在临床决策支持系统中使用自动机模型

哈Ha!我是ITMO大学的研究生,并且是研究人工智能在医学中的应用的研究小组的成员。许多人都参与其中,但是我们也有自己的技巧-在医学中使用自动模型。我想告诉你一些有关这一点。



决策支持系统(DSS)在现代医学中越来越受欢迎。这种计算机系统的主要目的是帮助在困难条件下做出决定的人们对客观活动进行完整和客观的分析。



文章中的医学DSS称为CDSS,添加“临床”一词并接收临床决策支持系统-临床决策支持系统。这些系统首先旨在协助指定治疗和康复患者的程序和药物。



在医疗过程中,相当大的作用受到临床方案的严格限制。理解与宽恕这不仅对于普通人来说,而且对于经验不足的医务人员来说也是相当困难的。因此,非常需要构造该协议以简化与其交互的任务。



图片显示了来自俄罗斯联邦卫生部正式文件“临床指南:多发性硬化症”的临床方案的一部分,有趣的名称是“用于治疗MS加重患者的算法”。







如果有人凭直觉理解在使用血浆置换后出现效果的情况下需要做什么,那么他肯定不仅对这辈子有所了解。也就是说,这些协议的主要问题是几乎每个箭头都有一个问题“如果不是,该怎么办?”。由于这个问题,没有高素质专家的直接参与,就不可能以原始形式使用临床方案。



很明显,如果为了解释严格管制的程序而不必每次都要拉医生,例如将配药分配给初级卫生保健工作者(由DSS协助),则可以提高医疗程序的效率。以防万一,我将解释:在许多临床过程中,甚至药物的选​​择也严格取决于测试的数值结果,医生不能仅仅因为他想而简单地服用和开处方。



现在,知道了问题的严重性,让我们回到自动机模型。这篇文章旨在说明为什么在DSS开发中使用自动机模型不仅合理,而且在逻辑上也很合理。



让我们从最简单的开始:自动机具有许多状态和许多过渡,而病人也具有状态。在前面的句子中,“状态”一词仅是同音异义词。而且,一个人不能同时活着和死去,这意味着,就像自动机一样,一个人一次仅具有一种状态。为什么不尝试将它们相互比较?



由于我们将在DSS中使用自动机模型,甚至在临床方案的实施中也可以使用确定性有限自动机。让我们看一下这种模型的属性,并确保它们与所需系统的所需属性非常相似。



事实证明,不可能简单地搜索“确定性有限自动机的属性”,因为没有人明确地表达它们-也许是因为这些属性太明显了,也许对任何人都不感兴趣。不过,我们重点介绍了两个对于正在讨论的主题非常有用的东西:



  1. 从每个状态转变的条件在物理上是正交的。
  2. 描述这种过渡的逻辑析取函数等于1。


让我们看看它给我们带来了什么。在第一种情况下,例如,患者不能同时处于急性发作的不同阶段。或者,例如,不可能给病人服药而不是同时给它服药。第二个属性保证了当前状态下建议的整个动作范围完全覆盖了所有选项的集合,这将有助于避免前面所述的“应用血浆置换后会产生影响”的情况,也就是说,无论机器/与患者一起工作的输入顺序如何,我们我们将永远知道下一个状态。



好吧,当然,使用自动机模型的最后一个明显的好处是种类繁多的验证工具,依次使用正确的工具可以保证如果自动机模型的构成正确,然后集成到系统中后将始终可以正常工作。



最后,我想指出的是,尽管有先决条件,但自动机模型的集成并不是我们想要的那样简单。例如,在临床方案中并不总是描述疾病的罕见病例,并且需要专家的精神活动,但是,所有“愚蠢”的事情都可以由良心清楚地留给DSS!



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