鄭南君

湖南省郴州市第一人民醫(yī)院，湖南郴州 423000

人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域中的應(yīng)用解析

鄭南君

湖南省郴州市第一人民醫(yī)院，湖南郴州 423000

我國各項技術(shù)都得到了非常廣泛的發(fā)展空間，特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能是具有非常高的綜合性的一門交叉學(xué)科，是一門集新技術(shù)，新理論，新觀念以及新思想于一體的正在不斷發(fā)展的新興學(xué)科，現(xiàn)階段人工智能已經(jīng)在多個領(lǐng)域都得到了比較廣泛的應(yīng)用，其中包含有醫(yī)療健康領(lǐng)域，該文對人工智能的概念進行了解釋，并且就人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域中的具體應(yīng)用進行了解析。

人工智能；醫(yī)療健康領(lǐng)域；應(yīng)用解析

新階段人們已然邁進了信息時代，各項技術(shù)在不斷的發(fā)展以及更新，其中包括有人工智能技術(shù)，人工智能是在語言學(xué)，哲學(xué)，神經(jīng)心理學(xué)，信息論，控制論，計算機科學(xué)等多種學(xué)科研究基礎(chǔ)之上發(fā)展形成的，具有非常高的綜合性并且正在不斷發(fā)展的一門交叉新興學(xué)學(xué)科，如今在刑偵，軍事，語言識別，機器人等各個領(lǐng)域都得到了非常廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著非常重要的作用，尤其是在醫(yī)療健康領(lǐng)域中的應(yīng)用，在醫(yī)療行業(yè)對人工智能及時進行有效的利用，可以幫助醫(yī)生更加科學(xué)并且準確地進行診斷方案的識別，在促進我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展方面發(fā)揮著非常巨大的推動作用。因此需要人們意識到人工智能的重要性，增加對人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用方面的研究，使人工智能可以在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。

1 對人工智能的簡單概述

人工智能最早是20世紀中旬在美國的一個學(xué)術(shù)會議上被當做一個新興的學(xué)科提出。在接下來的時間內(nèi)，人工智能得到了非?？钏俚陌l(fā)展，因此也就得到了人們的廣泛關(guān)注，現(xiàn)階段人工智能已經(jīng)獲得了將近70年的發(fā)展，但是有關(guān)人工智能的具體概念定義尚未形成統(tǒng)一。其中斯坦福大學(xué)人工智能研究中心的學(xué)者是這樣定義人工智能的，人工智能是借助對人類進行模擬的方式來實現(xiàn)對知識的積累，記錄，再現(xiàn)以及運用的一門學(xué)科，在日本大學(xué)將人工智能定義為，人工智能是一門對智能本身進行研究以及評估的學(xué)科，在《人工智能狂潮》這本書中將人工智能定義為借用一種人工的方法對類人智能進行制作，類人智能指的是擁有察覺以及發(fā)現(xiàn)功能的計算機，這類計算機可以對數(shù)據(jù)進行分析從而形成一種特征量。在這70年間，人工智能取得了非常良好的成就，憑借自身優(yōu)勢獲得了很多專家的高度評價，已然成為20世紀非常重要的技術(shù)成就，對推動社會的智能發(fā)展有很大的作用[1]。

2 專家系統(tǒng)在醫(yī)療健康領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 發(fā)展應(yīng)用

專家系統(tǒng)從某種角度上來講就是一個程序，將某個專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的一些知識引入到專家系統(tǒng)中，專家系統(tǒng)便可以像該領(lǐng)域的專家一樣進行各項工作的展開，我國的專家系統(tǒng)研究和發(fā)達國家相比比較晚，但是發(fā)展速度非?？欤?987年，計算機領(lǐng)域一個專家和中醫(yī)院的關(guān)幼波教授相互合作共同進行關(guān)幼波肝病診療程序的開發(fā)，這是我國歷史上的第一次成功的實現(xiàn)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)在傳統(tǒng)中醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用。1986年，骨科專家林如高和計算機專家進行合作進行林如高骨傷計算機診療系統(tǒng)的建立，等到21世紀，多種不同的醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)數(shù)量在不斷增多，例如心血管藥物治療專家系統(tǒng)，胃癌診斷專家系統(tǒng)，腫瘤診斷專家系統(tǒng)等[2]。

2.2 工作機制

被存儲在知識庫中的專家知識具備有固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織樣式以及語言表達樣式，其中主要包括有以下3種：①直覺知識，體現(xiàn)的是一種生成規(guī)則，即當符合所需條件時，統(tǒng)統(tǒng)便會自動執(zhí)行某種結(jié)論或者某個動作。②支持知識，該知識是在直覺知識不能解決的條件下進行的，通過因果模型進行表示。③策略知識，在多種規(guī)則下都可以實現(xiàn)通用，根據(jù)推理機程序進行規(guī)則的優(yōu)先選用[3]。

3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)院領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 興起

在第二次人工智能的高潮階段，人們只需要向計算機內(nèi)進行知識的輸入工作，計算機便可以完成與知識相對應(yīng)的任務(wù)操作，但是由于在計算機中輸入的內(nèi)容存在有范圍限制，也就導(dǎo)致計算機的工作能力受到限制，如果想要計算機可以處理更多的事物，就需要向計算機內(nèi)不同的進行醫(yī)療相關(guān)知識的輸入。另外，因為在向計算機進行輸入時運用的是符號輸入方法，很多時候符號已經(jīng)和原本的意義出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，這樣就導(dǎo)致計算機不能很好地理解輸入的內(nèi)容。在這種情況下，機器學(xué)習(xí)這項技術(shù)得到了發(fā)展，實現(xiàn)了人工智能程序的自動學(xué)習(xí)，在機器學(xué)習(xí)中存在有多種原理，具體有支持向量機，決策樹，貝葉斯算法，分類算法等，其中最為人們熟知的一種原理便是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[4]。至于ANN，則是在第3次的人工智能高潮階段興起的計算機科學(xué)，信息科學(xué)以及腦科學(xué)這3種科學(xué)相互交叉的一種前沿學(xué)科，ANN借助對人類腦神經(jīng)進行模仿形成一個在功能以及結(jié)構(gòu)方面都比較綜合并且抽象的信息處理系統(tǒng)，成為現(xiàn)階段人工智能的一個非常重要的分支[5]。

3.2 優(yōu)勢

ANN和以前的符號處理方法進行比較，可以非常明顯的發(fā)現(xiàn)其具有的優(yōu)勢：①可以實現(xiàn)信息的分布式儲存。ANN對信息進行呈現(xiàn)以及處理時是借助攝警員之間的權(quán)重以及鏈接來實現(xiàn)的，因此及時局域網(wǎng)出現(xiàn)故障，ANN也不會受到過多影響，保障了ANN的穩(wěn)定性。②具有非常良好的自適應(yīng)性，具體是指ANN可以將信息特點以及當時所處的環(huán)境作為依據(jù)實現(xiàn)自我調(diào)整，其中包括有訓(xùn)練，泛化，自組織以及學(xué)習(xí)。ANN可以依靠不斷的學(xué)習(xí)來建立可以和外界變化相適應(yīng)的新模式，然后借助自組織實現(xiàn)對神經(jīng)元的高效并且永久的分配以及連接，簡單來講即ANN可以通過自身不斷的訓(xùn)練來對外界的各種新信息作出一個非?？茖W(xué)的反應(yīng)[6]。③并行性，ANN的各神經(jīng)元在對信息進行處理時既保持有一定的獨立性，同時還可以實現(xiàn)像話配合，具備有一定的網(wǎng)絡(luò)合理，由ANN輸出的結(jié)果還可以同其他的神經(jīng)元實現(xiàn)串聯(lián)以及分享。④具備有聯(lián)想記憶功能。即ANN可以完成相對比較復(fù)雜的非線性的映射，現(xiàn)階段已然成為可以得到人們廣泛接受的非線性估計器，同時可以通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)來使網(wǎng)路的抽象思維能力得以表現(xiàn)出來[7]。

3.3 具體應(yīng)用

因為ANN可以將計算機知識輸入的有限性打破，同時具備有訓(xùn)練，泛化，自組織以及學(xué)習(xí)的能力，因此ANN現(xiàn)階段已然在醫(yī)院專家系統(tǒng)這一領(lǐng)域得到了非?？焖俚陌l(fā)展。在醫(yī)學(xué)的音頻，視頻以及圖像等智能領(lǐng)域，日本一個機電公司將人工網(wǎng)膜成功制作并且推出，人工網(wǎng)膜可以對大量的分結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療數(shù)據(jù)展開飛速，高效并且精準的處理。在醫(yī)學(xué)診斷方面，在PDP模型基礎(chǔ)之下，Nakano教授以及Saito教授進行了醫(yī)學(xué)診斷專家系統(tǒng)的研究，借助不同的自組織、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練以及泛化，可以明顯地發(fā)現(xiàn)該專家系統(tǒng)的診斷準確率高過傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)，同時還診斷結(jié)果的精準性并不低于在與此相關(guān)領(lǐng)域的最為博學(xué)的專家[8]。在中醫(yī)領(lǐng)域，ANN診療系統(tǒng)從某種角度上來講可以實現(xiàn)對智能的辯證，即ANN診斷系統(tǒng)可以對結(jié)構(gòu)進行綜合分析從而將最為科學(xué)的中醫(yī)診斷提出。目前，IMB團隊就在ANN機器學(xué)習(xí)原理的基礎(chǔ)之下進行了名字是沃森通路的一款用戶界面設(shè)計，沃森通路是一個人機的互動程序，依靠沃森通路提供的一種輔助功能，醫(yī)院工作人員可以對由沃森提出的各種病癥以及推理進行檢查并且對其合理性進行判定，同時將更多的見解以及信息在沃森系統(tǒng)中進行輸入。另外，IBM還和WellPoint公司共同合作在沃森技術(shù)的基礎(chǔ)下進行了交互式腫瘤診治技術(shù)的開發(fā)，該技術(shù)是在ANN技術(shù)的基礎(chǔ)上不同的進行深入學(xué)習(xí)，最終可以給腫瘤醫(yī)生提供有關(guān)腫瘤患者的最新信息，從而使腫瘤醫(yī)生實現(xiàn)對患者更好的質(zhì)量[9]。數(shù)據(jù)庫中存在的信息非常龐大并且種類繁多，其中有藥物的試用報告，臨床指南，醫(yī)學(xué)文獻，病歷資料等，現(xiàn)階段已然有將近200萬頁的臨床試驗報告以及醫(yī)學(xué)論文，醫(yī)學(xué)報道60萬頁，醫(yī)學(xué)期刊42種以及病歷上萬本都被成功的導(dǎo)入到沃森系統(tǒng)中，在這些數(shù)據(jù)中進行ANN程序的內(nèi)置，從而給醫(yī)生更好地對患者進行診斷提供建議[10]。

4 結(jié)語

綜上所述，人工智能在不斷發(fā)展并且現(xiàn)階段已然在醫(yī)療健康領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用，對我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義，因此需要我國學(xué)者進一步加強對人工智能技術(shù)的研究，使人工智能技術(shù)可以在醫(yī)療健康領(lǐng)域發(fā)揮出更高的價值。

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1672-5654（2017）07（a）-0195-02

2017-04-09）

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.19.195

鄭南君（1981-），男，河北豐潤人，碩士，網(wǎng)絡(luò)工程師，主要從事網(wǎng)絡(luò)安全方面的工作。