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模糊数学在医疗诊断中的应用

2018-03-28龚加安

科技视界 2018年4期

龚加安

【摘 要】本文以中医为例来说明名医有着丰富的医学经验,而这些经验大多数是模糊概念,这些模糊概念只有用隶属函数才能演算,用隶属度才能刻划,然后通过模糊不完全归纳推理诊断。

【关键词】模糊聚类分析;择近原则;模糊推理

中图分类号: O159 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)02-0031-002

【Abstract】In this paper as an example to illustrate the famous doctor of traditional Chinese medicine has a wealth of medical experience,and most of these experiences is a fuzzy concept,the concept of fuzzy only with membership function calculus,with membership to score, and then by the fuzzy incomplete inductive reasoning diagnosis.

【Key words】Fuzzy clustering analysis;Approach principle;Fuzzy reasoning

1965年,美国加州大学 Berkely分校的著名控制论专家L.A.Zadeh教授提出了Fuzzy集的概念,从此有一大批数学工作者,工程师和数学家加入到了开发Fuzzy理论的行列之中,如今的Fuzzy理论已发展成包括Fuzzy逻辑等众多的庞大理论体系,而且在应用上也取得了很大的成功。本文主要从模糊数学在医学中的应用进行研究。

怎样用Fuzzy集表示高血脂概念当然要靠名医的临床经验。名医有着丰富的医学经验,而这些经验大多数是模糊概念,如医生常说某人有“血气两亏”“完谷不化”“舌苔薄黄”“脉象沉缓”等症状。这些模糊概念只有用隶属函数才能演算,用隶属度才能刻划。因此,模糊逻辑可以而且能够应用与医疗诊断。研制“电脑医生”要用它,医疗实践也要用它。

下边以中医为例来说明这个问题。

中医辨证施治大体有三个环节:收集病人症候、运用医学知识和据证立方。

收集病人症候,就是运用望闻问切的手段,获得症候的模糊信息。医生占有这种信息量越多,越有利于诊断。然而,过多的症候信息又会掩盖主要矛盾,给诊断带来干扰和困难。为此,西安交通大学张文修教授提出“压缩临床症状资料的数学方法”。 他利用熵函数或权熵来压缩那些对诊断疾病不起作用的症候,利用模糊聚类分析法来压缩那些对诊断疾病起相似作用的症候。经过反复压缩就能够获得对诊断疾病起决定作用的症候。

接着,把能起决定作用的模糊症侯,用择近原则归类,找出症候替证,再运用模糊不完全归纳推理,求出近似的类型结论。即:

S1是P1;

S2是P2;

… …

Sn是Pn;

若Sn是S类部分对象

∴若S=■Si,则S是P

这里的i=(1,2,……∞),P是几个大类的症候体证。

再根据病情具体分析,确定哪些症候是首先考虑的,哪些症候是其次考虑的,排列顺序,并加权系数,构成新的隶属函数:

如果病人主诉不清,归类有困难,可使用浮动阈值技术。即对第r种病Ar,规定一个阈值Sr。当Ar(x)≥Sr时,便可诊断为病Ar。阈值Sr有一定的浮动范围,随r的不同而有所区别。

运用医学知识据症立方,是在实践的基础上思辩,进行模式识别,力争为作出最佳决策,犹如下棋或写文章一样。为此,必须建立一套模糊逻辑表达式,进行有效的似然推理。

基本邏辑推理公式是:G→(E→F)

意即:若病人的症候为G,医学知识为E,则断定病人患F病。

常用的推理形式有模糊三段论和模糊假言直言推理。推理结构式,常见的有这种推理一般是根据模糊关系的可逆性,从已知的模糊关系和结论,倒推出前提来。

广大医生,如果能运用模糊逻辑进行医学诊断,将会大大简化诊断程序,提高治疗准确率,为促进人类的健康作出巨大贡献。

【参考文献】

[1]张文修.模糊数学基础[M].西安:西安交通大学出版社,1984.

[2]曹炳元.应用模糊系统与数学[M].北京:科学出版社,2005.

[3]王国俊.计算智能[M] 北京:高等教育出版社,2005.