2) база знаний (+)
3) управляющая система
4) система правил решения поставленной задачи
База знаний является содержательной основой интеллектуальной экспертной системы. Она содержит формализованные медицинские знания: факты, понятия предметной области, диагностические признаки, причинно-следственные связи, классификации, алгоритмы и продукционные правила. В клинической системе это могут быть сведения о симптомах, лабораторных показателях, факторах риска, противопоказаниях и взаимосвязях между ними.
Работа экспертной системы строится на взаимодействии базы знаний с механизмом вывода. Механизм вывода сопоставляет данные пациента, хранящиеся в рабочей памяти, с правилами и фактами базы знаний и формирует заключение, например диагностическую гипотезу, оценку риска или рекомендацию по дальнейшему обследованию. При этом база знаний определяет содержание и медицинскую обоснованность решения, а управляющая система обеспечивает организацию вычислительного процесса.
Система правил решения задачи представляет собой важную, но лишь одну из форм представления знаний; кроме правил, необходимы медицинские термины, иерархии понятий, ограничения, вероятностные зависимости и справочные данные. Математическая модель может использоваться в отдельных интеллектуальных системах, а управляющая система относится преимущественно к архитектурным компонентам. Поэтому отсутствие или недостоверность базы знаний делает экспертную систему неспособной воспроизводить профессиональное клиническое рассуждение даже при наличии сложного программного обеспечения.
| Компонент экспертной системы | Основное содержание | Функция в медицинской задаче | Пример |
|---|---|---|---|
| База знаний | Факты, правила, понятия, классификации, зависимости | Определяет медицинскую предметную область и основания для заключения | Связь лихорадки, кашля и инфильтрации в лёгких с вероятностью пневмонии |
| Механизм вывода | Алгоритмы прямого или обратного логического вывода | Сопоставляет данные пациента со знаниями и получает новый вывод | Проверка правил от симптомов к предполагаемому диагнозу |
| Рабочая память | Текущие факты и результаты промежуточных вычислений | Хранит индивидуальные сведения о конкретном пациенте | Возраст, жалобы, показатели сатурации и результаты анализов |
| Система приобретения знаний | Средства ввода, редактирования и верификации экспертных сведений | Обеспечивает обновление системы в соответствии с клиническими рекомендациями | Добавление нового критерия тяжести заболевания |
| Подсистема объяснений | Обоснование полученного вывода и указание использованных правил | Повышает проверяемость и клиническую интерпретируемость решения | Пояснение, какие признаки привели к рекомендации госпитализации |
| Управляющая система | Организация последовательности обработки информации | Координирует взаимодействие пользователя, базы знаний и механизма вывода | Определение порядка задания вопросов и запуска вычислений |
Качество экспертной системы определяется полнотой, непротиворечивостью и актуальностью содержащихся в ней знаний. Медицинская база должна проходить экспертную оценку, поскольку ошибочное правило может привести к неверной диагностической или лечебной рекомендации. Для современных систем также важны трассируемость вывода, указание источников знаний и возможность регулярного обновления. Таким образом, база знаний формирует медицинское содержание системы, тогда как остальные компоненты обеспечивают его обработку и представление результата.