ESQUEMA PARA LA PRESENTACIÓN DEL TRABAJO FINAL
FASE 1: EVALUACIÓN
1.1 Motivación para el Esfuerzo.
Los sistemas expertos son de mucha utilidad en la vida real, y apoyan en
gran manera a los sistemas de soporte a la decisión, ya que nos permiten
realizar decisiones basadas en la experiencia humana de algún
especialista en determinada área, como porejemplo la medicina, esto es
con el fin de retener el conocimiento y conllevándonos a una toma de
decisiones más apegada a la realidad y con más información.
Con esto podemos establecer que uno de los bienes mejor valuados es el
conocimiento humano, y con esto la capacidad de tomar decisiones y de
aportar un punto de opinión. En la actualidad, con la ayuda de las
personas especializadas podemos crear un sistema que simule la
evaluación de los mismos a través de estudio de cierta situación.
A esto se le conoce como sistema experto. En los últimos años, la
progresiva incorporación de los avances tecnológicos (aplicación de la
informática) en la práctica de la medicina han hecho que esta ciencia
médica del futuro sufra un cambio radical.
Los Sistemas Expertos nos permiten tomar mejores decisiones, que
lógicamente, se traducen en resultados positivos. Está claro que el
desarrollo de estos sistemas ha ido incrementándose a través del tiempo, y
por lo tanto ha podido ayudar a muchísima gente, específicamente en el
ámbito de la medicina, por lo que se considera de gran importancia
abordar este proyecto de diagnóstico de trastornos neuromusculares.
El presente trabajo pretende contribuir en las investigaciones de Sistemas
expertos aplicados a la Medicina. Consiste en el desarrollo de un Sistema
Experto que se propone como herramienta informática para asistir al
médico en el diagnóstico de enfermedades ¿Por qué está organización
motivada para seguir Sistemas Expertos? Esta organización está motivada
para tener dentro de su base de conocimiento toda la información
necesaria y sintomatología De acuerdo a lo antes mencionado existen dos
posiciones que puede asumir una organización al incursionar en la
tecnología de Sistemas Expertos
Conducida por el Problema
Ocurre cuando la organización trata de resolver un problema que ya se ha
identificado.
Conducida por la Solución
En algunos casos una organización es motivada para explorar una tecnología
nueva por un interés general o curiosidad.
1.2 Identificar problemas candidatos.
El Hospital cualesquiera atiende a la población menos favorecida de este sector.
Su instalación cuenta con reducidas : camas, posee servicios clínicos, se manejan especialidades y más subespecialidades y tiene una planta de personal reducidas empleados entre Médicos Especialistas, Generales, Enfermeras Profesionales, Fisioterapeutas y otros profesionales de la salud, el personal administrativo y operativo.
En las salas de hospitalización, a diario se reciben un promedio mayor de su capacidad de pacientes, lo cual amerita una cantidad considerable de médicos de diferentes especialidades, enfermeras profesionales y auxiliares de enfermería.
Pero debido al difícil sostenimiento económico de un hospital del estado, no existe la posibilidad de contratación necesaria, principalmente para el personal médico especialista.
Debido a lo anterior, existe una falta de oportunidad de consulta con especialista
en los diferentes turnos de las múltiples salas de hospitalización, por lo cual se ha
visto afectada la oportunidad de atención a los pacientes hospitalizados
Esta tarea solo ocurre cuando la organización es conducida por la solución.
Este paso es hecho antes que la viabilidad formal y estudios costo/beneficio y es
llamado PRE-DETERMINACION.
Formando la Lista
- Diagnóstico de enfermedades.
- Sintomatologías.
Demostración de la Tecnología
La organización va usar el Sistema Experto entonces vemos el proyecto como
el uso de una tecnología u herramienta de uso del experto humano y el
proyecto es algo pequeño y relativamente simple es más preferible que tener
un sistema complejo. Por simple, quiere decir que el problema parece a
primera vista de ser solucionable..
Sugerencias para escoger un buen problema
Para las organizaciones buscando explorar la tecnología considere los
siguientes puntos:
Toma de decisión humana.
Conocimiento heurístico.
Pequeño.
Simple.
Éxito probable.
Algún valor.
FASE 2: ADQUISICIÓN DEL CONOCIMIENTO
2.1 Recolección del conocimiento.
Es toda la información necesaria que se realiza para capturar la base de
concimiento
%----------------------------------------------------------------
% Listado de enfermedades a Dagnosticar
%----------------------------------------------------------------
enfermedad(neumonia).
enfermedad(tuberculosis).
enfermedad(hepatitisB).
enfermedad(gastritis).
enfermedad(sinusitis).
%----------------------------------------------------------------
% sintoma(X,Y) = X es sintoma de Y, donde Y es enfermedad
%----------------------------------------------------------------
% enfermedad: Neumonia
sintoma(fiebre,neumonia).
sintoma(dolorToráxico , neumonia).
sintoma(dolorCabeza , neumonia).
sintoma(escalofrios, neumonia).
sintoma(tos,neumonia).
% enfermedad: Tuberculosis
sintoma(fiebre,tuberculosis).
sintoma(cansancio,tuberculosis).
sintoma(pérdidaPeso,tuberculosis).
sintoma(faltaApetito,tuberculosis).
sintoma(tos ,tuberculosis).
sintoma(sudoracion ,tuberculosis).
% enfermedad: Hepatitis B
sintoma(fiebre,hepatitisB).
sintoma(nauseas,hepatitisB).
sintoma(dolorParteAltaAbdomen,hepatitisB).
sintoma(ictericia,hepatitisB).%color amarillo de la piel y el ojo
sintoma(orinaColorOscuro,hepatitisB).
% enfermedad: Gastritis
sintoma(distencionAbdominal,gastritis).
sintoma(nauseas,gastritis).
sintoma(dolorParteAltaAbdomen,gastritis).
sintoma(faltaApetito,gastritis).
sintoma(acidezEstomacal,gastritis).
% enfermedad: Sinusitis
sintoma(fiebre,sinusitis).
sintoma(congestionSecrecionNasal,sinusitis).
sintoma(dolorCabeza,sinusitis).
sintoma(tos,sinusitis).
%--------------------------------------------------------------------
% medicamento(X,Y) = X es medicamento de Y
%--------------------------------------------------------------------
% enfermedad: Neumonia
medicamento(ibuprofeno ,neumonia).
medicamento(azitromicina,neumonia).
medicamento(claritromicina,neumonia).
medicamento(amoxicilina,neumonia).
medicamento(dextrometorfano,neumonia).
% enfermedad: Tuberculosis
medicamento(ibuprofeno ,tuberculosis).
medicamento(complejoB,tuberculosis).
medicamento(pirazinamida,tuberculosis).
medicamento(ribavirina,tuberculosis).
medicamento(dextrometorfano,tuberculosis).
% enfermedad: Hepatitis B
medicamento(ibuprofeno,hepatitisB).
medicamento(ondansetron,hepatitisB).
medicamento(omeprazol ,hepatitisB).
medicamento(timosina ,hepatitisB).
medicamento(entecavir,hepatitisB).
% enfermedad: Gastritis
medicamento(almax ,gastritis).
medicamento(ondansetron,gastritis).
medicamento(omeprazol ,gastritis).
medicamento(ribavirina_l,gastritis).
medicamento(ridocaina ,gastritis).
% enfermedad: Sinusitis
medicamento(ibuprofeno,sinusitis).
medicamento(ampicilina,sinusitis).
medicamento(clindamicina ,sinusitis).
medicamento(amoxicilina,sinusitis).
medicamento(dextrometorfano,sinusitis).
%---------------------------------------------------------
% tiene_sintoma(X,Y) = paciente X tiene sintoma de Y
%---------------------------------------------------------
tiene_sintoma(juan,escalofrios).
tiene_sintoma(juan,tos).
tiene_sintoma(pedro,escalofrios).
tiene_sintoma(ana,fiebre).
tiene_sintoma(ana,tos).
tiene_sintoma(maria,ictericia).
tiene_sintoma(maria,vomitos).
tiene_sintoma(maria,cansancio).
tiene_sintoma(carlos,fiebre).
tiene_sintoma(carlos,dolorParteAltaAbdomen).
tiene_sintoma(carlos,nauseas).
%---------------------------------------------------------------------
% especialidad(X) = X es especialidad
% --------------------------------------------------------------------
especialidad(neumologia).
especialidad(hepatologia).
especialidad(otorinolaringologia).
especialidad(gastroenterologia).
especialidad(medicinaGeneral).
%---------------------------------------------------------
% doctor(X) = X es doctor
%---------------------------------------------------------
doctor(ramonMendoza).
doctor(luisPerez).
doctor(jennyCornejo).
doctor(cesarHernandez).
doctor(mariluPeralta).
doctor(jaimeParra).
doctor(marcoMollo).
doctor(rosaCasavilca).
%---------------------------------------------------------------
% especialista_en(X,Y) = X es especialista en Y(especialidad)
%-----------------------------------------------------------------
especialista_en( ramonMendoza ,neumologia).
especialista_en( luisPerez ,hepatologia).
especialista_en( jennyCornejo ,otorinolaringologia).
especialista_en( jennyCornejo ,medicinaGeneral).
especialista_en( jennyCornejo ,gastroenterologia).
especialista_en( cesarHernandez ,gastroenterologia).
especialista_en( mariluPeralta ,medicinaGeneral).
especialista_en( jaimeParra ,otorinolaringologia).
especialista_en( marcoMollo ,neumologia).
especialista_en( rosaCasavilca ,medicinaGeneral).
especialista_en( rosaCasavilca, neumologia).
%-------------------------------------------------------------------
% tratado_en(X,Y) = X(enfermedad) es tratado en Y(especialidad)
%-------------------------------------------------------------------
tratado_en(neumonia,neumologia).
tratado_en(hepatitisB,hepatologia).
tratado_en(sinusitis,otolaringologia).
tratado_en(gastritis,gastroenterologia).
tratado_en(tuberculosis,medicinaGeneral).
tratado_en(tuberculosis,neumologia).
2.2 Interpretación.
Enfermedad: neumonía, tubercolosis, hepatitis B, gastritis y sinusitis.
Sintoma: fiebre, dolor toraxico,dolor de cabeza, escalosfrios, tos, cansancio,
falta de apetito, perdida de peso, sudoración, nauseas, dolor parte alta
abdomen, icteria, orina color oscuro, distención abdominal, acidez estomacal,
congestion secreción nasal.
Medicamento: ibuprofeno, azitromicina, claritromicina, amoxicilina,
dextrometorfano.
Paciente: Juan, Ana, Maria, Carlos, Pedro.
Especialidad: neumología, hepatología, otorinolaringologia, gastroenterología,
medicina general.
Doctor: Ramon Mendoza, Luis Perez, Jenny Cornejo, Cesar Hernandez, Marilu
Peralta, Jaime Parra, Marco Mollo y Rosa Casavilca.
2.3 Análisis.
Enfermedad: Es del mal que aqueja el paciente
Sintoma: son las sintomatologías que presenta el paciente
Medicamento: son los tramientos dados por el profesional de una determinada
especialidad
Tiene_sintoma: Habla sobre la sintomatología del paciente.
Especialidad: Es la especialidad que el doctor ejerce.
Doctor: Es el profesional que trata al paciente para su tratamiento.
Especialista_en: Habla del Doctor es especialista en una determinada rama.
Tratado_en: habla de la enfermedad que es tratado por un especialista.
2.4 Diseño de métodos para recolectar conocimiento
adicional.
Siguiendo la entrevista, la información recolectada necesita ser analizada. Los
objetivos Y METAS de este esfuerzo son determinar qué fue aprendido y que
problemas adicionales debe seguirse.
Normalmente una trascripción es primero hecha de una grabación de la sesión.
Esta trascripción es luego revisada para identificar las piezas clave del
conocimiento, conceptos, reglas, etc. Estas piezas de conocimiento son luego
analizadas para formar teorías en su organización y cómo ellas relacionan a lo que
ya es conocido sobre el problema. También se agregan estas piezas de
conocimiento a la documentación del proyecto de una manera discutida después
en este capítulo.
Un alcance que puede ayudar a analizar el conocimiento recolectado es grabar la
información recolectada gráficamente. Las representaciones gráficas en la forma
de mapas de concepto, redes de inferencia, diagramas de flujo y árboles de
decisión pueden ser de valor particular.
METAS
Proceso Objetivo Magnitud Unidad de medida
Descripción 15 DIAS 30 DIAS 45 DIAS
Asignar Médico Especialista a las área de hospitalización
1
2
900 Pacientes Hospitalizados
Nº de Consultas Realizadas
- Revisión hora médico contratada
- Asignación de Especialistas
- Disminuir tiempos de hospitalización
- Asignación de Especialistas
Oportunidad en la atención a pacientes hospitalizados
1
2
900 Pacientes Hospitalizados
Nº de Pacientes Atendidos
- Priorizar pacientes críticos- Revistas Médicas a
intervalos más cortos
-Revisión de agendas médicas.
- Ajuste de tiempo de atención por consulta
Disminuir tiempos de hospitalización
3
Días de Hospitalización
Nº de Días de Hospitalización
- Agilizar Interconsultas Médicas.- Agilizar Procedimientos
- Agilizar interconsultas Médicas
- Agilizar Procedimientos
Capacitar al personal de las áreas de hospitalización 4
900 Empleados del área clínica
Nº de Personas Capacitadas
- Realizar programa de capacitación
- Ejecutar el programa de capacitación
-Realiza el programa de capacitación
- Ejecutar el programa de capacitación
INDICADORES
Nombre del indicador
Metas Formula del indicador Estado inicial Valor esperado
Período
Nº de Consultas por especialista (1) 1
Nº Consultas Médicas 30% de Atenciones Médicas
100% de Atenciones
Médicas
6 Meses
Oportunidad en la Atención (2) 2
Nº Personas atendidas / Total personas
hospitalizadas * 100
35 % personas atendidas
100 % Población Atendida
6 Meses
Promedio Estancia (3) 3
Nº de días hospitalizado paciente / total de pacientes
hospitalizados
10 días 3 días 6 Meses
(1) Refiere el Nº de consultas que realiza un médico especialista
(2) Cantidad de Personas atendidas sobre el total de personas que necesitan la atención, en este caso los pacientes hospitalizados
(3) Refiere los días de hospitalización de cada paciente sobre el total de los pacientes hospitalizados
SOLUCIONES
1. Implementar un Sistema Experto en las diferentes áreas de hospitalización que mejore la oportunidad de atención a los pacientes y brinde apoyo médico a los profesionales de la salud no médicos.
2. Contratación de personal Médico Especializado para los servicios de Hospitalización.
3. Realizar Remisiones a otras instituciones debido a la falta de personal médico.
TABLA DE VALORACION CUALITATIVA
COSTO
20%
TIEMPO
30%
PERSONAL
20%
SOFTWARE
30%
1 COSTO MEDIOMENOR TIEMPO
PERSONAL ENTRENADO
FACIL ADQUISICION
2 COSTO ALTOMAYOR TIEMPO
PERSONAL ESPECIALIZADO
NO REQUIERE
3 COSTO ALTOMAYOR TIEMPO
PERSONAL ESPECIALIZADO
NO REQUIERE
COSTO MEDIO: Aunque es un gasto considerable para la institución, a largo plazo reporta más ingresos para la institución y es de bajo costo su mantenimiento.
COSTO ALTO: Representa un gran gasto para la institución ó Implica menos ingresos para la misma.
CRITERIO
SOLUCION
TABLA DE VALORACION CUANTITATIVA
COSTO
20%
TIEMPO
30%
PERSONAL
20%
SOFTWARE
30%DEFINITIVA
1 5 4 5 5 4.8
2 2 3 3 1 2.3
3 1 2 3 1 1.8
ESCALA DE VALORIZACION:
1 - Pésimo2 - Malo3 - Regular4 - Bueno5 - Excelente
SOLUCION ÓPTIMA
1. Implementar un Sistema Experto en las diferentes áreas de hospitalización que mejore la oportunidad de atención a los pacientes y brinde apoyo médico a los profesionales de la salud no médicos.
CRITERIO
SOLUCION
CRONOGRAMA – DIAGRAMA DE GANNT
Analizaremos la línea de tiempo entre la lista de actividades que tenemos por desarrollar contra el numero de días que emplearemos para realizar los mismos.
Implementación del Software
7 Mes
8 Mes
6 Mes
5 Mes
4 Mes
3 Mes
2 Mes
1 Mes
Capacitación del personal Clínico
Compra de Equipos Nuevos
Programación y Desarrollo del Software
Presentación del Proveedor escogido
Selección de la mejor opción
Licitación
FASE 3: DISEÑO
3.1 Seleccionar Técnica de Representación del Conocimiento.
3.2 Seleccionar Técnica de Control.
En las salas de hospitalización, a diario se reciben un promedio de 15 a 20 pacientes, por especialidad y por cada personal lo cual amerita una cantidad considerable de médicos de diferentes especialidades, enfermeras profesionales y auxiliares de enfermería
Estamos principalmente interesado en demostrar alguna hipótesis o recomendación. También, si el número de metas es mucho menor que la cantidad de posible data, entonces considera un alcance de encadenamiento hacia atrás
DIAGRAMA CAUSA - EFECTO
TIPO DE PROBLEMA VERSUS INFERENCIA Y REPRESENTACIÓN
DE CONOCIMIENTO
TIPO DE
PROBLEMA
INFERENCIAREPRESENTACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
HACIA HACIA
ATRÁS
ADELANTE
REGLAS FRAMES
INDUCCIÓN
CONTROL BAJO ALTO ALTO AVG. BAJO
DISEÑO BAJO ALTO ALTO BAJO BAJO
DIAGNÓSTICO ALTO
BAJO ALTO MEDIO MEDIO
TIPO DE
PROBLEMA
INFERENCIAREPRESENTACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
HACIA HACIA
ATRÁS ADELANTE
REGLAS FRAMES
INDUCCIÓN
INSTRUCCIÓN ALTO
MEDI
O ALTO MEDIO BAJO
INTERPRETACIÓN MEDIO ALTO ALTO BAJO ALTO
SEGUIMIENTO BAJO ALTO ALTO MEDIO BAJO
PLANIFICACIÓN BAJO ALTO ALTO MEDIO BAJO
PREDICCION MEDIO ALTO ALTO BAJO ALTO
Tabla N° 1: . Tipo de problema versus inferencia y Representación de Conocimiento
PRESCRIPCIÓN MEDIO
MEDIO ALTO BAJO BAJO
SELECCIÓN ALTO BAJO ALTO BAJO MEDIO.
3.3 Seleccionar Software de Desarrollo de Sistema Experto.
SWI-Prolog es una implementación en código abierto (en inglés, open source)
del lenguaje de programación Prolog. Su autor principal es Jan Wielemaker. En desarrollo
ininterrumpido desde 1987, SWI-Prolog posee un rico conjunto de
características, bibliotecas (incluyendo su propia biblioteca para GUI, XPCE), herramientas
(incluyendo unIDE) y una documentación extensiva. SWI-Prolog funciona en las
plataformas Unix, Windows y Macintosh.
El nombre SWI deriva de Sociaal-Wetenschappelijke Informatica ("Informática de Ciencias
Sociales"), el antiguo nombre de un grupo de investigación en la Universidad de
Ámsterdam en el que Wielemaker está integrado. El nombre de ese grupo se cambió
posteriormente a HCS (Human-Computer Studies).
NetBeans es un entorno de desarrollo integrado libre, hecho principalmente para el
lenguaje de programación Java. Existe además un número importante de módulos para
extenderlo. NetBeans IDE2 es un producto libre y gratuito sin restricciones de uso.
NetBeans es un proyecto de código abierto de gran éxito con una gran base de usuarios,
una comunidad en constante crecimiento, y con cerca de 100 socios en todo el mundo.
Sun MicroSystems fundó el proyecto de código abierto NetBeans en junio de 2000 y
continúa siendo el patrocinador principal de los proyectos.
La plataforma NetBeans permite que las aplicaciones sean desarrolladas a partir de un
conjunto de componentes de software llamados módulos. Un módulo es un archivo Java
que contiene clases de java escritas para interactuar con las APIs de NetBeans y un
archivo especial (manifest file) que lo identifica como módulo. Las aplicaciones construidas
a partir de módulos pueden ser extendidas agregándole nuevos módulos. Debido a que los
módulos pueden ser desarrollados independientemente, las aplicaciones basadas en la
plataforma NetBeans pueden ser extendidas fácilmente por otros desarrolladores de
software.
ARQUITECTURA BÁSICA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS
Base de conocimientos. Es la parte del sistema experto que contiene el conocimiento
sobre el dominio. hay que obtener el conocimiento del experto y codificarlo en la base
de conocimientos. Una forma clásica de representar el conocimiento en un sistema
experto son lar reglas. Una regla es una estructura condicional que relaciona
lógicamente la información contenida en la parte del antecedente con otra información
contenida en la parte del consecuente.
Base de hechos (Memoria de trabajo). Contiene los hechos sobre un problema que se
han descubierto durante una consulta. Durante una consulta con el sistema experto, el
usuario introduce la información del problema actual en la base de hechos. El sistema
empareja esta información con el conocimiento disponible en la base de conocimientos
para deducir nuevos hechos.
Motor de inferencia. El sistema experto modela el proceso de razonamiento humano
con un módulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de inferencia
trabaja con la información contenida en la base de conocimientos y la base de hechos
para deducir nuevos hechos. Contrasta los hechos particulares de la base de hechos
con el conocimiento contenido en la base de conocimientos para obtener conclusiones
acerca del problema.
Subsistema de explicación. Una característica de los sistemas expertos es su
habilidad para explicar su razonamiento. Usando el módulo del subsistema de
explicación, un sistema experto puede proporcionar una explicación al usuario de por
qué está haciendo una pregunta y cómo ha llegado a una conclusión. Este módulo
proporciona beneficios tanto al diseñador del sistema como al usuario. El diseñador
puede usarlo para detectar errores y el usuario se beneficia de la transparencia del
sistema.
Interfaz de usuario. La interacción entre un sistema experto y un usuario se realiza en
lenguaje natural. También es altamente interactiva y sigue el patrón de la conversación
entre seres humanos. Para conducir este proceso de manera aceptable para el
usuario es especialmente importante el diseño del interfaz de usuario. Un
requerimiento básico del interfaz es la habilidad de hacer preguntas. Para obtener
información fiable del usuario hay que poner especial cuidado en el diseño de las
cuestiones. Esto puede requerir diseñar el interfaz usando menús o gráficos.
Categorías de software
Importancia de características de software
Las características a considerar en la elección de una herramienta de desarrollo
son:
General
Costo
El Hardware de la computadora
Licencia
Figura N° 2: Categorías de Software
SOFTWARE PARA SISTEMA EXPERTO
LENGUAJES SWI PROLOG
BASADO EN REGLAS
BASADO EN OBJETOS
BASADO EN REGLAS
INDUCCION
Apoyo en la capacitación
Desarrollador de Interfaz
Codificando el conocimiento.
Razonamiento inexacto.
Establecer reglas
Acceso externo al programa:
Utilidades de depuración.
Interfaz de usuario
Preguntas
Explicaciones
Gráficos
Hipertexto
3.4 Desarrollo de Prototipo.
3.5 Desarrollo de Interfase.
Interfaz con el Usuario
Requisitos o Características de la interface:
1. El aprendizaje del manejo debe ser rápido.2. El usuario no debe dedicar mucho tiempo al manejo del sistema, debe ser
intuitivo, fácil en su manejo. No se debe olvidar que el SE simula al comportamiento de un experto.
3. Debe sernos cómodo y relativamente sencillo en cuanto al manejo.4. Debe evitarse en lo posible la entrada de datos errónea.5. Los resultados deben presentarse en una forma clara para el usuario.6. Las preguntas y explicaciones deben ser comprensibles.
3.6 Desarrollo del Producto.
FASE 4: PRUEBAS
4.1 Validación del Sistema.
4.2 Evaluación de la Prueba/Evaluación.
FASE 5: DOCUMENTACIÓN
5.1 Relación de temas que deben ser documentados.
5.2 Organización de la documentación.
5.3 Documentación Impresa.
5.4 Documentación en hipertexto.
5.5 Reporte Final.