Функционирование систем вероятностной диагностики

1)Выборка вероятностей всех симптомов для предполагаемых заболеваний. Если заболеваний три (D1,D2,D3), то должно появиться три группы чисел:

P(S₂/D₁) P(S₂/D₂) P(S₂/D₃)

P(S₇/D₁) P(S₇/D₂) P(S₇/D₃)

P(S₉/D₁) P(S₉/D₂) P(S₉/D₃)

Если симптомов много и много возможных диагнозов, что и бывает на практике, то один этот этап выборки осуществить без привлечения ЭВМ принципиально невозможно, что и сделало данный метод возможным лишь с использованием компьютерных технологий.

2)Вычисление условной вероятности симптомокомплекса P(S_сi/D_j). Вычисляют по формуле, известной из теории вероятностей. Условная вероятность симптомокомплекса представляет собой произведение вероятностей симптомов данного симптомокомплекса при данном диагнозе. Например, для симптомокомплекса из n симптомов для некоторого диагноза J:

P(S_ci/Dj)= P(S₁/D_j)*P(S₂/D_j) *... * P(S_n/D_j) (1)

Количество получаемых таки образом условных вероятностей равно количеству рассматриваемых в системе диагнозов (т.е. числу столбцов таблицы).

Определение априорной вероятности заболевания.

Априорной вероятностью некоторого диагноза (Dj) называют эмпирическую частоту наблюдения данного заболевания в некоторых конкретных условиях. Априорная вероятность обозначается P(D_j).Она характеризует распределение болезней в данной группе населения. Такой группой может быть контингент данной больницы, данного района, данного города. Априорной (доопытной) она называется потому, что уже известна до получения симптомокомплекса, т.е. к ней новый больной никакого отношения не имеет. Смысл введения в диагностику величины P(D_j) состоит в том, что она непостоянна и зависит от географических, сезонных, эпидемиологических и других факторов, которые должны быть учтены при постановке диагноза. Например, в какой-либо больнице наугад было выбрано 100 человек, 70 из них оказались больны гриппом. Значит, вероятность заболевания гриппом у всех пациентов в данной больнице будет равна 70/100=0,7, когда эпидемия гриппа будет ликвидирована, естественно и P(D_j) для гриппа в этой больнице будет другой. Величина априорной вероятности диагноза является одной из величин, которая в процессе работы диагностической системы требует мониторинга и текущей коррекции.

Вычисление нормировочного коэффициента (Psc).

Нормировочный коэффициент представляет собой полную вероятность наличия симптомокомплекса при всех заболеваниях. Эта величина несет математический смысл, представляя собой полную сумму попарных произведений условных вероятностей симптомокомплекса для данного диагноза на априорную вероятность этого диагноза:

Psc = P(S_сi/D₁) * p(D₁)+ P(S_сi/D₂) * p(D₂)+ …+P(S_сi/D_n) * p(D_n)

Полное количество слагаемых в данной сумме равно числу диагнозов, рассматриваемых в данной системе.

5)Вычисление вероятностей диагнозов при данном симптомокомплексе (P(D_j/S_ci)).

Данный этап являет предпоследним в схеме функционирования системы и основан на использовании теоремы Байеса (формула вероятности гипотез):

P(D_j/S_ci)=[ P(S_сi/D_j) x P(D_j)] / [ P(Sc) ]

Количество вероятностей диагнозов равно числу диагнозов системы. Иными словами в результате данного этапа работы система вычисляет вероятность каждого из имеющихся диагнозов.

Постановка диагноза.

Этап является наиболее простым и основан на простом сравнении полученных на этапе (5) величин. Наибольшая величина и указывает на тот диагноз, который наиболее вероятен при данном симптомокомплексе. Теоретически возможны случаи, когда вероятность нескольких диагнозов равна. В этом случае необходимо говорить о том, что диагностическая таблица, использующаяся в системе недостаточно совершенна, чтобы “различить” эти диагнозы.