《人工智能》在醫學中應用的研究

摘 要：本文重點介紹人工智能在醫療體系中的應用。分別從人工智能的概念、研究領域、分類及具體應用模塊等方面著手，闡述人工智能在醫學領域的具體應用，以醫學專家系統、醫學影像中的算法和應用為主進行剖析。

關鍵詞：人工智能；專家系統；ANN

1 概述

人工智能是現今科學探究中的前沿技術，隨著社會的進步，人類對于醫療和健康方面的需求日趨旺盛，在對醫療領域的開發中融入了人工智能這一相關技術在一定程度上滿足了人們的需求，也使醫療工作更加便捷地展開。目前，人工智能在醫療工作中的應用包括X光片、B超檢查、核磁共振檢查等，人工智能技術的采用，為醫生在診斷過程中更加精準提供了依據，從而為患者制定有效的治療方案。

2 人工智能相關技術

2.1 人工智能概念

人工智能（Artificial Intelligence）即AI是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。其定義分為兩部分，即“人工”和“智能”。“人工”即人為制造。“智能”，涉及到諸如意識、自我、思維等問題。因此人工智能的研究主要是對人的智能本身的研究。

2.2 人工智能研究領域

人工智能是計算機科學的一個分支，其研究包括智能機器人、虛擬現實技術與應用、系統仿真技術與應用、智能計算與機器博弈、計算機神經網絡、建筑智能化技術與應用等等諸多領域。

2.3 人工神經網絡

人工神經網絡（Artificial Neural Networks）即ANN是一種模仿動物神經網絡行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的，并具有自學習和自適應的能力。

2.4 專家系統

專家系統是一個具有智能特點的計算機程序，其智能化主要表現為能夠在特定的領域內模仿人類專家思維來求解復雜問題。因此，專家系統必須包含領域專家的大量知識，擁有類似人類專家思維的推理能力，并能用這些知識來解決實際問題。如在醫療中，一個醫學專家系統就能夠像真正的專家一樣，診斷病人的疾病，判別出病情的嚴重性，并給出相應的處方和治療建議等。

3 具體應用分析

3.1 基于人工神經網絡技術的專家系統

基于人工神經網絡的專家系統通過收集大量的信息樣本，并且引入恰當的算法進行自主提升，系統通過模擬人腦神經網絡在系統內部建立神經元的連接權值，具有人類思維、處理、學習、推理等能力[1]。（圖1）

基于人工神經網絡技術的專家系統可選擇多種算法相結合，運用多種技術建立不同側重點，特別是ANN的自我適應、強大的處理分析和學習能力，應用在醫學上取得了很大的成功。

3.2 專家系統推理機的設計

在設計過程中需要預先設定相關函數值。以疾病推理機的設計為例，首先，要代入現有的醫學病例，即對病人的各項生命體征的數據進行輸入，將輸入信息存放在臨時信息表中，此時在推理機的推理系統中可以得到一系列的相關信息，這些信息即反應了患病原因。根據推理機的設計思想，在進行系統推理中，根據推理規則將條件錄入，進而順著規則進行推導。在得出推理結論之后要對結論進行審核，利用反向推理的的方式核實結果的準確性。

3.3 醫學影像診斷中的應用

現代醫學技術中影像技術占據了重要的部分，尤其是一些成像設備比如核磁共振、CT、超聲等。人工智能應用主要在一些特定的成像技術，比如針對X線研究、對CT成像的分析、對血液疾病影像的判斷，還有超聲波影像的應用研究等等，這些方面結合人工智能已經得到了很大的進步和發展[2]。系統通過人工智能技術對數據庫和往期病例，采用兩個階段進行，分別是圖像識別和深度學習。在階段一進行影響對比過程中，首先進行影像的細加工，再進行影像牽橋判斷。而在階段二的深度學習過程中，由階段一提取的多項數據都存儲進患者病例庫和其他醫療數據庫中，這樣的數據庫可以包含數百萬的臨床病例案例，為深度學習過程提供判斷依據。通過一定的技術原理建設分析，進行診療，可以產生一系列的診斷效果，這從而使人工智能影像檢測具有精準的特點。

結束語

本文從人工智能相關的概念開始到人工智能技術在醫學領域的應用，分別從基于人工神經網絡技術的專家系統、專家系統推理機的設計、醫學影像診斷中的應用等三個方面進行了具體分析。相信隨著人工智能相關技術在醫療領域的逐步應用，能夠更好的提高現代醫學疾病的預測水平，做到提高醫生的診斷效率和提高診斷質量，合理制定治療方案，更好的服務于患者。

參考文獻

[1]Sandi Findlay. Application of artificial intelligence in medicine [J]. Medical Technology&Application2014，6（1）：63-67.

[2]王弈，李傳福.人工智能方法在醫學圖像處理中的研究新進展[J].中國醫學物理學雜志，2013，（03）：4138-4143.

作者簡介：李力東，女，（1974-）吉林省長春市，吉林建筑大學電氣與計算機學院，碩士，副教授，主要從事計算機軟件方面的研究。