人工智能是迅速發(fā)展的新興科學(xué)，正處于一個(gè)蓬勃發(fā)展、更加深入的階段。由于人工智能是模擬和擴(kuò)展人類智能解決問題的方法，在幾乎所有的領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)是一門古老的學(xué)科，伴隨人類進(jìn)入文明社會(huì)而誕生。人工智能在醫(yī)學(xué)各大領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，同時(shí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的神經(jīng)科學(xué)也是人工智能的基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)人工智能是醫(yī)學(xué)和人工智能的交叉領(lǐng)域，主要研究人工智能相關(guān)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)知識(shí)表示、醫(yī)學(xué)獲取和醫(yī)學(xué)應(yīng)用的科學(xué)。醫(yī)學(xué)人工智能擴(kuò)展了醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)�業(yè)人員的專業(yè)技能和腦力勞動(dòng)，提高醫(yī)療活動(dòng)的效率，保障醫(yī)療活動(dòng)的安全性和可靠性，同時(shí)醫(yī)學(xué)研究也促進(jìn)人工智能的發(fā)展。目前不僅許多專業(yè)的研究生開設(shè)人工智能課程，而且許多專業(yè)的本科生（主要是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化專業(yè)）都開設(shè)了人工智能課程。為了培養(yǎng)高校醫(yī)學(xué)生的認(rèn)知能力和創(chuàng)造能力，為了向廣大的醫(yī)學(xué)生和醫(yī)務(wù)工作者普及醫(yī)學(xué)人工智能思維和知識(shí)框架，筆者編寫了本書。

筆者是從事人工智能研究的一線臨床醫(yī)師，具備醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)以及專業(yè)背景。近期人工智能飛速發(fā)展，廣泛滲透至醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)醫(yī)學(xué)研究也加速人工智能發(fā)展，促進(jìn)醫(yī)學(xué)人工智能的形成和發(fā)展。筆者根據(jù)多年的一線臨床實(shí)踐和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析及人工智能研究經(jīng)歷，深感應(yīng)當(dāng)編著一本基礎(chǔ)性強(qiáng)、可讀性好、適合講授的醫(yī)學(xué)人工智能教材。本書是國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域首本系統(tǒng)介紹人工智能的高校教材。

人類文明經(jīng)歷原始社會(huì)、工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)，即將進(jìn)入智能社會(huì)，進(jìn)入由動(dòng)力工具為基礎(chǔ)發(fā)展到智能工具的新階段。在農(nóng)業(yè)社會(huì)和工業(yè)社會(huì)時(shí)期，生產(chǎn)工具主要是基于物質(zhì)和能量的勞動(dòng)工具。智能社會(huì)時(shí)代，生產(chǎn)工具主要是基于數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智能的工具。智能將超過純勞動(dòng)力，占據(jù)社會(huì)發(fā)展的重要力量。醫(yī)學(xué)人工智能快速發(fā)展，其研究成果和各種文獻(xiàn)更是不計(jì)其數(shù)。出版本書的目的是讓大家能夠了解醫(yī)學(xué)人工智能發(fā)展的基本現(xiàn)狀，掌握醫(yī)學(xué)人工智能研究的大致熱點(diǎn)、基本原理和方法。本書并不試圖詳細(xì)和深入地介紹醫(yī)學(xué)人工智能中每一方面的基本原理和方法，書中每一章都涉及了醫(yī)學(xué)人工智能的多個(gè)研究領(lǐng)域，如果都要深入和全面地介紹這些領(lǐng)域，會(huì)導(dǎo)致每一章都是一部專著。本書主要的目的是讓讀者特別是醫(yī)學(xué)生和醫(yī)務(wù)工作者，了解醫(yī)學(xué)人工智能研究和發(fā)展的基本框架和輪廓，對(duì)醫(yī)學(xué)人工智能具有基本的認(rèn)識(shí)，了解醫(yī)學(xué)人工智能研究中的熱點(diǎn)，掌握醫(yī)學(xué)人工智能研究和應(yīng)用的基本、普遍的原理和方法，將讀者引入醫(yī)學(xué)人工智能領(lǐng)域。讀者，特別是醫(yī)學(xué)生和醫(yī)務(wù)工作者，可以根據(jù)自己的興趣選擇各自的研究方向，這是本書定名為《醫(yī)學(xué)人工智能導(dǎo)論》的原因。

本書的主要特點(diǎn)是：①討論和給出醫(yī)學(xué)人工智能概念的定義和內(nèi)涵。②明確醫(yī)學(xué)人工智能的內(nèi)容框架和外延。③將醫(yī)學(xué)背景和人工智能技術(shù)深度結(jié)合并進(jìn)行闡述。④使用真實(shí)世界數(shù)據(jù)和Python程序?qū)嵗�，使本書具有一定的�?shí)用性。

本書共分為15章。第一章是醫(yī)學(xué)人工智能概論，主要介紹人工智能和醫(yī)學(xué)人工智能的概念和內(nèi)涵。第二章是醫(yī)學(xué)人工智能的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，主要介紹醫(yī)學(xué)和人工智能的關(guān)系，闡述人工智能的神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)極大地促進(jìn)和影響人工智能的發(fā)展。第三章是醫(yī)學(xué)人工智能的編程基礎(chǔ)，目前Python是數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能主要編程語言，本章進(jìn)行Python語言和Python編程基礎(chǔ)的介紹。第四章是醫(yī)學(xué)人工智能的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，主要介紹醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)與人工智能的關(guān)系，以及醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理和分析的一般流程，并給出由Python語言實(shí)現(xiàn)的一個(gè)臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析的實(shí)例。第五章是醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜，介紹知識(shí)表示、醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的概念以及構(gòu)建方法和過程，并給出一個(gè)實(shí)現(xiàn)呼吸系統(tǒng)知識(shí)圖譜的實(shí)例。第六章是機(jī)器學(xué)習(xí)，介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)的原理和基本算法，機(jī)器學(xué)習(xí)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并給出機(jī)器學(xué)習(xí)在疾病臨床預(yù)測(cè)模型中的應(yīng)用。第七章是深度學(xué)習(xí)，介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)的一般原理和基本算法，深度學(xué)習(xí)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并給出深度學(xué)習(xí)的圖形識(shí)別的實(shí)例。第八章是推理方法，是人工智能的核心內(nèi)容，介紹了確定性推理和不確定性推理，重點(diǎn)介紹不確定性推理方法的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。第九章是搜索策略，是傳統(tǒng)的人工智能內(nèi)容，介紹了搜索技術(shù)的原理和類型，主要介紹了啟發(fā)性搜索，以及搜索技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。第十章是智能計(jì)算，主要介紹了遺傳算法和群智能體算法，以及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。第十一章是智能醫(yī)學(xué)，介紹了智能醫(yī)學(xué)概論，人工智能的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以及智慧醫(yī)療。第十二章是醫(yī)學(xué)自然語言處理，主要介紹了自然語言處理的原理和一般算法，自然語言處理在臨床病歷資料的應(yīng)用，給出自然語言處理在醫(yī)學(xué)文本處理的實(shí)例。第十三章是醫(yī)學(xué)決策支持系統(tǒng)，是醫(yī)學(xué)人工智能應(yīng)用的重要內(nèi)容，介紹了專家系統(tǒng)的構(gòu)造，臨床決策支持系統(tǒng)的原理和構(gòu)建方法，并給出臨床決策支持系統(tǒng)的實(shí)例。第十四章是醫(yī)學(xué)圖像處理和分析，是近期醫(yī)學(xué)人工智能重點(diǎn)研究領(lǐng)域，介紹了計(jì)算機(jī)視覺原理和方法，醫(yī)學(xué)圖像處理和分析的原理和方法，以及醫(yī)學(xué)圖像處理和分析的實(shí)例。第十五章是醫(yī)療機(jī)器人和多智能體系統(tǒng)，介紹智能體、多智能體系、機(jī)器人以及醫(yī)用機(jī)器人的應(yīng)用。

本書適用于本科生高年級(jí)學(xué)生，研究生或者相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考閱讀。

本書編寫語言簡(jiǎn)明，內(nèi)容注重原理和實(shí)際結(jié)合，重要的內(nèi)容和算法有相應(yīng)的Python代碼實(shí)現(xiàn)。限于筆者水平，書中難免有不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。Email：albert.tang@163.com。

唐子惠

2020年2月