Введение к работе
Актуальность работы. Медицина - одна из первых областей, где нашли практическое применение достижения искусственного интеллекта и современных информационных технологий. Кардиотехнология также является традиционным объектом информатизации. Однако интеллектуально-информационные разработки для медицины, как правило, опираются на знания экспертов по типовым ситуациям медико-технологического процесса, не предлагая ничего для работы в условиях возникновения нетипичности. Между тем, доля нетипичных ситуаций в кардиотехнологни составляет Шг менее 15-20%.
Кроме того, в традиционных интеллектуальных системах для медицины основное внимание уделяется логическому выводу, интерпретации ответа, интерфейсу. Значительно меньше внимания отводят когнитологическому и системно-когнитологическому аспектам. Между тем, достижения в области системотехники позволяют в настоящее время создавать на основе современных информационных технологий интеллектуальные специализированные АРМы, способные охватить деятельность всех лиц, принимающих решение в медико-технологическом процессе, с обеспечением каждой группы производственных отношений достоверными и своевременными данными и знаниями.
В этой связи актуальны разработки по моделированию и синтезу специализированных интеллектуальных АРМ для кардиотехнологни.
Работа выполнялась в соответствии с программой фундаментальных исследований Госкомитета РСФСР по делам науки и высшей школы "Исследование, разработка, освоение и выпуск мелкосерийной и малотоннажной наукоемкой продукции для отраслей народного хозяйства РСФСР" (тема: "Моделирование и компьютеризация технологических процессов") на 1991-1993 гг., научно-технической программой Госкомитета по высшей школе РФ "Автоматизированные системы медико-биологического назначения" (тема: "Интеллектуальные средства диагностики в локальной компьютерной сети кардиологической клиники) на 1992-1993 гг., при поддержке департамента здравоохранения г. Екатеринбурга (1991-1995 гг.) и в рамках
программы научно-практических исследований "Развитие лечебно-диагностических кардиотехнологий" Екатеринбургского Инфарктного Центра (1990-2000 гг.).
Цель диссертационной работы - моделирование и синтез специализированного интеллектуального АРМ для кардиотехнологий (СИ АРМ).
Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:
- определение и анализ лозунгов, проблематики, объектов, целей и задач
системного проектирования перевода медицинского учреждения кардиологического
профиля (МУКП) в новое качество; _
синтез структуры требований к СИ АРМ;
ннформационно-когнитологическое моделирование СИ АРМ;
синтез и испытание СИ АРМ.
Методы исследования. Проведенные в работе исследования и разработки базируются на использовании достижений системологии, системотехники, теории моделирования, теории управления, информатики, дискретной математики, искусственного интеллекта.
Научная новизна
-
Предложена методика ролевого подхода к декомпозиции глобальной цели системного проектирования кардиологических СИ АРМ и дан ее анализ по сравнению с технологическим и ресурсным подходами при получении списка требований к СИ АРМ.
-
Введено понятие нетипичной проблемной медико-технологической ситуации и предложен пакет концептуально-системных кортежных моделей оценки нетипичностиИ запроса/ответа по нетипичной ситуации.
-
Введено понятие ситуационного досье, предложена его структура и система знаний об оценке нетипичной проблемной ситуации, изложен принцип ситуационного мониторирования.
-
Предложена иерархическая тезаурусная система знаний о деятельности МУКП с гипертекстами в виде функционально-структурных, информационных, ситуационных и алгоритмических моделей.
Научно-практическая ценность
1. Дан подход и методика работы с нетипичной проблемной медико-
технологической ситуацией, годные для практической реализации при современном
уровне системно-управленческой культуры, информационной технологии и
социального заказа кардиологов.
2. Адаптирован метод получения и анализа списков лозунгов, проблематик,
проблем, объектов, целей и задач для системно обоснованного технического задания на
интеллектуально-информационный АРМ для кардиотехнологии.
I 3. Разработаны основы методического, информационного, программно-аппаратного и организационного обеспечения СИ АРМ для нетипичной проблемной медико-технологической ситуации на стыке "инфаркт миокарда - качество крови".
4. Предложена (на основе мониторирования нетипичной проблемной медико-технологической ситуации) технология наполнения и взаимодействия систем знаний "Досье ситуаций", "Кардиотехнология" и "Перевод МУКП в новое качество (ПНК МУКП)" в составе СИ АРМ, испытанная и внедренная в лаборатории компьютерной клинической биофизики ЕИЦ.
На защиту выносятся:
1. Пакет моделей:
- кортежных (процедуры анализа нетнпичности, оценки нетипичности ситуации,
ситуационного досье, запроса/ответа, составляющих методического обеспечения СИ
АРМ);
к - структурно-функциональных (медико-технологической деятельности МУКП в реальном и желаемом состояниях, обеспечения качества сердечно-сосудистой системы);
информационных (реального состояния лицензируемой части МУКП, желаемого состояния медико-технологической деятельности МУКП);
алгоритмических (деятельности системного аналитика по проектированию ПНК МУКП; взаимодействия специализированных локальных АРМов (СЛ АРМ) и ЛПР МУКП в реальном и желаемом состояниях; работы СИ АРМ по оценке качества крови в кардиотехнологии);
- ситуационных (нетипичной кардиологической ситуации в лечебном и диагностическом аспектах).
-
Стратегия , тактика и техника работы с нетипичной кардиологической ситуацией на основе триады: ситуационное досье - кардиотехнология - ПНК МУКП.
-
Основные виды обеспечения СИ АРМ (методическое, информационное, программно-аппаратное, организационное) с результатами настройки СИ АРМ на реальную нетипичную медико-технологическую ситуацию.
Апробация работы. Результаты диссертации представлены и доложены на международной научно-практической конференции "Измерительно-информационн технологии в охране здоровья" (Санкт-Петербург, 1995г); на всероссийской научно-практической конференции "Новые высокие технологии и проблемы реструктурирования и приватизации предприятий" (Екатеринбург, 1995); на научно-технической конференции АИН РФ "Наука и образование - XXI веку (Екатеринбург, 1995); на тематическом конгрессе "Информационная проблематика нечетких технологий" (Екатеринбург, 1996); на 15-th International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (St.Peterburg, 1995), на 8-th Laser Optics Conference (St.Peterburg, 1995)
Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 44 научных работы, в том числе патент РФ, 2 монографии, 12 статей.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти
