Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Модели и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека Голубятников Олег Олегович

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Голубятников Олег Олегович. Модели и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.13.01 / Голубятников Олег Олегович;[Место защиты: ФГБОУ ВО Тамбовский государственный технический университет], 2017

Введение к работе

Актуальность темы исследования и степень е разработанности. В настоящее время в медико-биологической практике широко используются различные средства интеллектуальной поддержки принятия решений для специалиста предметной области. Это обусловлено тем, что для принятия медицинских решений характерны недостаточность знаний, ограниченность во времени, отсутствие возможности привлечения компетентных экспертов, неполнота информации о состоянии больного и т.д. Получение объективной многоаспектной информации о состоянии здоровья определнных групп населения весьма трудомкий и дорогостоящий процесс. В связи с этим для распознавания у человека различных патологических состояний, с последующим уменьшением риска их возникновения, распространены методики экспресс-оценки состояния здоровья, которые являются менее затратными и более быстрыми, особенно при применении средств интеллектуальной поддержки принятия решений. Вопросами разработки автоматизированных систем экспресс-оценки состояния здоровья, мониторинга, диспансеризации человека занимались учные: Шаповалов В.В., Крошилин А.В., Воронцов И.М., Кобринский Б.А., Симаходский А.С., Кубайчук А.Б., Шерстюк Ю.М., Коренев-ский Н.А., Болодурина И.П., Новиков Д.Б., Фролов С.В., Косткина О.С., Гер-гет О.М., Пятковский О.И., Шальнова С.А., Шаропин К.А., Александров А.Б., Зуйкова А.А., Пятакович Ф.А. Фадеева А.Е. и другие, в том числе зарубежные учные: Lindberg D., Sharp G.C., Kaihara S., Koyama Т., Shortliffe E.H., Buchanan B.G., Feigenbaum E.A., Kingsland L.C., Weiss S.M., Kulikowski С.A. и другие.

Однако критический анализ существующих автоматизированных систем экспресс-оценки состояния здоровья показал, что в них недостаточно полно учитываются индивидуальные характеристики отдельного человека, что напрямую влияет на качество результатов экспресс-оценки состояния здоровья. Результаты могут быть как ложноположительными, указывая на наличие в действительности отсутствующей болезни, так и ложноотрицательными, не обнаруживая существующую патологию. Для устранения этих недостатков актуальной представляется задача разработки нового подхода к проведению экспресс-оценки состояния здоровья, включающего разработку моделей, методов и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, и основанной на них проблемно-ориентированной системы.

Работа выполнялась в соответствии с:

– государственной программой «Национальная технологическая инициатива» по направлению «HealthNet» (персональная медицина), группа технологий «Искусственный интеллект и системы управления»;

– программой стратегического развития ФГБОУ ВО «ТГТУ» на период 2014-2018 гг.;

– государственной программой «У.М.Н.И.К.» по проекту «Разработка программно-аппаратного комплекса оценки состояния здоровья иностранных граждан».

Объектом исследования является проблемно-ориентированная система принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека.

Предметом исследования являются модели, методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека.

Целью работы является повышение эффективности распознавания у человека различных патологических состояний при проведении экспресс-оценки состояния здоровья. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Провести критический анализ традиционного подхода к разработке моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений в существующих автоматизированных системах экспресс-оценки состояния здоровья человека.

  2. На основе методов системного анализа разработать новый подход к проведению экспресс-оценки состояния здоровья, учитывающий индивидуальные характеристики человека, и позволяющий обеспечить специалисту предметной области интеллектуальную поддержку принятия решений по формированию индивидуальной комплексной методики проведения экспресс-оценки состояния здоровья человека.

  3. Разработать математическую модель интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека.

  4. Разработать метод и алгоритм индивидуального подбора методик.

  5. Разработать структурную схему проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека.

  6. Разработать специальное математическое, алгоритмическое и программное обеспечение проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, включающее фреймовую модель представления знаний о методиках, алгоритм вывода знаний о методиках экспресс-оценки состояния здоровья человека.

  7. Провести апробацию проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека в условиях лечебно-профилактических учреждений.

Методы исследования: методы системного анализа, экспертных оценок, математического моделирования, оптимизации, теория нечтких множеств, представления знаний.

Новые научные результаты заключаются в новом подходе к проведению экспресс-оценки состояния здоровья человека, который учитывает индивидуальные характеристики человека, обеспечивает специалисту предметной области интеллектуальную поддержку принятия решений по формированию индивидуальной комплексной методики, и позволяет повысить эффективность распознавания у человека различных патологических состояний при проведении экспресс-оценки состояния здоровья, а именно:

– впервые разработана математическая модель интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, позволяющая формировать оптимальную индивидуальную комплексную методику проведения экспресс-оценки состояния здоровья человека и оценивать е качество;

– разработаны метод и алгоритм индивидуального подбора методик, отличающиеся использованием экспертной информации для составления банка методик и определения характеристик стартовой анкеты и показателей, введением функций количественной и качественной оценки методики, и позволяющие формировать оптимальную индивидуальную комплексную методику для различных предметных областей;

– разработана структурная схема проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, включающая подсистему знаний для ввода экспертной информации, подсистему экспресс-оценки для интеллектуальной поддержки принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, подсистему обработки результатов для апробации методик;

– впервые разработана фреймовая модель представления знаний о методиках экспресс-оценки состояния здоровья человека, позволяющая формализовать методики в виде предметных областей медицинских знаний;

– разработан оригинальный алгоритм вывода знаний о методиках экспресс-оценки состояния здоровья человека, основанный на фреймовой модели представления знаний о методиках, включающий набор присоединнных процедур и правил, и позволяющий индивидуально для отдельного человека создавать формы проведения экспресс-оценки состояния здоровья, синтезировать формулы для рас-чта количественных оценок и формировать медицинское заключение.

Практическая значимость работы заключается в разработке проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека, которая позволяет:

– повысить эффективность распознавания у человека различных патологических состояний при проведении экспресс-оценки состояния здоровья на 30% по сравнению с традиционным подходом;

– обеспечить специалисту предметной области интеллектуальную поддержку принятия решений по формированию индивидуальной комплексной методики проведения экспресс-оценки состояния здоровья человека.

Предлагаемый новый подход может быть применн в различных областях деятельности, в которых для оценки определенных показателей используются узконаправленные методики, например: оценка профессиональной пригодности и профессиональной ориентации человека, оценка знаний, повышение квалификации сотрудников, обучение иностранным языкам и т.п.

Область исследования. Работа выполнена в соответствии с пунктами 5 – «Разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации», 9 – «Разработка проблемно-ориентированных систем управления, принятия решений и оптимизации технических объектов», 10 – «Методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений в технических системах» паспорта специальности 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (информационные технологии).

Внедрение результатов работы. Результаты работы в виде проблемно-ориентированной системы принятия решений при проведении экспресс-оценки состояния здоровья человека внедрены и используются в отделениях профилактического осмотра ТОГБУЗ «Городская клиническая больница №4 г. Тамбова» и ТОГБУЗ «Городская поликлиника №6 г. Тамбова», в учебном процессе подготовки бакалавров по направлению 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии» по дисциплине «Системный анализ в медико-биологической практике» на кафедре «Биомедицинская техника» ФГБОУ ВО «ТГТУ».

Апробация работы. Основные положения работы и полученные результаты
обсуждались на следующих конференциях: Всероссийской научной конференции
«Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, 2013);

XXVII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2014); 3-ей Международной конференции «Актуальные проблемы энергосбережения и эффективности в технических системах» (Тамбов, 2016); XII Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» ФРЭМЭ’2016 (Владимир-Суздаль, 2016) и других.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК, 11 материалов и тезисов на международных и всероссийских конференциях, а также 3 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырх глав, заключения, списка литературы из 131 источника и пяти приложений. Диссертация содержит 132 страницы основного текста, включая 8 таблиц и 47 рисунков.