Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области icon

Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области





НазваниеЭкспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области
страница1/6
Дата23.02.2013
Размер0.92 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6
Мануков Серго

Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области

представлена на соискание академической степени

доктора

Грузинский Технический Университет

Тбилиси, 0175, Грузия

Февраль, 2008


© Авторское право Серго Мануков, 2008


бРеРаЧХФЪЭб вФеЬШЩгаШ гЬШХФабШвФвШ


ШЬдЭаЫРвШЩШбР УР ЫРаЧХШб бШбвФЫФСШб дРЩгЪвФвШ


йХФЬ, еХФЫЭаФ оФЪШбЫЭЫмФаЬШ ХРУРбвгаФСЧ, аЭЫ ТРХФкРЬШЧ бФаТЭ ЫРЬгЩЭХШб ЫШФа иФбагЪФСгЪ бРУШбФавРкШЭ ЬРиаЭЫб УРбРоФЪФСШЧ: “зСРЁCбРоШб УРРХРУФСРЧР УШРТЬЭбвШЩШб ФебЮФавгЪШ бШбвФЫР” УР ХРлЪФХЧ аФЩЭЫФЬУРкШРб бРеРаХФЪЭб вФеЬШЩгаШ гЬШХФабШвФвШб ШЬдЭаЫРвШЩШбР УР ЫРаЧХШб бШбвФЫФСШб дРЩгЪвФвШб бРУШбФавРкШЭ бРСнЭиШ ЫШб ТРЬоШЪХРб УЭевЭаШб РЩРУФЫШгаШ оРаШбоШб ЫЭбРЮЭХФСЪРУ.


??????


оФЪЫлжХРЬФЪШ:аФкФЬЦФЬвШ:аФкФЬЦФЬвШ:аФкФЬЦФЬвШ:


бРеРаЧХФЪЭб вФеЬШЩгаШ гЬШХФабШвФвШ

2008


РХвЭаШ: ЫРЬгЩЭХШ бФаТЭ

УРбРоФЪФСР: “зСРЁCбРоШб УРРХРУФСРЧР УШРТЬЭбвШЩШб ФебЮФавгЪШ бШбвФЫР”

дРЩгЪвФвШ : ШЬдЭаЫРвШЩШбР УР ЫРаЧХШб бШбвФЫФСШб

РЩРУФЫШгаШ оРаШбоШ: РбЮШаРЬвШ

боУЭЫР йРвРаУР:


ШЬУШХШУгРЪгаШ ЮШаЭХЬФСФСШб РЬ ШЬбвШвгвФСШб ЫШФа ЦФЫЭЫЭзХРЬШЪШ УРбРоФЪФСШб УШбФавРкШШб ТРкЬЭСШб ЫШЦЬШЧ ЫЭЧоЭХЬШб иФЫЧоХФХРиШ ЫШбШ РаРЩЭЫФакШгЪШ ЫШЦЬФСШЧ ЩЭЮШаФСШбР УР ТРХакФЪФСШб гдЪФСР ЫШЬШнФСгЪШ РеХб бРеРаЧХФЪЭб вФеЬШЩга гЬШХФабШвФвб.

РХвЭаШб оФЪЫЭмФаР

РХвЭаШ ШЬРайгЬФСб УРЬРайФЬ бРТРЫЭЫкФЫЪЭ гдЪФСФСб УР Рак ЫЧЪШРЬШ ЬРиаЭЫШб УР Рак ЫШбШ кРЪЩФгЪШ ЩЭЫЮЭЬФЬвФСШб ТРУРСФнУХР РЬ боХР аРШЫФ ЫФЧЭУШЧ аФЮаЭУгекШР УРгиХФСФЪШР РХвЭаШб мФаШЪЭСШЧШ ЬФСРаЧХШб ТРаФиФ.

РХвЭаШ ШамЫгЬФСР, аЭЫ ЬРиаЭЫиШ ТРЫЭзФЬФСгЪШ бРРХвЭаЭ гдЪФСФСШЧ УРкгЪШ ЫРбРЪФСЦФ ЫШжФСгЪШР иФбРСРЫШбШ ЬФСРаЧХР (ТРаУР ШЫ ЫкШаФ ЦЭЫШб кШвРвФСШбР, аЭЫЪФСШк ЫЭШЧоЭХФЬ ЫоЭЪЭУ бЮФкШдШга ЫШЫРаЧФСРб ЪШвФаРвгаШб кШвШаФСРиШ, аЭТЭак Фб ЫШжФСгЪШР бРЫФкЬШФаЭ ЬРиаЭЫФСШб иФбагЪФСШбРб) УР зХФЪР ЫРЧТРЬЦФ ШжФСб ЮРбгоШбЫТФСЪЭСРб.

аФЦШгЫФ

rTulad formalizebad sferoebSi marTvis amocanebis gadaswyvetad ZiriTadad gamoiyeneba eqspertuli sistemebi. eqspertuli sistemebis gamoyenebis praqtikam aCvena, rom maT mier formirebuli gadawyvetilebani arafriT Camouvardeba, umetes SemTxvevaSi ki ukeTesia adamian-eqspertis mier miRebulze. kompiuteruli diagnostikis efeqturi meTodebis SemuSaveba da eqspertuli sistemebis gamoyeneba saSualebas iZleva praqtikos-eqimis samuSao droisa da energiis didi danaxarjebis gareSe uzrunvelyofil iqnas pacientis mkurnalobis TiToeul Sem­TxvevaSi _ individualurad zusti diagnostikuri gadawyveti­lebis miReba. yba-saxis aris daavadebaTa diagnostikur sis­­temis Seqmnis aucilebloba ganpirobebulia rogorc am daavadebaTa sirTuliT, aseve imiT, rom SeuZlebelia dadgindes pacientis paTologiuri mdgomareobis zusti da konkretuli SesaZlo simptomebi. diagnostika TiToeul konkretul SemTxvevaSi warmoadgens rTul inteleqtualur process, romelSic Sedis analogiis, ganzogadebis, deduqciuri daskvnebis meTodebi da diagnostikuri da simptomaturi informaciis didi raodenobis Sejereba. amasTan, pacientisTvis diagnozis dasasme­lad, ZiriTadad, gamoiyeneba konkretuli eqimis gamocdilebasa da statistikaze damyarebuli codna. mkurnalobis Tanamedrove meTodebis gamoyenebiT diagnostikis intensiuri ganviTareba aucilebels xdis Seicvalos praqtikos eqimTa Camoyalibebuli principebis da mkurnalobis xerxebi. kompiuterul bazaSi codnis CarTva, swori daskvnebisaTvis misi moxerxebuli meqanizmebis gamoyeneba eqims saSualebas aZlevs isargeblos medicinis ukanaskneli miRwevebiT Tavis praqtikul moRvaweobaSi.

sistematizaciisa da zusti diagnostikis mizniT aucilebelia iseT monacemTa damuSaveba, rogoricaa klinikuri simptomebi da gamokvlevis damatebiTi meTodebis Sedegebi. pirvel rigSi xdeba praqtikos eqim-stomatologis azriT, diagnostikisaTvis aucilebeli, pacientis paTologiuri mdgo­mareobis klinikuri informaciis gansazRvra, ris Semdegac, rTuli inteleqtualuri procesis Sedegad, mkurnali eqimi-stomatologi gansazRvravs winaswar diagnozs, romlidan gamomdinarec, diagnostikuri hipoTezis dasazusteblad, atarebs garkveul samkurnalo procedurebs, an gamokvlevis damatebiT meTodebs. yba-saxis aris daavadebis klinikuri suraTis ganmsazRvrel mraval faqtorTa arseboba, maTi daavadebaze zemoqmedebis xarisxis dadgena, mniSvnelovnad arTulebs zusti diagnozis dasmis process.

dResdReobiT, yba-saxis aris daavadebaTa diagnostikur sferoSi gamoyenebaSia uamravi informaciuli da eqspertuli sistema. Tumca am informaciul sistemebSi gadauwyveti rCeba diagnozis dasmasTan dakavSirebuli principuli sakiTxebi. iseTi, rogoricaa diagnozis dasmis struqturul meqanizmze moqmedi yba-saxis aris daavadebaTa Taviseburebebis (semantikis) proble­maTa gamokvleva. Sedegad, diagnostikur gadawyvetilebaTa miRe­bis gamoyenebuli meTodebi ar iZleva zusti diagnizis dasmis saSualebas.

sadisertacio naSromis ZiriTad mizans warmoadgens formaluri modelebis da meTodebis SemuSaveba yba-saxis daavadebaTa diagnostikis eqspertuli sistemis asagebad.

sadisertacio naSromi Sedgeba Sesavalisa da oTxi Tavisagan.

SesavalSi dasmulia diagnostikis amocana da warmodge­nilia stomatologiaSi eqspertuli sistemis gamoyenebis aqtualoba. dasmuli amocanis gadawyvetis mizniT SemoTa­vazebulia yba-saxis aris daavadebaTa diagnostikis eqspertuli sistemis gamoyeneba. gansazRvrulia ZiriTadi mizani, amocanebi, maTi amoxsnis meTodebi da naSromis Sedegebi.

pirvel TavSi moyvanilia stomatologiaSi informaciuli teqnologiebis gamoyenebis Sesaxeb dResdReobiT arsebuli naS­romebis mimoxilva. miTiTebulia medicinaSi eqspertuli siste­maTa gamoyenebis rogorc dadebiTi, aseve uaryofiTi aspeqtebi. aRwerilia SesaZleblobani da mocemulia rekomen­daciebi iseTi eqspertuli sistemis Sesaqmnelad, romelSic ganoiyeneba specia­list stomatologTa gamocdileba da codna. gaanalizebulia medicinaSi da konkretulad stomatologiasa da yba-saxis qirurgiaSi arsebuli informaciuli sistemebi. SemoTavazebulia yba-saxis daavadebaTa diagnostikis eqspertuli sistemis arqiteqtura da moyvanilia sadisertacio naSromSi gadasawyveti amocanebi.

meore TavSi ganixileba diagnostikur gadawyvetilebaTa formirebis meTodi yba-saxis aris daavadebaTa diagnostikis eqspertul sistemaSi. SemuSavebulia simptomatikuri faqtebisa da diagnostikur gadawyvetilebaTa warmoqmnis formalizebuli warmodgenis meTodika algebruli sistemis saxeobis modelis saSualebiT. warmodgenilia klinikuri situaciis aRmweri fragmentebis semantikuri tolerantobis gansazRvris da ganzogadebis meqanizmebi da aseve operaciebi semantikuri qselis fragmentebze, romlebic gamoiyeneba diagnostikuri gada­wyvetilebis miRebis procesSi. SemoTavazebulia diagnostikuri gadawyvetilebebis da maTi miRebis axsnis struqtura modelSi konkretizaciis TiToeul doneze.

gadawyvetilebaTa SesaZlo variantebis gadarCevis sagrZno­blad Semcireba xdeba ganzogadebisa da fragmentebis seman­tikuri tolerantobis meqanizmis gamoyenebiT.

gaanalizebulia diagnostikur gadawyvetilebaTa analogiebis, ganzogadebaTa da deduqciur daskvnaTa ZiriTadi meqanizmebi. SemuSavebulia codnis bazis struqtura, romelic Seicavs codnis meta-, makro- da mikrodoneebs da romelic warmodgenilia produqciuli wesebiT, iseTiT, rogoricaa “simptomaturi faqti-diagnozi”, agreTve daavadebaTa klasifi­katori, diferencialuri diagnostikis da Sesabamisobis cxrilebi, semantikuri skalebi da fragmentebi, aramkafio diagnostikur mniSvnelobaTa detalizaciisaTvis. daavadebis klinikuri suraTisa da codnis meta- da makrodoneebis produqciul wesebs Soris semantikuri siaxlovis dasadgenad da im produqciaTa asarCevad, romlebic maqsimaluri CarTviT xasiaTdeba, SemuSavebulia semantikuri Sedarebisa da pacientis mdgomareobis klinikuri suraTis gansazRvris meqanizmebi. diferencialuri diagnostikisadmi daqvemdebarebuli diagnozebis analizi xorcieldeba diagnozebis mibmiT da diferencialuri diagnostikis meqanizmiT.

mesame TavSi ganixileba eqspertuli sistemis muSaobis scenari, diagnostikis amocanaTa amoxsnis algoriTmebi, sistemis monacemTa da codnis baza, agreTve dialogis organizaciis struqturebi. naCvenebia diagnostikuri gadawyvetilebis miRebis Tanmimdevroba, diferenciuli diagnostika da diagnostikur gadawyvetilebaTa axsna.

meoTxe TavSi moyvanilia sadisertacio naSromis ZiriTad debulebaTa Semowmebis Sedegebi.

disertaciaSi SemoTavazebuli iseT daavadebaTa, rogoricaa piris Rrus lorwovani garsis da parodontis sneulebani, diagnostikis meTodebis Semowmebam aCvena, rom isini iZlevian zusti diagnostikuri gadawyvetilebebis miRebis saSualebas. es gadawyvetilebebi eqim-stomatologs sagrZnoblad exmareba mkurnalobis sworad dagegmvasa da warmarTvaSi.

aRniSnuli sistemis gamoyeneba saSualebas iZleva diag­nozis dasmis procesSi Secdomis daSvebis saerTo procentis mniSvnelovan Semcirebas.

Resume

In order to solve control problems in complex formulated fields expert systems are generally used. The application of expert systems has shown that decisions reached thereby are not inferior but, on the contrary, in a number of cases they can be an improvement on decisions made by human experts. The application of effective methods of computer diagnostics and expert systems greatly reduces much consuming time work. It allows us to form accurate diagnoses during the treatment process of each individual patient. The complexity and hazard of maxillofacial diseases, as well as the inability to define exact and specific possible symptoms of a patient’s pathological condition, lead us to the necessity of the creation of a computer-based diagnostic systems in this field. Diagnostics in each case represents a complicated intellectual process. This process includes analogue methods, generalizations, deductive derivation as well as a correlation of a quantity of diagnostic and symptomatic data. At the same time, while making a diagnosis a doctor also uses his knowledge based on experience and statistics. The intensive development of diagnostics with the application of modern cure methods generates a need by general practitioners to modify established principles and working methods. Integration of clinical knowledge into a computer base with a human-oriented output mechanism provides doctors with the opportunity to access the latest medical achievements.

Systematization and accurate diagnostics require treatment of such data as clinical symptoms and the results of additional analyses. After a dentist-practitioner gathers all possible clinical information necessary for diagnostics on patient’s pathological condition, he makes a presumptive diagnosis. In order to specify his diagnostical hypothesis, the doctor treats or additionally examines the patient. A clinical presentation of stomatological diseases includes a multitude of factors effecting the clinical course, all of which significantly complicate the process of diagnosing.

Currently there is a great deal of information and expert systems used in maxillofacial diagnostics. However, some of the principle questions concerning diagnostics are left unanswered. For example, it is problematic to investigate the influence of peculiarities of stomatological diseases on a diagnostics structure. As a result, the application of these methods does not give us the possibility of making a make correct diagnosis in dentistry.

The main purpose of the present dissertation is the elaboration of formal models and methods in order to create an expert system, oriented on the diagnostic of maxillofacial diseases.

This work is structured into an introduction and four chapters.

The introduction contains a brief description of the problems related to diagnostics and discusses the urgency of expert diagnostical system application in dentistry. The application of an expert system for diagnostics in maxillofacial diseases is proposed for the solution of this problem. In the thesis are considered the main purposes, problems and methods proposed for their solution and the results obtained.

In the first chapter is a review of currently existing works concerning the application of information technologies in medicine. The positive as well as the negative aspects of expert systems used in medicine are described in this thesis. Possibilities are described and recommendations are given on the development of an expert system using the experience and knowledge of dentists. Works, held in the field of information systems in medicine and particularly in dentistry and maxillofacial surgery, are analyzed. An architecture of an expert system which diagnoses maxillofacial diseases is proposed. Lastly, tasks to be solved in the thesis are considered.

The second chapter presents a method of reaching a diagnostical decision with the help of the maxillofacial diagnostics expert system. A method of formalized presentation of symptomatic facts is elaborated. Also, a diagnostic decision’s derivation using an algebraic system model is provided. The generalization and defining of semantic tolerance mechanisms are introduced. In addition, operations on semantic network fragments used during the diagnosis are provided. A diagnosis structure and explanation of diagnostic decision-making in a model at each level of refining are offered. The use of generalization and semantic tolerance mechanisms noticeably reduces the selection of possible alternate solutions.

Analogy, generalization and diagnosis mechanisms are studied. The structure of a knowledge base, including meta-, macro- and micro levels of knowledge, presented by production rules of “symptomatic fact-diagnosis” type has been elaborated. Also the following are developed: diagnosis classifier, differential diagnostics and compatibility tables, semantic scales and fragments specifying indefinite linguistic values. The expert system implements a selection of production rules, which are characterized by maximal semantic proximity of descriptions, and leads us to the recognition of a patient’s clinical condition. For this purpose, a mechanism of semantic comparison of description fragments has been developed. This mechanism enables one to select production rules for all levels of knowledge refining: meta-, macro- and micro-. Diagnoses, subject to differential diagnostics, are analyzed by means of differential diagnostics mechanisms and diagnosis cohesion.

Third chapter provides a scenario of the expert system work and algorithms for the solution of diagnostical problems. It describes the database and knowledgebase structure of the system, and gives us an idea how the dialogue between the human and the system works. The sequence of diagnostic decisions output, the differential diagnostics and explanation of diagnostical decisions are illustrated.

In the fourth chapter the verification of the main provisions of the thesis is carried out.

Testing methods for arriving at an accurate diagnosis in dentistry (as gingival and periodontal diseases), offered in the thesis, has proved that they provide diagnoses accurately. These decisions are of considerable assistance to a dentist in diagnostics as recommendations for the correct treatment.

Finally, and most importantly, the application of this system will allow us to reduce the total number of medical errors made in the process of diagnostics.


Содержание



Список таблиц



Список рисунков

Рис. 0. Архитектура экспертной системы диагностики заболеваний челюстно-лицевой области. 23

Рис. 0. Пример клинической микроситуации в виде семантического графа. 30

Рис. 0. Семантическая шкала. 32

Рис. 0. Фрагмент, описывающий нечеткое лингвистическое значение. 32

Рис. 0. Семантическая шкала и фрагменты описывающие нечеткое понятие «Глубина повреждения зуба». 33

Рис. 0. Модель управления для принятия диагностических решений. 33

Рис. 0. Аксиомы обобщения и конкретизации понятий и отношений. 34

Рис. 0. Диагностические решения. 34

Рис. 0. Обобщенный метауровень системы. 34

Рис. 0. Граф «Обобщение объектов». 35

Рис. 0. Матрица толерантностей для двух фрагментов. 36

Рис. 0. Первый уровень макромодели управления. 37

Рис. 0. Фрагмент макросети. 37

Рис. 0. Матрица толерантностей фрагментов описаний µ § и µ §. 38

Таблица 0. Дифференциальная диагностика 39

Таблица 0. Запрос i-ый 39

Таблица 0. Запрос j-ый 39

Рис. 0. Объяснение решения. 39

Таблица 0. Объяснение решения 40

Рис. 0. Режимы работы системы. 42

Рис. 0. Алгоритм работы группы пользователей - «Администратор клиники» 42

Рис. 0. Алгоритм работы группы пользователей ЁC «Врач-стоматолог». 43

Рис. 0. Алгоритм работы группы пользователей ЁC «Врач-стоматолог», продолжение. 43

Рис. 0. Алгоритм работы пользователя «Эксперт по диагностике». 44

Рис. 0. Алгоритм процесса описания начальной микроситуации µ § 44

Рис. 0. Алгоритм обобщения 44

Рис. 0. Алгоритм сравнения µ § с описаниями активного уровня 45

Рис. 0. Алгоритм выбора максимально схожих описаний активного уровня 45

Рис. 0. Алгоритм выбора максимально схожих описаний активного уровня, продолжение. 45

Рис. 0. Алгоритм дифференциальной диагностики решений 46

Рис. 0. Алгоритм процесса формирования диагностического решения. 46

Рис. 0. Алгоритм процесса объяснения решения. 46

Рис. 0. Структура информационной базы 48

Рис. 0. Структура связей в информационной базе. 48

Рис. 0. Структура классификатора заболеваний.База Знаний 48

Рис. 0. Структура обобщения-конкретизации объектов и отношений. 48

Рис. 0. Семантическая шкала и фрагменты описывающие нечеткое понятие «Интенсивность болевого синдрома». 49

Рис. 0. Семантическая шкала и фрагменты описывающие нечеткое понятие «Интенсивность болевого синдрома», продолжение 1. 49

Рис. 0. Семантическая шкала и фрагменты описывающие нечеткое понятие «Интенсивность болевого синдрома», продолжение 2. 49

Рис. 0. Пути конкретизации продукций. 49

Таблица 0. Клиника 49

Таблица 0. Врач 49

Таблица 0. Пациент 50

Таблица 0. Амбулаторная карта 50

Таблица 0. Первичное обследование 50

Таблица 0. Посещения 50

Таблица 0. Запрос 50

Таблица 0. Диагноз 50

Таблица 0. Объяснение решения 50

Таблица 0. Недостающий симптом 50

Таблица 0. Диагностическое решение 50

Рис. 0. Схема диаговых процедур. 51

Рис. 0. Регистрация. 51

Рис. 0. Клиника. 51

Рис. 0. Врачи. 51

Рис. 0. Параметры пользователя. 52

Рис. 0. Пациенты. 52

Рис. 0. Амбулаторная карта. 52

Рис. 0. Карта пародонта. 53

Рис. 0. Карта зубов. 53

Рис. 0. Премоляры и моляры. 53

Рис. 0. Резцы и клыки. 53

Рис. 0. Курс лечения. 53

Рис. 0. Диагноз. 53

Рис. 0. Объяснение решения. 53

Рис. 0. Объяснение решения 2. 53

Рис. 0. Объяснение решения 3. 54

Рис. 0. Недостающий симптом. 54

Рис. 0. Редактирование базы знаний. 54

Рис. 0. Структура диагностического решения «простой краевой гингивит». 62

Рис. 0. Обобщение объекта «десна». 64

Рис. 0. Обобщение объекта «кровоточивость десны». 65

Таблица 0. Матрица толерантностей при сравнении с первым мета описанием 67

Таблица 0. Матрица толерантностей при сравнении со вторым описанием 67

Таблица 0. Матрица толерантностей при сравнении с третьим описанием метауровня 68

Таблица 0. Зубная формула в примере 69

Таблица 0. Таблица дифференциальной диагностики на примере 70




Список абривиатур используемых в диссертации

FGM ЁC Free Gingival Margin - свободный десневой край,

MGJ ЁC Muco Gingival Junction - слизисто-десневое соединение,

БЗ ЁC база знаний,

ВОЗ ЁC всемирная организация здравоохранения,

КЗ ЁC классификатор заболеваний,

КИ ЁC клинический интерфейс,

ЛВ ЁC лечащий врач,

МаП ЁC макропродукции,

МВДР ЁC механизм выдачи диагностического решения,

МДД ЁC механизм дифференциальной диагностики диагнозов,

МДД ЁC механизм дифференциальной диагностики,

МДД ЁC механизм дифференциальной диагностики,

МеП ЁC метапродукции,

МиП ЁC микропродукции,

МКБ ЁC международная классификация болезней,

МПД ЁC механизм порождения диагноза,

МРК ЁC механизм распознавания клинической картины состояния пациента,

МСД ЁC механизм сцепления и формирования диагностического решения,

МСС ЁC механизм семантического сравнения,

НЛЗ ЁC нечеткое лингвистическое значение,

НЛК ЁC нечеткий лингвистический квантор,

НП ЁC нечёткие понятия,

ОК ЁC обобщение-конкретизация,

ПОР ЁC процессор оценки решения,

РБД ЁC рабочая база диагнозов,

РБФ ЁC рабочая база фактов,

ТДД ЁC таблица дифференциальной диагностики,

ТСД ЁC таблица сцепления диагнозов,

ТСДЗ ЁC таблица совместимости диагнозов заболеваний,

ЧЛО ЁC челюстно-лицевая область.


Благодарности.


В благодарность моему учителю Проф. Г.Г. Гогичаишвили.

Введение

Для решения задач управления в трудноформализуемых областях в основном используются экспертные системы. Практика использования экс­пертных систем показала, что формируемые ими решения не хуже, а в большинстве случаев лучше решений, принимаемых человеком-экспертом. Разработка эффективных методов компьютерной диагностики и применение экспертных систем, позволяет без особых затрат энергии и рабочего времени практикующего врача обеспечивать принятие точных диагностических решений в процессе лечения пациента в каждом клиническом случае ЁC индивидуально. Необходимость создания диагностических систем заболеваний челюстно-лицевой области, обусловлена как сложностью и опасностью таких заболеваний, так и невозможностью установления точных и конкретных возможных симптомов патологического состояния пациента. Диагностика в каждом конкретном случае представляет собой сложный интеллектуальный процесс, в котором присутствуют методы аналогий, обобщений, дедуктивного вывода и сопоставления большого количества диагностической и симптоматической информации. При этом в основном используются интуитивные, основанные на статистике и опыте конкретного врача знания для постановки диагноза пациента. Интенсивное развитие диагностики с использованием современных методов лечения вызывает необходимость изменять устоявшиеся принципы и приемы работы практикующих врачей. Объединение знаний в компьютерную базу, с удобным механизмом их применения для правильного вывода дает возможность врачам использовать последние достижения медицины в своей практической деятельности.

С целью систематизации и проведения точной диагностики необходима обработка таких данных, как клинические симптомы и результаты дополнительных методов исследования. В первую очередь происходит определение необходимой для диагностики, по мнению практикующего врача-стоматолога клинической информации о патологическом состоянии пациента после чего, в результате сложного интеллектуального процесса лечащий врач-стоматолог определяет предварительный диагноз пациента, исходя из которого, с целью уточнения диагностической гипотезы проводит определенные лечебные процедуры или дополнительные методы обследования. Наличие множества факторов, определяющих клиническую картину заболеваний челюстно-лицевой области, определение степени их влияния на болезни, значительно усложняет процесс постановки точного диагноза.

В настоящее время в сфере диагностики заболеваний челюстно-лицевой области используется множество информационных и экспертных систем. Однако в используемых информационных системах остаются не решенными принципиальные вопросы, связанные с выводом диагноза. Такие как проблема исследования влияния особенностей (семантики) заболеваний челюстно-лицевой области на структуру механизма постановки диагноза. И как следствие этого используемые ими методы порождения диагностических решений не дают возможности постановки точного диагноза.

Основной целью диссертационной работы является разработка формальных моделей и методов для построения экспертной системы диагностики заболеваний челюстно-лицевой области.

Для достижения данной цели в диссертации, основное внимание уделяется решению следующих задач:

разработка формальных методов и средств внутреннего представления знаний;

разработка механизма порождения диагностических решений;

разработка методики объяснения решений и проведения дифференциальной диагностики;

разработка алгоритмов решения задач диагностики;

построение базы данных и знаний;

организация диалога.

В результате проведенных исследований разработаны формальные методы и модели внутреннего представления знаний; механизм порождения диагностических решений; механизм объяснения решений и проведения дифференциальной диагностики; алгоритмы решения задач диагностики; структуры баз данных и знаний; диалоговые процедуры.

Диссертационная работа состоит из введения и четырех глав: В первой главе проанализированы работы в области применения информационных систем в медицине и конкретно в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Поставлена задача диагностики и раскрыта актуальность применения экспертной системы диагностики в стоматологии. Предложена архитектура экспертной системы диагностики заболеваний челюстно-лицевой области и приведены задачи подлежащие решению в диссертационной работе.

Во второй главе рассмотрен метод формирования диагностических решений (диагноза). Представлена методика формализованного представления симптоматических фактов и порождения диагностических решений с помощью модели вида алгебраической системы. Описаны механизмы обобщения и определения семантической толерантности фрагментов описывающих клиническую ситуацию, а также операции над фрагментами семантической сети, используемые в процессе вывода диагностического решения. Представ­лена структура диагностического решения и объяснения принятия решений на каждом уровне конкретизации в модели.

В третей главе рассматривается сценарий работы экспертной системы, алгоритмы решения задач диагностики, структуры баз данных и знаний системы, а также организация диалога. Показаны последовательность вывода диагностического решения, дифференциальная диагностика и объяснение диагностических решений.

В четвертой главе производится экспериментальная проверка основных положений работы.


Архитектура экспертной системы диагностики заболеваний челюстно-лицевой области

В данной главе проанализированы работы в области применения инфор­мационных систем в медицине и конкретно в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Поставлена задача диагностики и раскрыта актуальность применения экспертной системы диагностики в стоматологии. Предложена архитектура экспертной системы диагностики заболеваний челюстно-лицевой области и приведены задачи подлежащие решению в диссертационной работе.


Постановка задачи и актуальность

Современное состояние компьютерных технологий, а также создаваемых на их базе экспертных систем открывает широкие возможности их применения в медицине и в частности в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. В этих областях клинической медицины осуществляется исследование и изучение проблем, связанных с симптоматикой, диагностикой и лечением заболеваний челюстно-лицевой области (ЧЛО), а также методов диагностики физиологи­ческих и патологических процессов, протекающих в функциональных системах организма. Применение экспертных систем оказывает помощь врачам не только в области создания баз данных пациентов (хранения медицинских карт, рентгеновских снимков и данных о проведенном лечении пациента), но и в автоматизированной обработке клинических признаков каждого конкретного заболевания [1, 2].

Выявление анамнеза, симптомов (субъективных и объективных данных) и результатов необходимых дополнительных методов исследования (цифровых изображений рентгеновского изображения и различного рода лабораторных исследований) с помощью экспертной системы в каждом конкретном клиническом случае способствует более правильному и тщательному клиническому обследованию. Это приводит к более точной диагностике, а значит и правильному проведению лечения. Вместе с этим упрощается обработка клинической информации для статистических исследований, что полезно как при изучении эффективности конкретных методик лечения, так и для пополнения знаний медицинского персонала, необходимых в сложном процессе диагностирования. Клиническая картина заболеваний челюстно-лицевой области характеризуется множеством общих и местных симптомов и симптомокомплексов. Проявления общих патологий в челюстно-лицевой области нередко носят важное диагностическое значение в постановке дифференциального диагноза и выводе диагностического решения как для врачей общего профиля, так и для специалистов-стоматологов. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предложила классифицировать заболевания и нарушения в ЧЛО как заболевания и их проявления, протекающие в полости рта и прилежащих анатомических структурах. Диагностика в каждом конкретном случае представляет собой сложный интеллектуальный процесс, в котором присутствуют методы аналогий, обобщений, дедуктивного вывода и сопоставления большого количества диагностической и симптоматической информации. Присутствие совместимых заболеваний может изменять клиническую картину патологического процесса и этим самым ввести в заблуждение специалиста-стоматолога в процессе диагностики. С целью облегчения процесса постановки диагноза предлагается использование интеллектуальной советующей (экспертной) системы диагностики заболеваний ЧЛО [3, 4, 5, 6].

Использование экспертных систем в диагностике заболеваний ЧЛО в последние годы становится все более актуальным. Трудности, возникающие при создании подобных интеллектуальных систем диагностики, обусловлены не только тем, что клинические знания в области диагностики заболеваний ЧЛО сложно систематизировать. Отсутствие конкретного методологического подхода в диагностике, размытость границ описаний симптоматологической картины заболеваний приводит к неоднозначному и под час противоречивому описанию клинической картины патологического состояния пациента. Постановка точного диагноза на основе изучения необходимых в процессе диагностики симптомов и проявлений заболеваний в ЧЛО, способность проведения дифференциального диагноза с похожими заболеваниями и использование клинических знаний, заложенных в базу знаний системы, значительно облегчит деятельность специалиста-стоматолога [7, 8].

В своей практической деятельности специалист-стоматолог при анализе болезни от высшего (абстрактного) уровня описания патологии переходит к максимально конкретизированному, то есть микро уровню. Следующий за наиболее абстрактным уровнем описания уровень, на котором выделяют тип патологического процесса, играет важную роль в процессе рассуждения от общего к частному во время постановки диагноза. На этом этапе выделяются типовые патологические процессы, которые развиваются по одинаковым законам, независимо от особенностей причин, вызывающих их и локализации патологии (например: воспаление). Следующим, более конкретным уровнем, является уровень, на котором формируется представление о нозологической форме болезни. Конкретизация происходит в ходе дедуктивного мышления, когда врач-специалист точно устанавливает причину болезни (например: микобактерии туберкулеза), определяет пострадавший орган (например: язык) и связь личных характеристик данного конкретного индивидуума (таких как возраст, пол, род занятий) со спецификой протекания заболевания. Патологический процесс протекает в динамике и может содержать в себе несколько болезней. На момент обращения пациента формируется клиническое описание некоторого патологического состояния, на основе которого необходимо поставить точный диагноз. Клиническое описание микроситуации - это множество клинических фрагментов, связанных с определенными диагнозами [
  1   2   3   4   5   6

плохо
  1
Ваша оценка:

Похожие:

Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconМодуль 3 болезни прорезывания зубов. Воспалительные заболевания полости рта и челюстно-лицевой области
Основные принципы хирургических методов лечения воспалительных заболеваний полости рта и челюстно-лицевой...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconМестное применение озона в комплексном лечении гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой
Работа выполнена на кафедре челюстно-лицевой хирургии и стоматологии фгвоу впо «Военно-медицинская...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconКонтрольные вопросы Воспалительные процессы челюстно-лицевой области
Препараты для профилактики тромбофлебита при фурункулах челюстно-лицевой области
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconОтделение челюстно-лицевой хирургии (стоматологическое)
Отделение челюстно-лицевой хирургии оказывает помощь взрослым и детям c заболеваниями и травмами...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconНаучная программа: Вклад профессоров Б. Д. Кабакова и Н. М. Александрова в развитие отечественной

Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconВрожденные и приобретенные дефекты и деформации челюстно-лицевой области. Этиология, патогенез, диагностика,
Патогенез, диагностика, принципы лечения и комплексной реабилитации больных. Роль специалистов различного...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconШа. А. Оптимизация диагностики и лечения абсцедирующих фурункулов челюстно-лицевой области у детей

Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconИрование восстановительных операций в челюстно- лицевой области. Показания и противопоказания. Учебно-
Р е ц е н з е н т ы: зав кафедрой челюстно- лицевой хирургии бгму, доцент А. В. Глинник; зав кафедрой...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconРазработка методов диагностики и лечения инфекционно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой
Работа выполнена в гоу впо «Московский государственный медико-стоматологический университет Минздравсоцразвития...
Экспертная система диагностики заболеваний челюстно-лицевой области iconТематический план практических занятий по хирургической стоматологии для студентов IV курса стоматологического
Специфические воспалительные процессы челюстно-лицевой области. Актиномикоз. Этиология. Патогенез....
Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2019
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы