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基于模糊逻辑青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计专家系统的设计与实现


基于模糊逻辑青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计专家系统的设计与实现文章插图
文题释义：
专家系统：是人工智能技术中重要的研究领域 。 专家系统是一种对专家的问题求解能力建模的计算机程序 ， 它可以模拟专家的推理方法来解决该领域的问题 。
模糊逻辑：在现实生活中 ， 思维和语言的表达往往存在不确定性 。 模糊逻辑是建立在多值逻辑基础上 ， 采用模糊集来处理不确定性信息的方法 。
背景：近年来人工智能技术已广泛应用于医疗各领域 ， 有效地辅助医生进行患者的诊疗操作 。 在青少年特发性脊柱侧弯的保守治疗中 ， 将人工智能技术应用于青少年特发性脊柱侧弯矫形器的辅助设计 ， 从而缩短矫形器的开发周期 。
目的：设计并实现一款基于模糊逻辑的青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计专家系统(SODES) ， 借助该专家系统 ， 实现快速、有效地辅助医生设计青少年特发性脊柱侧弯矫形器的目的 。
方法：借助专家系统工具C Language Integrated Production System (CLIPS)与C++混合编程开发了SODES 。 SODES的主要的功能模块包括模糊推理机、议程、知识库管理系统、知识库、事实库、解释器、人机接口 。 针对于青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计过程中存在的不确定性信息 ， 通过模糊集实现了青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计的知识表达 ， 并通过基于可信度的模糊推理实现了SODES的推理 。 最后 ， 通过2例青少年特发性脊柱侧弯患者的诊疗实例 ， 验证了基于模糊逻辑的SODES设计方法的可行性 。
结果与结论：①SODES提高了50%的青少年特发性脊柱侧弯矫形器的设计效率 ， 且其推理值与领域专家实际操作值的偏差率均小于10%；②结果表明 ， 通过SODES可以辅助医生快速、有效地设计青少年特发性脊柱侧弯矫形器 。
ORCID: 0000-0001-6485-1208(赵德竹)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
关键词: 骨, 脊柱, 脊柱侧弯, 青少年, 矫形器, 模糊逻辑, 人工智能, 数字医学
文章来源：赵德竹, 关天民, 吴 斌, 梅 钊. 基于模糊逻辑青少年特发性脊柱侧弯矫形器设计专家系统的设计与实现[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(33): 5255-5261.
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