Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

CONSTRUCTION OF MEMBERSHIP FUNCTIONS FOR INTELLECTUAL SYSTEM OF SOCIAL DANGER RISK ASSESSMENT IN FORENSIC PSYCHIATRY

Perfilev V.A. 1 Gromov Yu.Yu. 1 Gazha A.K. 2 Baranov А.V. 2
1 Tambov State Technical University
2 Tambov Clinical Psychiatric Hospital
The present article is dedicated to construction of membership function for intellectusl system, which will estimate risk if socially dangerous acts, commited by mental patients. It contains reasons why such system should be developed. There are given the major characteristics of mental patients, which have an influence on risk assessment. The type of membership function for patient characteristincs fussy sets was chosen. In the article you can also find a description of the process of linguistic variabe weightage definition and diagrams of membership function on all the segments. Groups with high and with low risk of social dangerous acts commiting determined.
intelligent system
information system
fuzzy logic
psychiatry
1. Gazha A.K., Abashina V.V., Baranov A.V., Eroshina O.S., Tulupova O.V. Prognoz sotsialnoy opasnosti psikhicheski bolnykh nakhodyashchikhsya na prinuditelnom lechenii v statsionare spetsializirovannogo tipa / Mediko-sotsialnye prioritety sokhraneniya psikhicheskogo zdorovya naseleniya Rossii. 2009. рр. 134–135.
2. Gromov Y.Y. Nadezhnost informatsionnykh sistem: uch. posobie. Tambov: Izd-vo GOU VPO TGTU, 2010.
3. Gromov Y.Y., Zarandiya Zh.A. Zemskoy N.A., Borisov A.N. Ispolzovanie logiko-lingvisticheskikh modeley dlya opisaniya predmetnoy oblasti professionalnoy deyatelnosti. Formirovanie spetsialista v usloviyakh regiona. Novye podkhody: Materialy V Vseros. mezhvuzov. nauch. konf., g. Tambov, 2004. рр. 20–21.
4. Gromov Y.Y., Ivanova O.G., Belyaev M.P., Danilkin S.V. Metody i sredstva proektirovaniya informatsionnykh sistem. Obektno-orientirovannyy podkhod: uch. posobie. Tambov; M.; SPb.; Baku; Vena; Gamburg; Izd-vo MINTs «Nobelistika», 2013.
5. Gromov Y.Y., Minin Y.V., Korshikov S.N., Malik D.O., Nosov S.V. Postroenie modeli dannykh na osnove izmeneniya intuitivnykh nechetkikh otnosheniy. Informatsiya i bezopasnost. Voronezh: Izdatelsko-poligraficheskiy tsentr Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta, 2011. no. 4 T. 14. рр. 567–570.
6. Gromov Y.Y., Polyakov D.V., Vedernikova A.P., Minin Y.V., Samkharadze T.G., Ivanova O.G. Postroenie mnogomernykh funktsiy prinadlezhnosti. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol, diagnostika, 2012.
7. Gromov Y.Y., Tyutyunnik V.M., Ivanova O.G., Gromova A.Y. Podkhod k formalizatsii informatsii v sistemakh upravleniya. Promyshlennye ASU i kontrollery. M.: Izd-vo «Nauchtekhizdat», 2011.
8. Eroshina O.S., Baranov A.V., Abashina V.V. Mekhanizm soversheniya obshchestvenno-opasnogo deyaniya kak faktor prognoza riska retsidiva // Sbornik statey vserossiyskoy shkoly molodykh uchyenykh v oblasti psikhicheskogo zdorovya. 2009. рр. 58–63.
9. Kotov V.P., Golland V.B., Maltseva M.M., Yakhimovich L.A. Kriterii i obosnovanie differentsirovannogo primeneniya prinuditelnykh mer meditsinskogo kharaktera v otnoshenii lits s tyazhelymi psikhicheskimi rasstroystvami, sovershivshikh obshchestvenno opasnye deyaniya: Metodicheskie rekomendatsii dlya vrachey. Moskva, 2008g. pod redaktsiey V.P. Kotova. M.: RIG GNI SiSP im. V.P. Serbskogo, 2008. 25 р.
10. Maltseva M.M., Kotov V.P. Opasnye deystviya psikhicheski bolnykh. Moskva: Meditsina, 1995.
11. Rukovodstvo po sudebnoy psikhiatrii / Pod redaktsiey A.A. Tkachenko. M.: Izdatelstvo Yurayt, 2012. 959 р.
12. Usov G.M., Ivanova A.A. Otsenka faktorov riska soversheniya obshchestvenno opasnykh deystviy u bolnykh shizofreniey // Rossiyskiy psikhiatricheskiy zhurnal. 2007. no. 5. рр. 15–20.
13. Frolov S.V., Makoveev S.N., Semenova S.V., Farea S.G. Sovremennye tendentsii razvitiya rynka meditsinskikh informatsionnykh sistem // Vestnik TGTU. 2010. no. 16 рр. 266–272.
14. Khrapov I.V., Mishchenko S.V., Podolskiy V.E., Bukreev D.V. Arkhitektura korporativnoy informatsionnoy sistemy podderzhki prinyatiya resheniya // Vestnik TGTU. 2003. no. 9 рр. 30–33.
15. Amar K. Das. Computers in psychiatry: a review of past programs and an analysis of historical trends. Psychiatric Quarterly, Vol.3, no. 4, 2002.
16. Antiandrogenic pharmacotherapy of sexual offenders and home leave steps in the forensic psychiatric hospital Berlin / P. Briken [et al.] // Psychiatr Prax 2009 Jul no. 36 (5). рр. 232–37.
17. Robert L. Spitzer, Jean Endicott. A computer program for psychiatric diagnosis utilizing the differential diagnostic procedure. Arch Gen Psychiatry, 1968.

Оценка риска общественной опасности психически больного человека является одной из трудно формализуемых задач, с которыми приходится сталкиваться врачу-психиатру. Для выявления объективной степени опасности пациента врач-психиатр должен вручную проанализировать значительное количество информации о пациенте. Согласно методике, описанной Мальцевой, условно её можно поделить на 4 категории характеристик пациента: социально-демографические характеристики, характеристики анамнеза жизни, характеристики анамнеза болезни, текущее психическое состояние [11]. В силу значительного количества характеристик врач-психиатр не может на практике учесть их все, поэтому вынужден обращать внимание только на наиболее значимые характеристики, описывающие текущее состояние пациента или наличие общественно опасных деяний в прошлом.

В ходе совместной работы с врачами-психиатрами Тамбовской клинической психиатрической больницы была выявлении потребность в автоматизации процесса принятия решения об оценке общественной опасности психически больных пациентов [9]. Было решено разработать для этих целей специализированную интеллектуальную систему. Основная функция данной интеллектуальной системы – помочь врачу-психиатру принять наиболее объективное решение путём учёта всех факторов.

В ходе длительных исследований на базе Тамбовской клинической психиатрической больницы было изучено 1382 больных, совершивших ООД (общественно опасное деяние) [8]. Отличительной особенностью данного исследования было соединение индивидуально-клинического подхода со сравнительно-статистическим анализом [12]. В результате были сделаны следующие выводы:

– признание невменяемости является достаточно объективным доказательством того, что психическое заболевание является основной причиной совершения больным ООД;

– факт привлечения к уголовной ответственности всех обследуемых исключает возможность субъективной трактовки их общественной опасности;

– проведенная следственными органами квалификация ООД по статьям Уголовного кодекса позволяет широко и объективно сравнить деяния, совершённые психически больными, с деяниями, совершёнными психически здоровыми людьми;

– немаловажным является усиленное наблюдение за психическими больными, уже совершавшими ООД, которое позволяет с определенной долей точности предвидеть последующие рецидивы;

– информация о количестве невменяемых лиц позволяет судить о частоте ООД и её динамике на территории, где проводилось исследование.

Применительно к проблеме разработки информационной системы важно заметить, что статистические данные, полученные в результате таких исследований, позволяют максимально объективно определять удельный вес тех или иных факторов, участвующих в прогнозировании генеза ООД психически больным [1].

Вместе с группой врачей-психиатров судебно-психиатрических экспертов на основе методики М.М. Мальцевой и выводов, сделанных в ходе проведённого исследования, был разработан список характеристик психически больных, особо важных при принятии решения об оценке общественной опасности [10].

В существующей медицинской практике не выработаны однозначные методики оценки характеристик пациентов. В силу этого врачебная комиссия при принятии решения опирается на эмпирический опыт. При проектировании информационной системы для такой специфической сферы, как судебная психиатрия, невозможно применение существующих математических моделей [13, 15, 16, 17]. С целью повышения точности результата разрабатываемой программы было решено обратиться к нечёткой логике [14].

По причине крайней сложности проблемы оценки характеристик с целью получения весовых коэффициентов различных значений лингвистических переменных было решено провести процедуру получения оценок на основе мнения экспертов [4].

Сам процесс измерения для каждой характеристики был разбит на два этапа [4]:

– ранжирование: сначала все значения для каждой лингвистической переменной были расположены в порядке возрастания;

– попарное сравнение: далее все элементы были попарно сравнены, после чего эксперты, опираясь на опыт, определили весовые значения для существующих значений лингвистических переменных [3, 6].

При применении нечёткой логики необходимо выбрать функцию принадлежности, что тоже является трудно формализуемой задачей. В качестве функции принадлежности была выбрана кусочно-линейная S-образная функция принадлежности (S-класс), имеющая следующий вид [2, 5, 7]:

perfilev01.wmf a ≤ x ≤ b.

Область значения f(x, a, b) – отрезок [0; 1]. Единицы измерения оси x для каждой логической переменной определяются отдельно.

Значение f(x, a, b) для каждой нечеткой переменной известно, оно определено экспертом. S-образная функция принадлежности позволяет определить значения f(x, a, b) на отрезках между известными нечеткими переменными. Это позволяет использовать такие модификаторы, как, например, «очень», «не очень», «чрезвычайно», «вполне».

Функции принадлежности характеристик психически больных

В данной работе приведены выводы функций принадлежности для трёх характеристик социально-демографической характеристики психически больных: возраст, уровень образования, сожители.

По данным о возрастной структуре психически больных, совершивших ООД, наибольший риск совершения ООД наблюдается у возрастной категории «от 20 до 39 лет» – 63 %, у категории «от 40 до 49 лет» – 17 %, у категории «до 20 лет» – 11 %, у категории «от 50 лет» – 9 %. Так как уголовная ответственность начинается с 16 лет, а по некоторым правонарушениям с 14 лет, то следующая по степени риска возрастная группа – «до 20 лет». По информации судебно-психиатрической экспертизы возрастной состав лиц, признанных вменяемыми, в процентном соотношении примерно такой же.

Таким образом, для характеристики «Возраст» определены 4 нечеткие переменные:

  • до 20 лет: 0,5;
  • от 20 до 39 лет: 1;
  • от 40 до 49 лет: 0,3;
  • от 50 лет: 0,1.

Функция принадлежности переменной «Возраст» – кусочно-линейный S-сплайн – приведена на рис. 1 и определена на трёх отрезках следующим образом:

pic_43.tif

Рис. 1. График функции принадлежности переменной «Уровень образования»

perfilev02.wmf

0 ≤ x ≤ 33;

perfilev03.wmf

33 ≤ x ≤ 66;

perfilev04.wmf

66 ≤ x ≤ 100.

Уровень образования также может считаться важным фактором, указывающим на риск совершения ООД. Наиболее точное представление о потенциальной опасности пациента он дает в совокупности с информацией о механизме совершения первых случаев ООД (негативно-личностным и продуктивно-психотическим) и данными о социально-профессиональной среде. В рамках исследования, проведенного в Тамбовской псхиатрической больнице [9], было выявлено, что среди лиц, совершивших ООД по негативно-личностным механизмам, у 67,5 % образование не превышало уровня средней школы. Лица, совершившие ООД по продуктивно-психотическим механизмам, преимущественно имели более высокий уровень образования:

47,1 % – среднее профессиональное образование;

38,2 % – высшее и незаконченное высшее.

Эта информация подтверждается и другими исследованиями. Больные шизофренией, совершившие ООД, имеют более высокий образовательный уровень [9]. Среди них средне специальное образование имели 49 %, среднее и неполное среднее – 42 %, начальное – 9 %. Среди лиц, совершивших ООД и не страдающих психическими заболеваниями, преобладают лица со средним и неполным средним уровнем образования.

Для характеристики «Уровень образования» определены 5 нечетких переменных:

  • не учился: 0,2;
  • вспомогательная школа: 0,3;
  • начальное и неполное среднее: 0,7;
  • среднее: 1;
  • неполное высшее: 0,1;
  • высшее: 0.

Функция принадлежности переменной «Уровень образования» – кусочно-линейный S-сплайн – приведена на рис. 2 и определена на пяти отрезках следующим образом:

perfilev05.wmf

0 ≤ x ≤ 20;

perfilev06.wmf

20 ≤ x ≤ 40;

perfilev07.wmf

40 ≤ x ≤ 60;

perfilev08.wmf

60 ≤ x ≤ 80;

perfilev09.wmf

80 ≤ x ≤ 100.

Среди лиц, живущих в одиночестве, наблюдается наиболее высокая склонность к совершению ООД. Наименьшая же склонность присуща людям, живущим с детьми или в браке. Риск совершения ООД у лиц, живущих с родителями, несколько выше, чем у лиц, живущих с прочими родственниками [9].

pic_44.tif

Рис. 2. График функции принадлежности переменной «Уровень образования»

Для характеристики «Сожители» определены 5 нечетких переменных:

супруг: 0,3;

родственники: 0,4;

родители: 0,5;

отсутствуют: 1;

дети: 0.

Функция принадлежности переменной «Сожители» – кусочно-линейный S-сплайн – приведена на рис. 3 и определена на четырёх отрезках следующим образом:

perfilev10.wmf

0 ≤ x ≤ 25;

perfilev11.wmf

25 ≤ x ≤ 50;

perfilev12.wmf

50 ≤ x ≤ 25;

perfilev13.wmf

75 ≤ x ≤ 100.

Группы правил определённой оценки общественной опасности

При определении общественной опасности психически больного и необходимости постановки его на АДН (активное диспансерное наблюдение) психиатрическая комиссия сталкивается с определённым набором характеристик у больного, при котором можно сделать однозначный вывод о необходимости постановки на АДН. Например, совершение уголовного правонарушения пациентом в прошлом говорит об обязательной необходимости или отсутствии необходимости ведения активного наблюдения за ним. Были выделены такие наборы характеристик.

Правила высокого риска общественной опасности и обязательной необходимости постановки на АДН:

pic_45.tif

Рис. 3. График функции принадлежности переменной «Сожители»

Психическое состояние в момент обследования следующее:

– психопатоподобный синдром с повышенной поведенческой активностью и патологией влечений;

– бредовые идеи определённого содержания, особенно направленные на конкретных лиц или организации и сопровождающиеся аффективной напряженностью (идеи ревности, преследования, сексуального воздействия и т.п.);

– периодические и пароксизмальные психотические состояния, сопровождающиеся агрессивностью, имеющие тенденцию к частому возникновению;

– депрессивные состояния с бредом самообвинения;

– маниакальные и гипоманиакальные состояния с общей расторможенностью и псевдопредприимчивостью).

Количество ООД – более 2.

Минимум 3 из следующих характеристик:

– злоупотребление спиртными напитками – систематически или зависимость;

– характер микросоциального окружения – знакомства на почве употребления алкоголя или компании с антисоциальными и криминальными тенденциями;

– характер отношений с ближайшим окружением – частые конфликты или постоянные конфликты;

– уголовная ответственность – да.

Правила низкого риска совершения ООД и отсутствия необходимости постановки на АДН:

Минимум 4 из следующих характеристик:

– злоупотребление спиртными напитками – не употреблял;

– злоупотребление наркотиками – не употреблял;

– количество ООД в прошлом – 0;

– уголовная ответственность – нет;

– характер отношений с ближайшим окружением – доброжелательные или спокойные;

– характер микросоциального окружения – устойчивый круг друзей с позитивными социальными установками.

Вывод

В данной работе подробно рассмотрена проблема определения весовых коэффициентов для всех значений характеристик психических больных, предложенных врачами-психиатрами, выступающими в роли экспертов.

Для определения этих коэффициентов было решено использовать метод экспертных оценок, поделив его на две стадии:

  • ранжирование;
  • попарное сравнение.

В результате были получены расположенные в порядке возрастания взвешенные значения для существующих лингвистических переменных. После этого была решена задача выбора и построения функции принадлежности для данных лингвистических переменных. Одна из основных причин построения функций принадлежности – необходимость возможности применения модификаторов вида «очень», «не очень». В качестве типа функции принадлежности была выбрана кусочно-линейная S-образная функция принадлежности.