Алгоритм семантического анализа диагностической базы знаний в системах поддержки врачебных решений Карп В.П., д.т.н., проф. Саруханов Б. А., аспирант Сафарова Э. А., эксперт Московский Государственный Институт Радиотехники Электроники и Автоматики (технический университет) Москва, МИРЭА

База формализованных знаний База данных «Consilium» … Задачи: Диагностика; Прогнозирование; Принятие. управленческих. решений; Выбор лечебного. воздействия; … Data Mining Формирование новых знаний АРМСППРЭС Пользователь Новые знания Семантическая интерпретация ДБЗ Диагностическая база знаний (ДБЗ) Алгоритм графического отображения связей в ДБЗ Обсуждение конкретной проблемы Когнитолог - аналитик Эксперт

CONSILIUM V1.08 Протокол голосования по контрольным объектам РЕШАЕМАЯ ЗАДАЧА: название задачи: ДВС-829 ДИАГНОСТИКА НОВОРОЖДЕННЫХ имя каpты: ДВС-829 число пpизнаков каpты: 54 число симптомов: 383 число больных (всего): 829 ПАРАМЕТРЫ АЛГОРИТМА: малый параметр: 0.01 глубина перебора: 3 эталон достовеpности в классе A: 5 эталон достовеpности в классе B: 8 эталон "сеpости" (сеpые симптомы пеpебиpаются): огpаничение на количество конъюнкций каждого ведущего симптома: 3 поpог веса конъюнкций за класс А: поpог веса конъюнкций за класс B: КОЛИЧЕСТВО ОБЪЕКТОВ НА ОБУЧЕНИИ: за класс А : Класс А (165) за класс В : Класс В (150) КОЛИЧЕСТВО ОБЪЕКТОВ НА КОНТРОЛЕ: за класс А за класс В - 220

п/пabcWiWi Семантическое значение правила ,84Отсутствие дородового лечения у матери, что имеет связь с положительными нетрепонемными тестами у новорожденного ,32Отсутствие дородового лечения у матери, что имеет связь с положительными нетрепонемными тестами у новорожденного ,25Отсутствие специфического лечения до беременности и профилактического во время беременности, что имеет связь с индексом нетрепонемных тестов к родам > ,01Отсутствие специфического лечения во время беременности, что сопровождалось клиническими проявлениями заболевания у новорожденного ,47Отсутствие специфического лечения до беременности и профилактического во время беременности, что имеет связь с родоразрешением на сроках 31 по 35 недель беременности ,25Отсутствие специфического лечения во время беременности, что имеет связь с отношением показателей индекса нетрепонемных тестов у новорожденного к показателям у матери в пределах значений:2-20/30-320; /0-1; /2-20; / Примеры диагностических правил в Базе Знаний за класс А …

п/пabcWiWi Семантическое значение правила ,27Адекватное лечение во время беременности (диагноз подтвержден положительными трепонемными тестами), что имеет связь с отсутствием клинических проявлений заболевания у новорожденного ,13Специфическое лечение матери, проведенное до беременности, при котором родоразрешение наступило на сроках > 37 недели беременности, что имеет связь с отсутствием клинических проявлений заболевания у новорожденного ,11Отсутствие клинических проявлений заболевания у новорожденного, что имеет связь с ранней постановкой на дородовый учет (на сроках до 12 нед. беременности) и специфическим лечением проведенным до беременности ,05Специфическое лечение матери, проведенное до беременности, при котором во втором триместре беременности наблюдались положительные нетрепонемные тесты, что сопровождалось отсутствием клинических проявлений заболевания у новорожденного ,98Специфическое лечение матери, проведенное до беременности, при котором во втором триместре беременности наблюдались положительные нетрепонемные тесты, что сопровождалось родоразрешением на сроках > 37 нед. беременности. Примеры диагностических правил в Базе Знаний за класс В …

Протокол голосования по контрольным объектам (%)

Пример врачебного заключения

База формализованных знаний База данных «Consilium» … Задачи: Диагностика; Прогнозирование; Принятие. управленческих. решений; Выбор лечебного. воздействия; … Data Mining Формирование новых знаний АРМСППРЭС Пользователь Новые знания Семантическая интерпретация ДБЗ Диагностическая база знаний (ДБЗ) Алгоритм графического отображения связей в ДБЗ Обсуждение конкретной проблемы Когнитолог - аналитик Эксперт

Фрагменты компьютерной диагностической базы знаний (в виде продукционной модели) п/пabcWiWi , , , , , ,25 п/пabcWiWi , , , , ,14 Продукционные правила для класса А Продукционные правила для класса В … … БЗ по задаче ДВС

Интерфейс пользователя программы

Идея построения кластеров связей в базе знаний Определение симптома с наибольшим количеством связей (симптом a) Подбор симптома-пары, с которым a образует наибольшее число правил (симптом b) Отображение правил с участием симптомов a и b одновременно («ось») Отображение правил-«придатков», содержащих отдельно a (или b) и один из симптомов «оси» Отображение «крыльев» - правил, содержащих a (или b) и не входящих в «ось» и её «придатки» Имеются неотмеченные правила в БЗ? начало конец да нет Семант. Интерпретация связей в БЗ А/В правила

При полном отсутствии лечения у матерей до родов (53): у них к родам сохраняются высокие титры нетрепонемных тестов (н/т 4+), что объясняет высокие значения индексов н/т > 5 у новорожденных (237, 245, 289, 297); особенно ярко это проявляется у молодых матерей (до 21 года) (4,5), причем для новорожденных характерно – высокие индексы н/т > 5 с уровнем их значений равными или даже выше материнских (303,305,371). Отсутствие у матери специфического и профилактического лечения (77) может привести к рождению детей с результатами индекса значений н/т выше, чем у матери (376), при явно выраженных клинических проявлениях у новорожденного (126). Во время беременности (59): Отсутствие специфического лечения у матерей, у которых индекс значений нетрепонемных тестов в околородовый период >5 (268), влечет за собой положительные нетрепонемные тесты у новорожденных (289). До беременности (55):

Одиночные правила БЗ за класс А: Для класса А характерными являются: преждевременные роды на сроках от 23 до 31 недели(91-93); результаты анализа спинномозговой жидкости указывающие на: положительный тест МР (113); высокий уровень цитоза/белка (133). низкий вес ребенка при рождении – менее 1000г.(82);

Адекватная пенициллиновая терапия у матерей до беременности (51,56,60) и профилактическое лечение во время беременности (76) влекут за собой низкую степень позитивности н/т (2+,3+) во втором триместре беременности (189, 194). При данных условиях высоко вероятен благополучный исход беременности на сроках от 37 недель (96) с отрицательными н/т у новорожденных (290,293). Кластеры связей симптомов класса В

Адекватное лечение матери до беременности (56) и частое посещение женской консультации (>4 посещений)(23) обеспечивает рождение ребенка без клинических проявлений заболевания (125).

Благополучный исход беременности Постановка на дородовый учет на ранних сроках беременности и частое посещение женской консультации Выявление диагноза у матери на сроках < 12 нед. беременности и своевременное начало лечения Выбор адекватного лечения беременной. Положительные нетрепонемные тесты во 2 триместре беременности при их низких значениях в третьем Рекомендации по эффективному ведению беременных