Лекция 19. Медицинские экспертные системы (МЭС). Виды и особенности построения МЭС

Под экспертной системой (ЭС) понимают систему, объединяющую возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, которая может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи. Дополнительно желаемой характеристикой такой системы , которая многими рассматривается как основная , является способность системы пояснять, по требованию, ход своих рассуждений в понятной для спрашивающего форме. Такое формальное определение экспертных систем одобрено комитетом группы специалистов по экспертным системам Британского компьютерного общества.

ЭС состоят из следующих компонентов:

· Подсистема приобретения знаний предназначена для добавления в базу знаний новых правил и модификации имеющихся. В её задачу входит приведение правила к виду, позволяющему подсистеме вывода применять это правило в процессе работы.

· База знаний – переменная часть системы, которая может пополняться и модифицироваться инженерами знаний между консультациями, а в некоторых системах – обычными пользователями во время консультаций. Существует множество способов представления знаний в ЭС, однако общим для всех них является то, что знания представлены в символьной форме (элементарными компонентами представления знаний являются тексты, списки и другие символьные структуры). Тем самым, в ЭС реализуется принцип символьной природы рассуждений, который заключается в том, что процесс рассуждения представляется как последовательность символьных преобразований.

· Подсистема вывода – программная компонента ЭС, реализующая процесс её рассуждений на основе базы знаний и рабочего множества. Она выполняет две функции: во-первых, просмотр существующих фактов из рабочего множества и правил из базы знаний и добавление (по мере возможности) в рабочее множество новых фактов и; во-вторых, определение порядка просмотра и применения правил. Эта подсистема управляет процессом консультации, сохраняет для пользователя информацию о полученных заключениях, и запрашивает у него информацию, когда для срабатывания очередного правила в рабочем множестве оказывается недостаточно данных.

Вследствие специфики предметной области, МЭС обладают рядом особенностей. Задачи, решаемые с использованием МЭС, обычно связаны с использованием знаний, не являющихся вполне достоверными с математической точки зрения. При постановке диагноза врачом всегда остается вероятность того, что при этом же перечне симптомов мог бы быть поставлен и иной диагноз . Это объясняется тем, что проявление заболевания у каждого конкретного пациента может быть различным вследствие его физиологических, психологических , генетических и др. особенностей. Поэтому характерная симптоматика заболевания проявляется четко только в некотором проценте от общего числа пациентов . И всегда остается определенная часть пациентов, у которых заболевание принимает нехарактерные формы, искажается, либо протекает по своим, сложно поддающимся объяснению , законам. Исходя их вышеизложенного , понятно, что классическая схема ЭС, когда программа после того, как она прошла весь свой цикл и задала все вопросы - может точно подтвердить или опровергнуть целевое утверждение ( в нашем случае диагноз), для МЭС неприменима. МЭС могут работать только на вероятностном подходе, оперируя в своем алгоритме не схемой если – то, а если – то с какой-то вероятностью.

Классификация МЭС.

1. Диагностические системы, т.е. системы медицинского диагноза с определенной достоверностью на основе предлагаемой симптоматики. Анализ основывается на таблицах, при помощи которых осуществляется диагноз. Диагностические системы имеют блестящее будущее, так как они позволяют автоматизировать целый набор достаточно дорогих функций, связанных с исследованиями и диагностикой.

2. Системы мониторинга основной задачей данных МЭС является обозначение предупреждения в случаях, когда требуется вмешательство квалифицированного доктора (моделирование и прогнозирование ситуации)

3. Системы консультаций, представляющие анализ и обобщение опыта и знаний специалистов высокой квалификации в областях медицинских знаний узкой специализации и способные предлагать конкретные решения и объяснять необходимые явления.

Профпатология, гигиена и охрана труда