База знаний

Блок

логического

вывода

Инженер по знаниям

Эксперт

Интерфейс пользователя

Подсистема объяснений

Редактор базы знаний

Экспертные системы Блок разработки и модификации

Рис. 4. Структура экспертной системы

2) Формирование признакового пространства, обеспечивающе­го решение выбранной проблемы. Признаковое пространство фор­мируется как объединение подмножеств признаков, вошедших в эталонное описание всех диагностических заключений, сформи­рованных на первом этапе создания БЗ.

3) Формирование алгоритмов (решающих правил), позволяющих получать диагностические заключения. Алгоритмы могут быть:

1. эмпирическими, т.е. сообщенными экспертом;

2. обнаруженными в больших БД историй болезни — шабло­ны, отражающие многоаспектные взаимоотношения в данных; процесс обнаружения в «сырых» данных ранее неизвестных, прак­тически полезных и доступных для интерпретации знаний носит название Data Mining, т.е. «раскопка» или «добыча» данных (сино­нимами этого понятия являются Knowledge discovery in databases — обнаружение знаний в БД и интеллектуальный анализ данных);

3) полученными в результате специальной статистической об­работки первично извлеченными у эксперта знаниями.

Блок логического вывода — это программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в БЗ.

Подсистема объяснений — программа, позволяющая пользо­вателю получить ответ на вопрос, как и почему было принято то или иное решение.

Редактор базы знаний — программа, предоставляющая инже­неру по знаниям возможность дополнять разработанную БЗ, что позволяет ЭС не терять свою актуальность с течением времени. Другой вариант пополнения БЗ был предложен в конце 1970-х гг. американскими исследователями, создавшими программу TEIRE- SIAS, обеспечивающую интерактивный диалог с экспертом на ог­раниченном естественном языке. Но широкого использования этот подход не нашел ввиду большой сложности такой работы для экс­пертов.

Интерфейс пользователя — это комплекс программ, реали­зующих интерактивный диалог с ЭС. Он должен соответствовать задачам системы, обеспечивать высокую скорость работы с про­граммой, минимизировать количество человеческих ошибок в процессе работы с системой, быть удобным, т.е. «дружествен­ным».

В различных областях медицинских знаний накоплен опреде­ленный опыт в построении АС по принятию врачебных реше­ний.

Одной из первых медицинских ЭС, в которых в качестве ос­новной модели представления знаний использовалась система продукций, была диагностическая система MYCIN, предназна­ченная для идентификации возбудителей инфекционных заболе­ваний. Эта система ставит диагноз, исходя из имеющихся симпто­мов, и рекомендует курс лечения. Она содержит 450 правил, разработанных при участии группы специалистов по инфекционным заболеваниям Стэнфордского университета. Знания в MYCIN под­разделяются на факты и продукции. Система «умеет» объяснять свои заключения, позволяет модифицировать старые правила и вводить новые.

Система Empty MYCIN (EMYCIN) - «пустая» MYCIN - явля­ется универсальной системой, не зависящей от конкретной про­блемной области. Это одна из первых «оболочек» для разработки медицинских ЭС. На ее основе были созданы:

PUFF — для диагностики легочных заболеваний с использованием результатов функциональных следований;

ONCOCIN — для химиотерапевтического лечения онкобольных и наблюдения за ними;

BLUE BOX — для диагностики и лечения депрессий и других состояний.

Наиболее крупная по числу диагностируемых терапевтических заболеваний ЭС INTERNIST/CADUCEUS содержит в БЗ сведения о 500 нозологических единицах и 6 ООО признаках.

Среди отечественных разработок можно выделить:

«МОДИС» — для диагностики различных форм артериальной гипертензии;

«КОНСУЛЬТАНТ-2» — для диагностики острых заболеваний брюшной полости с учетом уровня подготовки медицинского пер­сонала (врач, фельдшер);

«ДИНАР» — диспетчерско-консультативная система по неот­ложным состояниям в детском возрасте;

«ЭСТЕР» — для диагностики лекарственных отравлений — анализирует 19 групп распространенных препаратов, имитирует рассуждения врача-эксперта в токсикологии.

Среди отечественных ЭС хотелось бы выделить многолетний и разносторонний опыт разработок для педиатрии под руководством Б. А. Кобринского. Существуют также ЭС для дифференциальной диагностики неотложных состояний («ДИН», 1989), 1 200 наслед­ственных болезней («ДИАГЕН», 1991), судорожных синдромов («ИНФАНТИЛЬНЫЙ СПАЗМ», 1997). И это далеко не полный перечень применяющихся систем.