Автоматизированное рабочее место врачаспециалиста
Определение понятия Термин «Автоматизированное рабочее место» (АРМ) является одним из наиболее широко используемых в информатике. Согласно ГОСТу 34. 003 -90 «Автоматизированные системы. Термины и определения» , разработанному еще в СССР - «Автоматизированное рабочее место – это программнотехнический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида» . Автоматизированное рабочее место (АРМ) – это совокупность средств, реализованных на базе персонального компьютера, для решения задач в определенной предметной области.
АРМ различных специалистов характеризуется тремя характеристиками-составляющими: § Аппаратные средства § Программные средства § Определенный вид деятельности, для автоматизации которой предназначен данный АРМ. Последняя составляющая – направленность на конкретный вид деятельности – является неотъемлемой составляющей любого АРМа.
В медицине и здравоохранении АРМ подразделяют по функциональным возможностям на следующие категории: административно-организационные (АРМ главного врача больницы, заведующего отделением, старшей медицинской сестры и др. ) технологические (АРМ врача-рентгенолога, врача функциональной диагностики и др. ) интегрированные, т. е. объединяющие функции первых двух в разных комбинациях (АРМ главного рентгенолога города).
Цели разработки АРМ В медицине и здравоохранении основными целями разработки автоматизированных рабочих мест являются: Внедрение в практику лечебно-диагностических методов, основанных на математической обработке данных, выполнение которой без использования ЭВМ невозможно (магнитно-резонансная томография, ультразвуковое исследование). Применение аппаратно-программных средств для выполнения (замены): весьма трудоемких и длительных при «ручном» выполнении операций (например, обработка ЭЭГ, ЭКГ) и, за счет этого, увеличение диагностических возможностей методов исследований. повторяющихся (рутинных) операций, например, лабораторных исследований. Исключение влияния «человеческого фактора» на процесс получения и (или) результат обработки данных (например, ошибки в результате недостаточной профессиональной подготовки, утомления, личностных психофизиологических особенностей и пр. ).
Общие требования к АРМ различных специалистов простота общения пользователя с АРМ; оперативность ввода, обработки и поиска документов; возможность оперативного обмена информацией между различными АРМ; исключение положений, когда пользователь оказывается в тупиковой ситуации; контроль ввода данных с указанием ошибок; возможность настройки АРМ под конкретного пользователя; эргономичность конструкции; безопасность для здоровья пользователя и пациента.
Виды обеспечения функционирования АРМ врача-специалиста Техническое обеспечение - ПК; - периферийные устройства; - средства коммуникаций; - специальные медицинские приборы. Программное обеспечение - набор программ, предназначенных для управления работой ПК в автономном и сетевом режимах. Организационнометодическое обеспечение - инструктивные и нормативнометодические материалы; - организация защиты информации, правовых документов; - форматы входных и выходных данных.
ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Экспертная система компьютерная программа, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации.
Назначение ЭС ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач, таких как: §интерпретация, §предсказание, §диагностика, §планирование, §конструирование, §контроль, §отладка, §инструктаж, §управление
Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями: § ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных; § ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче; § большой размерностью пространства решения, т. е. перебор при поиске решения весьма велик; § динамически изменяющимися данными и знаниями.
Особенности ЭС § Экспертные системы искусственного интеллекта отличаются от систем обработки данных тем, что в них в основном используются символьный (а не числовой) способ представления, символьный вывод и эвристический поиск решения (а не исполнение известного алгоритма). § Решения экспертных систем обладают "прозрачностью", т. е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне. § Это качество экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о своих знаниях и умозаключениях. § Экспертные системы способны пополнять свои знания в ходе взаимодействия с экспертом.
В коллектив разработчиков ЭС входят как минимум четыре человека: § эксперт; § инженер по знаниям; § программист; § пользователь. Возглавляет коллектив инженер по знаниям, это ключевая фигура при разработке систем, основанных на знаниях.
Структура экспертных систем § решатель (интерпретатор); § рабочая память (РП), называемая также базой данных (БД); § база знаний (БЗ); § компоненты приобретения знаний; § объяснительный компонент; § диалоговый компонент.
Структура экспертных систем
Структура экспертных систем Решатель Интерфейс пользователя База знаний Подсистема объяснений Пользователь Интеллектуал ьный редактор базы знаний + Инженер по знаниям Эксперт
Структура экспертных систем § База данных (рабочая память) предназначена для хранения исходных и промежуточных данных решаемой в текущий момент задачи. Этот термин совпадает по названию, но не по смыслу с термином, используемым в информационнопоисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных (СУБД) для обозначения всех данных (в первую очередь долгосрочных), хранимых в системе. § База знаний (БЗ) в ЭС предназначена для хранения долгосрочных данных, описывающих рассматриваемую область (а не текущих данных), и правил, описывающих целесообразные преобразования данных этой области. § Решатель, используя исходные данные из рабочей памяти и знания из БЗ, формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи.
Структура экспертных систем § Компонент приобретения знаний автоматизирует процесс наполнения ЭС знаниями, осуществляемый пользователемэкспертом. § Объяснительный компонент объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решение) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату. § Диалоговый компонент ориентирован на организацию дружественного общения с пользователем как в ходе решения задач, так и в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы.
Роли создателей ЭС § Эксперт определяет знания (данные и правила), характеризующие проблемную область, обеспечивает полноту и правильность введенных в ЭС знаний. § Инженер по знаниям помогает эксперту выявить и структурировать знания, необходимые для работы ЭС; осуществляет выбор того ИС, которое наиболее подходит для данной проблемной области, и определяет способ представления знаний в этом ИС; выделяет и программирует (традиционными средствами) стандартные функции (типичные для данной проблемной области), которые будут использоваться в правилах, вводимых экспертом. § Программист разрабатывает ИС (если ИС разрабатывается заново), содержащее в пределе все основные компоненты ЭС, и осуществляет его сопряжение с той средой, в которой оно будет использовано. § Пользователь - специалист предметной области, для которого предназначена система, обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельности со стороны ЭС.
Режимы работы ЭС ЭС может функционировать в 2 -х режимах: • Режим ввода знаний — в этом режиме эксперт с помощью инженера по знаниям посредством редактора базы знаний вводит известные ему сведения о предметной области в базу знаний ЭС. • Режим консультации — пользователь ведет диалог с ЭС, сообщая ей сведения о текущей задаче и получая рекомендации ЭС. Например, на основе сведений о физическом состоянии больного ЭС ставит диагноз в виде перечня заболеваний, наиболее вероятных при данных симптомах.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Этапы разработки ЭС 1. Этап идентификации проблем — определяются задачи, которые подлежат решению, выявляются цели разработки, определяются эксперты и типы пользователей. 2. Этап извлечения знаний — проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач. 3. Этап структурирования знаний — выбираются ИС и определяются способы представления всех видов знаний, формализуются основные понятия, определяются способы интерпретации знаний, моделируется работа системы, оценивается адекватность целям системы зафиксированных понятий, методов решений, средств представления и манипулирования знаниями.
Этапы разработки ЭС 4. Этап формализации — осуществляется наполнение экспертом базы знаний. В связи с тем, что основой ЭС являются знания, данный этап является наиболее важным и наиболее трудоемким этапом разработки ЭС. Процесс приобретения знаний разделяют на извлечение знаний из эксперта, организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу системы, и представление знаний в виде, понятном ЭС. Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе анализа деятельности эксперта по решению реальных задач. 5. Реализация ЭС — создается один или несколько прототипов ЭС, решающие требуемые задачи. 6. Этап тестирования — производится оценка выбранного способа представления знаний в ЭС в целом.
Наиболее известные/распространённые ЭС • CLIPS — весьма популярная оболочка для построения ЭС (public domain) • Open. Cyc — мощная динамическая ЭС с глобальной онтологической моделью и поддержкой независимых контекстов • Wolfram. Alpha — поисковая система, интеллектуальный вычислительный « движок знаний»
• MYCIN — наиболее известная диагностическая система, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. • HASP/SIAP — интерпретирующая система, которая определяет местоположение и типы судов в Тихом океане по данным акустических систем слежения. • Акинатор - интернет-игра. Игрок должен загадать любого персонажа, а Акинатор должен его отгадать, задавая вопросы. База знаний автоматически пополняется, поэтому программа может отгадать практически любого известного персонажа.
Скачать презентацию Автоматизированное рабочее место врачаспециалиста Определение понятия Термин
лк АРМ и экспертные системы.ppt