Multiagentensysteme (MAS) im medizinischen Umfeld

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Hauptseminar “Monitoring und Regelung in der Medizin”, SS 2005 TU München

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  • 1. WillkommmenMultiagentensysteme im medizinischen Umfeld Daniel Brügge bruegged@in.tum.de Hauptseminar “Monitoring und Regelung in der Medizin” SS 2005 TU München 23.Juni 2005
  • 2. Gliederung des VortragsI. AgentenII. Multiagentensysteme (MAS)III. Konzepte für MAS im medizinischen UmfeldIV. Aktuelle MAS-Projekte in der Medizin: 3 BeispieleV. Anwendungsideen für MAS im CaVaCo-ProjektVI. Zusammenfassung und Ausblick
  • 3. I. Agenten  Agieren in eigener Umgebung zur Erreichung von Zielen  Wahrnehmen der Umgebung  Ausführen von Aktionen in der Umgebung  Unterscheidung:Artificial Intelligence: A Modern Approach, Russell/Norvig Intelligente & autonome Software-Agenten II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen- I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 4. I. Agenten (2)Intelligente Agenten Reaktiv: Veränderungen in Umgebung wahrnehmen, interpretieren und entsprechend verhalten Proaktiv: Eigeninitiative ergreifen Interaktionsfähig: Kommunikation & Kooper- ation mit Dritten (z.B. anderen Agenten) Lernfähig: Sein Wissen muss sich durch Erfahrungen erweitern II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 5. I. Agenten (3)Autonome Agenten Griechisch: – “autos” = selbst – “nomos” = Regel/Gesetz Kontrolle des eigenen Verhaltens Ohne Eingriff von Außen (Mensch, andere Systeme) II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 6. II. Multiagentensystem (MAS)  Sammlung intelligenter, autonomer Agenten  Agieren in gemeinsamer Umgebung  Keine gemeinsame Kontrolleinheit  Dezentralisierte Daten- haltung  Asynchrone Kommunikation untereinander  Unterscheidung homogen und heterogen JADE Project, http://jade.tilab.com II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 7. II. Multiagentensystem (2)Vorteile von Multiagentensystemen: Probleme liegen oft in der realen Welt ver- teilt vor. MAS simulieren dieses perfekt Geschwindigkeitsvorteil durch Aufteilung von Berechnungsproblemen Redundante Auslegung bei sicherheits- kritischen Anwendungen Einfache Skalierbarkeit Kosteneinsparungen möglich II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 8. II. Multiagentensystem (3)Kleiner Einblick in die MAS-Kommunikation: Knowledge Query and Manipulation Language (KQML), Agent Communication Language (ACL) Sprechakte zur Kennzeichnung der Semantik von Nachrichten (z.B. “inform”, “request”, “agree”, “cancel” etc.) II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 9. III. Konzepte für MAS in der Medizin  Hauptsächlich Informations-, Wissensmanage- ment und Planungs- aufgaben  Überwachung & Unterstützung von Patienten  Unterstützung bei Diagnosen II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 10. IV. Aktuelle MAS-Projekte  Management von Organtransplanta- tionen  Scheduling im Krankenhaus  Unterstützung von todkranken Patienten II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 11. IV. Aktuelle MAS-Projekte (2)Management von Organtransplantationen Verwaltung zwischen spanischen Krankenh. Agenten-Architektur über verschiedene Level (Koordinationsagenten) Emergency Coordinator (EC), Historical Agent (HA) EC: Kümmert sich um Typ 0 Fälle HA: Alt-Daten verwalten, Statistiken, Data- Mining zur Wissensgewinnung II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 12. IV. Aktuelle MAS-Projekte (3) Computer Science & Mathematics Department, Universitat Rovira i Virgili II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 13. IV. Aktuelle MAS-Projekte (4) Suche nach den richtigen Patienten in kürzester Zeit Folgt dem Spanischen Modell Betrachtet Faktoren wie Transportkosten Reihenfolge: Typ-0 Patienten, Spender- Krankenhaus, KH in der selben Stadt, KH in der gleichen Region, KH in der selben Zone, KH in anderen Regionen “Patient/Organ-Matching” mit Multi-Criteria Decision Making (MCDM) II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 14. IV. Aktuelle MAS-Projekte (5) Computer Science & Mathematics Department, Universitat Rovira i Virgili II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 15. IV. Aktuelle MAS-Projekte (6)Scheduling im Krankenhaus Pläne für Geräte, Personal oder Patienten Unterschiedliche Bewertungskriterien (Wartezeit, hohe Auslastung, …) Zentraler Ansatz kann die Planung erschweren, da Ziele oft gegensätzlich sind Sehr dynamische Umgebung II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 16. IV. Aktuelle MAS-Projekte (7)Unterstützung von “Sterbe”-Patienten Patienten, die in ihrer letzten Lebensphase medikamentös behandelt werden Betreuung im Krankenhaus, in speziellen Einrichtungen oder zu Hause Informationsgewinnung über Patienten Bessere Kommunikation zwischen Arzt und Patient Persönlicher Agent für jeden Patienten II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 17. IV. Aktuelle MAS-Projekte (8) Computer Science & Mathematics Department, Universitat Rovira i Virgili II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 18. V. Ideen für MAS im CaVaCo  Agenten steuern das System und nutzen Erfahrungswissen  Simulation der Patientenreaktionen  Sicherheit durch redundante Agenten  Kooperationen zwischen KrankenhäusernB. Braun Melsungen AG II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 19. V. Ideen für MAS im CaVaCo (2) Agent steuert Spritzen (Aktoren) und liest aus den Sensoren am Patienten Wissensbasis über Patienten und Wissensbasis über allgemeine Reaktionen (ggf. Verteilt über Krankenhäuser) Agent überwacht Patienten und kann ggf. an weitere Geräte angebunden werden (PDA etc.) für z.B. Warnhinweise Simulation der Reaktionen vor Ausführung II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 20. V. Ideen für MAS im CaVaCo (3) II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 21. VI. Zusammenfassung & Ausblick Zurzeit mehr Informationsbeschaffung und Monitoring durch MAS Kein wirkliches Eingreifen in kritische Bereiche Hohe Zeit- und Kostenersparnis möglich Anforderungen an Entwickler steigen, da Menschenleben von Funktionalität abhängen Rechtliche Absicherung mit autonomen Agenten in der Medizin? II. Multiagenten- III. MAS-Konzepte IV. MAS Beispiele V. MAS im VI. Zusammen-I. Agenten systeme In der Medizin In der Medizin CaVaCo-Projekt fassung
  • 22. Multiagentensysteme in der Medizin Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit.Für Fragen stehe ich gerne noch zur Verfügung! Email: bruegged@in.tum.de