Содержание
Экспериментальное программное моделирование средствами системы G2 прототипа динамической ИЭС для мониторинга и диагностики состояния человека, находящегося в коме 1
Анализ результатов обследования проблемной области “Мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме ” 2
Глоссарий3
Описание задач/подзадач, решаемых в предметной области3
Архитектура прототипа динамической интегрированной экспертной системы “Мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме”3
Решатель и рабочая память6
Моделирование проблемной области “мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме”6
Диалоговый компонент 6
Блок выполнения запросов специалиста по имитационному моделированию6
Блок отображения состояния имитационной модели состояния человека в коме6
Блок отображения рекомендаций лечащему персоналу 6
Подсистема имитационного моделирования 6
Общая характеристика имитационной модели “Состояние сознания человека в коме”6
Описание имитационной модели “Состояние сознания человека в коме”6
Введите название главы (уровень 1) 4
Введите название главы (уровень 2) 5
Введите название главы (уровень 3) 6
Экспериментальное программное моделирование средствами системы G2 прототипов динамических ИЭС для мониторинга и диагностики состояния человека, находящегося в коме
Во всех случаях врачу приходится решать вопрос, о том, действительно ли перед ним случай комы. Прототип динамической интеллектуальной системы мониторинга и диагностики состояния человека, находящегося в коме, облегчает данную задачу и повышает эффективность лечения людей, имеющих проблемы со здоровьем в данной области. Используя данный прототип, основные процессы при лечении человека будут автоматизированы (т.е. мониторинг, диагностика, планирование). Система позволяет следить за состоянием здоровья человека в реальном времени, оценивать его с помощью шкалы Глазго (см. документ “Шкала комы Глазго”). Также есть возможность производить глубокую диагностику сознания человека на основе параметров его организма, значения которых отслеживается системой на протяжении всего времени лечения. Прототип имеет возможность давать рекомендации по лечению человека.
Обоснование разработки системы
Назначение, задачи и цели системы
Цели системы:
Повышение эффективности слежения за здоровьем человека в реальном времени
Повышение эффективности диагностики состояния здоровья человека, находящегося в коме
Оптимизация выдачи рекомендаций по лечению человека, находящегося в коме
Задачи системы:
Мониторинг состояния человека, находящегося в коме;
Диагностика состояния человека, находящегося в коме;
Планирование необходимого лечения для человека в соответствии с определенным состоянием;
Назначение системы:
причины, вызывающие кому могут быть различны:
Серьезное повреждение головы и головного мозга
Инфекции, поражающие мозг
Повреждение мозга, вызванное недостатком кислорода в течение длительного времени
Передозировка некоторых видов лекарств или наркотиков
Сильное алкогольное отравление
Инсульт
Когда одна из этих причин происходит, определенные клетки головного мозга разрушаются или перестают работать и человек теряет сознание, впадая в кому.
В связи с тем, что количество этих случаев, являющихся причиной нахождения человека в коме, последнее время сильно возрастает, возникает потребность в создании прототипа динамической интеллектуальной системы, которая позволила бы следить за сознанием человека, производить диагностику состояния, а также давать рекомендации по лечению человека.
Глоссарий
Кома (от греч. κῶμα — глубокий сон) — угрожающее жизни состояние, характеризующееся потерей сознания, резким ослаблением или отсутствием реакции на внешние раздражения, угасанием рефлексов до полного их исчезновения, нарушением глубины и частоты дыхания, изменением сосудистого тонуса, учащением или замедлением пульса, нарушением температурной регуляции. Кома развивается в результате глубокого торможения в коре головного мозга с распространением его на подкорку и нижележащие отделы центральной нервной системы вследствие острого нарушения кровообращения в головном мозгу, травм головы, воспаления (при энцефалитах, менингитах, малярии), а также в результате отравлений (барбитуратами, окисью углерода и др.), при сахарном диабете, уремии, гепатите (уремическая, печёночная кома). При этом возникают нарушения кислотно-щелочного равновесия в нервной ткани, кислородное голодание, нарушения ионного обмена и энергетическое голодание нервных клеток. Состоянию комы предшествует прекоматозное состояние, на протяжении которого происходит развитие указанных симптомов. Лечение: устранение причины, вызвавшей кому; мероприятия, направленные на восстановление кислотно-щелочного равновесия, ликвидацию коллапса, восстановление дыхания, борьбу с кислородным голоданием.
Шкала комы Глазго (ШКГ, Глазго-шкала тяжести комы, The Glasgow Coma Scale, GCS) — шкала для оценки степени нарушения сознания и комыдетей старше 4-х лет и взрослых. Шкала была опубликована в 1974 году Грэхэмом Тиздейлом иБ. Дж. Дженнетт, профессораминейрохирургииИнститута Неврологических наукУниверситета Глазго
Шкала состоит из трёх тестов, оценивающих реакцию открывания глаз (E), а также речевые (V) и двигательные (M) реакции. За каждый тест начисляется определённое количество баллов. В тесте открывания глаз от 1 до 4, в тесте речевых реакций от 1 до 5, а в тесте на двигательные реакции от 1 до 6 баллов. Таким образом, минимальное количество баллов — 3 (глубокая кома), максимальное — 15 (ясное сознание).
|
Симптомы |
Баллы |
|
1. Открывание глаз (E, Eye response)
|
|
|
Самопроизвольное |
4 |
|
Как реакция на голос |
3 |
|
Как реакция на боль |
2 |
|
Отсутствует |
1 |
|
2. Двигательная функция (V, Verbal response)
|
|
|
Выполнение движений по команде |
6 |
|
Осознанная реакция на боль (отталкивание) |
5 |
|
Рефлекторная реакция на боль (отдергивание) |
4 |
|
Тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) |
3 |
|
Тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) |
2 |
|
Нет реакции на боль |
1 |
|
3. Речь (M, Motor response)
|
|
|
Ориентированная речь, четкие и правильные ответы |
5 |
|
Спутанная, дезориентированная речь |
4 |
|
Непонятная, бессмысленная речь |
3 |
|
Нечленораздельные звуки |
2 |
|
Отсутствует |
1 |
Результаты по шкале комы Глазго:
• 15 баллов - ясное, незамутненное сознание • 13-14 баллов - небольшое оглушение, дезориентация • 9-12 баллов - субкома, глубокое угнетение сознания • 4-8 баллов - кома • 3 балла - очень глубокая кома или гибель коры головного мозга
Симптом (от греч. σύμπτομα — случай, совпадение, признак) — один отдельный признак, частое проявление какого-либо заболевания, патологического состояния или нарушения какого-либо процесса жизнедеятельности, одна отдельная конкретная жалоба больного.
Гипогликемическая кома — остро возникающее патологическое состояние, проявляющееся реакцией нервной системы в определённой последовательности (кора больших полушарий → мозжечок → подкорково-диэнцефальные структуры → жизненно важные центры продолговатого мозга), связанное с падением или резким перепадом уровня гликемии (концентрации углеводов в плазме крови). Кома развивается остро. Иногда кратковременный период предвестников настолько мал, что кома начинается практически внезапно — в течение нескольких минут наступает потеря сознания и даже паралич жизненно важных центров продолговатого мозга.
Кровяное давление (Артериальное) — давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов, или, по-другому говоря, превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным, один из важных признаков жизни. Наиболее часто под этим понятием подразумевают артериальное давление. Кроме него, выделяют следующие виды кровяного давления: внутрисердечное, капиллярное, венозное. При каждом ударе сердца кровяное давление колеблется между наименьшим (диастолическим) и наибольшим (систолическим)
Гликемия (уровень глюкозы) (от др.-греч. γλυκύς — «сладкий» и αἷμα — «кровь»), содержание глюкозы в крови Норма 60—100 мг или 3,3—5,5 ммоль/л. Это — одна из самых важных управляемых переменных у живых организмов (гомеостаз). Термин был предложен французским физиологом Клодом Бернаром (1813—1878).
Пульс (от лат. pulsus — удар, толчок) — толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными циклами. В более широком смысле под пульсом понимают любые изменения в сосудистой системе, связанные с деятельностью сердца, поэтому в клинике различают артериальный, венозный и капиллярный пульс.
Температура тела — комплексный показатель теплового состояния организма животных, включая человека.
Сознание - В медицине, в частности в психиатрии, традиционно расстройства сознания противопоставляются «сознательности» или «ясности сознания». Понятие «ясность сознания» в медицине важно потому, что один и тот же симптом у «сознательного» больного (при «ясном сознании») приобретает совсем другое значение при расстройствах сознания - нарушениях его «ясности». Например, самые спутанные бредовые идеи сами по себе не имеют самостоятельного отрицательного прогностического значения, если наблюдаются при нарушенном, сумеречном состоянии сознания. Тот же симптом у сознательного больного указывает на тяжелое, обычно шизофреническое состояние. Классификация сознания человека в коме:
ясное, незамутненное сознание - термином «ясное сознание» в медицине принято обозначать такое психическое состояние человека, при котором у него сохраняется способность отдавать отчет о месте, времени, окружающей обстановке, состоянии и образе действий собственной личности.
небольшое оглушение, дезориентация - Расстройство сознания характеризуется спутанностью, умеренной оглушенностью; чаще наблюдаются заторможенность, сонливость либо психомоторное возбуждение; возможны психотические состояния (например, при токсической, гипогликемической коме); целенаправленные движения недостаточно координированы; вегетативные функции и соматический статус соответствуют характеру и тяжести основного и сопутствующих заболеваний; все рефлексы сохранены (их изменения возможны при первично-церебральной коме и коме, обусловленной нейротоксическими ядами).
субкома, глубокое угнетение сознания - Глубокий сон, сопор; контакт с больным не достигается; резкое ослабление реакций на боль; редкие спонтанные движения некоординированы (хаотичны); отмечаются патологические типы дыхания (шумное, стерторозное, Куссмауля, Чейна-Стокса и др., чаще с тенденцией к гипервентиляции); возможны непроизвольные мочеиспускания и дефекация; реакция зрачков на свет резко ослаблена, зрачки часто сужены; корнеальные и глоточные рефлексы сохранены, кожные рефлексы отсутствуют, выявляются пирамидные рефлексы, мышечная дистония, спастические сокращения, фибрилляции отдельных мышц, горметония (смена резкого напряжения мышц конечностей их расслаблением и появлением ранней контрактуры мышц).
кома - Сознание, реакция на боль, корнеальные рефлексы отсутствуют; глоточные рефлексы угнетены; часто наблюдается миоз, реакция зрачков на свет отсутствует; сухожильные рефлексы и тонус мышц диффузно снижены (возможны периодические локальные или генерализованные судороги); мочеиспускание и дефекация непроизвольны, Артериальное давление снижено, дыхание аритмично, часто угнетено до редкого, поверхностного, температура тела понижена.
очень глубокая кома или гибель коры головного мозга - Полная арефлексия, атония мышц; мидриаз; гипотермия, глубокое нарушение функций продолговатого мозга с прекращением спонтанного дыхания, резким снижением артериального давления.
Описание задач/подзадач, решаемых в предметной области
Поставленные цели решают следующие задачи/подзадачи:
Задача мониторинга состояния человека, включая первичную оценку по шкале Глазго;
Задача диагностики состояния человека;
Задача планирования необходимого лечения для человека в соответствии с определенным состоянием;
Задача мониторинга состояния человека, находящегося в коме
Система должна производить слежку в реальном времени за состоянием здоровья человека и дает его первичную оценку.
Дано: параметры, описанные в документе “шкала комы Глазго”;
Требуется: Осуществлять мониторинг параметров человеческого организма, а также периодически выдавать первичную оценку состояния человека на основе шкалы Глазго.
База знаний:
Таблица 1. Поле знаний (задача выдачи первичной оценки состояния сознания человека)
|
№ |
Содержание |
|
1 |
Если самопроизвольное открывание глаз, выполнение движений по команде и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - ясное, незамутненное сознание; |
|
2 |
Если открывание глаз как реакция на голос, выполнение движений по команде и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
3 |
Если открывание глаз как реакция на боль, выполнение движений по команде и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
4 |
Если открывание глаз отсутствует, выполнение движений по команде и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
5 |
Если самопроизвольное открывание глаз, осознанная реакция на боль (отталкивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
6 |
Если самопроизвольное открывание глаз, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
7 |
Если самопроизвольное открывание глаз, выполнение движений по команде и спутанная, дезориентированная речь, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
8 |
Если самопроизвольное открывание глаз, выполнение движений по команде и непонятная, бессмысленная речь, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
9 |
Если самопроизвольное открывание глаз, осознанная реакция на боль (отталкивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
10 |
Если самопроизвольное открывание глаз, осознанная реакция на боль (отталкивание) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
11 |
Если самопроизвольное открывание глаз, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
12 |
Если самопроизвольное открывание глаз, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и непонятная, бессмысленная речь, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
13 |
Если открывание глаз как реакция на голос, осознанная реакция на боль (отталкивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
14 |
Если открывание глаз как реакция на голос, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
15 |
Если открывание глаз как реакция на голос, выполнение движений по команде и спутанная, дезориентированная речь, то - небольшое оглушение, дезориентация; |
|
16 |
Если открывание глаз как реакция на голос, выполнение движений по команде и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
17 |
Если открывание глаз как реакция на голос, осознанная реакция на боль (отталкивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
18 |
Если открывание глаз как реакция на голос, осознанная реакция на боль (отталкивание) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
19 |
Если открывание глаз как реакция на голос, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
20 |
Если открывание глаз как реакция на голос, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и непонятная, бессмысленная речь, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
21 |
Если открывание глаз как реакция на боль, осознанная реакция на боль (отталкивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
22 |
Если открывание глаз как реакция на боль, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
23 |
Если открывание глаз как реакция на боль, выполнение движений по команде и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
24 |
Если открывание глаз как реакция на боль, выполнение движений по команде и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
25 |
Если открывание глаз как реакция на боль, осознанная реакция на боль (отталкивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
26 |
Если открывание глаз как реакция на боль, осознанная реакция на боль (отталкивание) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
27 |
Если открывание глаз как реакция на боль, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
28 |
Если открывание глаз как реакция на боль, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и непонятная, бессмысленная речь, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
29 |
Если самопроизвольное открывание глаз, выполнение движений по команде и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
30 |
Если самопроизвольное открывание глаз, выполнение движений по команде и речь отсутствует, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
31 |
Если самопроизвольное открывание глаз, осознанная реакция на боль (отталкивание) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
32 |
Если самопроизвольное открывание глаз, осознанная реакция на боль (отталкивание) и речь отсутствует, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
33 |
Если самопроизвольное открывание глаз, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
34 |
Если самопроизвольное открывание глаз, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и речь отсутствует, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
35 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
36 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то - кома |
|
37 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
38 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то - кома |
|
39 |
Если самопроизвольное открывание глаз, нет реакции на боль и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
40 |
Если самопроизвольное открывание глаз, нет реакции на боль и речь отсутствует, то – кома |
|
41 |
Если открывание глаз как реакция на голос, выполнение движений по команде и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
42 |
Если открывание глаз как реакция на голос, выполнение движений по команде и речь отсутствует, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
43 |
Если открывание глаз как реакция на голос, осознанная реакция на боль (отталкивание) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
44 |
Если открывание глаз как реакция на голос, осознанная реакция на боль (отталкивание) и речь отсутствует, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
45 |
Если открывание глаз как реакция на голос, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
46 |
Если открывание глаз как реакция на голос, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и речь отсутствует, то – кома |
|
47 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
48 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома |
|
49 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
50 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома |
|
51 |
Если открывание глаз как реакция на голос, нет реакции на боль и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
52 |
Если открывание глаз как реакция на голос, нет реакции на боль и речь отсутствует, то – кома |
|
53 |
Если открывание глаз как реакция на боль, выполнение движений по команде и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
54 |
Если открывание глаз как реакция на боль, выполнение движений по команде и речь отсутствует, то – субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
55 |
Если открывание глаз как реакция на боль, осознанная реакция на боль (отталкивание) и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
56 |
Если открывание глаз как реакция на боль, осознанная реакция на боль (отталкивание) и речь отсутствует, то – кома |
|
57 |
Если открывание глаз как реакция на боль, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
58 |
Если открывание глаз как реакция на боль, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и речь отсутствует, то – кома |
|
59 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
60 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома |
|
61 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
62 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома |
|
63 |
Если открывание глаз как реакция на боль, нет реакции на боль и нечленораздельные звуки, то - кома |
|
64 |
Если открывание глаз как реакция на боль, нет реакции на боль и речь отсутствует, то – кома |
|
65 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
66 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
67 |
Если самопроизвольное открывание глаз, нет реакции на боль и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
68 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
69 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
70 |
Если самопроизвольное открывание глаз, нет реакции на боль и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
71 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
72 |
Если самопроизвольное открывание глаз, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
73 |
Если самопроизвольное открывание глаз, нет реакции на боль и непонятная, бессмысленная речь, то – кома; |
|
74 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
75 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
76 |
Если открывание глаз как реакция на голос, нет реакции на боль и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
77 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
78 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
79 |
Если открывание глаз как реакция на голос, нет реакции на боль и спутанная, дезориентированная речь, то – кома; |
|
80 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
81 |
Если открывание глаз как реакция на голос, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то –кома; |
|
82 |
Если открывание глаз как реакция на голос, нет реакции на боль и дезориентированная речь, то –кома; |
|
83 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
84 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
85 |
Если открывание глаз как реакция на боль, нет реакции на боль и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - кома; |
|
86 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
87 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и спутанная, дезориентированная речь, то - кома; |
|
88 |
Если открывание глаз как реакция на боль, нет реакции на боль и спутанная, дезориентированная речь, то - кома; |
|
89 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
90 |
Если открывание глаз как реакция на боль, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
91 |
Если открывание глаз как реакция на боль, нет реакции на боль и дезориентированная речь, то - кома; |
|
92 |
Если открывание глаз отсутствует, выполнение движений по команде и дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
93 |
Если открывание глаз отсутствует, выполнение движений по команде и дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
94 |
Если открывание глаз отсутствует, выполнение движений по команде и нечленораздельные звуки, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
95 |
Если открывание глаз отсутствует, выполнение движений по команде и речь отсутствует, то – кома; |
|
96 |
Если открывание глаз отсутствует, осознанная реакция на боль (отталкивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
97 |
Если открывание глаз отсутствует, осознанная реакция на боль (отталкивание) и дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
98 |
Если открывание глаз отсутствует, осознанная реакция на боль (отталкивание) и непонятная, бессмысленная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
99 |
Если открывание глаз отсутствует, осознанная реакция на боль (отталкивание) и нечленораздельные звуки, то - кома; |
|
100 |
Если открывание глаз отсутствует, осознанная реакция на боль (отталкивание) и речь отсутствует, то – кома; |
|
101 |
Если открывание глаз отсутствует, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
102 |
Если открывание глаз отсутствует, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и дезориентированная речь, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
103 |
Если открывание глаз отсутствует, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
104 |
Если открывание глаз отсутствует, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и нечленораздельные звуки, то - кома; |
|
105 |
Если открывание глаз отсутствует, рефлекторная реакция на боль (отдергивание) и речь отсутствует, то – кома; |
|
106 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - субкома, глубокое угнетение сознания; |
|
107 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
108 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и непонятная, бессмысленная речь, то - кома; |
|
109 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома; |
|
110 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое сгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома; |
|
111 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - кома; |
|
112 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
113 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и дезориентированная речь, то - кома; |
|
114 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и нечленораздельные звуки, то - кома; |
|
115 |
Если открывание глаз отсутствует, тоническое разгибание на боль (сокращение мышц) и речь отсутствует, то – кома; |
|
116 |
Если открывание глаз отсутствует, дезориентированная речь, то - ориентированная речь с четкими и правильными ответами, то - кома; |
|
117 |
Если открывание глаз отсутствует, нет реакции на боль и дезориентированная речь, то - кома; |
|
118 |
Если открывание глаз отсутствует, нет реакции на боль и непонятная, бессмысленная речь, то - кома; |
|
119 |
Если открывание глаз отсутствует, нет реакции на боль и нечленораздельные звуки, то - кома; |
|
120 |
Если открывание глаз отсутствует, нет реакции на боль и речь отсутствует, то – кома; |
Задача диагностики состояния человека, находящегося в коме
На основе первичной оценки состояния здоровья человека происходит глубокая диагностика. Определяются параметры человеческого организма (артериальное давление, уровень глюкозы, пульс, температура), а также - фаза комы пациента. После чего прототип системы делает заключение о сознании человека.
Дано: первичная оценка состояния человека на основе шкалы Глазго.
Требуется: На основе имеющихся данных произвести глубокую диагностику организма человека, определить параметры человеческого организма (артериальное давление, уровень глюкозы, пульс, температура) фазу комы пациента. В конце сделать заключение о состоянии здоровья.
База знаний:
Таблица 2. Поле знаний (задача диагностики состояния сознания человека в коме)
|
№ |
Содержание |
|
1 |
Если ясное, незамутненное сознание, то - 0 Фаза гипогликемическая комы |
|
2 |
Если небольшое оглушение, дезориентация, то - 1 Фаза гипогликемическая комы |
|
3 |
Если ясное, субкома, глубокое угнетение сознания, то - 2 Фаза гипогликемическая комы |
|
4 |
Если кома, то - 3 Фаза гипогликемическая комы |
|
5 |
Если очень глубокая кома или гибель коры головного мозга, то - 4 Фаза гипогликемическая комы |
Таблица 3. Поле знаний (задача диагностики параметров человеческого организма)
|
Параметр организма |
0 Фаза (норма) |
1 Фаза |
2 Фаза |
3 Фаза |
4 Фаза |
|
Артериальное давление |
110/70 – 139/85 mmHg |
110/70 - 100/60 mmHg |
100/60 – 80/50 mmHg |
80/50 – 60/35 mmHg |
60/35 - 0/0 mmHg |
|
Уровень глюкозы |
4-5,5 |
5,5 – 6,5 |
6,5 – 7 |
7-8 |
8+ |
|
Пульс |
60 - 80 уд/мин |
80 -110 уд/мин |
110 -130 уд/мин |
130 – 150 уд/мин |
150+ уд/мин |
|
Температура |
35,9 – 37,2 |
35,9 – 35,3 |
35,3 – 29,5 |
29,5 – 26,5 |
26,5 - 0 |
(Примечание: Если №Фазы = [0,1,2,3,4,5], то Артериальное давление = [ . . . ] и Уровень глюкозы= [ . . . ] и Пульс= [ . . . ] и Температура= [ . . . ])
Задача планирования необходимого лечения для человека в соответствии с определенным состоянием
После того, как осуществится диагностика состояния здоровья человека и будет сделано соответствующее заключение, прототип системы составит необходимые рекомендации по лечению человека.
Дано: Заключение о состоянии здоровья.
Требуется: Составить рекомендации по лечению человека.
База знаний:
Таблица 4. Поле знаний (задача планирования необходимого лечения)
|
№ |
Содержание |
|
1 |
Если Уровень глюкозы = [5,2 – 5,5] то уровень глюкозы отклоняется от нормы, необходимо ввести внутривенно 40-50мл 40% раствора глюкозы (При правильном использовании: 80 % уровень глюкозы повышается на 0,5, 20% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 70% ничего не произойдет, 30% увеличится уровень глюкозы на 0,2, При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
2 |
Если уровень Артериального давления = [115-110] mmHg, то уровень артериального давления отклоняется от нормы, необходимо дать пациенту 25-35 капель настойки женьшеня (При правильном использовании: 80% Артериальное давление повышается на 15, 20% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 70% ничего не произойдет, 30% Артериальное давление повышается на 5; При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
3 |
Если пульс = [75-80] уд/мин, то частота пульса отклоняется от нормы, необходимо пациенту положить пациенту 1 горчичник на правую сторону груди (При правильном использовании: 80% Пульс понижается на 10, 20% ничего не происходит); |
|
4 |
Если {Артериальное давление = [5,2 – 5,5] и Пульс = [75-80]}, у пациента возможны признаки гипотонии, необходимо принять 1 настойку шиповника (При правильном использовании: 80% Пульс понижается на 10 и Артериальное давление повышается на 15; 20% ничего не происходит); |
|
5 |
Если температура = [35,9 – 35,3], то необходимо пациенту принять 1ст ложку кофейных зерен (Примечание: при этом 100 % , что пульс и артериальное давления повысятся на 20 уд/мин и 15 mmHg соответственно, а температура повышается на 1 градус) |
|
6 |
Если Уровень глюкозы = [6,2 – 6,5], то наблюдается продолжение ухудшения уровня глюкозы, необходимо повторно ввести внутривенно 40-50мл 40% раствора глюкозы (При правильном использовании: 70 % уровень глюкозы повышается на 0,5, 30% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 80% ничего не произойдет, 20% увеличится уровень глюкозы на 0,2, При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
7 |
Если уровень Артериального давления = [105-100] mmHg, то наблюдается продолжение ухудшения артериального давления, необходимо повторно дать пациенту 25-35 капель настойки женьшеня (При правильном использовании: 70% Артериальное давление повышается на 15, 30% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 80% ничего не произойдет, 20% Артериальное давление повышается на 5; При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
8 |
Если Пульс = [100 – 110] уд/мин, то наблюдаются признаки тахикардии у пациента, необходимо принять 1 таблетку глицина, 6 мг аденозина (При правильном использовании: 70% Пульс повышается на 15, 30% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 70% ничего не произойдет, 30% Пульс повышается на 5; При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
9 |
Если Температура = [35,3 – 35,0], то наблюдается повторное ухудшение температуры пациента, необходимо ввести 100 мпд пирогенала (Примечание: при этом 100 % , что температура повышается на 0,7 градуса, также 40% Артериальное давление понизится на 15) |
|
10 |
Если { Артериальное давление = [85 - 80] и уровень глюкозы = [6,8 – 7]}, наблюдается гипогликемическая кома, потеря сознания пациентом, необходимо ввести внутривенно 100 мг кокарбоксилазы, 5 мл 5% раствора аскорбиновой кислоты, а также 40-50мл 40% раствора глюкозы (При правильном использовании: 70 % уровень глюкозы повышается на 0,5 и Артериальное давление – на 15, 30% ничего не происходит; При использовании большей дозировки: 70% ничего не произойдет, 30% увеличится уровень глюкозы на 0,2 и Артериальное давление - на 5, При использовании меньшей дозировки: 100% ничего не происходит); |
|
11 |
Если Пульс = [125 – 135] уд/мин, то у пациента наблюдается приступ тахикардии, необходимо ввести внутривенно 12 аденозина (При правильном использовании: 65% Пульс понижается на 15, 35% ничего не происходит); |
|
12 |
Если Температура = [29,5 – 29,0], то наблюдается повторное ухудшение температуры пациента, необходимо ввести 500 мпд пирогенала (При правильном использовании: 65% повышается на 0,8 градусов, 35% ничего не происходит); |
|
13 |
Если { Артериальное давление = [65 – 55] и Уровень глюкозы = [7,7 – 8+] и Пульс = [140 – 150+] и Температура = [27,5 – 26,5-], у пациента возможна гибель коры головного мозга, необходимо ввести пациенту 0,5-1 мл 0,1% раствора адреналина (При правильном использовании: 40% Артериальное давление увеличивается на 25, Уровень глюкозы понижается на 1,5, Пульс понижается на 25 и температура повышается на 8 градусов, 60 % - гибель коры головного мозга); |
Архитектура прототипа динамической интегрированной экспертной системы “Мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме”
Первая экспериментальная реализация простейшего прототипа динамической интегрированной экспертной системы (ИЭС) “Управление ресурсами системы спутниковой связи между региональными центрами” проводилась на основе использования лицензионной системы G2 (Gensym Corp.). Поэтому архитектура прототипа динамической ИЭС, представленного на рис.1, отражает специфику технологии разработки прикладных динамических ИЭС на основе задачно-ориентированной методологии [1] и использования средств системы G2.
Диагностика состояния человека
Рис.1. Архитектура прототипа «мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме»
Основные компоненты представленной архитектуры:
Решатель и рабочая память, реализованные средствами системы G2 (Gensym Corp);
База знаний(БЗ), состоящая из двух частей: правил использующихся для решения задачи планирования, и правил, описывающих функционирование имитационной модели (ИМ) состояния сознания человека в коме;
Диалоговый компонент, используемый для взаимодействия с лечащем персоналом (выдает рекомендации по действиям, которые следует предпринять) и специалистом по имитационному моделированию (отображает информацию о текущем состоянии модели)
Подсистема имитационного моделирования
Решатель и рабочая память
Решатель и рабочая память реализованы средствами системы G2 (Gensym Corp). Для задачи планирования выдачи рекомендаций лечащему персоналу используется прямой вывод.
Диалоговый компонент
Диалоговый компонент прототипа динамической ИЭС “ Мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме ” обеспечивает отображение рекомендаций для лечащего персонала как в режиме консультации, так и выполнение запросов и отображение состояния имитационной модели для специалистов по имитационному моделированию. Для построения диалогового компонента средствами системы G2 используется мощный встроенный текстовый редактор G2, допускающий обработку текста на ограниченном английском языке. [2]
Приобретение знаний с помощью системы G2 осуществляется на основе встроенного в G2 текстового редактора, допускающего обработку текста на ограниченном английском языке[2], который использовался в ходе разработке прототипа динамической ИЭС для построения модели проблемной области «Мониторинг и диагностика состояния человека, находящегося в коме».
Блок выполнения запросов специалиста по имитационному моделированию
Блок выполнения запросов специалиста по имитационному моделированию предназначен для задания и изменения параметров имитационной модели.
Блок отображения состояния имитационной модели состояния человека в коме
Блок отображения состояния ИМ предназначен для отображения текущего состояния ИМ (Фаза комы пациента, параметры человеческого организма пациента) специалисту по имитационному моделированию.
Блок отображения рекомендаций лечащему персоналу
Блок отображения рекомендаций лечащему персоналу предназначен для выдачи рекомендаций лечащему персоналу в соответствии с конкретной ситуацией.
Подсистема имитационного моделирования
Система G2 не имеет встроенной подсистемы имитационного моделирования, поэтому ИМ и средства её отладки можно реализовать базовыми средствами системы G2, а именно правилами и процедурами G2. [2]
Общая характеристика имитационной модели “Состояния сознания человека в коме”
Для реализации прототипа была построена имитационная модель:
Рис.2. ИМ состояния человека, находящегося в коме
Она характеризуется такими параметрами, как
Состояние человека, находящегося в коме, параметры человеческого организма;
Множество контролируемых неуправляемых параметров (на рис.2. обозначенных вектором Х), отображающих состояние сознания человека;
Модель случайных возмущений, генерирующую множество возмущений (на рис.2. обозначенных вектором E ) таких, как внезапное изменение одного или нескольких параметров человеческого организма, несоответствующее определенному диапазону значений для данной конкретной фазы;
Модель системы управления, обеспечивающую формирование множества контролируемых управляемых параметров, (на рис.2. обозначенных вектором U), т.е. параметры человеческого организма;
Множество выходных параметров модели объекта управления (на рис.2 обозначенных вектором Y );
Описание имитационной модели “Состояния человека, находящегося в коме”
В качестве метода имитационного моделирования выбран процессный метод сканирования активности [2]. Для этого выделяются состояния системы и описываются действия, которые переводят ее из одного состояния в другое. Условия начала или окончания действия проверяются после очередного продвижения имитационного времени.
Если заданные условия удовлетворяются, происходит соответствующее действие. Для того чтобы было выполнено каждое действие в модели, сканирование условий производится для всего множества действий при каждом продвижении имитационного времени. Время изменения состояния помещения составляет постоянную величину, которая сопоставляется с интервалом сканирования активности.
В соответствии с методикой построения ИМ [2] саму ИМ формально можно представить следующим образом:
МИМСЖ = <MCY, MP, MBB, Vx, Vu, Ve, Vy, Vz, S, Fy→u, Fxeu→yz>, где
MOY – модель состояния сознания человека
MCY – модель системы управления
MBB – модель случайных возмущений
Vx – множество контролируемых неуправляемых входов
Vu - множество контролируемых управляемых входов MOY
Ve – множество случайных возмущений
Vy – множество выходных параметров MOY (используется в регуляторе)
Vz - множество выходных параметров MOY
S – множество возможных состояний
Fy→u - функция генерации управляющего вектора модели сознания человека
на основе поступившего выходного
вектора
Fxeu→yz – функция отображения ОУ в его выход.
Модель состояния сознания человека:
MOY = < Er,Vr,Mr >, где
Er – Eye response, функция открывания глаз, имеет собственный набор параметров (самопроизвольное открывание, как реакция на голос, как реакция на боль и открывание глаз отсутствует);
Vr – Verbal response, двигательная функция, имеет собственный набор параметров (выполнение движений по команде, отталкивание, отдергивание, тоническое сгибание на боль, тоническое разгибание на боль, нет реакции на боль);
Mr – Motor response, речевая функция, имеет собственный набор параметров (ориентированная речь, четкие и правильные ответы; спутанная, дезориентированная речь; непонятная, бессмысленная речь; нечленораздельные звуки; речь отсутствует);
Модель системы управления
MCY = <Bs>, где
Bs – блок управления состоянием сознания человека, Bs = < Ap, Lg, P, T >, где
Ap – блок управления артериальным давлением;
Lg – блок управления уровнем глюкозы;
P – блок управления пульсом;
T – блок управления температурой;
Основные входы и выходы:
Vx = (Vx1, Vx2, Vx3, Vx4)
Vx1 – артериальное давление
Vx2 – уровень глюкозы
Vx3 - пульс
Vx4 - температура
Vu = (Vu1, Vu2, Vu3, Vu4, Vu5, Vu6, Vu7, Vu8, Vu9, Vu10, Vu11, Vu12, Vu13, Vu14, Vu15)
Vu1 – самопроизвольное открывание глаз
Vu2 – открывание глаз как реакция на речь
Vu3 – открывание глаз как реакция на боль
Vu4 – открывание глаз отсутствует
Vu5 – выполнение движений по команде
Vu6 – отталкивание
Vu7 – отдергивание
Vu8 – тоническое сгибание на боль
Vu9 – тоническое разгибание на боль
Vu10 – нет реакции на боль
Vu11 – ориентированная речь, четкие и правильные ответы
Vu12 - спутанная, дезориентированная речь
Vu13 - непонятная, бессмысленная речь
Vu14 - Нечленораздельные звуки
Vu15 – речь отсутствует
Ve = (Ve)
Ve – непредвиденное изменение параметров организма (пульс, температура и т.д.)
Множество выходных параметров
Vy = (Vy1, Vy2, Vy3)
Vy1 – eye response
Vy2 – verbal response
Vy3 – motor response
Множество выходных параметров MOY
Множество состояний системы
S = (S1, S2, S3, S4, S5, S6)
S1 - ясное, незамутненное сознание
S2 - небольшое оглушение, дизориентация
S3 - субкома, глубокое угнетение сознания
S4 - кома
S5 - очень глубокая кома или гибель коры головного мозга