醫(yī)療領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用分析

查曉陽

摘要：與智能機(jī)器的設(shè)計(jì)、研究及應(yīng)用存在關(guān)聯(lián)的人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，也是一門聚集了新的理念、技術(shù)、思想的新興學(xué)科。目前，人工智能已較為廣泛地應(yīng)用在了包括醫(yī)療領(lǐng)域在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域中。本文從人工智能簡述人手，并對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用展開了分析。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療領(lǐng)域；人工智能技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）06-0143-02

當(dāng)下信息時(shí)代中，包括人工智能技術(shù)在內(nèi)的多項(xiàng)技術(shù)得到了很好的發(fā)展、創(chuàng)新。將人工智能技術(shù)靈活的運(yùn)用到醫(yī)療領(lǐng)域中，能夠更加準(zhǔn)確、科學(xué)的識(shí)別診斷方案，為患者提供更佳的治療，能為我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展提供重要的推動(dòng)力量。對(duì)此，人們必須對(duì)人工智能技術(shù)引起重視，全面開展醫(yī)療領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究，將其作用充分發(fā)揮，將其價(jià)值深入挖掘。

1人工智能簡述

20世紀(jì)中期，人工智能這一新興學(xué)科在美國一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議上首次被提出。在此之后，人工智能的發(fā)展十分迅速，人們也廣泛對(duì)其給予了關(guān)注。當(dāng)下，經(jīng)歷了約有70年發(fā)展的人工智能尚未有一個(gè)統(tǒng)一的具體概念定義形成。在有關(guān)人工智能的定義中，斯坦福大學(xué)人工智能研究中心學(xué)者認(rèn)為人工智能是以模擬人類為基礎(chǔ)，將知識(shí)記錄、積累、再現(xiàn)并運(yùn)用實(shí)現(xiàn)的一門學(xué)科；而日本大學(xué)則認(rèn)為該學(xué)科主要是研究、評(píng)估智能本身；書籍《人工智能狂潮》中，指出人工智能是以人工的方法制作類人智能，具備發(fā)現(xiàn)、察覺功能的計(jì)算機(jī)便是類人智能，其能通過分析數(shù)據(jù)而完成一種特征量的形成。由人工智能被提出到現(xiàn)在，已經(jīng)獲得了很好的發(fā)展及成就，成為當(dāng)下非常重要的技術(shù)之一，為社會(huì)智能發(fā)展提供了重要的動(dòng)力。

2醫(yī)療領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用分析

1）醫(yī)療專家系統(tǒng)

從某種角度而言，可將專家系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)程序，在專家系統(tǒng)內(nèi)引人某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)便能使其開展類似于領(lǐng)域?qū)＜乙粯拥墓ぷ鳌Ｎ覈鄬?duì)于發(fā)達(dá)國家而言，所開展的專家系統(tǒng)研究較晚，但卻獲得了較為迅速的發(fā)展。我國一名計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)＜遗c中醫(yī)院一名教師在1987年通過合作展開了有關(guān)肝病診療程序的研究，這也是我國首次再傳統(tǒng)中醫(yī)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)的應(yīng)用。我國一名計(jì)算機(jī)專家與骨科專家在1986年通過合作共同建立了骨傷計(jì)算機(jī)診療系統(tǒng)，至21世紀(jì)為止，醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)得到了很好的發(fā)展，數(shù)量及類型大量增加，如腫瘤診斷、骨癌診斷及心血管藥物治療專家系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。

知識(shí)庫中所儲(chǔ)存的專家知識(shí)語言表達(dá)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織樣式是固定的，主要可分為三類：其一，策略知識(shí)，能通用于多種規(guī)則下，以推理及程序?yàn)楦鶕?jù)進(jìn)行規(guī)則的優(yōu)先選用；其二，直覺知識(shí)，當(dāng)與所需條件相符合時(shí)，便會(huì)將某種動(dòng)作或結(jié)論自動(dòng)執(zhí)行，體現(xiàn)的是一種生成規(guī)則；其三，支持知識(shí)，當(dāng)直覺知識(shí)無法將其解決時(shí)，該知識(shí)便能以因果模型為根據(jù)進(jìn)行表示。

再醫(yī)療專家系統(tǒng)中，包含著多個(gè)子系統(tǒng)，如醫(yī)療檢查解釋系統(tǒng)、診斷與治療專家系統(tǒng)、病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、觸摸式多媒體導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)、護(hù)理計(jì)劃專家系統(tǒng)、醫(yī)囑輔助生成系統(tǒng)等。其中醫(yī)療檢查解釋系統(tǒng)所負(fù)責(zé)的任務(wù)是在分析、解釋醫(yī)療檢查、化驗(yàn)圖形、圖像及數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)檢查結(jié)果的醫(yī)學(xué)涵義進(jìn)行判斷。如產(chǎn)自于血流變儀的血凝曲線及來自于血常規(guī)化驗(yàn)儀的血常規(guī)曲線，能將重要的參考價(jià)值提供給病情診斷工作中。由于部分臨床醫(yī)生未能深入掌握有關(guān)檢驗(yàn)的知識(shí)，故而會(huì)出現(xiàn)無法以化驗(yàn)曲線變化為根據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的情況，因誤診而導(dǎo)致患者治療被延誤。若是借助圖形識(shí)別技術(shù)，便能通過計(jì)算機(jī)將現(xiàn)有曲線圖作為根據(jù)進(jìn)行智能判斷，以此將有利于疾病診斷、治療的結(jié)論得出。而患者也能全面了解化驗(yàn)結(jié)果的臨床意義，擺脫以往天書般的化驗(yàn)報(bào)告單。心電圖曲線的識(shí)別是人工智能圖形識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)重要內(nèi)容?；颊咴谕瓿尚碾妶D的檢查后，計(jì)算機(jī)會(huì)以心電圖曲線特征為根據(jù)展開分類、判斷。醫(yī)生并不需要在心電圖曲線上耗費(fèi)時(shí)間進(jìn)行研究。

2）指紋識(shí)別取代醫(yī)療證件

統(tǒng)一的全民醫(yī)療保險(xiǎn)體系的建立在我國深入改革醫(yī)療制度及不斷完善醫(yī)療保險(xiǎn)體系的進(jìn)程下已經(jīng)成為一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)的醫(yī)療證用于身份標(biāo)志，然而因其易損壞、易丟失等缺陷，以至于出現(xiàn)就醫(yī)管理復(fù)雜或是患者冒名頂替等問題，與現(xiàn)代醫(yī)療模式難以適應(yīng)。人工智能技術(shù)為指紋識(shí)別開創(chuàng)了道路，目前已得到了一定的完善。在計(jì)算機(jī)醫(yī)療信息庫中存入?yún)⒈Ｈ藛T的指紋信息，替換掉傳統(tǒng)的醫(yī)療證這一身份標(biāo)志。當(dāng)患者前往就醫(yī)時(shí)僅需將手指往診臺(tái)指紋采集儀按一下，計(jì)算機(jī)便能將患者姓名、年齡、性別、過敏藥物、既往病史等基本情況檢索出，不但有效節(jié)省了就診時(shí)間，而且能確?；颊咝畔?、病歷的準(zhǔn)確性，從而將醫(yī)生工作效率、診斷準(zhǔn)確率提高。如此一來，醫(yī)院的知名度及經(jīng)濟(jì)效益也能得到提升。

3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工智能第二次發(fā)展高潮階段中，只要將足夠多的知識(shí)輸入至計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)所能完成的任務(wù)也就會(huì)得到提升，但是所輸入知識(shí)的范圍對(duì)其能力有所限制；若想將計(jì)算機(jī)的實(shí)用性提高，使其對(duì)例外病例應(yīng)對(duì)的能力得到擴(kuò)充，就必須將更多的知識(shí)輸入其內(nèi)。另外，輸入的符號(hào)從根本上講往往脫節(jié)于其所代表的意義，故而計(jì)算機(jī)很難將一種“語義”掌握。而人工智能程序卻能再這種閉塞條件下自動(dòng)學(xué)習(xí)，從而得到穩(wěn)步發(fā)展。決策樹、樸素貝葉斯算法及最近鄰分類算法是機(jī)器學(xué)習(xí)常用的原理，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻是最為著名的。人工智能第三次發(fā)展高潮階段中，ANN這門高度綜合的交叉、前沿學(xué)科，是將計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)和腦科學(xué)集為一體的新興學(xué)科，是當(dāng)代人工智能領(lǐng)域的一大重要分支，是一種通過模仿人類腦神經(jīng)回路將生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)、功能等方面的理論高度抽象、概括、綜合而構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)。

相對(duì)于傳統(tǒng)符號(hào)處理方法而言，ANN具有以下幾個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：其一，并行性，ANN各個(gè)神經(jīng)元再對(duì)信息進(jìn)行處理時(shí)，不但能相互配合形成網(wǎng)路合力，同時(shí)還能將自身獨(dú)立性維持，與其他神經(jīng)元串聯(lián)、分享輸出結(jié)果；其二，自適應(yīng)性，ANN可以當(dāng)時(shí)的信息特點(diǎn)、環(huán)境狀態(tài)為根據(jù)自行調(diào)整。通過學(xué)習(xí)完成吻合于外界變化的新模式的建立，以自組織的形式高效、系統(tǒng)、最優(yōu)化的完成多個(gè)神經(jīng)元之間的連接與分配；其三，聯(lián)想記憶功能，可將復(fù)雜的非線性映射完成，能夠自適應(yīng)學(xué)習(xí)，是目前較為理想的非線性估計(jì)器，使網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出抽象思維能力并實(shí)現(xiàn)聯(lián)想推理；其四，分布式存儲(chǔ)信息，ANN呈現(xiàn)、處理信息的途徑是通過各個(gè)神經(jīng)元之間的鏈接及其權(quán)重，不會(huì)因局域網(wǎng)的故障而受到較大影響，穩(wěn)定性非常強(qiáng)。

由于ANN可打破計(jì)算機(jī)知識(shí)輸入的局限，再加上其擁有自組織、訓(xùn)練及學(xué)習(xí)的功能，故而在醫(yī)院專家系統(tǒng)領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)圖像、視頻及音頻等智能領(lǐng)域中，日本某機(jī)電公司成功制作并推出了可高效、快速且精準(zhǔn)處理大量分結(jié)構(gòu)化醫(yī)療數(shù)據(jù)的人工網(wǎng)膜。中醫(yī)領(lǐng)域中，從某種角度而言，ANN診療系統(tǒng)可將對(duì)智能的辯證實(shí)現(xiàn)，也就是說ANN診斷系統(tǒng)能夠在綜合分析結(jié)構(gòu)完成之后，將最科學(xué)、合理的中醫(yī)診斷提出。

4）醫(yī)療機(jī)器人

以往所指的機(jī)器人代表的是擁有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)及傳感器的機(jī)械。而再人工智能的快速發(fā)展下，即便沒有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，醫(yī)療機(jī)器人也能借助獨(dú)立的智能控制系統(tǒng)將手術(shù)操作完成。如人造肌肉機(jī)器人這一人工智能裝備，能將近似于真實(shí)肌肉的功能實(shí)現(xiàn)。又如當(dāng)下美國、歐洲等前列腺癌高發(fā)的國家中，具有局限性的傳統(tǒng)的前列腺癌治療標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)基本已被機(jī)器人輔助前列腺癌根治術(shù)所取代。達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人在美國機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)中的使用最為廣泛，醫(yī)生在穩(wěn)定、高速的互聯(lián)網(wǎng)及屏幕的幫助下能對(duì)病人的狀況實(shí)時(shí)了解，并通過機(jī)械臂的使用在遠(yuǎn)處將手術(shù)完成，為遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

3結(jié)語

綜上所訴，通過長時(shí)間以來的發(fā)展，人工智能在當(dāng)下醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，也為我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展提供了重要的推動(dòng)力量。對(duì)此，各個(gè)學(xué)者也應(yīng)不斷開展有關(guān)人工智能技術(shù)的研究工作，加大研究力度，對(duì)其存在于醫(yī)療領(lǐng)域中的價(jià)值充分挖掘。