Застосування експертних систем у медицині (стр. 12 из 13)
З цієї точки зору цікаво розглянути відмінності між традиційнимиЕС та експертними системами розпізнавання образів.
Експертні системи розпізнавання образів є багаторівневимисистемами. Верхній рівень повинен приймати кінцеве рішення на основі обробленнялогічних висновків нижніх рівнів системи. У цьому випадку системи як нижнього,так і верхнього рівнів, на відміну від традиційних ЕС, роблять висновки нешляхом порівняння з апріорною інформацією, а методами дедукції та індукції.
Один із фундаментальних методів, що використовується в системахрозпізнавання образів, ґрунтується на теорії нечітких множин. У цьому випадкукласи об'єктів відповідають нечітким множинам, а належність об'єктів до цихкласів визначається за допомогою функції належності. Таким чином ЕС отримуютьнеобхідні знання з бази знань, генерують висновки про належність об'єктів допевних класів на основі методів дедукції, індукції та аналогії.
Практична частина
Назва програми: Експертна система діагностики хвороб
Мета: Створення системи яка б діагностувала задану хворобу.
Хід роботи
Як працює ЕС ?
Схема роботи експертної системи
Для створення експертної системи я використав оболонку ESWIN2, з якоюдуже легко працювати. Як видно на схемі вона працює на співставленні варіантівхворого і правила з ідентичними відповідями і результатом про хворобу.
Інструкція користувачу
Запускаємо програмну оболонку-інтерпретатор ESWin2.В головномуменю вибрати Файл/Открыть базу знань..., або натиснути кнопку Открыть БЗ напанелі інструментів. У вікні Открытие файла вибрати файл ES.klb. В головномуменю вибрати Решение/Поиск рішення, або на панелі інструментів натиснутиРешение. З’явиться вікно з першим запитанням. Відповідати на питання треба так:виділити правильну відповідь і натиснути кнопку ОК, або двічі клацнути мишею наобраному варіанті відповіді. Після того, як будуть дані всі відповіді, у нижнійчастині екрану з’явиться висновок-повідомлення про результат тестування, атакож номер правила, за яким цей висновок було отримано.
Вигляд оболонки ESWIN2.
 | |||
 | |||
Як будувалася база даних ?
ЕСскладається:
2 фрейми.
Фрейм -це структура для опису стереотипної ситуації (події,об’єкту, поняття), що містить характеристики цієї ситуації (події, об’єкту,поняття) таїх значення.
Frame=цель
parent:
тест:
endf
Frame=Фактори
Parent:
Кашель [Який у вас кашель ?]: (Дуже сильний кашель;Кашель через 2доби;Кашель понад 2 тижні;ні кашлю немає)
Шкіра[Зміна кольору та стану шкіри]:(Виражена блідністьшкіри;Пожовтіння шкіри;Довгий Озноб(гусяча шкіра);Озноб в перші дні;Блідністьобличчя;Свербіж шкіри;Сухість шкіри;Нормальний колір шкіри)
Температура[Яка у вас температура ?]:(Висока температура;Малепідвищення температури; Від 38 до 39; Задуха при невисокій температурі;НІ немаєтемператури)
Головний біль[Чи присутній головний біль ?]:(присутній; Сильнийпульсуючий біль і запаморочення; Ні немає головного болю)
Біль[Що вас болить?]: (У мязах; Біль в животі; З права; У нирках;У грудях;У суглобах; Без болю)
Ротова порожнина і Горло[Ротова порожнина і Горло]:(Біль приковтанні; Постійна сухість горла; Без змін)
Слабкість[Відчуваєте слабкість]: (Так присутня, Неспостерігається)
Апетит[Який у вас апетит ?]: (Втрата апетиту;Нормальний)
Нудота[Відчуваєте нудоту ?]: (Так присутня;При головній болі;Ні)
Водовиділення[Водовиділення]: (Темніше від нормального;Мутне;Частенічне; Нормальне)
Вага[Зміни в вазі ?]: (Втрата ваги; Збільшення маси ваги;Без змін)
EndF
Із правил.
Правила-продукції дозволяють подати знання у вигляді: ЯКЩО (умова)ТО (висновок), де умова — це зразок, за яким здійснюється пошук у базі знань, ависновок — дії або процедури, що виконуються при успішному завершенні пошуку(можуть бути проміжними, тобто такими, що виступають далі як умови, абоцільовими, тобто такими, що завершують роботу системи та є результатомрозв’язання задачі).
У ESWin правило виглядає як:
RULE Номер_правила
Умова 1
.....
Умова n
DO
Висновок 1
......
Висновок m
ENDR
Для розрахунку всіх можливих комбінацій я використав мову С++,
за допомогою якої я розрахував 21780 правил.
Текст програми для розрахунку комбінацій варіантів відповідей:
#include "stdafx.h"
#include "conio.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"
long int ** chusla;
int pravulo (int chuslo)
{
int sum;
int t;
sum=0;
for (int i=1; i<=chuslo;i++)
{
sum=sum+i;
}
t=sum;
return t;
}
void pochatok (int nomer_pravula)
{
FILE *t;
t=fopen("spusok.txt","a");
int kilkist=0;
for (int j=1; j<=1; j++)
{
fprintf(t,"Rule %d \n",nomer_pravula);
for (int i=1; i<=11; i++)
{
chusla[j][i]=i;
fprintf(t,"%d s\n",chusla[j][i]);
kilkist=kilkist+1;
}
fprintf(t," Do \n");
fprintf(t," EQ(Тест; У вас ГЕПАТИТ зймовірністю %d відсотків.) \n",kilkist*100/11);
fprintf(t,"EndR \n");
fprintf(t,"\n");
}
fclose(t);
}
void odna_cufra(int nomer_pravula)
{
FILE *t;
t=fopen("spusok.txt","a");
int kilkist;
for (int i=1; i<=11; i++)
{
fprintf(t,"Rule %d\n",nomer_pravula+i);
kilkist=1;
for(int j=1; j<=11;j++)
{
if (i == chusla[1][j]) {continue;}
chusla[i+1][kilkist]=j;
fprintf(t,"%d s\n",chusla[i+1][kilkist]);
kilkist=kilkist+1;
}
fprintf(t," Do \n");
fprintf(t," EQ(Тест; У вас ГЕПАТИТ зймовірністю %d відсотків.) \n",(kilkist-1)*100/11);
fprintf(t,"EndR \n");
fprintf(t,"\n");
}
fclose(t);
}
void vuvid(long int nomer_rjadka,long int nomer_pravula,int prp)
{
FILE *t;
int l,pr,z=1;
int n,m=1;
int k=1;
int kilkist;
int propusk[16],propusk1[16],propusk2[16];
pr=0;
for (int i=1;i<=11;i++)
{
l=0;
for (int j=1;j<=11;j++)
{
if (i == chusla[nomer_rjadka][j]){l=l+1;}
}
if (l == 0) {propusk[k]=i; k=k+1;}
if (k == 8) {exit(1);}
}
for (int i=1;i<=11;i++)
{
l=0;
for (int j=1;j<=11;j++)
{
if (i == chusla[nomer_rjadka+1][j]){l=l+1;}
}
if (l == 0) {propusk1[z]=i; z=z+1;}
}
for (int i=1;i<=11;i++)
{
l=0;
for (int j=1;j<=11;j++)
{
if (i == chusla[nomer_rjadka-1][j]){l=l+1;}
}
if (l == 0) {propusk2[m]=i; m=m+1;}
}
if (propusk[1]<(11-(k-2)))
{
n=2;
if (propusk[1]== propusk2[1]) {propusk[1]=propusk[prp];}
for (int j=propusk[1]+1;j<=11;j++)
{
if (j== propusk[n]) {n=n+1; continue;}
kilkist=1;
t=fopen("spusok.txt","a");
fprintf(t, "Rule%d\n",nomer_pravula+pr);
pr=pr+1;
for (int i=1; i<=11-prp; i++)
{
if (j==chusla[nomer_rjadka][i]){continue;}
chusla[nomer_pravula+(pr-1)][kilkist]=chusla[nomer_rjadka][i];
fprintf(t,"%d s\n",chusla[nomer_rjadka][i]);
kilkist=kilkist+1;
}
fprintf(t," Do \n");
fprintf(t," EQ(Тест; У вас ГЕПАТИТ зймовірністю %d відсотків.) \n",(kilkist-1)*100/11);
fprintf(t,"EndR \n");
fprintf(t,"\n");
fclose(t);
}
}
else
{
if (z>k) {prp=prp+1;}
vuvid(nomer_rjadka+1,nomer_pravula+pr,prp);
}
if (z>k) {prp=prp+1;}
vuvid(nomer_rjadka+1,nomer_pravula+pr,prp);
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
FILE *t;
int nomer_pravula=7261;
t=fopen("spusok.txt","wt");
chusla= new long int*[100000];
for (int i=1; i<=100000; i++)
{
chusla[i]=new long int[16];
}
pochatok(nomer_pravula);
odna_cufra(nomer_pravula);
vuvid(2,nomer_pravula+11,1);
return 0;
}
Список хворіб які діагностує ЕС:
Пневмонія