ЛОГІКА АРГУМЕНТАЦИИ У ПРИЙНЯТТІ РІШЕНЬ В МЕДИЦИНІ
Введення
Медицина являє собою слабо структуровану область знання, що створює серйозні труднощі при побудові систем процесу прийняття рішень. У той же час, у практичній діяльності лікар вибудовує послідовність умовиводів, що спираються на уявленнях про зв'язок спостережуваних у хворого ознак з певним діагнозом. В одних випадках, що характеризуються класичними проявами хвороби, гіпотеза або навіть остаточне рішення виникає вже в процесі огляду, в інших - тільки після обстеження. Слід зазначити, що послідовність діагностичних досліджень може піддаватися корекції, а іноді й докорінної трансформації, залежно від отримуваних в процесі обстеження результатів. Швидкість прийняття рішення залежить як від кваліфікації і діагностичного «чуття» лікаря, так і від особливостей прояву захворювання у конкретного хворого. При створенні експертної системи слід враховувати, що у лікарів існують індивідуальні неявні переваги до порядку обстеження хворого та ролі виявляються симптомів, тобто різна ступінь уваги до фактів, а іноді і зневаги деякими з них з огляду на передбачуваної незначності, іноді помилковою, для даної гіпотези.
Слід підкреслити, що в процесі постановки діагнозу ознаки, які спостерігаються у пацієнта, важливі не як такі, що має місце при оцінці рівня здоров'я (при профілактичних оглядах), а саме з діагностичної точки зору, тобто з позиції їх диференційно-діагностичної цінності, як факт за чи проти певної діагностичної гіпотези, як симптоми або антісімптоми (ознаки-заперечення [1]) конкретного захворювання.
Діагностичні рішення
Одне з основних положень диференціального діагнозу - виявлення характерних патологічних симптомів - є обов'язковим, але не завжди достатнім чинником для ідентифікації захворювання, що пояснюється як змінюється, в процесі прогресування хвороби, діагностичною цінністю одних і тих же ознак, так і необхідністю засновувати діагностичне висновок на відтінках симптомів і ознак шуканих хвороб. Крім того, зустрічаються ситуації, в яких не тільки симптоми, але навіть і ознаки хвороби мають менше діагностичне значення, ніж клінічний фон, на якому вони виявляються [2]. Це те, що носить назву анамнезу життя і анамнезу хвороби, включаючи попередні захворювання. Ще одна проблема - атипові симптоми, які зустрічаються так часто, що виправдовують, як підкреслює Р. Рігельман [3], існування наступної максими: «Атипові симптоми частих хвороб бувають частіше, ніж типові симптоми рідкісних». Наприклад, при лейкемії у дітей в початковому періоді часто спостерігається тільки інтермітуюча лихоманка чи кашель і задишка, а при аспергільозі легких клінічні прояви настільки нехарактерні і схожі на туберкульоз, що його навіть називають псевдотуберкульозу.
Метою диференціальної діагностики, як метафорично виразив це Г. Евербек [4], є визначення найкоротшого шляху від самого яскравого симптому до діагнозу. Більш строго слід було б сказати, що процес диференціальної діагностики спрямований на ідентифікацію стану хворого в сенсі розпізнавання вразила його хвороби. Формально це може звучати так: Необхідно визначити хворобу (нозологічну форму) при якій будуть мати місце несуперечливі відносини між спостережуваними ознаками та інтегруючим їх поняттям діагнозу. При цьому слід мати на увазі, що названі відносини можуть бути неповними внаслідок відсутності будь-яких з відповідних даному захворюванню ознак.
Аргументація лікаря-діагноста спрямована, з одного боку, на виявлення ознак, що є характерними для передбачуваного їм діагнозу, а з іншого боку, на пошук альтернативних ознак, які заперечують інші захворювання (наприклад, високе зростання є однозначно заперечує хвороби, при яких обов'язково значне зниження зростання ), тобто використовуються аргументи і контраргументи - факти «за» і «проти». У найзагальнішому вигляді можна говорити, що одночасно з виключенням одного діагнозу, має місце підтвердження іншого (або інших) діагнозів (діагностичних гіпотез). Але аргументи розрізняються також за ступенем їх «важливості» - на «сильні» або «слабкі» - і один «сильний» аргумент може змінити прийняте рішення, скасувавши дію безлічі «слабких» аргументів. Результат міркування і формується рішення може змінити поява нового аргументу, тобто має місце немонотонність аргументації, що особливо істотно в умовах неповноти і недостовірності вихідної інформації.
Виявлення специфічних для одного діагнозу або відсутність специфічних для іншого діагнозу симптомів дозволяє відносно швидко прийти до остаточного висновку (наприклад, при діабетичній комі в анамнезі в більшості випадків діабет, недавно перенесена інфекція і низький артеріальний тиск, у той час як при уремической комі в анамнезі захворювання нирок або гіпертонічна хвороба, а артеріальний тиск підвищений або в нормі). Цей відомий факт знайшов цікаве підтвердження при аналізі «діагностичних» протоколів [5], який показав, що фахівець практично завжди цікавиться скаргами і анамнезом захворювання, після чого ставить попередній діагноз або найбільш ймовірні діагнози, а потім ставить ще одне питання для остаточного уточнення. З цього виникає висновок, що лікар високої кваліфікації не користується повним обсягом інформації, представленим в історії хвороби, а тільки цілком певним мінімумом, який забезпечує вирішення завдання. При цьому він подумки здійснює процес диференціальної діагностики з аналізом всіх підтверджуючих і заперечують фактів. Це обумовлено тим, що досвід і професійна підготовка навчили більшість лікарів скептично ставитися до своїх первісних гіпотезам і шукати додаткові дані, які могли б підтвердити або спростувати перші підозри [3]. Альтернативні версії змушують лікаря зосередити увагу на інших хворобах, можливих при даній симптоматиці. Диференціальна діагностика допомагає сформулювати питання, на які слід відповісти, перш ніж прийняти або відкинути первинне припущення.
Особливі діагностичні спроможності окремих клініцистів, які вміють швидко виділити суттєві в диференціальному відношенні ознаки, знайшло відображення і в художній літературі. Дуже опукло представлений цей процес у повісті І. Грекової: * «Це був, що називається, лікар-артист. Він ставив діагноз майже без аналізів, без рентгену, без кардіограми. Як він це робив? По-різному. Різні були ознаки. Іноді колір шкіри, іноді вираз обличчя, форма вух. А найчастіше мова ... Він садив проти себе хворого і кілька хвилин слухав його, не перебиваючи. Але слухав він не його одного. Самі по собі, без будь-якого зусилля пам'яті, приходили з минулого інші хворі, зі своїми скаргами, тривогами, блиском очей, сідали проти нього, а він з них відбирав, відсилав одних, садив низкою інших, змінював місцями, порівнював. Зовні він тільки слухав, а пам'ять автоматично концентрувала потрібне, відкидала непотрібне, і, коли хворий кінчав говорити, у Рувима Ізраїлевича зазвичай був вже в голові готовий діагноз. Але він не поспішав. Він ставив ще кілька питань - карбованих, продуманих, - дві-три хвилини роздумував і призначав лікування ».
Викладене дозволяє стверджувати, що лікарі в неявній формі використовують апарат аргументації для підтвердження однієї з гіпотез - одного або, в окремих випадках, поєднання двох діагнозів (наприклад, при диференційній діагностиці ішемічної хвороби серця і міокардиту зазначенням на користь першої гіпотези є зменшення болю від прийому нітрогліцерину). У складних випадках, коли має місце широкий диференційно-діагностичний ряд і велику кількість співпадаючих ознак, іноді один характерний відсутній ознака одразу призводить до відхилення тієї чи іншої діагностичної гіпотези, навіть при наявності ряду ознак, що допомагали до того цю гіпотезу. Наприклад, при диференціації між міокардіодистрофією і дефіцитом карнітину відсутність характерного зміни зубця Т на електрокардіограмі, дозволяє однозначно відхилити другий з названих діагнозів. Таке вплив контраргументів, у якості яких виступають специфічні прояви хвороби. У той же час, можуть виявлятися не альтернативні асоціюють ознаки, які мають майже однаковою диференціальної значимістю, облік яких практично ніяк не впливає на вирішення питання про відхилення або підтримки певної діагностичної гіпотези (наприклад, затримка росту, черепно-лицьові дізморфіі і розумова відсталість, зустрічаючись одночасно , мають однакову діагностичної значимістю і не дозволяють диференціювати мукополісахаридоз I типу та муколіпідоз I типу).
Звернімося до понять нецессітарной і евентуальної причинного зв'язку [6] для характеристики патологічного процесу в організмі. Можна вважати, що нецессітарная зв'язок, що має місце тоді, коли при настанні А подія (або факт) В є обов'язковим, відноситься до ряду захворювань, що характеризуються однозначно проявляються етіопатогенетичний зв'язками (тобто впливом конкретного агента або фактора і наступним механізмом змін в організмі , прикладом чого може служити СНІД при попаданні в організм людини вірусу імунодефіциту - ВІЛ). Що стосується евентуальних причин, коли при настанні А подія (або факт) В стає можливим, то це відноситься до розвитку ускладнень в процесі захворювання на певному етапі патогенезу (наприклад, порушення внутрішньосудинного згортання крові може створити передумови для розвитку набряку легенів).
Етапність діагностичного процесу
У процесі диференціальної діагностики здійснюється, прямо або побічно, облік як безпосередніх, так і опосередкованих відносин між ознаками та хворобами (нозологічними формами). Чим вища кваліфікація лікаря, тим більш глибинні відносини, зумовлені механізмом патологічного процесу, він здатний розглядати. У більшості випадків здійснюється аналіз за типом причинно-наслідкових залежностей між групою ознак і найбільш імовірним з точки зору лікаря діагнозом, який визначається рядом факторів - частотою народження даної патології, прочитаної останнім часом статтею, що запам'ятався випадком. З цього видно, що вибір аналізованих ознак носить відносно суб'єктивний або умовно-об'єктивний характер, так як відбираються хоча і безумовно істотні в діагностичному плані ознаки, але ті, які представляються доцільними конкретного лікаря. Природно, що при цьому значне місце має кваліфікація лікаря (як сума знань) і його практичний досвід (як «архів» випадків особистого спостереження - прецедентів).
Діагностичний процес можна підрозділити на три взаємопов'язані етапи: постановка первинного діагнозу (попередня гіпотеза), побудова диференційно-діагностичного ряду (висування додаткових гіпотез), остаточний діагноз (обгрунтування остаточної гіпотези).
На першому - в процесі «міркування» за типом логічного висновку (доказові міркування з Є. В. Левенцю [7]) - лікар рухається від скарг, аналізу анамнестичних даних (історії виникнення перших проявів захворювання) і спостережуваних патологічних проявів до встановлення попереднього (первинного ) діагнозу, тобто до побудови вихідної діагностичної гіпотези шляхом «неаргументованого» міркування, за принципом «оскільки є ознаки ... то може бути діагноз ...», не використовуючи систему доказів, а лише викладаючи думки в логічно послідовній формі [8]. При побудові гіпотези враховується також можливість фонових захворювань, симптоми яких можуть «деформувати» картину основного захворювання. Так цукровий діабет в якості фонового захворювання обтяжує перебіг ішемічної хвороби серця і може бути причиною розвитку інших патологічних станів, як, наприклад, ретинопатія.
Використання терміну «міркування» передбачає в цьому випадку відмінність його від докази, розуміючи відкритість безлічі можливих аргументів [9]. Фактично лікар оцінює ознаки, розташовуючи їх на мисленнойшкале важливості (значимості) шляхом необгрунтованого міркування і аналогій, тобто спираючись на власний досвід (включаючи пам'ять про аналогічні випадки) і літературні дані, але не використовуючи формальні логічні процедури.
На другому етапі здійснюється аргументація «за», що забезпечує залучення додаткових діагностичних гіпотез. Формується диференційно-діагностичний ряд, тобто круг захворювань, при яких зустрічаються визначаються у хворого ознаки і для яких можуть бути характерні подібні початкові прояви. Іншими словами, здійснюється розширення потенційно діагностичної послідовності для подальшого прийняття остаточного рішення (прикладом може служити діагностичний пошук при відставанні в рості, нефрокальциноза і нефролітіазі, поєднання яких зустрічається при трьох нозологічних формах - губчастої нирці, нирковому тубулярної ацидозі і дефіциті карбоангідрази II). Цей етап дуже важливий, так як оберігає від помилкового рішення на користь першої діагностичної гіпотези, з огляду на те, що певні стани можуть імітувати далекі один від одного захворювання. У медицині такі ситуації прийнято визначати як прояв одного захворювання під «маскою» іншого (наприклад, гостра хірургічна патологія черевної порожнини, що вимагає екстреного втручання, може проходити під виглядом харчової токсикоінфекції або, навпаки, болі в животі можуть зустрічатися при інфаркті, при пневмонії, останнє особливо характерно для дітей).
На третьому етапі здійснюється процес послідовного виключення нозологічних форм, включених раніше в диференціальний ряд, тобто критична порівняльна оцінка виявлених симптомів, результатів досліджень та їх сукупностей - аргументація «за» і «проти» (контраргументи). Прикладом може служити диференціація двох захворювань, що характеризуються тонічними судомами: відставання в рості говорить «за» гіпофосфатазію і «проти» ідіопатичною гіпокальціємії. Важливо також оптимізувати вибір і послідовність проведення лабораторних і функціональних досліджень щодо максимального підвищення ймовірності та швидкості встановлення остаточного діагнозу в умовах, якщо це можливо, мінімізації вартості. Таким шляхом здійснюється рух до остаточного діагнозу, який і є підставою для підбору адекватної терапії.
Слід мати на увазі, що процес діагностичного міркування може повертатися до попередніх кроків і станам, видаляючи деякі припущення та аргументи з відповідних множин і розмірковуючи заново з урахуванням нових фактів (аргументів) і прийняття нових припущень. У цих випадках проблема управління вибором правил виводу перетворюється в проблему реалізації рефлексивного поведінки системи [10].
Аргументація і аналогія
Під міркуванням зазвичай розуміються і процес дедуктивного виведення з деякого безлічі вихідних суджень (висновків), і міркування за аналогією, і міркування, які спираються на приховані асоціації [11]. Будь-яке міркування складається з деякої сукупності суджень. Під судженням, у контексті даної статті, будемо розуміти деякий обгрунтоване, доведене або просто передбачуване співвідношення між деякими сутностями (множинами, об'єктами, ознаками, подіями і т.д.), як це викладено в [12].
Особливостями міркування, що відрізняють його від логічного висновку, є [13]: 1) відкритість безлічі можливих аргументів; 2) використання метатеоретическое, і зокрема металогіческое, коштів, за допомогою яких здійснюється управління логічними висновками, застосовуваними в процесі міркування; 3) використання не тільки правил достовірного висновку, але і правил правдоподібного виведення, апроксимуючих застосовувані евристики, аналогії і т.д.
Аргументація, заснована в цілому на доказах розуму, що покояться на власному досвіді та знанні літератури, обов'язково кореспондує з науковою школою, до якої явно чи неявно відноситься (примикає) лікар, і спирається на систему його переконань, що включають індивідуальні психологічні характеристики людини, його рефлексію, що визначає здатність самооцінки і корекції виникаючих у нього гіпотез. Виходячи з цього ясно, що аргументація та міркування можуть бути і помилкові, наприклад, при відсталості і догматичності переконань, при однозначному відхилення будь-яких інших думок, приміром, помилкова посилка і псевдоаргументація за типом використовувалася Т. Д. Лисенка та його послідовниками щодо успадкованих і придбаних ознак. На жаль, іноді це має місце і в медицині, хоча не в настільки різко вираженій формі.
Введення
Медицина являє собою слабо структуровану область знання, що створює серйозні труднощі при побудові систем процесу прийняття рішень. У той же час, у практичній діяльності лікар вибудовує послідовність умовиводів, що спираються на уявленнях про зв'язок спостережуваних у хворого ознак з певним діагнозом. В одних випадках, що характеризуються класичними проявами хвороби, гіпотеза або навіть остаточне рішення виникає вже в процесі огляду, в інших - тільки після обстеження. Слід зазначити, що послідовність діагностичних досліджень може піддаватися корекції, а іноді й докорінної трансформації, залежно від отримуваних в процесі обстеження результатів. Швидкість прийняття рішення залежить як від кваліфікації і діагностичного «чуття» лікаря, так і від особливостей прояву захворювання у конкретного хворого. При створенні експертної системи слід враховувати, що у лікарів існують індивідуальні неявні переваги до порядку обстеження хворого та ролі виявляються симптомів, тобто різна ступінь уваги до фактів, а іноді і зневаги деякими з них з огляду на передбачуваної незначності, іноді помилковою, для даної гіпотези.
Слід підкреслити, що в процесі постановки діагнозу ознаки, які спостерігаються у пацієнта, важливі не як такі, що має місце при оцінці рівня здоров'я (при профілактичних оглядах), а саме з діагностичної точки зору, тобто з позиції їх диференційно-діагностичної цінності, як факт за чи проти певної діагностичної гіпотези, як симптоми або антісімптоми (ознаки-заперечення [1]) конкретного захворювання.
Діагностичні рішення
Одне з основних положень диференціального діагнозу - виявлення характерних патологічних симптомів - є обов'язковим, але не завжди достатнім чинником для ідентифікації захворювання, що пояснюється як змінюється, в процесі прогресування хвороби, діагностичною цінністю одних і тих же ознак, так і необхідністю засновувати діагностичне висновок на відтінках симптомів і ознак шуканих хвороб. Крім того, зустрічаються ситуації, в яких не тільки симптоми, але навіть і ознаки хвороби мають менше діагностичне значення, ніж клінічний фон, на якому вони виявляються [2]. Це те, що носить назву анамнезу життя і анамнезу хвороби, включаючи попередні захворювання. Ще одна проблема - атипові симптоми, які зустрічаються так часто, що виправдовують, як підкреслює Р. Рігельман [3], існування наступної максими: «Атипові симптоми частих хвороб бувають частіше, ніж типові симптоми рідкісних». Наприклад, при лейкемії у дітей в початковому періоді часто спостерігається тільки інтермітуюча лихоманка чи кашель і задишка, а при аспергільозі легких клінічні прояви настільки нехарактерні і схожі на туберкульоз, що його навіть називають псевдотуберкульозу.
Метою диференціальної діагностики, як метафорично виразив це Г. Евербек [4], є визначення найкоротшого шляху від самого яскравого симптому до діагнозу. Більш строго слід було б сказати, що процес диференціальної діагностики спрямований на ідентифікацію стану хворого в сенсі розпізнавання вразила його хвороби. Формально це може звучати так: Необхідно визначити хворобу (нозологічну форму) при якій будуть мати місце несуперечливі відносини між спостережуваними ознаками та інтегруючим їх поняттям діагнозу. При цьому слід мати на увазі, що названі відносини можуть бути неповними внаслідок відсутності будь-яких з відповідних даному захворюванню ознак.
Аргументація лікаря-діагноста спрямована, з одного боку, на виявлення ознак, що є характерними для передбачуваного їм діагнозу, а з іншого боку, на пошук альтернативних ознак, які заперечують інші захворювання (наприклад, високе зростання є однозначно заперечує хвороби, при яких обов'язково значне зниження зростання ), тобто використовуються аргументи і контраргументи - факти «за» і «проти». У найзагальнішому вигляді можна говорити, що одночасно з виключенням одного діагнозу, має місце підтвердження іншого (або інших) діагнозів (діагностичних гіпотез). Але аргументи розрізняються також за ступенем їх «важливості» - на «сильні» або «слабкі» - і один «сильний» аргумент може змінити прийняте рішення, скасувавши дію безлічі «слабких» аргументів. Результат міркування і формується рішення може змінити поява нового аргументу, тобто має місце немонотонність аргументації, що особливо істотно в умовах неповноти і недостовірності вихідної інформації.
Виявлення специфічних для одного діагнозу або відсутність специфічних для іншого діагнозу симптомів дозволяє відносно швидко прийти до остаточного висновку (наприклад, при діабетичній комі в анамнезі в більшості випадків діабет, недавно перенесена інфекція і низький артеріальний тиск, у той час як при уремической комі в анамнезі захворювання нирок або гіпертонічна хвороба, а артеріальний тиск підвищений або в нормі). Цей відомий факт знайшов цікаве підтвердження при аналізі «діагностичних» протоколів [5], який показав, що фахівець практично завжди цікавиться скаргами і анамнезом захворювання, після чого ставить попередній діагноз або найбільш ймовірні діагнози, а потім ставить ще одне питання для остаточного уточнення. З цього виникає висновок, що лікар високої кваліфікації не користується повним обсягом інформації, представленим в історії хвороби, а тільки цілком певним мінімумом, який забезпечує вирішення завдання. При цьому він подумки здійснює процес диференціальної діагностики з аналізом всіх підтверджуючих і заперечують фактів. Це обумовлено тим, що досвід і професійна підготовка навчили більшість лікарів скептично ставитися до своїх первісних гіпотезам і шукати додаткові дані, які могли б підтвердити або спростувати перші підозри [3]. Альтернативні версії змушують лікаря зосередити увагу на інших хворобах, можливих при даній симптоматиці. Диференціальна діагностика допомагає сформулювати питання, на які слід відповісти, перш ніж прийняти або відкинути первинне припущення.
Особливі діагностичні спроможності окремих клініцистів, які вміють швидко виділити суттєві в диференціальному відношенні ознаки, знайшло відображення і в художній літературі. Дуже опукло представлений цей процес у повісті І. Грекової: * «Це був, що називається, лікар-артист. Він ставив діагноз майже без аналізів, без рентгену, без кардіограми. Як він це робив? По-різному. Різні були ознаки. Іноді колір шкіри, іноді вираз обличчя, форма вух. А найчастіше мова ... Він садив проти себе хворого і кілька хвилин слухав його, не перебиваючи. Але слухав він не його одного. Самі по собі, без будь-якого зусилля пам'яті, приходили з минулого інші хворі, зі своїми скаргами, тривогами, блиском очей, сідали проти нього, а він з них відбирав, відсилав одних, садив низкою інших, змінював місцями, порівнював. Зовні він тільки слухав, а пам'ять автоматично концентрувала потрібне, відкидала непотрібне, і, коли хворий кінчав говорити, у Рувима Ізраїлевича зазвичай був вже в голові готовий діагноз. Але він не поспішав. Він ставив ще кілька питань - карбованих, продуманих, - дві-три хвилини роздумував і призначав лікування ».
Викладене дозволяє стверджувати, що лікарі в неявній формі використовують апарат аргументації для підтвердження однієї з гіпотез - одного або, в окремих випадках, поєднання двох діагнозів (наприклад, при диференційній діагностиці ішемічної хвороби серця і міокардиту зазначенням на користь першої гіпотези є зменшення болю від прийому нітрогліцерину). У складних випадках, коли має місце широкий диференційно-діагностичний ряд і велику кількість співпадаючих ознак, іноді один характерний відсутній ознака одразу призводить до відхилення тієї чи іншої діагностичної гіпотези, навіть при наявності ряду ознак, що допомагали до того цю гіпотезу. Наприклад, при диференціації між міокардіодистрофією і дефіцитом карнітину відсутність характерного зміни зубця Т на електрокардіограмі, дозволяє однозначно відхилити другий з названих діагнозів. Таке вплив контраргументів, у якості яких виступають специфічні прояви хвороби. У той же час, можуть виявлятися не альтернативні асоціюють ознаки, які мають майже однаковою диференціальної значимістю, облік яких практично ніяк не впливає на вирішення питання про відхилення або підтримки певної діагностичної гіпотези (наприклад, затримка росту, черепно-лицьові дізморфіі і розумова відсталість, зустрічаючись одночасно , мають однакову діагностичної значимістю і не дозволяють диференціювати мукополісахаридоз I типу та муколіпідоз I типу).
Звернімося до понять нецессітарной і евентуальної причинного зв'язку [6] для характеристики патологічного процесу в організмі. Можна вважати, що нецессітарная зв'язок, що має місце тоді, коли при настанні А подія (або факт) В є обов'язковим, відноситься до ряду захворювань, що характеризуються однозначно проявляються етіопатогенетичний зв'язками (тобто впливом конкретного агента або фактора і наступним механізмом змін в організмі , прикладом чого може служити СНІД при попаданні в організм людини вірусу імунодефіциту - ВІЛ). Що стосується евентуальних причин, коли при настанні А подія (або факт) В стає можливим, то це відноситься до розвитку ускладнень в процесі захворювання на певному етапі патогенезу (наприклад, порушення внутрішньосудинного згортання крові може створити передумови для розвитку набряку легенів).
Етапність діагностичного процесу
У процесі диференціальної діагностики здійснюється, прямо або побічно, облік як безпосередніх, так і опосередкованих відносин між ознаками та хворобами (нозологічними формами). Чим вища кваліфікація лікаря, тим більш глибинні відносини, зумовлені механізмом патологічного процесу, він здатний розглядати. У більшості випадків здійснюється аналіз за типом причинно-наслідкових залежностей між групою ознак і найбільш імовірним з точки зору лікаря діагнозом, який визначається рядом факторів - частотою народження даної патології, прочитаної останнім часом статтею, що запам'ятався випадком. З цього видно, що вибір аналізованих ознак носить відносно суб'єктивний або умовно-об'єктивний характер, так як відбираються хоча і безумовно істотні в діагностичному плані ознаки, але ті, які представляються доцільними конкретного лікаря. Природно, що при цьому значне місце має кваліфікація лікаря (як сума знань) і його практичний досвід (як «архів» випадків особистого спостереження - прецедентів).
Діагностичний процес можна підрозділити на три взаємопов'язані етапи: постановка первинного діагнозу (попередня гіпотеза), побудова диференційно-діагностичного ряду (висування додаткових гіпотез), остаточний діагноз (обгрунтування остаточної гіпотези).
На першому - в процесі «міркування» за типом логічного висновку (доказові міркування з Є. В. Левенцю [7]) - лікар рухається від скарг, аналізу анамнестичних даних (історії виникнення перших проявів захворювання) і спостережуваних патологічних проявів до встановлення попереднього (первинного ) діагнозу, тобто до побудови вихідної діагностичної гіпотези шляхом «неаргументованого» міркування, за принципом «оскільки є ознаки ... то може бути діагноз ...», не використовуючи систему доказів, а лише викладаючи думки в логічно послідовній формі [8]. При побудові гіпотези враховується також можливість фонових захворювань, симптоми яких можуть «деформувати» картину основного захворювання. Так цукровий діабет в якості фонового захворювання обтяжує перебіг ішемічної хвороби серця і може бути причиною розвитку інших патологічних станів, як, наприклад, ретинопатія.
Використання терміну «міркування» передбачає в цьому випадку відмінність його від докази, розуміючи відкритість безлічі можливих аргументів [9]. Фактично лікар оцінює ознаки, розташовуючи їх на мисленнойшкале важливості (значимості) шляхом необгрунтованого міркування і аналогій, тобто спираючись на власний досвід (включаючи пам'ять про аналогічні випадки) і літературні дані, але не використовуючи формальні логічні процедури.
На другому етапі здійснюється аргументація «за», що забезпечує залучення додаткових діагностичних гіпотез. Формується диференційно-діагностичний ряд, тобто круг захворювань, при яких зустрічаються визначаються у хворого ознаки і для яких можуть бути характерні подібні початкові прояви. Іншими словами, здійснюється розширення потенційно діагностичної послідовності для подальшого прийняття остаточного рішення (прикладом може служити діагностичний пошук при відставанні в рості, нефрокальциноза і нефролітіазі, поєднання яких зустрічається при трьох нозологічних формах - губчастої нирці, нирковому тубулярної ацидозі і дефіциті карбоангідрази II). Цей етап дуже важливий, так як оберігає від помилкового рішення на користь першої діагностичної гіпотези, з огляду на те, що певні стани можуть імітувати далекі один від одного захворювання. У медицині такі ситуації прийнято визначати як прояв одного захворювання під «маскою» іншого (наприклад, гостра хірургічна патологія черевної порожнини, що вимагає екстреного втручання, може проходити під виглядом харчової токсикоінфекції або, навпаки, болі в животі можуть зустрічатися при інфаркті, при пневмонії, останнє особливо характерно для дітей).
На третьому етапі здійснюється процес послідовного виключення нозологічних форм, включених раніше в диференціальний ряд, тобто критична порівняльна оцінка виявлених симптомів, результатів досліджень та їх сукупностей - аргументація «за» і «проти» (контраргументи). Прикладом може служити диференціація двох захворювань, що характеризуються тонічними судомами: відставання в рості говорить «за» гіпофосфатазію і «проти» ідіопатичною гіпокальціємії. Важливо також оптимізувати вибір і послідовність проведення лабораторних і функціональних досліджень щодо максимального підвищення ймовірності та швидкості встановлення остаточного діагнозу в умовах, якщо це можливо, мінімізації вартості. Таким шляхом здійснюється рух до остаточного діагнозу, який і є підставою для підбору адекватної терапії.
Слід мати на увазі, що процес діагностичного міркування може повертатися до попередніх кроків і станам, видаляючи деякі припущення та аргументи з відповідних множин і розмірковуючи заново з урахуванням нових фактів (аргументів) і прийняття нових припущень. У цих випадках проблема управління вибором правил виводу перетворюється в проблему реалізації рефлексивного поведінки системи [10].
Аргументація і аналогія
Під міркуванням зазвичай розуміються і процес дедуктивного виведення з деякого безлічі вихідних суджень (висновків), і міркування за аналогією, і міркування, які спираються на приховані асоціації [11]. Будь-яке міркування складається з деякої сукупності суджень. Під судженням, у контексті даної статті, будемо розуміти деякий обгрунтоване, доведене або просто передбачуване співвідношення між деякими сутностями (множинами, об'єктами, ознаками, подіями і т.д.), як це викладено в [12].
Особливостями міркування, що відрізняють його від логічного висновку, є [13]: 1) відкритість безлічі можливих аргументів; 2) використання метатеоретическое, і зокрема металогіческое, коштів, за допомогою яких здійснюється управління логічними висновками, застосовуваними в процесі міркування; 3) використання не тільки правил достовірного висновку, але і правил правдоподібного виведення, апроксимуючих застосовувані евристики, аналогії і т.д.
Аргументація, заснована в цілому на доказах розуму, що покояться на власному досвіді та знанні літератури, обов'язково кореспондує з науковою школою, до якої явно чи неявно відноситься (примикає) лікар, і спирається на систему його переконань, що включають індивідуальні психологічні характеристики людини, його рефлексію, що визначає здатність самооцінки і корекції виникаючих у нього гіпотез. Виходячи з цього ясно, що аргументація та міркування можуть бути і помилкові, наприклад, при відсталості і догматичності переконань, при однозначному відхилення будь-яких інших думок, приміром, помилкова посилка і псевдоаргументація за типом використовувалася Т. Д. Лисенка та його послідовниками щодо успадкованих і придбаних ознак. На жаль, іноді це має місце і в медицині, хоча не в настільки різко вираженій формі.
Можливий варіант, коли здійснюється аргументація за схожість з конкретним проявам або за аналогічною реакції на лікування з випадком-прецедентом. Як відомо, висновки за аналогією діляться на аналогію ознак і аналогію відносин [14]. Аналогія ознак розглядається як порівняння окремих ознак предметів. Така аналогія носить менш правдоподібний характер, оскільки ігнорує зв'язок ознак один з одним. Аналогія відносин будується як раз з урахуванням такого зв'язку. Діагностика або вибір терапевтичної стратегії за аналогією (по прецеденту) якраз передбачає врахування лікарем сукупності факторів, які йому важко вибудувати у вигляді логічної послідовності, але він «схоплює» їх як єдине ціле (уявний образ) при згадці про аналогічний випадок [15]. У цьому одна з сильних сторін висококваліфікованого (дослідного) лікаря-експерта.
Подібність може бути представлено як наявність деяких загальних властивостей або відносин. Якщо два (або більше) стану схожі в якійсь частині їх ознак, то є підстава припускати, що вони можуть мати інші однаковими ознаками, про які нам нічого не відомо. Тоді висновком за аналогією є перенесення властивостей чи відносин, що мають місце для одного стану, на інший стан на основі подібності між ними. Висновки за аналогією мають правдоподібний характер, так як ми спостерігаємо схожість між станами лише в частині їх ознак. Виділяються наступні фактори, що впливають на ступінь правдоподібності висновків за аналогією: кількість однакових ознак, значимість однакових ознак, облік відмінностей між ознаками. Ступінь правдоподібності висновку за аналогією збільшується зі збільшенням числа однакових ознак [7]. Механізм виводу, що базується на методах теорії аналогій, може вбудовуватися в загальний процес аргументаційної прийняття рішення в якості одного з його ланок (як правило, на перших етапах діагностики або при виборі лікування). Рішення за аналогією має в своїй основі опору на лікарський досвід і, таким чином, пов'язане з накопиченням випадків у пам'яті, а так само воно може реалізовуватись і в базах даних систем, що використовують даний принцип аналізу станів.
Синтезом пізнавальних процедур, об'єднуючим правила правдоподібного виведення, які породжують гіпотези про причини, правила виведення за аналогією, абдуктівний висновок та індуктивні узагальнення, є JSM-роздум. Як і в логіці аргументації, в JSM-міркуванні висловлювання оцінюються за допомогою зіставлення аргументів «за» і «проти» [16]. На розширеній логіці аргументації реалізовані такі JSM-міркування, що [13]: 1) умови їх застосовності можуть бути точно визначені (і навіть аксіоматізіровани); 2) складаються з послідовної рекурентної реалізації двох типів правил правдоподібного виведення, які застосовуються до початкового стану даних і до подальших станам даних, породжених застосуванням цих правил; 3) поділяються на правила породження гіпотез про причини ефектів (множин властивостей об'єктів) і на правила прогнозування наявності або відсутності властивостей у об'єктів (правила висновку за аналогією); 4) безліч породжених гіпотез приймається лише в силу здійснимості критерію достатньої підстави, формульованого як спеціальна аксіома, регулююча і прийняття гіпотез і розширення вихідної вибірки (початкового стану бази даних - БД), 5) заключним етапом є породження індуктивних узагальнень.
При проведенні консиліуму аргументи відображають приватні думки фахівців і можуть мати різну істиннісне оцінку для його учасників. Тому формалізм для побудови логічного висновку на основі аргументації повинен враховувати структуру безлічі аргументів, зокрема, можливість існування відношення порядку на множинах аргументів [10], що визначається діагностичної значимістю залучаються в якості аргументів ознак. Це можуть бути патогномонічні (однозначно характеризують захворювання), обов'язкові (зустрічаються з частотою 80 - 90% при даній патології), головні (що зустрічаються з частотою 50 - 60%) та супутні або другорядні ознаки.
Діагностичний процес у лікаря високої кваліфікації грунтується на особистісних уявленнях, які є сплавом досвіду (пам'яті про спостерігалися хворих) та накопичених знань, поєднаних з перетвореними («пропущеними через себе») даними медичної літератури. Цьому відповідають вимоги до вирішувача інтелектуальних партнерських систем [18], які використовують логіки об'єктивного і суб'єктивного (експертного) знання.
Досягнення мети в інтелектуальній системі [13] і в медичній діагностиці вимагають для свого здійснення певних дій та здібностей (табл. 1).
Таблиця 1. Аспекти досягнення мети за допомогою міркування
Асоціативні відносини
Діагностичний процес передбачає, що лікар повинен не тільки виявити симптоми хвороби, точно описати їх (що до цих пір є в медицині неоднозначно розв'язуваної завданням), а й, по можливості, простежити зв'язки між ними. Нерідко частина діагностично значимої інформації губиться в процесі здобуття знань. Це можна пояснити «замовчуванням» експертів, що мають в своїй основі несформульовані («недопроявленние») асоціативні відносини. Їх вербалізація визначається відповідною постановкою завдання і особливим мистецтвом когнітологія в роботі з експертами. Ця, нерідко істотна, частина інформації повинна знаходити відображення в базах знань, прикладом чого може служити інтелектуальна діагностична система Діаг [19]. Залучення цих додаткових (прихованих) ознак (наприклад, гідроцефалія при макроцефалія), що перебувають у певних відносинах із зазначеними, може підвищити ефективність ідентифікації розпізнаваних захворювань і сприяти доказовості даної гіпотези.
Нечіткі уявлення
У процесі постановки діагнозу потрібно враховувати нечіткість як самих використовуваних понять (ознак), так і віднесення їх до певного класу. Ця нечіткість може періодично змінюватися (зменшуватися / збільшуватися), у тому числі внаслідок асоціативних зв'язків між ознаками. Це обумовлено і тим, що з філософської точки зору дані, незаперечні для того, щоб від них відштовхуватися, завжди є кілька нечіткими (vague) і двозначними. І процес розпізнавання стану складається головним чином в переході від того, що очевидно, але нечітко і двозначно, і в чому ми відчуваємо себе абсолютно впевненими, до чогось точного, ясного, певного, що (як ми знаходимо за допомогою рефлексії й аналізу) включено в нечітке вихідне уявлення і, так би мовити, являє собою дійсну істину, лише тінню якої виступає нечітке [20]. При цьому ступінь нечіткості не усвідомлюється аж до спроби щось прояснити.
Характерна для лікарів досить широка шкала нечітких вербальних визначень до висловлюваною ними міркувань (міркуванням в умовах невизначеності) умовно може бути об'єднана поняттям «мені здається» [21]. Це пояснюється тим, що різна ступінь впевненості відображає неповноту інформації про конкретних проявах хвороби, тим більше, що поняття «синдром» і ще більшою мірою «симптомокомплекс» - це «розмиті» образи, нерідко включають серії нечітких описів. Подальша аргументація спрямована на зменшення невизначеності.
Шкала можливих оцінок достовірності передбачуваного діагнозу, яка вказує на ступінь впевненості лікаря, може включати наступні уявні чи вербальні оцінки: «абсолютно достовірно», «швидше за все», «спірні відомості» (відноситься до комісійному рішенням при проведенні консиліуму), «мало ймовірно», «сумнівно, але не виключено», «вкрай мало ймовірно». Можна провести паралель з семантичним аспектом аргументації, що складається в породженні оцінок висловлювань, що перевіряються на згоду з точкою зору: «фактична істина» "(аргументи« за »при відсутності аргументів« проти »),« фактична брехня »(аргументи« проти »при відсутності аргументів «за»), «фактичне протиріччя» (аргументи і «за» і «проти») і, нарешті, «невизначеність» (немає аргументів ні «за», ні «проти») [22]. Фактичне протиріччя у разі наявності аргументів і «за» і «проти» особливо яскраво проявляється при діагностиці нетипових випадків захворювань.
Нечіткість і ймовірність, що моделюють різні типи невизначеності, взаємно доповнюють один одного, а міра нечіткості нечіткої множини могла б служити і мірою невизначеності, що виникає при ухваленні рішення про те, до якого з класів віднести об'єкти аналізованого безлічі [23]. З цього виникає важливість того, щоб положення висунення гіпотези супроводжувався зазначенням про ступінь впевненості лікаря його відповідності (належності) певної ситуації (як це передбачено в системі Діаг [1]), маючи на увазі, що ступінь вірогідності гіпотези є функція від двох аргументів - самої гіпотези і наявних знань про прояви даного захворювання. Ця інформація може використовуватися в аргументаційний інтелектуальних системах при побудові гіпотез щодо часто і рідко зустрічаються захворювань, в тому числі характеризуються різноманіттям клінічних варіантів («масок»).
Як відомо, при неповної, неточної і мінливою інформації міркування часто носять Можливий характер, що робить їх насправді лише правдоподібними по відношенню до істинної картини світу. З цього випливає важливість перегляду або модифікації гіпотез при будь-якій зміні об'єктивних даних (уточнення, поява нових) або їх суб'єктивної оцінки лікарем. У зв'язку з цим, в окремих важких випадках особливо доцільно побудову саме розпливчастих гіпотез, що включають групу захворювань, з подальшою аргументацією за і проти кожного з них, що підвищить шанси не пропустити справжнє захворювання, тобто забезпечить більш високу ймовірність вибору правильного діагнозу.
ДСМ-підхід
У медицині загальноприйнятим способом доказу в уявній чи фактичної (при проведенні консиліуму) дискусії з питань диференціальної діагностики служать, поряд з аргументами, контраргументи, що одночасно є специфічною рисою пізнавального механізму ДСМ-експертних систем (ДСМ-ЕС), в яких міркування - суть стратегії комбінування правил правдоподібного виведення (ППВ) I роду, що породжують (±)-причини і ППВ II роду, що є висновками по аналогії [13].
До фактами мають відношення переконання (beliefs), які за допомогою посилання на факти є або істинними, або хибними [20]. Можливість фальсифікації гіпотез в ДСМ-ЕС пов'язана з допущенням існування (+)-причин і (-)-причин в базі даних, чого можна знайти відповідність в медичній практиці (табл. 2).
Таблиця 2 Аргументи на ДСМ-системах і в медицині
Механізм управління логічним висновком може включати як «позаособистісної», так і «особистісне» знання. У першому випадку передбачаються перевірки на несуперечливість аргументів з метою міркування, перевірки на невитравне, критерії релевантності аргументів мети міркування, процедури виявлення подібності об'єктів, що входять в аргументи, релевантні цілі міркування для уточнення смислового відповідності між інформаційним запитом і отриманим повідомленням. У другому випадку необхідні навички у відборі відповідних аргументів, висунення підцілей на основі аналогій з власним досвідом, знання важких тестових прикладів, які грають роль фальсифікаторів [13]. Перераховані атрибути знаходять відповідність у медичній діагностиці і залежать як від обсягу первинних знань, так і від досвіду та інтуїції лікаря [15]. Вони відображають ситуації, що виникають як при формуванні вихідної гіпотези, так і при її уточненні (фальсифікації, верифікації).
Як вже зазначалося вище, для підтвердження первинно висунутого діагнозу залучаються додаткові факти, ланцюжок або сукупність яких дозволяє підтвердити або спростувати висунуту гіпотезу. Цьому відповідає запропонований А.С. Єсенін-Вольпін [6, 24] евристичний принцип довіри (ЕПД), що є одним з інструментів аргументації. Він полягає в тому, що якщо при максимально можливих спробах фальсифікації висловлювання (системи висловлювань) неприйняття висловлювання (системи висловлювань) не реалізується, то прийняття висловлювання (системи висловлювань) вважається апостеріорного обгрунтованим. Так як доказові судження завжди вважаються дійсними, закон достатньої підстави (для суджень) призводить до ототожнення понять істини і доказовою. У медичній диференціальної діагностики, як і в ЕПД, у важких випадках бувають ситуації нестачі аргументів «за», коли обгрунтування гіпотези (акт довіри) грунтується на неефективності критики всіма доступними засобами. Прикладом може служити гістіоцітоідная кардіоміопатія, однозначне підтвердження якій за наявності у дитини кардиомегалии в поєднанні із злоякісною аритмією можливо тільки при проведенні біопсії міокарда (інші діагнози були в конкретному випадку відкинуті після проведення спеціальних досліджень та неефективності антиаритмічної терапії).
Критерій достатньої підстави (або вживається в близькому до нього сенсі ЕПД) можуть бути формалізовані в рамках квазіаксіоматіческой теорії, що зроблено для правдоподібних міркувань типу ДСМ [18]. Це означає, що, або при здійсненності цього критерію результати ДСМ-міркування (система висловлювань) приймаються, або при невиконанні його розширюється безліч посилок міркування (відповідний стан бази полуфактов), або після деякої послідовності розширення безлічі посилок міркування тестоване безліч результатів ДСМ-міркування не приймається. Як видно з наведеного вище опису процесу розпізнавання хвороб, існує явна аналогія між системою ДСМ-розмірковувань та теорією диспутів, з одного боку, та медичної діагностикою, включаючи рішення шляхом консиліуму, з іншого боку.
Висновок
Список літератури
1. Кобринський Б.А., Казанцева Л.З., Фельдман А.Є. Автоматизовані системи диференціальної діагностики спадкових захворювань / / Спадкова патологія людини / За заг. ред. Ю.Є. Вельтіщева і Н.П. Бочкова. Т.II. - М., 1992. - С.229-239.
4. Рігельман Р. Як уникнути лікарських помилок. Книга практикуючого лікаря: Пер. з англ. - М.: Практика, 1994.
5. Лукашевич І.П., Сиркін А.Л. Проблема отримання та передачі медичних знань / / Комп'ютерна хроніка. - 1994. - № 8-9. - С.39-43.
6. Єсенін-Вольпін А.С. Про антитрадиційна (ультраінтуіціоністской) програмі основ математики і природничо мисленні / / Семіотика та інформатика. - 1993. - Вип.33. - С.13-67.
7. Левенець О.В. Міркування за аналогією / / Логіка і комп'ютер. 2: Логічні мови, змістовні міркування і методи пошуку доказів. - М.: Наука, 1995. - С.99-112.
8. Кобринський Б.А. Логіка та інтуїція фахівця в медичних системах штучного інтелекту / / Наукова сесія МІФІ-2000: Зб. наук. тр. Т.3. - М., 2000. - С.64-65.
9. Кліні С.К. Введення в метаматематики. - М.: Изд-во іноз. лит., 1957.
10. Таран Т.А. Формалізація міркувань на основі аргументації при прийнятті рішень в конфліктних ситуаціях / / НТІ. Сер. 2. - 1998. - № 9. - С.23-33.
11. Поспєлов Д.О. Моделювання міркувань. Досвід аналізу розумових актів. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.
12. Кулик Б.А. Основні принципи філософії здорового глузду (пізнавальний аспект) / / Новини штучного інтелекту. - 1996. - № 3. - С.7-91.
13. Фінн В.К. Інтелектуальні системи: проблеми їх розвитку та соціальні наслідки / / Майбутнє штучного інтелекту. - М.: Наука, 1991. - С.157-177.
14. Воробйов Н.В. Умовиводи за аналогією. - М., 1963.
15. Кобринський Б.А. До питання про формальне відображення образного мислення та інтуїції фахівця в слабо структурованої предметної області / / Новини штучного інтелекту. - 1998. - № 3. - С.64-76.
16. Фінн В.К. JSM-міркування як синтез пізнавальних процедур / / третє Міжнар. конф. "Інформаційні ресурси. Інтеграція. Технології ": Матер. конф. - М., 1997. - С.207-208.
17. Єсенін-Вольпін А.С. Про теорію модальностей / / Філософія. Логіка. Поезія. Захист прав людини: Вибране. - М.: Рос. держ. гуманіт. ун-т, 1999. - С.165-177.
18. Фінн В.К. Про інтелектуальних системах автоматизованої підтримки наукових досліджень / / НТІ. Сер.2. - 1996. - № 5-6. - С.1-2.
19. Кобринський Б.А., Фельдман А.Є. Аналіз та облік асоціативних знань в медичних експертних системах / / Новини штучного інтелекту. -1995. - № 3. - С.90-96.
20. Рассел Б. Філософія логічного атомізму (1918) / / Філософія логічного атомізму. - Томськ: Изд-во «Водолій», 1999. - С.3-108.
21. Кобринський Б.А. Нечітка логіка в аналізі образних уявлень в медичних системах штучного інтелекту / / Міжнар. конф. по м'яких обчислень і вимірювань: Зб. докл. Т.1. - СПб. - 1998. - С.233-235.
22. Фінн В.К. Про одному варіанті логіки аргументації / / НТІ. Сер.2. - 1996. - № 5-6. - С.3-19.
23. Zadeh LA Discussion: Probability theory and fuzzy logic are complementary rather than competitive / / Technometrics. - 1995. - Vol.37, № 3. - P.271-276.
24. Єсенін-Вольпін А.С. Про теорії диспутів і логіці довіри / / Філософія. Логіка. Поезія. Захист прав людини: Вибране. - М.: Рос. держ. гуманіт. ун-т, 1999. - С.178-192.
25. Хегглін Р. Диференціальна діагностика внутрішніх хвороб. - М.: Фірма «Міклош», вид-во Інженер », 1993.
Подібність може бути представлено як наявність деяких загальних властивостей або відносин. Якщо два (або більше) стану схожі в якійсь частині їх ознак, то є підстава припускати, що вони можуть мати інші однаковими ознаками, про які нам нічого не відомо. Тоді висновком за аналогією є перенесення властивостей чи відносин, що мають місце для одного стану, на інший стан на основі подібності між ними. Висновки за аналогією мають правдоподібний характер, так як ми спостерігаємо схожість між станами лише в частині їх ознак. Виділяються наступні фактори, що впливають на ступінь правдоподібності висновків за аналогією: кількість однакових ознак, значимість однакових ознак, облік відмінностей між ознаками. Ступінь правдоподібності висновку за аналогією збільшується зі збільшенням числа однакових ознак [7]. Механізм виводу, що базується на методах теорії аналогій, може вбудовуватися в загальний процес аргументаційної прийняття рішення в якості одного з його ланок (як правило, на перших етапах діагностики або при виборі лікування). Рішення за аналогією має в своїй основі опору на лікарський досвід і, таким чином, пов'язане з накопиченням випадків у пам'яті, а так само воно може реалізовуватись і в базах даних систем, що використовують даний принцип аналізу станів.
Синтезом пізнавальних процедур, об'єднуючим правила правдоподібного виведення, які породжують гіпотези про причини, правила виведення за аналогією, абдуктівний висновок та індуктивні узагальнення, є JSM-роздум. Як і в логіці аргументації, в JSM-міркуванні висловлювання оцінюються за допомогою зіставлення аргументів «за» і «проти» [16]. На розширеній логіці аргументації реалізовані такі JSM-міркування, що [13]: 1) умови їх застосовності можуть бути точно визначені (і навіть аксіоматізіровани); 2) складаються з послідовної рекурентної реалізації двох типів правил правдоподібного виведення, які застосовуються до початкового стану даних і до подальших станам даних, породжених застосуванням цих правил; 3) поділяються на правила породження гіпотез про причини ефектів (множин властивостей об'єктів) і на правила прогнозування наявності або відсутності властивостей у об'єктів (правила висновку за аналогією); 4) безліч породжених гіпотез приймається лише в силу здійснимості критерію достатньої підстави, формульованого як спеціальна аксіома, регулююча і прийняття гіпотез і розширення вихідної вибірки (початкового стану бази даних - БД), 5) заключним етапом є породження індуктивних узагальнень.
При проведенні консиліуму аргументи відображають приватні думки фахівців і можуть мати різну істиннісне оцінку для його учасників. Тому формалізм для побудови логічного висновку на основі аргументації повинен враховувати структуру безлічі аргументів, зокрема, можливість існування відношення порядку на множинах аргументів [10], що визначається діагностичної значимістю залучаються в якості аргументів ознак. Це можуть бути патогномонічні (однозначно характеризують захворювання), обов'язкові (зустрічаються з частотою 80 - 90% при даній патології), головні (що зустрічаються з частотою 50 - 60%) та супутні або другорядні ознаки.
Від міркувань до гіпотез
Щодо чіткі залежності в системі відносин «наслідок - результат» або «спостережувані ознаки - ідентифікація стану» справедливі для певних, більш-менш стандартних ситуацій, в яких аргументація на користь певного діагнозу будується на пошуку класичних проявів захворювання та використанні добре відомих дифференцирующих ознак. Нерідко попередній діагноз формується безпосередньо в процесі збору анамнезу і послідовного «сканування ознак» (огляді хворого), наприклад, больові відчуття, пов'язані з прийомом їжі, і різні диспепсичні явища викликають у лікаря думки про виразкову хворобу шлунка. А подальше обстеження (або спостереження) пацієнта є необхідною умовою отримання інформації для аргументації в процесі диференціальний діагностики та підтвердження або відхилення первинної діагностичної гіпотези. Іншими словами, має місце те, що В.К. Фінн [13] визначає як пізнавальний цикл продуктивного мислення. Відносно ситуації, що розглядається для медичної діагностики він може бути представлений в наступному вигляді: Аналіз результатів огляду - міркування і аргументація, включаючи аналогії - гіпотеза або альтернативні гіпотези - верифікація або фальсифікація - поповнення даних і знань - повторний цикл міркування і аргументації - корекція гіпотези. Можливий ряд таких ітерацій в процесі отримання нової медичної інформації, що стосується в першу чергу до особливо важким для діагностики випадків, характеризується високим рівнем подібності клінічних проявів. Цьому можна поставити у відповідність наявність для деяких ситуацій багатьох приписів без зазначення того, яким із них мають прямувати - буриданова ситуації [17].Діагностичний процес у лікаря високої кваліфікації грунтується на особистісних уявленнях, які є сплавом досвіду (пам'яті про спостерігалися хворих) та накопичених знань, поєднаних з перетвореними («пропущеними через себе») даними медичної літератури. Цьому відповідають вимоги до вирішувача інтелектуальних партнерських систем [18], які використовують логіки об'єктивного і суб'єктивного (експертного) знання.
Досягнення мети в інтелектуальній системі [13] і в медичній діагностиці вимагають для свого здійснення певних дій та здібностей (табл. 1).
Таблиця 1. Аспекти досягнення мети за допомогою міркування
В інтелектуальних системах | У медичній діагностиці |
| Впорядкування інформації за ступенем суттєвості | Підрозділ ознак, залежно від їх діагностичної цінності, на: патогномонічні (характерні лише для певного захворювання), обов'язкові (зустрічаються в переважній більшості випадків), головні (часто зустрічаються), другорядні |
| Усунення невизначеності за допомогою використання інформації, впорядкованої за ступенем релевантності для ситуації, що розглядається | Зменшення діагностичної невизначеності шляхом спрямованого пошуку ідентифікують ознак |
| Рефлексивне управління - здатність як до оцінки отриманих результатів та вибраних засобів отримання цих результатів, так і до корекції даних (поповненню даних, відмови від деяких даних, перегляду результатів тощо) | Уявна самооцінка спостережуваних ознак і висунутих гіпотез, їх відхилення або підтвердження за допомогою додатково находімих інформації |
| Вибір стратегій, адекватних розв'язуваної задачі | Пошук аргументів і контраргументів (в анамнезі і у вигляді специфічних змін) або прецеденту |
| Виведення логічних наслідків | У розпізнаванні станів загальноприйнята логіка «якщо ... то» |
| Пошук подібності фактів і генерування припущень | Наявність фактів, характерних для ряду захворювань, дозволяє будувати диференційно-діагностичні ряди |
| Верифікація і фальсифікація одержуваних результатів | Відхилення контраргументів і представлення фактів, однозначно характерних для певної нозологічної форми |
Діагностичний процес передбачає, що лікар повинен не тільки виявити симптоми хвороби, точно описати їх (що до цих пір є в медицині неоднозначно розв'язуваної завданням), а й, по можливості, простежити зв'язки між ними. Нерідко частина діагностично значимої інформації губиться в процесі здобуття знань. Це можна пояснити «замовчуванням» експертів, що мають в своїй основі несформульовані («недопроявленние») асоціативні відносини. Їх вербалізація визначається відповідною постановкою завдання і особливим мистецтвом когнітологія в роботі з експертами. Ця, нерідко істотна, частина інформації повинна знаходити відображення в базах знань, прикладом чого може служити інтелектуальна діагностична система Діаг [19]. Залучення цих додаткових (прихованих) ознак (наприклад, гідроцефалія при макроцефалія), що перебувають у певних відносинах із зазначеними, може підвищити ефективність ідентифікації розпізнаваних захворювань і сприяти доказовості даної гіпотези.
Нечіткі уявлення
У процесі постановки діагнозу потрібно враховувати нечіткість як самих використовуваних понять (ознак), так і віднесення їх до певного класу. Ця нечіткість може періодично змінюватися (зменшуватися / збільшуватися), у тому числі внаслідок асоціативних зв'язків між ознаками. Це обумовлено і тим, що з філософської точки зору дані, незаперечні для того, щоб від них відштовхуватися, завжди є кілька нечіткими (vague) і двозначними. І процес розпізнавання стану складається головним чином в переході від того, що очевидно, але нечітко і двозначно, і в чому ми відчуваємо себе абсолютно впевненими, до чогось точного, ясного, певного, що (як ми знаходимо за допомогою рефлексії й аналізу) включено в нечітке вихідне уявлення і, так би мовити, являє собою дійсну істину, лише тінню якої виступає нечітке [20]. При цьому ступінь нечіткості не усвідомлюється аж до спроби щось прояснити.
Характерна для лікарів досить широка шкала нечітких вербальних визначень до висловлюваною ними міркувань (міркуванням в умовах невизначеності) умовно може бути об'єднана поняттям «мені здається» [21]. Це пояснюється тим, що різна ступінь впевненості відображає неповноту інформації про конкретних проявах хвороби, тим більше, що поняття «синдром» і ще більшою мірою «симптомокомплекс» - це «розмиті» образи, нерідко включають серії нечітких описів. Подальша аргументація спрямована на зменшення невизначеності.
Шкала можливих оцінок достовірності передбачуваного діагнозу, яка вказує на ступінь впевненості лікаря, може включати наступні уявні чи вербальні оцінки: «абсолютно достовірно», «швидше за все», «спірні відомості» (відноситься до комісійному рішенням при проведенні консиліуму), «мало ймовірно», «сумнівно, але не виключено», «вкрай мало ймовірно». Можна провести паралель з семантичним аспектом аргументації, що складається в породженні оцінок висловлювань, що перевіряються на згоду з точкою зору: «фактична істина» "(аргументи« за »при відсутності аргументів« проти »),« фактична брехня »(аргументи« проти »при відсутності аргументів «за»), «фактичне протиріччя» (аргументи і «за» і «проти») і, нарешті, «невизначеність» (немає аргументів ні «за», ні «проти») [22]. Фактичне протиріччя у разі наявності аргументів і «за» і «проти» особливо яскраво проявляється при діагностиці нетипових випадків захворювань.
Нечіткість і ймовірність, що моделюють різні типи невизначеності, взаємно доповнюють один одного, а міра нечіткості нечіткої множини могла б служити і мірою невизначеності, що виникає при ухваленні рішення про те, до якого з класів віднести об'єкти аналізованого безлічі [23]. З цього виникає важливість того, щоб положення висунення гіпотези супроводжувався зазначенням про ступінь впевненості лікаря його відповідності (належності) певної ситуації (як це передбачено в системі Діаг [1]), маючи на увазі, що ступінь вірогідності гіпотези є функція від двох аргументів - самої гіпотези і наявних знань про прояви даного захворювання. Ця інформація може використовуватися в аргументаційний інтелектуальних системах при побудові гіпотез щодо часто і рідко зустрічаються захворювань, в тому числі характеризуються різноманіттям клінічних варіантів («масок»).
Як відомо, при неповної, неточної і мінливою інформації міркування часто носять Можливий характер, що робить їх насправді лише правдоподібними по відношенню до істинної картини світу. З цього випливає важливість перегляду або модифікації гіпотез при будь-якій зміні об'єктивних даних (уточнення, поява нових) або їх суб'єктивної оцінки лікарем. У зв'язку з цим, в окремих важких випадках особливо доцільно побудову саме розпливчастих гіпотез, що включають групу захворювань, з подальшою аргументацією за і проти кожного з них, що підвищить шанси не пропустити справжнє захворювання, тобто забезпечить більш високу ймовірність вибору правильного діагнозу.
ДСМ-підхід
У медицині загальноприйнятим способом доказу в уявній чи фактичної (при проведенні консиліуму) дискусії з питань диференціальної діагностики служать, поряд з аргументами, контраргументи, що одночасно є специфічною рисою пізнавального механізму ДСМ-експертних систем (ДСМ-ЕС), в яких міркування - суть стратегії комбінування правил правдоподібного виведення (ППВ) I роду, що породжують (±)-причини і ППВ II роду, що є висновками по аналогії [13].
До фактами мають відношення переконання (beliefs), які за допомогою посилання на факти є або істинними, або хибними [20]. Можливість фальсифікації гіпотез в ДСМ-ЕС пов'язана з допущенням існування (+)-причин і (-)-причин в базі даних, чого можна знайти відповідність в медичній практиці (табл. 2).
Таблиця 2 Аргументи на ДСМ-системах і в медицині
| ДСМ | Медична діагностика |
| Пошук істотного подібності на множині досліджуваних об'єктів (в БД) | Аналіз схожості клінічних проявів у конкретного пацієнта з відомими нозологічними формами |
| Виявлення не тільки позитивних причин явищ, а й усіх факторів («антіпрічіни», «гальма»), які заважають прояву властивостей, які є наслідком позитивних причин | Аналіз етіологічних причин хвороби і механізмів її розвитку (патогенез), включаючи дослідження факторів, що суперечать класичного характеру перебігу захворювання (деформують її прояви) |
| Принцип аналогій, що використовує гіпотези, породжені через індукцію | Порівняння з найближчими аналогами («прецедентами») при одночасній обов'язковій оцінці клінічних проявів, що суперечать або не вкладаються в рамки висунутої гіпотези |
| Спроба спростування емпіричної залежності, виявленої на безлічі фактів, в «важких» випадках розширення вихідної безлічі фактів (в БД) | Побудова диференційно-діагностичні ряду для ідентифікації захворювання в розширеному просторі нозологічних форм, включаючи рідкісні, де ускладнено використання класичних залежностей «ознака - захворювання» |
| Апеляція до початкового стану фактів у разі не задоволення критерієм достатньої підстави правдоподібного виведення (поповнення безлічі фактів і корекція в «корисному напрямку» пошуку подібних фактів) | Побудова розширеного диференціального ряду з пошуком додаткових фактів в анамнезі і проведенням додаткових досліджень для підтвердження / відкидання висунутих гіпотез у випадках, коли первинно породжене безліч діагностичних гіпотез не підтверджується при їх перевірці |
Консиліум і диспут
Медичний консиліум, який представляє собою відкрите обговорення ситуації групою фахівців з висуненням і розглядом гіпотез (діагностичних, терапевтичних та ін), фактично грунтується на логіці аргументації та теорії диспутів. Єдина теорія диспутів [24] дозволяє враховувати первинні для нашого мислення акти - переваги, увагу і зневага (зокрема, до зв'язків, у тому числі і до згаданих вище асоціативним відносин ознак). Істотне значення має також, згадувана вище, однотипна оцінка характеру проявів та ролі спостережуваних симптомів, на що накладає свій вплив і інтуїція, і рефлексія лікаря. В автоматизованих системах для визначення необхідного ступеня точності, зокрема точності виразів при описі стану хворого (характеру вираженості змін) можна орієнтуватися на використання цільових модальностей.Як вже зазначалося вище, для підтвердження первинно висунутого діагнозу залучаються додаткові факти, ланцюжок або сукупність яких дозволяє підтвердити або спростувати висунуту гіпотезу. Цьому відповідає запропонований А.С. Єсенін-Вольпін [6, 24] евристичний принцип довіри (ЕПД), що є одним з інструментів аргументації. Він полягає в тому, що якщо при максимально можливих спробах фальсифікації висловлювання (системи висловлювань) неприйняття висловлювання (системи висловлювань) не реалізується, то прийняття висловлювання (системи висловлювань) вважається апостеріорного обгрунтованим. Так як доказові судження завжди вважаються дійсними, закон достатньої підстави (для суджень) призводить до ототожнення понять істини і доказовою. У медичній диференціальної діагностики, як і в ЕПД, у важких випадках бувають ситуації нестачі аргументів «за», коли обгрунтування гіпотези (акт довіри) грунтується на неефективності критики всіма доступними засобами. Прикладом може служити гістіоцітоідная кардіоміопатія, однозначне підтвердження якій за наявності у дитини кардиомегалии в поєднанні із злоякісною аритмією можливо тільки при проведенні біопсії міокарда (інші діагнози були в конкретному випадку відкинуті після проведення спеціальних досліджень та неефективності антиаритмічної терапії).
Критерій достатньої підстави (або вживається в близькому до нього сенсі ЕПД) можуть бути формалізовані в рамках квазіаксіоматіческой теорії, що зроблено для правдоподібних міркувань типу ДСМ [18]. Це означає, що, або при здійсненності цього критерію результати ДСМ-міркування (система висловлювань) приймаються, або при невиконанні його розширюється безліч посилок міркування (відповідний стан бази полуфактов), або після деякої послідовності розширення безлічі посилок міркування тестоване безліч результатів ДСМ-міркування не приймається. Як видно з наведеного вище опису процесу розпізнавання хвороб, існує явна аналогія між системою ДСМ-розмірковувань та теорією диспутів, з одного боку, та медичної діагностикою, включаючи рішення шляхом консиліуму, з іншого боку.
Висновок
Медична діагностика, що базується на принципі аргументації та контраргументації в поєднанні з використанням аналогів (прецеденти), включає етапи формування гіпотез з наступним їх обгрунтуванням або відхиленням шляхом залучення додаткових фактів. Серед факторів, які можуть вести до неправильних діагнозами, зустрічаються помилки в судженнях як наслідок недостатньо конструктивного мислення або нелогічності висновків [25]. Талант же діагноста передбачає вміння швидко виділяти провідні симптоми та аналізувати нечіткі уявлення. Виходячи з цього, стає зрозумілою доцільність побудови інтелектуальної системи, що спирається на систему аргументів, що враховує відносини ознак і включає способи ефективної обробки нечітких даних. Формалізація міркувань в рамках квазіаксіоматіческой теорії дає можливість уточнити феномен правильності (або коректності) міркування за допомогою критерію достатньої підстави прийняття укладення правдоподібного міркування. Використання в якості засобів формалізації як логіки об'єктивного знання, так і логіки суб'єктивного знання (логіки аргументації) може служити підставою для відображення принципу міркувань і доказів лікаря, роблячи інтелектуальні системи більш зрозумілими для користувачів.
Список літератури
1. Кобринський Б.А., Казанцева Л.З., Фельдман А.Є. Автоматизовані системи диференціальної діагностики спадкових захворювань / / Спадкова патологія людини / За заг. ред. Ю.Є. Вельтіщева і Н.П. Бочкова. Т.II. - М., 1992. - С.229-239.
2. Виноградов А.В. Диференціальний діагноз внутрішніх хвороб: довідковий посібник для лікарів. - М.: Медицина, 1987.
3. Евербек Г. Диференційна діагностика хвороб у дитячому віці: Пер. з нім. - М.: Медицина, 1980.4. Рігельман Р. Як уникнути лікарських помилок. Книга практикуючого лікаря: Пер. з англ. - М.: Практика, 1994.
5. Лукашевич І.П., Сиркін А.Л. Проблема отримання та передачі медичних знань / / Комп'ютерна хроніка. - 1994. - № 8-9. - С.39-43.
6. Єсенін-Вольпін А.С. Про антитрадиційна (ультраінтуіціоністской) програмі основ математики і природничо мисленні / / Семіотика та інформатика. - 1993. - Вип.33. - С.13-67.
7. Левенець О.В. Міркування за аналогією / / Логіка і комп'ютер. 2: Логічні мови, змістовні міркування і методи пошуку доказів. - М.: Наука, 1995. - С.99-112.
8. Кобринський Б.А. Логіка та інтуїція фахівця в медичних системах штучного інтелекту / / Наукова сесія МІФІ-2000: Зб. наук. тр. Т.3. - М., 2000. - С.64-65.
9. Кліні С.К. Введення в метаматематики. - М.: Изд-во іноз. лит., 1957.
10. Таран Т.А. Формалізація міркувань на основі аргументації при прийнятті рішень в конфліктних ситуаціях / / НТІ. Сер. 2. - 1998. - № 9. - С.23-33.
11. Поспєлов Д.О. Моделювання міркувань. Досвід аналізу розумових актів. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.
12. Кулик Б.А. Основні принципи філософії здорового глузду (пізнавальний аспект) / / Новини штучного інтелекту. - 1996. - № 3. - С.7-91.
13. Фінн В.К. Інтелектуальні системи: проблеми їх розвитку та соціальні наслідки / / Майбутнє штучного інтелекту. - М.: Наука, 1991. - С.157-177.
14. Воробйов Н.В. Умовиводи за аналогією. - М., 1963.
15. Кобринський Б.А. До питання про формальне відображення образного мислення та інтуїції фахівця в слабо структурованої предметної області / / Новини штучного інтелекту. - 1998. - № 3. - С.64-76.
16. Фінн В.К. JSM-міркування як синтез пізнавальних процедур / / третє Міжнар. конф. "Інформаційні ресурси. Інтеграція. Технології ": Матер. конф. - М., 1997. - С.207-208.
17. Єсенін-Вольпін А.С. Про теорію модальностей / / Філософія. Логіка. Поезія. Захист прав людини: Вибране. - М.: Рос. держ. гуманіт. ун-т, 1999. - С.165-177.
18. Фінн В.К. Про інтелектуальних системах автоматизованої підтримки наукових досліджень / / НТІ. Сер.2. - 1996. - № 5-6. - С.1-2.
19. Кобринський Б.А., Фельдман А.Є. Аналіз та облік асоціативних знань в медичних експертних системах / / Новини штучного інтелекту. -1995. - № 3. - С.90-96.
20. Рассел Б. Філософія логічного атомізму (1918) / / Філософія логічного атомізму. - Томськ: Изд-во «Водолій», 1999. - С.3-108.
21. Кобринський Б.А. Нечітка логіка в аналізі образних уявлень в медичних системах штучного інтелекту / / Міжнар. конф. по м'яких обчислень і вимірювань: Зб. докл. Т.1. - СПб. - 1998. - С.233-235.
22. Фінн В.К. Про одному варіанті логіки аргументації / / НТІ. Сер.2. - 1996. - № 5-6. - С.3-19.
23. Zadeh LA Discussion: Probability theory and fuzzy logic are complementary rather than competitive / / Technometrics. - 1995. - Vol.37, № 3. - P.271-276.
24. Єсенін-Вольпін А.С. Про теорії диспутів і логіці довіри / / Філософія. Логіка. Поезія. Захист прав людини: Вибране. - М.: Рос. держ. гуманіт. ун-т, 1999. - С.178-192.
25. Хегглін Р. Диференціальна діагностика внутрішніх хвороб. - М.: Фірма «Міклош», вид-во Інженер », 1993.