Приклад застосування систем ймовірнісної діагностики
Розглянемо приклад формування банку даних для одного з класів захворювань, відомого під назвою «гострий живіт». Для спрощення задачі візьмемо тільки три хвороби даного класу (інфаркт міокарда, перитоніт, пневмонія) і тільки десять симптомів: C1 — біль у грудній клітці, C2 — біль у животі, C3 — підвищення температури, C4 — лейкоцитоз, C5 — зниження артеріального тиску, C6 — зміни в кардіограмі, C7 — загальна загальмованість, C8 — загальна слабість, запаморочення, C9 — здуття живота, Cl0 — розширення серця.
Нехай в результаті статистичних досліджень дістали такі дані:
Статистика захворювань в регіоні за останній місяць така: інфаркт міокарда — 600 чол., пневмонія — 100 чол., перитоніт — 30 чол. Загальне число захворювань — 100.000 випадків.
Серед 100 історій хвороб з перевіреним діагнозом інфаркт міокарда виявлено симптом C1 — 90 разів, C2 — 30 разів, C3 — 95 разів, C4 — 95 разів, C5 — 10 разів, C6 — 98 разів, C7 — 8 разів, C8 — 50 разів, C9 — 20 разів, C10 — 10 разів.
Серед 100 історій хвороб з перевіреним діагнозом перитоніт виявлено симптом C1 — 5 разів, C2 — 95 разів, C3 — 80 разів, C4 — 83 рази, C5 — 95 разів, C6 — 17 разів, C7 — 50 разів, C8 — 88 разів, C9 — 95 разів, C10 — 1 раз.
Серед 100 історій хвороб з перевіреним діагнозом пневмонія виявлено симптом C1 — 90 разів, C2 — 40 разів, C3 — 90 разів, C4 — 92 рази, C5 — 78 разів, C6 — 15 разів, C7 — 30 разів, C8 — 95 разів, C9 — 13 разів, C10 — 10 разів.
На основі цих даних складемо таблицю:
Таблиця 21. Приклад формування банку даних
Хвороби | Апріорні ймовірності | Симптоми | |||||||||
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | ||
X1 (інфаркт міокарда) | 0,006 | 0,9 | 0,3 | 0,95 | 0,95 | 0,1 | 0,98 | 0,08 | 0,5 | 0,2 | 0,1 |
X2 (перитоніт) | 0,0003 | 0,05 | 0,95 | 0,8 | 0,83 | 0,95 | 0,17 | 0,5 | 0,88 | 0,95 | 0,01 |
X3 (пневмонія) | 0,001 | 0,9 | 0,4 | 0,9 | 0,92 | 0,78 | 0,15 | 0,3 | 0,95 | 0,13 | 0,1 |
Після того як банк даних сформовано й записано на зберігання в пам’ять ЕОМ, переходять до наступного етапу діагностики. На цьому етапі, використовуючи значення симптомів конкретного пацієнта (наявність симптому позначається як 1, відсутність — як 0), програма обчислює умовні ймовірності P(Xf|C) хвороб Xf при комплексі симптомів C даного пацієнта за формулою Байєса:
, (18)
де P(C|Xf) – ймовірності прояву симптомів C1, C2, ... Ck, комплексу симптомів C у пацієнта при кожній хворобі X1 , X2 , ... , Xm , можливій при даній клінічній картині хворого. Вони обчислюються за формулою:
. За відсутності симптому Ci замість множника P(Ci|Xf) використовується різниця 1–P(Ci|Xf) .
Якщо в результаті обчислень виявиться, що для хвороби Xf умовна ймовірність P(Xf|C) значно перевершує ймовірності всіх інших, то програма приписує хворому це захворювання – Xf . Якщо в результаті обчислень виявиться, що для кількох хвороб умовні ймовірності набагато перевершують ймовірності всіх інших, то алгоритм рекомендує продовжити обстеження для уточнення діагнозу.
- Список літератури………………………………………………………..267 Розділ 1. Інформаційні технології в системі охорони здоров’я
- 1.1. Основні поняття медичної інформатики
- Інформація та її визначення
- Передача інформації. Схема передачі інформації. Відправник, канал, і одержувач
- Носії повідомлень
- Представлення інформації в комп’ютері
- Предмет та об’єкт медичної інформатики
- Медична інформація та її види
- Інформація, дані, знання
- Типи медичних знань.
- Інформаційний медичний документ
- Медичні дані
- Питання для самоконтролю
- 1.2. Мережеві технології Основні поняття комп’ютерних мереж
- Комунікаційне обладнання
- Комунікаційне програмне забезпечення
- Класифікація комп’ютерних мереж
- Локальні мережі
- Глобальні мережі
- Глобальна мережа Internet та її можливості
- Виникнення глобальної мережі Internet.
- Протоколи мережі Internet.
- Ідентифікація комп’ютерів в мережі. Адресація в Internet.
- Основні послуги Internet.
- Робота з електронною поштою
- Поштові адреси та структура електронного листа.
- Робота з гіпертекстовими сторінками World Wide Web.
- Пошук в Internet
- Робота з файлами засобами ftp-сервера
- Загальні алгоритми пошуку інформації в Internet .
- Питання для самоконтролю
- 1.3. Інформаційні ресурси системи охорони здоров’я Основи телемедицини.
- Технології, що застосовуються у телемедицині
- Будова телемедичних систем. Засоби передачі інформації в телемедицині
- Функції телемедичних центрів
- Стандарти, які застосовуються в телемедицині.
- Стандарт Health Level 7
- Проблеми телемедицини
- Доказова медицина. Принципи доказової медицини
- Визначення доказовості
- Аспекти доказової медицини
- Умови ефективного функціонування доказової медицини
- Алгоритм дій
- Мета-аналіз
- Види мета-аналізу
- Переваги мета-аналізу
- Проблеми мета-аналізу
- Питання для самоконтролю
- Розділ 2. Комп’ютерні дані та методи їх аналізу
- 2.1 Системи управління базами даних. Основні концепції баз даних
- Класифікація баз даних
- Основні типи моделей даних
- Ієрархічна модель даних.
- Модель даних типу мережа.
- Реляційна модель даних.
- Класифікація сучасних систем керування базами даних
- Мовні засоби систем керування базами даних
- Майбутнє субд
- Питання для самоконтролю
- 2.2. Кодування та класифікація. Історія класифікації і кодування
- Що таке класифікація?
- Двоосьова icpc .
- Види кодів
- Класифікація і кодування
- Міжнародні Системи Класифікації.
- Системи класифікації в Україні
- Питання для самоконтролю
- 2.3. Візуалізація медико-біологічних даних. Поняття медичного зображення.
- Формування медичних зображень: від фізіології до інформаційної обробки
- Медичне зображення як об’єкт медичної інформатики.
- Методи отримання медичних зображень
- Обробка медичних зображень.
- Основні принципи обробки зображень.
- Попередня обробка.
- Зміна контрастності зображення.
- Затемнення і видимість деталей зображення
- Зменшення шуму.
- Квантування рівня сірого
- Відновлення зображень
- Покращення зображень
- Методика виявлення краю або контуру
- Сегментація.
- Стиснення зображення
- Перетворення зображення
- Повне перетворення
- Розрахунок параметрів.
- Інтерпретація зображень.
- Проблеми обробки та аналізу зображень
- Проблема візуалізації зображень.
- Двовимірні томографічні зображення.
- Тривимірне об’ємне зображення.
- Способи двовимірної візуалізації.
- Способи дійсної три вимірної візуалізації.
- Застосування тривимірної візуалізації.
- Сучасні тенденції обробки зображень
- Обробка двовимірних та тривимірних медичних зображень. Обробка двовимірних медичних зображень
- Обробка тривимірних медичних зображень
- Питання для самоконтролю
- 2.5. Біосигнали та їх обробка.
- Етапи аналізу біосигналів
- Реєстрація, перетворення та класифікація сигналів
- Біосигнали і нестаціонарні сигнали.
- Типи сигналів. Детерміновані біосигнали
- Стохастична форма хвилі
- Аналого-цифрове перетворення
- Приклади застосування аналізу біосигналів
- Питання для самоконтролю
- Розділ 3. Медичні знання та прийняття рішень
- 3.1. Формалізація та алгоритмізація медичних задач. Основні поняття
- Алгоритми та їх властивості.
- Способи подання алгоритмів
- Типи алгоритмів та їх структурні схеми Лінійні алгоритми
- Циклічні алгоритми
- Цикл-поки
- Цикл-до
- Питання для самоконтролю
- 3.2. Формальна логіка у вирішенні медико-біологічних задач. Основи логіки висловлень
- Поняття висловлення
- Множина значень висловлення
- Алфавіт логіки висловлень
- Логічні операції та таблиці істинності. Бінарні і унарні операції
- Операція заперечення.
- Операція кон’юнкції
- Операція диз’юнкції
- Операція імплікації
- Операція еквівалентності
- Діаграми Вена
- Властивості логічних операцій
- Основні логічні функції.
- Логічна функція якщо
- Способи подання логічних функцій
- Питання для самоконтролю
- 3.3. Логічні і ймовірнісні моделі у діагностиці захворювань Типи діагностичних і прогностичних технологій
- Види лікарської логіки.
- Детерміністична логіка
- Табличні методи
- Машинні технології
- Логіка фазових інтервалів
- Фазовий простір станів
- Застосування ймовірнісної логіки в діагностиці
- Основи теорії ймовірнісної діагностики
- Розробка систем ймовірнісної діагностики
- Приклад застосування систем ймовірнісної діагностики
- Метод послідовного статистичного аналізу Вальда
- Питання для самоконтролю
- 3.4. Моделювання медико-біологічних процесів . Поняття системи
- Властивості систем
- Структура систем
- Загальна теорія систем. Системний підхід
- Поняття моделі. Типи моделей
- Типи моделей
- Математична модель. Історія
- Ступені складності математичної моделі
- Ступені адекватності
- Математичне моделювання
- Етапи математичного моделювання
- Обмеження і переваги методу математичного моделювання
- Приклади математичних моделей.
- 1. Гемодинаміка судинного русла
- 2. Модель зміни концентрації лікарського препарату в крові пацієнта
- 3. Моделювання росту популяцій
- 43. Випадкові відхилення 44. Випадкові відхилення
- 4. Математична модель «хижак – жертва»
- 5. Моделювання клітинного росту
- 6. Математичне моделювання в імунології.
- 7. Моделювання епідемічних процесів
- Питання для самоконтролю
- 3.5. Системи знань. Експертні системи. Визначення й архітектура систем знань
- Людина і комп’ютер
- Експертні системи в медицині
- Штучний інтелект.
- Історія ес
- Розробка експертних систем
- База знань
- Формальні моделі зображення знань
- Продукційні моделі
- Семантичні моделі
- Модель типу фрейм
- Характеристики експертних систем
- Приклади застосування експертних систем
- Тенденції розвитку систем знань
- Питання для самоконтролю
- Розділ 4. Інформаційні системи в охороні здоров’я
- 4.1. Медичні інформаційні системи Вимоги до інформації
- Основні аспекти інформатизації медичної діяльності
- Загальна технологічна схема діагностично-лікувального процесу.
- Етапи створення і основні характеристики міс
- Класифікація медичних інформаційних систем
- Медичні інформаційні системи базового рівня
- Інформаційно довідкові системи.
- Консультативно-діагностичні системи.
- Арм лікаря.
- Автоматизоване робоче місце лікаря діагноста
- Медичні інформаційні системи рівня лікувально-профілактичного закладу
- Інформаційні системи консультативних центрів.
- Скрінінгові системи.
- Інформаційні системи лікувально-профілактичної установи Особливості організації інформаційного середовища лікувально профілактичної установи
- Основні типи даних
- Інформаційні системи поліклінічного обслуговування.
- Міс територіального і державного рівня
- Інформаційне забезпечення міс
- Питання для самоконтролю
- 4.2. Автоматизовані системи діагностики захворювань і прогнозування результатів їх лікування
- 4.3. Медичні приладо – комп’ютерні системи Поняття про приладо – комп’ютерні системи.
- Коротка історична довідка.
- Класифікація медичних приладо-комп’ютерних систем
- Класифікація за функціональними можливостями
- Класифікація за призначенням
- Основні принципи побудови мпкс Структура мпкс.
- Медичне забезпечення
- Апаратне забезпечення мпк Деякі елементи обчислювальної техніки
- Програмне забезпечення мпкс.
- 1. Підготовки дослідження.
- 2. Проведення дослідження.
- 3. Перегляду і редагування записів.
- 4. Обчислювального аналізу.
- 5. Оформлення висновку.
- 6. Роботи з архівом.
- Системи для проведення функціональної діагностики. Системи для дослідження функцій кровообігу.
- Комп’ютерна електрокардіографія
- Комп’ютерна реографія.
- Системи для дослідження органів дихання.
- Системи для дослідження головного мозку
- Комп’ютерна електроенцефалограма
- Системи для ультразвукових досліджень
- Комп’ютерна ехотомографія
- Інші типи спеціалізованих систем
- Методи обробки й аналізу медичних зображень.
- Мпкс для рентгенівських досліджень
- Мпкс для магнітно-резонансних досліджень.
- Мпкс для радіонуклідних досліджень(рнд).
- Багатофункціональні системи
- Системи для проведення моніторингу
- Специфіка моніторингових систем
- Електрокардіографічний моніторинг
- Системи управління лікувальним процесом.
- Системи інтенсивної терапії.
- Системи оберненого біологічного зв’язку.
- Системи протезування та штучні органи.
- Перспективи розвитку мпкс
- Питання для самоконтролю
- 4.4. Госпітальні інформаційні системи
- Типи систем.
- Відображення сценарію інформаційних подій в лпу.
- Архітектура гіс.
- Автоматизовані робочі місця головного лікаря та його замісників.
- Регістратура
- Електронна медична карта (емк)
- Стаціонар
- Лабораторні дослідження.
- Операційна
- Облік лікарських засобів.
- Електронна медична картка. Ведення медичної документації за допомогою персонального комп’ютера.
- Концепція побудови електронних медичних карток
- Ступінь захисту інформації про пацієнтів
- Система медичного документообігу закладів охорони здоров’я
- Структура системи
- Етапи документообігу
- Питання для самоконтролю
- 4.5. Етичні та правові принципи в системі охорони здоров’я Захист медичної інформації
- Медична інформаційна система як об’єкт захисту
- Проблеми організації захисту лікарської таємниці
- Загрози інформації, що містить лікарську таємницю.
- Проблеми впровадження комплексних систем захисту.
- Вимоги до моделі процесів інформаційної безпеки.
- Формування моделі інформаційної безпеки.
- Питання для самоконтролю