人工智能_专家系统与中医专家系统

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1、人工智能、专家系统与中医专家系统陆志平,李媛媛,魏方方,施诚(南京中医药大学信息技术学院,江苏南京210029)摘要:本文回顾了人工智能及专家系统的发展史,简单地介绍了一下医学专家系统MYCIN,并介绍了研制中医专家系统的一般步骤。关键词:中医专家系统;人工智能1人工智能与专家系统1956年夏,麦卡锡(J1McCarthy)等10多位数学、心理学和信息论等方面的学者在美国Dartmouth大学举行了历时两个月之久的有关如何模拟人类智能行为的学术研讨。在这次会议上Dartmouth大学年轻的助理教授麦卡锡建议将计算机应用在这一领域的研究工作称之为人工智能(Arti2ficialIntellig

2、ence,AI)。人工智能研究范畴很广,其中包括专家系统、自然语言处理、机器人学、自学习理论、定理证明等。1965年,在斯坦福大学化学专家的配合下,费根鲍姆(E.A.Feigenbaum)研制了化学领域的第一个专家系统DENDRAL。当给系统输入化学分子式和质谱图等信息后,它能通过推理分析输出相应的有机化合物的分子结构,其分析能力已经接近、甚至超过了有关化学专家的水平。该专家系统为AI的发展树立了典范。此后,专家系统如同雨后春笋迅速遍及各个领域。例如数学专家MACSYMA,农业专家PLANT,生物专家MOLGEN,地质探矿专家PROSPEC2TOR,教育专家GUIDON,法律专家LDS,军事

3、专家ACES、医学专家等系统。1977年,费根鲍姆教授在第五届国际人工智能会议上(IJCAI277)提出了知识工程(KnowledgeEn2gineering)的概念,费根鲍姆是人工智能领域的后来者,然而,他以“知识工程”的创新思想,最终成为人工智能领域的一代宗师。最早的医学诊断专家系统可追溯至七十年代deDombal的急性腹痛鉴别诊断系统及Shortliffe之MYCIN感染性疾病的鉴别诊断系统。前者用于诊断急性腹痛(1972),在对304个病例的回顾性研究中,该专家系统成功地诊断出了所有真正有急性阑尾炎的病例,然而有六例非特征性的腹痛被误诊为急性阑尾炎;与急诊的专科医师相对比,专科医生却

4、漏诊了六例真正的急性阑尾炎病人,并且将二十例以上的非特征性的腹痛病人误诊为急性阑尾炎。此系统后来发展出可在IBM2PC上运行的版本,在英国的急诊室被广泛地使用。1976年美国斯坦福大学肖特列夫(Shortliff)开发了医学专家系统MYCIN,该系统被知识工程师视为“专家系统的设计规范”。MYCIN系统采用反向推理和深度优先搜索的方法,主要用于协助医生诊断和治疗细菌性感染疾病。在MYCIN的知识库里,大约存放着450条判别规则和1000条关于细菌感染方面的医学知识。它一边与用户进行对话,一边进行推理诊断。这种推理规则称为“产生式规则”,以MYCIN系统的目标规则092为例:IF①存在一种病

5、菌需要处理;②某些细菌虽然没有出现在目前的培养物中,但是已经注意到它们需要处理。THEN①根据病菌对于药物的敏感情况,编制一个可能抑制该病菌的处方表;②从处方表选择最佳的处方方案。ELSE病人不必治疗该条规则首先判别是否属于该规则的处理范围,“是”就是进行处理,“否”则请求其他处理。80年代以后的专家系统逐步朝着大型化、集成化发展,使它从狭窄的专业领域走向宽广的多学科领域,知识工程开始具备了方法学的性质。例如,上述那个著名的医学专家系统MYCIN被研究者抽掉其具体医学知识内容而构成一个框架系统EMYCIN,如果向其中充实其他学科的具体知识,它就能变成不同学科领域的专家。可以认为,EMYCIN

6、成了一种“建造专家系统的专家系统”。2中医专家系统所谓医学专家系统,就是运用计算机技术来替代医学专家去处理那些临床的医学数据。中医专家系统就是运用电子计算机技术来模拟中医专家的综合、分析、判断等处理中医临床四诊信息的过程。中医专家系统所起的作用是运用电子计算机来模拟中医专家的综合、分析、判断的这一处理过程,也就是将四诊或其他的诊断信息输入计算机,中医专家系统将模拟医生的思路进行辨证施治从知识库中提取中药或针灸的治疗方案。要完成一个中医专家系统必须建立该中医专家的知识库,建立与这些知识相关的规则库,以及获取知识的推理模型等。研制一个中医专家系统的过程,大致上有以下一些步骤:211医理设计收集对

7、“中医证型”划分起作用的临床症状;建立规范化的症状表;收集对“中医证型”划分的依据;建立中医辨证论治的规则库;收集临证加减的处理方法;建立临床随症加减的规则库,建立与该中医专家知识相关的知识库及规则库。212建立数学模型绘制与中医专家系统辩证逻辑思维相应的程序框图,用数学模型模拟中医专家的辨证论治的过程。213程序设计通过编程,用计算机语言来实现上列数学模型。214临床验证通过大量病例,验证其符合率。自197