【精品】PB+ACCESS糖尿病专家系统开发(源代码+论文+开题报告+答辩PPT)
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【精品】PB+ACCESS糖尿病专家系统开发(源代码+论文+开题报告+答辩PPT),精品,pb,access,糖尿病,专家系统,开发,源代码,论文,开题,报告,讲演,呈文,答辩,ppt
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南京林业大学 本科毕业设计（论文） 题 目： 糖尿病专家系统 院： 信息科学技术学院 专 业： 计算机科学与技术 学 号： 01811104 学生姓名： 崔文迪 指导教师： 沈丽容 职 称： 讲 师 二 年 五 月 二十五 日 摘 要 糖尿病专家系统 2 近年来，随着我国信息技术的飞速发展，计算机应用已逐渐渗透到各个领域。在医学领域内，计算机的应用已 经十分广泛，各种智能诊断设备都与计算机紧密结合在一起，主要应用于两个方面：一是医疗设备智能化，以硬件为主。 另一种是医疗软件的智能化，比如专家系统 一船认为，临床诊断是运用已有的医学知识对疾病的表现进行辩证分析，得出符合逻辑的结论的过程。就是把问诊、体格检查、试验室及其他各项辅助检查所得到的资料，运用医学知识进行辩证分析、综合、推理与判断，从而得出符合患者病情的诊断结论。其基本环节如下： 收集资料一综合分析、推理，作出诊断。 在传统的疾病诊断过程中，其综合分析、推理除了各种疾病出现的概率只能从过去的 历史资料中得来以外，还主要依据医生的个人经验。因此，其诊断存在一定的片面性和主观性。计量诊断与传统的疾病诊断基本环节一致，但其分析、推理不是凭经验，而是用一种定量的推理模式代替，再根据 定的法则作出合理的临床判断。因此，计量诊断也称定量诊断或数值诊断。随着计算机应用的发展，计量诊断过程可由计算机部分或完全实现，所以也称之为计算机辅助诊断。 从计算机科学角度讲，计算机辅助诊断就是利用机器模仿医生的智能。利用机器模仿人类的智能即人工智能。目前，基于神经网络模型人工智能的研究是世界智能技术研究的热点。人工智能 技术在医学上的典型应用是专家系统。专家系统的实质就是让计算机系统代替专家为患者诊断，换句话说就是利用机器模仿人类专家的智能。 实际上，从亚里土多得时代，人们已开始从事思维机器的研究。1946 年第 台电子计算机诞生，标志着人们在这方面的研究有了实质性的进展。 1956 年，人工智能技术的出现，使得人们又向思维机器的研究方向跨进了一步。 传统的专家系统采用 随这高级语言和数据库技术的发展，许多编程软件都具有只能推理的功能，这里选用的是 将 数据库技术和专家系统有机结合。 关键字：专家系统， 数据库， 工智能 糖尿病专家系统 3 糖尿病专家系统 1 前 言 糖尿病专家系统 2 第一章 人工智能理论知识 工智能 我认为，理解智能包括理解：知识如何获取、表达和存储；智能行为如何产生和学习；动机、情感和优先权如何发展和运用；传感器信号如何转换成各种符号；怎样利用各种符号执行逻辑运算、对过去进行推理及对未来进行规划；智能机制如何产生幻觉、信念、希望、畏惧、梦幻甚至善良和爱情等现象。我相信，对上述内容有一个根本的理解将会成为与拥有原子物理、相对论和分 子遗传学等级相当的科学成就。 广义地讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。人工智能的一个长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器；另一个目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中。因此，人工智能包含了科学和工程的双重目标。 长期以来，围绕着人工智能有很多争议。“机器是否能思考？”这一问题吸引了许多哲学家、科学家和工程师。在一篇著名的文章中，计算机科学的创始人之一，艾仑图（ u r i n g），重述了这一问 题，使其更经得起一种实验的测试，这种测试后来被称为图灵测试 950。下面将描述这一测试，但图灵同时指出对“机器是否能思考”这一问题的答案取决于人们如何定义“机器”和“思考”。他也许还可指出，这一问题还依赖于人们如何定义“能”。让我们先来考虑“能”这个词。我们认为机器现在或将来能思考吗？我们认为原则上机器应该可以思考吗（即使我们不可能制造出这样的机器）？或者，我们真的要求实际的演示吗？由于人造物尚未具有广泛的思考能力，这些问题就变得非常重要。一些人认为，能够思考的机器必定十分复杂且拥有复杂 的经验（如与其所处的环境和其他能够思考的机器交流）。以致于我们永远也无法设计并制造出它们。产生全球气象的过程是一个很好的例子。尽管我们知道有关天气的一切重要现象，这些知识也无法让我们完整、详尽地复制天气现象。因为再没有比地球表层、大气层和海洋这些存在于宇宙之中、汲取太阳的光和热糖尿病专家系统 3 并受潮汐影响的更简单的系统能够完整详尽地复制天气现象了。同样，完全与人类相当的智能会十分复杂，或者至少会十分依赖于人类严密的生理机能，从而使其不能脱离处于特定环境的人的主体（ e m b o d i m e n t）而单独存在（关于“ 主体”这一概念的重要性的讨论，可参见 L a k o 987 ， 986， 990， 997）。至于我们是否能造出与人类水平相当的能思考的机器仍无定论。但人工智能朝着这一目标的发展是坚定不移的，虽然这一进展比早期开创者们的预计要慢。我对我们最终的胜利持乐观态度。 工智能发展史 第一阶段 1956 年以前） 最早给出人工智能奠定理论基础的是天才英国数学家阿伦。图灵（ 20 世纪，可 能第一个认识计算机能实现智能行为的人是图灵。 1937 年他发表了一篇关于“可计算数学”的文章，其中提出了“通用图灵的概念”，他提出了只要给出适当的指令，一台图灵机，可以实现任何数学模型，。图灵提出这个理论十年后，变成为后来的计算机系统。 第二次世界大战期间，图另和现代计算机的先驱一起工作，战争结束后，他与 1947 年他写了关于计算机人工智能的预言性文章“计算机和智能”。这篇文章直接提出了计算机是否有智能的问题。 第二阶段 1956 1956 年另一 项重大开创性工作实际塞谬尔研制成功的“跳棋游戏”。完游戏也是人工智能早期研究领域之一。 1960 年，纽尔和西蒙在 1960 年编制成功 ” 通用问题求解程序 ” 。从此定理的机器证明成了人工智能研究的基本课题之一。 同年麦卡西提出并研制成功“表处理语言 它不仅能处理数值，而且方便处理符号，成为人工智能语言的重要里程碑 糖尿病专家系统 4 第三阶段 1971 20 世纪 70 年代，人工智能研究者开始利用过去研究成果提出新的知 识表示技术，搜索技术日益成熟，人工只能和其他领域，例如医药、电子、地质、化学等发生了密切的联系。大量的科研成果证实了自然语言理解、计算机视觉和专家系统是可行的。其中最引人注目的是各种专家系统的出现。 第四阶段 1980 知识工程的提出，专家系统的初步成功，从而确定了知识在人工智能中的重要地位，即知识不仅对专家系统发展影响很大，且对信息处理的所有领域都将起到很大影响。知识工程的方法很快渗透到人工智能的各个领域，促进了人工只能从实验室研究走向实际应用。从 20世纪 80年代，一般人工智能和特定的知识工程已经成熟，各国政府都将其纳入商业的应用计划中，加速了人工只能领域的发展。糖尿病专家系统 5 第二章 专家系统理论 2 1 专家系统的定义特点 什么是专家系统，目前尚无统一精确的定义。专家系统的奠基人，费根鲍母认为：“专家系统是一种智能程序，它运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的问题”也就是说，专家系统提供一个新型的程序设计方法，可以解决传统程序设计方法难以解决的困难。 专家系统是基于知识系统，用于在某种特定领域中运用领域专家积累的经验和专业知识，求解决需要专家才能解决困难问题。专家系统便于保 存和大面积推广各种专家的的宝贵知识，更有效的发挥各种专业人才的作用，克服人类专家供不应求的矛盾专家系统还可以综合许多专家的知识和经验。从而博采众长。专家系统作为一个计算机系统，继承了计算机的准确性，在某些方面比人类更可靠、更灵活、可以不受时间、地域、即人为因素的影响。所以专家系统的专业水平能达到，甚至超出人类的专业水平。 2 2 专家系统的产生和发展 家系统的发展史可分为五个时期： 1. 孕育期（ 1965） 1937 年，图灵 (表了理想计算器的论文。 1943 年， 生式规则。 1954 年，控制规则执行的 法。 1956 年，人工智能（ 词在美国一次学者聚会中诞生。 1957 年， 人提出通用问题求解器 糖尿病专家系统 6 1960 年， 制的 言诞生。 2. 诞生期（ 1965 1972） 1965 年， 学开发第一个专家系统 论化学结构的专家系统）。 1965 年， 出 论，使定理证明向前迈进一大步。 1965 年， 出模糊逻辑 (论。 1969 年， 发 数学符号运算专家系统）。 3. 开创期（ 1972 1977） 1972 年， 学开发 染病诊断系统）。 1972 年， 究院（ 发 矿床探测专家系统）。 1972 年，法国 发 辑程序语言。 1974 年，卡内基 言（人工智能与专家系统专用语言）。 1975 年， 出框架（ 识表示法。 1976 年， 工智能数学家，数学概念的创造性发现。 1977 年， 出知识工程（ 词。 4. 成长期（ 1978 1990） 1978 年，卡内基 司合作开发 称 用来依据客户需求，架构适当的计算机系统。 1979 年， 出 法，提高 法则匹配速度。1980 年， 器开始生产问世。 1982 年，日本政府宣布开发第五代计算机，以 为核心语言。 1983 年， 司推出 合多样知识表现与推论方法的专家系统建构工具），随后大量的专家系统建构工具问世，如： 1984 年，欧洲共同市场订定欧洲信息技术研究发展策略计画。 1985 年， 发出 家系统工具。 糖尿病专家系统 7 1988年， 出以类神经网络为基础的专家系统架构。 1989 年，日本宣布人类领域科学计划（第六代计算机计划），希望藉由类神经网络突破人工智能的许多瓶颈。 5. 成熟期（ 1990） 1990 以后，进入商业竞争时代，大量专家系统被广泛应用于各行业 。 2 3 专家系统特点 专家系统具有专业的知识水平。专家系统要解决人类专家才能解决的复杂问 题就必须依赖人类专家，所以具有专业知识是专家系统最大的特点，也是所有知识库共同的特点。 专家系统中按知识在问题求解中的作用可以分为三个层 次，即数据级，知识库级和控制级。数据级是知识按其问题所提供初始事实，及在求解过程中产生的中间结论、最终结论，也可称动态数据，数据知识通常存在数据库中。知识库级指专家知识，这类知识是构成专家系统的基础，一个系统性能的高低，取决于这种知识的质量和数量。控制级也称为元知识、是如何运用两种知识，如在问题求解中搜索策略、推理方法等。 能进行有效的推理。专家系统要利用专家知识来求解领域内的具体问题，而问题的求解过程是个推理过程，所以专家知识来求解领域内的具体问题，而问题的求解过程就是一个推理过程，所以专家系统必须有个推 理机构，能根据用户提供已知的事实，、通过运用知识库的知识进行有效的推理以实现问题的求解，专家系统的核心就是知识库和推理机。 具有启发性。专家系统具有大量的专业知识外，还必须用经验和判断对问题做多个假设，依据某些假设使推理继续进行。 具有灵活性。专家系统的体系结构中，知识库和推理机即相互联系，又相互独立。相互联系保证了推理机利用知识库进行推理的有效性，已实现对问题的求解；相互独立保证了当知识库发生修改时，只要推理策略不变，推理机部分就可以不发生改变。使系统容易修改，具有较大灵活性 糖尿病专家系统 8 具有透明性。专家系统一般具 有解释机构，所以具有较好的透明性。人们在使用专家系统求解问题的时候，不仅能得出正确答案，还希望给出正确答案的求解过程。即回答用户提问的“ 能给出“ 问题。 具有交互性。专家系统一般是交互性系统，具有良好的人机界面。一方面他需要领域专家或知识工程师进行对话来取得知识，另一方面它也不断从用户获得已知知识，并回答用户的提问。 2 4 专家系统的结构和工作原理 2 4 1 专家系统的结构 采用专家系统方法进行软件开发的主要目的是为了解决那些需要借助人类专家知识和经验以及推理分析手段才能解决的问题。为 了达到这一目的，相应软件系统必须具备如图 所示基本成分。 图 专家系统的一般结构 其中 知识库用于存放从人类专家处获取到的知识和经验 推理机用于应用知识库中的知识对问题进行推理、分析和求解 数据库用于存放问题的信息、求解过程和求解结果 解释器用于对求解过程进行解释，以使用户相信对问题的求解是正确的、合理的 知识获取器用于补充和完善知识库中的知识和经验 糖尿病专家系统 9 利用专家系统方法开发实现的软件系统与利用其它方法开发实现的软件系统不同的地方主要在于它拥有知识库和推理机两个重要组成部分。因此 ，设计建立知识库、设计建立推理机是专家系统方法的主要工作内容和任务，而系统的其它成分，包括用户界面等则均可采用结构化方法或面向对象方法中的技术手段设计实现。 用专家系统方法开发实现的软件系统通常称为专家系统，象其它类型的计算机软件系统一样，它能够帮助人们更快更有效地解决问题，但它不可能代替人，它仅仅是能作为人们手中的一个工具。在实际运用中，评价一个专家系统，一般是讲符合率而不是讲准确率。这是因为，专家系统的设计，是根据专家（们）的方法、知识与经验而设计的，所以只要系统的结论与专家（们）的结论相同，那么设计就达到要求了。至于准确率，那就要看专家（们）的水平了。 2 4 2 专家系统的工作原理 知识库 知识库主要用来存放领域专家提供的专门知识。知识库的知识来源于知识获取机构，同时他又为推理机提供求解问题的知识。建立知识库必须解决如何存储知识的问题，这就是所谓的知识表达。 目前常用的知识表示方法是规则、框架和逻辑等表示方法 : 知识的规则表示 规则，又称产生式规则，是一种借助条件语句 示知识的方法。一般表示形式为 例：是动物识别 专家系统中的一条产生式规则。 产生式规则实例 ： 物吃肉 动物是食肉动物 用产生式规则表示知识的优点 糖尿病专家系统 10 1)结构上的模块化。可对单条产生式规则进行增添、删除或修改，而不用考虑它与其它 规则的关系。 2)形式上的单一性。采用单一的知识表示形式易于被其它人所理解和接受。 3)表达上的自然性。表示形式与人们求解问题时的思维形式非常相似。 它的缺点是缺乏灵活性，效率低下，对复杂、大型以及动态概念不能很好地表示。目前，过程性知识通常用这种表示方法 表示。 知识的框架表示 框架是七十年代初 出来的一种知识表达方法。在该方法中，所要描述的对象是用一种称之为框架的数据结构来表示的。如图 1所示，它的顶层是框架名，用于表示所要描述的对象。其下层是由一些称为槽的结构组成，用于表示对象的各个方面。每个槽都有它自己的名字和填入槽的值。槽的下面又可以设侧面，作为对槽的进一步说明。槽或侧面的取值可以是二值逻辑的真或假，可以是实数值，可以是文字或其它形式的定义域。还可以附有一组与它有关的条件或过程（程序附件），当向槽或侧面填值时，必须满足这些条件 或调用这些过程。例如说明在填槽时需要干些什么（ 程）、填槽时应如何计算槽值（ 程），如果没有填入槽值，默认的槽值是什么（ 等等。另外，框架下层的槽或侧面也可以是一种子框架，子框架本身还可以进一步分层。对于实际中的复杂对象，单用一个框架往往是难以表示的，必须借用多个框架来表示，这种由按一定方式联系起来的多个框架组成的系统称为框架系统。 框架名 槽 1 侧面 11 侧面值 11 侧面 12 侧面值 12 槽 n 侧面 侧面值 面 侧面值 尿病专家系统 11 图 1 框架结构 框架表示方法的主要优点是对问题的抽象概念及其细节描述进行了分层处理和表示，这样有助于减少在知识库中搜索知识的时间。目前，说明性知识通常用这种表示方法表示。 值得一提的是，如果对这种框架表示方法稍作改进，并进一步完善其程序附件的概念之后，那么它与面向对象的方法和手段就基本上没有两样了，因而也就可以借助面向对象的方法和手段对这种知识的框架表示方法进行描述和实现了。换句话说，面向对象方法本身就 是一种描述和实现专家系统的很好的方法和手段。 知识的逻辑表示 在知识的逻辑表示方法中，知识是借助于原子公式或由原子公式组合而成的合式公式表示的。在实际中一般只用一阶谓词演算，例如人工智能语言是以它为基础的。这种表达方法中的基本组成成分是谓词符号、变量符号、函数符号和常量符号，并用圆括弧、方括弧、花括弧和逗号隔开，以表示论域内的关系。例如，用原子公式表示“李 (母亲 和他的父亲结婚” i), i) 其中， 函数符号，表示某人与他的父亲和母亲 之间的一个映射， 应用谓词演算表示知识的主要优点是 1)精确。逻辑是一种情确的、标准的表示方法。没有含混性。 2)模块化。与产生式规则相似，语句可以任意增添、删除和修改，不会对其它语句有影响。 它的主要缺点是随着知识库中事实（知识）的增加，推理所需的事实组合的工作量按指数增加。 糖尿病专家系统 12 推理机 推理的功能是模拟领域专家的思维过程，控制并执行对问题的求解。它能根据当前已有的事实，利用知识库的知识 ，按一定推理方法和控制策略进行推理。直到得出相应结果为止。推理机包括推理方法和控制策略两部分。 推理方法有精确推理和不精确推理两种，精确推理必须把知识表示成必然的因果关系，推理的结论或是肯定的或是否定的；不精确推理中知识可以有一些不确定性，得出结论可以是不确定的，但一定有一个确定因子，当确定因子超过某个阀值时，结论便可成立 /。 控制策略主要指推理方向的控制和推理规则的选择策略。推理有正向推理反向推理，和正反双向推理。知识推理是专家系统具有智能的表现 ,也是区别于其他软件的标志。推理机实际上是一段计算机程 序。因此 ,可借用软件工程的思想 ,利用软件设计的方法来分析、设计推理程序 ,再采用某一编程开发工具和语言来具体编程 ,从而实现推理机的构造。传统的专家系统开发语言有符号处理语言 ,等 ,它们能够以接近自然语言的方式表达知识和规则以及推理构成。但这类系统缺乏高效的管理搜索和利用知识库的能力 ,严重影响系统的效率 ,而且其内部推理对外还不清晰。 2 5 专家系统的建立 2 5 1 专家系统求解的问题 开发专家系统的基本条件 1 问题求解主要是经验知识而不是常规知识 2 存在真正的领域专家，这也是开发专家系统的最重 要要求之一 3 任务不太难，有明确的开发目标，任务能很好的理解 糖尿病专家系统 13 开发专家系统的合理性条件 1 问题的求解能带来较高的经济效益。 2 人类专家奇缺。人类专家通常缺乏，但有十分重要十分昂贵，当在不同地点需要知识时，问题就更加突出。如果用专家系统求解，就能很好的解决。 3 人类专家经验不断流失。当某种条件下，如专家退休，出国或人事变动，会导致某种专业知识不断流失，专家系统可以使这个问题严重性减小到最小 4 危险场合需要专家。当不友好的环境或危险环境需要专家时，人类专家亲临决策，代价太大 2 5 2 专家系统开发步骤 从下一章开始，我门将按照步骤来设计糖尿病专家系统 问题识别 概在系统需求分析的基础上，结合系统设计的目标，可将本系统划分为 7个功能模块：概概念化 念化念化 形式 化 实现 测试 糖尿病专家系统 14 第三章 糖尿病知识库设计 3 1 糖尿病基础知识 一、糖尿病概述： 1、糖尿病是一组病因和发病机理尚未完全阐明的内分泌 高血糖为其共同标志。因胰岛素绝对或相对分泌不足所造成的糖、蛋白质、脂肪和继发的水、电解质代谢紊乱。 2、它可以涉及全身各个系统，甚至诱发许多致命性并发症，严重影响人的劳动能力，并威胁人的生命安全。 3、随 着世界人口的老龄化，糖尿病已成为一种常见病、多发病，是一种严重危害人类健康的疾病。 4、防治糖尿病已成为临床上重要的、紧迫的医疗保健问题之一，日益为人们所重视。 二、糖尿病的几种类型 1）胰岛素依赖型糖尿病（ 2）非胰岛素依赖型糖尿病（ 糖尿病 3）营养不良型糖尿病 4）其它类型糖尿病。 其中 5%，本文中除特殊注明之外，均指 糖尿病。 此外，据多种流行病学调 查表明，我国糖耐者降低者（ 量远远大于糖尿病患者数量，这个庞大的糖尿病后备军，会进一步发展成为真正的糖尿病患者。 三、糖尿病症状 1、血糖值和尿糖值均高于正常人 糖尿病专家系统 15 2、典型的“三多一少症状” 1）多尿：日小便次数明显增多 2）多饮：日饮水量超 5镑（ 1 壶半） 3）多食：没有出现“三十三，大转弯”，反而食量超常增 4）消瘦：体力不支、体重下降（较以往） 此外，糖尿病患者常发生餐前低血糖现象，在饮食上表现出“上管不了下顿”。但相当一部分甚至多数病人并非具有全部上述症状，而是仅表现出某 一种症状，甚至平时一无所知，直到全面体查时才被发现。 3、严重的并发症 1） 感染合并症：以皮肤感染常见，疮疥易生难愈等。该并发症发病率没有明确的统计，但据我国某糖尿病专家介绍，糖尿病患者同时发生此症的比率不低于 20% 2） 视网膜病变：导致失明的概率比正常人高 10 倍，我国糖尿病患者并发视网膜病变的比率高达 47%（国际平均水平为 45%），是各种并发症之首。 3）高血压：我国糖尿病患者并发高血压的比率高达 43%（国际平均水平为35%），是糖尿病患者第二大并发症 4）肾脏病变：糖尿病会诱发肾小球微血 管病变、肾动脉硬化和反复或慢性肾炎等肾脏病变，我国糖尿病患者并发肾脏病变的比率为 41。 9%（国际平均水平为 31%），是糖尿病患者的第三大并发症。 5）冠心病：不少冠心病患者的致病元凶其实就是糖尿病，我国 25%左右的糖尿病患者（国际水平为 27%）同时患有冠心病。 6）下肢血管病变：糖尿病患者还可诱发下肢血管病变， 糖尿病患者同时患有下肢血管病变（国际水平为 。 7）脑血管病变：脑血管病变也是糖尿病患者应该注意的问题，据统计， 7%的糖尿病患者同时患有脑血管病变（国际平均水平更高 ，为 11%）。 以上情况表明，我国目前糖尿病常见并发症的患病率已处于国外报道的中上水平，这些并发症已成为糖尿病死亡的主要原因。 综上所诉，糖尿病以是现代疾病中死亡疾病最高的病症之一，其带来的慢性并发症也具有较高的死亡率，但是，目前人们对糖尿病的真正认识还属于浅显阶段，糖尿病医学专家的数量也不算多，所以设计糖尿病专家系统便极为必要和极其及时的一件事情。 糖尿病专家系统 16 3 2 糖尿病专家诊断标准（知识库的设计） 尿病确诊树 问症状？ 是否有三多一少，体重减轻，伤口旧不愈合 问既往史 ：高血压，酗酒，等 问遗传史：是否家族遗传 测血糖 饭前 /饭后 饭前 3 99后 3。 98前 =7。 0后 =11。 1前 6。 09 饭后 7。 90 验 口服葡糖糖耐糖量检测 验 口服葡糖糖耐糖量检测 再测一次 如无误差则判断为糖尿病 3 98 正常 =11。 1 患糖尿病 7 9 11。 1 糖耐量异常 3 98 正常 =11。 1 患糖尿病 7 9 11。 1 糖耐量异常 糖尿病专家系统 17 尿病分型树 患糖尿病 真胰岛素 肽化验结果 3l 8。 1l 体检测 阳性 阴性 体检测 阳性 阴性 1 型糖尿病 概率 100% 年龄 =35 体型偏胖 体形偏瘦 I 型概率 40% 概率 60% I 型概率 70% I 型 75% 25% 体型偏胖 体形偏瘦 I 型概率 95% 概率 70% 体重检测标 准： 重（ （ M） *身高（ M） 5 胖 19 正常 超重 33l 尿酮体 + 高渗性非酮症高血糖昏迷 糖尿病酮酸中毒 糖尿病专家系统 19 贝叶斯模型 条件概率与贝叶斯定理 有时除了要知道事件的概率 P(A)外，还需要知道在“事件 B 已出现”的条件下，事件 （ A|B）。例如，我们需要知道在某疾病 B 发生条件下， 症状 （ A|B）。条件概率的定义可叙述如下： 对于由两个事件 A， (A|B)，满足下面三个公理时，称 P（ A|B）为 B 事件给定条件下 A 事件的条件概率。 公理 l：满足 0 P(A|B) l； P(A|A)=1 公理 2：若事 .， 两两互斥事件，即在 事件中任二个不能同时发生。则事件 i|B)的和，即 : 公理 3：若事件 A， B， 有 P(C|A B)P(A|B) P(A C|B)成立。若事件 可用 P(A)表示 P(A|B)，于是公理 3可表示为：若假定 示医生对某一疾病 了解，且 2， 两两互斥并总有一个发生的事件， 出现的事件。同时， E . E 两两互斥并总有一个发生，于是 由式 代入上式，有 再又（ 2到下式： 将（ 2入上式，得： 式（ 2为贝叶斯定理。 这里 2, 别表示 i 种互斥的疾病， 果的组合（症候），式中 P(各疾病发生的先验概率，表示医生在具体诊断某患者前所掌握的疾病 发病情况。 P()称为后验概率，表示在患者症状 S 出现事件 E 为条件时对疾病 了解情况。 P(E|在已知疾病 件下，各症状 E 出现的“条件概率”，即某临床症候 E 的可能型，它可以通过收集足够数量的病例容易地得到。 于是，贝叶斯定理表示了在已知疾病 先验概率 P(及条件概率P(E|基础上，在 E 作为条件时医生对 生所作判断的情况。对于两个或更多个症状存在的情况，仍可 用贝叶斯 (式计算。公各个症状彼此独立糖尿病专家系统 20 前提下、则各个症状同时出现的概率是各自单独出现时其概率的乘积。因此假设各症状互相独立，贝叶斯 (式可写为： 在运用贝叶斯模型时须要注意的问题是； (1)模型中 验概率之和要为 l(即要构成一个完整的疾病群 )。模型诊断的对象应是所患疾病属该疾病群中的一种。因此，贝叶斯模型多用于疾病的鉴别诊断。 (2)先验概率的确定。可参考有关文献的报道或有关历史资料统计频率作为疾病发生概 率的近似估计。 (3)条件概率的确定，可参考有关文献报 告，也可以有关历史资料统计获得，将其发生的频率强度视作相应概率的近似值。 (4)用于鉴别诊断的症候指标是互相独立无关的。因此，选用的临床症候资料应尽可能避免相关性较高的症侯指标，否则，不能满足模型的前题条件。 (5)当计算出各后验概率 P()后，作为临床判断的依据，一般认为，只有当 P() (j l， 2， ,n)间差距达五倍以上时方可下结论，或是当某一后验概率值达 0 85 才下结论。否则要作进一步检查或观察。 糖尿病专家系统 21 第四章 专家系统系统分析 4 1 系统目标 电子计算机专家诊断系统程序一般分为四个模块。 (1) 输入模块。询问病症，各个检测值。 (2) 辩证模块。 通过用户的事实给出结论 (3) 输出模块。 通过事实给出结论，并给出如何得到结论的过程 4 2 系统需求分析 根据糖尿病的诊断方式， 确定以下需求方式 用户进行登记，密码修改 对糖尿病进行诊断，分型。 对急性并发症进行诊断、并且给出治疗方案 对慢性并发症进行诊断、分型，给出治疗方案 对病人的治疗情况给出方案 将病人的血糖等值入库，进行查询，分析，给出结论 4 3 系统功能结构设计 在系统需求分析的基础上， 结合系统设计的目标，可将本系统划分为 4 个功能模块： 1 用户管理：主要是进行用户登记、用户管理，使系统使用者多样化，避免系统过于单一，便于病人和医生的管理 2 糖尿病诊断模块：通过询问方式让病人输入事实，通过搜索树，确定患病类型，再通过询问，给出相应的治疗方案， 3 糖尿病治疗模块：包括急性并发症治疗、各种慢性并发症治疗，一型糖糖尿病专家系统 22 尿病治疗、二型糖尿病治疗等。 4 糖尿病疗效模块： 4 4 设计思想 由于时间的关系，在开发专家 系统的时候基本采用的是传统的知识表达模式即 推理过程，通过搜索树进行推理，得出最后结论。 在开始推理阶段采用 式推理出患糖尿病的模糊概率，并以某一阈值比较，确定患病概率。 放 弃 了 传统 专 家系 统 设计 语 言 用专家系统和数据库结合，使界面更美观。 糖尿病专家系统 用户管理 录入 修改 糖尿病诊断 糖尿病基本分型 慢性并发症诊断 急性并发症诊断 糖尿病治疗 糖尿病基本分型 慢性并发症诊断 急性并发症诊断 糖尿病治疗效果 糖尿病专家系统 23 4 5 开发环境介绍 4 5 1 总体开发环境 本系统采用的软件开发工具及环境如下： 操作系统： 程工具： 据库： 据库 开 发用机器的硬件配置： 256存、 40盘等。 运行要求的配置： 硬件环境：英特尔奔腾处理器， 166更高的处理器、 32M 256 色、 1024*768 分辨率显示器（推荐使用更高的分辨率和颜色深度） 软件环境： 000/ 5 2 开发工具简介 一个图形化的应用程序开发环境。使用 发的应用软件由窗口构成，窗口中不仅可以包含按钮、下拉列表框及单选按纽等标准的 件，还可以有 供的特殊控件。这些特殊控件可以使应用软件更容易使用，使应用软件的开发效率更高。 例如，数据窗口就是 供的一个集成度很高的控件，使用该控件可以很方便地从数据库中提取数据，很简单地检索数据，提供图形化的数据显示方式，创建统计功能非常强大的数据统计表。由于数据窗口对数据的操作是通过事务进行的，所以对数据的操作有很强的可靠性。这些都为开发功能强大的数据库应用软件提供了可靠的保证。 商业化的软件开发要求有很好的移植性。 可以跨平台开发，也可以发行跨平台软件。例如，在 5 下开发的程序，可以不修改源程序而形成 的执行文件或 的执行文件。在开发小组中，不同成员可以使用不同的开发环境，但由于 支持，在不同的开发环境下看到的共享 象是相同的，所以仍可以同时开发同一个应用程糖尿病专家系统 24 序。 随着软件技术的不断发展， 时地强化了开发功能，并提供了一些配套的开发工具
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