Medical decision-making support system based on bayesian networks in medical diagnostics


Cite item

Full Text

Abstract

Modern level of medical science development provides the attending doctor with thousands of various diagnostic and therapeutic techniques as well as medicines. Practically applicating them, the clinician has to take into account a variety of factors: indications and contraindications of the method or modalities of treatment, characteristics of the patient and the course of the disease, compatibility or strengthening of the influence of certain examination methods, medications on each other, individual drug intolerance and contraindications in the patient. It becomes more difficult to keep all this in memory and make error-free, correct and timely decisions. Moreover, the situation is rapidly aggravated by the fact that the volume of knowledge in medicine is growing incrementally, and the time for a doctor to make an appropriate decision when making a diagnosis does not increase. In this regard, the question of creating a system that will minimize the time for a doctor to make a decision on the presence of a particular disease arises.

AIM: To develop a medical decision-making support system based on Bayesian networks in diagnosing patients.

RESULTS: A variant of the medical decision support system for the diagnosis of cold, flu and coronavirus are considered. A Bayesian network model using the GeNIe Academic software is proposed. The results of the percentages of possible diseases of the patient based on the existing symptoms are obtained.

CONCLUSION: The approach to the decision support system construction considered in the article is intended to assist doctors in making a diagnosis to a patient based on his anamnesis. It should be noted that the constructed Bayesian network can be modified by adding other symptoms with their conditional probabilities and adjusting the existing ones after expert judgment (6 figs, bibliography: 6 refs).

About the authors

Bogdan V. Levan'kov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: bogdan.levankov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6293-4330
SPIN-code: 4527-2307

scientific company operator

Russian Federation, Saint Petersburg

Evgeniy M. Vyborov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: vyborov.99@mail.ru
SPIN-code: 2293-2790

scientific company operator

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikita I. Yakovenko

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Author for correspondence.
Email: nikitayakovenko@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4007-1957
SPIN-code: 7441-6164
Scopus Author ID: 1010300

scientific company operator

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Gusev AV, Zarubina TV. Support of medical decision-making in medical information systems of a medical organization. Doctor and information technologies. 2017;(2):60–72. (In Russ.)
  2. Zvyagin LS. Bayesian Network Method and Key Aspects of Bayesian Modeling. Proceedings of the International Conference on Soft Computing and Measurements. 2019;1:30–34. (In Russ.)
  3. Ayvazyan SA. Bayesian approach in econometric analysis. Applied econometrics. 2008;1(9):93–108. (In Russ.)
  4. MacKay DJC. Information Theory, Inference, and Learning Algorithms. Cambridge: Published by Cambridge University Press; 2003. 640 p.
  5. Vetrov DP, Kropotov DA. Algorithms for choosing models and synthesizing collective solutions in classification problems based on the principle of stability. Moscow: URSS Publisher; 2006.
  6. Prokopchina SV, Fedichkin AI. The use of Bayesian intelligent technologies for the assessment of integral indicators. Collection of reports International Conference on Soft Computing and Measurements. 2006. Р. 20–22. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Bayes formula

Download (92KB)
3. Fig. 2. Memo of Rospotrebnadzor on the differences between the symptoms

Download (200KB)
4. Fig. 3. Bayesian network in the software "GeNIe Academic"

Download (134KB)
5. Fig. 4. Table of conditional probabilities on the example of a cough symptom

Download (173KB)
6. Fig. 5. Probabilistic ratios of coronavirus disease, colds and flu

Download (151KB)
7. Fig. 6. Probability ratios of coronavirus, colds and flu in the presence of other symptoms

Download (159KB)

Copyright (c) 2020 Levan'kov B.V., Vyborov E.M., Yakovenko N.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».