СИТУАЦИОННЫЕ ДИАГРАММЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПАТЕНТОВ НА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ В ХИРУРГИИ

Ситуационные диаграммы (СД) – известное средство наглядного графического представления динамичного изменения любой проблемной ситуации по ее составляющим

Оценку по СД можно считать основой для выхода на новый уровень принятия решений в проблемных ситуациях. Однозначная информация по этой тематике представлена, прежде всего, патентами на устройства и способы в связи с ИКС. При этом структура патентного описания такова, что позволяет отследить развитие от первоначального прототипа к предложенному автором патента решению и сравнить его с известной логической цепочкой системного мышления: пожелания на улучшение – лозунги – проблематика – объект/субъект – глобальная цель – локальные цели – задачи – функции – параметры

В статье поставлена и решена задача развития метода построения ситуационных диаграмм для оценки патентов на ИКС в хирургии с целью улучшения известных решений. Целевой объект – ИКС как дополнительное средство борьбы с инфекциями в области кардиохирургического вмешательства (ИОХВ).

Онтология представляет собой предметную область на уровне классов-концептов и их отношений

[3]

. Предлагаемая онтология приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Фрагмент выхода на компилятивный прототип базовых понятий: 

0 - выход на компилятивный прототип; 1 - предмет патентования; 2 - состав документа; 3 - табличное представление пула патентных документов; 4 - графика приоритетной ситуации; 5 - результаты анализа; 1.1 - способы; 1.2 - устройства; 2.1 - формула изобретения; 2.2 - описание изобретения; 3.1 - частные таблицы; 3.2 - сводные таблицы; 4.1 - ситуационная диаграмма; 4.2 - временная диаграмма; 5.1 - исходная информация; 5.2 - кандидаты в протоколы; 5.3 - актуальный патент; 5.4 - компилятивный прототип; 1.1.1 - фиксация/оценивание/идентификация; 1.1.2 - диагностика; 1.1.3 - прогнозирование; 1.2.1 - медицинская информационная система - МИС; 1.2.2 - компьютерная система поддержки принятия решений - СППР; 1.2.3 - ИКС; 2.1.1 - однозвенная; 2.1.2 - многозвенная; 2.1.3 - до отличия; 2.1.4 - после отличия; 2.2.1 - тест; 2.2.2 - таблицы; 2.2.3 - графика; 2.2.4 - формулы; 4.1.1 - шаблон; 4.1.2 - наполнение; 4.2.1 - координаты; 4.2.2 - график; 5.1.1 - ссылки; 5.1.2 - тексты; 5.2.1 - правила и критерии 1 отбора; 5.2.2 - аналоги; 5.3.1 - критерии 2 отбора; 5.3.2 - прототипы; 5.4.1 - структура компилятивного прототипа; 5.4.2 - критика компилятивного прототипа и гипотезы о развитии

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.1

На этой основе можно, во-первых, сформулировать информационные запросы с выходом на обзор ответов и анализом выявленных патентов на ИКС в хирургии; во-вторых, рассмотреть актуальные когнитивные карты и маршруты

[6]

. Пример – рис. 2.

Рисунок 2 - Пример когнитивной карты с когнитивными маршрутами

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.2

 и 

Видно, что интерес в этом случае связан с зависимостями структуры ситуационных диаграмм (4.1 и 4.2) от описаний ИКС для кардиохирургии.

Выход на патенты зависит от ключевых слов запроса. Так, запрос: «Кардиохирургия, риски, патент» дал большой перечень патентов, в формуле изобретений которых – лекарственные препараты, антитела и так далее, что не соответствует рассматриваемой тематике. После увеличения длины запроса до «Кардиохирургия, риски, прогнозирование, патент» список ответов-патентов стал немного меньше, но в формулах изобретения опять были описаны химические элементы и препараты. Поэтому ключевые слова снова были увеличены до «Кардиохирургия, риски, прогнозирование с помощью систем, патент». Ответ намного уменьшился и помимо патентов, связанных с химией и медициной, выдан патент, связанный с компьютерными системами, т. е. был найден первый патент – аналог, кандидат в прототипы. Важно, что для эффективности поиска желателен запрос длиной не менее пяти слов, а знаки препинания, падежи и грамматика не влияют на результат.

В итоге патентный поиск дал ещё пять изобретений: способ оценки кардиохирургического лечения

В каждом выделили изобретательские решения до слова «отличающийся» и после него с заполнением таблицы 1.

По формулам (1)-(2) рассчитали разрешенность и среднюю разрешенность ситуации:

(1)

(2)

где 𝒆𝒊 – разрешенность, 𝒆 – средняя разрешенность ситуации, 𝑴𝒊 – количество решенных на данный момент задач для 𝑖-го патента, 𝑵𝒊 – общее количество задач для нее, 𝜶𝒊 – весовые коэффициенты.

Эти и другие характеристики сведены в таблицы 2 и 3.

Таким образом, представлены данные, достаточные, для построения ситуационных диаграмм.

На рисунке ниже представлены ситуационные диаграммы, где здесь и далее синиелинии на первой диаграмме показывают значения характеристик до формулированияпатентного предложения, розовые – после него.

Рисунок 4 - Ситуационные диаграммы для патентов 1-5

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.7

Из левой группы диаграмм на рисунке 4 видно (𝑘 = 1), что актуально развитие ИКС до 𝐾 ≥ 1. Из центральной группы следует, что решенность задач не достигает 1. Из правой группы следует, что активность достигает 1 по уже сформировавшимся задачам, но не учитывают новые. В итоге, три группы диаграмм по всем 5 патентам дают направление для изобретений в сторону развития ИКС.

Системно-структурные модели для аналогов из учебных пособий представлены на рисунках 5-7.

Рисунок 5 - Системно-структурная модель ИКС: 

1 - подсистемы пользовательского интерфейса; 2 - базы знаний; 3 - решателя; 4 - редактора знаний; 5 - объяснений; 6 - наполнения знаний; 7, 9 - интерфейсы; 8 - новая

Примечание: по ист. [12]

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.8

Рисунок 6 - Системно-структурная модель: 

1 - подсистемы диалогов; 2 - объяснений; 3 - приобретателя знаний; 4 - решателя; 5 - базы знаний; 6, 8 - интерфейсы; 7 - новая

Примечание: по ист. [13]

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.9

Рисунок 7 - Системно-структурная модель: 

1 - подсистемы интеллектуального интерфейса; 2 - базы знаний; 3 - исполнительной системы; 4, 6 - интерфейсы; 5 - новая

Примечание: по ист. [14]

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.10

Даже учебная литература

[12]

,

[13]

,

[14]

дает, по сути, аналогичные решения, отличающиеся лишь введением структур, учитывающих специфику решаемых задач

[15]

,

[16]

. Это естественно, так как для медицины ИКС известны с 1970-х гг, например, MYCIN.

Возможный компилятивный прототип должен включать в себя все подсистемы рис. 5-7 и может быть развит за счет учета специфики решаемой хирургической задачи, в частности учета ИОХВ

Также стоит отметить, что интеллектуальная компьютерная система (ИКС), интеллектуальный компьютерный подсказчик (ИКП) и система поддержки принятия решений (СППР), а также системный интеллектуальный подсказчик (СИП)

[18]

, имеют схожие функции, ориентированные на принятие решения исходя из полученных данных и задач. Учет специфики этих компьютерных систем в связи с особенностями борьбы с ИОХВ можно искать на пересечении объектов диаграммы Венна(рис. 8).

Рисунок 8 - Диаграмма Венна

DOI:10.60797/BMED.2024.1.4.11

Результаты: предложен общий алгоритм выхода на результаты и инструменты оценки прототипов на ИКС в хирургии, проведен патентный поиск с переходом от текстового описания к табличному.

Представлен выход на ситуационные диаграммы для оценки патентов с выходом на компилятивный прототип ИИ поддержки в кардиохирургии, его критика и предполагаемое развитие

Вывод: ситуационные диаграммы в предложенном варианте могут служить надежным инструментом оценивания патентов на ИКС в хирургии.