Abductive logic programming in allergy diagnosis

• Autorzy: Walecki P. , Lasoń W. , Porębski G. , Obtułowicz K.

Warianty tytułu

PL

Wnioskowanie abdukcyjne w diagnozie alergii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an abductive model of diagnosis, which was designed for medical care (diagnosis and treatment) of certain types of allergy. The reasoning is defined to have three forms: deduction, induction and abduction. The American philosopher Charles S. Peirce was the first to notice abduction. It was characterized as the probative adoption of a hypothesis that explains observed facts (results) in accordance with known laws. Abduction, as cognitive operation, creates the framework, which makes it possible to attribute a singular symptom to a disease. The interpretation of symptoms is always abductive. H.R. Fisher said that every medical diagnostic statement functions as an abductive inference. The abductive schema will become a (nomologically-deductive) principle, if the first premise (the result) contains an unexplained surprising fact (perception, observation) - a symptom in medical diagnosis, which is then explained casually as the effect of a cause. The abductive mode of interference involves two steps. In the first step a fact (a "result" in Peirce's terminology) to be explained or understood is presented, as the derived conclusion in classical schema. The second step introduces an available or newly constructed hypothesis (rule/law) by means of which the case is abducted. Knowledge becomes intelligible by way of its abductive incorporation into a coding system (i.e. medical classification) the logic, which the frame forms by means of new facts.

PL

W pracy zaprezentowano model diagnozy lekarskiej bazujący na wnioskowaniu abdukcyjnym. Model ten został zaprojektowany w celu wspomagania diagnozy i terapii w pewnych przypadkach alergii. Rozumowanie jest definiowane przez trzy podstawowe typy wnioskowania: dedukcję, indukcje i abdukcję. Pierwszym, który wyróżnił i opisał wnioskowanie abdukcyjne był amerykański filozof Charles S. Peirce. Scharakteryzował je jako metodę dochodzenia do hipotezy, która najlepiej wyjaśnia ob serwowane fakty w zgodzie ze znanymi prawami. Abdukcja, jako wnioskowanie logiczne tworzy ramy odniesienia dzięki którym możliwe staje się przypisanie pojedynczego objawu do konkretnej jednostki chorobowej. H.R. Fisher stwierdził, że każda opinia diagnostyczna w medycynie bazuje na wnioskowaniu abdukcyjnym. Jeśli początkowa przesłanka zawiera niewyjaśniony zaskakujący fakt - objaw w medycznej diagnozie, który spontanicznie tłumaczy się jako efekt określonej przyczyny, to wtedy wykorzystujemy schemat wnioskowania abdukcyjnego. Abdukcyjny sposób wnioskowania składa się z dwóch etapów. W pierwszym etapie fakt („result" w terminologii Pierce'a), aby został wytłumaczony czy zrozumiany, zostaje potraktowany, jako konkluzja w klasycznym schemacie inferencji. Drugim etapem jest wprowadzenie dostępnych lub na nowo skonstruowanych hipotez (zasad/praw), za pomocą których dany przypadek jest abdukowany. Objawy wyjaśniane są poprzez ich abdukcyjne włączenie w kodujący system (np. klasyfikacja medyczna) logiki, której postać formuje się dzięki nowym faktom.

Słowa kluczowe

EN

inference; abduction; medical diagnosis

PL

wnioskowanie; abdukcja; diagnoza medyczna

• Wydawca: Uniwersytet Jagielloński - Collegium Medicum ; Index Copernicus Sp. z o.o.
• Czasopismo: Bio-Algorithms and Med-Systems
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 1, no. 1/2
• Strony: 57--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Walecki P.

• Zakład Bioinformatyki i Telemedycyny, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, 31-501 Kraków, ul. Kopernika 7e

autor

Lasoń W.

• Zakład Bioinformatyki i Telemedycyny, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, 31-501 Kraków, ul. Kopernika 7e

autor

Porębski G.

• Katedra Toksykologii Klinicznej i Środowiskowej, Zakład Alergologii Klinicznej i Środowiskowej, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, 31-531 Kraków, ul. Śniadeckich 10

autor

Obtułowicz K.

• Katedra Toksykologii Klinicznej i Środowiskowej, Zakład Alergologii Klinicznej i Środowiskowej, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, 31-531 Kraków, ul. Śniadeckich 10

Bibliografia

• 1. Porebski G, Obtulowicz K, Obtulowicz P, Walecki P, Roterman-Konieczna I, Czarnobilska E, Krzanowska K, Kwapińska A, Targosz K.: Internet as a potential source of information about allergy for patients, The XIXth World Allergy Organisation Congress, June 26 - July 1, 2005, Munich, Germany.
• 2. Porębski G., Walecki P., Obtułowicz K., Czarnobilska E., Krzanowska K., Kwapińska A., Targosz K., Częstość wykorzystywania różnych źródeł wiedzy o alergii przez chorych ze schorzeniami atopowymi, Allergy Asthma Immunology 7th Central and Eastern European Conference June 8-11, 2005 Łódź, Poland.
• 3. Fisher H. R.: Abductive Reasoning As A Way Of Worldmaking, in Foudations of Science, 6, Kluwer Academic Publishers, Brüssel, 2001, p.371.
• 4. Peirce C. S.: Collected Papers Of Charles Sanders Peirce, Harvard University Press, 1958-1966.
• 5. Cox P. T., Pietrzykowski T.: General diagnosis by abductive inference, In Proceedings IEEE Symposium on Logic Programming, 1987, pp.183-189.
• 6. Fisher H. R.: ibidem, pp.361-372.
• 7. Eco U.: Semiotics and the Philosophy of Language, Indiana University Press, 1986.
• 8. Lin F., You J.-H.: Abduction in logic programming, In Artificial Intelligence, 140, 2002, pp.175-205.
• 9. Kakas A., Kowalski R., Toni F.: The role of abduction in logic programming, In Handbook of Logic in Artificial Intelligence and Logic Programming, Oxford University, 1995.
• 10. Console L., Torraso P.: Integrating models of correct behavior into abductive diagnosis, In Proceedings ECAI-90, pp. 160-166.
• 11. Lucas P. J. F.: Structures in diagnosis: from theory to medical application. Amsterdam 1996.
• 12. Poole D.: A methodology for using a default and abductive reasoning system, In International Journal of Intelligent Systems, 5, 1990, pp.551-548.
• 13. Lucas P. J. F.: Logic engineering in medicine, In The Knowledge Engineering Review, 12 (2), 1995, pp.153-179.
• 14. Lucas P. J. F.: Analysis of notions of diagnosis, In Artificial Intelligence, 105, 1998, pp.295-343.
• 15. Poole D.: Representing diagnosing knowledge, In Ann. Math. Artificial Intelligence, 11, 1994, pp.33-50.
• 16. Lucas P. J. F.: Analysis of notions of diagnosis, In Artificial Intelligence, 105, 1998, pp.298-300.
• 17. Sun Z., Finnie G.: Weber K., Integration of abductive CBR and deductive CBR, In FUZZ-IEEE 2001, Melbourne, pp.1432-35.
• 18. Fisher H. R., ibidem, p.370-371.
• 19. Peng Y., Reggia J.A.: Abductive Inference Models for Diagnostic Problem Solving, Springer, New York, 1990.
• 20. Josephson J. R.: Josephson S.G., Abductive Inference. Computation, Philosophy, Technology, Cambridge University Press, 1996, p. 6.
• 21. Walecki P., Lasoń W., Wiśniowski Z., Roterman-Konieczna I, Abductive logic programming in medical diagnosis, Journal of Artificial Intelligence, Vol. 1, No 2(24): 107-115, 2004.
• 22. Sarapata K., Usarz M., Trąbka J., Walecki P., Pyrczak W., Roterman-Konieczna I, Security of net servers in biological approach, Journal of Artificial Intelligence, Vol. 1, No 1(23): 31- 38, 2004.
• 23. Walecki P., Lasoń W., Porębski G., Obtułowicz K., Abductive logic programming and medical diagnosis. MSCB 2005, p. 76.
• 24. Walecki P., Nonmonotonic logic as a formalized model of human thinking. Associative and interpretative representational theory of mind, MSCB 2005, p. 44.
• 25. Walecki P., Lasoń W., Porębski G., Obtułowicz K., Skórna postać nadwrażliwości na aspirynę - pilotażowy telemedyczny system informacyjno-diagnostyczny, MSCB 2005, p. 37.