ES_in_Diag

عناوین :
مقدمه
دلایل و زمینه های استفاده سیستم خبره در پزشکی
سیستم های خبره دنیای پزشکی
عملکرد و پیاده سازی سیستم های خبره
سیستم های مبتنی بر وب
سیستم خبره تشخیص سرطان خون
تشخیص بیماری مالاریا از تصویرخون
سیستم خبره تجویز درمان پزشکی
مروری بر ابزارهای کوچک و ساده تشخیص بیماری های سخت
نتیجه گیری
منابع

مقدمه
سیستم خبره تشخیص بیماری یک سیستم مبتنی بر قانون و وب گرا برای تشخیص خودکار بیماریها است . ایده ئ اصلی که این سیستم ها ، استفاده از قدرت اینترنت برای انتشار اطلاعات تخصصی و تخصص تعداد کمی از پزشکان با تجربه و متخصص برای راهنمایی است.
معمولا مدل عمومی تشخیص بیماری دراین سیستم ها به صورت زیر می باشد:
تشخیص? پژوهش وبررسی? علایم بیشتر ? علایم
گام 2 و 3 ممکن است چندین بار تکرار شوند.

برخی دلایل استفاده از سیستم­های خبره در پزشکی:
پزشکان برخی اوقات دچار خطا و اشتباه می­شوند.
پزشکان قادر نیستند که همیشه خود را با اخرین یافته­های اطلاعات پزشکی تطبیق دهند.
در موارد متداول استفاده از تصمیم­گیری خودکار، موثر است.
سازمانهای مراقبت بهداشتی مایل به افزایش کیفیت مراقبت و کاهش هزینه­های ان هستند.

زمینه­های مورد استفاده سیستم­های خبره:
تولید هشدارها و یاداوری­کننده­ها برای پزشک
کمک در تشخیص بیماری به پزشک
برنامه­ریزی درمان
تشخیص و تفسیر تصاویر پزشکی

سیستم های خبره دنیای پزشکی
برنامه DENDRAL : شرح و بیان ساختار مولکولی و تحلیل شیمیایی
نرم افزار MYCIN : تشخیص و درمان بیماری میکروبی
نرم افزار PUFF : تشخیص بیماری های ریوی
نرم افزار XBONE : تشخیص بیماری های استخوانی
نرم افزار VM : نظارت بر بیماران نیازمند مراقبت های ویژه
BLUE BOX : تشخیص و درمان افسردگی
ATTENDING : آموزش در امور مدیریت بیهوشی
CADUCEUS : تشخیص بیماری های مربوط به طب داخلی
سیستم خبره فازی : ارزیابی سطح شدت حمله آسم

عملکرد و پیاده سازی سیستم های خبره
سیستم های خبره تشخیص بیماری برای رسیدن به نتایج صحیح ، قدم به قدم ، استدلال های یک پزشک خبره را تقلید می کنند که همان مفهوم Explan می باشد . امر بدیهی این است که سیستم های خبره نیاز به تعداد بسیار زیادی قوانین و حقیقت های علم پزشکی در زمینه بیماریها و شرایط بیماری دارند تا بتوانند نتیجه دقیقی ارائه دهند.
برای پیاده سازی این سیستم ها از روش های نمادینی مانند درخت های تصمیم گیری ساده ، روشهای آماری / احتمالاتی و سیستم های خبره مبتنی بر قواعد توصیفی و الگوریتم های ژنتیک ویا حتی ترکیبی از این تکنیک ها استفاده می گردد.

کاربرنهایی که با سیستم از طریق یک رابط کاربر در ارتباط بوده و امکان توضیح و یا رسیدن به هدف به صورت قدم به قدم را با موتور استنتاج سیستم دارد ، برای رسیدن به اهداف خود مانند درمان های پیشنهادی و غیره قسمت امکانات توضیح با موتور استنتاج ترکیب و توضیحات لازم را مشاوره و ارائه و یا بازخورد می نماید و در نهایت به نتیجه مورد نظر خواهد رسید.
در نمودار و دیاگرام اسلایدهای بعدی نحوه تعامل کاربر و سیستم نمایش داده می شود.

دریافت و ادراک علائم
علائم مرتبط پزشکی محیطی
جستجوی جداول
نمایش و گزارش تشخیص و توصیه های درمان
دسته بندی علائم برای تشخیص و درمان

سیستم های خبره تشخیصی
مواردی که سیستم خبره تشخیصی بیشتر مد نظر دارد:
تفسیر ECG (نوارقلبی)
تفسیر تست های آزمایشگاهی
تشخیص بیماری پیچیده و یا کمیاب
کمک به افراد کم تخصص و کم تجربه در تشخیص بیماری

مثال :یک سیستم خبره پزشکی (پایگاه دانش و قوانین استنتاج)
ق-1- اگر احتمالا فشار خون بالا باشد آنگاه خطر سکته قلبی بالاست.
ق-2- اگر احتمالا فشار خون پایین باشد آنگاه خطر سکته قلبی پایین است.
ق-3- اگر مصرف چربی زیاد باشد و بیمار مصرف نمک بالا داشته باشد آنگاه فشار خون احتمالا بالاست.
ق-4- اگر مصرف چربی پایین باشد و بیمار مصرف نمک پایین داشته باشد آنگاه فشار خون احتمالا پایین است.
ق-5- اگر مصرف چربی در هفته بیش از 300 گرم باشد آنگاه مصرف چربی بیمار زیاد است.
ق-6-اگر مصرف چربی در هفته کمتر از 100 گرم باشد آنگاه مصرف چربی بیمار پایین است.
ق-7-اگر مصرف چربی در هفته بین 100 تا 300 گرم باشد آنگاه مصرف چربی بیمار متوسط است.
ق-8- اگر مصرف نمک در هفته بیش از 5 گرم باشد مصرف نمک بالاست.

مثال ...
هدف: یافتن بالا بودن خطر سکته قلبی:
ابتدا ق-1 سپس ق-3 سپس بر اساس ق-5 و ق-8 ، 2 پرسش زیر از کاربر پرسیده می شود:
1- مصرف چربی بیمار چقدر است؟
2- میزان مصرف نمک چقدر است؟

سیستم های مبتنی بر وب
تعدادی از سیستم های مبتنی بروب ، نیز وجود دارد که در تشخیص بیماری به پزشک کمک می کند مانند ایزابل
www.isabelhealthcare.com
این وب سایت ماموریت دارد به منظور بهبود سرعت و تناسب مراقبت از بیمار توسط پزشکان با تشخیص راه حل های عملی حمایت از تصمیم گیری نماید. در این سیستم چک لیستی طراحی شده برای کمک به پزشکان که شک تشخیص آنها را به اطمینان تبدیل می کند. موتور این وب سایت توسط نرم افزار آماری پردازش می شود . این موتور به یک پایگاه دانش متصل است که مدام به روز رسانی می شود.

یک سیستم خبره برای تشخیص سرطان خون با
استفاده از پوسته VP-Expert
سرطان خون یکی از مهم ترین سرطان های جامعه بشری است که معمولا نشانه مشخصی برای آن وجود ندارد . سرطان خون بر اساس منشاء به دودسته تقسیم بندی می شوند:
1- لوسمی : سرطان با منشاء مغزاستخوان و غیرلنفاوی
2- لنفوم : سرطان با منشاء بافت و غده های لنفاوی بدن
از مهمترین علایم لوسمی می توان به درد استخوان ، کبودی و رنگ پریدگی ، کم خونی ، خونریزی های مکرر ، تورم کبد و طحال و غده های لنفاوی ، بروز بیش از حد معمول عفونت ها و تنگی نفس در انجام فعالیت اشاره کرد.

زیرسیستم پایگاه دانش تشخیص سرطان خون
برای دستیابی به پایگاه دانش از نمودارهای بلوکی (وظایف اصلی سیستم) و موکلر(ارتباط بین عوامل موثر بر هدف) بهره گرفته شده است . نمودار بلوکی تشخیص بیماری سرطان خون از سه بخش آزمایش خون (موارد PLT , WBC , HCT , ….)، علائم بیماری (بی اشتهایی ، استفراغ ، سردرد ، ضعف ، بزرگی کبد و ..)و زمان شروع تشکیل شده است.
سطح اول نمودار موکلر برای
تشخیص بیماری نشان داده
شده است.

تشخیص سرطان خون....
بعد از دریافت پاسخ از کاربر به تعیین نتایج پرداخته می شود برای این منظور از 3 جدول تصمیم به منظور تشخیص بیمار ، استنتاج نوع حالت آزمایش خون و استنتاج نوع حالت علائم بیماری بهره گرفته می شود. سپس به تناسب بیماری ، سیستم نوع درمان را به کاربر پیشنهاد می دهد. بخشی از قواعد موجود در سیستم
خبره مذکور به شکل زیر است:

سوال سیستم از کاربر در مورد علامت بیماری استفراغ
و پاسخ نهایی سیستم VP-Expert

تشخیص بیماری مالاریا از تصویرخون با استفاده از شبکه عصبی
برای کنترل بیماری مالاریا تشخیص به موقع و صحیح نیاز داریم . به وسیله شبکه عصبی مصنوعی و روش های پردازش تصویر ، روندی خودکار برای تشخیص این بیماری ارائه گردیده است که در این روش پس از پیش پردازش (حذف عناصر ناخواسته تصویر مانند نویزها)، از عملگرهای ریخت شناسی برای شناسایی انگل های مالاریا در تصویر خون استفاده می شود سپس با کمک یک سیستم فازی قوانین نهفته در شبکه عصبی استخراج می شود.

سلولهای خون و انگل ها
در رنگ و نوع بافت زمینه
تفاوت دارند . در مبتلایان
به مالاریا گلبول های قرمز
خون مورد تهاجم واقع می
شوند.

ویژگی هایی که برای انگل ها و گلبولهای مبتلا تعریف میشوندعبارتند از : اندازه مربوط به گلبول های مبتلا ، دوری ازمرکز گلبول مبتلا، صاف بودن حاشیه سلول ، رنگ گلبولهای مبتلا ، شکل حلقه ها ، اندازه و شکل انگل و ...
از آنجا که این روش در مقایسه با روش های دیگر که تنها می توانند انگلی بودن سلول را تشخیص دهند قوانین مربوط به روش را هم استخراج می کند ، علاوه بر کارایی کاربرپسند نیز می باشد.

سیستم خبره تجویز درمان پزشکی
سیستم خبره تجویز درمان در درجه اول براساس قواعد علم پزشکی و در درجه دوم براساس تجربیات پزشک انجام می گیرد .
هدف اصلی از تولید قوانین منطقی و سیستم هوشمند تجویز درمان پزشکی ، رفع مشکلات تجویز دارو و تسهیل امور درمان پزشکی است.
متداول ترین روش نمایش دانش (به علت سادگی ، امکان تصحیح ساده تر پایگاه دانش و وجود روشهای متنوع استنتاجی ) قوانین می باشد .

قوانین تجویز به دو بخش تقسیم می شوند :
قوانین مربوط به سن ، وزن ، شرایط و شدت بیماری ، چک کردن تداخلات دارویی و.. مثل :
قوانینی که پزشک باید با توجه به حالت های خاص جهت اعتبارسنجی اضافه کند. مثل :

اطلاعات از سه بخش اصلی تشکیل شده است :
بانکهای اطلاعاتی : اطلاعات اولیه عمومی پزشکی
حافظه کاری Working Memory : اطلاعات اولیه و اطلاعاتی که از استخراج قوانین انتخابی توسط موتور استنتاج بدست می آید.
مجموعه ای از قوانین که دریک فایل متنی می باشند.
نحوه کار سیستم :

ساختار کلی سیستم :
نرم افزار ابتدا مشخصات و سوابق بیمار را دریافت و برای او
پرونده تشکیل می دهد . پس از تشخیص بیماری به کمک پزشک اقدام به تهیه یک طرح درمان ، براساس اطلاعات علمی در بانکهای اطلاعاتی سیستم ، می نماید.
توضیح اینکه ، انتخاب یا عدم انتخاب نهایی طرح درمان ، همچنان بعهده پزشک خواهد بود . پزشک توسط یک رابط کاربر با سیستم ارتباط برقرار می کند و میتواند از دو بخش سیستم بانک اطلاعاتی و بخش خبره استفاده نماید.
این سیستم از نوع سیستم های خبره قاعده گرا بوده و دارای اجزای رابط کاربر ، سیستم بانک اطلاعاتی ، موتور استنتاج و مجموعه قواعد به عنوان پایگاه دانش می باشد.

اندازه گیری فشارخون با موس کامپیوتری
این ماوس می تواند از طریق یک حلقه کوچک (که معادل کاف یا همان بازوبند فشار سنجهای قدیمی است) فشار خون و نبض شما را اندازه گیری کند، شرکت CalHealth همراه این ماوس یک بسته نرم افزاری هم ارائه می دهد که می تواند داده های دریافتی از ماوس را روی کامپیوتر ذخیره کند یا آن را برای پزشکتان ارسال کند،همچنین می تواند تغییرات نبض و فشار خون شما را ارزیابی کند، نمودارهایی برای بررسی بهتر
رسم کند و یا میانگین چند روزه آن را
محاسبه کند.

آزمایشگاهی برای تشخیص ایدز، در ابعاد یک کارت اعتباری
mChip آزمایشگاهی است ساخت شرکت FastCo کلمبیا که قرار است ایدز وسفلیس را در مدت 15 دقیقه تشخیص دهد. ‏‏قیمت آن تنها 1 دلار است و میزان حساسیت آن 100% است، یعنی تمام موارد ایدز را می تواند تشخیص دهد. البته حساسیتش آنقدر زیاد است که چند درصدی از افراد سالم را هم ممکن است مبتلا به ایدز نشان دهد .
‏این آزمایشگاه جیبی قادر است نتایج را از طریق ماهواره یا موبایل به مراکز آرشیو اطلاعات بیماران ارسال کند.

ایده ساخت ورقه تشخیص سریع برای بیماری های ایدز و مالاریا
با چکاندن يک قطره خون بر روی این ورقه و گذر آن از لایه های نازک آن وجود بیماری هایی مانند ایدز ، مالاریا، سل و هپاتیت در خون مشخص می شود. قطره خون از یک جهت به لایه های مختلف اين ورقه نفوذ می کند و با تغییر رنگ در طرح شاخه های یک درخت می تواند وجود چند نوع بیماری را به طور همزمان مشخص کند.
هم اکنون نمونه های اولیه این ورقه ها برای تست های کبدی در حال ساخته شدن است.

تشخیص تومور های سرطانی به کمک اپلیکیشن اسمارت فون
محققين Massachusetts با همکاری پزشکان بیمارستانی در بوستون اپليکيشنی را نوشته اند که با استفاده از سيستمی الکترونیکی می توانند تومور های سرطانی را از طریق نمونه گیری مجازی از چند هزار سلول بدن تشخیص دهند.
در اين تکنولوژی يک دستگاه کوچک در کنار تخت بيمار نصب می شود. عملکرد این دستگاه از طريق یک اپليکيشن که بر روی اسمارت فون پزشک نصب شده قابل کنترل است.
در هسته این دستگاه یک ميکرو چیپ مغناطیسی و یک اسکنر
مغناطیسی ديگر که دقيقا همانند همان دستگاه MRI عمل
می کند ، نصب شده است . این مجموعه با کمک ذرات نانو
مغناطیسی، به اندازگيری سطح پروتئين های ويژه ای در بدن
می پردازد.

بررسی سطح کلسترول خون با آیفون
سامانه ای به نام smartCARD برنامه کلسترول گوشی‌ هوشمند برای تشخیص سریع به قسمت فوقانی یک دوربین تلفن‌همراه متصل می‌شود و می‌توان نوار آزمایش استاندارد را در درون شکاف آن قرار داد.
کاربران قطره‌ای از خون خود را بر روی نوار قرار می‌دهند و این امر موجب تغییر رنگ نوار در پاسخ به نشانگرهای زیستی موجود در
نمونه‌ خون می‌شود.زمانی که نوار در درون ابزار جدید
قرار می‌گیرد، یک فلش تعبیه‌ شده آن را شفاف کرده
و دوربین گوشی نیز تصویری از آن تهیه می‌کند.سپس
یک برنامه همراه،تحلیل رنگی از این تصویر تهیه میکند
و بنابراین ، قادر به ارائه خوانش دقیقی از کلسترول
است. فرآیند کلی حدود یک دقیقه زمان می‌برد.

بینی مصنوعی با قابلیت بو کشیدن عفونت‌های خونی
محققان دانشگاه تایوان یک بینی مصنوعی را توسعه داده اند که با شناسایی باکتری عامل مسمویت خون قادر به تشخیص عفونت است. در بینی مصنوعی از حسگرهای تشخیص بو استفاده شده است که زمان تشخیص وجود باکتری های کشنده در خون را از 72 ساعت به 24 ساعت کاهش می دهد. این دستگاه شامل یک بطری کوچک پلاستیکی است که نمونه خون داخل بطری تزریق شده و با کمی محلول غذایی درون آن، امکان رشد سریع باکتری ها فراهم می شود.
باکتری رشد یافته بویی از خود ساطع می کند که توسط حسگرهای شیمیایی قابل تشخیص است. رنگدانه های این بینی مصنوعی بر اساس نوع باکتری، تغییر رنگ پیدا کرده و به پزشک برای تشخیص بیماری و آغاز سریع درمان کمک می کند.

آینده سیستم های خبره پزشکی
نرم افزارهای هوشمند کار تشخیص سریعتر بیماری را به عهده می­گیرند اما کار این نرم افزارها همین جا به پایان نمی­رسد. بعد از تشخیص و مراجعه بیمار به پزشک مربوطه، پزشک نسخه بیمار را بر روی تبلتی که در اختیار دارد می نویسد. متن نوشته شده بر روی این تبلت توسط نرم افزار مذکور در اختیار تمامی داروخانه­های مجهز به این سیستم فرستاده می­شود. پزشک یک کد رهگیری در اختیار بیمار قرار می­دهد که بیمار با مراجعه به داروخانه­های می­تواند داروهایش را دریافت کند. به دلیل استفاده از نرم افزار هوشمند، لزومی ندارد که متصدی داروخانه به اصول نسخه خوانی آشنایی داشته باشد.

نتیجه گیری
با توجه به طیف وسیع ذینفعان در حوزه بهداشت ، تکنیک های سیستم های خبره لزوما تغییرات اساسی نموده است و در انجام این کار ، سازندگان سیستم های متخصص مراقبت سلامت باید دیدگاه های ذینفعان برای سنجش محتوای توضیح ، نوع تعامل و مکانیزم دسترسی را ممکن سازند.