Construction of an Expert System to Support Otoneurological Vertigo Diagnosis

Abstract

Huimauksesta kärsivien ihmisten määrän on Suomessa arvioitu olevan yli 300 000. Huimaus on vakava oire, sillä se saattaa johtaa potilaan sosiaaliseen eristäytymiseen ja epäsuorasti johtaa jopa kuolemaan kaatumisen tai putoamisen seurauksena. Koska monien huimausta aiheuttavien sairauksien syitä ei tarkkaan tunneta, on päätöksenteon perustuttava potilashistoriaan, oireisiin ja erilaisten testien ja mittausten antamiin tuloksiin. Huimauksen diagnosointi on yleensä lääkäreille vaikeaa, joten asiantuntijajärjestelmä (=tietokoneohjelma, joka jäljittelee asiantuntijan käyttäytymistä esittämällä käyttäjälle kysymyksiä, joiden pohjalta se tietämyksensä ja päättelykykynsä avulla pyrkii ratkaisemaan ongelman) voi suuresti auttaa lääkäriä oikean dignoosin tekemisessä.

Tässä tutkimuksessa on kuvattu otoneurologisen (otoneurologia = korvatauti- ja hermotautiopin rajapinnalla oleva lääketieteen osa-alue) asiantuntijajärjestelmän kehittäminen ja sen toiminnan luotettavuuden osoittaminen. Päämääränä oli kehittää järjestelmä, joka paitsi toimisi lääkärin apuvälineenä huimauspotilaan diagnosoinnissa, myös lääketieteen opiskelijoiden opetusvälineenä, koska huimauksen opetuksessa on puutteita oikeiden opetusmallien luomisessa ja systemaattisen ajattelutavan antamisessa.

Tutkimuksen lähtökohtana oli kehittää menetelmä, jolla voitaisiin yksinkertaisesti ja tehokkaasti kuvata potilashistoriaan, oireisiin ja mittaustuloksiin liittyvä tietämys sekä kehittää päättelymenetelmä, joka osaisi hyödyntää tätä tietämystä. Menetelmän tuli toimia myös epätäydellisestä informaatiosta pääteltäessä, sillä useinkaan kaikkea tarvittavaa tietoa ei ole saatavilla. Lisäksi menetelmän tuli kyetä perustelemaan päätelmänsä, ts. järjestelmältä oli oltava mahdollista kysyä, miksi se päätyi johonkin ratkaisuun tai miksi jokin tietty sairaus ei sen mielestä tullut kysymykseen.

Väitöskirjassa on kuvattu uusi menetelmä, joka täytti annetut vaatimukset sekä perustelut sille, miksi uusi menetelmä koettiin tarpeelliseksi. Lisäksi kirjassa on yleisesti käyty läpi erinäisiä lääketieteellisiten asiantuntijajärjestelmien rakentamiseen liittyviä ongelmia.

Tutkimuksen tuloksena syntynyttä järjestelmää (ONE; nimi tulee sanoista OtoNeurological Expert) verrattiin sekä aikaisemmin kehitettyyn toiseen huimauksen asiantuntijajärjestelmään (Vertigo) että toisessa vertailussa joukkoon korvalääkäreitä. ONE osoittautui huomattavasti paremmaksi diagnoosien tarkkuuden suhteen kuin Vertigo. Lääkäreihin verrattaessa ONE osoittautui paremmaksi, kun lääkäreillä oli käytettävissään sama informaatio kuin ONElla. Vasta kun lääkärit saivat käyttöönsä täydelliset pitkän ajan sairauskertomukset, he ylittivät ONEn päättelykyvyn niukasti. Tämä selittyy sillä, että kaikkia huimaussairauksia ei voida varmuudella todeta kuin vasta pidemmän seurantajakson avulla.

ONE-järjestelmä sisältää tällä hetkellä tiedot 17 yleisimmästä huimaussairaudesta ja se valitsee esittämänsä kysymykset 170 eri kysymyksen joukosta. Kaikkia kysymyksiä ei esitetä jokaisen potilaan kohdalla, vaan esitettyjen kysymysten valinta riippuu aikaisempiin kysymyksiin annetuista vastauksista.