کاربرد سیستم خبره در پزشکی
سیستم های خبره و کاربرد آن در پزشکی
اگر بخواهیم سیستمهای خبره را در یک جمله توصیف کنیم باید بگوییم که این سیستم‌ها به‌طور کلی برنامه‌هایی هستند که قادرند همانند انسان مسایل خاصی را استدلال کنند. این سیستم‌ها برای استدلال، از الگوهای منطقی خاصی استفاده می‌کنند که مشابه همان کاری است که انسان در زمان حل یک مسئله عمل می‌کند. در واقع همانطور که انسان برای حل یک مسئله، تعقل یا اندیشه می‌کند، سیستمهای خبره نیز برای این کار به الگوها و راه و روش‌هایی متوسل می‌شوند که انسان برای ان‌ها مشخص کرده است، بنابراین چون از منطق بشری استفاده می‌کنند می‌توان گفت که تا حدودی همانند انسان فکر می‌کنند.هوش مصنوعی شامل چندین زیر مجموعه است. زیر مجموعه سیستم های خبره یکی از موفق ترین راه حل های تقریبی برای مسائل کلاسیک هوش مصنوعی است. پروفسور فیگن بام از دانشگاه استانفورد، یکی از پیشکسوتان تکنولوژی سیستم های خبره، تعریفی در مورد سیستم های خبره دارد: " ... یک برنامه کامپیوتری هوشمند، که از دانشو روش های استنتاج برای حل مسائلی استفاده می کند که به دلیل مشکل بودن، نیاز به تجربه ومهارت انسان دارند". بنابراین سیستم خبره یک سیستم کامپیوتری است که از قابلیت تصمیم گیری افراد خبره، تقلید می نماید. لغت تقلید به این معناست که سیستم خبره سعی دارد در تمام جنبه ها شبیه فرد خبره عمل کند. عمل تقلید از شبیه سازی قوی تر است چون در شبیه سازی تنها در بعضی موراد شبیه چیزهای واقعی عمل می شود. سیستم های خبره یکی از شاخه های هوش مصنوعی است که همچون یک فرد خبره با استفاده وسیع از دانش تخصصی به حل مسائل می پردازد. فرد خبره کسی است که در یک زمینه خاص دارای تجربه و مهارت و در یک کلام خبرگی است. بنابراین فرد خبره دارای دانش یا مهارت خاصی است که برای بیشتر مردم ناشناخته و یا غیر قابل دسترسی است. فرد خبره مسایلی را حل می کند که یا توسط دیگران قابل حل نیست و یا او مؤثرترین (و البته ارزان ترین) راه حل را برای ان مسئله ارائه می دهد. وقتی سیستم های خبره اولین بار در دهه 1970 توسعه یافتند، فقط دارای دانش خبرگی بودند. ولی لغت سیستم خبره امروزه اغلب به هر سیستمی اطلاق می شود که از تکنولوژی سیستم خبره استفاده می کند. این تکنولوژی می تواند شامل زبان های خاص سیستم های خبره، برنامه ها و سخت افزارهای طراحی شده برای کمک به توسعه و اجرای سیستم های خبره باشد.دانش موجود در سیستم های خبره می تواند شامل تجربه و یا دانشی باشد که از طریق کتب، مجلات و افراد دانشمند قابل دسترسی است. اصطلاحات سیستم خبره، سیستم مبتنی بر دانش یا سیستم خبره مبتنی بر دانش، به طور مترادف ...
سیستم های خبره در پزشکی
مقدمه سيســتم هاي خبره با هدف در دســترس قــرار دادن مهارت هاي افراد متخصص، براي افــراد غير متخصص طراحي شده اند. اين برنامه ها الگوي تفكر و شيوه ي عملكرد انسان را شبيه سازي مي كنند و باعث نزديكي عملكرد سيستم هاي خبره با عملكرد انســان يا فرد خبره مي شــوند. تا كنون سيستم هاي خبره ي گوناگون در زمينه ي علوم پزشكي ارائه شده و از اين حيث يكي از علوم پيشتاز مي باشد. سیستمهای خبره در پزشکی معمولا مدل عمومی تشخیص بیماری دراین سیستم ها به صورت زیر می باشد: تشخیصà پژوهش وبررسیà علایم بیشتر à علایم گام 2 و 3 ممکن است چندین بار تکرار شوند. سیستم های خبره پزشکی : سیستم های خبره پزشکی به نرم افزارهای کامپیوتری گفته می شود که برای کمک به تشخیص های بالینی طراحی و ساخته شده اند. این سیستم با استفاده از اطلاعات و دانش پزشکی به تشخیص عارضه های گوناگون و تجویز توصیه های پزشکی برای بیماران اقدام می نمایند. توجه: این سیستم ها برای جایگزینی پزشکان طراحی نشده و تنها جهت یاری رسانی به متخصصان علوم پزشکی در امر تشخیص بیماری ها بر اساس یکسری از قواعد علمی و تجربی ارائه شده اند مزایای استفاده از سیستم های خبره پزشکی: } 1- عملکرد بالا } 2- زمان پاسخگویی کامل و سریع } 3- فابلیت اطمینان خوب } 4- قابل فهم بودن } 5- انعطاف پذیری } 6- کاهش خطر } 7- دوام و بقاء } 8- وجود تخصص های چندگانه برخی دلایل استفاده از سیستمهای خبره در پزشکی: } 1- تخصص افراد زودگذر و فانی است : برای مثال : فرد ممکن است شغلش را } تغییر دهد، مریض شود ، و مانند اینها ، ولی تخصص رایانه دایمی است. } 2- تخصص فرد پایدار نیست : افراد متخصص می توانند تعطیلات و تفریح داشته باشند که همه اینها بر روی عملکرد طبیعی افراد به طور زیان اوری تاثیر گذار است. ولی رایانه ها ثبات دارند و همان خروجی را ارائه می دهند. } 3- تخصص فرد جهت انتقال مشکل است : یک فرد نمی تواند در یک زمان در دو مکان حضور داشته باشد ، ولی تخصص رایانه قابل انتقال است. } 4- تخصص فرد معمولا گران و هزینه بر است : حقوق پرسنلی خیلی بیشتر از هزینه سخت افزار و نرم افزار می باشد. سیستم های خبره موجود در زمینه پزشکی : } 1- نرم افزار DENDRAL در سال 1965 جهت شرح و بیان ساختار مولکولی ارائه داده شد. } 2- نرم افزار MYCIN در سال 1967 جهت تشخیص یبماری های میکروبی ارائه داده شد. } 3- نرم افزار PUFF برای تشخیص بیماری های ریوی } 4- نرم افزار XBONE برای تشخیص امراض استخوان } 5- نرم افزار VM برای ...
کاربرد سیستم های خبره
کاربرد سیستم های خبره :سیستم های خبره در زمینه های مختلفی از جمله صنعت،تجارت و کاربردهای مالی مفید می باشند.در واقع،زمینه های مختلف کاربرد سیستم خبره ،امروزه چنان گسترده است که تقریباً در انجام هر تصمیمی که توسط انسان گرفته می شود موفق هستند.بیشترین کاربردها در ذیل برحسب وظایف طبقه بندی شده اند:سیستم های تشخیص : مثال در پزشکی،مهندسی و نرم افزار تشخیص الگو.سیستم های طراحی و زمانبندی : مثال در برنامه ریزی اتوماتیک،حرکت ربات،استراتژی نظامی و حتی ساعت حرکت قطار.سیستم های مفسر : سیستم هایی هستند که شرح مشاهدات را برعهده دارند.مانند سیستم های مراقبت یا سیستم های تشخیص گفتار.سیستم های پیش بینی : مانند پیش بینی ترافیک یا پیش بینی وضع هوا. امروزه زمینه های کاربردی جدیدی ایجاد شده که به خوبی خود را با سیستم های خبره وفق می دهند.این ها عبارتند از :نشر دانش،سیستم های کمک آموزشی،ابزارهای اینترنت،وب و غیره. جدول زیر مثالی از کاربردهای سیستم های خبره را شرح می دهد . کاربرد سیستمتشریحتخصص سیستم خبرهمشاوره در VATترجمه و توضیح داده های حساس را انجام می دهد.تفسیرDART-توسط دولت آمریکا در جنگ خلیج برای نقشه مسیر انتقال سربازان و مهمات استفاده شد.عملیات طراحی را انجام می دهد.تشخیصکاربرد سیستمتشریح.تخصص سیستم خبرهXCON- برای طراحی و شکل دادن به سفارشات مشتریان در کامپیوترهای VAX.شکل دادن به اشیا طبق مدلطراحیPROSPECTOR-یک سیستم کشف معدن که می تواند محل معادن را در نواحی مختلف تخمین بزند.به چیزهایی نظیر نتایج وضعیت ها و یا حوادث اشاره می کند.پیش بینیFRAUDWATCH-این سیستم در بانک بارکلیز برای تشخیص کارت های اعتباری تقلبی استفاده می شود.این سیستم نمایش اکثراً برای نظارت و مواظبت بر علیه متجاوزان بکار می رود.نمایشGUIDON-یک سیستم برای آموزش مسائل و مشکلات.شناسایی دانش آموزان خاطی و آموزش آنها.آموزشVM-یک سیستم که بیماران را در بخش پرستاری نشان می دهد و طرز مداوای بیماران را کنترل می کند.این سیستم حالت بیمار را شرح می دهد و بنابر اطلاعات،هر خطری که بیمار را تهدید می کند تشخیص داده و راه درمان مفید را پیشنهاد می دهد.تشخیص،پیش بینی و نمایش رفتار سیستم را برعهده دارد.کنترلTQMSTUNE-سیستمی است که معایب و خرابی خای سیستم را تشخیص داده،سپس روش های ترمیم را ارائه می کند.تولید روش های ترمیم معایب و خرابی های سیستم.تعمیرONOCIN-یک سیستم که به پیدا کردن معایب و رفع آن کمک می کند.تولید روش هایی برای رفع خرابی های سیستم.اشکال زدایی آینده سیستم های خبرهآینده سیستم های خبره درخشان و روشن به نظر می رسد.همانطور که در بخش قبل دیدیم برخی از کاربردهای جدید به ...
کاربرد علم فیزیک در پزشکی
مقطع نگاری رایاته ای CT ComputedTomography مقطع‌نگاری رایانه‌ای یا برش‌نگاری رایانه‌ای یا توموگرافی رایانه‌ای () یا به اصطلاح سی‌تی اِسکَن، روشی نوین است که در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی کاربرد تحقیقاتی ودرمانی فراوانی دارد. در این روش، کالبد انسان یا دیگر جانوران به صورت لایه‌به‌لایه برانداز (اسکن) می‌شود و بدین ترتیب بخش‌های درونی بدن نیز برای پزشکان قابل رؤیت می‌گردد. امروزه فناوری سی‌تی‌اسکن در بیمارستان‌ها و مراکز پژوهشی در سرتاسر دنیا (از جمله در ایران) کاربرد وسیع دارند. پیشینه پایه‌های ریاضی مقطع‌نگاری کامپیوتری به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد. کاربرد عملی این روش در دهه ۶۰ میلادی بنیان گذارده شد. در سال 1963 ،آلن کرماک از دانشگاه تافتزاز افرادی بود که نخستین بار نظریه یک سیستم سی تی اسکن را مطرح کرد. اما عملاً اولین اسکنر تجارتی در سال 1972 توسط گودفری هاونسفیلد از آزمایشگاه EMI در انگلستان انجام گردید. یکای هاونسفیلد به افتخار هاونسفیلد نامگذاری گردید و در نهایت جایزه نوبل پزشکی سال 1979 به کرماک و هاونسفیلد جهت ابداع این سیستم اعطا گردید. سالها بعد، سیستمهای سی تی از نوع پیچشی (یا مارپیچی)، توسط افرادی چون ویلی کالندارابداع گردیدند. ساختار وطرز کار این روش تلفیق استفاده از توموگرافی معمولی(مقطع نگاری) با پردازشهای کامپیوتری می باشد. دستگاه متداولی که این روش را جهت تصویر برداری به کار می‌برد سی تی اسکن نام دارد و متشکل از تعداد انبوهی آشکار ساز کوچک از نوع شمارنده درخششی است که بصورت چندین ردیف درون دستگاه قرار داده شده‌اند. اینها پرتوهای ایکس عبوری از درون بدن بیمار را آشکار سازی می‌کنند. سپس سیگنالهای دریافت شده توسط آلگوریتم های مخصوصی همانند از نوع بازتابی تصویر را باز سازی می‌کنند. سیر تکاملی این دستگاه‌ها اغلب در هفت نسل توسعه بررسی می شوند. در این روش نیز از اشعه X استفاده می شود. البته دز مورد استفاده در این روش بسیار بالاست و تفاوتهای ساختاری ای مثل استفاده از حرکت لامپ تولید کننده اشعه X و یا حرکت آشکارساز، همچنین گاهی آشکار ساز های حلقوی دور بیمار و ...، با رادیو گرافی معمولی، دارد. ولی تصاویری از سطح مقطع های مختلف،در عمق دلخواه از اعضای بدن را، می دهد. در رادیوگرافی معمولی اطلاعات مربوط به عمق از دست می رفت.از طرفی نمی توانست بین نسوج نرم تمایز ایجاد کند. طبعا اطلاعات کمی مربوط به چگالی بافت ها را نیز، در اختیارمان نمی گذاشت. در مقطع نگاری معمولی مشکل اول، یعنی تصویربرداری از یک مقطع دلخواه حل شد، ولی مقطع نگاری کامپیوتری دو مشکل دیگر رادیوگرافی معمولی ...
سیستمهای خبره (Expert Systems)
اگر بخواهیم سیستمهای خبره (Expert Systems) را در یک جمله توصیف کنیم باید بگوییم که این سیستم‌ها به‌طور کلی برنامه‌هایی هستند که قادرند همانند انسان مسایل خاصی را استدلال کنند. این سیستم‌ها برای استدلال، از الگوهای منطقی خاصی استفاده می‌کنند که مشابه همان کاری است که انسان در زمان حل یک مسئله عمل می‌کند. در واقع همانطور که انسان برای حل یک مسئله، تعقل یا اندیشه می‌کند، سیستمهای خبره نیز برای این کار به الگوها و راه و روش‌هایی متوسل می‌شوند که انسان برای آنها مشخص کرده است، بنابراین چون از منطق بشری استفاده می‌کنند می‌توان گفت که تا حدودی همانند انسان فکر می‌کنند. به همین دلیل همواره واژه دیگری نیز معادل سیستمهای خبره در ادبیات مربوط به هوش مصنوعی آورده می‌شود که به آن سیستمهای مبتنی بر دانش (KnowLedge Based System) گفته می‌شود. در واقع دلیل این نامگذاری، یکسان بودن معلومات مورد استفاده توسط این سیستم‌ها در حل مسایل با معلومات مورد استفاده یک انسان متبحر در یک رشته برای حل مسایل حوزه مربوطه است. هرچند دو واژه سیستمهای خبره و سیستمهای مبتنی بر دانش در متون هوش مصنوعی همواره مترادف یکدیگر در نظر گرفته می‌شوند، اما در کنار هم قرار گرفتن این دو گسترده‌ترین کاربرد دنیای هوش مصنوعی را به خود اختصاص می‌دهد. در واقع سیستمهای خبره‌ای که به دلیل استفاده از دانش بشری قادر به استدلال و حل مسایل باشند بزرگ‌ترین و مهم‌ترین شاخه هوش مصنوعی به شمار می‌رود. یک واژه مهم دیگر در سیستمهای خبره «دامنه وظیفه» یا همان Task Domain است. به این مفهوم که دامنه همان ناحیه یا گستره‌ای است که یک سیستم خبره در آن زمینه فعالیت می‌کند و وظیفه (Task) هدف یا کاری است که این سیستم خبره باید انجام دهد. مثلا علوم پزشکی، هوانوردی و معماری می‌توانند به‌عنوان دامنه‌های وظایفی چون تشخیص بیماری، زمانبندی پرواز و طراحی ساختمان مورد استفاده سیستمهای خبره مربوطه قرار گیرند.● مهندسی دانشیکی از مباحث اساسی و جالب توجه در حوزه سیستمهای خبره، روشی است که برای ساختن این‌گونه سیستم‌ها به کار گرفته می‌شوند. به‌طور کلی به مراحل ساخت یک سیستم خبره، مهندسی دانش (KnowLedge Engineering) گفته می‌شود. چراکه سازنده یک سیستم خبره باید از وجود همه اطلاعات و علوم لازم در یک حوزه برای حل یک مسئله مربوط به آن حوزه اطمینان لازم را کسب کند. پس از مشخص کردن دامنه دانش مورد نیاز برای انتقال به یک کامپیوتر، سازنده سیستم خبره یا در اصطلاح همان مهندس دانش (KnowLedge Engineer) باید روش ثبت و نگهداری این علوم و اطلاعات را در کامپیوتر مشخص کند. به مرحله انتقال ...
سيستمهاي خبره و كاربرد آنها
سیستم های خبره و کاربرد آن ها هوش مصنوعی و سیستم های خبره و کاربرد آن ها در کتابداری و اطلاع رسانی کلید واژه ها :هوش مصنوعی /سیستم های خبره /یادگیری / نظام های رایانه ای/ پایگاه های اطلاعاتی چکیده: هوش مصنوعی زیر نظام علوم رایانه است که بر درک و اجرای فرآیندهایی همچون منطق، و بادگیری مهارت های جدید و تطبیق با شرایط موجود و حل مسائل ،استوار است . این عمل با استنتاج روش هایی که از قبل به سیستم داده شده صورت می گیرد. نقطه آغاز ایجاد هوش مصنوعی اندکی بعد از جنگ جهانی دوم می باشد . در آن زمان (نوربرت واینر) (1) با توجه به مسایل سیبرنتیک ، زمینه را برای پیشرفت هوش مصنوعی به وجود آورد . در سال 1950 ( آلن تیورینگ )(2) آزمایشی مبنی بر این که آیا ماشین قادر است با قراآیندهای مغز انسان رقابت نماید، مطرح کرد.در سال 1956درکالج دارتموت (3) جلسه ای برگزار شد که تحقیقات وسیع بر روی هوش مصنوعی با تشویق می نمود . دهه 1960 به عنوان دهه توسعه و پیشرفت تحقیقات در زمینة هوش مصنوعی شناخته می شود . برنامه های بازی شطرنج و روبوت ها ، زمینه های انسانی تحقیقات هوش مصنوعی قلمداد می شدند . فنونی که برای محدود کردن راهبردهای جستجو و طراحی روش های میان بر به منظور تصحیح پاسخ ها به کار می رفت تقش بارزی در پیشرفت استفاده از هوش مصنوعی ایفا کردند . دو زبان به نام های prolog و Lisp در این زمینه ها در آمریکا و اروپا متداول است . Lisp زبانی است که بیش تر در ایالات متحده از آن استفاده می شود و prolog (برنامه ریزی در منطق ) بیش تر توسط اروپاییان و ژاپنی ها مورد استفاده قرار می گیرد . prolog یزان سطح بالا است و Lispدارای انعطاف بیش تری است . سیستم خبره ، زیر مجموعة هوش مصنوعی است و اساسا" در برنامه های رایانه ای که از دانش و فرایند های استنتاجی برای حل مسائلی که نیازمند دانش انسان می باشد استفاده می کنند ، به کارگرفته می شدند . سیستم خبره باید دارای توانایی (اندیشیدن )،و به دانش انسان نزدیک باشد . در اینجا مزایای استفاده از سیستم خبره _که تا اندازه ای پدیدة جدیدی می باشد _را در کتابخانه ها مورد تحث قرار می دهیم . توانایی بالقوة این سیستم که براساس دانش می باشد ، نامحدود است هیچ فن آوری تا کنون نتوانسته همچون سیستم های خبره ، خدمات کتابخانه ها با چنین تغییر دهد. ساختار سیستم های خبره تعداد سیستم های خبرة کتانخانه ای قابل خرید اندک است و اکثر این سیستم های کنابخانه ای به صورت داخلی طراحی می شدند . در خلال مراحل اولیة ساخت سیستم های خبره ، کتابدار میباید با مهندس سیستم همکاری نزدیک داشته باشد. مهندس سیستن می تواند پیشنهادهای مفیدی را در طراحی و حمایت از سیستم ...
سیستم خبره
Expert systems (سیستم های خبره) :سیستم خبره ، یک سیستم کامپیوتری است که از توانایی و قابلیت تصمیم گیری افراد خبره تقلید (Emulate) کند برای حل یک مسئله ، ابتدا باید دامنه (حوزه ، محیط ، محدوده ، problem Area or Domain) آنرا تعریف و مشخص کنیم . (همانطور که در برنامه نویسی ، از قبل محدوده آنرا مشخص میکنیم) .اگر دامنه مسئله محدود و مشخص باشد ، می توان به راه حل مناسبی دست یافت .مثلا برای ایجاد یک سیستم زبان طبیعی سادهکه ورودی آن جملاتی با ساختار اسم ، فعل و مفعول باشد ،کار مشکلی نیست . در بانکهای اطلاعاتی رابطه ای ، DBMS به عنوان واسط بین کاربر و نرم افزار های بانک اطلاعاتی به خوبی عمل می کنند . جملاتی که در بازی های کامپیوتری بکار می روند نمونه هایی از توان کامپیوتر در فهم زبان طبیعی می باشند .**زیر مجموعه های هوش مصنوعی (Artificial Intelligence AI) و توضیح یک مورد دلخواه توضیحات شکل : 1- شبکه های عصبی : شبیه سازی شبکه عصبی مغز انسان بر اساس ارتباط بین نورون ها برای حل مسائل2- رباتیک : علم طراحی نرم افزار و سخت افزار رباتعلوم ، شاخه های مختلفی دارند :- پزشکی - مهندسی - ادبیات - ریاضی و .......هریک به نوبه خود ، دارای زیر مجموعه های دیگری می باشند . مثلا ، شاخه پزشکی :پزشکی **کدام مورد expert در سیستم خبره میباشد؟ جراحی عمومی چشم پزشکی متخصص شبکیه (*) چون متخصص تر است پس یک فرد خبره expert است جراحی مغز و اعصاب دندان پزشکی - متخصص لثه و جراحی لثه (*) چون متخصص تر است پس یک فرد خبره expert است پزشکی اطفال بیماریهای عفونی -هریک از شاخه هارا می توان به حوزه (یا دامنه ای ) معین محدود کرد .فردی که دانش لازم را در حوزه ای محدود ومعین داشته باشد ، آن فرد ، فرد خبره است .مثلا ، فردی که در حوزه بیماریهای عفونی ، دانش لازم را داشته باشد ، به آن فرد ، یک فرد خبره گفته می شوداز موفق ترین زیر مجموعه های هوش مصنوعی ، زیر مجموعه سیستم های خبرهمی باشد.**تعریف سیستم خبره :سیستم خبره ، یک سیستم کامپیوتری است که از توانایی و قابلیت تصمیم گیری افراد خبره تقلید(Emulate) کند تقلید ، به این معناست که سیستم خبره سعی دارد در تمام جنبه ها ، شبیه فرد خبره عمل کند .(تقلید، از شبیه سازی قوی تر است ، زیرا در شبیه سازی یا simulation ، فقط در بعضی موارد شبیه چیزهای واقعی عمل می شود .) یا به عبارتی ، سیستم خبره ، یک برنامه کامپیوتری هوشمند است ، ...