Praktisch orientierte Konzepte der Inferenz mit Fuzzy-Regeln auf Grundlage des nosokomialen Diagnosesystems MONI-IV

Abstract

Aufbauend auf den Erfahrungen in der Erstellung des nosokomialen Diagnosesystems MONI-IV wird betrachtet, welche Anforderungen an ein medizinisches Expertensystem gestellt werden und wie diese mit Hilfe von Expertensystemen mit Fuzzy-Regeln gelöst werden können.<br />Der Prototyp von MONI-IV betrachtet mikrobiologische und klinische Daten, um daraus zu schließen, ob ein Verdacht auf nosokomiale Infektionen (Infektionen, die während des Krankenhausaufenthaltes erworben werden) vorliegt. Dazu wurden die KISS-Regeln (internationale Definitionen für nosokomiale Infektionen) untersucht und überarbeitet.<br />Testdaten des Jahres 2002 ergaben, dass Diagnosen mit der nötigen Qualität erstellt werden konnten, um das System routinemäßig für ein Monitoring der Intensivstationen am Allgemeinen Krankenhaus Wien einzusetzen.<br />In einem weiteren Abschnitt werden Anforderungen an ein differenzialdiagnostisches medizinisches Expertensystem untersucht:<br />Schlussfolgerungen, Untersuchungsvorschläge, Abdeckung der Symptome, Ähnlichkeit zwischen Diagnosen, Erklärung der Ergebnisse.<br />Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit den Vor- und Nachteilen unterschiedlicher Lösungsvorschläge für diese Anforderungen bezüglich der Fuzzy-Regelsysteme CADIAG-II und CADIAG-IV. Nach einer Übersicht über verwandte Logiken und wesentlichen Aspekten für Designentscheidungen werden verschiedene Aspekte der Wissensbasis (wie z. B. die Kontextabhängigkeit), der Vorverarbeitung und der Benutzerschnittstelle betrachtet. Spezielle Methoden des Rückschlusses, der Untersuchungsvorschläge, der Abdeckung der Symptome und der Konsistenzprüfung werden beschrieben und miteinander verglichen. Zuletzt folgen mögliche Erweiterungen für die Evidence Based Medicine und die Zeitverarbeitung.<br />

Given the experiences of the development of the nosocomial diagnostic system MONI-IV it will be considered, which requests there are to a medical expert system and how they can be solved by expert systems using fuzzy rules.<br />The prototype of MONI-IV uses microbial and clinical data to infer whether there is some suspicion of nosocomial infections, i. e.<br />infections which occur in the hospital. Therefore the KISS rules (international definitions of nosocomial infections) were analysed and revised. Test data of the year 2002 showed, that-given the available data-sufficient evidence could be achieved to use the system for a routine monitoring of the intensive care units at the Vienna General Hospital.<br />In the next section possible requests to a differential diagnostic medical expert system are examined: deduction, suggestions for further examinations, covering of symptoms, similarities between symptoms, explanation.<br />The main part of this work deals with the advantages and disadvantages of solutions for these requests concerning the fuzzy-rule-systems CADIAG-II and CADIAG-IV. After an outline about related logics and essential aspects of design decisions aspects of the knowledge base (e.<br />g. the context dependency), the preprocessing of the data and the user interface are considered. Special methods of abduction, suggestions for further examinations, the covering of symptoms and the consistency check are described and compared. At the end possible enhancements for the Evidence Based Medicine and processing of time are added.