基于泛布尔代数的医疗诊断推理机的原理研究与实现

摘要

医疗诊断推理专家系统是当前人工智能研究中最活跃的分支之一,它实现了人工智能从理论研究走向实际应用,从一般思维方法探讨转入专门知识运用的重大突破.医疗诊断逻辑推理机作为医疗诊断推理专家系统最核心的部分,其性能的好坏决定该专家系统的成败.主要的研究成果如下:采用泛布尔代数公理体系作为理论依据研究医疗诊断逻辑推理机的原理,提出了如何运用逻辑非运算来实现推理过程的简化,并介绍实际的医疗诊断逻辑推理机的设计方案与方法.开展了医疗诊断逻辑推理机推理策略的研究.讨论了基于初步诊断与鉴别诊断的正反推理过程与基于病症-疾病映射关系的泛布尔函数式的匹配比较的研究.同时研究了逻辑非运算的适用范围与使用方法,以及如何采用逻辑非运算来实现泛布尔函数式的简化.完成医疗诊断推理机推理比较部分的软件设计.基于ISE Foundation 6.1软件平台,采用VHDL硬件描述语言对CPLD硬件推理机进行了研究和设计.完成医疗诊断推理机USB通讯软件编程.在基于Windows DDK的USB硬件驱动平台下,对推理机下位机硬件与PC互联进行了研究和设计.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2医疗专家系统的概念及简介

1.3医疗诊断推理研究在国内外的发展状况

1.3.1医疗专家系统的发展历程

1.3.2医学疗家系统的国内外发展现状

1.4课题研究的意义

1.5课题研究的内容

第2章泛布尔代数原理及其逻辑非的应用

2.1泛布尔代数数学模型

2.1.1逻辑值表述

2.1.2因素与状态变量

2.1.3数学模型

2.1.4图形解释

2.2泛布尔代数公理体系

2.2.1基本符号

2.2.2形成规则

2.2.3泛布尔代数公理

2.2.3逻辑补运算

2.3泛布尔函数

2.3.1泛布尔函数的定义

2.3.2泛布尔函数式的标准形式

2.3.3泛小项

2.3.4“与或式”标准形式与范式定理

2.4泛布尔代数中“逻辑非”的查找原理

2.4.1“逻辑非”的定义

2.4.2“逻辑非”的适用范围

2.4.3“逻辑非”的查找条件

2.4.4含有“逻辑非”的查询方法

2.5本章小结

第3章基于泛布尔代数的医疗诊断推理机原理

3.1医疗诊断推理过程的泛布尔代数模型

3.1.1医疗诊断推理过程

3.1.2临床诊断步骤

3.1.3泛布尔代数模型

3.1.4疾病与病症间的逻辑规则求解方法

3.2推理机设计要求

3.3推理控制策略的实现

3.3.1推理过程

3.3.2初步诊断推理机

3.3.3鉴别诊断推理机

3.4本章小节

第4章医疗逻辑诊断推理机的系统设计

4.1推理机系统总体设计方案

4.1.1系统设计要求

4.1.2系统总体设计方案

4.2下位机硬件总体构架设计

4.2.1 CPU模块与知识库模块

4.2.2 CPLD推理模块

4.2.3 USB通讯模块

4.2.4电源模块

4.3系统软件开发

4.3.1 CPU模块与知识库模块软件

4.3.2 CPLD推理模块软件

4.3.3 USB通讯模块软件

4.3.4上位机人机交互界面

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1研究工作总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录1硕士期间发表论文

附录2泛布尔代数常用公式表

附录3 CPLD模块内部逻辑原理图

附录4 USB固件(FIRMWARE)程序部分程序清单

附录5 USB驱动(DRIVER)程序部分程序清单