Предыдущая статья была о применении искусственного интеллекта в медицине. Эта статья посвящена применению искусственного интеллекта в диагностике, в частности экспертных систем, систем автоматизированной диагностики и автоматизированных систем принятия медицинских решений. Все эти приложения относятся к области медицинской информатики.
Экспертная система определяется как запрограммированное компьютером приложение, использующее искусственный интеллект, который выносит суждения на уровне человека. Это определенные сложные системы, которые включают в себя принятие решений на высоком уровне. Экспертная система широко используется в медицинской сфере для разработки автоматизированных диагностических систем.
Экспертная система может быть построена с использованием трех различных компонентов. Это пользовательский интерфейс, база знаний и механизм вывода. Пользовательский интерфейс — это внешний интерфейс, отображаемый пользователю, который используется для получения входных значений, а также для отображения условий вывода. База данных знаний содержит всю информацию, относящуюся к конкретному заболеванию/состоянию, представленному с использованием различных моделей знаний. Основным преимуществом этого является быстрое обращение к клиническим экспертам и отсутствие необходимости запоминать референсные значения для биопараметров. Механизм логического вывода является сердцем экспертной системы, которая принимает решения.
Обычно механизм логического вывода состоит из условий IF-ELSE, созданных людьми, имеющими опыт работы в области медицины. Теперь новые технологии, такие как искусственный интеллект и машинное обучение, стали мощной альтернативой ручной разработке правил людьми. Алгоритмы машинного обучения, обученные на наборах данных признаков, и алгоритмы глубокого обучения, обученные на медицинских изображениях, могут использоваться в качестве механизмов логического вывода для экспертных систем нового поколения.
Для того, чтобы разработать экспертную систему, нам необходимо сделать следующие шаги. Первым шагом является разработка базы знаний, на основе которой может быть разработан механизм логического вывода. Наконец, мы разрабатываем пользовательский интерфейс и объединяем все модули вместе, чтобы получить экспертную систему. Комбинация человеческих правил и искусственного интеллекта может быть использована для импровизации точности диагностики.
CAD и CMD — другие приложения искусственного интеллекта в медицинской диагностике. CAD относится к компьютерной диагностике, а CMD относится к компьютерной системе принятия медицинских решений. Это междисциплинарная область, включающая медицину, радиологию, компьютерное зрение, машинное обучение, глубокое обучение и искусственный интеллект. Целью этих систем является раннее выявление аномалий, присутствующих у пациента, для обеспечения лучшего лечения и лучшего прогноза.
Существует множество исследовательских работ, в которых используются алгоритмы ML и DL для разработки систем CAD и CMD с использованием данных характеристик и медицинских изображений. Основное преимущество этих систем заключается в том, что использование искусственного интеллекта резко сокращает время прогнозирования с желаемой точностью. Это удобно в случаях с крупными пациентами, в то же время создавая нагрузку для рентгенологов, которые могут совершать ошибки из-за усталости. Еще одним преимуществом является то, что эти системы способны отслеживать очень маленькие аномалии, которые не могут быть обнаружены невооруженным глазом, особенно в областях глаза и сердца. Очень важно понимать, что эти системы разработаны с целью помочь медицинским работникам, а не заменить их.
