陳 曦劉海昀任現(xiàn)志*

1 南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院（210046） 2 南京財經(jīng)大學信息工程學院（210046）

構(gòu)建基于貝葉斯（Bayes）網(wǎng)絡的中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)模型

陳 曦1劉海昀2任現(xiàn)志2*

1 南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院（210046） 2 南京財經(jīng)大學信息工程學院（210046）

介紹了貝葉斯（Bayes）網(wǎng)絡技術的隱結(jié)構(gòu)模型在中醫(yī)辨證思維中的應用，提出了中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)的設計思路，指出應將中醫(yī)信息化的研究成果惠及大眾。

貝葉斯（Bayes）網(wǎng)絡；隱結(jié)構(gòu)；中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)

自20世紀40年代計算機技術迅速發(fā)展以來，中醫(yī)學者們就總設想有一天電腦能夠代替專家，熟知中醫(yī)基礎理論，了解辨證論治要領，靈活運用理法方藥，為病人解除病患之苦，因此對于“中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)”的探索從未間斷。

目前對“中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)”這個名詞，學術界沒有準確的定義。但其最終目的應當是服務大眾，為普通百姓提供專業(yè)中醫(yī)知識，自我診斷的方法，家庭調(diào)護與治療，預防保健等實施性強的醫(yī)療技術。那么，何不將中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)作為現(xiàn)有醫(yī)療體系的補充，回歸到群眾中去呢？這樣既可以及早發(fā)現(xiàn)某些嚴重疾病的早期征象，又可以增強普通百姓的健康意識，提高人民生活水平，同時還能緩解群眾看病貴看病難的壓力。

1 核心技術的確定

對于中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)，探索的核心是如何“辨證”。對于辨證的研究，可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡、Logistic回歸、聚類分析、主成分分析、粗集理論、模式識別等多維的數(shù)學方法和計算機技術，互相補充、修正，實現(xiàn)柔性計算技術的有機融合。這樣通過專家決策、有史知識、信息運算的整合，人機結(jié)合，從定性到定量，從而綜合集成為人工智能辨證系統(tǒng)[1]。

然而，中醫(yī)辨證的客觀定量標準難以通過證實質(zhì)研究來確立；回歸分析和判別分析可以建立定量的辨證標準，但缺乏客觀性；簡單聚類方法是單維的，無法處理辨證的多維性。于是，利用隱結(jié)構(gòu)模型為辨證建立客觀定量標準不失為一劑良方。

“辨證”辨的是癥狀與證候之間的關系，例如“腰膝酸軟”，“頭暈耳鳴”是“腎陰虛”的癥狀。這里，“腰膝酸軟”“頭暈耳鳴”是可以通過望聞問切直接觀察到的，是顯變量。而“腎陰虛”這種迄今沒有辦法直接觀察的，是隱變量。顯變量和隱變量之間的關系便構(gòu)成了隱結(jié)構(gòu)。中醫(yī)辨證理論所描述的是一個把各式各樣的癥狀聯(lián)系起來的隱結(jié)構(gòu)。隱結(jié)構(gòu)是不可能直接觀測到的，這就是中醫(yī)辨證理論難以科學證實和科學定量化的根本原因。

隱結(jié)構(gòu)法旨在為辨證建立客觀、定量標準的研究方法。它的基本思想是用電腦代替人腦進行數(shù)據(jù)分析構(gòu)造隱結(jié)構(gòu)。具體來說應當是：①進行流行病學調(diào)查，系統(tǒng)收集病例；②用計算機對所得數(shù)據(jù)進行分析，找出規(guī)律，并構(gòu)造隱結(jié)構(gòu)模型來解釋這一規(guī)律；③用所得的隱結(jié)構(gòu)模型來指導辨證。

貝葉斯網(wǎng)絡技術運用的正是隱性結(jié)構(gòu)模型，該技術能很好地模擬人腦的學習與思維過程，模擬臨床專家實踐經(jīng)驗的積累方式。它能夠通過自學習而進行經(jīng)驗積累，并且在運用中不斷提高辨證的能力。它對變量的輸入并無限制，只須將收集到的臨床資料輸入計算機，任憑網(wǎng)絡自行學習、發(fā)現(xiàn)、推理和預測而得出診斷結(jié)論，因而具有客觀性。

然而每個癥狀、證素、證名都要有一定的樣本量。樣本量小時，易致信息獲取不全，使學習計算結(jié)果可靠性差，如當樣本學習數(shù)為200時，其辨證符合率僅為（35.57±33.94）%；隨著樣本量的增加，準確率逐步提高，當學習樣本數(shù)增長至400時，辨證符合率升至（76.00±31.89）%，預測精度比200例組高出1倍以上；樣本量越大，學習推理結(jié)果越準確。病情基本相同、同一證型的病例，經(jīng)過約20份樣本的學習，即可得到準確的運算判別結(jié)果[2]。這同臨床醫(yī)師的成長一樣，與實踐經(jīng)驗的多少直接相關。

那么，這種模型的辨證準確率又如何呢？張連文、袁世宏研制了基于貝葉斯網(wǎng)絡的HLC模型M，然后將模型辨證與專家組辨證進行比較分析，發(fā)現(xiàn)兩者實質(zhì)上基本一致。這些表明，模型辨證的質(zhì)量是可以信賴的[3]。

2 中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)的設計思路

一個具有完善功能的中醫(yī)輔助診療系統(tǒng)，必須是一個動態(tài)的網(wǎng)站。我們希望實現(xiàn)的功能如下（以中風病為例，部分文字描述功能未顯示在圖片中）：

2.1 選擇病名 根據(jù)患者的一般情況選擇內(nèi)、外、婦、兒等科別，再選擇病名。

2.2 選擇癥狀 本頁面列出了中風病所有證型中的所有癥狀，即望聞問切四診的結(jié)果。用戶可根據(jù)患者自身癥狀，在列表中癥狀前的復選框中勾選，例如舌萎、苔薄白、苔膩、手足重滯。勾選完畢點擊“提交”。

2.3 選擇證型 系統(tǒng)根據(jù)患者輸入的癥狀，自動判斷可能的證型，并在每一可能的證型后顯示具體“可能性指數(shù)”。如：恢復期，氣虛絡瘀證：14.5%；中經(jīng)絡，陰虛風動證：9.1%；中臟腑，閉證，痰火瘀閉證：7.7%。用戶可點擊進入不同證型，當然，指數(shù)越高，診斷為該種證型的準確率就越高。例如恢復期，氣虛絡瘀證。

2.4 補充癥狀 點擊某一證型之后會進入選擇補充癥狀的頁面，這里羅列出所有該證型應該有的癥狀，用戶可選擇遺漏的癥狀，彌補了步驟2的不足。

2.5 疾病診斷與治療建議 點擊“第4步”的“提交”后，即可顯示診斷結(jié)果以及治療方案，包括病名、證型（步驟4提交的證型）、癥狀（用戶在步驟2和步驟4勾出的所有癥狀），以及相應方藥、針灸穴位、藥膳、醫(yī)囑等。

3 原理分析

3.1 步驟1 較簡單，主要運用網(wǎng)頁超鏈接。每科羅列的病名以中國中醫(yī)藥出版社的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材中記載的疾病為準，便于普通醫(yī)生和群眾的理解以及臨床試驗準確性的驗證。

把病名的選擇放在步驟1是因為中醫(yī)的核心是辨證論治，主要根據(jù)患者癥狀判斷證型，確定方藥，其疾病診斷過程較簡單，例如腹痛、心悸、嘔吐等。

3.2 步驟2 一般疾病所包括的癥狀不超過100種。中風病劃分的證型較多，癥狀較復雜，共有50余種，若一個一個仔細閱讀并勾選，則需要花費較長時間。如何在最短的時間里準確選出癥狀呢？有2種方法。一是在被頁面上部設置一單行文本框，供用戶自行輸入癥狀，輸入的同時在所有癥狀中搜索，若有相符即隨時顯示在文本框下的列表框中。例如用戶輸入“頭”，下方即顯示“頭痛欲裂”、“頭暈欲嘔”、“頭目脹痛”等，供用戶選擇。此為查找功能，不難實現(xiàn)。二是利用貝葉斯網(wǎng)絡技術，在用戶已選擇了某一癥狀之后，右側(cè)區(qū)域即顯示“您是不是還有這些癥狀”，羅列與該癥狀相關性大的其他癥狀。例如舌底脈絡青紫、舌質(zhì)暗、刺痛均為血瘀證的主要表現(xiàn)，三種癥狀常伴隨出現(xiàn)，則在用戶選擇其一時右側(cè)自動顯示另二種。

3.3 步驟3 此階段主要運用貝葉斯網(wǎng)絡技術。由于本輔助診斷系統(tǒng)的主要受眾是廣大普通百姓，而非高端醫(yī)療研究人員，故無需將證候分為各種要素，再研究各要素所屬癥狀與該要素的隱結(jié)構(gòu)關系，只需研究每個疾病中各個證型的癥狀與該證型的關系。至于每種疾病所劃分的證型，應以國家中醫(yī)藥管理局《中醫(yī)內(nèi)科診療指南》或普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材等公認的權威出版物為準。這樣不僅簡化了內(nèi)部代碼，更使本系統(tǒng)的診療水平更接近臨床醫(yī)生水平。

3.4 步驟4 補充癥狀的選擇不僅是對患者負責的必需步驟，更是整個系統(tǒng)搜集病例的重要過程。用戶使用至步驟4時，還有返回的機會，可以隨意進入其他證型進行癥狀比較，最終進入最合適的證型。點擊“提交”時，用戶已經(jīng)默認該證型的正確性。至此為止用戶已經(jīng)經(jīng)歷了整個系統(tǒng)從癥狀到證型確立的全過程，成為了一例完整的病例。于是本系統(tǒng)就自動將該病例納入系統(tǒng)，作為樣本搜集的過程。正如前文所述，錄入本系統(tǒng)的樣本量越大，學習推理的結(jié)果就越準確。故運用本網(wǎng)站的人越多，其診斷結(jié)果就越可信。

3.5 步驟5 本頁面是用戶最關注的一部分，卻是技術含量最低的一部分。顯示的結(jié)果描述了本次診斷的經(jīng)過和原理說明，同時給出了針對該種證型的一系列簡單可行的治療方法和養(yǎng)生建議。可運用網(wǎng)絡超鏈接。對于具體穴位的定位圖片和按摩的手法視頻，亦可借助超鏈接。

4 結(jié)語

至此，一套完整的中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)即完成了。但必須承認的是，這只是一個設想，我們描述了一個模型，并且討論了它實施的可能性，但是沒有做成最終的網(wǎng)站。這需要專業(yè)的計算機軟件開發(fā)人員的程序編寫和網(wǎng)站維護。我們會不斷擴充和完善已有的成果，為實現(xiàn)真正的輔助診斷而不斷努力！

[1] 洪凈.中醫(yī)辨證的思維模式和方法研究[J].中醫(yī)雜志,2003,44(1):8-10.

[2] 朱文鋒,晏峻峰,黃碧群.貝葉斯網(wǎng)絡在中醫(yī)證素辨證體系中的應用[J].中西醫(yī)結(jié)合學報,2006,11:567-571.

[3] 張連文,郭海鵬.貝葉斯網(wǎng)引論[J].北京:科學出版社,2006:227-228.

10.3969/j.issn.1672-2779.2010.09.038

1672-2779（2010）-09-0055-02

2010-03-23）