Биотехнические системы и технологии (Семенова ФИБС БТС 11 семестр) / Лекции 1-6
.pdf
Обобщенная схема процесса |
|||
приобретения знаний |
|
||
Эксперт, источники знаний |
Инженер по |
Программист |
База знаний |
|
знаниям |
|
|
Получение |
Преобразование |
Кодирование |
Ввод |
Процесс приобретения знаний разбивается на фазы (предварительная, начальная и фаза накопления), отражающие изменение функций участников разработки.
Предварительная фаза (где ЭС еще не существует) связана с получением от эксперта основных сведений об области экспертизы и формировании на их основе общих представлений о структуре данных и принципах построения ЭС. Эта фаза выполняется на этапах идентификации, концептуализации и формализации.
Начальная фаза связана с накоплением системы знаниями, определяющими организацию, структуру и способ представления БЗ.
Фаза накопления связана с приобретением основных знаний об области экспертизы, а также с решение задач корректировки знаний и обнаружением неправильности, неполноты или противоречивости, преобразованием их к виду, понятному ЭС, и объединением новых знаний со старыми.
Классификация форм извлечения |
|||
|
знаний |
|
|
|
Методы извлечения знаний |
|
|
|
Коммуникационные |
|
Текстологические |
Пассивные |
Активные |
|
|
|
|
|
Анализ |
Наблюдения |
Групповые |
Индивидуальные |
учебников |
|
|||
«Мысли вслух» |
«Мозговой штурм» |
Анкетирование |
Анализ |
|
|
|
литературы |
Лекции |
Круглый стол |
Интервью |
|
|
|
|
Анализ |
|
Ролевые игры |
Диалог |
документов |
|
|
||
|
|
Экспертные игры |
|
Ошибки классификации
состояния пациента и источники ошибок
Проблема обеспечения точности и достоверности классификации состояния здоровья пациентов
К числу проблем, требующих повышенного внимания разработчиков систем удаленного мониторинга состояния здоровья людей с хроническими заболеваниями, относится проблема обеспечения точности и достоверности классификации состояния здоровья пациентов. Важность этой проблемы объясняется следующим:
1.Слишком большая цена ошибки классификации состояний пациента, ошибка классификации может привести к смерти пациента.
2.Отсутствие непосредственного контакта и ограниченность времени контакта с пациентом при обострении заболевания. Например, при обострении ряда заболеваний (опасные нарушения ритма сердца, приступ бронхиальной астмы, гипогликемическая кома) пациент находится в экстремальном состоянии и не может отвечать на вопросы врача.
3.Необходимость оказания экстренной медицинской помощи, адекватной состоянию пациента, при обострении хронического заболевания в условиях ограниченного времени.
4.Отсутствие возможности оперативного исправления ошибки классификации состояния пациента и оказания медицинской помощи.
5.Многообразие факторов, влияющих на точность и достоверность классификации состояния пациента.
Классификация факторов и источников ошибок
Для целенаправленной работы по снижению влияния факторов на ошибки классификации при разработке систем удаленного мониторинга уточним источники ошибок.
Все многообразие факторов и источников ошибок классификации следует разделить на две основные группы:
-источники методического происхождения;
-источники инструментального происхождения
Источники методического происхождения
Являются источниками методических погрешностей оценки диагностически значимых показателей и приводят к ошибкам оценки состояния пациента.
К этой группе следует отнести источники, обусловленные:
1.Недостаточной корректностью и низкой адекватностью разработанной (используемой) модели биомедицинских сигналов, регистрируемых с пациента и отражающих изменение состояния его здоровья;
2.Ошибками формирования комплекса диагностически значимых показателей, ошибками формирования некоррелированных показателей состояния здоровья;
3.Недостаточной корректностью решающих правил и критериев, используемых для классификации состояния пациента, диагностики обострения заболевания, диагностики функциональных нарушений организма;
4.Некорректной методикой съема и регистрации биомедицинских сигналов;
5.Некорректной методикой обработки биомедицинских сигналов, оценки (извлечения) диагностически значимых показателей из биомедицинских сигналов, анализа состояния пациента по диагностически значимым показателям;
6.Некорректной методикой формирования интегрального показателя со-стояния здоровья пациента;
7.Некорректной методикой поддержки принятия решений врача при классификации состояния;
8.Некорректной методикой поддержки принятия решений врача при вы-боре средств оказания экстренной медицинской помощи пациенту.
Из перечисленных источников 1, 2, 3, 7 и 8 появляются на этапе разработки информационного обеспечения системы удаленного мониторинга, а остальные – на этапе разработки методического обеспечения системы.
Источники инструментального происхождения
Возникают в технических (инструментальных) средствах, а их база закладывается на этапе разработки инструментального обеспечения системы удаленного мониторинга.
К этой группе следует отнести источники погрешности регистрации, обработки биомедицинских сигналов, оценки диагностически значимых показателей, проявляющиеся в технических средствах из-за не идеальности их характеристик:
1.Собственные шумы усилителей биопотенциалов, нелинейность их амплитудной и частотной характеристик, которые приводят к погрешностям оценки временных, частотных, амплитудных и энергетических характеристик сигналов, погрешностям оценки диагностически значимых показателей;
2.Конечная величина квантования регистрируемых биомедицинских сигналов по амплитуде и времени, задержки, вносимые цифровыми устройствами при аналого-цифровом преобразовании сигналов, цифровой фильтрации сигналов, оценке диагностически значимых показателей из-за конечной величины производительности микропроцессорного устройства.
3.Отсутствие возможности синхронной регистрации комплекса биомедицинских сигналов, их записи и обработки. Всегда будут иметь место задержки во времени между регистрируемыми сигналами с точностью до нескольких тактовых импульсов.
4.Задержки, вносимые цифровым устройством на этапе подготовки комплекса биомедицинских сигналов к передаче через канал связи, в процессе передачи и приема сигналов, формирования файлов синхронно регистрируемых биомедицинских сигналов, их записи в памяти цифрового устройства.
Все перечисленные источники обусловлены конечными значениями характеристик инструментальных средств, используемых при удаленном мониторинге состояния пациента, обработке и анализе биомедицинских сигналов и данных.
Погрешности регистрации и обработки биомедицинских сигналов, оценки диагностически значимых показателей по характеру проявления делятся на две группы.
Первая группа – систематические погрешности. Они могут быть как аддитивными, так и мультипликативными и имеют детерминированную зависимость от характеристик или режимов работы технических средств удаленного мониторинга. Эти погрешности могут быть снижены за счет коррекции результатов оценки характеристик регистрируемых сигналов диагностически значимых показателей состояния пациента на основе выявления характера изменения погрешности.
Другая группа погрешностей – стохастические погрешности, их проявление описываются вероятностными зависимостями. Характеристики этих погрешностей могут быть оценены за счет многократных записей биомедицинских сигналов и оценки временных и амплитудных характеристик сигналов.
Полученные с той или иной точностью диагностически значимые показатели влияют на точность описания в многомерном пространстве признаков текущего состояния здоровья пациента. Очевидно, что за счет проявления систематической и стохастической составляющей погрешности в многомерном пространстве признаков будет формироваться область неопределенности текущего состояния здоровья и эта область определит ошибки классификации состояния здоровья пациента. Снижение ошибок классификации достигается путем снижения погрешностей оценки диагностически значимых показателей текущего состояния пациента.