人工智能在醫(yī)學中應用

第第#頁共5頁人工智能在醫(yī)學中應用人工智能在醫(yī)學中的應用隨著電子計算機技術的迅速發(fā)展，特別是微型計算機的普及，計算機人工智能技術已滲透到醫(yī)學及其管理的各個領域。人工智能是當代計算機應用的前沿。利用人工智能技術編制的輔助診治系統(tǒng)，一般稱為“醫(yī)療專家系統(tǒng)”。這種系統(tǒng)借助計算機輔助診斷和輔助決策，在計算機上建立數(shù)學模型，對病人的信息進行處理，提出診斷意見和治療方案。其核心由知識庫和推理機構成。由于在診治中有許多不確定性，人工智能技術能夠較好地解決這種不精確推理問題，使醫(yī)療專家系統(tǒng)更接近醫(yī)生診治的思維過程，獲得較好的結論。有的專家系統(tǒng)還具有自學功能，能在診治疾病的過程中再獲得知識，不斷提高自身的診治水平。這類系統(tǒng)較好的實例如美國斯坦福大學的MYCIN系統(tǒng)，它能識別出引起疾病的細菌種類，提出適當?shù)目咕幬铩Ｔ谥袊愃频南到y(tǒng)有中醫(yī)專家系統(tǒng)，或稱“中醫(yī)專家咨詢系統(tǒng)”。此外，人工智能在醫(yī)學還有很多的方面的應用。醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)：用以收集、處理、分析、儲存和傳遞醫(yī)療信息、醫(yī)院管理信息。一個完整的醫(yī)院信息系統(tǒng)可以完成如下任務：病人登記、預約、病歷管理、病房管理、臨床監(jiān)護、膳食管理、醫(yī)院行政管理、健康檢查登記、藥房和藥庫管理、病人結帳和出院、醫(yī)療輔助診斷決策、醫(yī)學圖書資料檢索、教育和訓練、會診和轉院、統(tǒng)計分析、實驗室自動化和接口。醫(yī)學情報檢索系統(tǒng)：利用計算機的數(shù)據(jù)庫技術和通訊網(wǎng)絡技術對醫(yī)學圖書、期刊、各種醫(yī)學資料進行管理。通過關鍵詞等即可迅速查找出所需文獻資料。計算機情報檢索工作可分為三個部分：①情報的標引處理；②情報的存貯與檢索;③提供多種情報服務,可向用戶提供實時檢索，進行定期專題服務，以及自動編制書本式索引。美國國立醫(yī)學圖書館編制的“醫(yī)學文獻分析與檢索系統(tǒng)"（MEDLARS）是國際上較著名的軟件系統(tǒng)，這是一個比較完善的實時聯(lián)機檢索的網(wǎng)絡檢索系統(tǒng)。通過該館的IBM3081計算機系統(tǒng)能提供聯(lián)機檢索和定題檢索服務,通過通訊網(wǎng)絡、衛(wèi)星通訊或數(shù)據(jù)庫磁帶的方法，在16個國家和地區(qū)中形成世界性計算機檢索網(wǎng)絡。其他著名的系統(tǒng)如IBM4361,MEDLARS等。中國開發(fā)了一些專題的醫(yī)學情報資料檢索系統(tǒng)，如中醫(yī)藥文獻、典籍的檢索系統(tǒng)。藥物代謝動力學軟件包：藥物代謝動力學運用數(shù)學模型和數(shù)學方法定量地研究藥物的吸收、分布、轉化和排泄等動態(tài)變化的規(guī)律性。人體組織中的藥物濃度不可能也不容易直接測定,因此常用血尿等樣品進行測量,通過適當?shù)臄?shù)學模型來描述和推斷藥物在體內各部分的濃度和運動特點。在藥代動力學的研究中，最常用的數(shù)學方法有房室模型、生理模型、線性系統(tǒng)分析、統(tǒng)計矩和隨機模型等。這些新技術新方法的發(fā)展與應用，都與計算機技術的應用分不開。已開發(fā)了不少的藥代動力學專用軟件包，其中較著名的有NONLIN程序（一種非線性最小二乘法程序）。疾病預測預報系統(tǒng)：疾病在人群中流行的規(guī)律，與環(huán)境、社會、人群免疫等多方面因素有關，計算機可根據(jù)存貯的有關因素的信息并根據(jù)它建立的數(shù)學模型進行計算,作出人群中疾病流行情況的預測預報,供決策部門參考。荷蘭、挪威等國還建立了職業(yè)病事故信息庫，因此能有效地控制和預測職業(yè)危害的影響。中國上海、遼寧等地衛(wèi)生防疫部門，對氣象因素與氣管炎、某些地方病、流行?。ㄈ缫倚湍X炎、流行性腦膜炎等）的關系作了大量分析，并建立了數(shù)學模型，用這些模型在微型機上可成功地作出這些疾病的預測預報。計算機輔助教學9人1）可以幫助學生學習、掌握醫(yī)學科學知識和提高解決問題的能力以及更好地利用醫(yī)學知識庫和檢索醫(yī)學文獻；教員可以利用它編寫教材，并可通過電子郵件與同事和學生保持聯(lián)系，討論問題，改進學習和考察學習成績；醫(yī)務人員可根據(jù)各自的需要和進度，進行學習和補充新醫(yī)學專門知識。最佳放射治療計劃軟件：計算機在放療中的應用,主要是計算劑量分布和制訂放療計劃。以往用手工計算，由于計算過程復雜，所以要花費許多時間。因而，在手工計算的情況下，通常只能選擇幾個代表點來計算劑量值。利用計算機，則只要花很短時間，而且誤差不超過5％,這樣，對同一個病人在不同的條件下進行幾次計算，從中選擇一個最佳的放射治療計劃就成為可能。所謂最佳放射治療計劃就是對病人制訂治療計劃，包括確定照射源、放射野面積、放射源與體表的距離、入射角以及射野中心位置等，然后再由計算機根據(jù)治療機性能和各種計算公式，算出相應的劑量分布，在彩色監(jiān)視器上形象地顯示出來。對同一個病人，經(jīng)過反復改變照射條件，進行計算、分析和比較，就可以得出最理想的劑量分布,使放射線照射方向上傷害正常組織細胞最少，放療療效最佳，這就是最佳放射治療計劃。同時，可將此劑量分布圖用繪圖儀記錄下來，存入病歷，以供治療時使用或長期保存。計算機醫(yī)學圖像處理與圖像識別：醫(yī)學研究與臨床診斷中許多重要信息都是以圖像形式出現(xiàn)，醫(yī)學對圖像信息的依賴是十分緊密的。在醫(yī)學領域中有大量的圖像需要處理和識別，以往都是采用人工方式，其優(yōu)點是可以由有經(jīng)驗的醫(yī)生對臨床醫(yī)學圖像進行綜合分析，但分析速度慢，正確率隨醫(yī)生而異。計算機高速度、高精度、大容量的特點，可彌補上述不足。特別是有一些醫(yī)學圖像，如腦電圖的分析，憑人工觀察，只能提取少量信息，大量有用信息白白浪費。而利用計算機可作復雜的計算，能提取其中許多有價值的信息。另外進行腫瘤普查時，往往要在顯微鏡下觀看數(shù)以萬計的組織切片；日?；灮蜓芯抗ぷ髦谐Ｐ枰髂撤N細胞的計數(shù)。這些工作既費力又費時，若使用計算機，就將節(jié)省大量人力并縮短時間。生物化學指標、生理信息的自動分析和醫(yī)療設備智能化醫(yī)療設備智能化是指現(xiàn)代醫(yī)療儀器與計算機技術及其各種軟件結合的