专家系统在医学领域应用：全球视角下的创新发展

医学一直是专家系统应用最有效的领域。人工智能几乎一诞生就应用于医学领域。1954年，美国华人科学家钱家其曾使用计算机计算剂量分布，进行放射治疗。1959年，美国乔治敦大学教授莱德利（Robert S.Ledley）首次应用布尔代数和贝叶斯定理建立了计算机诊断的数学模型，并成功诊断了一组肺癌病例，开创了计算机辅助诊断的先河。1966年，莱德利正式提出了“计算机辅助诊断”（Computer Aided Diagnosis，CAD）的概念。1968年，DENDRAL专家系统诞生。不久，MYCIN医学专家系统就研制成功。该系统首次采用知识库、推理机系统结构，引入“可信度”概念，进行非确定性推理，对用户咨询提问进行解释回答，并给出答案的可信度估计，形成了一整套专家系统的开发理论，为其他专家系统的研究与开发提供了范例和经验。

其后，医学专家系统逐渐成为医学领域的一个重要分支领域，并在20世纪80年代达到高潮，出现了大量的综合医学专家系统。1977年，美国拉特格尔斯大学的韦斯（Sholom Weiss）等人最早提出一个专家系统可用于多个领域，并把开发出的专家系统命名为CASNET，用于治疗青光眼。1982年，美国匹兹堡大学的米勒（Randolph A.Miller）等人发明了著名的Internist-I内科计算机辅助诊断系统，其知识库包括了572种疾病，约4 500种症状，以及10万种疾病与疾病表现之间的联系，拥有当时最大知识库。1991年，美国哈佛大学医学院的巴尼特（Octo Barnett）研制了DXplain软件，包含了2 200种疾病和5 000种症状。

20世纪90年代，医学专家系统逐步发展成为针对某一种或一类疾病的专项专家系统。1990年，美国南伊利诺伊大学的乌姆博（Scott E.Umbaugh）开发的皮肤癌辅助诊断系统，使用自动感应工具产生规则来确定多变的皮肤颜色。1993年，美国哈佛大学医学院的研究人员构建了动态影响图的实时系统，用于诊断急性腹痛疾病。1994年，英国普利茅斯大学医学院的基思（Robert D.F.Keith）采用人工神经网络技术开发了智能胎心率宫缩描记图（Car-diotocography，CTG）计算机辅助分析系统，获得满意的效果。1995年，美国俄勒冈健康与科学大学伯恩多夫（Norman I.Birndorf）等人将规则和人工神经网络理论相结合，构建了一个混合的专家系统用于评估小细胞性贫血。1996年，美国巴特勒大学的林恩（Lynn Ling）建立了一个典型的艾滋病专家诊断系统。2000年，美国的威尔斯（Derek M.Wells）等人开发了提高乳腺癌治疗计划效率的知识库系统。这些专家系统促进了医学科学的发展。进入21世纪后，专家系统进展缓慢，医学专家系统取得的成果也不多。

我国医学专家系统的研究始于20世纪70年代末期。1978年，北京中医医院的关幼波与电子计算机室的科研人员，根据自己的辨证施治经验，研发出肝病诊疗程序，在国内率先把中医学与电子计算机技术结合起来，开创了我国第一个医学专家系统。1981年，中国科学院成都计算机应用研究所和成都中医学院共同研制成功了中医痹症计算机诊疗系统，完全符合率达96.88%。但是，以上两个系统没有明确的知识库和推理机概念，更多的是直接模拟诊断，缺乏灵活性。(www.xing528.com)

20世纪80年代，专家系统在中医领域得到迅速推广。1982年，白求恩医科大学的宇文贤设计实现了基于滋养细胞疾病诊治的一种计算机诊断医疗专家咨询系统。1983年，浙江医科大学的张志华利用计算机辅助实现基于医学上常见的盆腔子宫内膜异位症的诊断。此后，各种名称的中医专家系统如雨后春笋般涌现，达到鼎盛时期，据统计有140多个。

20世纪90年代，我国专家系统应用进入西医领域，发展渐缓。1990年，华西医科大学口腔医学院的魏世成等人开发出颞颌关节紊乱综合征专家系统。1997年，湖南医科大学附属二院的李雪荣等组建了一个儿童心理障碍标准化诊断与治疗的人工智能专家系统。1998年，北京理工大学的张玉璞设计并实现了基于波形分析的心血管疾病诊断的专家系统。2000年，哈尔滨工程大学的刘长征等人研发神经内科疾病诊断与治疗专家系统，用于神经内科疾病诊断与治疗。2001年，南京大学生物医学物理研究所与江苏省人民医院的石晓东、仲远明等研发耳穴信息智能识别系统，通过识别人体耳穴电学特征量筛检上消化道癌。2002年，武汉理工大学的吴钊等人研发了模糊口腔癌诊疗专家系统，用于口腔癌诊断与治疗。2003年，山西医科大学的吕晓燕、郭建军等研发了胃癌诊断专家系统，用于胃癌的临床诊断。2005年，中国科学院沈阳自动化研究所与中国科学院研究生院的曾文、刘尚辉等人开发了结核病诊断专家系统。2006年，山西医科大学与中北大学的葛学军、李冰等人开发了口腔牙周病诊断专家系统，集合口腔牙科专家知识，用于口腔牙周疾病诊断。2008年，深圳市人民医院开发出了用于对于人体血气中酸碱度的检测分析计算机辅助专家系统。至此，短短30年，除西藏、宁夏、海南、台湾、香港、澳门之外，我国其他省区市都先后开展或涉足了中医专家系统的研究，开发了多种多样多功能的医学辅助诊断治疗系统，先后研制出220个中医专家系统和开发工具。但是，真正能够为医生所接受并且投入临床使用的医学专家系统少之又少。