Vladivostok, Vladivostok, Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
Sformirovana deklarativnaya baza znaniy «adenoma prostaty» v terminah ontologii diagnosticheskih znaniy i sistemy medicinskih ponyatiy. Simpomokompleks zabolevaniya vklyuchaet opisanie zhalob, ob'ektivnogo issledovaniya, laboratornyh i instrumental'nyh metodov issledovaniya v zavisimosti ot perioda techeniya bolezni. Znaniya ispol'zuetsya dlya distancionnoy diagnostiki na medicinskom portale oblachnoy platforme IACPaaS.
baza znaniy, adenoma prostaty, medicinskiy portal diagnostiki
БАЗА ЗНАНИЙ «АДЕНОМА ПРОСТАТЫ» ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ НА МЕДИЦИНСКОМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМ ПОРТАЛЕ[1]
Ó 2018. М.В. Петряева, канд. мед. наук
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток
Сформирована декларативная база знаний «аденома простаты» в терминах онтологии диагностических знаний и системы медицинских понятий. Симпомокомплекс заболевания включает описание жалоб, объективного исследования, лабораторных и инструментальных методов исследования в зависимости от периода течения болезни. Знания используется для дистанционной диагностики на медицинском портале облачной платформе IACPaaS.
Ключевые слова: база знаний, аденома простаты, медицинский портал диагностики.
KNOWLEDGE BASE "ADENOM OF PROSTATE" FOR DIAGNOSTICS ON A MEDICAL INTELLECTUAL PORTAL
M.V. Petryaeva, PhD
Institute for Automation and Control Processes, Far Eastern Branch of RAS, Vladivostok
The declarative knowledge base "prostate adenoma" was formed in terms of the ontology of diagnostic knowledge and the system of medical concepts. Sympomocomplex disease includes a description of complaints, objective research, laboratory and instrumental methods of research, depending on the period of the course of the disease. Knowledge is used for remote diagnostics on the medical portal of the IACPaaS cloud platform.
Key words: knowledge base, prostate adenoma, medical diagnostic portal
Один из внедряемых в России медицинских порталов развернут на платформе IACPaaS [1]. Эта платформа представляет собой программно-информационный интернет-комплекс для обеспечения удаленного использования проблемно-ориентированных баз знаний, прикладных облачных сервисов и поддержки разработки сервисов (прежде всего интеллектуальных) и их компонентов. [2]. К настоящему времени на облачной платформе разрабатываются различные медицинские интеллектуальные сервисы, с помощью которых возможна диагностика и дифференциальная диагностика заболеваний, установление причины заболевания, подбор и мониторинг лечения с объяснением (пользователю) полученного результата. Эти сервисы используют в процессе работы базы наблюдений, базы знаний о заболеваниях и их диагностике, базы знаний о лечении заболеваний, сформированные экспертами под управлением модели онтологии предметной области [3-6].
Аденома простаты – доброкачественная гиперплазия тканей предстательной железы (ДГПЖ), распространенная проблема, влияющая на качество жизни более чем одной трети мужчин в возрасте старше 50 лет. Первые симптомы чаще всего возникают у мужчин старше 40 лет, а вот сама аденома начинает разрастаться после 50. Клинические проявления зависят от стадии заболевания, локализации опухоли, её размеров и темпов роста, степени нарушения сократительной функции мочевого пузыря.
Цель работы: сформировать информационный ресурс для проведения диагностики аденомы простаты в динамике на медицинском интеллектуальном портале облачной платформы IACPaaS.
Формирование базы диагностических знаний
База знаний о заболевании ДГПЖ сформирована на основе метаинформации «Онтология баз знаний о заболеваниях и синдромах» (фрагмент базы знаний представлен на рис.1.). Онтология определяет используемые в медицинской диагностике причинно-следственные связи заболеваний (и их причин) с динамикой внешних проявлений [7]. Симптомокомплекс заболевания состоит из комплекса жалоб и объективных исследований, комплекса лабораторных и инструментальных исследований и необходимого условия.
Рис. 1. Фрагмент базы знаний «Аденома простаты».
Симптомокомплекс – это множество признаков, изменения значений которых являются симптомами заболевания. Необходимое условие для заболевания обозначает факт, без которого заболевание не случилось бы. Так комплекс жалоб и объективных исследований, включает такие признаки (симптомы) как: учащенное мочеиспускания в ночное время, ослабление струи мочи, недержание мочи, необходимость тужиться при мочеиспускании, ощущение неполного опорожнения после мочеиспускания, ослабление позывов к акту мочеиспускания, форма, размер, консистенция, болезненность предстательной железы при ректальной пальпации и др. Комплекс лабораторных и инструментальных исследований включает описание таких исследований как: трансабдоминальное ультразвуковое исследование предстательной железы (УЗИ), трансректальное ультразвуковое исследование предстательной железы (ТРУЗИ), урофлоуметрию – исследование струи мочи, цистоманометрию – метод определения давления внутри мочевого пузыря, цистографию – исследование кровеносной системы вокруг мочевого пузыря и др. Каждый признак заболевания описан в зависимости от периода течения заболевания с возможными вариантами значения характеристик и модальностью. Так для ДГПЖ определена следующая периодичность развития заболевания: 1-ая стадия (стадия предвестников) 1-10 лет, 2-ая стадия (выраженной симптоматики) 5-30 лет, 3-ья стадия (декомпенсации заболевания) 1-5 лет. Использования понятия модальность связана с ранжированием симптомов заболевания по их специфичности. Для высокоспецифичного симптома (признака) используется модальность «необходимость» (равномерное симметричное увеличение предстательной железы при ректальной пальпации), для специфичного симптома – «характерность» (учащенное мочеиспускания в ночное время), если симптом малоспецифичный, такой как общая слабость, снижение аппетита, сухость во рту и встречается при других заболеваний, используется модальность «возможность».
База сформирована медицинскими экспертами на основе литературных данных. По мере расширения методов диагностики она будет усовершенствоваться, не затрагивая программную часть сервиса, но влияя на качество проверки предварительного диагноза. Такая возможность (дальнейшего ее дополнения и расширения) обусловлена онтологическим подходом: базы знаний разрабатываются под управлением модели онтологии знаний, позволяющей экспертам редактировать в привычных терминах и оценивать адекватность зафиксированных знаний.
Заключение. Сформирован новый информационный ресурс для медицинского интернет-портала «Диагностика и дифференциальная диагностики заболеваний». В терминах модели онтологии описаны база знаний заболевания ДГПЖ. Сформированная база знаний подключена к диагностическому медицинскому сервису для постановки диагноза и решения обучающих медицинских задач практикующими врачами и студентами
ЛИТЕРАТУРА
- Проект IACPaaS. Комплекс для интеллектуальных систем на основе облачных вычислений / Грибова В.В. и др. // Искусственный интеллект и принятие решений. 201 №1. С.27−35.
- Базовая технология разработки интеллектуальных сервисов на облачной платформе IACPaaS. Часть 1. Разработка базы знаний и решателя задач / Грибова В.В., Клещев А.С., Крылов Д.А. и др. // Программная инженерия. 2015. №1 С. 3-11.
- Петряева М.В., Шалфеева Е.А. Семантическая сеть описания заболеваний внутреннего ядра глаза для диагностического интернет-сервиса // Материалы VIII международной научной конференции «Системный анализ в медицине» (САМ 2014). Благовещенск, 2014. С. 82-85.
- Петряева М.В. База знаний о заболеваниях сетчатки - новый информационный ресурс для медицинского облачного сервиса // Материалы IX международной научной конференции «Системный анализ в медицине» (САМ 2015). Благовещенск, 2015. С. 76-80.
- Петряева М.В. База наблюдений методов инструментальной диагностики для медицинских интеллектуальных систем // Информатика и системы управления. 2017. №3(53). С.75-83.
- Петряева М.В. Разработка базы наблюдений и базы диагностических знаний о заболевании хронический гастрит / Материалы XI международной научной конференции «Системный анализ в медицине» (САМ 2017). Благовещенск, 2017. С. 80-82.
- Модель онтологии медицинской диагностики для интеллектуальных систем поддержки принятия решений в медицине / Грибова В.В., Петряева М.В., Окунь Д.Б., Шалфеева Е.А. // Онтология проектирования. 2018. Т. 8, №1(27). С. 58-73.
[1] Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ, проект 17-07-00956-а
1. Proekt IACPaaS. Kompleks dlya intellektual'nyh sistem na osnove oblachnyh vychisleniy / Gribova V.V. i dr. // Iskusstvennyy intellekt i prinyatie resheniy. 2011. №1. S.27−35.
2. Bazovaya tehnologiya razrabotki intellektual'nyh servisov na oblachnoy platforme IACPaaS. Chast' 1. Razrabotka bazy znaniy i reshatelya zadach / Gribova V.V., Kleschev A.S., Krylov D.A. i dr. // Programmnaya inzheneriya. 2015. №12. S. 3-11.
3. Petryaeva M.V., Shalfeeva E.A. Semanticheskaya set' opisaniya zabolevaniy vnutrennego yadra glaza dlya diagnosticheskogo internet-servisa // Materialy VIII mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii «Sistemnyy analiz v medicine» (SAM 2014). Blagoveschensk, 2014. S. 82-85.
4. Petryaeva M.V. Baza znaniy o zabolevaniyah setchatki - novyy informacionnyy resurs dlya medicinskogo oblachnogo servisa // Materialy IX mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii «Sistemnyy analiz v medicine» (SAM 2015). Blagoveschensk, 2015. S. 76-80.
5. Petryaeva M.V. Baza nablyudeniy metodov instrumental'noy diagnostiki dlya medicinskih intellektual'nyh sistem // Informatika i sistemy upravleniya. 2017. №3(53). S.75-83.
6. Petryaeva M.V. Razrabotka bazy nablyudeniy i bazy diagnosticheskih znaniy o zabolevanii hronicheskiy gastrit / Materialy XI mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii «Sistemnyy analiz v medicine» (SAM 2017). Blagoveschensk, 2017. S. 80-82.
7. Model' ontologii medicinskoy diagnostiki dlya intellektual'nyh sistem podderzhki prinyatiya resheniy v medicine / Gribova V.V., Petryaeva M.V., Okun' D.B., Shalfeeva E.A. // Ontologiya proektirovaniya. 2018. T. 8, №1(27). S. 58-73.
