Застосування експертних систем у медицині (стр. 2 из 13)

На етапі збору початкової інформації система задає користувачубіля ЗО запитань. Потім користувачу задаються запитання для аналізу гіпотез.Для пошуку рішень система висуває, підтверджує і заперечує гіпотези. Всередньому один діагностичний сеанс триває 5-10 хвилин. Остаточний висновок,який дає система, є сукупністю елементарних рішень за окремими гіпотезами іформується системою в процесі аналізу дерева рішень. Характерним висновком дляЕС МОДИС можна вважати такий: "У хворого, найімовірніше, феохромоцитома.Потрібно провести гормональні аналізи крові та сечі з метою визначення тамвмісту катехоламінів. Потрібна консультація нефролога".

Експертна система визначення терміну нанесення ушкоджень усудово-медичній діагностиці

В описана експертна система для спектрофотометричної діагностикибіотканин у судово-медичній експертизі. Перевага такого підходу до визначеннятерміну нанесення тілесних ушкоджень полягає в тому, що не використовуютьсяруйнуючі (інвазивні) методи та суб'єктивні оцінки характеристик.

На основі даних спектрофотометричної комп'ютерної системипроводиться діагностика прижиттєвості нанесених травм у трупів та термін їхнанесення до смерті.

Перша версія системи (СЕД1) базувалась на логічних правилах і маластруктуру, характерну для більшості традиційних ЕС, побудованих на правилах.

У наступній версії системи розглядалися більш складні задачідіагностики, зокрема, використання кольору в процесі діагностики. Вона булареалізована на основі апарату нечіткої логіки у вигляді окремої підсистеми, щодістала назву системи експертної неінвазивної оптичної діагностики (СЕНОД+). Цяпідсистема виконувала ті самі функції, що й підсистема на основі логічнихправил (СНЕД-1). Вибір підсистеми залежить від використання нечітких даних длявизначення діагнозу.

Крім нечіткої логіки в системі використовується також імовірнісно-статистичний підхід. У процесі формалізації задачі та Ідентифікаціїавторамивиявлено, що множина діагнозів (типів судово-медичних висновків длявстановлення прижиттєвості та давності нанесення синців) у судово-медичнійекспертизі складає 7 видів.

На першому етапі відбувається визначення діагнозу: синецьнанесений після смерті - <2у чи до смерті - <22. У випадку останнього надругому етапі роботи ЕС проводиться визначення терміну його нанесення за такоюшкалою:

■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 доуваги такі фактори та їх показники. При визначенні прижиттєвості нанесеннятравми 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 іхарактеризує стадію запального процесу: x1 – Рq460 нм — білірубін; х2 – Рq460нм — гемоглобін; х3 – Рq460нм - метгемоглобін.

Таблиця 1.1.

Формалізовані значення факторів після введення якісних нечіткихтермів

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 існуєсвоя комбінація значень відносного показника, тому пріоритет надається самейому. Формалізовані знання експерта показані в табл. 1.1. Колір синцярозподілений на три групи, які властиві кожному з виділених діагнозів, причомугрупа І - червоний колір з фіолетовим, 2 - червоно-пурпурний, пурпурний,фіолетово-пурпурний, 3 - жовто-зелений, жовтий. Це допустимо і спрощує процесвиводу діагнозу. В процесі формування бази знань фактори x3, y1-y3, яківпливають на систему прийняття рішення і на формування кінцевого висновку,розглядаються як лінгвістичні змінні.

Знання у вигляді якісних термів та їх значень для лінгвістичнихзмінних 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

Задача судмедекспертної діагностики ЕС полягає в тому, щоб множинізначень виміряних показників x1-x3 та y1-y3 знайти відповідність діагнозупосмертного чи прижиттєвого нанесення травми a1-a3, і у випадку останньоговизначити точний термін його нанесення b1-b6

Для оцінки лінгвістичних змінних x1-x3 вводиться система якіснихтермів, яка складається з чотирьох рівнів. Оскільки закон розподілу розглянутихвипадкових величин наближається до нормального, то якісні терми для x1-x3будуть такі (Рq розподіляються на шкалі, яка має 8 значень). Така шкалапоказана на рис. 1.1

Рис. 1.1. Шкала якісних нечітких термів для логічних змінних х1-х3(діапазони показника Рц)

Замість формування матриці правил до табл. 8.6 заносяться введенінечіткі якісні терми. Для виведення діагнозу ЕС достатньо розв'язати такірівняння:

Для формування функції належності формалізовані знання длялінгвістичних змінних xi та уi – записуються в таблицях 1.4 та 1.5.

Таблиця 1.4.

Дані про знання для лінгвістичних змінних y1-y3

№	y1	y2	y3	ai	bi
1	ДН	В	П	a1	—
2	В	П	П	a1	b1
3	В	П	П	a1	b2
4	ДН	С	П	a2	b3
5	Н	С	П	a2	b4
6	ДН	С	ДН	а2	b5
7	П	ДН	С	a2	b6

Таблиця. 1.5