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本科毕业论文(设计)开题报告学院信息技术专业计算机科学与技术姓名甘洁红学号20072140114指导老师王海舜职称副教授合作老师职称题目疾病诊断推理模型研究与实现题目性质实验研究技术开发工程设计应用型调查型其他J
一、选题依据和目标(该研究的目的、意义、国内外研究现状及发展趋势)研究的目的、意义1-1人类专家之所以成为某一领域的专家,其关键之处就在于他掌握了关于该领域的大量专业知识这些知识一部分是学来的,但主要还是在长期实践中逐渐积累起来的正是那些积累起来的经验性的知识,使专家在处理问题时比别人技高一筹由此可知,如果计算机能够存储关于某一领域的大量专门知识,并能有效的利用这些知识去解决问题,那么计算机也应该能很好的解决该领域的复杂问题我国医院疾病的诊断方式上还停留在以医师临床经验为主的阶段,医师劳动强度大且工作效率低,医师护士和管理人员的大量时间都消耗在事务性工作上.数据利用方面,病案、临床检验、病理检查等许多宝贵的数据资料的检索十分费事甚至难以实现;对这些资料深入的统计分析手工方式无法进行,不能充分为医学科研利用应用计算机实现疾病的计算机智能诊断,是长期以来在此方面从事研究的工作人员急欲解决的问题然而,由于疾病繁杂多变,诊断不易,所以计算机技术在该领域内的应用进展不大在这样的情况之下,将种类繁多的疾病进行分类、分析,并在此基础上研制开发疾病智能诊断专家系统疾病诊断推理模型可以做为医辅工具可以帮助医师降低劳动强度提高工作效率也可以作为患者自检自查工具诊断病情,从而做到简化患者的诊疗过程,优化就诊环境,改变目前排队多、等候时间长、秩序混乱的局面若实施疾病诊断系统以后,每个病人用于诊疗的中间过程性时间会大幅度减少国内外研究现状1-21959年,美国的Lediye等首次将数学模型引入临床医学,提出了可将布尔代数和Byaes定理作为计算机诊断的数学模型1966年,Lediye提出“计算机辅助诊断“ocmputeraldeddiagnosis,CAD概念1968年世界上的第一个专家系统DENDRAL由美国斯坦福stnaofrd大学于研制成功,这个系统是化学专家系统其后1970年斯坦福大学开始研制用于鉴别细菌感染及治疗的医学专家系统MYCNI,到1976年研制成功MYCNI大名远播,在中国传扬甚久;它基于“IF—THEN”规则,求解方法是启发式反向推理策略,目标是诊断和治疗确定的血液感染与此同时一套专家系统的开发理论被建立起来中国第一个医学专家系统是《关幼波肝炎诊断治疗程序》,由中国科学院自动化研究所控制论组于1977年研制成功,它是采用模糊逻辑算法表达中医辨证施治的专家知识此后,中国的医学人工智能软件逐步进入黄金发展时期,其中关于中医的软件比关于西医的软件发育更为充分再如浙江大学开发的基于计算机图像分析的青光眼辅助诊断专家系统,深圳市人民医院开发的血气酸碱分析计算机辅助诊断专家系统,以及应用于其它领域的B超诊断专家系统,胃病诊断专家系统等,这些系统的开发有助于专家系统技术在医疗诊断领域的广泛和深人的应用发展趋势1-3疾病诊断推理模型系统是医疗诊断与数据库技术相结合的一种计算机辅助诊断方式,通过开发此系统既传承和积累了医学专家长期实践的丰硕成果,又可降低了医疗费用,特别像我国这样一个地区发展不平衡的国家,开发此类系统有极其重要社会意义和现实意义本课题在研究开发过程中,具体的做了以下工作1设计了诊断型专家系统的知识库框架,其开放的设计有效的实现了推理机与知识库之间的独立,从而使系统的扩充更加方便,并为同类型的专家系统知识库的建构给出了借鉴2针对疾病诊断的特点,结合不精确推理方法对推理算法提出改进,使得改进后的推理算法在系统运行中取得更好的效果
二、课题主要功能、关键问题及难点疾病诊断推理模型的基本结构1研究疾病诊断知识表示和知识库结构;2建立基于疾病模板的推理机制和推理模型;3设计基于案例的诊断知识库和反馈学习机制;4建立疾病诊断用户界面该疾病诊断推理模型系统主要功能具体包括1知识库:用来存储和管理问题求解所需的专家系统知识这些专门知识包含与领域相关的书本知识、常识性知识以及专家凭经验得到的启发性知识2数据库:存储领域的原始资料、事实和推理结果3知识获取模块:主要用来从人类专家那里获取知识,修改、扩充、完善和维护知识库,并根据用户提供一些信息对自身知识进行反馈学习4推理机模块:根据用户的问题求解和所提供的原始数据,运用知识库中的知识对问题进行求解,协调和控制整个系统的运作5解释和输入输出界面:提供一个人机交互的界面,必要时给出推理依据和路线的清晰的解释,为用户了解推理过程和进行系统维护提供方便本设计的研究重点1查阅文献,分析常用知识推理模型,以及临床诊断推理现状和趋势,完成文献综述;2研究诊断推理过程的实现方法;3研究知识自我更新的学习反馈机制难点分析疾病诊断推理模型系统针对特定领域的问题求解,不仅依赖于特定领域确定的理论知识,而且更多的依赖与专家的经验和常识由于现实世界客观事务或现象的不确定性,导致了人们在各认识领域的信息和知识大多是不精确的,这就要求该系统中的知识的表示和处理模块能更好的反应这种不确定性该系统是一种智能计算机程序系统,它利用知识和推理来解决需要大量类专家才能解决的复杂问题,在医疗领域中,此类系统已得到广泛应用,并取得了很大成就,但由于疾病繁杂多变,诊断的经验性,模糊性又很强,推理诊断确实不易;推理机是疾病诊断推理模型系统的重要组成部分,如何设计实用的医疗诊断推理机,有效模拟医疗专家解决诊断问题,成为开发疾病诊断推理模型系统必须解决的难题本系统开发完毕后其功能基本符合需求,能够完成业务存储和查询并提供部分系统维护功能,使用户方便进行数据备份和恢复数据删除对于数据的一致性的问题也通过程序进行了有效的解决
三、完成该课题研究已具备的条件有关的研究工作基础,仪器设备条件,经费情况研究工作基础主修计算机科学与技术专业,掌握了计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法开发平台WindowsXP开发软件C#,SQL硬件环境普通学生用个人电脑经费无
四、研究方案
1.拟采取的研究方法或试验方法及主要技术路线首先对开发语言以及数据库进行介绍;用软件工程的方法分析该系统,对整个系统进行了需求分析、功能模块划分,并通过ER图对数据库进行概念设计;对系统的具体设计,按模块描述了各功能流程分析以及实现过程推理机设计方法知识推理是疾病诊断推理模型系统具有智能的表现,也是区别于其它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本系统的推理机的设计是在C#集成开发环境中,在编程语言中嵌入SQL语句来实现推理机系统功能模块如图推理机模块用户登录模块知识管理模块解释机模块用户管理模块在线帮助模块根据医学专家对疾病诊断的思维特点,通过对医疗智能诊断推理机的设计与实现方法的探讨,提出了一种利用正、反向推理相结合的方式对疾病进行初步诊断和鉴别诊断的推理策略在诊断推理流程中,包含两个过程,第一个过程为宏观上的推理机设计流程,第二个流程为其中主要的功能模块一确诊模块的工作流程在推理机的整体设计流程中,其推理过程是层次性的推理模型在其中的每个层次中,都是由病人给出症状,并随着层次的深入依次增加症状,提高推理的准确性在具体的实现中,下一层的推理是在对上一层的精益求精的过程,也就是通过增加症状缩小诊断结论的过程当确诊后,给出诊断建议:手术治疗和非手术治疗在推理流程中,最主要的功能模块就是确诊模块,也是推理机设计的核心模块这个模块用来判断是否确诊,即是否可以得出诊断结论在这个模块中,用到了正向推理和反向推理的策略,采用了确定性因子的非精确性推理模型,并结合疾病诊断的特点进行了改进诊断推理流程如图开始
2.研究进度安排
2010.
6.25-
2010.
9.20选题、课题文献查阅、初步完成文献综述、完成开题报告
2010.
9.21前开题答辩
2010.10中旬完成系统需求分析,完成文献综述、完成外文翻译检查系统需求分析报告;
2010.11月初完成系统的概概要设计,检查系统概要设计报告
2010.11月下旬完成详细设计和程序代码设计,检查程序软件;
2010.12月中旬完成软件测试,检查软件测试报告;完成毕业论文提纲;
2011.1月5日完成毕业论文,检查毕业论文
2011.1月10日完成答辩、毕业设计小结
五、参考文献
[1]高黎,卜淮原,胡曙,一种医疗智能诊断推理机的设计与实现,《计算机应用与软件》2002年06期[
2.魏圆圆,王儒敬,方静.多种诊断推理方法的设计与比较[J].计算机工程与应用.2005,2[
3.叶进.邢传鼎.基于人工神经网络的病症诊断原型系统[j].东华大学学报自然科学版.2003,
294.[
4.夏晓林.基于实例推理的基本理念[J].辽宁大学学报自然科学版..2003,01[
5.秦丽,李跃新.基于关系模型的规则表示方法及推理设计[J].湖北大学学报自然科学版..2004,
02..
[6]江长凡.基于关系数据库的医疗专家系统的研究与实现[J],学位论文.[
7.朱林立,夏幼明.基于产生式系统的不确定性知识表示及推理研究[J].云南师范大学学报.2007,327,
2.[
8.吕晓燕,郭建军.基于模糊数学与逐步判别分析相结合的医学计算机辅助诊断模型的研究.山西医科大学学报.2003,
126.
[8]吕晓燕,郭建军.基于模糊数学与逐步判别分析相结合的医学计算机辅助诊断模型的研究.山西医科大学学报.2003,
126.。