Консультативно-диагностические системы

Исторически консультативно-диагностические системы (КДС) начали развиваться одними из первых медицинских информационных си­стем. Первая зарубежная КДС появилась в 1956 г. К настоящему времени медицинские консультативно-диагностические системы представлены многочисленными системами диагностики патологичес­ких состояний (включая прогноз) при заболеваниях различного профиля и для разных категорий больных.

Входной информацией для таких систем служат данные о симптомах заболевания, которые вводят в компьютер в диалоговом ре­жиме, или в формате специально разработанных информационных карт.

Диагностическое заключение помимо собственно диагноза (или возможных диагнозов) может быть дополнено также рекомендациями по выбору тактического решения и лечебных мероприятий.

По способу решения задачи диагностики различают вероятност­ные системы и экспертные системы. В вероятностных системах ди­агностика осуществляется реализацией одного из методов распоз­навания образов или статистических методов принятия решений.

В экспертных системах — реализуется логика принятия диагности­ческого решения опытным врачом.

В вероятностных системах часто реализуется так называемый байесовский статистический подход, позволяющий проводить вычис­ления вероятности заболевания по его априорной вероятности и условным веро­ятностям, связывающим процессы с их характерными признаками. Априорная вероятность определяется путем подсчета частоты появ­ления того или иного состояния в выборке. Условные вероятности рассчитываются, исходя из частоты появления отдельного признака при определенном заболевании.

Экспертные системы (ЭС), строго говоря, принадлежат к классу систем «искусственного интеллекта», включающих базу знаний с на­бором эвристических алгоритмов. Фактически все они являются диалоговыми базами данных, сопря­женными с базами знаний и подсистемами генерации отчетов об ис­следуемых ситуациях.

Наиболее важные области применения экспертных систем:

· диагностика неотложных и угрожающих состояний в условиях дефицита времени;

· ограниченные возможности обследования;

· скудная клиническая симптоматика;

· быстрые темпы развития заболевания.

Весьма существенно, что работа с экспертными системами может вестись удаленно (телемедицина).

Общий принцип, положенный в основу формирования диагностических экспертных систем – включение в базу знаний синдромов, отражающих состояние всех основных систем организма.

Выводы, основанные на опыте работы с экспертной системой, должны быть весьма конкретны и обоснованны и включать в себя структурное представление медицинских знаний по конкретному вопросу в виде иерархически организованных описаний. При этом язык описаний алгоритмов формирования заключений должен быть прост и доступен практическому врачу.

В создании экспертных систем участвуют, как правило, врач-эксперт (или эксперты), математик и программист. Основная роль в разработке такой системы принадлежит эксперту-врачу. Однако, как правило, достаточно сложными задачами являются извлечение знаний эксперта, формализация этих знаний на всех этапах процесса принятия решений.

У полностью оформленной экспертной системы присутствуют четыре основных компонента (блока):

· база знаний,

· машина вывода,

· модуль извлечения знаний,

· система объяснения принятых решений.

Кроме того, хорошая экспертная система имеет блок для пополнения базы знаний (система с обучением).

База знаний содержит факты или утверждения и правила. Факты являются краткосрочной информацией и могут изменяться в ходе одного сеанса работы. Правила составляют долговременную информацию о том как получать новые факты на основе известных данных.

Машина вывода представляет собой высокоуровневый интерпретатор, который осуществляет цепочку рассуждений на основе фактов и правил базы знаний и приводит к конечному решению. Машина вывода обычно имеет дело с ненадежными знаниями; решение этой задачи в настоящее время производится с помощью байесовской логики, нечеткой логики, введения коэффициентов уверенности, что дает на практике приемлемые результаты.

Извлечение знаний является трудоемким процессом. Обычный способ извлечения знаний состоит в том, что специалист по технологии экспертных систем различными путями получает от экспертов знания, которые добавляются в экспертную систему для формирования правильного представления их знаний в компьютере. Обычно это долгий и дорогой процесс

Система объяснения принятых решений экспертной системы позволяет облегчить процесс общения человека с экспертной системой, объясняя, как система пришла к решению. Наличие такой системы объяснения, при необходимости, дает возможность человеку вмешаться в процесс принятия решения.

Экспертные системы позволяют решать задачи для которых нет строгой устоявшейся теории; в первую очередь, это задачи медицинской, технической и экономической диагностики.

Одной из самых известных экспертных систем является система MYCIN, разра­ботанная в конце семидесятых годов в Стэнфордском университе­те (США). Система MYCIN — это экспертная система, предназначен­ная для работы в области диагностики и лечения заражения крови и менингитных инфекций. Система ставит соответствующий диагноз, исходя из представленных ей симптомов, и рекомендует курс медика­ментозного лечения любой из диагностированных инфекций. Она включает в общей сложности 450 правил. Качество диагностики систе­мы оценивается, как стоящее на уровне квалифицированного врача.

По типу MYCIN построена система PUFF, которая предназначена для диагностики заболеваний легких.

Коммерческая экспертная система “ПсихоНевролог”, разработана в научно-медицинском центре “РА­ДИКС” (Москва). Система используется при лечении больных с пограничными психическими нарушениями, как при соматических, так и при собственно психических заболеваниях (прежде всего, при раз­личных формах неврозов).

Еще один пример — система ДИАНА-5 (СПбМАПО, С.-Петер­бург). Это экспертная система для диагностики и выбора тактики при болях в животе, предназначенная для сельского фельдшера. Система формирует предварительные диагности­ческие предположения при подозрении на острое хирургическое за­болевание органов брюшной полости или другие заболевания, сопро­вождающиеся болями в животе и/или рвотой.

Экспертные системы позволяют не только производить раннюю доклиническую диагностику, но также оценивать сопротивляемость организма и его предрасположенность к заболеваниям, в том числе онкологическим.

Наиболее важные области применения консультативно-диагнос­тических систем — неотложные и угрожающие состояния, характе­ризующиеся дефицитом времени, ограниченными возможностями обследования и консультаций и нередко скудной клинической симп­томатикой при высокой степени угрозы для жизни больных и быст­рых темпах развития процесса. Консультативно-диагностические системы могут быть также использованы для дистанционной консуль­тативной помощи, что особенно актуально в условиях значительной удаленности стационарного уровня медицинской помощи, в том чис­ле специализированных учреждений, от догоспитального звена.

Опыт использования консультативно-диагностических систем доказывает существенное повышение качества диагностики, что не только уменьшает неоправданные потери, но и позволяет более эф­фективно использовать ресурсы помощи, регламентировать объем необходимых обследований и, наконец, повысить профессиональный уровень врачей, для которых такая система служит одновременно в известной мере и обучающей.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 732; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!