UMKB

К:Википедия:Изолированные статьи (тип: не указан) К:Википедия:Изолированные статьи (тип: не указан)

UMKB (англ. United Medical Knowledge Base) — Объединенная База Медицинских Знаний, представляет собой семантическую сеть, структурированную на основе медицинских онтологий и теории нечеткой логики для использования в работе экспертных систем. В ней представлены знания со всех областей медицины, начиная с клинического опыта врачей и заканчивая молекулярной биологией.

Модель представления знаний, лежащая в основе UMKB

Краеугольным камнем в основе UMKB является модель представления медицинских знаний, которая способна описывать любую область медицины. С помощью данной модели максимально точно можно моделировать факторы риска, этиологию и патогенез заболевания (вероятность, время проявления и последовательность патологических признаков на каждом этапе развития болезни). При формировании патологических и компенсаторных механизмов концепция предоставляет возможность уточнять множество условий, которые влияют на данный механизм. Например, признаки, характеризующие персональные особенности организма (пол, возраст, иммунный статус, хронические заболевания и др.). Множество внешних и внутренних патогенных факторов, каждый из которых в той или иной степени оказывает влияние на развитие болезни. Модель позволяет описывать структурно-функциональные особенности организма и их взаимоотношения (например, компенсаторные механизмы, рефлексы, сложные анатомические структуры, все особенности вариантной анатомии и другие признаки), на основании которых формируются реактивность и резистентность организма.

Инструменты моделирования UMKB

Для наполнения UMKB, используется система удаленного моделирования знаний. Это автоматизированная система, которая использует принципы краудсорсинга для сбора медицинских знаний. Система распределяет задачи среди экспертов - врачей и биологов, а из поступающих фрагментов информации формирует семантическую сеть. Информация в систему вводится не только в текстовом виде на разных языках, но и в виде логических связей с той или иной вероятностью. За счет этого система может усреднять мнения неограниченного количества врачей, создавая коллективный разум. Кроме ручного способа наполнения, также используется технология распознавания и лингвистического анализа медицинской литературы, позволяющая делать анализ неформализованных знаний (медицинских текстов) с извлечением фактов, на основе которых моделируются связи в семантической сети UMKB.

Структура UMKB

UMKB состоит из каркаса (системы классификаторов и онтологий) и собственно семантической сети (системы, нечетких мультивариантных отношений).

Каркас UMKB

Каркас UMKB представляет собой систему классификаторов медицинских признаков (терминов) и множества инструментов для формирования связей между признаками по всем существующим медицинским онтологиям.

Система классификаторов медицинских признаков

Система классификаторов, состоит из следующих групп классифицированных медицинских признаков: структурно-функциональные признаки (анатомия, гистология, биохимия, геном, функции и др.), физиологические показатели, параметрические признаки, патологические признаки (патологические процессы, реакции и состояния), патогенные факторы (внешние, и внутренние), заболевания, основные методы лечения (хирургические, консервативные), методы исследования, физиологические и компенсаторные механизмы и другие классификаторы. Сегодня общее количество медицинских признаков (терминов без учета синонимов) составляет более 400 тысяч. И более двух миллионов родовидовых отношений, формирующих структуру классификаторов. Система классификаторов UMKB является динамической и может постоянно обновляться за счет добавления новых элементов и формирования медицинских признаков. Система гибкая и допускает возможность ремоделирования классификаторов с сохранением всех связей в семантической сети UMKB. При построении медицинских классификаторов эксперты использовали источники современной литературы и достижения отечественных медицинских школ.

Медицинские онтологии как часть каркаса UMKB

Для описания явлений в медицине эксперты пользуются специальными инструментами, которые формируют связи между признаками по определенным медицинским онтологиям. В UMKB различаются две группы онтологий:

a) Онтологии формирования медицинских признаков из элементарных терминов (правила формирования структурных, функциональных, параметрических, патологических и других медико-биологических признаков).

b) Онтологии описания патологических процессов и других медицинских явлений (правила моделирования факторов риска, распространённости, этиологии, патогенеза, клинической картины, диагностики, дифференциальной диагностики, лечения, профилактики и исхода патологических процессов). Большинство онтологий допускают моделирование динамики процесса и персонификации отношений.

Семантическая сеть UMKB

При описании медицинских знаний часто возникают ситуации неопределенности, причинами которых является, отсутствие достаточно полного и достоверного знания о предметной области, речь может идти о плохо изученных явлениях, противоречивых теориях или нечетко сформулированных концепциях. Так, например, этиология онкологических заболеваний, механизмы канцерогенеза и антибластомной резистентности. Семантическая сеть UMKB представлена сложными отношениями между медицинскими признаками. По сути это связи между признаками как промежуточными, так и элементарными, отличающиеся следующими характеристиками:

• Тип связи
• Направление связи
• Вес связи или значение связи - 2
• Достоверность веса или значения связи – α
• Дата актуализации связи - D
• Возможность персонализации веса или значения связи - 1.
• Допускается мультифакторное влияние на вес или значение связи. Множество элементарных и промежуточных признаков, которые влияют на вес - 3.
• Момент актуальности связи - 4,5

Проект UMKB

Наполнение UMKB осуществляется различными специалистами, экспертами в области медицины. По ходу наполнения базы знаний идея создания UMKB распространилась в научных кругах. В разработке UMKB участвуют Научные Центры и Институты из различных областей медицины и биологии, каждый из которых занят созданием своей части UMKB. Это дает им возможность пользоваться UMKB без ограничений и по итогам реализации проекта получить экспертную систему поддержки принятия решений для своей клинической практики. В связи с этим на текущий момент, идеология создание UMKB стало отдельным движением в научных кругах РФ .
По сути UMKB представляет собой “живой организм” т.к. знания будут постоянно пополняться, и обновляться, в зависимости от уровня прогресса медицины и эволюции болезней.

Цель проекта

Цель проекта создать экспертную систему по диагностике заболеваний и поддержки принятия решений для клинической практики.
«Это облачная технология, которая может работать с любой электронной медицинской картой пациента. Обезличенная электронная медицинская карта пациента передается на облачный сервер, на основании чего система формирует виртуальный образ больного. В зависимости от количества поступивших данных на определенном уровне моделируется реактивность и резистентность организма. В данной модели запускаются возможные патологические процессы соответствующие клинической картине описанной в карте пациента. После анализа этих данных система возвращает предварительный диагноз с рекомендациями по проведению дополнительных исследований для уточнения диагноза, а также рекомендации по введению пациента. С каждым поступлением новых данных о пациенте (дневники, результаты исследований и т.п.) его виртуальный образ оптимизируется. При достижении определенной уверенности система выдает клинический диагноз с рекомендациями по лечению и ведению пациента с учетом его персональных особенностей. А также информацию о том, как система получила данное заключение с подробной визуализацией промежуточных этапов решения задачи»
Использование экспертной системы в клинической практике позволит персонифицировать подход к каждому пациенту и уменьшит риск возникновения врачебных ошибок .

Перспективы проекта

UMKB в сочетании с экспертными системами позволит провести научные исследования и разработки направленные на решение актуальных проблем современной медицины:

• Создание высокопроизводительных роботизированных систем массового скрининга.
• Широкомасштабные эпидемиологические исследования для установления ассоциативных и патогенетических связей молекулярных маркеров с болезнями.
• Выявление генных сетей, вовлеченных в патогенез заболеваний, разработка алгоритмов оценки их ассоциативной значимости.
• Выявление молекулярно-генетических факторов, характеризующих индивидуальные реакции организма.
• Фенотипирование, генотипирование, геномное и протеомное профилирование, отражающие индивидуальные реакции организма на патологический процесс.
• Формирование баз знаний функциональных связей белков - маркеров заболеваний.
• Исследование механизмов развития инфекционных и онкологических болезней, определение роли иммунной системы и особенностей её функционирования при патологии.
• Комплексное моделирование реактивности организма.
• Разработка новых моделей, воспроизводящих наиболее актуальные болезни человека (сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, эндокринной, мочеполовой, иммунной и других систем организма, а также инфекционные и «редкие» заболевания) и выявление основных механизмов их развития.
• Разработка виртуальной экспериментальной площадки для тестирования новых препаратов;
• Разработка программных систем анализа данных статических и динамических маркеров патологических процессов и протоколов поддержки принятия решений.

Ссылки

• [www.umkb.com/ Объединенная База Медицинских Знаний]
• [community.sk.ru/net/1120792/ Проект UMKB]
• [remedium-journal.ru/arhiv/detail.php?ID=53162&num=%B912&sec_id=5578 Ключевые технологии формирования искусственного интеллекта в медицине / Бледжянц Г.А., Саркисян М.А., Исакова Ю.А., Туманов Н.А., Попов А.Н., Бегмуродова Н.Ш.]
• [www.zdrav.ru/articles/practice/detail.php?ID=89117 Будущее информатизации здравоохранения: когнитивные системы / Бледжянц Г.А., Белов С.В., Паносян А.В., Пузенко Д.В., Мдинарадзе Г.Н., Мелконян Р.С. // Здравоохранение 2013. №8. С. 54-60].
• digital.mcfr.ru/mp92/46139/article/42877.php
• www.remedium-journal.ru/arhiv/detail.php?ID=53162&num=%B912&sec_id=5578

Отрывок, характеризующий UMKB

– Вам же хуже. Богданыч злопамятен, поплатитесь за упрямство, – сказал Кирстен.
– Ей Богу, не упрямство! Я не могу вам описать, какое чувство, не могу…
– Ну, ваша воля, – сказал штаб ротмистр. – Что ж, мерзавец то этот куда делся? – спросил он у Денисова.
– Сказался больным, завтг'а велено пг'иказом исключить, – проговорил Денисов.
– Это болезнь, иначе нельзя объяснить, – сказал штаб ротмистр.
– Уж там болезнь не болезнь, а не попадайся он мне на глаза – убью! – кровожадно прокричал Денисов.
В комнату вошел Жерков.
– Ты как? – обратились вдруг офицеры к вошедшему.
– Поход, господа. Мак в плен сдался и с армией, совсем.
– Врешь!
– Сам видел.
– Как? Мака живого видел? с руками, с ногами?
– Поход! Поход! Дать ему бутылку за такую новость. Ты как же сюда попал?
– Опять в полк выслали, за чорта, за Мака. Австрийской генерал пожаловался. Я его поздравил с приездом Мака…Ты что, Ростов, точно из бани?
– Тут, брат, у нас, такая каша второй день.
Вошел полковой адъютант и подтвердил известие, привезенное Жерковым. На завтра велено было выступать.
– Поход, господа!
– Ну, и слава Богу, засиделись.


Кутузов отступил к Вене, уничтожая за собой мосты на реках Инне (в Браунау) и Трауне (в Линце). 23 го октября .русские войска переходили реку Энс. Русские обозы, артиллерия и колонны войск в середине дня тянулись через город Энс, по сю и по ту сторону моста.
День был теплый, осенний и дождливый. Пространная перспектива, раскрывавшаяся с возвышения, где стояли русские батареи, защищавшие мост, то вдруг затягивалась кисейным занавесом косого дождя, то вдруг расширялась, и при свете солнца далеко и ясно становились видны предметы, точно покрытые лаком. Виднелся городок под ногами с своими белыми домами и красными крышами, собором и мостом, по обеим сторонам которого, толпясь, лилися массы русских войск. Виднелись на повороте Дуная суда, и остров, и замок с парком, окруженный водами впадения Энса в Дунай, виднелся левый скалистый и покрытый сосновым лесом берег Дуная с таинственною далью зеленых вершин и голубеющими ущельями. Виднелись башни монастыря, выдававшегося из за соснового, казавшегося нетронутым, дикого леса; далеко впереди на горе, по ту сторону Энса, виднелись разъезды неприятеля.
Между орудиями, на высоте, стояли спереди начальник ариергарда генерал с свитским офицером, рассматривая в трубу местность. Несколько позади сидел на хоботе орудия Несвицкий, посланный от главнокомандующего к ариергарду.
Казак, сопутствовавший Несвицкому, подал сумочку и фляжку, и Несвицкий угощал офицеров пирожками и настоящим доппелькюмелем. Офицеры радостно окружали его, кто на коленах, кто сидя по турецки на мокрой траве.
– Да, не дурак был этот австрийский князь, что тут замок выстроил. Славное место. Что же вы не едите, господа? – говорил Несвицкий.
– Покорно благодарю, князь, – отвечал один из офицеров, с удовольствием разговаривая с таким важным штабным чиновником. – Прекрасное место. Мы мимо самого парка проходили, двух оленей видели, и дом какой чудесный!
– Посмотрите, князь, – сказал другой, которому очень хотелось взять еще пирожок, но совестно было, и который поэтому притворялся, что он оглядывает местность, – посмотрите ка, уж забрались туда наши пехотные. Вон там, на лужку, за деревней, трое тащут что то. .Они проберут этот дворец, – сказал он с видимым одобрением.
– И то, и то, – сказал Несвицкий. – Нет, а чего бы я желал, – прибавил он, прожевывая пирожок в своем красивом влажном рте, – так это вон туда забраться.
Он указывал на монастырь с башнями, видневшийся на горе. Он улыбнулся, глаза его сузились и засветились.
– А ведь хорошо бы, господа!
Офицеры засмеялись.
– Хоть бы попугать этих монашенок. Итальянки, говорят, есть молоденькие. Право, пять лет жизни отдал бы!
– Им ведь и скучно, – смеясь, сказал офицер, который был посмелее.
Между тем свитский офицер, стоявший впереди, указывал что то генералу; генерал смотрел в зрительную трубку.
– Ну, так и есть, так и есть, – сердито сказал генерал, опуская трубку от глаз и пожимая плечами, – так и есть, станут бить по переправе. И что они там мешкают?
На той стороне простым глазом виден был неприятель и его батарея, из которой показался молочно белый дымок. Вслед за дымком раздался дальний выстрел, и видно было, как наши войска заспешили на переправе.
Несвицкий, отдуваясь, поднялся и, улыбаясь, подошел к генералу.
– Не угодно ли закусить вашему превосходительству? – сказал он.
– Нехорошо дело, – сказал генерал, не отвечая ему, – замешкались наши.
– Не съездить ли, ваше превосходительство? – сказал Несвицкий.
– Да, съездите, пожалуйста, – сказал генерал, повторяя то, что уже раз подробно было приказано, – и скажите гусарам, чтобы они последние перешли и зажгли мост, как я приказывал, да чтобы горючие материалы на мосту еще осмотреть.
– Очень хорошо, – отвечал Несвицкий.
Он кликнул казака с лошадью, велел убрать сумочку и фляжку и легко перекинул свое тяжелое тело на седло.
– Право, заеду к монашенкам, – сказал он офицерам, с улыбкою глядевшим на него, и поехал по вьющейся тропинке под гору.
– Нут ка, куда донесет, капитан, хватите ка! – сказал генерал, обращаясь к артиллеристу. – Позабавьтесь от скуки.
– Прислуга к орудиям! – скомандовал офицер.
И через минуту весело выбежали от костров артиллеристы и зарядили.
– Первое! – послышалась команда.
Бойко отскочил 1 й номер. Металлически, оглушая, зазвенело орудие, и через головы всех наших под горой, свистя, пролетела граната и, далеко не долетев до неприятеля, дымком показала место своего падения и лопнула.
Лица солдат и офицеров повеселели при этом звуке; все поднялись и занялись наблюдениями над видными, как на ладони, движениями внизу наших войск и впереди – движениями приближавшегося неприятеля. Солнце в ту же минуту совсем вышло из за туч, и этот красивый звук одинокого выстрела и блеск яркого солнца слились в одно бодрое и веселое впечатление.


Над мостом уже пролетели два неприятельские ядра, и на мосту была давка. В средине моста, слезши с лошади, прижатый своим толстым телом к перилам, стоял князь Несвицкий.
Он, смеючись, оглядывался назад на своего казака, который с двумя лошадьми в поводу стоял несколько шагов позади его.
Только что князь Несвицкий хотел двинуться вперед, как опять солдаты и повозки напирали на него и опять прижимали его к перилам, и ему ничего не оставалось, как улыбаться.
– Экой ты, братец, мой! – говорил казак фурштатскому солдату с повозкой, напиравшему на толпившуюся v самых колес и лошадей пехоту, – экой ты! Нет, чтобы подождать: видишь, генералу проехать.
Но фурштат, не обращая внимания на наименование генерала, кричал на солдат, запружавших ему дорогу: – Эй! землячки! держись влево, постой! – Но землячки, теснясь плечо с плечом, цепляясь штыками и не прерываясь, двигались по мосту одною сплошною массой. Поглядев за перила вниз, князь Несвицкий видел быстрые, шумные, невысокие волны Энса, которые, сливаясь, рябея и загибаясь около свай моста, перегоняли одна другую. Поглядев на мост, он видел столь же однообразные живые волны солдат, кутасы, кивера с чехлами, ранцы, штыки, длинные ружья и из под киверов лица с широкими скулами, ввалившимися щеками и беззаботно усталыми выражениями и движущиеся ноги по натасканной на доски моста липкой грязи. Иногда между однообразными волнами солдат, как взбрызг белой пены в волнах Энса, протискивался между солдатами офицер в плаще, с своею отличною от солдат физиономией; иногда, как щепка, вьющаяся по реке, уносился по мосту волнами пехоты пеший гусар, денщик или житель; иногда, как бревно, плывущее по реке, окруженная со всех сторон, проплывала по мосту ротная или офицерская, наложенная доверху и прикрытая кожами, повозка.
– Вишь, их, как плотину, прорвало, – безнадежно останавливаясь, говорил казак. – Много ль вас еще там?
– Мелион без одного! – подмигивая говорил близко проходивший в прорванной шинели веселый солдат и скрывался; за ним проходил другой, старый солдат.
– Как он (он – неприятель) таперича по мосту примется зажаривать, – говорил мрачно старый солдат, обращаясь к товарищу, – забудешь чесаться.
И солдат проходил. За ним другой солдат ехал на повозке.
– Куда, чорт, подвертки запихал? – говорил денщик, бегом следуя за повозкой и шаря в задке.
И этот проходил с повозкой. За этим шли веселые и, видимо, выпившие солдаты.
– Как он его, милый человек, полыхнет прикладом то в самые зубы… – радостно говорил один солдат в высоко подоткнутой шинели, широко размахивая рукой.
– То то оно, сладкая ветчина то. – отвечал другой с хохотом.
И они прошли, так что Несвицкий не узнал, кого ударили в зубы и к чему относилась ветчина.
– Эк торопятся, что он холодную пустил, так и думаешь, всех перебьют. – говорил унтер офицер сердито и укоризненно.
– Как оно пролетит мимо меня, дяденька, ядро то, – говорил, едва удерживаясь от смеха, с огромным ртом молодой солдат, – я так и обмер. Право, ей Богу, так испужался, беда! – говорил этот солдат, как будто хвастаясь тем, что он испугался. И этот проходил. За ним следовала повозка, непохожая на все проезжавшие до сих пор. Это был немецкий форшпан на паре, нагруженный, казалось, целым домом; за форшпаном, который вез немец, привязана была красивая, пестрая, с огромным вымем, корова. На перинах сидела женщина с грудным ребенком, старуха и молодая, багроворумяная, здоровая девушка немка. Видно, по особому разрешению были пропущены эти выселявшиеся жители. Глаза всех солдат обратились на женщин, и, пока проезжала повозка, двигаясь шаг за шагом, и, все замечания солдат относились только к двум женщинам. На всех лицах была почти одна и та же улыбка непристойных мыслей об этой женщине.
– Ишь, колбаса то, тоже убирается!
– Продай матушку, – ударяя на последнем слоге, говорил другой солдат, обращаясь к немцу, который, опустив глаза, сердито и испуганно шел широким шагом.
– Эк убралась как! То то черти!
– Вот бы тебе к ним стоять, Федотов.
– Видали, брат!
– Куда вы? – спрашивал пехотный офицер, евший яблоко, тоже полуулыбаясь и глядя на красивую девушку.
Немец, закрыв глаза, показывал, что не понимает.
– Хочешь, возьми себе, – говорил офицер, подавая девушке яблоко. Девушка улыбнулась и взяла. Несвицкий, как и все, бывшие на мосту, не спускал глаз с женщин, пока они не проехали. Когда они проехали, опять шли такие же солдаты, с такими же разговорами, и, наконец, все остановились. Как это часто бывает, на выезде моста замялись лошади в ротной повозке, и вся толпа должна была ждать.