SISTEMA EXPERTO ONCOCIN

SISTEMA EXPERTO ONCOCIN
PARA EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER
David Del Valle Agudo
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ONCOCIN
David del Valle Agudo
ONCOCIN
ONCOCIN es un sistema experto automático para monitorizar el tratamiento de
pacientes enfermos de cáncer. Proporciona al médico recomendaciones sobre como
tratar al paciente.
Asigna protocolos de tratamientos estándar a los pacientes en función de su historial, el
resultado de los últimos análisis de laboratorio, él último examen clínico y el
tratamiento que ya se está siguiendo contra la enfermedad.
Incluye base de datos de la especificación de los distintos protocolos que existen para el
tratamiento del cáncer, datos relativos a los pacientes, como los resultados de los tests.
ESPECIFICACIÓN DE UN PROTOCOLO
Un protocolo de tratamiento consta de:
• Estructura de control orientada a tiempo.
• Se especifican cada test y cada secuencia de tratamiento.
Estructura de control de un protocolo
Un tratamiento de protocolo consiste en una secuencias de tests, terapia de rayos X y
quimioterapia.
Existe gran variedad de secuencias en función de los tests y de las características
clínicas de los pacientes. Se pueden asignar tratamientos al azar (por ejemplo en
experimentos clínicos).
Especificación de tests y tratamientos
Un protocolo incluye:
• Lista de tests iniciales de laboratorio.
• Tests a repetirse durante y después de la secuencia del tratamiento.
Un test incluye:
• Frecuencia de chequeo en distintas condiciones de tratamiento.
• Contraindicaciones a la realización del test.
La terapia de rayos X incluye:
• Dosis de radiación.
• Numero de visitas.
• Periodo de visitas.
• Motivos de interrupción.
La quimioterápia incluye:
• Ciclos y subciclos de tratamiento de drogas.
• Tests de laboratorio que deben realizarse.
• Detalle acerca de los tratamientos que deben suministrarse en caso de toxicidad
o síntomas anormales…
Cada tratamiento de droga incluye:
• Dosis normal
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•
•
•
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Vía de administración.
duración de la dosis.
Tratamientos sustitutivos y atenuación de la toxicidad si aparece toxicidad.
Cada regla de atenuación de la toxicidad incluye:
• Porcentaje recomendado de disminución de la dosis para cada droga y cada
tratamiento.
Base de datos del paciente
Contiene
• El nombre del protocolo asignado.
• Visitas clínicas con indicación horaria.
• Resultados de los tests de laboratorio realizados.
• Exámenes clínicos realizados.
• Informes de tratamientos de droga o rayos X administrados.
MODELADO DEL CONOCIMIENTO
Capa del dominio
La representación del conocimiento es completamente independiente de las inferencias
que se puedan realizar sobre él.
Para representar el conocimiento se
manejan tres tipos de datos:
Conceptos, estructuras y relaciones.
La representación del conocimiento se
hace orientada a objetos. Por ejemplo,
las terapias se definen en función de su
duración, las drogas suministradas, los
test de laboratorio que requiere…
Drogas concretas (ej: VP-16), tipos de
terapias (ej: quimioterapia VAM), etc
se representan como distintos conceptos a nivel de dominio.
Se identifican los siguientes tipos de relaciones entre conceptos:
• Droga en quimioterapia: Días en que se administra una droga dada.
• Test apropiado: Días en los que se recomienda el test indicado.
• Atenuación de dosis de droga: Relaciona los resultados de los tests con las
reducciones de dosis apropiadas.
• Alteración de la quimioterapia: Relaciona los resultados de los tests con la
interrupción de las quimioterapias actuales.
• Actividad de la enfermedad abstracta: Relaciona las descripciones de las
reacciones a un determinado tratamiento.
La iteración temporal se representa mediante una red de transiciones. Cada terapia
contiene punteros hacia otras terapias y las condiciones que permiten las transiciones
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entre terapias. Estas condiciones pueden estar relacionadas con la progresión del cáncer
o pueden tener una asignación aleatoria (por ejemplo para experimentos).
Capa inferencial
Describe como se resuelve un problema. En función de los elementos de los distintos
dominios de que se dispone se deducen de ellas nuevos estados en el proceso de
resolución. Deduce a la vez nuevos valores de salida para elementos de distintos
dominios.
De todo el universo de las Fases disponibles ‘Fase’ representa la terapia administrada
actualmente. En función de los datos del entorno, que representa el estado actual del
paciente (nivel de progresión del cáncer, número de veces que ha recibido una
terapia…) se deduce la nueva fase de salida y además se obtienen unos nuevos datos del
entorno.
El motor de inferencias completo es el siguiente:
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Por ejemplo, interpretamos la parte del sistema que permite decidir la nueva acción a
realizar, esto es decidir el
tratamiento más adecuado que
debe recibir el paciente en este
momento.
Aparece representada la forma en
que se decide que tratamientos de
droga o radiación deberían
aplicarse en función de la fase en
la que se encuentra el paciente.
Además se tienen en cuenta los
resultados de los análisis para
ajustar el tratamiento que se va a
indicar.
A continuación se describen todas las inferencias que existen en este motor :
1) Selecciona siguiente fase se refiere a la inferencia que selecciona la siguiente fase en
la red de transiciones del protocolo en función de los datos del paciente y la fase actual.
2) Selecciona siguiente observación selecciona aquellos tests de laboratorio que
deberían realizarse en el día actual de tratamiento.
3) Datos del entorno abstracto realiza inferencias adicionales para deducir más
información a partir de los datos de tests procedentes del laboratorio, tales como los
descritos en la relación Actividad de la enfermedad abstracta.
4) Selecciona acción actual selecciona las drogas apropiadas para ser administradas en
la actual visita.
5) Adaptación de acción considera la modificación de la dosificación de la droga en
base a los últimos resultados de laboratorio y otros datos clínicos.
6) Adaptación de fase modifica el ciclo actual de quimioterapia de acuerdo a los últimos
resultados de tests de laboratorio. Esta fuente de conocimiento decide si, en caso de que
el paciente muestre señales de toxicidad ante la droga, la quimioterapia debería ser
retrasada, cancelada o reemplazada por otra combinación de drogas.
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7) Selecciona fase no actual determina si la acción médica actual debería ser
interrumpida. Por ejemplo, VAM debe ser interrumpida si ha estado activa durante 21
días.
Y el conjunto total de dominios que maneja el sistema son:
1) Fase actual especifica las terapias que están siendo administradas.
2) Fase disponible describe todas las quimioterapias que pueden ser relevantes en un
protocolo de tratamiento.
3) Observación actual especifica los tests de laboratorio que deben realizarse en el día
actual de la terapia actual (descrita en la metaclase fase actual).
4) Observación disponible es el descriptor de todos los posibles tests de laboratorio.
5) Datos de entorno identifica todos los datos relacionados con el paciente sometido al
protocolo de tratamiento.
6) Acción disponible denota las prescripciones de radiación y drogas.
7) Acción actual representa aquellas prescripciones seleccionadas para el día actual de
la terapia actual.
8) Acción actualizada representa las prescripciones para el día actual cuando han sido
adaptadas al conocimiento acerca del estado actual del paciente.
Capa de tareas
Esta capa describe la forma
en que se descomponen las
tareas requeridas para
controlar las distintas
inferencias. Como ejemplo
examinamos como se
descompone la tarea
‘Encontrar secuencia de
acciones’.
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