Expertné systémy v lekárstve

1. Expertné systémy v lekárstve

2. Expertné systémy vo svete • Systemy pre podporu rozhodovania v medicíne tvoria značnú časť portfólia technológií manežmentu medicínskych znalostí. Uplatňujú sa v diagnostike a výskume, liečbe a dlhodobej zdravotníckej starostlivosti.

3. Expertné systémy vo svete • Systémy pre podporu rozhodovania v medicíne sú „aktívne znalostné systémy, ktoré používajú dve alebo viac položiek z údajov o pacientovi pre vygenerovanie rady pre konkrétny prípad.“ [Wyatt J, Spiegelhalter D, 1991]

4. SETH SETH (expertný systém pre určovanie otravy pri užití drog) • Cieľom tohoto expertného systému je dať konkrétnu špecifikáciu typu otravy a zároveň ponúknuť možné postupy pre detoxikáciu subjektu, pri otrave drog. Systém pozná 1153 rôznych typov toxických látok začlenených do 78 rôznych skupín. Pri otrave drogami môžu nastať tieto tri prípady:

5. SETH • Vo väčšine prípadov bola užitá droga, istého typu nekombinovaná, ktorú môžeme diagnostikovať na základe interview z rodičmi, priateľmi, okolím. V tomto prípade je riešenie jednoduché. Stačí zistiť množstvo , druh a toxicitu drogy, pacientovu ošetrovateľskú minulosť, čas, ako dlho je pacient toxikovaný a lekár môže na základe nápovedy systému určiť účinné protiopatrenia.

6. SETH • V prípade otrávenia viac ako jednou drogou alebo drogou obsahujúcou viacero typov, intoxikačný problém je oveľa viac komplexnejší. V tomto prípade musí lekár potvrdiť alebo vyvrátiť každé požitie každej jednej drogy, resp. aspoň istej kategórie drog.

7. SETH Musí určiť či klinický nález potvrdzuje alebo vyvracia istú druh drogy a či predpokladaná dávka toxínu prekračuje kritickú dávku. Pritom je klinický nález asi najdôležitejším kritériom (pracuje sa s neurčitosťou)

8. SETH • A nakoniec v prípade nepoznanej drogy musí lekár sám na základe vonkajších príznakov odhadnúť drogu a spôsob detoxikácie. SYSTÉM: Systém vytvorila skupina pozostávajúca zo 4 expertov a dvoch informatikov študujúcich na medicíne. Znalosti pozostávajú z lekárskych nálezov, tieto sú získané od

9. SETH používateľa, hypotéz, čo sú vlastne znalosti ES a rozhodovacích pravidiel, ktoré vlastne tvoria most medzi hypotézami a nálezmi, ktoré sú vlastne vstupom pre systém. www.chu-rouen.fr/dsii/publi/seth.html

10. MYCIN • MYCIN (1972-80) MYCIN je interaktívny program, ktorý slúži na diagnostiku istých infekčných chorob a následne navrhuje ich liečbu. Jeho výhodou je aj to že vysvetľuje ako k záveru došiel. Naviac MYCIN zahŕňa v sebe aj niekoľko vylepšení v UI. Aj keď bol navrhovaný ako konzultant pre lekárov, mal schopnosť vysvetlovať ako k záveru došiel a ktoré znalosti na to použil.

11. MYCIN Kvôli rýchlemu vývoju v danej oblasti medicíny, MYCIN bol navrhnutý tak, aby jeho báza znalosti mohla byť jednoducho a rýchlo dopĺňaná. A kedže medicína často v sebe zahŕňa nejasnosť, pravidla MYCINu zahrnali v sebe práve aj tieto faktory na indikovanie dôležitosti a správnosti rozhodnutia. Aj keď v praxi sa MYCIN veľmi nepoužíval, veľmi ovplyvnil vývoj v UI a dal základ pre mnoho iných ES.

12. MYCIN • EMYCIN [vanMelle:1981] je jeden z najstarších existujúcich produkčných systémov. Je určený najmä na riešenie problémov diagnostického typu. Veľa jeho aplikácií je určených pre oblasť ľudskej medicíny. Pracovná pamäť v prostredí MYCIN je organizovaná ako množina objektov, ktoré sa nazývajú kontexty. Každý objekt môže mať ľubovoľný počet preddefinovaných atribútov, rozsah hodnôt ktorých môže byť ohraničený intervalom možných hodnôt.

13. MYCIN Fakty sú reprezentované ako trojice kontext:atribút:hodnota s priradenou pravdepodobnosťou (dôverou). Prípustné hodnoty pravdepodobnosti sa pohybujú v rozmedzí -1 až 1. Znalosti sú reprezentované pomocou jednoduchých pravidiel. K pravidlám môže byť priradená pravdepodobnosť určujúca dôveru v správnosť inferencie, ak sú predpoklady (ľavá strana pravidla) platné s istou pravdepodobnosťou. IM pracuje na základe spätného reťazenia s prehľadávaním do hĺbky.

14. MYCIN Základná filozofia systému EMYCIN je v súčasnej dobe už prekonaná. V súčasnosti sa pre vývoj aplikácií pre diagnostické problémy používajú modernejšie prostredia a samotné prostredie sa komerčne nedistribuje. http://best.me.berkeley.edu/~aagogino/me290m/s99/Week2/week2.htmlhttp://garage.cps.msu.edu/papers/GARAGe95-01-05.pswww.cs.bris.ac.uk/~bogacz/Mexico98.pdf

15. MYCIN EMYCIN (1974-79) Je vlastne jadro inferenčného mechanizmu MYCINu spolu s interfejsom pre znalostných inžinierov. Jeho účel bol hlavne poskytnúť softvér na pomoc pri konštruovaní expertných systémov.

16. THEIRESIAS • THEIRESIAS (1974-77) Program, ktorý slúžil na pomoc znalostným inžnierom na doladovanie bázy znalosti pre MYCIN. Vysvetľuje spôsob uvažovania pri vytváraní diagnóz a pomáha lekárom modifikovať a pridaváť pravidlá do bázy znalosti. Veľa z tohoto projektu bolo ďalej použité v projekte EMYCIN.

17. DXPLAIN • DXPLAIN je systém pre podporu rozhodovania, ktorý používa množinu klinických nálezov (príznaky, symptómy, laboratórne údaje) pre výstup zoznamu diagnóz, ktoré by mohli vysvetliť tieto prejavy (alebo byť s nimi spojené). DXPLAIN poskytuje aj opodstatnenie jednotlivých čiastkových záverov (prečo by daná diagnóza mohla byť uvažovaná),

18. DXPLAIN navrhuje, ktoré ďalšie informácie by boli užitočné zozbierať pre každú diagnózu a zobrazuje zoznam prejavov, ktoré sú pre navrhovanú diagnózu nepravdepodobné a/alebo nezvyčajné. DXPLAIN pozná 2200 diagnóz a 5000 symptómov. DXPLAIN sa aj dnes využíva.