Мустецов Тимофій Миколайович. Біотехнічна система діагностики стану пацієнтів з політравмою

brief description

Мустецов Тимофій Миколайович. Біотехнічна система діагностики стану пацієнтів з політравмою : Дис... канд. наук: 05.11.17 2009

Мустецов Т.М. Біотехнічна система діагностики стану пацієнтів з політравмою. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.11.17 біологічні та медичні прилади і системи. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2008.
Дисертація присвячена розробці біотехнічної системи медичної діагностики. На базі розробленої моделі процесу медичної діагностики показано, що формування медичного діагнозу не може бути виконано тільки технічними засобами. Це зумовлено тим, що медичний діагноз є результат репродуктивного і продуктивного мислення, яке властиво тільки людині. Математично формалізована задача підвищення якості медичного діагнозу. Показано, що підвищення ефективності використання технічних засобів у медицині може бути досягнуто при умові, що технічні засоби будуть допомагати та стимулювати роботу лікаря-діагноста. Таким чином обґрунтовано, що лікар повинен бути підсистемою в системі діагностики.
Для реалізації запропонованого підходу пропонується використання декількох експертних та інформаційно - пошукової систем. Показано, що для роботи інфомаційно - пошукової системи необхідно використовувати матрицю асоціювання термінів. Експертні системи можуть бути побудовані як ймовірнісні, так і побудовані на теорії нечітких множин. Для першого випадку пропонується модифікація формули Байеса, що дозволяє враховувати кореляцію між симптомами.
Враховуючи, що в медицині мають широке впровадження якісні показники, оптимізована їх кількість та розміщення в межах шкали.
Синтезована структурна схема системи і запропонована експертна підсистема для діагностики закритих травм живота.

У дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу забезпечення ефективної взаємодії між людиною і комп'ютерними засобами при прийнятті діагностичних рішень у медицині на основі комплексного підходу з використанням досягнень інформатики, психології, теорії штучного інтелекту. Отримані наступні результати.
1. Розроблено модель процесу формування медичного діагнозу, аналіз якої дозволив з'ясувати наступне:
- медичну діагностику не можна розглядати як задачу вимірювання або задачу розпізнавання образів;
- медична діагностика є результатом продуктивного і репродуктивного процесу мислення лікаря, який неможливо повністю формалізувати;
- математичні методи у медичній діагностиці, як у області, що не формалізується, можуть бути застосовані в якості допоміжних засобів діагностичного процесу, що контролюється людиною;
- основою створення інтелектуальної системи медичної діагностики може служити ефективне поєднання продуктивного мислення лікаря і адаптованих до нього технічних (обчислювальних) засобів.
2. Формалізовано задачу підвищення якості медичного діагнозу у вигляді:Q(K,M,T) max,що відрізняється врахуванням суми знань (K) в системі,їх формалізованість (M),та загальний час (Т), що затрачено на діагностику, це дозволило визначити шляхи підвищення якості медичного діагнозу, а саме, підвищення формалізованості знань (особливо якісних) та збільшення часу продуктивного мислення лікаря, який працює з системою.
3. Запропоновано новий метод формалізації якісних медичних показників, що відрізняється нерівномірністю шкали і дозволяє уникнути похибок лінгвістичних оцінок на краях шкали; обґрунтовано оптимальну кількість якісних змінних.
4. Розроблено обчислювальний метод обробки кореляції між медичними показниками, що дозволило модифікувати формулу Байеса та зменшити об’єм обчислювальних процедур в експертній підсистемі.
5. Запропоновано метод визначення пріоритетності діагностичних показників, за потенційною інформаційною ємністю симптомів, у системах, заснованих на знаннях, що дозволило обґрунтувати вибір симптомів для формування діагнозу.
6. Запропоновано використовувати матрицю асоційованості термінів для побудови когнітивної карти, що дозволить стимулювати продуктивне мислення лікаря.
7. Синтезовано структуру біотехнічної системи медичної діагностики та обґрунтовано критерії оцінки роботи, а саме, час продуктивного мислення оператора. Система складається з експертних і інформаційно-пошукових підсистем та активного оператора-лікаря. Відмінною рисою системи є наявність елементів стимуляції мислення лікаря, що дозволило максимально використовувати одночасно можливості ЕОМ і знання спеціаліста.
8. Розроблено алгоритм роботи експертної підсистеми на базі теорії нечіткої логіки і проведено її практичну реалізацію для діагностики закритої травми живота при політравмі. Проведено практичну апробацію експертної підсистеми і зроблено оцінку отриманих результатів, що підтвердило переваги запропонованої системи діагностики, яка орієнтована на стимуляцію роботи лікаря.