Vladivostok, Vladivostok, Russian Federation
Vladivostok, Vladivostok, Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
V rabote predstavleno opisanie ontologii bazy znaniy vosstanovitel'nogo lecheniya. Dannaya ontologiya pozvolyaet formirovat' bazy znaniy metodov vosstanovitel'nogo lecheniya, opirayas' na sovremennye i aktual'nye medicinskie znaniya, ispol'zuya obscheprinyatuyu medicinskuyu terminologiyu.
ontologiya, baza znaniy, medicinskie intellektual'nye sistemy, sistema podderzhki prinyatiya resheniy, vosstanovitel'noe lechenie
ОНТОЛОГИЯ БАЗЫ ЗНАНИЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ЛЕЧЕНИЯ[1]
© 2018 В.В. Грибова, д-р техн. наук; Д.Б. Окунь, канд. мед. наук
ФГБУН «Институт автоматики и процессов управления» ДВО РАН, Владивосток
В работе представлено описание онтологии базы знаний восстановительного лечения. Данная онтология позволяет формировать базы знаний методов восстановительного лечения, опираясь на современные и актуальные медицинские знания, используя общепринятую медицинскую терминологию.
Ключевые слова: онтология, база знаний, медицинские интеллектуальные системы, система поддержки принятия решений, восстановительное лечение
KNOWLEDGE BASE ONTOLOGY FOR RECUPERATIVE TREATMENT
Valeria Gribova1, D.Sc.; Dmitry Okun1, Ph.D
1Institute of Automation and Control Processes Far Eastern Branch of RAS, Vladivostok
The paper describes an ontology of the knowledge base for for recuperative treatment. This ontology allows to form the knowledge bases of methods of recuperative treatment, relying on modern and relevant medical knowledge, using the generally accepted medical terminology.
Key words: ontology, knowledge base, medical intelligent systems, decision support system, recuperative treatment.
Восстановительное лечение (ВЛ) представляет собой сложный процесс, который позволяет расширить диапазон лечебных воздействий вне зависимости от стадии заболевания с целью предотвращения рецидивов и прогрессирования болезни. В арсенале восстановительного лечения сегодня большой спектр лечебных факторов, отличающихся своей природой, проникающей способностью, методиками и техникой применения, механизмом действия и терапевтической эффективностью. Рациональное назначение методик восстановительного лечения должно основываться не только на правильном понимании этиологии и патогенеза заболевания, особенности клинической картины патологического процесса, механизма действия физических и бальнеофакторов, но и базироваться на принципах доказательной медицины [1]. Современной задачей восстановительного лечения является создание и реализация пациент ориентированных решений, особенно при пролонгированной реабилитации, где требуется построения курсовой целенаправленной строго дифференцированной терапии [2, 3]. В работах [4-10] представлены литературные данные о системах поддержки принятия клинических решений в различных направлениях медицинской практики, имеющие онтологический подход формирования и управления знаниями и позволяющие решать вопросы диагностики и медикаментозного лечения. Подобные разработки для задач восстановительного лечения не имеют такого распространения. Системы, основанные на методах искусственного интеллекта и предлагающие оптимальные и пациент ориентированные решения задач восстановительного лечения, дадут огромный толчок в развитии как научной, так и практической деятельности данного направления в медицине.
Целью работы является представление онтологии восстановительного лечения, позволяющей формировать базы знания методов медицинской реабилитации для интеллектуальных систем поддержки принятия решений и создания пациент ориентированных решений.
Онтология восстановительного лечения
Онтология восстановительного лечения представлена на рис. 1 и включает описание правил для назначения метода восстановительного лечения в рамках конкретной патологии с учетом персональных данных пациента.
В основе каждого метода восстановительного лечения лежит Патология – болезненное отклонение от нормального состояния или процесса развития. Данное понятие является сложно структурированным и включает следующие вершины: Принадлежность (код МКБ, патологический процесс, патологическое состояние, заболевание, наблюдение, синдром…), Метод восстановительного лечения и Модель терапии. Метод восстановительного лечения – множество методов, используемых в восстановительном лечении при данной патологии, например, пелоидетерапия, электротерапия, иглорефлексотерапия, магнитотерапия, лазеротерапия, ингаляции, мануальная терапия и др. Модель терапии объединяет некоторое множество совместно используемых методов ВЛ для реализации комплексности лечебного или реабилитационного процесса согласно Условиям их совместного использования. Каждый метод ВЛ представляет собой множество, состоящее из следующих понятий: Параметры терапии ВЛ и Противопоказания. Противопоказания представляют собой пару: <Наблюдение, {Значениеi}> и являются клиническими данными, при которых использование данного метода ВЛ не представляется возможным. Параметры терапии ВЛ включают Условие, Режим и методику отпуска процедур. Режим и методика отпуска процедур – термин, объединяющий такие понятия как Режим отпуска процедур и Методика отпуска процедур.
Режим отпуска процедур – термин, включает следующие вершины: Количество процедур, Частота проведения процедур, Время процедуры и Уровень достоверности. Количество процедур – необходимое количество процедур для достижения терапевтического эффекта. Частота проведения процедур – описывает частоту проведения процедур: ежедневно, через день и тд. Время процедуры – время продолжительности процедуры в единицах времени. Уровень достоверности – отражает уровень достоверности метода при конкретной клинической ситуации и отвечающий за применение в лечении пациента исключительно научно обоснованного метода. Диапазон значений уровня достоверности: 1а, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4, 5, отсутствуют. Пример: Количество процедур – 10; Частота проведения процедур – 1 процедура, ежедневно; Время процедуры – 10 минут; Уровень достоверности – отсутствует.
Для решения задачи формирования объема восстановительного лечения введено понятие Условие, которое позволяет оценить возможности использования параметров метода восстановительного лечения на основе персональных данных пациента, клинической картины заболевания, результатов лабораторных и инструментальных методов исследования, или «фонового приема» лекарственных средств. Условие представляет собой группу наблюдений, состоящих из двух частей: Совместные признаки, Альтернативные признаки. Каждая из частей – это множество <Наблюдение, {Значениеi}>. В первом случае необходимо выполнение всей совокупности признаков, во втором достаточно выполнение хотя бы одного признака из описанного множества. Такое формирование групп клинических наблюдений позволит описать клинические условия и максимально приблизиться к персонифицированному подбору параметров метода восстановительного лечения.
Методика отпуска процедур – совокупность приемов (операций) практического использования конкретного метода восстановительного лечения, содержащая следующие элементы: Характеристика методики и Критерии патологической реакции. Характеристика методики, Значение элемента характеристики – некоторое множество описаний элементов самой методики восстановительного лечения и их значений, например, положения – на боку, воздействие – дистанционное, диапазоны электромагнитных колебаний – 40,68 МГц, частота электромагнитных колебаний – непрерывное колебание, локализация воздействия – зона эпигастрии. Критерии патологической реакции - перечень наблюдений со специфическими характеристиками и их значениями, которые могут быть зафиксированы при использовании конкретной методики данного метода восстановительного лечения.
Рис. 1. Графическое представление онтологии восстановительного лечения.
Заключение. Предложенный вариант онтологии восстановительного лечения позволит формировать базы знания медицинской реабилитации, опираясь на современные и актуальные знания с использованием общепринятой медицинской терминологии и в соответствии с персональными данными пациента. При описании знаний методов восстановительного лечения заболеваний учитываются: «фоновый прием» лекарственных средств, особенности клинической картины заболевания, современные данные эффективности и достоверности метода восстановительного лечения. Коллектив авторов предлагает научное сотрудничество для экспертов в области медицинской кибернетики, клинической медицины, разработчиков интеллектуальных медицинских систем для создания и сопровождения баз знаний и их использование в программных системах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Материалы I Международного конгресса «Физиотерапия. Лечебная физкультура. Реабилитация», 26–27 октября 2015 г., Москва.
2. Миронова Е.Н. Основы физической реабилитации. Орел: МАБИВ, 2017. 134 с
3. Пономаренко Г.Н. Физиотерапия: перспективы системного развития // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2017. Т. 94. №. 6. С. 59-64.
4. Gribova V, Petryaeva M, Okun D, Shalfeeva E. Medical diagnosis ontology for intelligent decision support systems [In Russian]. Ontology of designing. 2018; 8(1): 58-73. - DOI: 10.18287/2223-9537-2018-8-1-58-73.
5. Кобринский Б.А. Системы поддержки принятия решений в здравоохранении и обучении // Врач и информационные технологии. 2010. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistemy-podderzhki-prinyatiya-resheniy-v-zdravoohranenii-i-obuchenii (дата обращения: 24.05.2018).
6. Грибова В.В., Окунь Д.Б., Черняховская М.Ю. Онтология и модель онтологии предметной области "медикаментозное лечение" // Информатика и системы управления. 2015. №2(44). С.70-79.
7. Грибова В.В., Окунь Д.Б., Краснов Д.А. Онтология база знаний о лечении заболеваний// Материалы XI международной научной конференции "Системный анализ в медицине" (САМ 2017) / под общ. ред. В.П.Колосова. Благовещенск, 2017. С. 60-63.
8. Грибова В.В., Петряева М.В., Окунь Д.Б. и др. Программная оболочка для создания интеллектуальных систем в практической и образовательной медицине // Информатика и системы управления. 2017. №4(54). С.114-124. DOI: 10.22250/isu.2017.54.114-124.
9. Москаленко Ф.М., Окунь Д.Б., Петряева М.В. База терминов для интеллектуальных медицинских сервисов// Материалы X международной научной конференции "Системный анализ в медицине" (САМ 2016) / под общ. ред. В.П.Колосова. Благовещенск, 2016. С. 155-158.
10. Грибова В.В., Окунь Д.Б. Формальное представление знаний о медикаментозном лечении конъюнктивита (фрагмент) // Материалы IX междунар. научной конф. «Системный анализ в медицине» (САМ 2015), 22-23 октября 2015 г, Благовещенск / под общ. ред. В.П.Колосова. Благовещенск: Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания, 2015. С. 73-76. ISBN 978-5-905864-10-0.
[1] Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 17-07-00956 и № 18-29-03131
1. Materialy I Mezhdunarodnogo kongressa «Fizioterapiya. Lechebnaya fizkul'tura. Reabilitaciya», 26–27 oktyabrya 2015 g., Moskva.
2. Mironova E.N. Osnovy fizicheskoy reabilitacii. Orel: MABIV, 2017. 134 s
3. Ponomarenko G.N. Fizioterapiya: perspektivy sistemnogo razvitiya // Voprosy kurortologii, fizioterapii i lechebnoy fizicheskoy kul'tury. 2017. T. 94. №. 6. S. 59-64.
4. Gribova V, Petryaeva M, Okun D, Shalfeeva E. Medical diagnosis ontology for intelligent decision support systems [In Russian]. Ontology of designing. 2018; 8(1): 58-73. - DOI: 10.18287/2223-9537-2018-8-1-58-73.
5. Kobrinskiy B.A. Sistemy podderzhki prinyatiya resheniy v zdravoohranenii i obuchenii // Vrach i informacionnye tehnologii. 2010. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistemy-podderzhki-prinyatiya-resheniy-v-zdravoohranenii-i-obuchenii (data obrascheniya: 24.05.2018).
6. Gribova V.V., Okun' D.B., Chernyahovskaya M.Yu. Ontologiya i model' ontologii predmetnoy oblasti "medikamentoznoe lechenie" // Informatika i sistemy upravleniya. 2015. №2(44). S.70-79.
7. Gribova V.V., Okun' D.B., Krasnov D.A. Ontologiya baza znaniy o lechenii zabolevaniy// Materialy XI mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii "Sistemnyy analiz v medicine" (SAM 2017) / pod obsch. red. V.P.Kolosova. Blagoveschensk, 2017. S. 60-63.
8. Gribova V.V., Petryaeva M.V., Okun' D.B. i dr. Programmnaya obolochka dlya sozdaniya intellektual'nyh sistem v prakticheskoy i obrazovatel'noy medicine // Informatika i sistemy upravleniya. 2017. №4(54). S.114-124. DOI: 10.22250/isu.2017.54.114-124.
9. Moskalenko F.M., Okun' D.B., Petryaeva M.V. Baza terminov dlya intellektual'nyh medicinskih servisov// Materialy X mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii "Sistemnyy analiz v medicine" (SAM 2016) / pod obsch. red. V.P.Kolosova. Blagoveschensk, 2016. S. 155-158.
10. Gribova V.V., Okun' D.B. Formal'noe predstavlenie znaniy o medikamentoznom lechenii kon'yunktivita (fragment) // Materialy IX mezhdunar. nauchnoy konf. «Sistemnyy analiz v medicine» (SAM 2015), 22-23 oktyabrya 2015 g, Blagoveschensk / pod obsch. red. V.P.Kolosova. Blagoveschensk: Dal'nevostochnyy nauchnyy centr fiziologii i patologii dyhaniya, 2015. S. 73-76. ISBN 978-5-905864-10-0.
