ESQUEMA PARA LA PRESENTACIÓN DEL TRABAJO FINAL

FASE 1: EVALUACIÓN

1.1 Motivación para el Esfuerzo.

Los sistemas expertos son de mucha utilidad en la vida real, y apoyan en

gran manera a los sistemas de soporte a la decisión, ya que nos permiten

realizar decisiones basadas en la experiencia humana de algún

especialista en determinada área, como porejemplo la medicina, esto es

con el fin de retener el conocimiento y conllevándonos a una toma de

decisiones más apegada a la realidad y con más información.

Con esto podemos establecer que uno de los bienes mejor valuados es el

conocimiento humano, y con esto la capacidad de tomar decisiones y de

aportar un punto de opinión. En la actualidad, con la ayuda de las

personas especializadas podemos crear un sistema que simule la

evaluación de los mismos a través de estudio de cierta situación.

A esto se le conoce como sistema experto. En los últimos años, la

progresiva incorporación de los avances tecnológicos (aplicación de la

informática) en la práctica de la medicina han hecho que esta ciencia

médica del futuro sufra un cambio radical.

Los Sistemas Expertos nos permiten tomar mejores decisiones, que

lógicamente, se traducen en resultados positivos. Está claro que el

desarrollo de estos sistemas ha ido incrementándose a través del tiempo, y

por lo tanto ha podido ayudar a muchísima gente, específicamente en el

ámbito de la medicina, por lo que se considera de gran importancia

abordar este proyecto de diagnóstico de trastornos neuromusculares.

El presente trabajo pretende contribuir en las investigaciones de Sistemas

expertos aplicados a la Medicina. Consiste en el desarrollo de un Sistema

Experto que se propone como herramienta informática para asistir al

médico en el diagnóstico de enfermedades ¿Por qué está organización

motivada para seguir Sistemas Expertos? Esta organización está motivada

para tener dentro de su base de conocimiento toda la información

necesaria y sintomatología De acuerdo a lo antes mencionado existen dos

posiciones que puede asumir una organización al incursionar en la

tecnología de Sistemas Expertos

Conducida por el Problema

Ocurre cuando la organización trata de resolver un problema que ya se ha

identificado.

Conducida por la Solución

En algunos casos una organización es motivada para explorar una tecnología

nueva por un interés general o curiosidad.

1.2 Identificar problemas candidatos.

El Hospital cualesquiera atiende a la población menos favorecida de este sector.

Su instalación cuenta con reducidas : camas, posee servicios clínicos, se manejan especialidades y más subespecialidades y tiene una planta de personal reducidas empleados entre Médicos Especialistas, Generales, Enfermeras Profesionales, Fisioterapeutas y otros profesionales de la salud, el personal administrativo y operativo.

En las salas de hospitalización, a diario se reciben un promedio mayor de su capacidad de pacientes, lo cual amerita una cantidad considerable de médicos de diferentes especialidades, enfermeras profesionales y auxiliares de enfermería.

Pero debido al difícil sostenimiento económico de un hospital del estado, no existe la posibilidad de contratación necesaria, principalmente para el personal médico especialista.

Debido a lo anterior, existe una falta de oportunidad de consulta con especialista

en los diferentes turnos de las múltiples salas de hospitalización, por lo cual se ha

visto afectada la oportunidad de atención a los pacientes hospitalizados

Esta tarea solo ocurre cuando la organización es conducida por la solución.

Este paso es hecho antes que la viabilidad formal y estudios costo/beneficio y es

llamado PRE-DETERMINACION.

Formando la Lista

- Diagnóstico de enfermedades.

- Sintomatologías.

Demostración de la Tecnología

La organización va usar el Sistema Experto entonces vemos el proyecto como

el uso de una tecnología u herramienta de uso del experto humano y el

proyecto es algo pequeño y relativamente simple es más preferible que tener

un sistema complejo. Por simple, quiere decir que el problema parece a

primera vista de ser solucionable..

Sugerencias para escoger un buen problema

Para las organizaciones buscando explorar la tecnología considere los

siguientes puntos:

Toma de decisión humana.

Conocimiento heurístico.

Pequeño.

Simple.

Éxito probable.

Algún valor.

FASE 2: ADQUISICIÓN DEL CONOCIMIENTO

2.1 Recolección del conocimiento.

Es toda la información necesaria que se realiza para capturar la base de

concimiento

%----------------------------------------------------------------

% Listado de enfermedades a Dagnosticar

%----------------------------------------------------------------

enfermedad(neumonia).

enfermedad(tuberculosis).

enfermedad(hepatitisB).

enfermedad(gastritis).

enfermedad(sinusitis).

%----------------------------------------------------------------

% sintoma(X,Y) = X es sintoma de Y, donde Y es enfermedad

%----------------------------------------------------------------

% enfermedad: Neumonia

sintoma(fiebre,neumonia).

sintoma(dolorToráxico , neumonia).

sintoma(dolorCabeza , neumonia).

sintoma(escalofrios, neumonia).

sintoma(tos,neumonia).

% enfermedad: Tuberculosis

sintoma(fiebre,tuberculosis).

sintoma(cansancio,tuberculosis).

sintoma(pérdidaPeso,tuberculosis).

sintoma(faltaApetito,tuberculosis).

sintoma(tos ,tuberculosis).

sintoma(sudoracion ,tuberculosis).

% enfermedad: Hepatitis B

sintoma(fiebre,hepatitisB).

sintoma(nauseas,hepatitisB).

sintoma(dolorParteAltaAbdomen,hepatitisB).

sintoma(ictericia,hepatitisB).%color amarillo de la piel y el ojo

sintoma(orinaColorOscuro,hepatitisB).

% enfermedad: Gastritis

sintoma(distencionAbdominal,gastritis).

sintoma(nauseas,gastritis).

sintoma(dolorParteAltaAbdomen,gastritis).

sintoma(faltaApetito,gastritis).

sintoma(acidezEstomacal,gastritis).

% enfermedad: Sinusitis

sintoma(fiebre,sinusitis).

sintoma(congestionSecrecionNasal,sinusitis).

sintoma(dolorCabeza,sinusitis).

sintoma(tos,sinusitis).

%--------------------------------------------------------------------

% medicamento(X,Y) = X es medicamento de Y

%--------------------------------------------------------------------

% enfermedad: Neumonia

medicamento(ibuprofeno ,neumonia).

medicamento(azitromicina,neumonia).

medicamento(claritromicina,neumonia).

medicamento(amoxicilina,neumonia).

medicamento(dextrometorfano,neumonia).

% enfermedad: Tuberculosis

medicamento(ibuprofeno ,tuberculosis).

medicamento(complejoB,tuberculosis).

medicamento(pirazinamida,tuberculosis).

medicamento(ribavirina,tuberculosis).

medicamento(dextrometorfano,tuberculosis).

% enfermedad: Hepatitis B

medicamento(ibuprofeno,hepatitisB).

medicamento(ondansetron,hepatitisB).

medicamento(omeprazol ,hepatitisB).

medicamento(timosina ,hepatitisB).

medicamento(entecavir,hepatitisB).

% enfermedad: Gastritis

medicamento(almax ,gastritis).

medicamento(ondansetron,gastritis).

medicamento(omeprazol ,gastritis).

medicamento(ribavirina_l,gastritis).

medicamento(ridocaina ,gastritis).

% enfermedad: Sinusitis

medicamento(ibuprofeno,sinusitis).

medicamento(ampicilina,sinusitis).

medicamento(clindamicina ,sinusitis).

medicamento(amoxicilina,sinusitis).

medicamento(dextrometorfano,sinusitis).

%---------------------------------------------------------

% tiene_sintoma(X,Y) = paciente X tiene sintoma de Y

%---------------------------------------------------------

tiene_sintoma(juan,escalofrios).

tiene_sintoma(juan,tos).

tiene_sintoma(pedro,escalofrios).

tiene_sintoma(ana,fiebre).

tiene_sintoma(ana,tos).

tiene_sintoma(maria,ictericia).

tiene_sintoma(maria,vomitos).

tiene_sintoma(maria,cansancio).

tiene_sintoma(carlos,fiebre).

tiene_sintoma(carlos,dolorParteAltaAbdomen).

tiene_sintoma(carlos,nauseas).

%---------------------------------------------------------------------

% especialidad(X) = X es especialidad

% --------------------------------------------------------------------

especialidad(neumologia).

especialidad(hepatologia).

especialidad(otorinolaringologia).

especialidad(gastroenterologia).

especialidad(medicinaGeneral).

%---------------------------------------------------------

% doctor(X) = X es doctor

%---------------------------------------------------------

doctor(ramonMendoza).

doctor(luisPerez).

doctor(jennyCornejo).

doctor(cesarHernandez).

doctor(mariluPeralta).

doctor(jaimeParra).

doctor(marcoMollo).

doctor(rosaCasavilca).

%---------------------------------------------------------------

% especialista_en(X,Y) = X es especialista en Y(especialidad)

%-----------------------------------------------------------------

especialista_en( ramonMendoza ,neumologia).

especialista_en( luisPerez ,hepatologia).

especialista_en( jennyCornejo ,otorinolaringologia).

especialista_en( jennyCornejo ,medicinaGeneral).

especialista_en( jennyCornejo ,gastroenterologia).

especialista_en( cesarHernandez ,gastroenterologia).

especialista_en( mariluPeralta ,medicinaGeneral).

especialista_en( jaimeParra ,otorinolaringologia).

especialista_en( marcoMollo ,neumologia).

especialista_en( rosaCasavilca ,medicinaGeneral).

especialista_en( rosaCasavilca, neumologia).

%-------------------------------------------------------------------

% tratado_en(X,Y) = X(enfermedad) es tratado en Y(especialidad)

%-------------------------------------------------------------------

tratado_en(neumonia,neumologia).

tratado_en(hepatitisB,hepatologia).

tratado_en(sinusitis,otolaringologia).

tratado_en(gastritis,gastroenterologia).

tratado_en(tuberculosis,medicinaGeneral).

tratado_en(tuberculosis,neumologia).

2.2 Interpretación.

Enfermedad: neumonía, tubercolosis, hepatitis B, gastritis y sinusitis.

Sintoma: fiebre, dolor toraxico,dolor de cabeza, escalosfrios, tos, cansancio,

falta de apetito, perdida de peso, sudoración, nauseas, dolor parte alta

abdomen, icteria, orina color oscuro, distención abdominal, acidez estomacal,

congestion secreción nasal.

Medicamento: ibuprofeno, azitromicina, claritromicina, amoxicilina,

dextrometorfano.

Paciente: Juan, Ana, Maria, Carlos, Pedro.

Especialidad: neumología, hepatología, otorinolaringologia, gastroenterología,

medicina general.

Doctor: Ramon Mendoza, Luis Perez, Jenny Cornejo, Cesar Hernandez, Marilu

Peralta, Jaime Parra, Marco Mollo y Rosa Casavilca.

2.3 Análisis.

Enfermedad: Es del mal que aqueja el paciente

Sintoma: son las sintomatologías que presenta el paciente

Medicamento: son los tramientos dados por el profesional de una determinada

especialidad

Tiene_sintoma: Habla sobre la sintomatología del paciente.

Especialidad: Es la especialidad que el doctor ejerce.

Doctor: Es el profesional que trata al paciente para su tratamiento.

Especialista_en: Habla del Doctor es especialista en una determinada rama.

Tratado_en: habla de la enfermedad que es tratado por un especialista.

2.4 Diseño de métodos para recolectar conocimiento

adicional.

Siguiendo la entrevista, la información recolectada necesita ser analizada. Los

objetivos Y METAS de este esfuerzo son determinar qué fue aprendido y que

problemas adicionales debe seguirse.

Normalmente una trascripción es primero hecha de una grabación de la sesión.

Esta trascripción es luego revisada para identificar las piezas clave del

conocimiento, conceptos, reglas, etc. Estas piezas de conocimiento son luego

analizadas para formar teorías en su organización y cómo ellas relacionan a lo que

ya es conocido sobre el problema. También se agregan estas piezas de

conocimiento a la documentación del proyecto de una manera discutida después

en este capítulo.

Un alcance que puede ayudar a analizar el conocimiento recolectado es grabar la

información recolectada gráficamente. Las representaciones gráficas en la forma

de mapas de concepto, redes de inferencia, diagramas de flujo y árboles de

decisión pueden ser de valor particular.

METAS

Proceso Objetivo Magnitud Unidad de medida

Descripción 15 DIAS 30 DIAS 45 DIAS

Asignar Médico Especialista a las área de hospitalización

1

2

900 Pacientes Hospitalizados

Nº de Consultas Realizadas

- Revisión hora médico contratada

- Asignación de Especialistas

- Disminuir tiempos de hospitalización

- Asignación de Especialistas

Oportunidad en la atención a pacientes hospitalizados

1

2

900 Pacientes Hospitalizados

Nº de Pacientes Atendidos

- Priorizar pacientes críticos- Revistas Médicas a

intervalos más cortos

-Revisión de agendas médicas.

- Ajuste de tiempo de atención por consulta

Disminuir tiempos de hospitalización

3

Días de Hospitalización

Nº de Días de Hospitalización

- Agilizar Interconsultas Médicas.- Agilizar Procedimientos

- Agilizar interconsultas Médicas

- Agilizar Procedimientos

Capacitar al personal de las áreas de hospitalización 4

900 Empleados del área clínica

Nº de Personas Capacitadas

- Realizar programa de capacitación

- Ejecutar el programa de capacitación

-Realiza el programa de capacitación

- Ejecutar el programa de capacitación

INDICADORES

Nombre del indicador

Metas Formula del indicador Estado inicial Valor esperado

Período

Nº de Consultas por especialista (1) 1

Nº Consultas Médicas 30% de Atenciones Médicas

100% de Atenciones

Médicas

6 Meses

Oportunidad en la Atención (2) 2

Nº Personas atendidas / Total personas

hospitalizadas * 100

35 % personas atendidas

100 % Población Atendida

6 Meses

Promedio Estancia (3) 3

Nº de días hospitalizado paciente / total de pacientes

hospitalizados

10 días 3 días 6 Meses

(1) Refiere el Nº de consultas que realiza un médico especialista

(2) Cantidad de Personas atendidas sobre el total de personas que necesitan la atención, en este caso los pacientes hospitalizados

(3) Refiere los días de hospitalización de cada paciente sobre el total de los pacientes hospitalizados

SOLUCIONES

1. Implementar un Sistema Experto en las diferentes áreas de hospitalización que mejore la oportunidad de atención a los pacientes y brinde apoyo médico a los profesionales de la salud no médicos.

2. Contratación de personal Médico Especializado para los servicios de Hospitalización.

3. Realizar Remisiones a otras instituciones debido a la falta de personal médico.

TABLA DE VALORACION CUALITATIVA

COSTO

20%

TIEMPO

30%

PERSONAL

20%

SOFTWARE

30%

1 COSTO MEDIOMENOR TIEMPO

PERSONAL ENTRENADO

FACIL ADQUISICION

2 COSTO ALTOMAYOR TIEMPO

PERSONAL ESPECIALIZADO

NO REQUIERE

3 COSTO ALTOMAYOR TIEMPO

PERSONAL ESPECIALIZADO

NO REQUIERE

COSTO MEDIO: Aunque es un gasto considerable para la institución, a largo plazo reporta más ingresos para la institución y es de bajo costo su mantenimiento.

COSTO ALTO: Representa un gran gasto para la institución ó Implica menos ingresos para la misma.

CRITERIO

SOLUCION

TABLA DE VALORACION CUANTITATIVA

COSTO

20%

TIEMPO

30%

PERSONAL

20%

SOFTWARE

30%DEFINITIVA

1 5 4 5 5 4.8

2 2 3 3 1 2.3

3 1 2 3 1 1.8

ESCALA DE VALORIZACION:

1 - Pésimo2 - Malo3 - Regular4 - Bueno5 - Excelente

SOLUCION ÓPTIMA

1. Implementar un Sistema Experto en las diferentes áreas de hospitalización que mejore la oportunidad de atención a los pacientes y brinde apoyo médico a los profesionales de la salud no médicos.

CRITERIO

SOLUCION

CRONOGRAMA – DIAGRAMA DE GANNT

Analizaremos la línea de tiempo entre la lista de actividades que tenemos por desarrollar contra el numero de días que emplearemos para realizar los mismos.

Implementación del Software

7 Mes

8 Mes

6 Mes

5 Mes

4 Mes

3 Mes

2 Mes

1 Mes

Capacitación del personal Clínico

Compra de Equipos Nuevos

Programación y Desarrollo del Software

Presentación del Proveedor escogido

Selección de la mejor opción

Licitación

FASE 3: DISEÑO

3.1 Seleccionar Técnica de Representación del Conocimiento.

3.2 Seleccionar Técnica de Control.

En las salas de hospitalización, a diario se reciben un promedio de 15 a 20 pacientes, por especialidad y por cada personal lo cual amerita una cantidad considerable de médicos de diferentes especialidades, enfermeras profesionales y auxiliares de enfermería

Estamos principalmente interesado en demostrar alguna hipótesis o recomendación. También, si el número de metas es mucho menor que la cantidad de posible data, entonces considera un alcance de encadenamiento hacia atrás

DIAGRAMA CAUSA - EFECTO

TIPO DE PROBLEMA VERSUS INFERENCIA Y REPRESENTACIÓN

DE CONOCIMIENTO

TIPO DE

PROBLEMA

INFERENCIAREPRESENTACIÓN DEL

CONOCIMIENTO

HACIA HACIA

ATRÁS

ADELANTE

REGLAS FRAMES

INDUCCIÓN

CONTROL BAJO ALTO ALTO AVG. BAJO

DISEÑO BAJO ALTO ALTO BAJO BAJO

DIAGNÓSTICO ALTO

BAJO ALTO MEDIO MEDIO

TIPO DE

PROBLEMA

INFERENCIAREPRESENTACIÓN DEL

CONOCIMIENTO

HACIA HACIA

ATRÁS ADELANTE

REGLAS FRAMES

INDUCCIÓN

INSTRUCCIÓN ALTO

MEDI

O ALTO MEDIO BAJO

INTERPRETACIÓN MEDIO ALTO ALTO BAJO ALTO

SEGUIMIENTO BAJO ALTO ALTO MEDIO BAJO

PLANIFICACIÓN BAJO ALTO ALTO MEDIO BAJO

PREDICCION MEDIO ALTO ALTO BAJO ALTO

Tabla N° 1: . Tipo de problema versus inferencia y Representación de Conocimiento

PRESCRIPCIÓN MEDIO

MEDIO ALTO BAJO BAJO

SELECCIÓN ALTO BAJO ALTO BAJO MEDIO.

3.3 Seleccionar Software de Desarrollo de Sistema Experto.

SWI-Prolog es una implementación en código abierto (en inglés, open source)

del lenguaje de programación Prolog. Su autor principal es Jan Wielemaker. En desarrollo

ininterrumpido desde 1987, SWI-Prolog posee un rico conjunto de

características, bibliotecas (incluyendo su propia biblioteca para GUI, XPCE), herramientas

(incluyendo unIDE) y una documentación extensiva. SWI-Prolog funciona en las

plataformas Unix, Windows y Macintosh.

El nombre SWI deriva de Sociaal-Wetenschappelijke Informatica ("Informática de Ciencias

Sociales"), el antiguo nombre de un grupo de investigación en la Universidad de

Ámsterdam en el que Wielemaker está integrado. El nombre de ese grupo se cambió

posteriormente a HCS (Human-Computer Studies).

NetBeans es un entorno de desarrollo integrado libre, hecho principalmente para el

lenguaje de programación Java. Existe además un número importante de módulos para

extenderlo. NetBeans IDE2 es un producto libre y gratuito sin restricciones de uso.

NetBeans es un proyecto de código abierto de gran éxito con una gran base de usuarios,

una comunidad en constante crecimiento, y con cerca de 100 socios en todo el mundo.

Sun MicroSystems fundó el proyecto de código abierto NetBeans en junio de 2000 y

continúa siendo el patrocinador principal de los proyectos.

La plataforma NetBeans permite que las aplicaciones sean desarrolladas a partir de un

conjunto de componentes de software llamados módulos. Un módulo es un archivo Java

que contiene clases de java escritas para interactuar con las APIs de NetBeans y un

archivo especial (manifest file) que lo identifica como módulo. Las aplicaciones construidas

a partir de módulos pueden ser extendidas agregándole nuevos módulos. Debido a que los

módulos pueden ser desarrollados independientemente, las aplicaciones basadas en la

plataforma NetBeans pueden ser extendidas fácilmente por otros desarrolladores de

software.

ARQUITECTURA BÁSICA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

Base de conocimientos. Es la parte del sistema experto que contiene el conocimiento

sobre el dominio. hay que obtener el conocimiento del experto y codificarlo en la base

de conocimientos. Una forma clásica de representar el conocimiento en un sistema

experto son lar reglas. Una regla es una estructura condicional que relaciona

lógicamente la información contenida en la parte del antecedente con otra información

contenida en la parte del consecuente.

Base de hechos (Memoria de trabajo). Contiene los hechos sobre un problema que se

han descubierto durante una consulta. Durante una consulta con el sistema experto, el

usuario introduce la información del problema actual en la base de hechos. El sistema

empareja esta información con el conocimiento disponible en la base de conocimientos

para deducir nuevos hechos.

Motor de inferencia. El sistema experto modela el proceso de razonamiento humano

con un módulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de inferencia

trabaja con la información contenida en la base de conocimientos y la base de hechos

para deducir nuevos hechos. Contrasta los hechos particulares de la base de hechos

con el conocimiento contenido en la base de conocimientos para obtener conclusiones

acerca del problema.

Subsistema de explicación. Una característica de los sistemas expertos es su

habilidad para explicar su razonamiento. Usando el módulo del subsistema de

explicación, un sistema experto puede proporcionar una explicación al usuario de por

qué está haciendo una pregunta y cómo ha llegado a una conclusión. Este módulo

proporciona beneficios tanto al diseñador del sistema como al usuario. El diseñador

puede usarlo para detectar errores y el usuario se beneficia de la transparencia del

sistema.

Interfaz de usuario. La interacción entre un sistema experto y un usuario se realiza en

lenguaje natural. También es altamente interactiva y sigue el patrón de la conversación

entre seres humanos. Para conducir este proceso de manera aceptable para el

usuario es especialmente importante el diseño del interfaz de usuario. Un

requerimiento básico del interfaz es la habilidad de hacer preguntas. Para obtener

información fiable del usuario hay que poner especial cuidado en el diseño de las

cuestiones. Esto puede requerir diseñar el interfaz usando menús o gráficos.

Categorías de software

Importancia de características de software

Las características a considerar en la elección de una herramienta de desarrollo

son:

General

Costo

El Hardware de la computadora

Licencia

Figura N° 2: Categorías de Software

SOFTWARE PARA SISTEMA EXPERTO

LENGUAJES SWI PROLOG

BASADO EN REGLAS

BASADO EN OBJETOS

BASADO EN REGLAS

INDUCCION

Apoyo en la capacitación

Desarrollador de Interfaz

Codificando el conocimiento.

Razonamiento inexacto.

Establecer reglas

Acceso externo al programa:

Utilidades de depuración.

Interfaz de usuario

Preguntas

Explicaciones

Gráficos

Hipertexto

3.4 Desarrollo de Prototipo.

3.5 Desarrollo de Interfase.

Interfaz con el Usuario 

Requisitos o Características de la interface:

1. El aprendizaje del manejo debe ser rápido.2. El usuario no debe dedicar mucho tiempo al manejo del sistema, debe ser

intuitivo, fácil en su manejo. No se debe olvidar que el SE simula al comportamiento de un experto.

3. Debe sernos cómodo y relativamente sencillo en cuanto al manejo.4. Debe evitarse en lo posible la entrada de datos errónea.5. Los resultados deben presentarse en una forma clara para el usuario.6. Las preguntas y explicaciones deben ser comprensibles.

3.6 Desarrollo del Producto.

FASE 4: PRUEBAS

4.1 Validación del Sistema.

4.2 Evaluación de la Prueba/Evaluación.

FASE 5: DOCUMENTACIÓN

5.1 Relación de temas que deben ser documentados.

5.2 Organización de la documentación.

5.3 Documentación Impresa.

5.4 Documentación en hipertexto.

5.5 Reporte Final.