; multi2agent system (MAS)
但是它们大多数仍属于基于规则的专家系统 ,语言也是面向过 程化的语言 ,有些系统大多知识库和推理机融为一体 ,在庞大 的中医概念和知识体系下 ,已经显得力不从心 。这就需要更多 适合于中医诊疗专家系统技术的支持 。
中医诊疗专家系统在传统的诊断专家系统和医学专家系 统的基础上得到了进一步的发展 ,知识库和推理机作为系统独 立的单元被分离开来 ,既有利于邻域知识的获取 ,对中医思想 的模拟也迈向了新的高度 。其一般结构包括知识库 、综合数据 库 、知识获取模块 、推理诊断模块 、解释模块和人机接口等 。有 些基于规则的系统还设置了可信度模块 。表 1、2分别列出了 近十几年来专家系统在医学领域和中医领域的一些应用及技 术特点 。
cal diagno stic system [ 4 ]
口腔电子病例及辅助诊疗 在口腔疾病预防 、诊疗和 用硬件系统对口腔影像
系统 [ 5 ]
保健方面提供了多方面功 采集 ,采用模块化设计 ,
能 , 2003, 潘军杰等
用数 据 库 进 行 数 据 管
理 、查询 、匹配诊断
脑血 管 疾 病 专 家 诊 疗 系 使脑血管疾病的诊疗标准 通过数据采集建立脑血
慢 性 肝 炎 智 能 统 , 2001,宁波三环自然疗 思想 ,利用数据库存储数据 ,能对
化诊疗系统 [ 11 ] 法研究所
每一个诊 断 的 可 靠 性 进 行 百 分 比
分析
W F 文 峰 2Ⅲ中 系统对内 、妇 、儿科等 460 采用面向对象方法设计 ,从多角度
医 (辅助诊疗系 余种疾病进行辅助诊疗 , 进行辅助诊断治疗处理 ,采用规则
统 [6]
化 ,设计标准和形象思维 管疾病 知 识库 , 采 用 规
两种模型 , 2004, 薛健辉 则的知 识 表示 , 设 定 规
则可信度 、宽度 优先的
正向推理策略
AMRA PAL IKA: an expert 对印第安芒果进行病虫害 一个 基 于 规 则 的 系 统 ,
system for the diagnosis of 诊 断 的 专 家 系 统 , 2006, 采用超文本链接显示症
摘 要 : 对中医专家系统二十多年来的发展进行了简单的概括 ,总结了专家系统应用在中医领域的技术特点 。 基于中医诊断专家系统的发展现状 ,分别从系统建模 、知识获取和知识库构建等方面提出了新的思路和实现技 术 ,例如认知模型的建立 、领域本体的应用 、自然语言理解 、数据挖掘 、知识网络 、多智体 agent技术等 ,并设计了 一种新型中医专家系统 ,为中医专家系统的发展提供了有价值的参考方向 。 关键词 : 专家系统 ; 中医诊断 ; 领域本体 ; 多智体 中图分类号 : TP182 文献标志码 : A 文章编号 : 100123695 (2007) 1220006204
中医专家系统综述
美国斯坦福大学的 Short2liffe等人在 1976 年研制成功的 用于鉴别细菌感染及治疗的医学专家系统 M YC IN为专家系统 在医学界的发展奠定了理论基础 。在随后的二三十年的发展 历程中 ,也相继出现了众多的医学专家系统 ,包括中医诊断专 家系统 。我国第一个中医专家系统 ———关幼波诊疗肝病计算 机程序自 1979年问世以来对中医诊疗计算机系统的发展也起 到了举足轻重的作用 。在它的引领下 , 20世纪 80年代相继出 现了邹云翔中医肾系统疾病计算机诊疗 、教学 、护理和咨询系 统 ,姚贞白妇科专家诊疗系统及医学智能通用编辑系统 M T2 GIES21,孙同郊乙型肝炎专家诊疗系统 ,中医辩症论治电脑系 统数学模型及软件设计等 。不论从知识获取 、知识表示 ,还是 推理机的设计 ,这些系统均应用了许多专家系统的相关技术 。
收稿日期 : 2006209206; 修返日期 : 2006211229 基金项目 : 国家“十五 ”攻关计划资助项目 ( 2004BA721A01H07) ;北京市自然科学基金 资助项目 (4062022) 作者简介 :张德政 (19642) ,男 ,山东人 ,副教授 ,博士后 ,主要研究方向为知识工程 、人工智能 ;彭嘉宁 (19812) ,男 ,宁夏人 ,硕士 ,主要研究方向 为知识工程 、人工智能 (p jnnx@163. com ) ;范红霞 (19812) ,女 ,河北人 ,硕士 ,主要研究方向为知识工程 、人工智能.
科多种疾病 , 1993,余国建 储技术 ,推理方法为精确推理和模
等
糊推理相结合
内 科 疾 病 中 医 可以诊断和治疗常见内科 采用交互式和批处理两种知识获
诊 疗 专 家 辅 助 的发热 、肺系 、脾系 、肾系 取方法 ,诊断推理采用反向推理 ,
系统 [ 9 ]
等 50 多种疾病 , 1994,刘 治疗推理采用强弱模式匹配的推
动 式 辨 证 诊 疗 与辨证 、提示诊断 、协助处 证诊疗系统 ,通过 ZM 21 型脉象仪
系统 [ 16 ]
方 , 2005,曹红宝等
作为心脉信号传感器 ,通过数据库
医学专家系统应用技术的不断进步为中医专家系统的发 展提供了有力的技术支持 。但中医哲理深邃 、思想独到 ,中医 专家系统所考虑的最关键因素往往是系统能否更高效合理地 模拟老中医的思维过程 。这也正是中医诊疗系统构建的难点 。 由于人类所患的疾病具有多样性 、多变性和不确定性 ,应用传 统的专家系统技术和计算机技术 ,对复杂疾病的诊断往往不能 得到令人满意的结果 ,应用传统的基于规则推理的技术显然已 不能胜任 。这样对中医专家系统的改进提出了更高的要求 。 近年来不论从知识的获取 、表示 ,乃至推理机制等 ,更适合中医 诊断的专家系统方法技术应运而生 。
第 12期
张德政 ,等 :中医专家系统技术综述及新系统实现研究
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随着知识工程和计算机技术的不断发展 ,也涌现出许多先 进的对信息获取 、信息加工处理及多信息融合的技术 ,也出现 了许多新型的中医专家系统 。从实现技术上一般有基于案例 推理的系统 、基于神经网络的系统 、基于模糊逻辑和神经网络 结合的系统以及基于关系数据库的系统等 。
D. Evans
眼科疾病诊断专家系统 [2 ] 用于眼科疾病诊断 ,可应 采用 产 生 式 知 识 表 示
用 于 诊 疗 和 教 学 , 1998, 法 ,运用模糊综合加权
周仲宁
评分法策略 ,采用目标
驱动 、逆向推理
糖尿病咨询 、诊疗系统 [3 ] 糖尿病咨询 、诊疗 ,可进行 采用模 块 化结 构 , 建 立
pests, diseases, and disor2 R. Prasad等
状 ,采用演绎和启发式
ders in indian m ango[ 7 ]
推理
表 2 中医专家系统应用及技术特点简表
名称
说明
技术特点
袖 珍 机 上 的 中 系统在 PC21500微机上开 采用产生式 、过程 、框架知识表示
医专家系统 [8 ] 发 ,应用到内科 、妇科 、眼 法 ,适合小容量机器的信息压缩存
表 1 医学专家系统应用及技术特点简表
名称
说明
技术特点
case2based assistant for di2 基于案例推理的心理综合 采用了基于案例的知识
agnosis and analysis of dys2 症的诊断系 统 , 1995, C. 表示和推理检索技术
mo rphic syndrom es[ 1 ]