Общие сведения

Экспертная система (ЭС) — это система, обеспечивающая принятие решения по исходной информации на основе базы знаний, хранящей знания экспертов, путем применения ЭВМ, позволяющей интерпретировать эти знания.

В медицине врачи принимают важное решение, которое определяет успех всей работы: ставят диагноз. Точность диагностики зависит от квалификации специалиста (эксперта) — его умения правильно проанализировать имеющуюся информацию. Но бывают ситуации, когда нет высококвалифицированного специалиста по какой-либо специальности. Поэтому, по мере развития вычислительной техники, возникла идея заложить знания специалистов в компьютер и использовать его в качестве электронного эксперта.

По способу решения задачи диагностики различают вероятностные системы и экспертные системы. В вероятностных системах диагностика осуществляется реализацией одного из методов распознавания образов или статистических методов принятия решений. В экспертных системах — реализуется логика принятия диагностического решения опытным врачом.

Так как ЭС основана на знаниях — те, в свою очередь, должны быть явными и доступными, высококачественными, полученными непременно на уровне профессионалов, более глубокими и полными, чем у обычного пользователя, и, таким образом, должны обеспечивать глубину и компетентность системы. Система также должна уметь работать не только с количественной, но и с трудно формализуемой качественной информацией, что особенно важно для решения медицинских задач.

Экспертные системы принадлежат к классу систем искусственного интеллекта. Разрабатываемые в настоящее время медицинские экспертные системы просты и решают узкоспециализированные задачи медицинской диагностики. По сути дела это диалоговые базы данных, сопряженные с базами знаний и подсистемами генерации отчетов.

Самые важные области применения экспертных систем:

? неотложные и угрожающие состояния;

? дефицит времени;

? ограниченные возможности обследования;

? скудная клиническая симптоматика;

? быстрые темпы развития заболевания.

Необходимо отметить, что работа с экспертными системами может вестись удаленно.

Общий принцип, положенный в основу формирования ЭС диагностических заключений, — включение в базу знаний синдромов, позволяющих контролировать все основные системы организма.

Выводы, основанные на опыте работы с экспертной системой, весьма конкретны и обоснованы:

? структурное представление медицинских знаний в виде иерархически организованных описаний;

? этап формирования эталонных описаний развивает у молодых специалистов навыки систематизированного и логически обоснованного описания и представления клинической картины заболевания;

? язык, встроенный в систему для описания заложенных в оболочку ЭС алгоритмов вывода заключений, должен быть прост и доступен практикующему врачу.

Основные участники создания медицинских экспертных систем:

? врач;

? математик;

? программист.

Основная роль в разработке такой системы — роль врача — постановщика задач. Такая расстановка обязанностей не уменьшает значение разработчиков ЭС, а лишь упорядочивает взаимоотношения между участниками совместной работы.

Прежде всего, важно правильно определить, в какой форме лучше хранить знания эксперта и как ими пользоваться. Также важно обеспечить правильное применение знаний, позволяющее сформулировать достоверные выводы на основе часто противоречивой исходной информации. Желательно, чтобы система по отдельному запросу объясняла свою линию рассуждения в понятном пользователю виде. Хорошая экспертная система имеет блок для пополнения базы знаний.

Таким образом, у полностью оформленной экспертной системы присутствуют четыре основных блока.

1. База знаний.

2. Машина вывода.

3. Модуль извлечения знаний.

4. Система объяснения принятых решений.

Блоки 3 и 4 необязательны, но законченная экспертная система обязана иметь их все.

Рассмотрим теперь основные блоки экспертной системы подробнее.