منطق فازی در پزشکی و بیوانفورماتیک

تشخیص بیماری می تواند با سطوح مختلفی از عدم اطمینان و عدم دقت در تشخیص همراه باشد و این مسئله در پزشکی یک امر ذاتی و انکار ناپذیر است. یک بیماری بسته به نوع بیمار ممکن است بطور کاملاً متفاوت و با شدت های مختلف خود را آشکار کند. یک نشانه بیماری ممکن است در بیماری های مختلف وجود داشته باشد. یا به عبارت دیگر، ممکن است بیمار چندین بیماری را با یک توصیف رایج از بیماری برای شما تشریح کند.
بهترین و جامع ترین راه برای توصیف و تشریح بیماری، استفاده از اصطلاحات زبانی است که آن هم غیر دقیق و مبهم است. علاوه بر این، مفاهیم بیماری و سلامت هر دو انحصاری و مخالف یکدیگرند. با این حال، برخی رویکردهای اخیر هر دو مفاهیم را به عنوان فرآیندهای تکمیلی در همان زنجیره، در نظر می گیرند.

با توجه به تعریف منتشر شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO)، سلامت یک حالت فیزیکی، روانی و رفاه اجتماعی کامل می باشد و صرفاً به معنای فقدان بیماری یا معلولیت نیست. بیماری را به این سه حالت می توان دید: بیماری، ناخوشی و کسالت.
برای مقابله با عدم دقت و عدم اطمینان در تشخیص بیماری، ما باید در منطق فازی که در اختیار داریم قرار بگیریم. منطق فازی ما را با متغیرهای حقیقت نسبی بین درست و غلط آشنا می کند.
با توجه به منطق ارسطو، ما برای پیشنهاد یا حالت گفته شده، تنها دو متغیر منطقی داریم: درست-غلط، سیاه-سفید، 1-0. در زندگی واقعی همه چیز همیشه سیاه یا سفید نیست، بلکه اکثر اوقات خاکستری است. بنابراین در بسیاری از موقعیت های عملی، در نظر گرفتن متغیرهای منطقی میانجی، مناسب تر است. اجازه دهید این مسئله را با یک مثال بسیار ساده نشان دهیم.
عبارت "شما سالم هستید" را در نظر بگیرید. در صورتیکه تنها ناخن شما شکسته باشد، این عبارت درست خواهد بود؟ یا اگر شما در مرحله آخر سرطان باشید، غلط خواهد بود؟ هر کسی که درجه ای از سلامت (h) را داشته باشد، سالم است و هرکسی هم که درجه ای از بیماری (i) را داشته باشد، بیمار است. اگر شما کاملاً سالم هستید، پس در واقع h = 1 و i = 0. معمولاً هر کسی ، حداقل مقدار مشکلات تندرستی را دارد و h < 1، اماh + i = 1
در یک حالت مفرط دیگر، h = 0، و i = 1، بنابراین شما به هیچ وجه سالم نیستید (شما بیمار هستید). در این حالت فقط ناخن شما شکسته است، و ما می توانیم بنویسیم h = 0.999 و i = 0.001؛ اگر شما زخم معده دردناک دارید، احتمالاً i = 0.95، و h = 0.05 خواهد بود. همان طور که خواهیم دید این یک مورد خاص از مکعب کوسکو می باشد: مورد یک بعدی.
امروزه، عدم قطعیت در علم به عنوان یک مسئله ضروری در نظر گرفته می شود و منطق فازی راهی برای مدل کردن و مقابله با استفاده از زبان طبیعی است. ما می توانیم بگوییم که منطق فازی یک روش محاسباتی کیفی است.
از آنجا که عدم قطعیت در زمینه هایی مثل پزشکی و داده های عظیم در بیوانفورماتیک یک امر ذاتی است، و منطق فازی هم مثل عدم قطعیت در نظر گرفته می شود، نظریه مجموعه فازی را می توان به عنوان یک فرمالیسم مناسب برای مقابله با عدم دقت ذاتی در بسیاری از مسائل زیست پزشکی و بیوانفورماتیک، در نظر گرفت.
منطق فازی روشی برای ارائه دقیق آن چه در دنیای پزشکی عدم دقت نامیده می شود، می باشد. به چندین مثال و تصویر در زیر اشاره شده است.

منطق فازی در پزشکی

پیچیدگی حرفه پزشکی، باعث ایجاد روشهای کمی سنتی از تجزیه و تحلیل نامناسب می شود. در پزشکی، کمبود اطلاعات، و عدم دقت خود پزشکی و بسیاری از ماهیت های متناقض، حقایق رایج هستند. منابع عدم قطعیت بصورت زیر طبقه بندی شوند.
1. اطلاعات بیمار
2. سوابق پزشکی بیمار، که معمولاً از خود بیمار یا خانواده اش گرفته می شود. و معمولاً هم ذهنی و غیر دقیق هستند.
3. آزمایشات جسمی. پزشک معمولاً اطلاعات عینی بدست می آورد، ولی در برخی موارد مرز بین وضعیت نرمال و پاتولوژیک دقیق نیست.
4. نتایج آزمایشات و سایر تست های تشخیصی، اما آن ها هم تا حدی مرتکب اشتباه می شوند و حتی رفتار و حالات نامناسب بیمار قبل از آزمایش هم می تواند آزمایشات را تحت تأثیر قرار دهد.
5. بیمار ممکن است در توصیف بیماری خود علائم اغراق آمیز و خود ساخته ای را به پزشک ارائه دهد و یا اینکه علائمی را دست بگیرد و نگوید و یا حتی ممکن است از گفتن برخی علائم خودداری کند.
6. ما بر تناقض تعداد فزاینده ای از اختلالات روانی در برابر فقدان طبقه بندی طبیعی تأکید می کنیم. طبقه بندی در موارد بحرانی (مثل روی مرز بودن) سخت است، بخصوص وقتی که سیستم وابسته به تشخیص مورد نظر باشد. منطق فازی، نقش مهمی در پزشکی ایفا می کند.