计算机辅助诊断

利用计算机对病人的病理信息进行自动分析处理，为医生提供诊断的资料。

计算机辅助诊断computer diagnosis

指将临床资料送入计算机，应用计算机进行分析处理所进行的自动诊断。如对心脏病的辅助诊断，可将病人的心电波通过模/数转换板转换为数字信号后送入计算机，计算机可分析心电波的各种特征并与正常值比较，然后判断属于哪种心脏病，并打印出诊断结果。

计算机辅助诊断

计算机辅助诊断是把医学专家的疾病诊断与治疗经验，通过一定的计算方法编成程序，存入计算机内，然后应用计算机模仿医学专家，协助临床医生进行诊断与治疗疾病。当病人就诊时，把病人的症状、体征及各种检查结果输入计算机，计算机按已存入的“经验”对疾病进行辅助诊断，并提出治疗建议。
五十年代末，计算机开始应用于医院领域，六十年代开始应用于疾病的辅助诊断。1961年美国Wanner等首先应用贝叶斯(Bayes)公式诊断先天性心脏病。1962年日本高桥等应用计算机诊断肝硬变、先天性房室间隔缺损等疾病，取得了满意的效果。中国计算机辅助诊断的研究和应用开始于七十年代，最早应用于急腹症的诊断，逐渐发展到临床各科的疾病诊断、治疗方法的选择、手术方式及适应证的选择、疾病预后判断等方面，特别是用计算机模仿老中医，辅助诊断治疗肝病、妇科月经病与不育症、脉管炎、大动脉炎、雷诺病、肾病、冠心病、脑血管病、糖尿病、小儿科疾病及皮肤病等，已取得一定效果。
七十年代以来，计算机辅助诊断已逐渐发展到专家咨询系统的阶段，把人工智能技术应用于医疗决策，形成医疗诊断专家系统。这种系统的特点是把医学专家的专门知识存在计算机中，使之能与医学专家类似的方式进行推理，便于人机对话，能达到医学专家的诊断水平。这是计算机辅助诊断的发展方向。
计算机辅助诊断过程 各种计算机辅助诊断系统的工作过程相似。直接模仿医学专家经验作数学模型辅助诊断的过程，通常是先由已存入专家经验程序的计算机询问患者姓名、住院号、性别、年龄及症状和体征，再由医生通过键盘逐项回答提问，将所需信息输入计算机，最后由计算机对病人自动作出诊断，并判断是否需要手术治疗。对于适合非手术治疗者，计算机可开出中药或西药处方；对于适合手术治疗者，计算机可选择手术方式，并按需从预存的大量手术录象中选出某专家的手术操作录象，经录象机显示出来。计算机辅助诊断的过程示意图如图1所示。

图1 计算机辅助诊断过程示意图

专家经验程序编制 专家经验程序编制是决定计算机辅助诊断准确率的关键。编制专家经验程序的方法因选用的数学方法而异，但编制过程基本相似。一种直接模仿医学专家经验作数学模型诊断急腹症的程序编制过程如下：
❶确定题目与被模仿的专家。被模仿的专家应具有国内第一流或先进水平；
❷将专家经验数字化，即把专家总结的疾病与症状、体征之间的关系用数字表示出来。采用评分法表示疾病与症状体征之间的关系，并列出评分表。评分原则是，某症状体征对诊断某疾病的意义越大，评分越高。例如在六种急腹症诊断评分表中，右下腹疼症状对急性阑尾炎的意义较大，评分为30；对急性胆囊炎、胰腺炎、肝破裂及尿路感染等右下腹疼症状极少见，不予评分。分数根据专家经验评定后，再经大量病例验证，调到最合理的值；
❸根据评分表编制程序。为计算机输入输出方便，将评分表中症状、体征与疾病名称分别用编号代表。程序语言可使用BASIC语言，FORTRAN语言、ALGOL语言、COBOL语言等。一种计算机辅助诊断急腹症的方框图如图2所示。
计算机辅助诊断的数学方法 应用于计算机辅助诊断的数学方法有贝叶斯(Bayes)公式法、直接模仿专家经验法(评分法、模糊集合论等)、最大似然法、判别分析法、逐步回归分析法、训练迭代法、序贯法和判别树等多种，其中较常用的是贝叶斯公式法、最大似然法和直接模仿医学专家经验法。
(1) 贝叶斯公式法： 贝叶斯公式为

图2 计算机辅助诊断急腹症的方框图

式中P(Di/X₁,X₂，……XR)为出现症状X₁,X₂……XR时患疾病Di的概率； P(D_i)为人群中患Di病的概率(即D_i病的发病率); P(XR/Dj)为患Dj病而具有症状XR的概率。P(Di)和P(XR/Di)均可以从大量病例中统计出来，然后代入公式，算出在具有症状X1,X2，…XR时患各种疾病的可能性（概率），以确定可能性最大的疾病。应用贝叶斯公式的基础是假设各种症状相互独立，具有某一症状而患某种疾病的概率是对大量病例正确的统计结果。
(2) 最大似然法： 根据概率论，似然函数为Li=P(X₁,X₂，……XR/D_i),i=1,2，……n，式中P(X₁,X₂，……XR/Di)表示患Di病者具有X1,X2……XR症状、体征及各种检查结果的概率。当一组症状、体征出现时，计算对各种疾病的似然函数L₁,L₂……Ln，若Li为最大值，则诊断病人患有Di疾病。如假设疾病Di之间互不相容，且X1,X2，……XR等症状或体征互相独立，则上式常改
(Xj/Di)表示患Di病时具有Xj症状的概率。实际应用中，可以把LogP(X_i/D_i)看成为第j个症状给予第i种病的“分数”，而LogLi是一组症状出现时，第i种病的总得分，于是最大似然法变成了一种“评分法”。从理论上可证明，最大似然法也是贝叶斯法在假设P(D1),P(D₂)……P(Dn)均相等条件下的一种近似。
(3) 直接模仿医学专家经验法(包括评分法、模糊集合论等): 这种方法是直接模仿医学专家经验。其中，评分法是按专家诊断经验评分和检验，已如前所述。应用这种方法，已在总结中国一些著名中医专家的医疗经验方面，取得显著效果。