骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究

骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究

张惠康[1]2002年在《骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究》文中研究表明骨肿瘤是一种常见的骨科疾病,有良性、恶性、转移癌及癌样病变等,多发于青少年,危害较大。和绝大多数肿瘤一样,骨肿瘤的发病原因目前仍不很清楚,由于骨肿瘤在生物学行为上的不确定性及局部较高的复发性,诊断和预后判断常面临许多困难。计算机辅助医疗专家系统是生物医学工程领域的一个热点课题,是计算机科学、工程数学、认知科学、逻辑学、心理学等学科与医学相结合,并应用于医学实践的典范,它在某些医学领域,如内科、妇科、细胞学检测、预防医学等获得了一定的应用,并取得了良好的效果。将医疗专家系统技术应用于骨肿瘤的辅助诊断与治疗方案的确定,无疑可以大大地提高骨肿瘤诊断的准确率,为医疗工作者带来方便,为患者带来“福音”。 本文首先讨论了医疗辅助诊断专家系统的应用现状,分析了构建一个专家系统涉及的关键技术,并对这些技术进行了深入的探讨。从第叁章开始,在深入分析骨肿瘤及临床诊断特点的基础上,结合关系数据模型和最新的基于图像内容的研究成果,提出了一种基于图像内 第四军医大学硕士论文 容的框架知识表达方法,将其应用于骨肿瘤的知识表达。理论与实践 证明:该方法具有易于实现(可以使用成熟的关系数据库管理系统)。 可以表达综合知识,如语义知识和图像内容知识等特点。然后针对医 疗辅助诊断专家系统的核心问题——一推理机制,结合对骨肿瘤专家在 临床诊断中诊断逻辑的分析和获取的诊断资料的特点,提出了两种推 理模型:类比推理和统计模糊椎理。后者应用了经典统计学和模糊集 合理论,该模型具有一定的机器学习能力,可以随着辅助诊断系统诊 断案例的增加,运用绞计学方法从原始数据库中提取知识,并调整统 计模糊推理模型的参量以提高辅助诊断系统的诊断准确率。系统将结 合这两种推理方式进行综合评估推理。接着对基于骨肿瘤X线图像内 容知识的获取方法和系统的评价方法进行了探讨。第四章对依据研究 的结果构建的骨肿瘤辅助诊断专家系统原型的系统结构、功能、各模 块的设计思路和实现方案、使用的工具进行了描述,特别是对系统原 始数据库和知识库的逻辑结构进行了深入的阐述。在第五章中,探讨 了系统进一步完善和改进需要做的工作,最后讨论和展望了计算机在 骨肿瘤临床诊断领域的应用前景。 本研究的创新点:1、提出了一种具备部分统计自学习能力的统计 模糊推理模型;2、提出一种框架知识表达的基于关系数据模型的实现 方法;3、将基于图像内容的研究成果运用于专家系统的知识表示;4、 将专家系统技术运用于骨肿瘤的辅助诊断和治疗。

刘敬华[2]2003年在《骨肿瘤辅助诊断系统临床知识的表示与推理机制的探讨》文中研究指明骨肿瘤辅助诊断系统作为医生的辅助诊断工具,是运用专家系统的设计原理和方法,模拟医学专家诊断、治疗骨肿瘤的思维过程而编制的计算机程序。由于其本身具有:1.启发性、透明性和灵活性;2.工作不受时间、空间和环境的影响;3.能够提高效率、有自学习能力、不会产生疲劳等优良特性,所以可以帮助骨科医生解决复杂的诊断问题,提高病情诊断的效率与准确率。 知识库和推理机是专家系统的两大主要部分,其中的知识表示技术在专家系统中发挥着举足轻重的作用,是知识工程中最基本问题之一,也是专家系统研究的最热门课题。知识表示模式的选择不仅和知识的有效存储相关,还直接影响系统的知识获取能力和知识的运用效率。 本项研究针对骨肿瘤疾病的特点,首先对骨肿瘤疾病的临床诊断 第四军医大学硕士论文方式进行了综合。通过与领域专家的探讨和交流,获取了诊断知识和病例资料,并且确定了临床诊断所需要的确定性数据;通过分析骨肿瘤临床诊断知识的内容,归纳数据的特点,确定采用混合知识表示技术完成骨肿瘤临床诊断信息的表示。在对己有知识表示方法的研究的基础上,对系统原有知识表示方法进行了改进,提出一种框架表示法与产生式规则表示法相结合的混合知识表示方法。同时,提出相应的计算机实现方案,将数据库技术与逻辑程序设计技术相结合,建立骨肿瘤辅助诊断系统的临床知识库原型。最后研究与知识表达相适应的推理方法,采用Prolog内在推理机制,融入模糊数学理论实现推理过程。以几种典型的骨肿瘤疾病为例进行测试,实验结果表明:该种知识表示方法能够合理安排和存储骨肿瘤疾病的临床诊断信息,满足准确表示的要求;计算机实现技术操作可行,能够节省研究时间,使系统进行有效推理。但推理机制随着病例的增加和疾病种类分类的细化,还需不断加以改进,才能使诊断的准确率不断上升、水平不断提高。 本研究的创新之处:根据知识工程理论和专家系统原理,在已有研究的基础上,提出一种符合骨肿瘤临床诊断知识表达的混合知识表示方法;研究与该种表示方法相适应的计算机实现方案,提出一种关系数据模型与逻辑程序设计相结合的策略,共同开发骨肿瘤辅助诊断系统临床知识库原型,为进行类似系统的开发提供了一种有效的方法;结合模糊集合论,研究骨肿瘤辅助诊断系统的推理模型,实现一个可模拟骨肿瘤专家诊断并与知识表达相协调的推理机。

张惠康, 钱宗才, 屈景辉, 李军, 张改英[3]2003年在《骨肿瘤辅助诊断专家系统模糊推理模型》文中提出目的 :建立骨肿瘤辅助诊断专家系统的推理模型 .方法 :通过对医学专家在骨肿瘤诊断实践中的方法研究 ,结合模糊集合论和医学统计理论建立量化的诊断模型 .结果 :提出和构建的骨肿瘤诊断模糊推理模型符合医学专家的诊断逻辑 ,而且推理模型中的隶属度可随辅助诊断系统对诊断案例的积累不断地自我调整 ,提高辅助诊断准确度 .结论 :建立在该推理模型上的辅助诊断系统可以有效地模拟医学专家对骨肿瘤的诊断

刘敬华, 钱宗才, 屈景辉, 张辉[4]2003年在《骨肿瘤辅助诊断系统知识表示方法的研究》文中提出知识表示是骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究重点之一。本文在对已有知识表示方法的研究基础上,提出了一

张辉[5]2004年在《骨肿瘤诊断知识库的构建应用研究》文中认为骨肿瘤是一种常见的骨科疾病,有良性、恶性、转移癌及癌样病变等,多发于青少年,危害较大。骨肿瘤辅助诊断系统是运用专家系统的设计原理和方法,模拟医学专家诊断、治疗骨肿瘤的思维过程而编写的计算机程序。将计算机数字化诊断系统应用于骨肿瘤辅助诊断,可以大大地提高骨肿瘤诊断的准确率,为医疗工作者将带来方便,给患者带来福音。数字化诊断系统是建立在知识库的基础上的。知识的完备性、准确性、鲁棒性都直接关系到系统的准确性和稳定性。而知识获取作为一个瓶颈问题,始终围绕在专家系统设计和开发过程中。如何构建、评价知识库中的知识,对专家系统起着至关重要的作用。 本研究从建立确诊病例数据库入手,首先从第四军医大学第二附属医院全军骨肿瘤研究所获得120例住院患者的病例,再将这120例病例与临床专家一起协商,初步筛选出100例,作为建立确诊病例数据库数据的来源,然后根据病例的内容建立包括图像信息在内的患者临床检查数据库,对各种临床诊断信息统一编码,使用SQL SERVER 2000作为数据库存储后台。粗糙集的核心问题就是知识的简约,也就是将数据库中无关的属性和属性值去掉,依此来将数据库简化,使隐 第四军医大学硕士学位论文含在数据库中的知识显现出来。应用数据挖掘的方法:就是在数据集中识别出有效的、新颖的、潜在有用的、以及最终可理解的模式的非平凡过程。从第叁部分开始,在经典粗糙集理论的基础上建立适合于医学信息数据挖掘的算法:数据简约和默认规则挖掘算法MDRBR(Mining Default RuleS Based on Rough Set),将诊断知识从确诊病例数据库中自动的获取出来,最终形成可用于推理的知识,还讨论了对于所挖掘到的知识如何与临床医生的经验融合的问题,以及知识的初步评价。在第四部分,使用上述的两种算法,对确诊病例数据库进行计算,分别得到26条和19条决策规则。在分析和讨论部分,比较了这两种算法的优缺点,讨论了数据挖掘算法和知识评价中需要进一步完善和改进的工作。理论和实验证明该方法对于医学诊断的知识获取具有较好的效果,不失为解决专家系统构建过程中瓶颈问题的一种方法,可以大大提高诊断知识库构建的速度,提高诊断知识库的完备性和准确性,为后续知识的推理提供依据,同时还为临床教学提供了素材。 本研究的创新点:使用数据挖掘技术,解决医学辅助诊断专家系统开发过程中的瓶颈问题;从经典的粗糙集理论入手,结合确诊病例数据库和临床诊断的特点,得到两种数据挖掘算法:数据简约算法和默认规则挖掘算法MDRBR(Mining Default RuleS Based on RoughSet),从已确诊病例数据库中获得骨肿瘤诊断知识,建立诊断知识库。

刘敬华[6]2007年在《应用Visual Prolog及数据库技术建立骨肿瘤辅助诊断系统知识库》文中进行了进一步梳理本文介绍了骨肿瘤辅助诊断系统知识库的结构、内容。并具体阐明了通过逻辑程序设计语言Visual Prolog及数据库技术建立骨肿瘤辅助诊断知识库的方法。

张辉, 钱宗才, 屈景辉[7]2004年在《粗糙集在构建骨肿瘤辅助诊断知识库的应用研究》文中研究表明在骨肿瘤辅助诊断专家系统研究中 ,知识库的建立是一直困扰系统建立的瓶颈问题 ,知识库的好坏不仅影响到后续推理过程 ,而且还对诊断的精度有着很大的影响。本文使用基于粗糙集理论的数据挖掘技术 ,对已确诊病例资料数据库进行数据分析 ,建立骨肿瘤与患者临床表现之间的推理关系 ,并结合医生的临床实践 ,最终形成一个比较完备的辅助诊断知识数据库 ,为后续的推理、解释程序打下良好的基础。

刘敬华, 钱宗才, 屈景辉, 李军, 张惠康[8]2003年在《骨肿瘤辅助诊断系统临床知识库的建立》文中研究指明目的 :建立骨肿瘤辅助诊断系统的知识库 .方法 :通过对骨肿瘤知识的归纳总结 ,结合模糊理论和数据库技术 ,采用知识的混合表示法 .结果 :建立起符合临床医生诊断过程的知识库原型 .结论 :提出了一种用数据库技术 +逻辑程序设计技术完成知识混合表示的方法

张辉, 钱宗才, 屈景辉, 刘敬华[9]2003年在《基于粗糙集理论的知识获取研究及应用》文中认为本文根据骨肿瘤辅助诊断专家系统及产生式与框架混合知识表达方法的特点,提出一种粗糙集理论的知识获取方法。首先利用已确诊的病历资料,建立病历数据库,使

卢培佩[10]2011年在《计算机辅助职业病诊断专家系统的研究》文中提出[目的]研究、构建计算机辅助职业病诊断专家系统,以帮助职业病诊断机构和医师正确、及时地诊断职业病,也帮助普通医师正确、快速鉴别职业性疾病。减少和避免职业病的误诊和误治,提高职业人群健康监护的水平;同时,推动人工智能技术在职业病防治工作中的应用。[方法]以卫生部、劳动保障部《职业病目录》中规定的十类共计115种职业病为研究对象,根据卫生部《职业病危害因素分类目录》,建立126种行业、相应工种和职业性有害因素的对应关系;同时,建立职业病与职业性有害因素的对应关系。依据职业病诊断标准建立各种职业病的症状、体征、实验室检查和辅助检查推断职业病的判别公式。由上述资料构成专家知识库。通过基于Windows操作系统为平台的Sybase PowerBuider11.5语言,设计专家系统软件的输入模块、输出模块和控制模块。通过计算机语言对职业病诊断信息进行数据化处理,从而形成职业病专家思维的计算机程序表达。[结果]建立了职业病诊断知识库、推理机、解释模块、人机接口、知识获取模块、系统说明与系统管理等组成部分,研制成计算机辅助职业病诊断专家系统软件。实现了输入患者的行业、工种和临床表现等资料,系统输出职业病诊断结果、治疗方案和预防措施等内容,从而作为临床的辅助诊疗系统。同时,知识工程师可以对系统内职业病诊断领域专家知识进行管理,及时更新维护专业知识。本专家系统能对国家《职业病目录》中所有10类115种职业病进行诊断和鉴别诊断,既可用于辅助职业病诊断医师开展工作,也可用于辅助普通临床医师排除可疑职业病。经验证94例职业病,系统诊断判定为职业病86例(91.5%),另8例判为可疑;验证6例非职业病,系统判别6例全被排除职业病。[结论]该专家系统作为一种继承和推广职业病诊断专家知识和经验的方式,具有职业病诊断准确、方便、快捷、高效的特点;有利于职业病机构和医师正确及时诊断职业病,也有利于非职业病医师鉴别职业病,减少和避免职业病的误诊和误治。

参考文献:

[1]. 骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究[D]. 张惠康. 第四军医大学. 2002

[2]. 骨肿瘤辅助诊断系统临床知识的表示与推理机制的探讨[D]. 刘敬华. 中国人民解放军第四军医大学. 2003

[3]. 骨肿瘤辅助诊断专家系统模糊推理模型[J]. 张惠康, 钱宗才, 屈景辉, 李军, 张改英. 第四军医大学学报. 2003

[4]. 骨肿瘤辅助诊断系统知识表示方法的研究[C]. 刘敬华, 钱宗才, 屈景辉, 张辉. 全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上). 2003

[5]. 骨肿瘤诊断知识库的构建应用研究[D]. 张辉. 第四军医大学. 2004

[6]. 应用Visual Prolog及数据库技术建立骨肿瘤辅助诊断系统知识库[J]. 刘敬华. 医疗设备信息. 2007

[7]. 粗糙集在构建骨肿瘤辅助诊断知识库的应用研究[J]. 张辉, 钱宗才, 屈景辉. 医学信息. 2004

[8]. 骨肿瘤辅助诊断系统临床知识库的建立[J]. 刘敬华, 钱宗才, 屈景辉, 李军, 张惠康. 第四军医大学学报. 2003

[9]. 基于粗糙集理论的知识获取研究及应用[C]. 张辉, 钱宗才, 屈景辉, 刘敬华. 全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上). 2003

[10]. 计算机辅助职业病诊断专家系统的研究[D]. 卢培佩. 中南大学. 2011

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