1.4. Информационные технологии в здравоохранении

Одним из важных инструментов принятия решений в здравоохранении являются современные информационные технологии.

Это могут быть программы для ПЭВМ которые реализуют математические модели прогнозирования и диагностики исследуемых классов заболеваний.

Значительное число практических задач в здравоохранении решается при широком использовании соответствующих систем поддержки принятия решений (СППР) реализуемых на основе методологии построения экспертных систем (ЭС) [36, 40, 41, 93, 94, 96, 121].

Экспертные системы это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие эти знания для консультаций менее квалифицированным специалистам. Они предназначены для решения неформализованных задач, которые обладают одной или несколькими из следующих характеристик:

• задачи не формируются в числовой форме;

• цели не определяются в терминах точно заданных целевых функций;

• не удается достичь алгоритмического решения;

• алгоритмическое решение может быть найдено, но его нельзя реализовать из-за ограниченности ресурсов (время, память).

Специфика приложения экспертных систем по сравнению с другими системами искусственного интеллекта состоит в том, что решения экспертных систем обладают «прозрачностью», т.е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне (в отличие от решений, полученных с помощью числовых алгоритмов, и в особенности от решений, полученных статистическими методами). Это качество экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о своих знаниях и умозаключениях.

Обобщенная структура экспертной системы представлена на рас. 1.2 и имеет следующие основные компоненты: решатель (интерпретатор); рабочая память (РП), называемая также базой данных (БД); база знаний (БЗ); компонента приобретения знаний; объяснительная компонента; диалоговая компонента.

Рисунок 1.2 Архитектура статистических и динамических ЭС.

С описанием систем, подобных представленной на рис 1.2 можно подробно ознакомиться в [27, 36, 41, 96, 103, 121, 124, 129, 132, 153]

В практике здравоохранения используется значительное число экспертных систем решающих различные лечебно-диагностические и управленческие задачи [41, 64, 95, 103, 132, 133, 136, 153, 157, 160, 161, 170], например, позволяют проводить консультации при постановке диагноза и лечении, поддерживать ход врачебных рассуждений, дополняя и восстанавливая медицинские знания, моделировать патологические процессы в виде сети причинно-следственных связей, формировать клинические картины заболеваний.

Некоторые системы обладают способностью улучшать свое качество в процессе своего функционирования в данной предметной области.

Известны также экспертные системы выполняемые в виде универсальных оболочек способных решать различные типы задач для различных специалистов медицинского профиля. Так, например, в работе [153] описана система поддержки врачебных решений при ведении больных с заболеванием сердечно-сосудистой системы в терапевтическом отделении стационара ТАИС.

Диагностические заключения ТАИС делятся на диагнозы, синдромы и симптомокомплексы. Используя другое основание деления, заключения можно разделить на основные (диагностирование которых является одной из конечных целей системы) и промежуточные (возникающие в качестве этапов при разработке правил диагностики основных заключений).

Правила являются продукционными, т.е. имеют форму «ЕСЛИ [условие], ТО [суждение относительно диагностического заключения]».

В системе ТАИС введена служебная функция для оценки вероятности диагностического заключения. Предусмотрено 3 степени вероятности для правил, устанавливающих наличие диагностической характеристики - «точно», «нельзя исключить» и «можно заподозрить» - и 2 степени для правил, устанавливающих ее отсутствие - «маловероятно» и «исключается». Таким образом, диагностические правила в среде ТАИС могут формулироваться пятью перечисленными способами:

1.

ХАРАКТЕРИСТИКА Y] устанавливается точно.

2. Если [УСЛОВИЕ X], то [ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Y] залавливается со степенью вероятности «нельзя исключить».

3. Если [УСЛОВИЕ X], то [ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Y] устанавливается со степенью вероятности «можно заподозрить».

4. ЕСЛИ [УСЛОВИЕ X], то [ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Y] Описанная форма записи позволяет формализовать 99% диагностических знаний, накопленных в области медицины.

Для записи условий в формате ТАИС разработан специальный язык, позволяющий описывать всю информацию, необходимую системе для решения проблем, возникающих в ходе лечебно-диагностического процесса, в виде, доступном для формализованного анализа.

В целом, система ТАИС представляет собой мощный инструмент, ориентированный на работу в условиях стационара, содержащий большие объемы знаний и данных с ограниченным набором решающих правил.

Для решения задач, аналогичных рассматриваемым в данной работе в [90] приводится описание СППР, ориентированной на ведение пациентов с профессиональными заболеваниями, порождаемыми работой в АПК.

Общая структура этой СИИР приведена на рис 1.3.

Для измерения электрического сопротивления БАТ предусмотрена возможность использования приборов типа «Рефлекс», «Пчелка», «Эллада-7» и др.

Предусмотрен также вариант, вариант использования многоканального анализатора БАТ (МАБАТ) [62].

К системе может быть подключен автоматический измеритель артериального давления (ИАД).

В базу данных системы (БД) через интерфейс пользователя в интерактивном режиме вводятся данные опроса, осмотра, инструментальных исследований.

Процесс принятия решений с расчетом соответствующих уверенностей производится блоком нечетких решающих правил (БНРП) работающим под управлением алгоритма управления процессами принятия решений (АУППР).

Синтез нечетких решающих правил реализуется блоком обучения (БО) взаимодействующим с блоком разведочного анализа (БРА).

Рис.

При работе с БАТ задействуется блок формирования меридианных моделей (БФММ).

При фиксации энергетического разбаланса БАТ блок коррекции энергетических характеристик БАТ (БКЭХБАТ) через драйвер связи формирует управляющие команды для МА БАТ с целью проведения рефлексотерапии. Если ЛПР запрашивает информацию по коррекции работы территориальных служб здравоохранения, обслуживающих работников АПК, в работу включается блок коррекции работы территориальных служб здравоохранения (БКРТСЗ). При определении уровня психоэмоционального напряжения и хронического утомления используется блок психологического тестирования (БПТ).

В базе данных (БД) находится электронная медицинская карта пациента.

С помощью интерфейса пользователя (ИП) реализуются: необходимые опросники для врача и обследуемых; механизмы ведения электронной медицинской карты обследуемых; корректировка параметров лечебно­оздоровительных мероприятий; обращение ко всем доступным справочникам баз данных и т.д.

Анализ возможностей СППР, приведенной на рис 1.3 показал, что она в полной мере не обеспечивает поставленных в работе задач, что создает предпосылки для проведения собственной разработки в области проектирования специализированной интеллектуальной системы поддержки принятия решений.