Sistem Expert în Medicină

Introducere

Sistemul Expert permite identificarea bolilor şi este îndreptat spre luarea unor decizii. În medicină luarea unei decizii apare într-un mod foarte important atunci când trebuie pus un diagnostic deoarece la stabilirea unui diagnostic, apar mai multe alternative. Pentru a determina diagnosticul este esenţială examinarea bolnavului. Este necesar de a analiza minuţios fiecare din simptomele depistate. Dacă bolnavul prezintă dureri este necesar de a preciza caracterele ei: localizare, propagare, durată, intensitate, factorii şi circumstanţele care contribuie la atenuarea sau agravarea ei. De regulă se depistează mai multe simptome, de aceea este necesar de a stabili prioritatea lor. În timpul examenului amănunţit simptomele nu se cercetează izolat. Este necesară de a căuta o relaţie patogenetică între simptomele evidenţiate, încercând de a le uni într-un sindrom, ce caracterizează starea patologică. Deja la primul contact cu bolnavul, prin analiza detaliată a acuzelor se poate forma o concepţie despre caracterul procesului patologic, în majoritatea cazurilor se poate presupune care sistem sau organ este afectat. Decizia finală asupra diagnosticului este lăsată exclusiv medicului.

Noţiuni generale despre sistemele expert de diagnosticare a bolilor

Dezvoltarea spectaculoasă a calculatoarelor în ultimii treizeci de ani a permis cercetărilor în domeniu să încerce utilizarea calculatoarelor pentru rezolvarea unor probleme din ce în ce mai dificile, din ce în ce mai apropiate de complexitatea problemelor soluţionate de om. Pe măsură ce problemele de viteză şi capacitate de memorare au fost rezolvate la nivelul tehnologiei construcţiei calculatoarelor, limitarea utilizării tehnicii de calcul în locul expertului uman se datorează mai ales incapacităţii oamenilor de a instrui şi programa adecvat calculatoarele. Încercarea extinderii utilizării calculatoarelor la tot ceea ce poate fi soluţionat de om a dus la apariţia unui nou domeniu al ştiinţei calculatoarelor: inteligenţa artificială.

Sistemele expert sunt produse ale inteligenţei artificiale, ramură a ştiinţei calculatoarelor ce urmăreşte dezvoltarea de programe inteligente. Ceea ce este remarcabil pentru sistemele expert, este aria de aplicabilitate ce a cuprins multe domenii de activitate. Un sistem expert (SE) este un program care urmăreşte un grup de cunoştinţe pentru obţinerea în acelaşi mod ca şi experţii umani a rezultatelor despre activităţi dificil de examinat. Principala caracteristică a sistemelor expert este derivată din baza de cunoştinţe împreună cu un algoritm de căutare specific metodei de raţionare. Un sistem expert tratează cu succes probleme pentru care o soluţie algoritmică clară nu există. Sistemele expert pot reprezenta şi procesa informaţiile într-o formă superioară, de înalt nivel, prin cunoştinţe formate din fapte şi reguli, constituite din declaraţii simbolice din realitate, ca structuri de relaţii logice apropiate gîndirii şi vorbirii umane, şi pot replica procesele de gîndire ale experţilor umani dintr-un domeniu particular, printr-un raţionament flexibil de deducere a noi cunoştinţe din cele adevărate, stocate într-o bază de cunoştinţe. Sistemele expert sunt programe concepute pentru a raţiona în scopul rezolvării problemelor pentru care în mod obişnuit se cere o expertiză umană considerabilă. Se pot oferi foarte multe definiţii pentru noţiunea de sistem expert şi de asemenea se pot realiza foarte multe clasificări pornind de la acestea. Cert este faptul că un sistem expert (SE) incorporeaza o baza de cunoştinţe şi un motor de inferenţă şi că acesta utilizează proceduri de inferenţe pentru soluţionarea unor probleme. Cu toate acestea, SE au un grad foarte mare de generalitate. Pentru a contura noţiunea de SE putem enumera urmatoarele caracteristici:

• din punct de vedere conceptual, SE vizează reconstituirea rationamentului uman pe baza expertizei obţinute de la experţi;

• SE dispun de cunostinţe şi de capacitatea de a desfăşura activităţi intelectuale umane;

• sunt organizate pentru achiziţia şi exploatarea cunoaşterii dintr-un domeniu particular numit domeniul problemei;

• dispun de metode de invocare a cunoaşterii şi exprimarea expertizei comportandu-se ca un‚”asistent inteligent“.

• la nivel de realizare informatică, SE se bazează pe principiul separării cunoaşterii de programul care o tratează;

• sunt capabile sa memoreze cunoaşterea, să stabilească legaturile între cunoştinţe şi să tragă concluzii, să propună soluţii, recomandări, să determine cauzele unor fenomene. Cunoaşterea într-un sistem expert este organizată într-o manieră care separă cunoştinţele despre domeniul problemei de alte tipuri de cunoştinţe, precum cele despre rezolvarea problemei şi cele despre interacţiunea cu utilizatorul. Sistemele expert sunt programe care inmagazinează cunostinţe specializate, introduse de experti. Aceste sisteme se folosesc deseori in situaţii în care nu există o soluţie algoritmică clară. Principala caracteristică a acestora este prezentă unei baze de cunoştinţe impreună cu un algoritm de căutare adecvat tipului de raţionament. De cele mai multe ori, baza de cunoştinţe este foarte mare,de aceea este foarte importantă modalitatea de reprezentare a cunoaşterii. Baza de cunostinte a sistemului trebuie separata de program, care la randul sau trebuie sa fie cat mai stabil. Cel mai utilizat mod de reprezentare a cunoaşterii este o mulţime de reguli de producţie. Operaţiunile acestor sisteme sunt apoi controlate de o procedura simplă, a cărei natură depinde de natura cunoştinţelor. Ca urmare a tehnologiilor moderne, s-au conceput şi realizat sisteme de calcul inteligente ce au facilitat elaborarea de sisteme expert ce înglobează atât performanţele hardware, căt şi procesarea cunoştinţelor la nivel de expert pentru diverse domenii.

Sistemele expert constituie o clasa particulară de sisteme informatice bazate pe inteligenţa artificială, având drept scop reproducerea cu ajutorul calculatorului a cunoştinţelor şi raţionamentelor experţilor umani. Un asemenea sistem este capabil să colecteze şi să stocheze expertiza acumulată de persoane cu calificare superioara şi experienţă vastă şi să o difuzeze în cadrul intreprinderii sau să o incorporeze în sisteme informatice de asistare a deciziilor. Într-un sistem expert raţionarea şi cunoştinţele nu trebuie tratate separat deoarece un astfel de sistem presupune o armonizare a lor.

Expertul care înţelege necesitatea utilizării unui sistem expert în domeniul său de activitate poate obţine ajutor de la inginerul de cunoştinţe (specialistul în calculatoare) deoarece în urma discuţiilor cu acesta anumite cunoştinţe vor fi reformulate astfel încât să poată fi aplicabile pe un calculator.