GAIA – Gastroenterological Artificial Intelligence Application

A GAIA a gastroenterológiai differenciáldiagnózist támogató, szabályalapú szakértő rendszer. A rendszer egyaránt alkalmas diagnosztizálásra és a tünetek interpretálására. Diagnosztizálás során a rendszer az észlelt tünetek lehetséges okát határozza meg – vagy zárja ki – (ún. adatvezérelt végrehajtással), míg a tünetek interpretálása során egy adott diagnózis (mint ok) alapján megpróbálja értelmezni az észlelt tüneteket (ún. célvezérelt végrehajtással).  A rendszer sajátos bizonytalansági kalkulust használ, amely lehetővé teszi, hogy (az első esetben) a lehetséges diagnózisokat csökkenő valószínűségi sorrendben közölje a felhasználóval. Mindkét esetben egy intelligens Kérdés-Válasz rendszer segíti a felhasználót az adatok megadásában.

GAIA ismeretbázisa két részből áll: egy általános ismeretanyagból és az egyes konkrét szituációktól függő, struktúrába rendezett ismeretanyagból. Az általános ismeretek állandóan a memóriában helyezkednek el, míg a szituációfüggő részeket a rendszer a végrehajtás során a problémamegoldási szituációtól függően emeli be a memóriába (helytakarékossági okokból).

A GAIA paramedikális prediktív előszűrést is végez: a központi gastroenterológiai szakrendelés beteganyagában végrehajt (nem orvosi szakképzettséggel elvégzett) szűrőjellegű diagnosztikai osztályozást, melyet a bizonyított végleges diagnózissal kiegészítve archiválnak.

A rendszer első változata 64 Kbyte-os MOD-81 mikroszámítógépen készült, amelyet a MEDICOR Művek és a Budapesti Műszaki Egyetem Műszer- és Méréstechnikai Tanszék közösen fejlesztett a 70-es évek végén. Később IBM PC (AT/XT) személyi számítógépre tértek át.

A GAIA programozása miniPROLOG  és C++ programnyelvek használatával történt.

A GAIA-t a Tolna Megyei Kórház Rendelőintézet II.Belgyógyászati Osztályán 1984-től kezdve hosszú évekig alkalmazták a betegek gastroenterológiai diagnózisának elkészítéséhez.

A Szekszárdi Megyei Kórházban 1975-től kezdve folyamatosan fejlesztették ki egy R-10 gépen hazánk első Kórházi Információrendszerét (KIR) — számos online és off-line modullal. Az egyik online modul volt a Standardizált Egészségügyi Fogalmakon alapuló Információrendszer (STEFI), amely egy klinikai leletező rendszer volt és a II. Belgyógyászaton működött. Az informatikai háttér mellett  a GAIA későbbi kifejlesztéséhez a szervezeti hátteret is megteremtették azzal, hogy 1981-től centralizálták a megyei emésztőszervi betegellátást.

A Szekszárdi Megyei Kórház Dokumentációs és Információs Központja (DIK) az akkori Egészségügyi Minisztérium egyik számítástechnikai bázisintézete volt, amit a minisztérium finanszírozott, a kórház csak befogadta azt. Miután itt üzemeltek a számítógépek és az ezekre fejlesztett kórházi információrendszer, ezért kérte fel a kórházat a Számalk a közös fejlesztésre.

A GAIA létrehozásának első lépéseként a sárgaság differenciál-diagnosztikájával foglalkozó alrendszert fejlesztették ki, melynek 30 beteg-anyaggal történt tesztelése 89%-os találatarányt produkált, így komoly lendületet adott a továbbfejlesztésnek.  A GAIA lett hazánkban az első gasztroenterológia témájú szakértő rendszer.

A Szekszárdi Megyei Kórházban kiépített, fent említett STEFI három alrendszerből tevődött össze:

• a standardizált gastroenterológiai adatokat feldolgozó és archiváló klinikai alrendszer,
• a kockázat-specifikus gondozási alrendszer,
• valamint az orvosi döntéseket előkészítő és támogató GAIA szakértő rendszer.

A GAIA felhasználói felülete hasonlított a STEFI-hez, de (az akkori szoftver lehetőségek korlátai miatt) nem volt annak integráns része.

A GAIA rendszerrel történő paramedikális prediktív előszűrés során archivált adatbázissal kapcsolatos tervek között szerepelt az, hogy a tárolt adatokból többváltozós statisztikai módszerekkel kapcsolatokat állapítsanak meg a tárolt paraméterek és a diagnózis-csoportok között. Így az adatbázist jól felhasználhatóvá tették célzott jellegű szűrővizsgálatokra is.

1. Simon László Dr., Aszalós János, Leposa Dezső, Jávor András Dr.: GAIA-mesterséges intelligencia alkalmazása a gastroenterológiai diagnosztikában. In: Számítástechnikai és kibernetikai módszerek alkalmazása az orvostudományban és a biológiában – 12. kollokvium előadáskivonatai, Szeged, 1984. dec. 3-5. 129. old.
2. László Simon, András Jávor, János Aszalós: GAIA – Gastroenterological Artificial Intelligence Application. of the Medical Informatics Europe, Helsinki, November, 1985, Lecture Notes in Medical Informatics, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo, 1985. p. 797.
3. Simon László Dr. és Jávor András Dr.: A számítógép alkalmazása a gastroenterológiában. Orvosi Hetilap, 1987. 128. évf. 13. szám 679-681 old.
4. Jávor András Dr., Simon László Dr.: Számítógépes szakértői rendszerek. Áttekintés és példa a gastroenterológiai felhasználásra. Orvosi Hetilap, 1987. 128. évf. 31. szám 1603-1607 old.
5. Aszalós, János: Some cognitive aspects of the medical thinking. Proc. of the Second Conference on Artificial Intelligence, NJSZT, Hungary, Budapest, 1991.02.23-25., 163-169 old.