基于規則推理的奶牛群發普通病遠程智能診療系統研究

董婧　溫吉昱　陳玉婷

摘要 隨著我國奶牛集約化養殖程度的不斷加大，奶牛普通病發病率逐年增加，已對我國奶牛業的健康發展產生巨大影響。為了實現奶牛群發普通病監測標準化、診療智能化、預防控制系統化的理念，解決我國奶牛產業發展過程中獸醫專家缺乏的問題，本文在系統地挖掘奶牛疾病專家臨床經驗與診斷思維的基礎上，將計算機技術、專家系統理論及管理學方法應用到奶牛普通病信息管理和診療中，闡述了基于規則診斷推理技術的奶牛群發普通病遠程智能診療系統的結構與功能、診斷系統的知識表示與推理機制。該系統整合了數據庫技術、人工智能技術及奶牛群發普通病診斷技術，為實現奶牛群發普通病的智能診斷提供了一定的研究價值。系統的結構主要由知識庫、推理機制、人機交互界面和解釋器等組成，將對奶牛群發普通病進行及時診療及預防，從而有效地控制普通病的發生，為我國奶牛群發普通病的群防群控提供科技支撐。

關鍵詞 奶牛；普通??；遠程診療；智能化； 規則推理

中圖分類號 S858.23；TP311.52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）16-0227-02

Remote Intelligent Diagnosis and Treatment System on Dairy Cows Common Diseases Based on Rule Reasoning

DONG Jing WEN Ji-yu CHEN Yu-ting XU Yun-ze XING Qi-ming LI Lin *

（College of Animal Science and Veterinary Medicine，Shenyang Agricultural University，Shenyang Liaoning 110161）

Abstract With the continuous enhancement of intensive dairy farming in China，the incidence of common diseases of dairy cows increases year by year，which has exerted a great influence on the healthy development of dairy industry in China.In order to realize the concept of standardized surveillance，intelligent diagnosis and treatment，and systematic prevention and control of common diseases in cows，solve the experts shortages of dairy industry development process，based on the systematic mining on the basis of clinical experience and diagnosis thinking of cow disease experts，the computer technique，expert system theory，and management method were applied to the cow attended in information management and diagnosis and treatment.The rule-based diagnosis reasoning technology of cow group attended the remote intelligent diagnosis system structure and function，diagnosis system of knowledge representation and reasoning mechanism were expounded.The system integrated database technology，artificial intelligence technology and common disease diagnosis technology of cows，which provided certain research value for the intelligent diagnosis of common diseases of cows.The structure of the system consisted of knowledge base，reasoning mechanism，man-machine interaction interface and interpreter，so as to effectively control the occurrence of common diseases，and provide scientific and technological support for the prevention and control of common diseases in cows in China.

Key words dairy cow；common disease；remote diagnosis；intelligentialize；rule reasoning

近年來，奶牛普通?。ㄈ缒膛I養代謝病、乳房炎、肢蹄病、不孕癥等疾?。┌l病率隨著我國奶牛集約化養殖程度的不斷加強而逐年增加，已嚴重影響我國奶牛業的健康發展，造成巨大經濟損失[1]。而解決奶牛群發普通病診斷困難、準確率低等問題的有效途徑——應用專家系統理論及計算機技術是近年的研究熱點[2]。本文對奶牛群發普通病遠程智能診療系統進行研究，系統地挖掘奶牛疾病專家臨床經驗與診斷思維，闡述了基于規則診斷推理技術的奶牛群發普通病遠程智能診療系統的結構與功能、診斷系統的知識表示與推理機制。將計算機技術、專家系統理論及管理學方法應用到奶牛普通病信息管理和診療中，以期有針對性地采取預防措施，減少防控工作的被動性與盲目性，為我國奶牛群發普通病的群防群控提供科技支撐。

1 推理方法

基于規則推理是指以規則的形式表示獲取的知識，通過對規則知識的匹配和推斷獲得問題的求解方案，包括3 種推理方式：正向推理、反向推理和正反向混合推理[3]。

1.1 正向推理

正向推理是按照由條件推出結論的方向進行的推理方式，其從一組事實出發，使用一定的推理規則，來證明目標事實或命題的成立[4]，其過程如圖1所示。

1.2 反向推理

反向推理又稱逆向推理，其推理方式和正向推理相反，由結論出發，逐級驗證該結論的正確性，直至已知條件[5]，其過程如如圖2所示。

1.3 正反向混合推理

由正向推理診斷和反向推理診斷結合而形成的診斷推理方式稱為正反向混合推理。正反向混合推理充分結合2種推理方式的優勢，互相彌補不足[6]。

2 結構設計

基于規則推理的奶牛群發普通病遠程智能診療系統的結構如圖3所示，主要由知識庫、解釋器、人機交互界面、推理機制等組成。

3 診斷過程

根據臨床獸醫工作者的習慣和為了體現平臺使用的智能化，奶牛群發普通病遠程智能診療系統采用正反向混合推理。正反向混合推理時系統提供若干癥狀組，如體溫監測，營養發育、體表檢查、頭頸部檢查、口腔檢查、腹部檢查、乳房檢查、循環系統檢查、神經系統檢查、生殖器官檢查、生殖功能檢查、消化器官檢查、消化功能檢查、運動器官檢查、運動行為檢查、呼吸功能檢查、呼吸器官檢查、泌尿功能檢查、泌尿器官檢查、實驗室檢查等，每個癥狀組內還包括若干癥狀亞組。提供多個癥狀的目的是為了減少由于癥狀量不足引起診斷錯誤，從而提高診斷的準確性。同時，所提供的實驗室檢查方法也可以為疾病的確診提供進一步的依據，使平臺更具實用性和可操作性。

以奶牛發生行動異常為例說明該系統的診斷過程。某奶牛養殖戶發現飼養的奶牛運動有些異常表現，但由于受專業知識不足所限，不能確切地表述奶牛所發生的癥狀，如果使用該系統可進行如下操作。由于是運動異常，懷疑發病部位應屬于運動器官，選擇“運動器官檢查”癥狀組，在其癥狀亞組界面將出現4個供選癥狀，即關節、后肢、四肢和髁。點擊“關節”，在頁面的主體部分出現多個“關節相關的癥狀”，也就是供使用者所選的癥狀陳述語句。如在此選擇了幾個供選癥狀：關節觸診疼痛敏感、關節僵硬、關節腫大。此時如果用戶對于癥狀不清楚，還可以查看該癥狀所對應的圖片信息，或查看所對應的影音資料。點擊“診斷”后，此時系統將根據用戶提供的癥狀進行診斷，診斷后，可能不會直接得出診斷結果，而提示“奶牛是否還存在以下癥狀”，提示根據用戶所提供的癥狀，系統已經懷疑是某種疾病。如果患這種疾病，病牛也許還存在其他的某些癥狀，但這些癥狀可能因為用戶知識所限，或觀察不仔細沒有被發現。因此，對于這些相關癥狀，使用者應該進一步檢查，如果存在，則進一步選擇相應的診斷。例如如果出現“跛行”癥狀則選擇該癥狀；如果沒有跛行的癥狀，則選擇“無上述癥狀”，系統最終將給出此次診斷的結果。將正向推理和反向推理相結合對奶牛疾病進行診斷，不但可以提高對奶牛診斷的準確性和可信性，而且還可以將使用者認為不必要或者遺漏的信息重新納入疾病診斷過程中，更有利于提高系統平臺的運行效率，同時也符合一般專家診斷思維過程。

診斷結束后如果用戶認為可能性較大，并準備對其進行治療，可以選擇該病后，選擇“治療”按鈕， 就會進入治療頁面，其將展示3個方面內容，即治療原則、治療方法、治療處方。

4 結論

奶牛群發普通病診斷是奶牛產業的發展亟待解決的問題，本研究在規則有效表達的基礎上融合設計了奶牛群發普通病輔助診斷系統，為中國奶牛產業養殖者提供了疾病診斷的解決方案。該系統將對奶牛群發普通病進行及時診療及預防，從而有效地控制普通病的發生，為我國奶牛群發普通病的群防群控提供科技支撐。

5 參考文獻

[1] 嚴作廷，陳炅然，王東升，等.我國奶牛普通病的危害特點與防治對策[J].黑龍江畜牧獸醫雜志，2012，48（7）：16-20.

[2] 耿琦，姜勝，李晶晶，等.基于.NET技術的動物疾病管理與追溯信息系統開發[J].中國獸醫雜志，2014，50（6）：95-97.

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[4] 歐陽志峰.基于GIS的鐵路綠色選線決策支持系統（GRASDSS）的知識庫研究[D].長沙：中南大學，2008.

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[6] 何波，劉全利，王越，等.基于混合推理機制的故障診斷專家系統[J].微計算機信息，2006，22（25）：192-194.