6. Дослідження основних проблем предметної області

1. Інформатизація суспільства в цілому і медицини зокрема

Останнім часом неухильно зростає значення інформаційного забезпечення різних медичних технологій. Використання сучасних інформаційних технологій стає критичним фактором розвитку більшості галузей знання і областей практичної діяльності, тому розробка і впровадження інформаційних систем є однією з найактуальніших завдань.

У медичних установах більшість персональних комп'ютерів застосовується лише для обробки текстової документації, зберігання та обробки баз даних, ведення статистики і виконання фінансових розрахунків. Окрема, спеціалізована частина машин використовується спільно з різними діагностичними і лікувальними приладами.

У багатьох лікувально-діагностичних технологіях можливості сучасних комп'ютерів практично не використовуються. Перш за все, це діагностика, призначення лікувальних заходів, прогнозування перебігу захворювань і їх результатів. На наш погляд, основними причинами недостатньо повного використання сучасних комп'ютерних технологій в медицині є слабо розвинена технічна база, недостатній рівень підготовки учасників цих технологій в області сучасного апаратного та програмного забезпечення, погана оснащеність спеціалізованими пакетами прикладних програм та ін Велике значення має психологічний аспект застосування комп'ютерних додатків. Це серйозна причина, пов'язана з особливостями роботи лікаря. Лікар є дослідником, його робота носить творчий характер, проте він несе пряму відповідальність за результат своєї діяльності. Приймаючи рішення про діагнозі або лікуванні, він спирається на знання і досвід - свої власні і колег, що є для нього авторитетом. Дуже важливо при цьому обгрунтування рішення, особливо якщо воно підказується з боку.

Сучасні технічні можливості дозволяють вийти на якісно новий рівень представлення перебігу захворювання, а саме візуально, на основі відповідних математичних моделей, просторово змоделювати типове розвиток патологічного процесу при конкретному захворюванні. Вже зараз, на сучасному етапі розвитку медицини, інформаційні навантаження досягають меж людських можливостей. Виникає дилема: або доводиться жертвувати повнотою аналізу інформації, або необхідно ширше використовувати різні методи комп'ютерної підтримки прийняття рішень.

2. Експертні системи

Медичні експертні системи дозволяють лікарю не тільки перевірити власні діагностичні припущення, але й звернутися до комп'ютера за консультацією у важких діагностичних випадках.

Експертна система (ЕС, expert system) - комп'ютерна програма, здатна частково замінити фахівця-експерта в дозволі проблемної ситуації. ЕС почали розроблятися дослідниками штучного інтелекту в 1970-х роках, а в 1980-х отримали комерційне підкріплення.

Область досліджень, присвячена формалізації способів подання знань і побудови експертних систем (ЕС), називають В«інженерією знань В». Цей термін введений Е. Фейгенбаум і в його трактуванні означає В«Привнесення принципів і засобів з області штучного інтелекту в рішення важких прикладних проблем, що вимагають знань експертів В». Іншими словами, експертні системи застосовуються для вирішення неформалізованих проблем, до яких відносяться завдання, що володіють однією або декількома характеристиками з наступного списку:

- завдання не можуть бути представлені в числовій формі;

- вихідні дані і знання про предметної області неоднозначні, неточні, суперечливі;

- цілі не можна виразити за допомогою чітко визначеної цільової функції;

- не існує однозначної алгоритмічного вирішення задачі.

Всі перераховані вище властивості є типовими для медичних завдань, так як в більшості випадків вони представлені великим обсягом багатовимірних, заплутаних, а часом і суперечливих клінічних даних. ЕС дозволяють вирішувати завдання діагностики, диференційної діагностики, прогнозування, вибору стратегії і тактики лікування та ін

Вельми істотно, що робота з експертними системами може вестися віддалено (телемедицина)

Найбільш важливі області застосування експертних систем:

1. Діагностика невідкладних і загрозливих станів в умовах дефіциту часу

2. Обмежені можливості обстеження

3. Убога клінічна симптоматика

4. Швидкі темпи розвитку захворювання

Загальний принцип, покладений в основу формування медичних експертних систем, - включення в базу знань синдромів, що відбивають стан всіх основних систем органів.

У створенні експертних систем беруть участь, як правило, лікар-експерт, математик і програміст. Основна роль в розробці такої системи належить експерту-лікаря.

У повністю оформленої експертної системи присутні 4 основних компоненти (блоку):

• База знань

• Машина виведення

• Модуль вилучення знань

• Система пояснення прийнятих рішень

Крім того, хороша експертна система має блок для поповнення бази знань - система з навчанням.

Експертні системи дозволяють не тільки виробляти ранню доклінічну діагностику, але також оцінювати опірність організму і його схильність до захворювань, у тому числі онкологічним.