多智能體在醫(yī)院現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用探析,信息管理論文

多智能體在醫(yī)院現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用探析,信息管理論文近年來(lái)，隨著當(dāng)代科技的飛速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)管理為核心的醫(yī)院信息系統(tǒng)〔HospitalInformationSystem，HIS〕正在逐步取代原有的醫(yī)院運(yùn)作形式，在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)得到廣泛使用。HIS的目的就是利用計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備收集、存儲(chǔ)、處理、獲取和通訊病人醫(yī)療和管理信息，高效地利用病人醫(yī)療中有限的資源，定性地提高對(duì)病人的服務(wù)質(zhì)量。荷蘭國(guó)立醫(yī)院于上世紀(jì)80年代早期就開(kāi)發(fā)了醫(yī)院信息模型；國(guó)內(nèi)浙江大學(xué)的呂旭東、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)的鄭山紅等人也對(duì)HIS的研究做了大量的工作。HIS系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜、開(kāi)發(fā)難度大，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本居高不下，且對(duì)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)水平要求較高，現(xiàn)有的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)已不能知足日益增長(zhǎng)的HIS系統(tǒng)應(yīng)用需求，成為阻礙醫(yī)院信息化建設(shè)的瓶頸。因而，探尋求索新的軟件開(kāi)發(fā)思路已成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。本文正是在這里背景下，利用智能體技術(shù)獨(dú)特的智能化特性，結(jié)合醫(yī)院信息化建設(shè)的要求，把醫(yī)院中不同的職能部門(mén)設(shè)計(jì)成單一智能主體，充分利用智能體間的通信聯(lián)絡(luò)，構(gòu)建基于多智能體的HIS系統(tǒng)。2多智能體HIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1智能體技術(shù)簡(jiǎn)介智能體又叫智能主體，是被賦予了智能化特征的人工智能構(gòu)造，它具有自主完成某種特定功能的特質(zhì)，是人工智能理念的詳細(xì)軟件具體表現(xiàn)出。多個(gè)智能體能夠通過(guò)特定的語(yǔ)言進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)信息的互通，并能夠特定的協(xié)議方式組成統(tǒng)一的整體，即多智能體系統(tǒng)〔MAS〕。MAS能夠根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)需求和外圍環(huán)境的改變進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展。2.2多智能體HIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)在充分研究了傳統(tǒng)HIS運(yùn)營(yíng)方式的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)的智能體HIS系統(tǒng)構(gòu)造如此圖1所示。按不同的職能分類(lèi)，該構(gòu)造由交互、管理、施行三層組成。華而不實(shí)交互層主要指院長(zhǎng)智能體，它負(fù)責(zé)與下層智能體的交互，并通過(guò)高內(nèi)聚，低耦合地運(yùn)用各類(lèi)智能體的特性，為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的安全保障、自動(dòng)的流程管理以及建立唯一的病人ID主索引。管理層包括調(diào)度、資源分配、監(jiān)控、重構(gòu)等智能體構(gòu)成。而施行層由多個(gè)互相獨(dú)立的智能主體構(gòu)成，并通過(guò)他們之間的信息交互，協(xié)作完成醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理中的各個(gè)不同職能部門(mén)的詳細(xì)任務(wù)。施行層院長(zhǎng)智能體調(diào)度智能體監(jiān)控智能體重構(gòu)智能體資源分配智能體掛號(hào)智能體醫(yī)生智能體護(hù)理智能體普檢智能體影象智能體住院智能體預(yù)約智能體管理層功能層。2.3多智能體HIS中的智能體設(shè)計(jì)多智能體HIS系統(tǒng)中獨(dú)立的智能體，因其均被賦予了智能化的構(gòu)造屬性，故能夠通用的功能構(gòu)造來(lái)處理。如此圖2所示，智能體為一個(gè)獨(dú)立的封裝構(gòu)造，它由人機(jī)交互、管理器、通訊接口等不同的內(nèi)部模塊組成。通過(guò)人機(jī)交互智能體，再由管理器模塊感悟外圍的情形，以相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)、方式方法庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)外圍數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，然后利用通訊接口與其他智能體交互作用，實(shí)現(xiàn)HIS系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理。3多智能體HIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)多智能體HIS系統(tǒng)是以面向智能體的軟件設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)運(yùn)行，因而，方便快速地構(gòu)建智能主體是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。現(xiàn)有的多智能體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具較多，本文根據(jù)HIS系統(tǒng)的特點(diǎn)，選用Java語(yǔ)言為基礎(chǔ)的JADE智能體開(kāi)發(fā)平臺(tái)。充分利用JADE本身的源代碼，并根據(jù)系統(tǒng)需求封裝底層類(lèi)庫(kù)，調(diào)用圖形化界面，實(shí)現(xiàn)信息交互，完成HIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。多智能體HIS系統(tǒng)利用JADE提供的節(jié)點(diǎn)信息代碼，首先定義底層智能體的基類(lèi)Agentclass，并為其設(shè)置了setup啟動(dòng)方式方法和takeDown方式方法，分別賦予智能體任務(wù)的初始化和結(jié)束條件。為了實(shí)現(xiàn)智能體間的動(dòng)態(tài)重組和交互，系統(tǒng)還分別定義了Behaviour類(lèi)以及addBehaviour方式方法。各種不同的Behaviour類(lèi)以BehaviourPool進(jìn)行儲(chǔ)存和管理。當(dāng)需要調(diào)用Behaviour類(lèi)時(shí)，先開(kāi)始Action方式方法，判定函數(shù)Done的布爾值真假，若為真則將Behaviour調(diào)出BehaviourPool，否則結(jié)束Action。JADE定義的封裝的基類(lèi)，其它智能體根據(jù)要求僅需重載setup、action、done、takeDown等方式方法即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的職能。多智能體HIS系統(tǒng)中各獨(dú)立智能體由JADE提供的基類(lèi)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。不同智能體根據(jù)本身的職能特性賦予對(duì)應(yīng)的知識(shí)系統(tǒng)，智能體詳細(xì)的知識(shí)描繪敘述以類(lèi)語(yǔ)句的形式實(shí)現(xiàn)，如：DFAgentDescriptiondfd=newDFAgentDescription();ServiceDescriptionsd=newServiceDescription();sd.setType(Agent-for-HISsd.setName(getName());sd.setOwnership(AVLABdfd.setName(getAID());dfd.addServices(sd);HIS系統(tǒng)中，智能體間的交互以消息傳送的形式進(jìn)行。系統(tǒng)借助現(xiàn)有JADE平臺(tái)的消息傳送機(jī)制，開(kāi)創(chuàng)建立本身的ACLMessage對(duì)象，并更改消息對(duì)象的屬性，賦予系統(tǒng)所需的消息內(nèi)容。詳細(xì)的消息格式為：(REQUEST:sender(agent-identifier:nameHIS@park:1099/JADE):receiver(set(agent-identifier:nameHIS@park:1099/JADE)):content((action(agent-identifier:nameHIS@park:1099/JADE)(is-trajectory-right(agent-identifier:nameHIS@park:1099/JADE)))):languageFIPA-SL0:ontologyjade-agent-ontology:protocolfipa-request)4多智能體HIS系統(tǒng)運(yùn)行分析若某醫(yī)院接收到患者的就醫(yī)請(qǐng)求后，根據(jù)人機(jī)交互界面由院長(zhǎng)智能體啟動(dòng)多智能體HIS系統(tǒng)，并輸入患者所需救治的相應(yīng)醫(yī)療病情參數(shù)。管理層中各智能體經(jīng)互相協(xié)作對(duì)病情進(jìn)行診斷，并施行調(diào)度給出最佳就醫(yī)流程，傳達(dá)給施行層智能體等待執(zhí)行救治任務(wù)。施行層智能體根據(jù)上層智能體指令，根據(jù)本身的職能對(duì)患者施行救治，并根據(jù)任務(wù)的詳細(xì)施行適時(shí)向上層智能體反應(yīng)，院長(zhǎng)智能體根據(jù)人機(jī)交互界面動(dòng)態(tài)掌控醫(yī)患救治狀態(tài)。系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)步驟為：先在官方網(wǎng)站下載并安裝JADE，根據(jù)任務(wù)描繪敘述擴(kuò)展JADE基類(lèi)，賦予智能體的詳細(xì)職能，建立多智能體HIS系統(tǒng)。完成后，在電腦上啟動(dòng)HIS系統(tǒng)，首先載入院長(zhǎng)智能體，并通過(guò)人機(jī)交互的圖形界面啟動(dòng)其它智能主體，輸入相應(yīng)的醫(yī)患信息，即可實(shí)現(xiàn)多智能體HIS的在線運(yùn)營(yíng)。5結(jié)束語(yǔ)醫(yī)院信息化系統(tǒng)建設(shè)是醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)醫(yī)院當(dāng)代化管理的總方向，也是解決醫(yī)療信息分享、醫(yī)療資源復(fù)用以及醫(yī)療信息深度挖掘的重要途徑。本文構(gòu)建的基于多智能體的醫(yī)院信息系統(tǒng)框架，把多智能體技術(shù)這一人工智能研究的熱門(mén)引入到醫(yī)院信息系統(tǒng)中，賦予醫(yī)院中各功能部門(mén)以智能化的特點(diǎn)，解決了醫(yī)療信息化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的編程困難、可重構(gòu)能力差、技術(shù)水平落后的難題，為醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的信息化建設(shè)做了有益的嘗試和探尋求索，同時(shí)也為智能體技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的研究提供一種新的思路。以下為參考文獻(xiàn)[1]呂旭東.醫(yī)療信息系統(tǒng)體系構(gòu)造研究及開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D].浙江大學(xué)博士論文,2001.[2]鄭山紅,杜海波等.基于Agent技術(shù)的醫(yī)療信息整合研究[J].東北師范大學(xué)學(xué)報(bào)〔自然科學(xué)版〕,2018,6:58-62.[3]鄭山紅,鄒寬城等.醫(yī)院信息系統(tǒng)智能應(yīng)用平臺(tái)研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)〔自然科學(xué)版〕,2008,6:366-369.[4]史忠植.智能主體及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2000.1-62.[5]LeiterM,DeanT.Aframeworkforthedevelopmentofmulti-agentarchitectures[J].IEEEExpert.1996,12:47-58.[6]LanderSE.Issuesinmulti-agentdesignsystem[J].IEEE:Expertint