本体论在智能诊断支持系统中的应用

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信息化在中国的发展已走过二十多个念头,经过二十多年的发展,行业信息化已由初期的盲目投入,大量功能闲置到目前70%以上的信息化业务都已经实现初级应用,其应用水平还在不断向中级、高级过渡。可以说,中国的行业信息化已经由婴儿期进入了壮年期。  我国医疗行业信息化开展较早,但水平不高,大部分医院信息系统仍处于只能做些初级事务处理的医院管理信息系统阶段,例如提供医疗行政、财务、药品、器材、病历首页、医疗统计等方面的信息,是一种被动式的服务。新一代的医院信息系统不仅将扩大信息服务的内容、范围和功能,而且将从信息服务向智能服务方向发展,例如本文所研究的诊断支持系统,它能够为医生和病人所用,提高诊断效率,减少误诊率,直接为医疗活动服务。  现有的对诊断支持系统的研究多是从病人信息和疾病典型症状的关系上进行讨论,并利用流行病学的统计数据来调整权重,以提高诊断结果的准确率。本文则从知识工程方法论的角度研究了如何利用本体来组织和管理知识,进而利用结构化的知识本体来解决诊断支持问题。我们希望医学知识库是可重复使用的,它不仅独立于原有的医院信息系统数据库,而且独立于诊断推理引擎。这样,当知识更新时无需修改诊断推理模型的程序。同时,诊断模型应当是易于扩展的,不同的疾病诊断使用不同的诊断模型,从而实现诊断支持系统的智能化。  本文首先对传统的诊断系统作了深入的研究,通过对传统诊断系统的分析发现:导致其诊断质量不高的原因在于医学知识信息量较大,医学概念间的关系纷繁复杂,并且传统的基于症状关键字匹配的诊断方法过于简单,因此要从根本上解决传统诊断系统准确率不高的问题,只有将医学知识有效的组织起来,并在此基础上引入定量的推理机制。  本文第二章重点介绍了本体论的概念、描述语言及推理能力、开发方法和工具、本体的应用等内容。本体是组织和表达知识的一种有效手段,它最大的优点在于能够进行语义推理。  第三章在对传统诊断系统和本体论分析的基础上,本文提出了一个基于本体论的智能诊断支持系统模型,并描述了智能诊断支持系统的系统框架和系统流程。  第四章对智能诊断支持系统模型中所涉及的关键技术进行了深入的研究,并提出了行之有效的解决方案。一方面,以解决现有问题为目的,提出了一个基于知识工程方法论的本体框架,并总结出一种以问题解决为中心的本体开发方法。该本体框架主要由领域知识本体、任务本体、推理本体组成。领域知识本体包括解决诊断支持问题所需的医学知识,任务本体定义了解决问题所需的步骤,而推理本体则包括解决问题的方法,即各种诊断推理模型。另一方面,给出了一种朴素贝叶斯诊断推理模型的算法。  第五章介绍了IDiagnosis系统,该系统部分实现了智能诊断支持系统模型。本章重点介绍了系统的开发平台、本体构建过程及系统的核心程序。在IDiagnosis系统中,实现了第四章所研究的关键技术,从而在实践上证明了理论分析的正确性。
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