论计算机人工神经网络在医学领域的应用与发展

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1、论计算机人工神经网络在医学领域的应用与发展论文正文：计算机人工神经X络是一门应用广泛，涉及多学科交叉、综合的前沿学科。人工神经X络是在对人脑神经X络的基本研究的基础上，采用数理方法和信息处理的角度对人脑神经X络进行抽象，并建立的某种简化模型。突破了传统的以线性处理为基础的数字电子计算机的局限，标志着人们智能信息处理能力和模拟人脑智能行为能力的一大飞跃。近20年来，神经X络的软件模拟得到了广泛研究和应用，发展速度惊人。由于人体与疾病的复杂性，不可预测性，非常适合人工神经X络的应用。目前的研究几乎涉

2、及从基础医学到临床医学的所有方面，主要应用于生物信号的检测与自动分析，医学专家系统等。在麻醉与危重医学相关领域的研究涉及到多生理变量的分析与预测，从临床数据中发现一些尚未发现或尚无确切证据的关系与现象，信号处理，干扰信号的自动区分检测，各种临床状况的预测，单独或结合其他人工智能技术进行麻醉闭环控制等。在围术期和重症监护与治疗阶段，需要获取大量的信息，将可能在信号处理、基于动态数据驱动的辅助决策专家系统、数据挖掘、各种临床状况的预测、智能化床旁监护、远程医疗与教学、医疗机器人等各方面广泛运用到人工

3、神经X络技术和其他人工智能技术。一、概述人工神经X络（ArtificialNeuralNete)上的成绩。正确分类率为84%,超过了现今所用的统计方法的60%～70%的分类率。台湾DEU科技（德亚科技）开发的计算机辅助检测系统RapidScreenTMRS-2000为全世界最先通过美国ＦＤＡ认证的早期肺癌辅助诊测系统。该产品采用人工智能神经X络ANN，自动标识数字胸片中可疑结节区。经台湾和美国的临床实验，可使放射专家检测T1期肺癌的能力明显提高(潜在提升约15%以上)。DeGroff等使用电子听

4、诊器和人工神经X络制造了一种仪器，它可正确地区分儿童生理性和病理性杂音。用电子听诊器记录的儿童心音，输入能识别复杂参数的ANN，分析的敏感性和特异性均达100%。3、其他：生物信息学中的研究中可应用于基因组序列分析、蛋白质的结构预测和分类、X络智能查询等方面。药学领域广泛应用于定量药物设计、药物分析、药动/药效学等方面。例如：用于预测药物效应。Veng-Pederson用神经X络预测阿芬太尼对兔心率的影响，对用药后180-300分钟的药物效应取得了较好的预测结果（平均相对预测准确度达78%）。分

5、析群体药动学数据，以获知群体药动学特征和不同人口统计因子对药物行为的影响，对临床用药具有指导意义。4、麻醉与危重医学相关领域的研究手术室和ICU内是病人信息富集的地方，而且大量的信息处在动态变化中，随着医学技术的飞速进步，所能获取的信息越来越多，医护人员面临着“信息轰炸”。神经X络技术可以很好地帮助我们应对这些问题。例如：1）可以用于分析多个生理变量之间的关系，帮助研究其内在的关系，或预测一些变量之间的关系：Perchiazzi在肺损伤和正常的猪容量控制机械通气中，用ANN估计肺顺应性的变化，不

6、需要中断呼吸，与标准方法相比误差很小。2）结合数据挖掘技术，可能从海量数据库例如电子病历系统中，发现一些尚未发现或尚无确切证据的关系与现象：Buchman研究了神经X络和多元线形回归两种方法，用病人的基本资料、药物治疗差异和生理指标的变化预测在ICU延迟（>7天）。3）信号处理：Ortolani等利用EEG的13个参数输入ANN，自行设计的麻醉深度指数NED0-100作为输出，比较NED与BIS之间有很好的相关性；4）干扰信号的自动区分检测：JeleazcovC等利用BP神经X络区分麻醉中

7、和后检测到的EEG信号中的假信号，是传统EEG噪音检测方法的1.39-1.89倍。5）各种临床状况的预测：Laffey用ANN预测肌肉松弛药的残留，发现明显优于医生的评估，还有用于预测propfol剂量个体差异的，预测术后恶心、呕吐，预测全麻后PACU停留时间，预测ICU死亡率等较多的研究。6）单独或结合其他人工智能技术进行麻醉闭环控制：Huang等在全凭异丙酚静脉麻醉中，利用听觉诱发电位确定麻醉深度，结合异丙酚靶控输注效应室浓度训练ANN区分有反应和无反应者，对ANN判断的麻醉水平再用基于心率

8、、血压的模糊逻辑控制调整，结合应对意外干扰的安全机制。随着ANN新的理论、技术、方法的不断涌现，其模仿人智能的程度不断提升，已经在诸如专家系统、植入系统（embeddedsystems）、数据挖掘、多智能体系统、财金工程、生物信息学、无线通讯、制造业等领域得到了很多商业化的应用。在医学特别是麻醉、危重医学的应用研究尚不多，商业化应用更是鲜见。但在围术期和重症监护与治疗阶段，需要获取大量的信息，既有纯数据、又有生物信号、图像、文字等，既有数字化确定的信息，又有不确定和模糊的表诉，既有静态的，又有动