NES – Neurodevelopmental Expert System

NES – Neurodevelopmental Expert System

Egészségügyi alkalmazások

MTA SZTAKI

Szabadság-hegyi Gyermekgyógyintézet, Fejlődésneurológiai és Neurorehabilitációs Osztály

     

1978 - 1990

Dr. Katona Ferenc (vezető orvos-szakértő, Gyermekgyógyintézet)

Dr. Berényi Marianne (orvos-szakértő, Gyermekgyógyintézet)

Vámos Tibor (projektvezető, SZTAKI)

Danyi Pál (szoftverfejlesztő, SZTAKI)

Éltető László (szoftverfejlesztő, SZTAKI)

Fekete Mária (szoftverfejlesztő, SZTAKI)

Koch Péter (szoftverfejlesztő, SZTAKI)

Muzsek Gyula (szoftverfejlesztő, SZTAKI)

A NES rendszer a központi idegrendszer perinatális (születés-közeli) diagnózisával és rehabilitációjával foglalkozó szakértő rendszer. Orvosi hátterét a Szabadság-hegyi Gyermekgyógyintézetben Dr. Katona Ferenc és Dr. Berényi Marianne orvosprofesszorok által a csecsemők idegrendszeri sérüléseinek korai diagnosztizálására és terápiájára kidolgozott módszer alkotta, míg informatikai hátterét (az orvosprofesszorok tünet-együtteseken alapuló vizsgálati metodikájához jól illeszkedő), Vámos Tibor korábbi alakfelismerés témájú kutatásaihoz kapcsolódó „mintázatok” (patterns) felismerése képezte, kiértékelésük IF-THEN-ELSE szabályokkal történt.

A NES a csecsemők különböző vizsgálati eredményeiből képezett mintázatok feldolgozását végzi, eredményként javaslatot téve a diagnózisra, esetleges további vizsgálatokra, valamint a terápiára. Egy beteg állapotát morfológiás, érzékszervi, mozgási és pszichés problémák együttesen határozzák meg. A rendszer mintegy 700 vizsgálatot ismer, 8 szekcióba rendezve azokat. A mintázatok száma 30 fölötti, a diagnosztizáló szabályok száma mintegy 400.

A NES főbb sajátosságai: szemantikusan szervezett párbeszédes adatbevitel, a diagnózisminták terében használt metrika (mintázatok illeszkedési vagy nem-illeszkedési mértékének kezelése), betegenként az időben változó folyamatok figyelése, a mintafelismerés és a logikai következtetés együttes alkalmazása.

A NES célja a napi klinikai munka és a kutatás támogatása, az érintett orvosi szakterület ismereteinek hatékony és operatív tárolása, valamint oktatása.

Hardver környezet

Szoftver környezet

Szabadság-hegyi Gyermekgyógyintézetben a klinikai tesztek (validálás) után elterjedten használták a rendszert. A Gyermekgyógyintézetben a módszer alkalmazására létrehoztak egy külön kórházi osztályt, amely később a Margit kórházban működött. A számítástechnika fejlődése során a rendszer többször megújult. Nem vált országosan használttá, viszont így is sokat segített a medicinális problémakör fejlesztésében.

Dr. Katona Ferenc és Dr. Berényi Marianne orvosprofesszorok nagy eredménye volt olyan születéskörüli problémák három hónapos kor előtti felismerése és gyógyítása, amelyek korábban csak egy-két éves korban váltak nyilvánvalóvá. Az 1980-as években 1600 kis beteg 46 %-ánál a kezeléssel nem csak életet mentettek, de egészséges vagy viszonylag egészséges életet tudtak biztosítani, 23 %-ánál nem volt lényeges változás, 31 % pedig 18 hónapos kora után is folytatódó kezelésre szorult.

Maga a diagnosztizáló metodika része lett a csecsemőgyógyászati orvosi protokollnak – a módszer egészét vagy egyes elemeit több külföldi (osztrák, spanyol, amerikai stb.) egészségügyi intézmény átvette és alkalmazta.

Vámos Tibor korábbi, alakfelismerésre vonatkozó munkáiból született a rendszer mintázatokat (pattern) kezelő ismeretreprezentációja, amelyben természetes módon lehet hasonlóságokat, analóg jelenségeket elemezni. Ez a módszer alkalmas olyan további (ún. nyílt világ feltételezéssel leírható) problémák leírására is, amelyeket nem lehet logikai reprezentációval leírni. Például Danyi Pál PhD disszertációjában elvált szülők gyermekeinek speciális jogi eseteire alkalmazta.

KAS (Knowledge Application Shell) NES néven a NES szakértő rendszerből Somogyi Péter kifejlesztett egy szakértőrendszer-fejlesztő eszközt. Tervezték ezt összekapcsolni egy ismeretszerző és egy döntéstámogató rendszerrel is.

A szakértő rendszer neve többször változott az évek során; a NES volt a legutolsó, legtovább élő név.

• Vámos, T.; Katona, F.; Berényi, M.; Fekete, L.; Éltető, L.: „Knowledge engineering as a human interface problem. Lessons of building an expert system in neuropathology”, Proc. of the 2^nd IFAC/IFIP/IFORSI/IEA Conference, Italy, Varese, 1985.09.10-12., pp. 175-179.
• Katona, F.: Early diagnosis and neurorehabilitation. In: Early Indentification of Infants with Developmental Disabilities (eds.: Vietze, P. M., Vaugham, H. G.), Sauders/Philadelphia; Grune and Stration, 1988., pp. 121-145.
• Muzsik Gy.; Somogyi P.: Logikán és mintaillesztésen alapuló tudásreprezentáció egy fejlődésneurológiai szakértő rendszerben. In: Gábor, A. (szerk.), Szakértő rendszerek’88 – Ismeretalapú információfeldolgozás Magyarországon”, Számalk, Budapest, 1988, 233-259. old.
• Vámos, T., „Artificial intelligence and pattern recognition”, Proc. of the fourth Austrian-Hungarian Informatics Conference – Man and Machine, Behaviour, Skill, Understanding”, Hungary, Budapest, 1989.10.26-28, pp. 7-28.
• Danyi, P.: Advisory Expert System. In.: Proc. 3rd International Conference on Expert Syste,s in Law, Noveber 2-5, 1989, Florence (Italy), pp.157-173.
• Peter Somogyi: Making Diagnosis based on Pattern Matching in a Neurodevelopmental Expert System. In: Proc. of the Second Conference on Artificial Intelligence, Vol. 1., Eds.: I. Fekete and P. Koch., NJSZT, Budapest, Jan. 23-25, 1991, pp. 71-79.
• Vámos, T.; Katona, F., „Knowledge-based pattern-supported man-machine interaction”, Proc. of the Fifth IFAC/IFIP/IFORS/IEA Symposium, Netherlands, Hague, 1992.06.09-11, pp. 83-88.
• Vámos, T.; Koch, P.; Katona, F., „A strategy of knowledge representation for uncertain problems: Experiments and relations to similar concepts”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 25(10), 1995, pp. 1371-1383.
• Vámos,T.; Éltető,L.; Fekete,M.; Muzsek,G.; et al., „Pattern recognition and logic, combined in an expert system for developmental neurology”, Proc. Technische Kybernetik/Automatisierungstechnik, German Federal Republic, Ilmeneau, 1998, pp. 347-350.