人工智能是迅速發(fā)展的新興科學，正處于一個蓬勃發(fā)展、更加深入的階段。由于人工智能是模擬和擴展人類智能解決問題的方法，在幾乎所有的領(lǐng)域都有廣泛的應用。醫(yī)學是一門古老的學科，伴隨人類進入文明社會而誕生。人工智能在醫(yī)學各大領(lǐng)域都有廣泛的應用，同時基礎(chǔ)醫(yī)學領(lǐng)域的神經(jīng)科學也是人工智能的基礎(chǔ)。醫(yī)學人工智能是醫(yī)學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)學基礎(chǔ)，醫(yī)學知識表示、醫(yī)學獲取和醫(yī)學應用的科學。醫(yī)學人工智能擴展了醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)�業(yè)人員的專業(yè)技能和腦力勞動，提高醫(yī)療活動的效率，保障醫(yī)療活動的安全性和可靠性，同時醫(yī)學研究也促進人工智能的發(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（主要是計算機和自動化專業(yè)）都開設(shè)了人工智能課程。為了培養(yǎng)高校醫(yī)學生的認知能力和創(chuàng)造能力，為了向廣大的醫(yī)學生和醫(yī)務(wù)工作者普及醫(yī)學人工智能思維和知識框架，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、計算機科學和統(tǒng)計學知識以及專業(yè)背景。近期人工智能飛速發(fā)展，廣泛滲透至醫(yī)學各個領(lǐng)域，同時醫(yī)學研究也加速人工智能發(fā)展，促進醫(yī)學人工智能的形成和發(fā)展。筆者根據(jù)多年的一線臨床實踐和醫(yī)學數(shù)據(jù)分析及人工智能研究經(jīng)歷，深感應當編著一本基礎(chǔ)性強、可讀性好、適合講授的醫(yī)學人工智能教材。本書是國內(nèi)醫(yī)學領(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、工業(yè)社會、信息社會，即將進入智能社會，進入由動力工具為基礎(chǔ)發(fā)展到智能工具的新階段。在農(nóng)業(yè)社會和工業(yè)社會時期，生產(chǎn)工具主要是基于物質(zhì)和能量的勞動工具。智能社會時代，生產(chǎn)工具主要是基于數(shù)據(jù)、信息、知識和智能的工具。智能將超過純勞動力，占據(jù)社會發(fā)展的重要力量。醫(yī)學人工智能快速發(fā)展，其研究成果和各種文獻更是不計其數(shù)。出版本書的目的是讓大家能夠了解醫(yī)學人工智能發(fā)展的基本現(xiàn)狀，掌握醫(yī)學人工智能研究的大致熱點、基本原理和方法。本書并不試圖詳細和深入地介紹醫(yī)學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)學人工智能的多個研究領(lǐng)域，如果都要深入和全面地介紹這些領(lǐng)域，會導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)學生和醫(yī)務(wù)工作者，了解醫(yī)學人工智能研究和發(fā)展的基本框架和輪廓，對醫(yī)學人工智能具有基本的認識，了解醫(yī)學人工智能研究中的熱點，掌握醫(yī)學人工智能研究和應用的基本、普遍的原理和方法，將讀者引入醫(yī)學人工智能領(lǐng)域。讀者，特別是醫(yī)學生和醫(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)學人工智能導論》的原因。

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

本書共分為15章。第一章是醫(yī)學人工智能概論，主要介紹人工智能和醫(yī)學人工智能的概念和內(nèi)涵。第二章是醫(yī)學人工智能的醫(yī)學基礎(chǔ)，主要介紹醫(yī)學和人工智能的關(guān)系，闡述人工智能的神經(jīng)科學和認知科學的基礎(chǔ)，醫(yī)學極大地促進和影響人工智能的發(fā)展。第三章是醫(yī)學人工智能的編程基礎(chǔ)，目前Python是數(shù)據(jù)科學和人工智能主要編程語言，本章進行Python語言和Python編程基礎(chǔ)的介紹。第四章是醫(yī)學人工智能的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，主要介紹醫(yī)學數(shù)據(jù)的特點、數(shù)據(jù)與人工智能的關(guān)系，以及醫(yī)學數(shù)據(jù)處理和分析的一般流程，并給出由Python語言實現(xiàn)的一個臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)分析的實例。第五章是醫(yī)學知識圖譜，介紹知識表示、醫(yī)學知識圖譜的概念以及構(gòu)建方法和過程，并給出一個實現(xiàn)呼吸系統(tǒng)知識圖譜的實例。第六章是機器學習，介紹了機器學習的原理和基本算法，機器學習在醫(yī)學領(lǐng)域的應用，并給出機器學習在疾病臨床預測模型中的應用。第七章是深度學習，介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學習的一般原理和基本算法，深度學習在醫(yī)學領(lǐng)域的應用，并給出深度學習的圖形識別的實例。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，重點介紹不確定性推理方法的醫(yī)學應用。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)學領(lǐng)域的應用。第十章是智能計算，主要介紹了遺傳算法和群智能體算法，以及在醫(yī)學領(lǐng)域的應用。第十一章是智能醫(yī)學，介紹了智能醫(yī)學概論，人工智能的醫(yī)學應用，以及智慧醫(yī)療。第十二章是醫(yī)學自然語言處理，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用，給出自然語言處理在醫(yī)學文本處理的實例。第十三章是醫(yī)學決策支持系統(tǒng)，是醫(yī)學人工智能應用的重要內(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)的實例。第十四章是醫(yī)學圖像處理和分析，是近期醫(yī)學人工智能重點研究領(lǐng)域，介紹了計算機視覺原理和方法，醫(yī)學圖像處理和分析的原理和方法，以及醫(yī)學圖像處理和分析的實例。第十五章是醫(yī)療機器人和多智能體系統(tǒng)，介紹智能體、多智能體系、機器人以及醫(yī)用機器人的應用。

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

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

唐子惠

2020年2月