SISTEMA ASISTENTE DE DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES

Sistema asistente de diagnostico de enfermedades cardiovaculares a través de
síntomas
Norberto José Oviedo
[email protected]
Facultad de Ingeniería. Universidad de Buenos Aires.
Resumen
El sistema que aquí es presentado, es un ayudante
virtual para el médico especialista, medico clínico y
porque no como ayuda para estudiantes de
cardiología, capaz de asistirlo en la toma de
decisiones
sobre
posibles
enfermedades
cardiovasculares.
El sistema además de brindar un diagnóstico
preciso, también tiene la capacidad de “darse
cuenta” si hay síntomas no específicos de una
determinada enfermedad, alertando al usuario sobre
los posibles síntomas que no pertenecen a un cuadro
determinado.
Posee pantallas de dialogo interactivas sensitivas al
contexto en las que es posible guiar al usuario a
través de las distintas situaciones que se presentan
para llegar al diagnóstico correcto de las
enfermedades cardiovasculares.
En definitiva el sistema trata de asistir al usuario,
ya sea a un especialista o un médico clínico sobre
los posibles síntomas de las enfermedades
cardiovasculares y de las posibles anomalías
cardiacas mostradas en un electrocardiograma con
la posibilidad de analizarlas como diagnóstico
preventivo.
Palabras Clave: Sistema experto, Cardiología.
Abstract
The System is a virtual assistant to a doctor, or
inclusive a medical sciences students, the system is
able to help in the decision taking process of the
cardiovascular illness symptoms diagnosis.
Also the System has the skill to know if there are
symptoms that don’t belong to a certain illness and
warning to the users that symptom has no
dependency to any recognized illness.
The System has sensitive context dialog screens that
allow the users to navigate throw several possible
situations to reach the goal.
In short the System is able to help the users in the
cardiovascular illness symptoms diagnosis and the
possible cardiac anomaly displayed in an
Electrocardiogram and analyzes them as a
preventive diagnosis.
Key words: Expert System, Cardiology
Introducción
El interrogatorio es el método más simple y hasta
puede ser el único para el reconocimiento de la
capacidad funcional del corazón, y por ende de la
insuficiencia cardiaca, particularmente en sus
períodos iniciales.
El interrogatorio es el método de exploración más
importante y a la vez más personal del examen
cardiovascular, el sistema desarrollado es un
ayudante virtual para el interrogatorio efectuado por
el especialista.
El módulo es un asistente para guiar al médico a
través de las distintas condiciones posibles de
síntomas de enfermedades cardiovasculares.
El sistema tiene a su vez la posibilidad de generar y
mostrar un reporte básico de los resultados obtenidos
en un archivo de texto.
También puede mostrar actividad cardiaca mediante
la información importada y generada desde un
medio externo, mostrando la gráfica de un
electrocardiograma, mostrando una de sus
derivaciones o las vistas eléctricas del corazón más
representativas. En esta parte del sistema existe la
posibilidad de mostrar sólo la gráfica del electro,
trabajando en “Modo Silencioso”, y también esta la
opción en la que el sistema evalúa las posibles
arritmias cardiacas, analizando y cotejando entre
otras cosas la frecuencia cardiaca, la amplitud de
ondas QRS (se utilizan las letras del abecedario
‘opqrstuv’ para denotar el ‘movimiento cardiaco’),
_________________________________________________________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
11
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
las variaciones en el voltaje, etc.,
“Modo Auto Analizador”.
trabajando en
Dominio de definición y espacio de
soluciones
Caracterización
El alcance del sistema es asistir al especialista
durante el interrogatorio y también obtener
respuestas del examen cardiovascular.
El examen cardiovascular de rutina se realiza con
métodos clásicos como palpación, auscultación,
inspección, examen del pulso arterial y venoso,
electrocardiografía.
Esta última es una de las formas más representativas
de actividad cardiaca y a la vez una de las más
complejas. El sistema es capaz de representar de
manera similar al electrocardiógrafo (aparato de
mediciones
de
voltios
para
el
sistema
cardiovascular), la derivación II, una de las vistas
eléctricas del corazón, siendo esta una de las más
representativas de la actividad cardiaca, con la
posibilidad de mostrarle al especialista estadísticas
básicas (frecuencia cardiaca, amplitud de onda QRS,
etc)
Si utilizando los métodos clásicos no se llegara a un
diagnóstico definitivo existen otros métodos a los
que se debe recurrir para obtener un diagnostico
preciso de tipo externos o no invasivos entre los que
se pueden citar: oscilometría, registro gráfico de los
latidos precordiales, fono cardiografía, eco
cardiografía y los internos o invasivos tales como:
presión venosa central y periférica tiempo de
circulación, cateterismo cardíaco, angiocardiografia
y cineangiocardiografia.
Dada la complejidad de todos los métodos
enumerados anteriormente el sistema solo asiste al
especialista durante el interrogatorio y el
electrocardiograma, ya que los mismos superan en
complejidad y alcance del trabajo.
Cabe destacar que la visualización y el análisis que
el sistema realiza con el electrocardiograma sólo
orienta al especialista y no lo suplanta, ya que
requeriría una profundización mayor en el tema, y
supera el alcance del proyecto, pero sienta las bases
para posteriores estudios.
Algunas pantallas y opciones del sistema:
En la Figura 1 se puede ver la pantalla de
Diagnosticar que permite guiar al usuario a través de
cuadros de diálogos y listas interactivas a través de
distintas opciones posibles.
Luego de completar los listboxes con las opciones
deseadas, con el Botón Iniciar deducción empieza el
razonamiento del sistema llevando al usuario a
través de distintas pantallas para llegar a una
conclusión, o sea a un síntoma de enfermedad
cardiovascular.
El sistema utiliza un
razonamiento de
encadenamiento progresivo de reglas de inferencia,
También conocido como forward Chiang.
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
12
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
Figura 1: Pantalla de opción diagnóstico
deducción específicos de una enfermedad conocida
No es necesario completar toda la pantalla ya que
dentro de este espacio de soluciones.
hay opciones que no requieren que esto suceda.
Otra de las Opciones del Sistema es la generación
En ese caso el sistema responderá en forma
de los resultados en un archivo de texto, para su
satisfactoria llegando a una conclusión valida. El
posterior edición o visualización, como se observa
sistema tiene la habilidad de detectar síntomas
en la Figura 2. También es posible ver distintas
específicos (obviamente) y también síntomas no
figuras del Corazón.
específicos, advirtiéndole al usuario de éstos en el
También, dentro del sistema es posible realizar una
resultado final.
interpretación de la derivación II del
Es decir, el sistema avisa al usuario que hay algún
electrocardiograma (la derivación II o vista
síntoma que no esta dentro de los criterios de
eléctrica del corazón, es una de las más
representativas de la actividad cardiaca).
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
13
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
Figura 2: Opción de Pantalla Figuras del Corazón
Figura 3: Opción Modo Silencioso
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
14
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
Figura 4: Opción Analizador Automático.
Opciones
analizador
automático
(autoanalyzer)
y
modo
silencioso
(silentmode)
Estas dos Opciones permiten mostrar la actividad
cardiaca, la primera le da al usuario la posibilidad de
saber que posibles arritmias cardiacas posee, y la
segunda (modo silencioso) solo muestra el
electrocardiograma.
Alcance y dominio canónico del sistema
Breve resumen de los síntomas de
enfermedades cardiovasculares
Los
síntomas
dependientes
del
aparato
cardiovascular son múltiples, pero los más
importantes son tres: el dolor, la disnea, y las
palpitaciones, no solo por ser los mas frecuentes sino
porque también son por regla los iniciales y
fundamentales.
cardialgia o angina de pecho
El dolor cardiaco referido o cardialgia, denominado
angina de pecho tiene como epicentro mas frecuente
es decir el sitio de iniciación y mayor intensidad la
región esternal en su totalidad o solo una parte.
Generalmente se producen una serie de reacciones al
dolor siendo las mas frecuentes palidez,
hipertensión, hipotensión arterial, colapso, agitación,
nauseas o vómitos.
Por lo general el grado de intensidad y el tiempo de
duración tienen relación directa con las reacciones
que produce.
Según su evolución, circunstancias de aparición y
duración se diferencian las siguientes variedades de
angina de pecho.
angina estable
Es de igual intensidad y duración a través del tiempo
e iguales circunstancias
angina inestable decreciente
De intensidad menor en distintas circunstancias
angina inestable creciente
De intensidad mayor en distintas circunstancias
angina inducida
Se produce solo durante la realización de actividades
físicas
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
15
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
angina espontánea
El dolor cardiaco se produce gradual o
repentinamente en cualquier circunstancia y solo se
alivia con morfina.
pecho, si esta se percibe en la región precordial se
denomina:
− Palpitación Cardiaca: cuando la misma
tiene brevísima duración se denomina
palpitación aislada
aortalgia
− Palpitación agrupada: si la periodicidad
de la misma es horas o incluso días.
El dolor es difuso y de intensidad intolerable, las
reacciones son diversas como transpiración, palidez,
colapso.
− Palpitación Vascular: la misma se
percibe en cualquier parte del cuerpo,
preferentemente la cabeza o los
miembros.
pericardialgia
El dolor se inicia gradual o bruscamente en el pecho
es continuo y prolongado y se exacerba con la
inspiración.
disnea
La disnea es la sensación de respiración dificultosa
debida a la fatiga de los músculos respiratorios, por
lo general el paciente expresa dicha fatiga como
agitación, ahogo, falta de aire. Este síntoma es por
resultado de insuficiencia del ventrículo izquierdo.
La disnea reviste las siguientes modalidades:
− Disnea de esfuerzo: solo se presenta por
el desarrollo de la actividad física y
puede presentar leve tos o afonía.
− Disnea paroxística: se presenta de noche
después de haber conciliado el sueno.
Su iniciación es repentina y de
intensidad rápida
− Disnea periódica: también denominada
respiración de Cheyne-Stockes, debido
a que fueron sus descubridores. Se
presenta en persona con hipertensión
arterial en un periodo de insuficiencia
cardíaca global y en personas de edad
avanzada
− Trepopnea: es la disnea que se
manifiesta por las posiciones de cuerpo
− Disnea psicogénica: se debe a la
excitación refleja del centro respiratorio
por temor a tener una enfermedad
cardiovascular o porque la persona
sufre
de
psiconeurosis
con
hiperemotividad y tiene sensaciones de
falta de aire.
palpitaciones
La palpitación es la sensación que la persona tiene y
la percibe como golpes, movimientos, o latidos en el
otros síntomas
Muchos otros síntomas en relación con las
enfermedades del corazón puede revelar el
interrogatorio tales como:
Tos aislada por congestión pulmonar, afonía por
insuficiencia cardiaca izquierda, náuseas y vómitos
por posibilidad de infarto de miocardio
Alcance
del
electrocardiograma
análisis
del
A través de análisis de un electrocardiograma se
cubren las siguientes anomalías y arritmias
cardiovasculares:
−
Pericarditis subaguda
−
Pericarditis crónica
−
Taquicardia.
−
Bradicardia.
−
Extrasístoles Auriculares.
−
Fibrilación Auricular.
Conclusiones:
La idea principal fue la de Sistema Experto y
desarrollarlo con un lenguaje orientado a objetos,
escondiendo el Calculo de Predicados, en objetos, o
“componentes de conocimientos”, teniendo así todas
las ventajas de un lenguaje orientado a objetos, y
también todas las ventajas de un lenguaje declarativo
dentro de cada componente, ya que resulta al menos
para el autor del trabajo, más natural pensar en
objetos (componentes de conocimiento con
determinadas cualidades) y sus reglas interacción
con la realidad (que también son componentes de
conocimiento), que tratar directamente el calculo de
predicados con un lenguaje declarativo especifico de
Inteligencia Artificial como ser Prolog, Kappa,
Insight, etc.
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
16
Sistema asistente de diagnóstico de enfermedades cardivasculares a través de síntomas
_____________________________________________________________________________________________________________________
En cuanto al sistema en si, es posible realizar una
profundización en los temas mencionados para tener
una visión mucho mas amplia del espacio de
soluciones que proyecta el sistema con mínimas
modificaciones al mismo y mayores estudios
posteriores, ya sea con más bibliografía y también
con especialistas del área de cardiología.
Es posible también llegar a analizar un
electrocardiograma “real” realizando una interfaces
adecuada con el respectivo aparato de mediciones de
voltios, ya que el sistema lee un archivo de texto
para analizar el electrocardiograma.
Referencias
Cossio, Fustoni, Rospide (1997). Medicina Interna.
Fongi, (1981). Semiología Ilustrada del Aparato
Cardiovascular, Ursino.
Winston, P. H. (1984), Artificial Intelligence,
Addison Wesley
Schildt, H. (1987) Artificial Intelligence using C,
McGrawHill.
García Martínez, R. (1997) Sistemas Expertos,
Nueva Librería.
Borland Corp.(2001), Borland Delphi 6 Manual de
Referencia.
______________________________________________________________________________
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 1(0), págs. 11-17. 2003
ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. [email protected]
17