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基于多层架构的眼综合征诊断专家系统的研制

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摘要

目的:
　　 分析眼综合征的眼部特征和全身特征,设计建立高扩展性的眼综合征诊断专家系统,为眼科临床与眼科教学服务。
　　 方法:
　　 1.工具(硬件设备和软件开发包)
　　 硬件:个人计算机HP DC7700P:处理器Intel Core2 E66002.4G,内存DDR28006G
　　 软件:Microsoft Windows2008 R2,Microsoft SQL Server2005,Microsoft VisualStudio2008,CLIPS6.3,Mommosoft ClipsNet等。
　　 2.分析
　　 素材数据维护分析
　　 眼综合征的眼部特征和全身特征是系统最重要的素材,各症状与对应的综合征之间的可信度具有合理的算法,并可调整。眼综合征的其他相关知识包括译名、别名、概要、病因病理、治疗等,不作为推理的依据,但是可作为诊断后的提示信息,需要提供维护功能。
　　 知识维护分析
　　 专家输入的症状-综合征-可信度列表,需要转换成CLIPS规则库。需要建立CLIPS中可信度传递和累加的规则。
　　 推理功能分析
　　 根据用户提供的症状和事先建立的知识库,系统可以实现从症状到综合征的推理过程。
　　 解释功能分析
　　 系统必须提供友好的界面,供用户选择症状,根据初步的推理结果,可提供详细的综合征信息,并可根据重新提交的症状进行二次推理。
　　 可扩展性分析
　　 系统需要具有充分的可扩展性,可运行在不同的软硬件平台,软件可以有不同的表现形式如独立客户端、与现有HIS整合的嵌入式客户、网站等。
　　 3.设计
　　 总体设计
　　 根据统一框架、分层架构、可扩展等要点进行软件设计,以实现清晰的结构,满足统一性、互操作性、兼容性等特征。数据层进行与数据库交互,负责数据的提交与检索。业务逻辑层完成主要的业务功能,通过不同的逻辑组件完成素材维护、知识建立和推理机等功能。服务层则采用WCF技术,将业务逻辑封装,并为客户层提供统一的界面。客户层采用多种方式,包括独立应用程序,现有系统嵌入整合,网站等,支持多种软硬件平台,如Windows,SunSolaris等。
　　 各层主要技术设计与实现
　　 ●素材数据库设计
　　 ◆概念结构设计(设计E-R模型)
　　 ◆逻辑结构设计(转化成关系数据库)
　　 ●知识库设计
　　 ◆定义事实模板-症状
　　 ◆定义事实模板-综合征
　　 ◆定义规则格式
　　 ◆配置CLIPS接受相同的事实
　　 ◆设计CLIPS中可信度传递和累加
　　 ●业务逻辑的设计
　　 ◆设计素材维护业务逻辑,主要解决可信度值设置的问题
　　 ◆设计知识建立业务逻辑:主要通过Visual Basic.Net与CLIPS混合编程,将素材数据库数据生成CLIPS规则,并导入到CLIPS
　　 ◆设计推理机业务逻辑:主要通过ClipsNet嵌入式开发,将用户提供的症状列表转换成CLIPS支持的事实,启动推理过程,并将推理结果转换成综合征-可信度列表
　　 ● WCF服务设计
　　 将业务逻辑通过封装,生成WCF业务逻辑,并通过服务契约来提供服务。
　　 结果:
　　 1.将眼综合征理论知识工程化,建立眼综合征知识素材库,提供素材库维护功能,支持后续扩充和修正,具有可扩展性。
　　 2.根据可信度计算的原则,制定计算方法,确定每种症状支持该综合征的可信度值默认值,并提供调整的功能。
　　 3.通过规则库的建立及可信度传递的规则,实现从症状到综合征的推理过程,系统支持不确定性推理,可以满足实际临床工作中不确定依据的需求。
　　 4.通过初步推理的综合征详细信息的反馈,提供再次确认的功能,提醒用户提供更加详细的相关信息,系统对再次递交的症状进行重新推理,得出更准确的结论。
　　 5.基于WCF服务的设计,使该系统可以应用于不同的软硬件环境,根据实施部署,完成三种形式的应用:1)独立的眼综合征诊断专家系统；2)与现有的HIS系统整合,作为门诊医生工作站功能的一部分:3)眼综合征诊断专家系统网站,可运行在Internet上。
　　 结论:
　　 1.《眼综合征》等专著的专家理论知识,可以经一定的知识工程方法学处理,成为诊断专家系统的知识来源；
　　 2.基于可信度的不确定性推理模型,通过计算多种症状支持综合征诊断成立的综合可信度值,有利于一定症状下,不同综合征的确诊概率的量化呈现,从而产生有效的辅助诊断工作模式,可为临床诊断眼综合征提供有价值的参考；
　　 3.专家系统专用开发工具与高级语言编程工具的整合运用,既保证了开发专家系统的科学性和成功率,又能为专家系统软件实现良好的人机交互机制和扩展性架构提供便利。

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