Курсовая работа: Застосування експертних систем у медицині
Функціонування системи. Робота ЕС МОДИС починається зі збору початкової інформації, до якої належать анкетні дані хворого, його скарги, історія хвороби, симптоми та лабораторні аналізи. На екрані дисплея, перед яким сидить користувач, з'являються запитання і можливі відповіді на них.
Якщо запитання або відповіді незрозумілі, користувач може отримати додаткову інформацію. Відповіді, які вводить користувач, перевіряються системою і, якщо виявлені суперечності, ЕС сигналізує про це.
На етапі збору початкової інформації система задає користувачу біля ЗО запитань. Потім користувачу задаються запитання для аналізу гіпотез. Для пошуку рішень система висуває, підтверджує і заперечує гіпотези. В середньому один діагностичний сеанс триває 5-10 хвилин. Остаточний висновок, який дає система, є сукупністю елементарних рішень за окремими гіпотезами і формується системою в процесі аналізу дерева рішень. Характерним висновком для ЕС МОДИС можна вважати такий: "У хворого, найімовірніше, феохромоцитома. Потрібно провести гормональні аналізи крові та сечі з метою визначення там вмісту катехоламінів. Потрібна консультація нефролога".
Експертна система визначення терміну нанесення ушкоджень у судово-медичній діагностиці
В описана експертна система для спектрофотометричної діагностики біотканин у судово-медичній експертизі. Перевага такого підходу до визначення терміну нанесення тілесних ушкоджень полягає в тому, що не використовуються руйнуючі (інвазивні) методи та суб'єктивні оцінки характеристик.
На основі даних спектрофотометричної комп'ютерної системи проводиться діагностика прижиттєвості нанесених травм у трупів та термін їх нанесення до смерті.
Перша версія системи (СЕД1) базувалась на логічних правилах і мала структуру, характерну для більшості традиційних ЕС, побудованих на правилах.
У наступній версії системи розглядалися більш складні задачі діагностики, зокрема, використання кольору в процесі діагностики. Вона була реалізована на основі апарату нечіткої логіки у вигляді окремої підсистеми, що дістала назву системи експертної неінвазивної оптичної діагностики (СЕНОД+). Ця підсистема виконувала ті самі функції, що й підсистема на основі логічних правил (СНЕД-1). Вибір підсистеми залежить від використання нечітких даних для визначення діагнозу.
Крім нечіткої логіки в системі використовується також імовірнісно- статистичний підхід. У процесі формалізації задачі та Ідентифікації авторамивиявлено, що множина діагнозів (типів судово-медичних висновків для встановлення прижиттєвості та давності нанесення синців) у судово-медичній експертизі складає 7 видів.
На першому етапі відбувається визначення діагнозу: синець нанесений після смерті - <2у чи до смерті - <22. У випадку останнього на другому етапі роботи ЕС проводиться визначення терміну його нанесення за такою шкалою:
■синець, нанесений безпосередньо перед смертю — в1;
синець, нанесений за 5 хв. - 1 год. до смерті – в2;
синець, нанесений за 1 - 6 год. до смерті – в3;
синець, нанесений за 6 - 24 год. до смерті – в4;;
синець, нанесений за 24 - 48 год. до смерті – в5;
синець, нанесений за 48 год. і більше до смерті – в6;
У процесі логічного встановлення діагнозу системою беруться до уваги такі фактори та їх показники. При визначенні прижиттєвості нанесення травми домінуючий колір синця - показник у, який лежить у межах від 1 до З, відносний показник коефіцієнта дифузного відбивання Рq на трьох довжинах хвиль, який відповідає кількісним показникам гемоглобіну та його похідних і характеризує стадію запального процесу: x1 – Рq460 нм — білірубін; х2 – Рq460 нм — гемоглобін; х3 – Рq460нм - метгемоглобін.
Таблиця 1.1.
Формалізовані значення факторів після введення якісних нечітких термів
| Показники | Поcмертне пошкодження | До 5 хв. | 5-60 хв. | 1-6 год. | 6-24 год. | 24-48 год. | 48-72 год. | Більше 72 год. |
| Білірубін Х1 460 нм | 9.07± 2.66 Н,НС | 4.79± 1.13 ДН | 12.54±0.48 НС | 9.03± 1.29 Н, НС |
9.61± 2.02 Н, НС | 16.16± 1.28 С | 15.03± 1.47 С | 9.24± 1.54 |
|
Гемоглобін Х2 580 нм | 19.79± 4.07 ВС | 10.9± 1.89 НС,Н | 22.07± 0.57 ВС | 18.93± 0.47 ВС | 20.46± 2.42 ВС,С | 29.2± 2.29 ДВ,В | 21.5 ±2.7 ВС, В | 13.68±1.3 |
| Метгемоглобін Х3 630 нм | 6.59± 4.64 Н,ДН | 17.28± 2.98 С, ВС | 17.89±1.91 С, ВС | 19.47± 1.26 ВС | 18.13± 1.82 С,ВС | 17.09± 1.61 С | 24.07± 2.07 В, ВС | 13.59± 1.45 |
| Основний колір yi | 2 у 100% випадків | 1-100% | 1-100% | 2-89% | 1-45% | 2-78% | 2-11% | 3 |
| Допустимий колір | 1-2 | 1 | 1 | 1-2 | 1-2 | 1-2-3 | 2-3 | 2-3 |
Для кожного з визначених термінів часу нанесення ушкоджень існує своя комбінація значень відносного показника, тому пріоритет надається саме йому. Формалізовані знання експерта показані в табл. 1.1. Колір синця розподілений на три групи, які властиві кожному з виділених діагнозів, причому група І - червоний колір з фіолетовим, 2 - червоно-пурпурний, пурпурний, фіолетово-пурпурний, 3 - жовто-зелений, жовтий. Це допустимо і спрощує процес виводу діагнозу. В процесі формування бази знань фактори x3, y1-y3, які впливають на систему прийняття рішення і на формування кінцевого висновку, розглядаються як лінгвістичні змінні.
Знання у вигляді якісних термів та їх значень для лінгвістичних змінних xi і уi показані в табл. 1.2 і 1.3.
Якісні терми для лінгвістичних змінних y1-y3
Таблиця 1.2.
| Терм | Як часто зустрічається колір синця |
| Промах (П) | Не зустрічається зовсім |
| Дуже низький (ДН) | Уn < 30% |
| Низький (Н) | 30%<уn<60% |
| Середній (С) | 60%<уn |
| Високий (В) | Майже в 100% |
Якісні терми для лінгвістичних зміннихx1-x3
Таблиця 1.3.
| Терм | Нижній рівень Рq | Верхній рівень Рq |
| Промах (П) | 31.49 | 1.95 |
| Дуже низький (ДН) | 1.95 | 5.78 |
| Низький (Н) | 5.78 | 10.06 |
| Нижче середнього (НС) | 10.06 | 14.35 |
| Середній (С) | 14.35 | 18.63 |
| Вище середнього (ВС) | 18.63 | 22.92 |
| Високий (В) | 22.92 | 27.2 |
| Дуже високий (ДВ) | 27.2 | 31.49 |