Научная статья на тему 'Структура и этапы проектирования экспертной системы в области медицины'

Структура и этапы проектирования экспертной системы в области медицины Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
717
104
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Володина А. Н., Горошкин А. Н.

Раскрыта тема процесса разработки экспертной системы, приводиться анализ теоретических сведений, как в широком смысле, так и на примере отдельной предметной области применения экспертной системы медицины. Актуальность данного исследования объясняется необходимостью внедрения интеллектуальных систем во врачебную деятельность, для увеличения эффективности диагностики и лечения заболеваний в различных разделах медицины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Структура и этапы проектирования экспертной системы в области медицины»

Секция «Информационнее системы и технологии»

зволяет дистанционно и автоматически вычислять и визуально оценивать психоэмоциональное состояние человека с помощью программной обработки телевизионного сигнала и его преобразования в виброизображение. Для её применения необходимо и достаточно иметь в комплекте: цифровую видеокамеру, микрофон, специальное программное обеспечение и персональный компьютер.

В последнее время террористы все чаще используют транспорт, в том числе воздушные суда, для совершения террористических актов.

В связи с этим требуется разработка специальных мер защиты, способных значительно снизить риск проникновения на борт самолета лиц, представляющих угрозу общественной безопасности.

Необходимо внедрение специальных технических средств, способных отражать объективные данные о потенциальной угрозе для окружающих того или иного пассажира. Данные средства призваны оказать существенную помощь людям, чьим профессиональным долгом является обеспечение безопасности и охрана правопорядка.

Одними из самых перспективных технических средств, которые могут с эффективностью применяться для обеспечения транспортной (в том числе и авиационной) безопасности, могут стать технические средства на основе технологии виброизображения, совместившие в себе последние достижения в области биометрии и психологии [3].

Библиографические ссылки

1. Отчет о научно-исследовательской работе «Создание системы дистанционного бесконтактного сканирования и идентификации психофизиологического состояния человека» Шифр: лот № 2005-БТ-13.2/003. СПб.: Многопрофильное предприятие «Эл-сис», 2006.

2. Минкин В. А. Виброизображение. СПб. : Реноме, 2007.

3. Минкин В.А., Николаенко Н.Н. Телевизионные методы выявления агрессивности // Современное телевидение : тр. 14-й Всерос. науч.-техн. конф. М., 2006.

© Волков А. К., Волков А. К., 2012

УДК 004.891.3

А. Н. Володина Научный руководитель - А. Н. Горошкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева. Красноярск

СТРУКТУРА И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

В ОБЛАСТИ МЕДИЦИНЫ

Раскрыта тема процесса разработки экспертной системы, приводиться анализ теоретических сведений, как в широком смысле, так и на примере отдельной предметной области применения экспертной системы -медицины. Актуальность данного исследования объясняется необходимостью внедрения интеллектуальных систем во врачебную деятельность, для увеличения эффективности диагностики и лечения заболеваний в различных разделах медицины.

Использование современных информационных технологий становится критическим фактором развития большинства отраслей знания и областей практической деятельности, поэтому разработка и внедрение информационных систем является одной из самых актуальных задач. Необходимость создания ЭС (экспертных систем) была вызвана острой нехваткой специалистов-экспертов, которые смогли бы в любой момент квалифицированно отвечать на многочисленные вопросы в своей области знаний.

В последнее время неуклонно возрастает значение информационного обеспечения различных медицинских технологий, так как именно в этой области очень важна и необходима систематизация, сохранение и передача накопленных знаний и опыта молодым специалистам для их обучения, а так же помощи в лечении и диагностики болезней. Медицинские экспертные системы позволяют врачу не только проверить собственные диагностические предположения, но и обратиться к компьютеру за консультацией в трудных диагностических случаях. На сегодняшний день уже созданы ЭС в области медицины, они внедрены в эксплуатацию и активно используются в медицинских

учреждениях. В пример можно привести ЭС под названием PUFF - это экспертная система для диагностики заболеваний легких (1987). Данные с измерительных приборов поступают в PUFF, затем система сама ставит диагноз пациенту и дает рекомендации для дальнейшего лечения [2].

У полностью оформленной экспертной системы в основном присутствуют четыре основных компонента: база знаний (набор всех используемых медицинских определений, данных о симптомах, диагнозы, заболеваниях, методы их профилактики и лечения и др.) машина вывода, модуль извлечения знаний и система объяснения принятых решений (диагноз и метод лечения должны быть теоретически обоснованы, исходя из симптомов больного). Некоторые медицинские системы вдобавок имеют модуль связи с измерительными приборами, с которых данные сразу попадают в ЭС и на их основе система строит комплекс симптомов больного.

В ходе работ по созданию экспертных систем сложилась определенная технология их разработки, включающая шесть следующих этапов: идентификацию, концептуализацию, формализацию, выполнение, тестирование, опытную эксплуатацию.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Информационные технологии

На этапе идентификации определяются основные задачи, выявляются цели разработки, определяются эксперты и типы пользователей. Цель разработки ЭС в медицине одна - обеспечение знаниями и помощь молодым специалистам на основе полученных знаний от опытных специалистов (экспертов) в данной области. Профессиональные медицинские пакеты очень специализированы. Например, программы экстренной диагностики и неотложной терапии, диагностики болей в области сердца, предупреждения осложнений беременности, анестезиологии и т. д. В создании экспертных систем участвуют, как правило, врач-эксперт, математик и программист. Основная роль в разработке такой системы принадлежит врачу-эксперту. Основные пользователи медицинской ЭС -врачи, молодые специалисты, не обладающие еще достаточным врачебным опытом [3].

На этапе концептуализации проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.

Происходит сбор медицинских терминов по определенной тематике, симптом болезней, их стадии, метод диагностики и средства лечения. Сбор информации (опыта) происходит либо путем опроса эксперта (квалифицированного опытного врача) в конкретной области медицины, либо при помощи литературы и других достоверных средств информации.

На этапе формализации выбираются инструментальные средства и определяются способы представления всех видов знаний. Общий принцип, положенный в основу формирования медицинских экспертных систем - включение в базу знаний синдромов, отражающих состояние всех основных систем органов.

На этапе выполнения осуществляется наполнение базы знаний, создание прототипа ЭС. На данном этапе все собранную информацию заносят в базу знаний, формируя полноценную ЭС, пригодную для практического применения в медицинском учреждении [2].

В ходе этапа тестирования производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС в целом. Для этого инженер по знаниям подбирает примеры, обеспечивающие проверку всех возможностей новой ЭС, врачи тестируют удобство интерфейса системы, качество и корректность информации, выдаваемой ЭС на выходе, полноту базы знаний и другие факторы работы системы.

На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность экспертных систем для конечного пользователя. Врач использует систему в своей врачебной деятельности, обращается за советом, подсказками или проходит процесс дополнительного обучения [3].

Таким образом, ЭС позволяют решать задачи диагностики, дифференциальной диагностики, прогнозирования, выбора стратегии и тактики лечения и др. На сегодняшний день ведется активная разработка и внедрение ЭС в медицину, дополняются и обучаются уже существующие интеллектуальные системы. Например, недавно русскими программистами была разработана ЭС под названием «Кардиолог», которая на основе симптомов сердечнососудистых заболеваний выдает диагноз, рекомендации к лечению больного. Благодаря системе самообучения, врач может добавлять данные о заболеваниях и симптомах, которые ЭС обрабатывает и вносит в базу знаний.

Библиографические ссылки

1. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб. : Питер, 2001. 384 с.

2. Дюк В. А., Эмануэль В. Л. Информационные технологии в медико-биологических исследованиях. СПб. : Питер, 2003. 528 с.

3. Продеус А. Н., Захрабова Е. Н. Экспертные системы в медицине. Киев : Век+, 2004. 320 с.

© Володина А. Н., 2012

УДК 519.8

В. Ю. Ерыгин Научный руководитель - И. В. Ковалев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ПРОБЛЕМА СОВМЕСТИМОСТИ ВЕРСИЙ МУЛЬТИВЕРСИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕТКОСТИ БЮДЖЕТА

Создание ПО с высоким уровнем надежности подразумевает использование методологии мультиверсион-ного программирования, однако в этом случае помимо стандартных трудностей, разработчикам зачастую приходится сталкиваться и с такими, как нечеткость бюджета и несовместимость версий модулей программного средства. Данная статья посвящена проблемам формирование структуры мультиверсионного программного обеспечения с учетом ограничений на совместимость версий и нечеткость бюджета.

На сегодняшний день высокие темпы развития технического прогресса способствуют широкому распространению информационных технологий практически во всех сферах человеческой деятельности, что ведёт к её несомненному улучшению, однако, решая одни проблемы, мы сталкиваемся с другими. Созда-

ние систем, охватывающих различные сферы деятельности человека весьма трудоёмкий процесс, вызванный проникновением в нашу жизнь различных технологий. Это неизменно, приводит не только к повышению сложности, но и снижению надежности подобных систем. В связи с этим остро встает вопрос

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.