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基于案例推理的牙科病历智能生成技术研究 摘要 随着信息技术的飞速发展，医院信息化建设逐步深入，病历生成的研究成 为医院信息化向智能化方向发展的热点问题。病历的生成较大程度上依赖于医 务人员先前的经验和知识，继承与重用这些经验和知识、借鉴已有的典型病历 模型和病历案例，可在较大程度上提高病历生成的效率和规范化。本文将案例 推理( c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，简称c b r ) 技术应用于牙科病历的生成过程中，提出 了一种基于案例推理的牙科病历生成方法。 文章首先分析了病历管理的现状和存在问题，重点研究了牙科病历模式及 其特征，在此基础上引入了案例推理技术，对牙科病历案例进行了规划，构建 了牙科病历智能生成系统的总体框架。其次，给出了牙科病历知识库的结构， 重点构建了牙科病历案例库，提出了融合模糊数学、改进的欧拉距离相似度算 法的牙科病历案例混合检索策略，同时给出了特征权重的优化方法，并根据牙 科病历案例的特征，提出了基于规则的案例修正方法。最后研制了牙科病历智 能生成系统的原型，组织初始案例对案例表示、检索方法的有效性及其效率以 及修正幅度和修正效率比较等进行了实验。 结果表明：基于c b r 的牙科病历智能生成方法具有较好的有效性，可有效 地辅助医生诊断，较大程度上缩短病历书写时间，同时也为病历的电子化管理 和利用提供了一种新方法。 关键字；牙科病历；案例推理；生成技术；案例检索 i n t e l l i g e n tg e n e r a t i o nt e c h n i q u e o fd e n t a lm e d i c a l r e c o r d sb a s e do nc b r a b s t r a c t t h eg e n e r a t i o no fm e d i c a lr e c o r d si so fg r e a ti m p o r t a n c ei nm e d i c a la c t i v i t i e s w i t l lt h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h em a n a g e m e n to f m o d e mm e d i c a li n s t i t u t i o n s ，t h e g e n e r a t i o n o fm e d i c a lr e c o r d st e n d st ob e i n c r e a s i n g l yi n t e l l i g e n t t oag r e a te x t e n t , t h eg e n e r a t i o no fm e d i c a lr e c o r d sd e p e n d s o nt h ep r e v i o u se x p e r i e n c ea n dk n o w l e d g eo fm e d i c a ls t a f f t h u si t se f f i c i e n c ya n d q u a l i t yc a nb eg r e a t l yi m p r o v e db yi n h e r i t i n ga n dr e u s i n gt h e s ee x p e r i e n c ea n d k n o w l e d g ea n db yr e f e r r i n gt ot h et y p i c a lm o d e so fm e d i c a lr e c o r d sa n dm e d i c a l e a s e s i nt h i sp a p e r , c b ri sa p p l i e di nt h ep r o c e s so f g e n e r a t i n gr e c o r do f d e n t a lc a s e s ， a n dan e wm e t h o dw h i c hi sb a s e do nc a s ei n f e r e n c ei sp r o p o s e d f i r s t t h ep r e s e n tm a n a g e m e mo fm e d i c a lr e c o r d sa n dr e l e v a n tp r o b l e m sa a n a l y z e d ，a n dt h ep a t t e mo fd e n t a lr e c o r d sa n di t sc h a r a c t e r i s t i c sa r es t u d i e d t h e n , t h ef r a m eo fi n t e l l i g e n tg e n e r a t i o nt e c h n i q u eo fd e n t a lm e d i c a li sc o n s t r u c t e da f t e r i n t r o d u c i n gc b r a n dp r o g r a m m i n gd e n t a lc a s e s b a s e do nt h ea n a l y s i so f t h ef e a t u r e s o fd e n t a lm c o m s t h em e t h o do fc a s ei n f e r e n c ei sp r o p o s e da n dt h ec a s eb a s ei s c o n s t r u c t e d t h u sm i x e dc a s er e t r i e v a li sp r o p o s e df o rd e n t a lr e c o r d sb ya d o p t i n g f u z z y m a t h e m a t i c s a n d b yi m p r o v i n g s i m i l a r i t y a l g o r i t h m b a s e do n e u l e r i a n - l a g r a n g i a nd i s t a n c e ，a n da no p t i m a lm e t h o d i sp r e s e n t e d a tt h es a n l et i m e , a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e s o fd e n t a lr e c o r d s ，r u l e r - b a s e da d a p t a t i o ni ss u g g e s t e d f i n a l l y , t h ec b r - d c hs y s t e mi sc o n s t r u c t e da n dt h ee f f e c t i v e n e s so ft h es y s t e m , t h e e f f i c i e o c yo fr e t r i e v a lm e t h o d ，t h ee x t e n to fa d a p t a t i o na n da d a p t a t i o ne f f i c i e o c ya r e t e s t e db yu s i n go r i g i n a lc 獬b a s e i ti sd e m o n s t r a t e dt h a tt h em e t h o dp r o p o s e di sg r e a t l ye f f e c t i v eb e c a u s ei tc a n r e d u c et h et i m eo fw r i t i n gm e d i c a lr e c o r d i m p r o v ei t se f f i c i e n c ya n d i ti s 姐e f f e c t i v e a i df o rd i a g n o s e s m o r e o v e ran e wm e t h o di sp r o v i d e df o rt h ee l e c t r o n i cm a n a g e m e n t o f m e d i c a lr e c o r d sa n di t sa p p l i c a t i o n k e y w o r d s ：d e n t a lr e c o r d s ；c a s e - b a s e dr e a s o n i n g ；g e n e r a t i o nt e c h n i q u e ；c a s er e t r i e v a l 表格清单 表2 - l 4 4 0 份病历记录缺陷统计表一5 表2 2 牙科常见疾病7 表4 1 案例相似特征类型1 9 表4 - 2 面向对象的牙科病历案例结构2 0 表4 3 用b n f 范式描述牙科病历案例2 1 表7 - 1 验证系统有效性的实验数据3 9 表7 2 不同检索方法在案例数目条件下的检索结果4 1 表7 - 2 不同检索方法在案例数目条件下的检索结果( 续1 ) 4 1 表7 - 2 不同检索方法在不同案例数目条件下的检索结果( 续2 ) 4 l 表7 - 3 不同检索方法在n = 6 0 时检索质量的比较4 2 表7 - 4f a i e s 检索方法在n = 6 0 时权重优化对于检索结果的影响4 3 表7 5 不同修正方法的修正结果4 4 插图清单 图3 1 牙科病历生成c b r 循环过程的模型1 0 图3 2 牙科病历智能生成系统1 1 图3 3 病人基本信息档案结构1 2 图3 - 4 病历智能生成系统的工作流程1 2 图3 5 智能化牙科病历知识重用的案例推理过程1 3 图3 6 智能化牙科病历生成过程的几个关键技术环节1 4 图4 i 牙科病历辅助知识库中的知识处理流程模型1 6 图4 2 基于模拟的牙科病历案例的结构2 2 图4 - 3c b r - d c h 系统中案例库数据形成过程图2 3 图5 1p u l l & p u s h 策略3 l 图7 1c b r - d c h 系统主晃面3 7 图7 - 2c b r - d c h 系统检索结果3 7 图7 3c b r - d c h 系统修正界面3 8 图7 - 4 验证系统有效性的检索趋势图4 0 图7 5 不同检索方法在不同案例数目条件下的检索结果4 2 图7 - 6 不同检索方法在n = 6 0 时检索质量的图形比较4 3 图7 - 6 ( a ) 不同修正方法的修正耗时的比较“ 图7 - 6 ( b 1 不同修正方法的修正幅度的比较 “ 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金筵兰些太堂或其 他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已居论文中作了明确的说明并表示谢意。 “ 学位论文作者签名：1 z 甭饧签字日期：三叼年_ j - ) 乖o 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金壁王些太堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 和借阅。本人授权金墅王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：吱算磋) 导师签名： 签字日期：认1 印j 日沙1 a 签字日期： 缈月加日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 致谢 在合工大工作和生活了五年，读研读了三年。三年多的攻读硕士学位的工作 行将结束之际，回首过去，喜悦与遗憾并存；展望未来，希望与不懈同行。首 先，感谢恩师李兴国教授三年来对我的谆谆教诲和精心指导! 来工大五年，跟 李老师跟了五年，工作上、生活上、学习上无不凝聚着他的关系和爱护。导师 高尚的师德、开阔的胸襟、对教育事业矢志不渝的追求精神，永远是我人生航 行的道德灯塔；导师严谨的治学做事态度、慎密的学术思维、开拓创新的学术 视野和广博渊源的知识更使我得以仰窥学问的高山。感谢导师，每每于事务缠 身之中对我的批评和关心，每一处细小的错误，都被仔细查出，教我改正、促 我成长。我们的每一点成绩和进步，无不是导师智慧和心血的结晶。感谢导师， 给了我做人的胸怀、做事的方法和前进的方向。 求学期间，信息管理与信息系统研究所的钟金宏副教授、卢光松老师、杨 颖老师、杜习英老师、聂会星老师，建模所的左春荣副教授、马华伟老师、张 述初老师、靳鹏老师，网络所马溪骏副教授、余本功副教授、胡笑旋老师、付 超老师、潘申老师等在日常学习、生活中的言传身教，给予我极大的帮助，使 我治学、为人受益非浅。 论文前期工作得到了淮北市人民医院口腔科和淮北市博爱牙科医院的大力 支持。非常感谢两家单位为我的业务调查安排了专人接待和讲解，并提供了大 量的病历、病例分析报告等资料，正是在前期业务调查和丰富资料的基础上， 本文的研究才得以顺利进展下去。 需要特别指出的是，本论文能得以顺利完成，离不开智能管理所倪志伟教 授提供的多本国际会议论文集，他的无私帮助和指导，本人永远难忘并由衷地 感激! 特别感谢2 0 0 4 级的林晓华、顾兢晶、许玉龙、宁平、王靓、刘勇、王炎、 沈国强、丁立、刘嘉嘉、杨磊、杜颜、夏同胜、张羽等同窗兄弟姐妹，三年来 如兄弟姐妹般的朝夕相处，使我感受到了人生最可宝贵的亲情与友情，与他们 的交流和探讨令我受益匪浅。感谢与我同门的张薇、谢玮、周志纯、刘辉、郭 瑞、龚芳等等所有的师弟师妹们，和他们一起工作、学习令我非常愉快和感动， 希望能在未来的日子里，我们还能有缘携手共进，继续探索管理科学的无穷奥 秘。 深深的谢意送给我的家人，他们用坚定的信心陪我走过了这一段充满艰辛 的求学之路。 顾东晓 2 0 0 7 年5 月 第一章绪论 1 1 论文选题背景 国内外众多的医疗机构都普遍面临这样的问题：一方面少数专家和资深医 师在长期的诊断治疗工作中积累了丰富的病例，尤其诊断治疗疑难杂症的病例 尤其宝贵；另一方面少数专家和资深医生远远满足不了数目庞大的就诊需求。 医院优质的医生资源相对总是有限的，普通医生和一些年轻的医生大量的参与 诊疗过程，而他们又往往处于缺乏丰富经验的困境之中。显然，临床的经验知 识非常重要，如何让众多普通的医务人员共享只有少数专家才拥有的丰富的经 验知识呢? 医学诊断方面，多年前出现了用于判断病情和生成治疗方案的专家 系统，但由于其过于强调专家知识的形式化和规则化，临床实践中只能诊断治 疗常见的疾病，而对诊断疑难病症的帮助却非常有限。 病历是医疗管理的最原始资料，记录着临床医学中不断出现的各种疑难病 症及手术操作情况，是l 临床工作实践经验的最好总结嘲。既然病历是医务人员经 验和知识的重要载体，尤其是著名专家、资深医生或已通过临床检验成功有效 的病历，更是一种宝贵的知识资源，那么其管理和利用就具有十分重要的意义。 临床中病历书写和诊断过程大都依赖医务人员先前的经验和知识，继承与重用 医生的先前经验知识、借鉴已有典型的病历模型和病历案例，不仅可在较大程 度上提高病历生成的效率，同时也可以为医生的诊断提供重要参考。 临床实践过程中形成的牙科病历，较高质量的那部分可作为案例按一定的 知识表示方法保存下来，形成案例库。牙科医生治疗新病人、书写新病历时， 利用案例推理( c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，简称c b r ) 技术从牙科病历案例库中获取与 新要求有一定相似度的案例，作为书写新病历的重要参考。通过对牙科病历案 例的检索匹配、修正优化，以及简单的人工调整过程最终形成医务人员满意的 新病历。 1 2 国内外病历研究状况 病历管理是医疗管理的重要内容之一，是一种创造知识修正知识和整理知 识的探索性工作，科学化的病历管理对提高医护质量和医院管理水平具有重要 意义。由于受诸多因素的影响，长期以来病历管理一直是医院管理的薄弱环节。 随着计算机和网络技术的迅速发展以及医院管理的变革，h i s 在医疗机构尤其是 大医院得到的广泛的应用，电子病历( e l e c t r o n i cm e d i c a lr e c o r d s ，简称e m r ) 也随之得到了应用。电子病历是指计算机化的病历，其内容不仅包括所有静态 病历信息，还包括提供的相关服务。近2 0 多年来，电子病历已经在发达国家和 地区，如美国、英国、荷兰、日本“。1 等地有了相当高程度的研究，医疗诊断和 电子病历管理系统的开发和使用情况也较好，但是，由于各国医疗体制，法律 法规、医生习惯、文化传统等差异巨大，这类软件难以直接移植过来使用。 总的来说，国内电子病历正处于由m i s 向具有一定智能化水平的辅助诊断系 统阶段发展，目前尚处于电子病历发展的初级阶段”1 。同时，我国的h i s 研发明 显滞后于发达国家，国内对电子病历系统的研究和管理还处于探索过程，目前 国内医院软件中的电子病历管理系统有两种形式啪，一是病历编辑工具，二是基 于x m l 的数据集成方案，前者仅是一种书写形式的变化，缺乏与医院各个应用系 统之间的数据接口，后者在系统设计和实施上还存在较多的困难，如对非结构 化数据的处理等。虽然已有不少医疗机构实现病历计算机化，应用了各式各样 的电子病历软件，传统的纸质病历也逐步被电子病历取代，但是这类软件大都 是将手工过程计算机化，辅助诊断的能力很弱，病历生成的智能化水平低，质 量不高，病历的利用率也很低，没有真正发挥病历应有的作用。 1 3 病历生成、医疗诊断与案例推理技术 病历并不是一个孤立存在的，临床信息特别是诊断情况是病历的直接信息 源，是形成病历的基础；同时c b r 系统中检索出的旧病历也有助于医生进行辅 助诊断，病历生成和诊断之间是相辅相成、互相支撑的关系。 用于医疗诊断的方法有很多，早在四十年代中期，人们就已使用统计假设 检验方法，五十年代又使用了逻辑方法，把病症与已有的诊断病例作逻辑匹配， 1 9 5 8 年出现了融合统计和逻辑技术并通过计算机程序实现了的医疗诊断方法。 六十年代贝斯判定，决策论、模式识别方法被引入。七十年代人工智能方法应 用到医疗诊断中，特别是9 0 年代后，将c b r 技术应用于医疗诊断过程的相关研 究开始出现嘲。医生在诊断时，通常假设相似的临床表现可能预示相似的疾病， 这正符合c b r 的基本思想。c b r 属于域内类比推理，反映了专家的形象思维机制， 在经验比较丰富，但知识难以形式化的领域得到了广泛的应用。c b r 克服了统计 和模式识别方法的缺点，它把医生熟悉的知识结构引到判定方法中，不仅能得 到好的诊断性能，又能按患者和疾病模型进行解释，这为组织研究医疗知识、 发展医疗教育提供了重要条件。c b r 较好的体现出诊断的广度、深度和灵活性， 它强调：把诊断模型的知识库和诊断程序使用的推理控制策略分开，把专家和 医生的医疗知识组织成模块形式，用逻辑上健壮的表达方法描述医疗概念和事 实，用户用自然语言、命令语言和系统对话。 i 4c b r 的国内外研究现状 基于案例的推理( c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，简称c b r ) 是近十几年来人工智能 中发展起来的一种重要的推理模式，是一种基于经验知识进行推理的人工智能 方法，是对人类认知过程的一种模拟，一般区别于基于规则的推理( r u l e r b a s e d r e a s o n i n g ，简称r b r ) ”。c b r 是人类思维的重要方式，它把当前所面临的问题或 2 情况称为目标案例( t a r g e tc a s e ) ，而把记忆的问题或情况称为源案例( b a s e c a s e ) 。它根据目标案例的要求或提示，检索匹配源案例，并在其指导下形成求 解方案。c b r 方法模仿人类决策过程中类比的认知方式，对于解决非结构化的、 知识贫乏的领域问题较为有效。c b r 求解问题不是简单的从头推导，而是借鉴原 有的经验和成功案例，不断修改直至满足新的问题要求，这非常符合人的思维 习惯，也有助于人们利用前人的经验智慧，因而c b r 近年来在许多领域得到了飞 速的发展。 c b r 兴起的主要原因是传统的基于规则的系统存在诸多的缺点，如在知识获 取问题上存在困难，如推理效率低下、整体性能较为脆弱等等，而c b r 恰好在解 决此类问题上具有独特的优势。c b r 的认知观点最初由耶鲁大学的r o g e rs c h a n k 和a b e l s o n 于7 0 年代后期、8 0 年代初提出，其研究始于1 9 8 2 年s c h a n k 的论著 ( d y n a m i cm e m o r y ) “”，其后j a n e tk o l o d e n e r 等人1 9 8 3 年在计算机上实现，开发 了名为c t r u s 的c b r 系统“”1 。c b r 早期涉及的领域包括法律、烹饪和医学等方面， 后来广泛应用于c a d 设计与机械制造、软件工程、污水处理、市场计划、法律 诉讼、c r m 、2 1 1 程设计、地质勘测、语音识别等众多领域，并取得了不少成功 应用的案例“”矧。 c b r i e 作流程主要包含四个关键步骤嘲删：案例的提取( r e t r i e v e ) 、案例的 复用( r e u s e ) 、案例的修改( r e v i s e ) 、案例的保存( r e t a i n ) 。与基于归纳方法的 学习和其它机器学习方法相比，它确有许多优点： 首先，它特别适用于那些较难发现规律性也不容易找到因果模型的知识领 域，而且实际的案例往往能比一组分类规则提供更多的信息。 其次，案例库都是实际案例的记载，它不像规则库那样有个知识的一致性 问题。一般来说，当把一组实例转化成一组规则是，概念的泛化和抽象往往是 不可避免的，知识的不一致性也就在此时被引进了。 第三，基于案例的学习是增量式的，c b r 系统总是在不断地扩充、完善，只 有部分案例就可以使用，而且随着案例的不断扩充，使得系统的性能得以不断 提高，这也充分显示了c b r 系统的自学习能力。 最后是易于维护，每当一个新来的案例与库中的案例相匹配，肯定或否定 这一匹配的结果时，案例库中所含的知识也就作了一次求精，不仅达到了学习 的目的，还可以反映用户需求特点，从而导致的案例库的修改总是局部的，不需 要对案例库重新组织。 伴随着世界范围内的c b r 研究热潮，1 9 9 5 年1 0 月在葡萄牙召开了第一届c b r 国际会议，而在此之前，己召开过四次研讨会，并分别形成了1 9 8 8 ，1 9 8 9 ，1 9 9 1 和1 9 9 3 年的讨论文集。 随着对c b r 研究的深入，众多的c b r 系统被开发出来，比较有代表性的有 j u d g e 、c h e f 、c b r 2 、c a b o t 等。 国内对c b r 的研究研究相对较晚，主要从9 0 年代开始，人数也相对较少， 主要集中在高校和研究所，总体上也尚处于探索阶段，其研究领域主要集中在： 关键技术( 如案例检索、案例修正、案例库等) 、c b r 应用系统、c b r 与人工神经 网络、规则推理、集成粗糙集、聚类等技术的集成等方面”1 。 哈尔滨工业大学钟诗胜、中科院博士艾芳菊，中国科技大学黄浩等人，南京 信息工程大学季赛等人，北京理工大学高慧颖、甘仞初等分别研究了案例检索模 型和检索算法；中国科技大学倪志伟、耿焕同等人研究了c b r 的案例库维护、案 例库上知识发现啪“1 等问题；在c b r 应用方面，国内的研究主要集中于产品设计、 预测预警、事故处理、风险控制、农业和实时专家系统，知识管理“、 信息推荐m ，等领域。 c b r 在医疗领域的应用研究方面，目前还处于探索阶段。如浙江大学俞泉、 何钦铭等人将c b r 技术应用到临床辅助诊断中；华中师范大学的吴萍等人设计 了基于c b r 的心电图诊断系统；1 9 9 7 年张治洪研制了基于案例推理的结核病专 家系统；2 0 0 0 年，赵卫东、盛昭瀚、杜雪寒等人设计了一个基于神经网络的案 例推理医疗诊断系统m 1 5 论文的章节安排 第一章绪论 论文选题背景，病历管理的现状和问题，病历生成、医疗诊断与案例推理 技术、c b r 的国内外研究现状，以及本文的结构安排。 第二章牙科病历分析 病历定义与分类，病历的作用，病历的管理状况，牙科病历的样式，常见牙科 疾病，牙科病历的特点，将案例推理技术引入牙科病历生成系统。 第三章牙科病历智能生成系统框架设计 将案例推理技术引入牙科病历生成过程，进行了牙科病历案例规划、系统 功能框架，牙科病历知识的重用框架和关键技术环节分析。 第四章知识库的构建 牙科病历知识库的结构，辅助知识库的构建，主知识库的组织( 案例结构的 描述，案例的组合与分解，案例结构的设计原则，牙科病历c b r - d c h 案例的知 识表示，牙科病历c b r - d c h 案例抽取方法，牙科病历c b r - d c h 中案例和初始 案例的数据来源) 。 第五章c b r - d c h 中案例检索和特征权重的确定 第六章c b r - d c h 中的案例修正技术 第七章实验 第八章结论和今后的工作 4 第二章牙科病历分析 2 1 病历的定义和分类 病历是指医务人员在医疗活动过程中形成的文字、符号、图表、影像、切 片等资料的总和，包括门( 急) 诊病历和住院病历。根据病历载体的不同，病历 又可分为纸张病历、胶片病历和电子病历。纸张病历又叫传统病历，是医生、 护士等医疗人员用笔手工书写在纸张上的医疗记录。胶片病历又称缩微病历， 是通过缩微摄影技术操作将需要保存的纸张病历内容拍摄到较小的胶片上，以 便于保存。电子病历又称计算机化病历，其内容包括纸张内容的所有信息，不 仅包括静态病历信息，还包括计算机系统提供的各种病历管理服务。 2 2 病历的作用 病历是反应疾病发生、发展、诊治过程及病情转归的重要医疗文件，病历 书写质量不仅可真实反映一所医院的管理水平，而且能反映医院服务质量和医务 人员的业务素质，也是临床教学、科研信息管理不可缺少的资料，更是重要的医疗 法律文书。具体来说，病历的作用有六个方面：临床诊治的重要依据、临床教 学的重要教材、医学科研的重要素材、社会预防保健的重要参考、医院管理决 策的重要支撑资料以及处理医疗纠纷、医疗事故的重要佐证材料等。 2 3 我国病历的管理状况 长期以来，目前我国医院的病历管理由于受许多因素的影响，存在着许多 问题，主要有： ( 1 ) 是对病历的重要性认识不够。普遍认为，病历管理工作只是登记整理装 订等简单工作。 ( 2 ) 是医生书写的病历不规范、总体质量不高。表2 1 是孙学军等人h 9 1 对7 所 医院4 4 0 份病历书写质量分析。 表2 - 14 4 0 份病历记录缺陷统计表【n ( ) 】 箩欲缓夯类i ；：? 。2 = “硬麓鳓沃”：皱隧分类 块陷别次骂 一般项填写不准确3 6 ( 8 1 8 ) 上级医师审签5 ( 1 1 3 ) 检查不全或遗漏阻性3 3 ( 7 5 0 )首程记录不全、不规范 3 8 ( 8 6 4 ) 主诉不确切 2 6 ( 5 9 0 ) 诊疗计划太简单 1 2 5 ( 2 8 4 0 ) 诊断不规范或遗漏 1 8 “0 9 ) 病程记录欠分析 1 6 ( 3 6 4 ) 现病史不全面”( 6 5 9 )其他记录问题 3 5 ( 7 9 5 ) 5 表2 - l 反映的主要问题有： 病历首页空项、漏项； 缺少各级医师的手工签名或缺少主治医师签名； 主诉和现病史的缺陷； 诊断不确切，术语不规范，诊断依据不充分。 病程记录重点不突出，记录内容不够准确，过于简单化； 诊疗计划缺少针对性，过于简单、笼统。 以上问题一方面与个别医师责任心不强、对病历要求不严有关，但是也应 注意到一些医生，特别是年轻医生、实习生对病历书写规范内容不熟悉也是导 致病历质量低下的重要原因之一。 ( 3 ) 是人员配备不足。目前，医院的病历管理普遍存在编制不够，一些医院 病历管理人员身兼数职，既管统计又管病历，还兼其他工作。大型的综合性医 院规定每3 0 0 张住院病床配3 4 个病历管理人员，中等医院普遍达不到这个标准。 人员不足、繁杂琐碎的手工操作占据大量时间等问题使病历工作极容易产生错 误，如病历丢失、各种登记不全等。 “) 是信息化水平低下。虽然大部分医院都实现了微机管理病历，但是病历 的形成过程仍然是医生的手工书写。且微机的运用只是进行病历首页的输入和 管理，病历形成后的管理工作也仍以手工操作为主、微机管理为辅。对微机管 理的其它功能，例如查询检索等功能也没有充分开发和应用，以致检查途径单 一、查找资料困难。同时贮存空间不够，病历存放环境差等因素使很多有价值 的病历资料流失目。 随着医院的现代化建设以及医院分级管理的评审，病历管理日益受到重视， 管理逐渐走向规范化。2 0 0 2 年9 月1 日，国务院颁布的医疗事故处理条例( 第 3 5 1 号国务院令) 正式实施，同一天卫生部和国家中医药管理局颁布的医疗 机构病历管理规定【卫医发( 2 0 0 2 ) 1 9 3 号) 、病历书写基本规范( 试行) 【卫医发 ( 2 0 0 2 ) 1 9 0 号) 也正式施行。2 0 0 3 年1 月，全国病历质量监控委员会病历书 写基本规范。自这些规定颁布以来，中央和地方各级卫生管理部门和医疗机构 对病历的书写越来越重视，对病历书写规范要求也越来越明确。 2 4 牙科病历及其格式 牙科病历是牙科医务人员在对门诊病人进行的医疗活动过程中全部诊疗资 料。临床中的牙科病历书写一般包括患者姓名、性别、年龄、婚姻、联系电话、 过敏药品、日期、主诉、现病史、检查、初步诊断、诊疗措施、接诊医师、首 次治疗记录等项目，其中主诉、现病史、检查、初步诊断、诊疗措施、首次治 疗记录等五项是病历的核心内容。图2 1 是一个常见牙科病历的式样。 6 淮北市博爱牙科医院门诊治疗记录 姓名：徐冉性别：男年龄：i o 婚姻状况：未婚 联系电话：3 8 8 8 6 4 9日期；2 0 0 6 1 2 2 0病史叙述肴；患者本人 过敏药品：无 主诉；右上门牙外伤折断两个月 现病史：两月钱玩耍时不慎跌倒，面部着地，当时口腔出血，吸冷气 牙痛，平时无症状，未进行任何治疗。 既往史；身体健康。曾有后牙牙痛史。 家族史；无特殊 检查：冠折三分之二，牙髓腔暴露，无明艟揆动，咬舍关系正常。 诊冁陈婀悭冠折，馒性牙髓炎 浚疗耩施t 搬光诱导形廊沫+ 簧容修复术+ r c t 主治匿师t 韩窀墨+ 首次治疗进程记录；向底下扩大探髓孔，搦髓磺，拔髓完整出血。平。 断缘t 5 5 m m t 操作长度1 4 r m t t 平断缘，h 2 0 2 交替沸洗棍管。低光墩 千校管。c a ( o h h 碘仿糊裁导入撮管。 ， 一 。麓 2 5 牙科的常见疾病 图2 - 1 牙科门诊病历式样 牙病疾病种类繁多，根据淮北市人民医院口腔科、淮北博爱牙科医院临床 实践并结合文献【5 0 】，主要的牙科疾病就有几十种之多，见表2 - 2 所示。 表2 - 2 牙科常见疾病 7 2 6 牙科病历的特点 根据上述内容并结合临床实际情况可知，牙科病历在具有病历的一般特征， 如具有主诉、病史描述、检查、诊断、治疗等基本项目的同时，也有一些自身 的特点，如： ( 1 ) 牙科病历的检查项目非常详细，应详述专科检查。不仅要描述具体症状， 症状的严重程度也要详细描述，检查书写的内容微小的变化都会直接影响到后 面的诊断结果。因而，在病历案例的结构设计中必须考虑包含症状程度属性。 ( 2 ) 除了常规检查得到的文字外，牙科病历中常常要包含x 线牙片、全景x 线、x 线头影、x 线造影、c t 、m r i 等辅助检查的图片资料信息。因而，牙科 病历智能生成中需考虑影像诊片类资料的存储、获取和利用。 ( 3 ) 如表2 - 2 所示，牙科疾病虽然繁多，但按大类划分却并不复杂。同时， 最常见的牙病主要集中在牙周病、龋齿两种，这提示我们在案例结构设计时设 置牙病种类属性对提高检索效率和病历知识重用水平有较大意义。下文3 2 节案 例库结构采用s h a n k 的动态模型也正是基于该特点的考虑。 8 第三章牙科病历智能生成系统框架设计 3 1 将案例推理技术引入牙科病历生成过程 牙病诊断是牙科病历生成的前提，也是牙科病历的核心内容。在任何医疗 部门，知名专家和资深医生的诊断都是十分重要的。为使大多数的医生都能使 用知名专家和资深医生的知识和技能，进行辅助诊断进而自动生成病历，提高 医疗水平，可以把案例推理技术引进医疗诊断和病历书写过程中。相对于其他 的人工智能技术，c b r 应用于牙科病历生成上具有它独到的优势： 首先是医生的经验积累，医生的经验主要由他记忆中的那些典型的和特殊 的病例构成。c b r 作为一种基于案例的技术，可以很好地对医生的这种经验加 以描述【5 1 1 ；其次，在医生书写病历过程中，特别是在提出诊断假设的过程中， 医生往往会去回忆那些跟当前病情相似的病例1 5 2 1 ，参考其治疗方案，然后根据 它与当前病情的差异，对先前病例的治疗方案作出相应的改动，最后把当前病 例作为他经验的一部分保留下来，而这个过程恰恰和c b r 的推理过程完全一致。 同样重要的是，医院每天所产生的完整、大量的病例，可为c b r 案例库提供源 源不断的数据来源。 c b r 系统不仅建立了主知识库( 案例库) ，还建有辅助知识库。案例库是由病 历构成的，反映了知名专家和资深医生的经验知识；辅助知识库可以存储病理 生理机构的描述模型，并根据患者的病症，进行辅助推理判断，给出诊断治疗 建议。c b r 系统在辅助诊断和病历生成过程中，主要做下列工作：询问患者病 症，解释病症，检索相似病历案例，推断疾病发展，根据修改需求自动修正案 例，形成各种治疗计划等等。 c b r 是现实生活中被大量采用的思维和推理方式，其具有明显的优势1 s 3 , 5 4 1 ： 信息完全表达，增量式学习，形象思维的准确模拟，知识获取较为容易，求解 效率高等。与传统专家系统相比，它的最大优点是动态知识库，即通过增量学 习不断增加知识的范例库。病历的书写，特别是其中的病情诊断，在较大程度 上依赖医生先前的经验和知识。继承与重用先前的经验知识、借鉴已有典型诊 断病历的模型和知识，可以在很大程度上提高病历生成的效率。医疗人员特别 是经验丰富的老牙科医生在长期的工作过程中形成的病历等经验知识，可以作 为案例按一定的知识表示方法保存下来，形成案例库。进行新病历书写时，可 以利用案例推理技术从案例库中查询与新病历要求基本相符或部分相符的案 例，作为书写新病历的重要参考。本文将c b r 技术引入病历生成，特别是辅助 诊断过程中，提出了一种基于案例推理的智能化病历生成方法，研究实现了基 于案例推理的牙科病历案例检索和病历知识重用系统( c b rs y s t e mo fd e n t i s t r y c a s eh i s t o r y , 简称c b r - d c h ) 实验平台，并对该方法可行性、有效性、重用效率 9 进行了实验验证。当需要书写新的病历时，可向c b r - d c 繇统提出查询请求， 试图案例库中找到与新问题相似的样本描述和解决方案。如果检索出的案例其 样本描述和解决方案满足新问题的要求，则将其作为新问题的解重用；否则，从 案例库中找出与新问题最相近的一个或多个案例作为参考，加以修改直至满足 新问题的需求：经过修改的案例作为案例库的新成员保存和充实到已有的案例 库中。这就是牙科案例推理的全过程，它可以用四个r e 的典型循环来描述唧l ， 如图3 一l 所示。 ( 作为新病历的解) 修改过程 ( 作为新病历的解) 图3 - 1 牙科门诊病历生成c b r 循环过程的模型 3 2 牙科病历案例规划 按照r o g e rs c h a n k 的定义来说案例就是指一次经历( e x p e r i e n c e ) ，是一组带 有相关值的特征，这些特征描述了一个问题及其结论。案例包含了专家处理问 题时所面临的环境信息、所应用的专业知识、所拟定的求解方案以及方案的实 施结果等。可以将案例信息分成三部分：问题的初始条件，问题求解目标和达 到该目标的求解方案。病历案例是反映诊断治疗整个过程的一系列特征的集合 医疗案例属于管理案例的范畴，与其他案例相比具有经验知识比重大、部分属 性模糊性、知识重用循环性等特点。结合2 6 节牙科病历特点的分析，对牙科病 历案例做以下规划： ( 1 ) 摒弃简单的线性组织结构，采用s h a n k 提出的动态存储模型。该模型是 一种等级制的网装结构，核心思想是案例进行分类，这样在检索时可以按照自 1 0 上而下的方式从根节点开始搜索，极大减少搜索范围。同时，采用该模型对案 例进行存储，可以方便的创建新节点和修改节点，从而有利于减少案例库维护 的工作量。 ( 2 ) 在案例表示不仅包含图2 一l 所示的各项目内容，还包括各症状的严重程 度特征，增加诊断的准确性，见表4 1 和图7 2 。 ( 3 ) 设置影像诊片库、辅助知识库等进行辅助诊断，见图3 2 和4 2 节。 ( 4 ) 把案例分成多个单元进行存储，进行联合求解，见4 3 3 节。 3 3 系统框架 牙科病历智能生成系统c b r - d c h 包括牙科诊疗系统、影像诊片及报告、辅 助知识库、案例库( 主知识库) 、修改规则库、基础数据维护、信息查询统计、系 统维护等功能模块，该系统框架如图3 - 2 所示。 牙科病历智能生成系统 系 统 维 护 箍 础 数 据 缝 护 ：篓i 藤 兰，改| i - 纂翥蓊 - 退出 ij 茅 科 诊 疗 系 统 一切 - 复 建市病人档案 案例检索 案例修正 重用( 辅历生铀 转化成w o r d 文档 案倒学习 写处方 打印 影 像 诊 片 库 x 光拍片及报告 c t 扫描及报告 m r 及报告 - 调入病人以徒萄 诊病历 一案例检索 一案例修正 重用( 病历生成) 转化成w o r d 文档 _ 保存和案例学习 写处方 打印 辅 知 识 库 瘸 历 案 例 库 - 病历书写戳 - 常见牙科痪 临床表现及 疗方往 牙病治疗常 技术 一常见牙病箱 辨 计l l 一 _ 病历查询f 按病a 号、按病人姓名，接 班医生姓名、按日期； 处方及用药查询 - 门诊记录补全及统计 _ 病人资抖查询分析 - 病历统计分析报表 图3 - 2 牙科病历智能生成系统 系统维护：提供用户注册、权限设置和管理、密码修改等功能； 基础数据维护：包括对医务人员的编码、病人编码及病人基本信息档案、牙 病类别编码等功能。本文以医生的工作证号作为医生的编码，而患者的编码则 实验原型 一一 采用患者的身份证号。病人基本信息档案包括的信息点如图3 3 所示。 。霎翥袭萼，| 患者姓名 性别| 年龄1 年龄i 婚况i 住址l 电话l 过敏药品 图3 3 病人基本信息档案结构 牙科诊疗系统：在牙科领域，经验在医生的知识构成中占有十分重要的地 位，而这又往往是一些医生尤其是实习生、年轻医生等所缺乏的。设想是基于 医院积累的典型病例和病历，运用c b r 技术，为缺乏经验的医生提供一个辅助 诊断的系统，同事实现病历生成的自动化，提高临床诊断的准确率和病历生成 智能化。 在参考医生临床诊断过程的基础上，将该诊断子系统的工作机制定义如下： ( 1 ) 医生将病人的初步症状值输入系统； ( 2 ) 医生将病人的详细检查结果输入系统； ( 3 ) 调入诊片及诊片报告； ( 4 ) 检索相似案例，进行修正和重用。 病历生成系统的工作流程如图3 3 所示，分五个流程，形成虚曲线表示的循 环直至完成案例的获取、修正优化和重用。其中，虚线步骤2 、3 、5 是可选的， 是否需要由医生根据患者实际病情的复杂度决定。 图3 4 病历智能生成系统的工作流程 该子系统将牙科疾病的诊疗分为初诊和复诊两种情况。对于初诊病人，需 先建立病人的档案、采集病人的身份证号作为病人的编码，然后进行案例检索、 案例修正及优化、案例重用、案例学习等工作，最后得到符合要求的解，即病 人病历。对于复诊病人，可首先调出病人档案和以往病历作为参考，然后进行 案例检索、修改、重用等过程。无论初诊还是复诊，如需进行体格检查则要在 案例检索前将检查结果输入，有时还需要从影像诊片库中调入诊片和报告数据。 通过案例匹配检索、修正得到的新病历可直接打印出来，也可以进入案例库完 成案例学习，还可以转化为w o r d 文档输出。此外，