Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
202 Глава 3
Таблица 3.11. Классификационная таблица [2]
Состояние Болезни Лечение
Закрытый угол
Повышение В!ГД Закрытоугольная глаукома Лечение 1
Чашевидный хрусталик
Мертвые зоны в поле зрения Закрытоугольная хроническая глаукома Леч1, Леч2
определенным. После вычисления всех состояний выбирается классификационная таблица; стратегия выбора определяется стремлением найти такое состояние, для которого можно построить цепочки причинных состояний и не проходящие ни через одно из отвергнутых. Эта процедура повторяется до тех пор, пока не будут исчерпаны все подтвержденные узлы. Методикам лечения, совершенно так же, как и состояниям, приписываются числовые оценки. В конечном итоге выбирается методика с наивысшей оценкой. В настоящее время система CASNET содержит 150 состояний, 350 тестов и 50 классификационных таблиц.
Пользовательский интерфейс системы CASNET предоставляет возможность диалога на ограниченном подмножестве естественного языка. Система способна суммировать свои выводы, сообщая пользователю ранги гипотез и оценки состояний причинной сети, однако она не умеет объяснять способ вычисления этих оценок. В качестве объяснения система предлагает обширные ссылки на литературу.
Систему легко модифицировать благодаря ее модульной трехуровневой организации; это делается путем усовершенствований и расширений посредством добавления в базу знаний новых ассоциативных и причинных связей.
Ввиду быстроты, эффективности и точности заключений системы CASNET она широко используется офтальмологами США и Японии. Эта система, символизировавшая первую попытку выработать общий подход к построению экспертных систем, одновременно указала путь к моделированию процессов течения болезней вообще, а не одной только глаукомы. Это привело к разработке инструментальной оболочки для построения экспертных систем, в частности системы EXPERT, которая применялась в ревматологии и эндокринологии, равно как и при лечении глаукомы.
Экспертные системы
203
Другим примером консультирующей диагностической системы (на этот раз в области внутренних болезней) является система CADUCEUS. Она была разработана в Питтсбургском университете и сначала называлась INTERNIST. Система CADUCEUS состоит из большой семантической сети, содержащей сведения о внутренних болезнях и их симптомах. Она пытается моделировать образ действий лечащего врача и, получив некоторый список симптомов, пытается определить болезнь, проявления которой соответствуют ему в наибольшей степени. В 1982 г. система CADUCEUS обладала 85% всех знаний по внутренним болезням и состояла из 100 000 ассоциативных связей. Эти знания были получены проектировщиками системы от специалистов по предметной области и закодированы в виде семантической сети.
Все Еолезка-
Повреждения Гепатоцел-клеточных люлярные тканей печени, инфекции,
Рис. 3.12. Дерево болезней в системе INTERNIST [2].
Наподобие того, как это делается в системе CASNET, база знаний системы CADUCEUS представлена в виде дерева болезней, причем логический вывод имеет динамический характер. Указанное дерево организовано таким образом, что на его верхнем уровне находятся общие сведения о болезнях отдельных органов, ветви соответствуют классам болезней, а сведения о конкретных болезнях располагаются на нижнем уровне дерева (рис. 3.12). Связи между болезнями и внешними симптомами выражаются в том, что некоторый симптом может вызвать болезнь, а болезнь проявляет себя совокупностью определенных симптомов. Степень выраженности симптома характеризуется числом, заключенным в пределах от 0 до 5, где число 0 указы-
204 Глава 3
вает на полное отсутствие связи между симптомом и болезнью, а число 5 говорит о том, что этот симптом всегда связан с данной болезнью. Каждая болезнь, содержащаяся в дереве, связана в нем со всеми внешними проявлениями. Кроме того, явно выделены причинные, временные и другие связи между различными поддеревьями. Глобальная база данных состоит из признаков, симптомов и результатов тестов, характеризующих состояние обследуемого пациента (все они называются здесь «внешними проявлениями»). Эти данные вводятся в систему пользователем.
Чтобы достичь определенного результата в разумный срок, управляющая подсистема (MJIB) системы CADUCEUS придерживается специальной тактики. Это необходимо также потому, что задача постановки диагноза очень сложная: у пациента может быть несколько болезней, а число возможных сочетаний разных болезней и наблюдаемых внешних проявлений огромно.
Для каждой из болезней, рассматриваемых в ходе рассуждений, создается модель, состоящая из нескольких совокупностей наблюдаемых симптомов: тех симптомов, которые не могут объясняться данной болезнью (эта совокупность называется «шельфом»); наблюдаемых симптомов, совместимых с этой болезнью; симптомов, которые должны были бы наблюдаться при данной болезни, но не наблюдаются; наблюдаемых симптомов, не совместимых с данной болезнью. Каждая такая модель характеризуется некоторой числовой оценкой; любой наблюдаемый симптом, объясняемый соответствующей болезнью, вносит в эту оценку положительный вклад, а любой симптом, не объясняемый ею, — отрицательный вклад. Вычислением этих величин ведает программа IMPORT. Положительный вклад симптома увеличивается, если он причинно связан с уже подтвердившейся болезнью. Модели болезней разбиваются на два класса: к первому из них относятся так называемые модели высшего ранга, относящиеся к попарно взаимоисключающим болезням (альтернативам), ко второму — модели болезней, которые могут сопутствовать болезням высшего ранга. Например, болезни сердца, легких и печени могут сопутствовать друг другу, но разные болезни одного из этих органов являются альтернативами. В случае нескольких конкурирующих гипотез относительно возможного диагноза предпочтение отдается болезни с наиболее выраженными наблюдаемыми симптомами, а остальные болезни отвергаются. Подводя итоги, можно сказать, что методы рассуждений, используемые в системе CADUCEUS, являются комбинацией вывода «сверху — вниз», управляемого данными (наблюдаемые симптомы определяют, будет ли рассматриваться данная болезнь), и вывода «снизу — вверх», управляемого гипотезами (предсказание симптомов, которые должны быть обнаружены,
