System ekspertowy SALOMON 2.3

Diagnostyka zaburzeń afektywnych
oraz
Bank wiedzy o wyleczonych epizodach depresyjnych
Autor projektu : dr Krzysztof Kielan

Komputerowy system doradczy Salomon oraz błyskawiczny dostęp do danych w sieci Internet mają na celu przybliżyć najnowszą wiedzę z zakresu psychiatrii lekarzowi pierwszego kontaktu, u którego leczy się w Polsce większość pacjentów z zaburzeniami depresyjnymi. Dla specjalisty psychiatry może stać się on również przydatnym narzędziem skracającym oczekiwanie pacjenta na skuteczną pomoc. System nie powinien nigdy zastąpić prawidłowego badania psychiatrycznego oraz pogorszyć wzajemnego kontaktu lekarz - pacjent. System nie zastąpi także lekarza w trudnej sztuce podejmowania decyzji diagnostycznych i terapeutycznych. Nie zastąpi jego wiedzy i doświadczenia. Komputerowy system doradczy Salomon powstał jako aplikacja polskiego szkieletowego systemu ekspertowego PC-Shell firmy AITECH. Do budowy reguł w bazach wiedzy użyto: klasyfikację ICD-10, kryteria badawczo-diagnostyczne dla klasyfikacji ICD-10, zasady "logiki klasycznej" (0/1 lub "tak" / "nie") oraz "logiki rozmytej" (ang. "fuzzy logic"), HDRS (Hamilton Depression Rating Scale), skalę manii Pużyńskiego, część systemu AMDP. W celu wspomagania decyzji lekarza dotyczącej metody leczenia zaburzeń depresyjnych o charakterze epizodów depresyjnych o lekkim, umiarkowanym lub ciężkim nasileniu (pojedynczych, nawracających lub dwubiegunowych) zaprojektowano bazy danych: o lekarzu leczącym, o chorym, o sposobie terapii oraz przygotowano format dla danych do przetworzenia przez symulator sieci neuronowej. System ekspertowy Salomon zostanie bezpłatnie udostępniony wszystkim klinikom psychiatrii w Polsce w celu recenzji i otrzymania danych o kolejnych konsultacjach pacjentów z zaburzeniami depresyjnymi niezbędnych do utworzenia w przyszłości "banku wiedzy" o wyleczonych epizodach depresyjnych.

INFORMACJA OGÓLNA

System Salomon jest pierwszym polskim profesjonalnym komputerowym systemem ekspertowym do diagnostyki zaburzeń afektywnych opartym o kryteria naukowo-badawcze oraz klasyfikację ICD-10. Po raz pierwszy wprowadzono możliwość klasyfikacji i oceny nasilenia zaburzeń afektywnych przy pomocy zasad logiki rozmytej (ang. fuzzy logic) oprócz klasyfikacji przy pomocy reguł logiki klasycznej ( dwuwartościowej ). System Salomon jest aplikacją szkieletowego systemu ekspertowego PC-SHELL for Windows firmy AITECH / dwukrotnie wyróżniony i nagrodzony na Międzynarodowych Targach Oprogramowania SOFTARG, wykorzystywany dla celów naukowo-badawczych oraz komercyjnych /. Program korzysta z nowoczesnej architektury hybrydowej właściwej dla najnowszych systemów ekspertowych, pracuje w środowisku Windows 3.1 oraz Windows 95. System Salomon powstał jako rezultat wcześniejszych doświadczeń autora zyskanych podczas pracy doktorskiej pt. "Próba doskonalenia procesu diagnostyczno - terapeutycznego zespołów depresyjnych poprzez użycie komputerowego systemu doradczego opartego o różne klasyfikacje kliniczne". Praca pt. "Komputerowy system doradczy w diagnostyce depresji" w 1997 r. otrzymała II nagrodę w konkursie na pracę naukową organizowanym przez International Association of Polish Psychiatrists.

ZASTOSOWANIE

Typowe obszary zastosowań systemu to:

KLASY PROBLEMÓW

ARCHITEKTURA

System Salomon jest aplikacją systemu PC-SHELL for Windows o architekturze hybrydowej. Istotną własnością aplikacji jest wykorzystanie architektury tablicowej, co umożliwiło podział dużej bazy wiedzy na mniejsze moduły zorientowane tematycznie, tzw. źródła wiedzy.

REPREZENTACJA WIEDZY

Dzięki hybrydowej architekturze w aplikacji Salomon występują obok siebie różne metody reprezentowania wiedzy:

WYJAŚNIENIA

Niezwykle ważną i wręcz unikatową cechą systemów ekspertowych są tzw. wyjaśnienia. System PC-SHELL dostarcza szerokiego zakresu wyjaśnień spotykanych we współczesnych systemach ekspertowych. Należą do nich wyjaśnienia typu:

Wyjaśnienia jak mają charakter retrospektywny i informują o sposobie rozwiązania danego problemu. Wyjaśnienia dlaczego uzasadniają celowość pytań stawianych przez system ekspertowy. Wyjaśnienia co to jest są tekstowymi objaśnieniami wybranych pojęć w bazie wiedzy. W systemie PC-SHELL wprowadzono dodatkowe wyjaśnienia tekstowe nazywane metaforami będące uzupełnieniem wyjaśnień typu jak. Metafory dostępne są po wygenerowaniu konkluzji diagnostycznej przez system i naciśnięciu klawisza "jak". Następnie należy wskazać przyciskiem "myszki" diagnozę z poprzedzającym ją numerem metafory i dopiero wtedy nacisnąć klawisz - "metafora". Opisy faktów pokazują źródło i metodę ich pozyskiwania oraz dostępność wyjaśnień typu jak.

OPIS APLIKACJI SALOMON

W skład systemu Salomon wchodzi 5 baz wiedzy :

Baza wiedzy mania.bw korzysta z reguł klasyfikacji ICD-10 dla epizodów maniakalnych lub hipomaniakalnych z / lub bez objawów psychotycznych oraz logiki klasycznej ["Nie" = 0,"Tak" = 1] .

Baza wiedzy mania_r.bw korzysta z reguł klasyfikacji ICD-10 dla epizodów maniakalnych lub hipomaniakalnych z / lub bez objawów psychotycznych, reguł logiki rozmytej, gdzie objawy pacjenta przyjmują wartości ze zbioru {0, 0.25, 0.5, 0.75}. Wartości te wyznaczają lewe granice przedziałów od < 0, 1 > lub < 0 % , 100 % > , gdzie 0 (0%) - oznacza bliżej niezdefiniowaną "normę", a 1 (100%) - wyznacza bliżej nieokreśloną skrajną patologię, natomiast wartości pośrednie definiuje skala mani S. Pużyńskiego.

Baza wiedzy depresja.bw korzysta z reguł klasyfikacji ICD-10 dla epizodów depresyjnych : łagodnych, umiarkowanych, ciężkich z / lub bez objawów psychotycznych z / lub bez zespołu somatycznego /ang. somatic syndrome/ oraz logiki klasycznej ["Nie" = 0,"Tak" = 1] .

Baza wiedzy in_z_af.bw (inne zaburzenia afektywne) zawiera reguły klasyfikacyjne dla innych niż wyżej opisanych zaburzeń afektywnych m.in.: dystymia, cyklotymia, zaburzenia afektywne dwubiegunowe obecnie remisja lub epizod mieszany, inne uporczywe zaburzenia nastroju, epizod afektywny mieszany, nawracający krótki epizod depresyjny oraz logiki klasycznej ["Nie" = 0,"Tak" = 1] .

Baza wiedzy bank_dep.bw korzysta z reguł klasyfikacji ICD-10 dla epizodów depresyjnych : łagodnych, umiarkowanych, ciężkich z / lub bez objawów psychotycznych z / lub bez zespołu somatycznego /ang. somatic syndrome/, reguł logiki rozmytej, gdzie objawy pacjenta przyjmują wartości ze zbioru {0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8}. Wartości te wyznaczają lewe granice przedziałów od < 0, 1 > lub < 0 % , 100 % > , gdzie 0 (0%) - oznacza bliżej niezdefiniowaną "normę", a 1 (100%) - wyznacza bliżej nieokreśloną skrajną patologię, natomiast wartości pośrednie definiuje skala depresji M.Hamiltona oraz system AMDP. W banku wiedzy zaprojektowano również bazy danych o lekarzu leczącym, o chorym, o sposobach terapii pacjenta i kolejnych konsultacjach (kontrolach stanu psychicznego), które w przyszłości posłużą do utworzenia "banku wiedzy o wyleczonych epizodach depresyjnych". Autor proponuje już w trakcie klasyfikowania zaburzenia wprowadzenie wartości nasilenia objawów depresyjnych, zamiast klasyfikowania zaburzenia przy pomocy reguł logiki klasycznej ["Tak" =1, "Nie" = 0 ] a następnie stosowania różnorodnych skal psychometrycznych. Jako obiektywne (oprócz subiektywnego zgłaszanego przez pacjenta) kryterium wyleczenia autor proponuje stan, kiedy objawy pacjenta nie spełniają kryteriów epizodu depresyjnego w żadnym nasileniu, chociaż niektóre z nich mogą nadal być obecne zamiast redukcji ilości punktów w skali nasilenia depresji. Poprawne użycie systemu polega na wybraniu odpowiedniego lekarza z menu, a następnie wprowadzeniu danych pacjenta i rozpoczęcie konsultacji. Jeżeli objawy pacjenta spełniają kryteria diagnostyczne dla klasyfikacji ICD-10 to we wnioskach systemu pojawi się diagnoza z nr statystycznym choroby oraz zbiór objawów dla symulatora tzw. "sieci neuronowej", która w przyszłości automatycznie rozpozna podobnego wyleczonego już pacjenta, poda rodzaje nieskutecznej i skutecznej terapii, dawki maksymalne stosowanych leków oraz czas leczenia. Kolejne konsultacje tego samego pacjenta powinny następować w przypadku podejmowania decyzji o zmianie terapii lub miejsca terapii. W przypadku ustąpienia epizodu depresyjnego lub w przypadku niespełnienia przez objawy pacjenta kryteriów epizodu depresyjnego już w trakcie pierwszego badania wynikiem konsultacji będzie jedynie zbiór objawów dla symulatora "sieci neuronowej". W przypadku wyleczonego epizodu depresyjnego kolejne konsultacje pacjenta przy użyciu programu "Salomon" mogą być cennym źródłem informacji o metodach i dawkowaniu podtrzymującym i profilaktycznym.

INSTALACJA SYSTEMU SALOMON - wersji internetowej

Po ściągnięciu systemu z Internetu należy rozpakować archiwum do pustego katalogu i uruchomić program instaluj.exe. Po uruchomieniu się programu instalacyjnego pojawia się okno dialogowe w którym możemy zmienić domyślny katalog instalacyjny systemu Salomon. Instalacja rozpoczyna się po wybraniu przycisku Rozpocznij instalację. Po zakończeniu instalacji w grupie Salomon 2.3 w Menedżerze Programów uruchamiamy ikonę Salomon, gdzie możemy uruchomić poszczególne bazy wiedzy systemu Salomon.

Aplikacja "bank zaburzeń depresyjnych" jest systemem mającym na celu zebranie praktycznych danych mających posłużyć w przyszłości utworzeniu właściwego banku wiedzy o pacjentach i sposobach ich leczenia. W związku z tym w systemie tym jest wbudowana obsługa kartotek lekarzy prowadzących leczenie oraz kartotek pacjentów. Dla każdego z pacjentów jest zapamiętywany wynik konsultacji z systemem ekspertowym (diagnoza) oraz przepisana przez lekarza terapia. Zalecane jest aby proces leczenia pacjenta składał się z co najmniej czterech konsultacji, najlepiej odbywających się w regularnych odstępach czasowych.

Proces zbierania danych do banku wiedzy trwa 6 miesięcy (do końca czerwca 1999 roku). Po tym czasie system Salomon przestanie być aktywny. Po okresie tym lekarze oraz kliniki chcące przyłączyć się do banku wiedzy powinni przesłać na adres twórcy systemu zebrane dane (w postaci elektronicznej): Dane te posłużą stworzeniu banku wiedzy do którego będą posiadały dostęp osoby biorące udział w jego tworzeniu.

W grupie Salomon Menedżera programów znajdują się dwie ikony do archiwizacji danych. Należy wybrać odpowiednią, w zależności od posiadanego programu archiwizującego i po nagraniu przesłać plik archiwum.arj lub archiwum.zip na adres pocztowy:

Rozpoczynając pracę z bankiem zaburzeń depresyjnych należy wprowadzić swoje dane (lekarza) do kartoteki. Dane te mają charakter jedynie informacyjny i mogą posłużyć ewentualnie do kontaktu pomiędzy twórcą systemu a lekarzem w celu np. weryfikacji podanych wyników itp. Dodanie nowego lekarza odbywa się po wybraniu z menu Lekarz pozycji Nowy lekarz. Otwiera się wtedy okno do którego należy wprowadzić dane lekarza (rys. 1)

Po wpisaniu odpowiednich danych zapamiętujemy dane poprzez wybranie w menu Lekarz pozycji Zapamiętaj dane lekarza.

Rys. 1 Kartoteka lekarza

Teraz możemy przystąpić do wpisania danych nowego pacjenta. Otwieramy okno nowego pacjenta w menu Pacjent za pomocą opcji Nowy pacjent gdzie wpisujemy dane pacjenta (w systemie posługujemy się identyfikatorami pacjentów a nie ich rzeczywistymi danymi), oraz wynik wywiadu początkowego (zobacz rys. 2).

Pacjenta zapamiętujemy w systemie po wybraniu z menu Pacjent opcji Zapamiętaj dane pacjenta.

Rys. 2. Kartoteka pacjenta

Mając wprowadzone dane lekarza i pacjenta możemy przystąpić do właściwej pracy z systemem ekspertowym. Przed uruchomieniem konsultacji należy wybrać odpowiedniego lekarza z listy zarejestrowanych lekarzy (menu Lekarz opcja Wybór lekarza) a następnie wybrać pacjenta (menu Pacjent opcja Wybierz pacjenta). Teraz wybieramy w menu Konsultacje opcję Klasyfikacja przy pomocy logiki rozmytej i ICD-10. Opcja ta uruchamia nową konsultację poprzez uruchomienie systemu ekspertowego. System ekspertowy zadaje szereg pytań na które należy odpowiedzieć wybierając właściwe odpowiedzi z listy dostępnych. W trakcie pracy z systemem są dostępne wyjaśnienia "Co to?" które bliżej wyjaśniają zadane pytania, oraz otwierają się okna z informacjami sponsorów tego projektu. Przykładowe okna konsultacji z systemem ekspertowym pokazano na rysunkach poniżej.

Rys. 3. Przykładowa konsultacja z systemem ekspertowym

Rys. 4. Przykładowa konsultacja z systemem ekspertowym

Rys. 5. Przykładowa konsultacja z systemem ekspertowym

Po podaniu odpowiedzi na zapytania generowane przez system zostanie wygenerowane rozwiązanie (jedno lub więcej) systemu ekspertowego (rysunek nr 6).

Rys. 6. Rozwiązanie systemu ekspertowego

W oknie rozwiązań dostępne są wyjaśnienia "Jak ?" opisujące sposób rozwiązania (diagnozy) postawionej przez system ekspertowy. Na rysunku nr 7 przedstawione są przykładowe wyjaśnienia wraz z wyjaśnieniami "Metafora" dodatkowo wyjaśniającymi zaburzenie.

Rys. 7. Wyjaśnienia "Jak ?" oraz "Metafora"

Po zamknięciu okna rozwiązania system Salomon pyta się czy zapamiętać przeprowadzoną konsultację w banku. Jeżeli lekarz zamierza zapamiętać rozwiązanie i przepisaną terapię należy na zapytanie "Czy chcesz zapamiętać przeprowadzoną konsultację w bazie danych" nacisnąć przycisk , jeżeli nie to . Po pozytywnym zatwierdzeniu zapytania otwiera się okno z opisem terapii przepisanej pacjentowi (rysunek nr 8). Po uzupełnieniu danych należy zapamiętać konsultację poprzez wybranie z menu Konsultacje opcji Zapamiętaj konsultację.

Rys. 8. Okno terapii

Bank wiedzy zaburzeń depresyjnych w obecnej postaci udostępnia również następujące dodatkowe opcje:

PREZENTACJE SPONSORÓW

W tym miejscu pragniemy podziękować firmom które dopomogły w wydaniu tego systemu w formie elektronicznej. Należą do nich firmy:

Na dysku CD-ROM zawierającym system znajdują się prezentacje tych firm w formacie plików programu Microsoft PowerPoint, wraz z nimi dostarczana jest również aplikacja służąca do ich odtworzenia - PowerPoint Viewer. Niestety ich odtwarzanie jest możliwe w środowisku Windows 95 lub nowszym ze względu na wymagania programu prezentacyjnego w stosunku do środowiska jak i sprzętu (zalecany komputer Pentium i 16 MB RAM).

Za treść oraz formę prezentacji odpowiedzialność ponoszą tylko i wyłącznie firmy będące przedstawicielami powyższych firm farmaceutycznych.

WYMAGANY SPRZĘT I OPROGRAMOWANIE:

System Salomon posiada następujące wymagania :
Komputer: 486 lub nowszy.
Pamięć RAM: min. 8 MB.
Oprogramowanie : WINDOWS 3.1 lub WINDOWS 95.

KONTAKT Z AUTOREM :

dr Krzysztof Kielan
I Klinika Psychiatrii Śląskiej Akademii Medycznej
ul. Grunwaldzka 48
42-700 Lubliniec
tel./fax.: (034) 3531768
e-mail : Ten adres e-mail jest ukrywany przed spamerami, włącz obsługę JavaScript w przeglądarce, by go zobaczyć