fuzzy system Dotaz Zobrazit nápovědu
[Biomedical applications of fuzzy logic]
- MeSH
- diagnóza metabolismus MeSH
- expertní systémy MeSH
- fuzzy logika MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Expertní znalosti v humanitních oborech jsou charakteristické svou nejistotou a neurčitostí. Údaje, se kterými expert (např. lékař) pracuje, jsou často nepřesné, nejisté a neurčité, ale právě podle takových informací se odborník musí rozhodovat. Zpracováním neurčitých a nejistých dat se zabývá tzv. fuzzy logika, která pracuje s fuzzy množinami. V celé řadě běžných situací a úloh, pro něž nemáme přesné matematické modely, je expert schopný svou znalost a správné řešící postupy formulovat v přirozeném jazyce, a to pomocí tzv. jestllže-pak pravidel. Na nich založené pravidlové fuzzy systémy představují matematický model, který vzniká přímo ze zkušenosti popsané příslušným odborníkem a v jeho přirozeném jazyce. Zároveň tak získáváme i způsob vyjadřování, kterému rozumí počítač a umí s ním pracovat. Fuzzy systémy se mohou uplatnit v celé řadě konkrétních situací z medicínské praxe, příkladem mohou být diagnostické expertní systémy nebo zpětnovazební fuzzy regulační zařízení.
Uncertalnty and indetermlnacy are typlcal of expert knowledge in humanlties. Data processed by an expert (e. g. a medlcal doctor) are often imprecise, uncertaln, and indeterminate. It is, however, these data according to whlch the expert has to make his/her decisions. Processing of indeterminate and uncertain data Is the subject of fuzzy logic, whlch deals with fuzzy sets. In a broad variety of sltuations and tasks for whlch no precise mathematlcal models are avallable, an expert Is able to formulate his/her knowledge and problém solving stratégy In a natural language by meansof so-called"if-then"rules.Rule-based fuzzy systems, which are based on these rules, represent a mathematical model that results dlrectly from the experťs experience descrlbed In a natural language. In addltion to that, fuzzy systems provlde us with a means of communicatlon easlly usable and thus comprehensible by a computer. Fuzzy systems can be applled to a broad spectrum of sítuations in medicíně, such as diagnostic expert systems and feedback fuzzy control devlces.
The mathematics offers the formal models in which variables and parameters can have the different interpretation. The application of formal model is then in the hands of experience and mostly also of knowledge, out of the mathematical way. Hence it followed that in the case, when the function of certain model is ensured by the software of computer, the everybody user to have know of a structure of mathematical models, their sense and possibilities. For example we have any object the role of fuzzy--mathematics in the one medical diagnostic situation. We shall attempt to show that the fundamental concepts of the theory of semantic information can be defined in a very straightforward way on the basis of the theory of fuzzy semantic information that has been recently developed by Zadeh and Shannon.
- MeSH
- diagnóza počítačová * MeSH
- expertní systémy * MeSH
- fuzzy logika * MeSH
- lidé MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- anglický abstrakt MeSH
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- diagnóza počítačová MeSH
- expertní systémy MeSH
- fuzzy logika MeSH
- lidé MeSH
- psychiatrie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
This article focuses on the development of algorithms for a smart neurorehabilitation system, whose core is made up of artificial neural networks. The authors of the article have proposed a completely unique transfer of ACE-R results to the CHC model. This unique approach allows for the saturation of the CHC model domains according to modified ACE-R factor analysis. The outputs of the proposed algorithm thus enable the automatic creation of a personalized and optimized neurorehabilitation plan for individual patients to train their cognitive functions. A set of tasks in 6 levels of difficulty (level 1 to level 6) was designed for each of the nine CHC model domains. For each patient, the results of the ACE-R screening helped deter-mine the specific CHC domains to be rehabilitated, as well as the initial gaming level for rehabilitation in each domain. The proposed artificial neural network algorithm was adapted to real data from 703 patients. Experimental outputs were compared to the outputs of the initially designed fuzzy expert system, which was trained on the same real data, and all outputs from both systems were statistically evaluated against expert conclusions that were available. It is evident from the conducted experimental study that the smart neurorehabilitation system using artificial neural networks achieved significantly better results than the neurorehabilitation system whose core is a fuzzy expert system. Both algorithms are implemented into a comprehensive neurorehabilitation portal (Eddie), which was supported by a research project from the Technology Agency of the Czech Republic.
- MeSH
- algoritmy MeSH
- expertní systémy * MeSH
- fuzzy logika MeSH
- lidé MeSH
- neuronové sítě MeSH
- neurorehabilitace * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
The aim of the article is to present a novel method for fuzzy medical image retrieval (FMIR) using vector quantization (VQ) with fuzzy signatures in conjunction with fuzzy S-trees. In past times, a task of similar pictures searching was not based on searching for similar content (e.g. shapes, colour) of the pictures but on the picture name. There exist some methods for the same purpose, but there is still some space for development of more efficient methods. The proposed image retrieval system is used for finding similar images, in our case in the medical area - in mammography, in addition to the creation of the list of similar images - cases. The created list is used for assessing the nature of the finding - whether the medical finding is malignant or benign. The suggested method is compared to the method using Normalized Compression Distance (NCD) instead of fuzzy signatures and fuzzy S-tree. The method with NCD is useful for the creation of the list of similar cases for malignancy assessment, but it is not able to capture the area of interest in the image. The proposed method is going to be added to the complex decision support system to help to determine appropriate healthcare according to the experiences of similar, previous cases.
- MeSH
- algoritmy MeSH
- fuzzy logika * MeSH
- komprese dat MeSH
- lidé MeSH
- mamografie metody MeSH
- rozpoznávání automatizované metody MeSH
- systémy pro podporu klinického rozhodování organizace a řízení MeSH
- ukládání a vyhledávání informací metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Teorie fuzzy množin vychází z předpokladu, že není možné, nebo dostupné získat přesný kvantitativní popis zkoumaného systému. Je možné vyslovit i domněnku, že "vesmír neobsáhne všechnu informaci o sobě samém." (Neubauer 1994). Tento směr uvažování se objevuje ve světě filozofie u B. Russela a amerického filozofa Blacka, který zavádi pojem "vágní", toto pojetí je vlastní tradičním orientálním směrům chápání světa. V oblasti exaktních věd jsou prvními známkami tohoto chápání především Einsteinovy objevy, Heisenbergův princip neurčitosti (poloha a hybnost částic) a přidávají se i celé vědní oblasti jako je obecná teorie systémů, teorie množin (Zadeh 1965) a jejich aplikace v inženýrství (kybernetika, ekonomie, chemie aj.). Pokud bychom nechtěli být tak radikální a předpokládali bychom, že je jen otázkou času a technických možností získat úplný exaktní popis zkoumaného systému a jeho chování, i pak, má teorie fuzzy množin, alespoň při stupni současného poznání a vzhledem k metodologickým problémům získání opravdu přesných dat, své opodstatnělé využití.
Možností získání informací o uspořádání jednotlivých struktur axiálního systému vůči sobě je celá řada, od RTG, CT, NMR po SONO, která dávají informaci přímo o situaci uvnitř organismu, až po povrchové snímání tvaru např. 3D scannery či moiré technikou. Využití teorie fuzzy množin v lékařské diagnostice můžeme najít především tam, kde se pracuje s nepřesně definovanými pojmy a jejich interpretacemi, kde je potřebné provádět určité rozhodování při nejasném ohraničení a vymezení pojmů a útvarů apod ..
Cíl studie: Během celkové anestezie musí být hloubka nervosvalového bloku dostatečná pro zajištění odpovídajících operačních podmínek, ale ne tak hluboká, aby to znemožnilo její antagonizování na konci operace. Vhodnou technikou pro déletrvající operace je kontinuální Infuze kurarimimetlka, ale ruční řízení rychlosti infuzní pumpy je časově náročné. Autoři předkládají možnost využití fuzzy logiky při konstrukci zařízení (hardware, software) pro automatické dávkování rokuronia během celkové anestezie. Typ studie: Klinická, prospektlvní studie. Název a sídlo pracoviště: Klinika anesteziologie a resuscitace univerzitní nemocnice. Materiál a metoda: Po souhlasu etické komise a informovaného souhlasu jsme vyvinutý systém (Relax 2005) použili k udržení svalové relaxace u nemocných podstupujících intrakraniální neurochirurgický výkon v totální intravenózní anestezii. Hloubku blokády (TOF-ratio, T-,) jsme stanovovali pomocí monitoru Datex-Ohmeda S/5™, data byla bezdrátově přenášena do počítače, který na jejich základě automaticky řídil rychlost infuzní pumpy s rokuroniem k udržení cílové hodnoty nervosvalového bloku (T1 =10 % výchozí hodnoty). Účinnost regulace jsme hodnotili podle spotřeby rokuronia a parametru RMSD (root mean squa ¬re deviation) jako indexu kolísání T, kolem cílové hodnoty nervosvalové blokády. Výsledky: Průměrná provozní doba systému Relax 2005 byla u každého nemocného 171,7 (SD 81,4) min. Během ní systém udržel stabilní úroveň nervosvalového bloku s průměrnou odchylkou od cílové hodnoty -0,19 % (0,26). Parametr RMSD byl 1,02 (0,72) %. Během regulační fáze dosáhla spotřeba rokuronia 0,31 mg . kg-1.hod1(0,23). Po zastavení systému bylo možné do 15 minut dosáhnout dostatečného zotavení z účinku rokuronia. Závěr: Přesnost systému, hodnocená na základě průměrné odchylky T1 od cílové hodnoty a indexu RMSD, vysoce převýšila klinické požadavky. Spotřeba rokuronia ležela na dolní hranici doporučované výrobcem.
Objective: During balanced anaesthesia, the degree of neuromuscular block (NMB) must be sufficient to provide adequate surgical conditions but not as excessive as to make it difficult to reverse at the end of surgery. A continuous relaxant infusion is an appropriate technique for long-lasting operations but manuál control of the infusion rate can be time-consuming. We present a device (both hardware and software) for fuzzy control of NMB during generál anaesthesia. Design: Clinical, prospective study. Setting: Department of Anaesthesiology and Intensive Care Medicine, University Hospital. Materials and methods: After local ethics committee approval and informed consent, the Relax 2005 systém was clinically ušed in 80 patients undergoing intracranial neurosurgical intervention to maintain a stable depth of NMB during total i. v. anaesthesia. The degree of block (TOF-ratio, Tt) was determined using a Datex-Ohmeda S/5™ monitor wirelessly interfaced to a PC for data collection; the computer was programmed to ensure a stable level (target T-, = 10% of baseline) of block by controlling the rocuronium (ROC) infusion pump. The effectiveness of regulation was assessed by ROC consumption and root mean square deviation (RMSD) as an index of T-, variation around the přeset NMB level. Results: The mean duration of surgery was 171.7 (SD 81.4) minutes. During the regulation phase the systém automatically maintained a stable degree of NMB with mean T1 error -0.19 (0.26) % and RMSD 1.02 (0.72) %. The ROC consumption was 0.31 (0.23) mg.kg 1.hr1. After discontinuation of the infusion adequate recovery from the block was reached within 15 minutes. Conclusion: Based on mean T-, deviation from the target and RMSD values, the precision of regulation was far beyond the clinical requirements. The ROC consumption was at the lower limit recommended by the manufacturer.
- Klíčová slova
- Esmeron,
- MeSH
- androstanoly aplikace a dávkování MeSH
- financování vládou MeSH
- fuzzy logika MeSH
- lidé MeSH
- nervosvalová blokáda metody trendy využití MeSH
- neurochirurgické výkony metody trendy MeSH
- systémy medikace statistika a číselné údaje využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
