第二節計算機人工智能在美容整形外科的應用
一、小腿帶蒂組織瓣修複缺損的計算機優選專家係統
（一）概述
隨著現代計算機技術的發展，電子計算機技術目前在國內外已廣泛應用於醫學領域，計算機三維重建及圖像顯示，使臨床醫學進入了新階段，具有劃時代的意義。它不僅為外科手術提供了直觀的立體圖像，而且為外科醫生突破手術禁區提供了良好的技術保證。同時也為教學和科研工作等提供了一種新穎的有價值的顯像手段。在人工智能方麵，計算機專家係統軟件也開始應用於臨床。
專家係統是一種智能的計算機程序，它運用知識和推理步驟來解決隻有專家才能解決的複雜問題。解決這些問題需要專家的知識，包括理論知識和實際經驗。專家係統突出了知識的價值，大大減少了知識傳授和應用的代價，使專家的知識迅速轉變成社會的財富。專家係統繼承性好，準確性強，又有實用性，使知識更加係統化，對臨床醫生有很大的裨益。
組織瓣移植術在整形外科中的應用曆史悠久，種類繁多。試圖要靈活、巧妙地把這一技術應用於臨床，卻不是一件容易的事，這需要具有豐富的臨床經驗和牢固的基礎知識。人體全身某一部位的組織缺損，可用來修複的組織瓣往往不隻是一個，雖然多個組織瓣都能同時修複同一個缺損，但其修複的效果有優劣之分，造成的創傷有輕有重，手術操作上有簡有繁，這就需要臨床醫生具有豐富的經驗，才能達到良好的手術效果。這對於從事整形外科工作時間短的醫生來說似乎是很困難的，而且具有豐富臨床經驗的專家們的知識是靠多年的臨床工作一點一點積累起來的。這些知識的保留性很差，很難被後人完全繼承下來。因此，把計算機應用於臨床，其目的就是將具有豐富臨床經驗的專家們對組織缺損如何選擇組織瓣修複的思維方法及思維過程，以及如何切取、轉移組織瓣等知識輸入計算機，通過計算機的編輯、整理，快速、準確地顯示出專家的思維結果，該係統對組織瓣的篩選結果也就相當於專家們的知識水平。
筆者研製並開發了小腿帶蒂組織瓣篩選的計算機軟件，對小腿的帶蒂組織瓣進行了計算機處理。把專家們靠多年臨床經驗積累下來的關於組織瓣移植的理論知識和實際經驗，通過計算機處理，使這些零散的知識變成條理清晰、準確性強、實用性強的係統化知識，使臨床醫生很好地使用繼承。這樣，對於缺乏臨床經驗的醫生來說會有很大幫助，既能使手術達到良好的效果，也節省了大量寶貴的時間，對臨床教學也有一定的指導意義。
該係統為計算機在人工智能方麵增填了新沾內容（組織瓣移植的知識庫）；給臨床帶蒂組織瓣移植提供了一個可遵循的基本原則；把臨床上關於帶蒂組織瓣移植的專家經驗以及各組織瓣的生理解剖信息，通過知識庫和體表區塊坐標的建立，巧妙地與計算機語言結合起來；建立了帶蒂組織瓣修複缺損的優選專家係統；通過該係統的應用，在臨床上，實現了組織瓣的成功移植，為計算機在整形外科中的應用開辟了一個新領域。
（二）國內外概況
20世紀60年代中期，時化11等人應用計算機技術成功地模擬了蛋白質分子和核酸序列的立體結構模型，可以旋轉地觀察其結構，並且對轉移鏈各種複雜的變換進行重建，圖形生動，富有立體感，使生物醫學的研究及教學向前邁進了一大步。同時期等人通過係列的組織切片對神經元和神經纖維進行了計算機三維重建。到70年代，應用計算機重建這一技術對人的心肌細胞膜進行了重建。隨著該項技術的發展，對腦組織超微結構進行了三維透視重建，使重建的結構更加清晰、透徹、直觀。到了70年代中期，利用標準的X線電視係統，應用計算機技術成功地完成了不同形狀的模型、器官的結構和搏動的心髒的三維重建。但由於受當時條件的限製，重建顯示的結構，僅僅是一些輪廓的點和線的立體圖形，以後發展到可以顯示外形輪廓的立體圖像，但存在線條的重疊。隨著技術的進步，又采用象素法重建，以不同的灰度襯托結構的陰影，並進行光滑處理，從而顯示立體的三維結構。80年代以來，計算機三維重建技術廣泛地被應用於醫學領域，在人體組織細胞、神經解剖和胚胎各級領域內均有應用。國外多數報道是以臨床超聲心動圖和心髒的、時隻的二維斷麵圖像對心室進行三維重建，以估計心室的容積及心髒的功能。90年代，國外的計算機三維重建已發展到結合大腦功能或動畫的顯示，不僅能顯示腦的結構，還能顯示腦的功能。應用計算機的動畫技巧可以模擬進入腦內觀察腦的結構，並且可以通過計算機的操縱杆或帶上電子手套進行模擬操作，在使用者手上可產生質感，可以感覺到自己是在切割或翻轉結構，能觸摸到髒器的質地，還可以遙控髒器的移位等。