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《第四军医大学》 2002年
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骨肿瘤辅助诊断专家系统的研究

张惠康  
【摘要】: 骨肿瘤是一种常见的骨科疾病,有良性、恶性、转移癌及癌样病变等,多发于青少年,危害较大。和绝大多数肿瘤一样,骨肿瘤的发病原因目前仍不很清楚,由于骨肿瘤在生物学行为上的不确定性及局部较高的复发性,诊断和预后判断常面临许多困难。计算机辅助医疗专家系统是生物医学工程领域的一个热点课题,是计算机科学、工程数学、认知科学、逻辑学、心理学等学科与医学相结合,并应用于医学实践的典范,它在某些医学领域,如内科、妇科、细胞学检测、预防医学等获得了一定的应用,并取得了良好的效果。将医疗专家系统技术应用于骨肿瘤的辅助诊断与治疗方案的确定,无疑可以大大地提高骨肿瘤诊断的准确率,为医疗工作者带来方便,为患者带来“福音”。 本文首先讨论了医疗辅助诊断专家系统的应用现状,分析了构建一个专家系统涉及的关键技术,并对这些技术进行了深入的探讨。从第三章开始,在深入分析骨肿瘤及临床诊断特点的基础上,结合关系数据模型和最新的基于图像内容的研究成果,提出了一种基于图像内 第四军医大学硕士论文 容的框架知识表达方法,将其应用于骨肿瘤的知识表达。理论与实践 证明:该方法具有易于实现(可以使用成熟的关系数据库管理系统)。 可以表达综合知识,如语义知识和图像内容知识等特点。然后针对医 疗辅助诊断专家系统的核心问题——一推理机制,结合对骨肿瘤专家在 临床诊断中诊断逻辑的分析和获取的诊断资料的特点,提出了两种推 理模型:类比推理和统计模糊椎理。后者应用了经典统计学和模糊集 合理论,该模型具有一定的机器学习能力,可以随着辅助诊断系统诊 断案例的增加,运用绞计学方法从原始数据库中提取知识,并调整统 计模糊推理模型的参量以提高辅助诊断系统的诊断准确率。系统将结 合这两种推理方式进行综合评估推理。接着对基于骨肿瘤X线图像内 容知识的获取方法和系统的评价方法进行了探讨。第四章对依据研究 的结果构建的骨肿瘤辅助诊断专家系统原型的系统结构、功能、各模 块的设计思路和实现方案、使用的工具进行了描述,特别是对系统原 始数据库和知识库的逻辑结构进行了深入的阐述。在第五章中,探讨 了系统进一步完善和改进需要做的工作,最后讨论和展望了计算机在 骨肿瘤临床诊断领域的应用前景。 本研究的创新点:1、提出了一种具备部分统计自学习能力的统计 模糊推理模型;2、提出一种框架知识表达的基于关系数据模型的实现 方法;3、将基于图像内容的研究成果运用于专家系统的知识表示;4、 将专家系统技术运用于骨肿瘤的辅助诊断和治疗。
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