نظام ذکي لإدارة أمراض صمامات القلب

نوع المستند : مقالات علمیة محکمة

المؤلفون

1 مدرس مساعد حاسب آلي کلية التربية النوعية جامعة المنصورة

2 أستاذ الحاسب الآلي والنظم المعلوماتية المتفرغ کلية التربية النوعية - جامعة المنصورة

3 استاذ مساعد الحاسب الآلي معهد الادارة والحاسب الآلي جامعة بورسعيد

4 استاذ جراحة القلب والصدر کلية الطب جامعة المنصورة

المستخلص

الملخص
لقد بدات المستحدثات التکنولوجية تغزو المؤسسات التعليمية والجامعات وتستخدم من اجل تطوير العملية التعليمية والتدريبية ورفع کفاءتها وزيادة فعاليتها واهم هذه المستحدثات تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي. وترتبط الدراسة الحالية باستخدام النظم الخبيرة Expert System باعتبارها واحدة من اهم تطبيقات الذکاء الاصطناعي کاداه مساعدة لاتخاذ القرارات وحل المشاکل، وتهدف بدرجة کبيرة الي تصميم برمجيات تقوم بمحاکاة الخبير البشري فيما يتصل بطريقة تفکيره وسلوکه وتصرفاته لاتخاذ القرارات وحل المشاکل المعقدة التي يتطلب حلها خبرة بشرية مصقلة.
وتسعي هذه الدراسة الي تقديم نظام ذکي لمساعدة وتدريب طلاب العلوم الطبية وغيرهم من الاطباء المبتدئين في ادارة امراض صمامات القلب.
ويتکون النظام المقترح بالدراسة الحالية من ثلاثة انظمة فرعية نظام التشخيص (Diagnostic System)، نظام العلاج (Treatment System)، نظام السماعة الطبية (Auscultation System)
وقد تم في الدراسة الحالية بناء النظام المقترح باستخدام لغة CLIPS 6.3 وهي احدي لغات الذکاء الاصطناعي المتخصصة في تصميم النظم الخبيرة بالاضافة الي برنامج VB.NET لانتاج وبرمجة واجهات التفاعل وللربط بينها وبين قاعدة المعرفة المتضمنه بالنظام وکذلک عمل بعض المؤثرات الحرکية والبصرية علي الشاشة کما تم الاستعانة ببرنامج Adop Photo Shop < /span> لتصميم رسوم الخلفيات الخاصة بواجهة التفاعل وتصميم الصور والمؤثرات المجسمة الخاصة ببعض المفاتيح بالاضافة الي استخدام لغة HTML لعرض نصوص التقارير الناتجة عن نظامي التشخيص والعلاج.
ولقد مر النظام المقترح بعدة مراحل تشمل مرحلة اکتساب المعرفة الخاصة بتشخيص وعلاج امراض صمامات القلب وذلک من المصادر المتعدده المتاحة والممکنة يليها مرحلة تمثيل المعرفة داخل قاعدة المعرفة باستخدام اسلوب قواعد الانتاج، وبعد ذلک مرحلة انتاج وتکويد قاعدة المعرفة والة الاستدلال المتضمنه بالنظام المقترح باستخدام لغة الکليبس وتتبع الة الاستدلال في الدراسة الحالية الاستراتيجيات التالية: اسلوب الاستدلال الامامي (في نظام التشخيص) ، اسلوب الاستدلال الخلفي ( في نظام محاکاة السماعة الطبية)، بالاضافة الي الدمج بين اسلوبي الاستدلال الامامي والخلفي ( في نظام العلاج). وقد تم تقييم اداء النظام المقترح بعرضه علي مجموعة من الخبراء المتخصصين وبشکل عام تبين ان النظام المقترح بالدراسة الحالية يحقق اداء ودقة عالية في ادارة امراض صمامات القلب بناءً علي آراء الخبراء والمحکمين.

الموضوعات الرئيسية


1- مقدمة

لقد شهدت الحاسبات الآلية فى السنوات السابقة تطوراً کبيراً وهاماً بعد دخول تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي والتي أضافت بعداً جديداً للحاسبات الآلية وأعطت لها أدواراً وفعاليات لم تکن موجودة من قبل (1). فلم يکن الذکاء الاصطناعى عاجزاً عن مواجهة أى نوع من أنواع التطبيقات فى أى مجال من المجالات فجميع المجالات التى يتحداها الانسان بذکائة وعقله ويحل مشکلاتها يستطيع الحاسوب الذکى أن يواجهها ويحاکى الانسان بل ويفوقه (2). ومن ثم أصبحت النظم الذکية موجودة ومطبقة فى مختلف المجالات والتى تشمل مجال الطب والهندسة والزراعة والجيولوجيا والکيمياء والفيزياء والصناعة والإلکترونيات وغيرها، ويعد المجال الطبي من أکبر المجالات التي يمکنها الاستفادة من هذه التکنولوجيا الحديثة. فلقد أثرت تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي في عملية اتخاذ القرار ودخلت بثقلها لرفع جودته خاصة في مجال ادارة وتشخيص الأمراض وتحديد العلاج المناسب وکذلک أنواع الدواء الملائم، فالنظم الذکية تعد بمثابة إحدى الوسائل التقنية الناجحة التى تستخدم بفاعلية وکفاءة فى تقديم الحلول للمشاکل الصعبة التى تعتمد على تراکم المعرفة من خبرات سابقة وخاصة فى مجال الطب والعلاج وتشخيص الأمراض (3).

وخلال العقود الاخيرة، شهد استخدام النظم المعتمدة علي الذکاء الاصطناعي والتي کثيرا ما يطلق عليها النظم الذکية-نموا کبيرا في المجال الطبي. وأصبحت النظم المعتمدة علي الذکاء الاصطناعي تمثل الان اداة قوية في المجالات الطبية وخاصة مجال الرعاية الصحية (4).

وتعد إدارة المرض من احدث المفاهيم المبتکرة في بيئة إدارة الرعاية الصحية وقد شهدت نموا سريعا في القرن الحادي والعشرين باعتبارها إستراتيجية هامة لإدارة الأمراض المزمنة لدي مجتمعات کبيرة من المرضي (5). وعلي مدار العقود الماضية بدأت کثير من المؤسسات الصحية توفر نموذجا جديدا لرعاية مرضي الأمراض المزمنة في محاولة منها لتحسين نوعية الرعاية التي يحصل عليها هؤلاء المرضي، وتسعي إدارة المرض الي التعرف علي الحالات المزمنة بشکل أسرع وتشخيصها وعلاجها بکفاءة اکبر فتبطئ بالتالي من تدهور الحالة المرضية لهؤلاء المرضي وتوفر بذلک رعاية وصحة أفضل وربما تکلفة اقل (6). ولهذا تم تطوير مجموعة کبيرة من الأدوات النظرية والبرامجية المبنية علي الذکاء الاصطناعي لتحسين ورفع کفاءة التشخيص والعلاج وإعادة التأهيل والوقاية والمتابعة وإدارة المستشفيات (4).

ومن هذا المنطلق تسعي الدراسة الحالية الي تقديم نظام ذکي يستخدم بفعالية وکفاءة في مساعدة وتدريب طلاب العلوم الطبية وغيرهم من الاطباء المبتدئين في ادارة امراض صمامات القلب وذلک بهدف تشخيص المرض، واقتراح العلاج الدوائي والجراحي الملائم.

2- مشکلة الدراسة

تعتبر تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي من التکنولوجيات المتطورة التي يتزايد استخدامها في المجالات المختلفة وخاصة في النظم الطبية، وتعد التنمية الصحية جزءاً أساسياً من التنمية الاقتصادية والاجتماعية الشاملة، کما أن هناک اتجاه عالمي ملحوظ لتخطيط وإدارة نظم الرعاية الصحية بطريقة منهجية لتطوير الواقع الصحي، ووضع أولويات الدراسات والبحوث المستقبلية اللازمة، وتحفيز التطوير والدراسات في مجال الصحة الوقائية والعلاجية.

وتعد النظم الخبيرة واحدة من أهم تطبيقات الذکاء الاصطناعي وهى وعاء لحفظ خبرة الخبراء في المجالات المختلفة ولقد ظهرت في الآونة الأخيرة نظم خبيرة کثيرة، وکل منها قائم بذاته ويخدم غرضاً محدداً، إلا أنه قد تتواجد نظم خبيرة قائمة بذاتها وقريبة الصلة بنظم خبيرة أخرى، الأمر الذي يتطلب تجميعاً لهذه النظم للاستفادة منها مجتمعة ( علي سبيل المثال نظام للتشخيص وآخر للعلاج).

وينبع الإحساس بالمشکلة من العناصر التالية:

  • · الخبرة المتراکمة المتوافرة لدى بعض الأطباء المتخصصين والتي تکلفت جهداً ومالاً کبيرين مما يتطلب تخزين هذه المعرفة ويمکن تحقيق ذلک من خلال النظم الذکية.
  • · خروج الخبراء المتخصصين ممن يمتلکون خبرات ثمينة من مجالات العمل لظروف مختلفة (الانتقال- المعاش- الوفاة) ومن ثم ظهرت الحاجة الماسة الي النظم الذکية للاحتفاظ بهذه الخبرات.
  • · اختلاف بعض الأطباء في التشخيص واقتراح العلاج الملائم. مما يتطلب الأمر الاستفادة من النظم الذکية لقدرتها على احتواء معارف خبراء متعددين مما يؤهلها للقيام بالتشخيص واقتراح العلاج الملائم على مستوى يجاري إن لم يتفوق على الخبرات البشرية.
  • · الحاجة إلي التشخيص الدقيق والمناسب خاصة المرضى المصابون بأمراض مزمنة ، ومن ثم يمکن الاستفادة من النظم الذکية والتي يمکنها أن تتخذ قرارات مناسبة وفي زمن قصير.
  • · ارتفاع النفقات الصحية ومن ثم يمکن الاستفادة من النظم الذکية لتقليل الأخطاء أو القضاء عليها کذلک ترشيد تکاليف الاستعانة بالخبراء البشر.
  • · وجود صعوبة لدى العديد من الطلاب بکليات الطب في إدارة الأمراض وتشخيصها وعلاجها، وحاجتهم إلى المزيد من التدريب ومن ثم اللجوء إلى الدروس الخصوصية التي تستهلک الکثير من الوقت والجهد والمال، ومن ثم يمکن الاستفادة من النظم الذکية لمساعدتهم وتدريبهم باستمرار وتعزيز قدرتهم على إدارة المرض وتشخيصه وعلاجه بفعالية.

وتتحدد المشکلة في الإجابة على التساؤل الرئيسي التالي:

کيف يمکن بناء نظام ذکى لإدارة أمراض صمامات القلب؟

3- أهداف الدراسة

تستهدف الدراسة الحالية ما يلي:

1.    القاء الضوء على أهمية استخدام وتوظيف تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي خاصة النظم الخبيرة في المجالات الطبية وادارة المرض.

2.    تحديد أسس ومعالم تصميم وانتاج نظام ذکي للمساعدة في ادارة امراض صمامات القلب.

3.    تصميم وبناء نظام ذکي لمساعدة طلاب العلوم الطبية في ادارة امراض صمامات القلب.

4. تدريب طلاب العلوم الطبية وغيرهم من الاطباء المبتدئين ومساعدتهم في ادارة امراض صمامات القلب بتشخيصها وعلاجها بفعالية وکفاءة عالية.

4- أهمية الدراسة

تنبع أهمية الدراسة الحالية فى التالى:

1.  توضيح الدور الفعال الذى تلعبه النظم الذکية في التشخيص الدقيق والعلاج المناسب والملائم.

2.  إمکانية تدريب ومساعدة طلاب العلوم الطبية في إدارة امراض صمامات القلب.

3.  إفادة الأطباء والصيادلة والممرضين المتخصصين ومساعدتهم في ادارة امراض صمامات القلب.

4. تقديم نموذج لتصميم نظام ذکي يستخدم في بناء أنظمة أخرى مشابهة فى مجالات مختلفة وذلک بتغيير القاعدة المعرفية الخاصة بالنظام وتکويده ليلائم المشکلة التى يعالجها النظام.

5.  توجيه الدراسات المستقبلية نحو استخدام النظم الذکية بصورة واسعة داخل العملية التعليمية.

5-مصطلحات الدراسة

1.   النظام الذکي:

يمکن تعريفه بانه: "برنامج حاسوبي يقوم بتمثيل واستدلال المعرفة الخاصة باحد الموضوعات المتخصصه بهدف حل المشاکل او تقديم المشورة واتخاذ القرارات" (7).

کما يعرف على أنه: "برنامج کمبيوترى مصمم لمحاکاة السلوک الخاص بحل المشاکل لدى الخبير البشري في مجال أو حقل محدد" (8).

وتعرفه الدراسة الحالية على أنه: "البرنامج الذکي الذي يحاکى الخبرة البشرية في عملية إدارة امراض صمامات القلب واتخاذ القرار المناسب بالتشخيص والعلاج".

 

2.  إدارة المرض

يمکن تعريفه بأنه: "مصطلح جديد ورائج نشأ استجابة للعبء الاجتماعي والاقتصادي الناجم عن رعاية مرضى الأمراض المزمنة والحاجة إلى تحسين نوعية وجودة الرعاية المقدمة لهم وترشيد نفقات الرعاية الصحية، بهدف الوصول إلى أفضل حالة صحية بأقل تکلفة ممکنة وبأعلى جودة" (9)

کما يُعرف على أنه: "نظام لتنسيق الرعاية الصحية وفحص العناصر المترابطة في عملية العلاج مع بحث النواتج لتحسين الجودة وخفض التکاليف". ومن المعتقد أن إدارة المرض ينبغي تطبيقها لکل حالة مرضية، ويجب أن تشمل بحث النواتج العلاجية أو تحليل الفعالية النسبية لتمکين متخذي القرار من القيام باختيارات علاجية اقتصادية مناسبة من بين البدائل العلاجية المختلفة (10).

وتعرفه الدراسة الحالية على أنه: "مساعدة طلاب العلوم الطبية وغيرهم من الاطباء المبتدئين في التشخيص المبکر والدقيق للمرض، وايضاً اقتراح العلاج الملائم".

6- تطوير نظام ذکي لادارة امراض صمامات القلب

تم في الدراسة الحالية بناء وتطوير نظام ذکي لادارة امراض صمامات القلب. ويتکون النظام المقترح بالدراسة الحالية من ثلاثة انظمة فرعية يمکن توضيحها کما يلي:

a) Diagnostic System (DS)

هذا النظام يتمثل دوره في اتخاذ القرارات التشخيصية الدقيقة والمناسبة، حيث يقوم المستخدم بإدخال مجموعة من البيانات السريرية عن الحالة متنوعة الشکل منها اختيارات مفردة واخري متعددة وايضاً نصية مکتوبة، وبعدها تقوم قاعدة معرفة النظام الخبير بمعالجة المدخلات والبيانات السريرية وعندئذ يقوم النظام باتخاذ القرار التشخيصي النهائي الدقيق، مع توضيح اسباب وتفاصيل القرار الناتج. وبعد ذلک يقوم هذا النظام من خلال التفاعل مع نظام العلاج بتحديد العلاج الدوائي الملائم والادوية التي يمنع استخدامها وخصائص کل منها (اسم العائلة، اسم الدواء، موانع الاستخدام، الجرعات المناسبة ، سبب اتخاذ القرار) وذلک بناءً علي التاريخ المرضي المصاحب لتلک الحالة المرضية وموانع استخدام الادوية، کما يقوم النظام ايضا باقتراح العلاج الجراحي مع مراعاة دواعي الجراحة المناسبة لتلک الحالة المرضية وتوضيح اسباب القرار الناتج.

b) Treatment System (TS)

وهو عبارة عن نظام خبير علاجي يتمثل دوره في اقتراح العلاج الملائم للحالة المرضية المعروضة علية. هذا النظام العلاجي يمکن ان يتفاعل مع DS کما سبق الاشارة الي ذلک في الجزء السابق، ويمکن ان يستخدم ايضا کنظام مستقل لاقتراح العلاج الدوائي لمرض محدد وتحديد الادوية التي يمنع استخدامها وخصائص کل منها هذا بالاضافة الي تحديد العلاج الجراحي واسباب القرار الناتج وذلک من خلال مجموعة من الاختيارات المرتبطة بالتاريخ المرضي وموانع استخدام الادوية وکذلک دواعي الجراحة.

C) Auscultation System

وهو عبارة عن نظام تدريبي ذکي يتمثل دوره في عمل محاکاة ذکية لسماعة الطبيب لتدريب مستخدمي النظام علي مهارة فحص حالة وامراض القلب من خلال اصوات ودقات القلب لمساعدتهم في تشخيصها خاصة امراض صمامات القلب.

ويتکون هذا النظام من جزئين رئيسيين هما:

1.  Tutoring

هذا الجزء يتمثل دوره الرئيسي في تدريب وتعليم مستخدمي النظام علي التعرف علي المواضع الصحيحة لوضع السماعة علي اماکن صمامات القلب(Aortic Area (A), Mitral Area (M), Pulmonary Area (P), Tricusprd Area(T)) وکيفية التمييز بين الاصوات المختلفة (First Sound (S1),Second Sound (S2),Murmur) المصاحبة لامراض الصمامات (Aortic Regurge, Aortic Stenosis, Mitral Regurge, Mitral Stenosis, Pulmonary Regurge, Pulmonary Stenosis, Tricusped Regurge, Tricused Stenosis) و سمات تلک الاصوات (normal, muffield, accentated, splitted) وذلک لفحص حالة وامراض صمامات القلب والمساعدة في تشخيصها.

ويقوم النظام بانجاز هذا الدور من خلال تقديم نموذج لمحاکاة جسم المريض ويمکن للمستخدم من خلال النظام اظهار مواضع السماعة الاساسية علي أماکن الصمامات الاربعة کما يمکن اظهار المزيد من التوضيحات الخاصة بتلک المواضع باضافة صورة داخلية للقفص الصدري و/أو صورة القلب فوق نموذج المريض. وبعد ذلک يقوم المستخدم باختيار اسم المرض المراد التدريب علي مهارة تمييز الاصوات المصاحبة له لکل من S1,S2,MURMUR ومعرفة سماتها وعندئذ يقوم النظام تلقائيا من خلال تفاعله مع قاعدة معرفة الـ Auscultation بعرض وصف نصي لتلک الاصوات وسماتها المميزه لها وبعد ذلک يمکن للمستخدم تحريک السماعة علي نموذج محاکاة جسم المريض في الشاشة ووضعها علي مواضع السماعة المحددة بالنموذج وبذلک يمکنه سماع الاصوات المصاحبة للمرض المختار.

2.  Training

يختص هذا الجزء باختبار مدي قدرة مستخدمى النظام علي تشخيص امراض صمامات القلب بناءً علي مهارة التمييز بين الاصوات المسموعة الصادرة من القلب ومعرفة سماتها، حيث يقوم هذا الجزء من خلال قاعدة معرفة نظام Auscultation بتوليد الاسئلة واجاباتها المحتمله بطريقة عشوائية والتي تتطلب من المستخدم استخدام السماعة لفحص المريض والتمييز بين الاصوات (S1,S2,murmur) الصادرة من نموذج المحاکاة لجسم المريض الموضح بالشاشة ومعرفة سماتها ومن ثم اختيار الاجابة الصحيحة المتمثله في تحديد اسم المرض (بمعني اخر تشخيص المرض) وکذلک تقييم اجابة المتدرب من خلال مقارنتها بالاجابة الصحيحة التي تولدها قاعدة المعرفة وتوليد تغذية راجعة لتعزيز استجابة المتدرب.

6-1 هيکل النظام الذکي المقترح

يتکون النظام المقترح بالدراسة الحالية من ثلاثة مکونات :-

6-1-1 واجهة تفاعل المستخدم الرسومية Graphical User Interface (GUI)

6-1-2 قاعدة المعرفة

6-1-3 محرک الاستدلال

ويوضح الشکل التالي رقم (1) هيکل النظام المقترح

 

شکل رقم (1) هيکل النظام الذکي المقترح

ويتناول الجزء التالي هذه المکونات بشئ من التفصيل

6-1-1 واجهة تفاعل المستخدم الرسومية

تتکون واجهة تفاعل المستخدم الرسومية من قائمة رئيسية والتي تتضمن الاختيارات التالية:

  • ·  Diagnostic System

يرتبط هذا الاختيار بقاعدة معرفة التشخيص لاتخاذ القرار التشخيصي النهائي الدقيق بناءً علي البيانات السريرية للحالة المرضية من خلال عدد من الاختيارات مقسمة في مجموعات ومجموعات فرعية کما هو موضح في شاشات البرنامج التالية. کما يرتبط هذا الاختيار أيضا بقاعدة معرفة Treatment لاقتراح العلاج الدوائي والجراحي الملائم.

 

 

 

وتوضح الشاشة التالية ناتج اتخاذ القرار

 


  • ·  Treatment System

يرتبط هذا الاختيار بقاعدة معرفة Treatmentلاتخاذ القرار العلاجي الدوائي والجراحي الملائم لمرض محدد. وذلک من خلال مجموعة من الاختيارات المتعلقة بالتاريخ المرضي وموانع استخدام الادوية ودواعي الجراحة.

وتوضح الشاشة التالية ناتج اتخاذ القرار

 

  • ·  Auscultation System

يرتبط هذا الاختيار بقاعدة معرفة  Auscultation Systemوالتي يتم من خلالها محاکاة السماعة الطبية لتدريب مستخدمى النظام علي کيفية فحص حالة وامراض صمامات القلب من خلال اصوات القلب والسمات المميزه لها ومن ثم المساعدة في تشخيصها. بالاضافة الي اختبار هؤلاء المتدربين لتقييم ادائهم.کما هو واضح في شاشات البرنامج التالية

 

 

 

وقد تم انتاج واجهة تفاعل المستخدم الرسومية باستخدام لغات البرمجة التالية:

  • · برنامج الفوتوشوب :Adop Photoshopلتصميم رسوم الخلفيات الخاصة بواجهة التفاعل وتصميم الصور والمؤثرات المجسمة الخاصة ببعض المفاتيح والازرار وتصميم نصوص العناوين.
  • ·  Html: لعرض نصوص التقارير الناتجة عن نظامي التشخيص والعلاج
  • · لغة البرمجةVisual Basic.Netلبرمجة واجهات التفاعل الرسومية والربط بينها وبين قاعدة المعرفة المتضمنه بالنظام وکذلک عمل بعض المؤثرات الحرکية والبصرية علي الشاشة.

6-1-2 قاعدة المعرفة

 تعد قاعدة المعرفة بمثابة القلب النابض للنظام لانها تحتوي علي کل الحقائق Facts الخاصة المجال، بالاضافة الي حصيلة الخبرة المکتسبة والمتاحة لدي الخبراء في هذا المجال، ولذلک تسمي النظم الخبيرة احياناً بالنظم المبنية علي المعرفة (Knowledge Based System) (11).

 ويتناول العرض التالى عملية اکتساب المعرفة وتمثيلها لتصميم وبناء قاعدة المعرفة.

6-1-2-1 اکتساب المعرفة

 هى عملية استخلاص وهيکلة وتنظيم المعارف من مصادر عديدة ( الخبراء، الدراسات المرتبطة، قواعد البيانات،....الخ) للحصول على خبرات حل المشاکل بغرض تمثيلها وتحويلها الى صورة يستطيع الحاسب قراءتها (12).

أ- مصادر اکتساب المعرفة فى الدراسة الحالية:

وتتعدد مصادر اکتساب المعرفة في الدراسة الحالية ومن اهم هذه المصادر ما يلي:-

1. الخبراء البشر: وهم مجموعة من الخبراء المتخصصين في مجال تشخيص وعلاج امراض القلب. وتم في الدراسة الحالية اکتساب المعرفة من خلال المقابلات غير المقننه (unstructured interviews) في بداية عملية الاکتساب وبعد ذلک تم الاستعانة ببعض المقابلات المقننه (structured interviews).

2.  الکتب والموسوعات العلمية المرتبطة بامراض القلب وکيفية تشخيصها وعلاجها.

3.  عدد من اصوات القلب المسموعة المصاحبة لامراض صمامات القلب والمميزة لها تم اکتسابها من خلال بعض الخبراء وشبکة الانترنت.

4.  مجموعة من الحالات المرضية المصابه بامراض صمامات القلب المسجله بمستشفي الباطنة التخصصي بالمنصورة بقسم القلب.

ب- المعرفة المکتسبة في المجال

لقد تم اکتساب المعرفة الخاصة بتشخيص وعلاج امراض صمامات القلب من خلال المصادر المتاحة المشار اليها في الجزء السابق وبعد الانتهاء من اکتساب المعرفة تم تمثيلها وتکويدها داخل قاعدة المعرفة، کما تم اکتساب مجموعة من الاصوات المميزه والمصاحبه لامراض صمامات القلب.

6-1-2-2 تمثيل المعرفة

يعد تمثيل المعرفة خطوة هامة فى عملية بناء وتصميم النظم الخبيرة، اذ أن نجاح نظم الذکاء الاصطناعى والنظم الخبيرة لا يعتمد فقط على المعرفة المکتسبة بل على طريقة تمثيل هذه المعرفة فى الحاسب. فبعد الانتهاء من عملية اکتساب المعرفة فى المجال المراد دراسته يتم تمثيل تلک المعرفة فى قاعدة معرفة النظام الخبير.

وتتبع النظم الخبيره فى تمثيلها للمعرفة أکثر من أسلوب منها ( الشبکات الدلالية، الاطارات، قواعد الانتاج)

 ويعد التمثيل القائم على القواعد Rules Representationمن أفضل طرق تمثيل المعرفة وأکثرها شيوعاً، وذلک لأن ترکيبها مرن اذ يکاد يکون من الممکن کتابة أى نوع من المعرفة بحيث يتناسب مع صورة القواعد الشرطية، وهذه القواعد عادة ما يکون من السهل فهمها وبسرعة کبيرة أيضاً (13).

 وعادة تمثل أى قاعدة انتاج باستخدام جملة أو مجموعة من الجمل الشرطية وذلک باستخدام الأمر (IF….THEN) وتتکون القاعدة من جزأين أساسيين هما الجزء الشرطى (اذا IF ) ويسمى عنصراً شرطياً (antecedent) ويقرر مسلمة أو شرطاً (condition)، والجزء الثانى (حينئذ THEN) ويسمى نتيجة منطقية (consequent) وهو جزء جواب الشرط أو النتيجة وعندما يتحقق الجزء (IF) من القاعدة من الحقائق والمعلومات التى يغذى بها النظام الخبير فانة يتم تنفيذ الجزء (THEN) (14).

 ويجب الاشارة الى أنه تم استخدام هذا الأسلوب فى تمثيل المعرفة الخاصة بالمجال موضوع الدراسة الحالية. وذلک نظراً لتماثل هذه الأسلوب مع الأسلوب الذى يتبعه الخبير البشرى فى استنتاج الحلول.

وقد تم في الدراسة الحالية استخدام لغة الکليبس لتمثيل المعرفة وکتابة الکود الخاص بها وتتکون قاعدة معرفة النظام المقترح من ثلاثة اجزاء موضحة في الشکل التالي رقم (2)

 

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل رقم (2) اجزاء قاعدة معرفة النظام

وتحتوي قاعدة معرفة النظام مجموعة من الـ classes والتي تعتبر سمة لبرمجة object oriented في الکليبس.وکذلک مجموعة من الحقائق (Facts) ومجموعة من القواعد الخاصة باتخاذ القرارات التشخيصية والعلاجية وايضا القرارات الخاصة بمحاکاة السماعة الطبية.

6-1-3 محرک الاستدلال

لقد تم تکويد المعرفة الخاصة بالنظام المقترح باستخدام لغة الکليبس وهي من لغات الذکاء الاصطناعي المتخصصة في تصميم النظم الخبيرة وتم استخدامها لتکويد قاعدة المعرفة والة الاستدلال المتضمنه بالنظام الخبير المقترح.

وتقدم الـ CLIPS المکونات والعناصر التالية للنظام الخبير (15):-

- قائمة الحقائق Fact List وهى عباره عن ذاکره أو مخزن للبيانات.

- قاعدة المعرفه Knowledge Base وهى تحتوى على القواعد وجميع إمکانيات تمثيل المعرفة.

- محرک الاستدلال Inference Engine وذلک للتحکم فى تنفيذ القواعد.

وتتبع الة الاستدلال في الدراسة الحالية الاستراتيجات التالية:-

  • ·   الاستدلال الامامي: تم استخدام هذا الاسلوب فيDiagnostic System
  • ·   الاستدلال الخلفي: تم استخدام هذا الاسلوب في Auscultation System
  • ·   الدمج بين اسلوبي الاستدلال الامامي والخلفي وذلک في Treatment System

7- تطبيق وتقييم النظام المقترح:

لکي نقيم اداء النظامالمقترح تم عرضه علي مجموعة من الخبراء والمحکمين المتخصصين وذلک في ضوء استمارة التحکيم المعروضه في ملحق رقم (1) وذلک للتحقق من صحة النظام المقترح والتاکد من مدي تحقيق الهدف الذي صمم لاجله.ويوضح جدول رقم (1) نسبة اتفاق المحکمين حول النظام المقترح.

جدول (1)

نسبة اتفاق المحکمين حول النظام المقترح

المحکمين

الاول

الثاني

الثالث

الرابع

الخامس

السادس

السابع

نسبة الاتفاق

96%

94%

95%

97%

92%

93%

91%

ويوضح جدول (1) نسبة اتفاق السادة المحکمين حول النظام المقترح وقد اسفرت آراء السادة المحکمين عما يلي:

اتفق السادة المحکمون بنسبة اتفاق (94%) علي صلاحية النظام ومناسبته للاستخدام وفق النقاط التي تم استفتائهم حولها، وتم اجراء بعض التعديلات بناءً علي آراءئهم.

الخاتمــة

تم في هذه الدراسة تقديم نظام ذکي لمساعدة طلاب العلوم الطبية وغيرهم من الاطباء المبتدئين في ادارة امراض صمامات القلب، هذا النظام المقترح يتکون من ثلاثة انظمة فرعية: نظام التشخيص (Diagnostic System)، نظام العلاج (Treatment System)، نظام السماعة الطبية(Auscultation System).

ولقد مر النظام المقترح بعدة مراحل تشمل هي اکتساب المعرفة الخاصة بتشخيص وعلاج امراض صمامات القلب وذلک من المصادر المتعدده المتاحة والممکنة يليها مرحلة تمثيل المعرفة داخل قاعدة المعرفة باستخدام اسلوب قواعد الانتاج، وبعد ذلک جاءت مرحلة انتاج وتکويد قاعدة المعرفة والة الاستدلال المتضمنه بالنظام المقترح باستخدام لغة الکليبس وتتبع الة الاستدلال في الدراسة الحالية الاستراتيجيات التالية: اسلوب الاستدلال الامامي (في نظام التشخيص)، اسلوب الاستدلال الخلفي ( في نظام محاکاة السماعة الطبية)، بالاضافة الي الدمج بين اسلوبي الاستدلال الامامي والخلفي ( في نظام العلاج). وقد تبين ان النظام المقترح بالدراسة الحالية يحقق اداء ودقة عالية في ادارة امراض صمامات القلب بناءً علي آراء الخبراء والمحکمين.

المراجع
1.  محمد فهمى طلبه وآخرون : الحاسب والذکاء الاصطناعي، القاهرة ، مجموعة کتب دلتا ،1994، ص 32.
2.  رأفت الکمار: الحاسوب وعصر شغيلة المعرفة الجيل الخامس والمعرفة والذکاء الإصطناعي، القاهرة ،دار الکتب العلمية للنشر والتوزيع،2005،ص 98 .
3.عبد الحميد محمد رجب :مرشد طبي خبير متعدد الوسائط، المؤتمر الوطني السابع عشر للحاسب الآلي (المعلوماتية فى خدمة ضيوف الرحمن) ، جامعة الملک عبد العزيز، المدينة المنورة، ابريل 2004، ص ص 141- 156
4.   Horia Nicolai Teodorescu, Abraham Kandel:Medicine, Artificial Intelligence in, Encyclopedia of Information Systems, Vol.3, 2003, PP.153-163.
5.     Racheli Magnezi, Sima Reicher RN and Mordechai Shani: Economic Value Evaluation in Disease Management Programs, Economics of Disease Management, Vol.10, 2008, PP. 331-334.
6.     Barbara Starfield: The Role of the Family Doctor In Public Health And Emergency Preparedness, American Journal of Public Health, 2005, P.4.
7.      Jackson,Peter: Introduction to Expert Systems ,3rd Edition , ADDISION WESLEY, 1999, p 2.
8.      G. N. R. Prasad and A. V. Babu: A Study on Various Expert System in Agriculture: Georgian Electronic Scientific Journal, Computer Sciene and Telecommunications, Vol.11, No.4, 2006, P.81. Available at
http://www.osgf.ge/internetacademy/gesi/gesi_articles/ 1294.pdf viewed on 6/11/2011.
9.     JAAN SIDOROV, MD, MHSA: Reduced Health Care Costs Associated With Disease Management for Chronic Heart Failure: A study Using Three Methods to Examine the Financial Impact of a Heart Failure Disease Management Program Among Medicare Advantage Enrolles, Journal of Cardiac Failure, Vol. 12, No. 8, 2006, pp. 594-600.
10.Lisa Egbuonu-Davis, M.D: supplemental comments of Pfizer, INC: medicare prescription drug improvement priority to picsfor Research on out comes of Health Care Items and services.
11.Turban. Efraim; Mclean.Ephraim and Wetherbe, James: Information Technolgy for Management: Improving Quality and Productivity, NewYork: John WILEY &sons ,1996,p 572.
12.Guimaraes. Tor, et.al : Factors important to expert systems success A field test, INFORMATION MANAGEMENT, 1996, PP. 119-130.Available on line at www.sciencedirect.com.
13.Chang. C. Yang. et.al : An integrated approach for operational knowledge acquisition of refuse incinerators, Expert Systems with Applications 2007, PP. 413–419, Available online at www.sciencedirect.com.
14.Negnevitsky, Michael: Artificial Intelligence: A Guide to Intelligent Systems , 1rd Edition , Addison-Wesley, 2002, pp. 26-27.
15. Giarratano, J.C and Riley, G. D: Expert Systems: Principles and Programming, 3rd Edition, Boston, MA.PWS Publishing, 1998, p 327.