Подготовка набора данных для обучения и тестирования программного обеспечения на основе технологии искусственного интеллекта. Учебное пособие

Юрий Александрович Васильев

Рекомендовано Координационным советом по области образования «Здравоохранение и медицинские науки» в качестве учебного пособия для использования в образовательных учреждениях, реализующих программы дополнительного профессионального образования врачей, изучающих дисциплину «Общественное здоровье и здравоохранение». Рецензенты: Нуднов Н.В. — д.м.н., проф., ФГБУ «РНЦРР» МЗ РФ; Лебедев Г.С. — д.т.н., проф., директор ИЦМ Сеченовского Университета.

ВВЕДЕНИЕ

Цель данного учебного пособия — приобретение и расширение обучаемыми лицами необходимых компетенций, получение знаний, умений и навыков в области принципов и методологий подготовки набора данных для обучения и тестирования программного обеспечения на основе технологии искусственного интеллекта.

Задачи:

— изучение общетеоретических вопросов, терминологии, значения в системе здравоохранения технологий искусственного интеллекта и необходимых для их развития наборов данных;

— изучение этапов жизненного цикла набора данных в сфере здравоохранения;

— изучение алгоритма создания набора данных;

— изучение мер по профилактике дефектов и ошибок при создании наборов данных;

— обеспечение уровня компетенций и навыков в соответствии с требованиями профессионального стандарта «Специалист в области организации здравоохранения и общественного здоровья»¹;

— обеспечение уровня компетенций и навыков в соответствии с требованиями профессионального стандарта «Врач-рентгенолог»²;

— обеспечение уровня компетенций и навыков в соответствии с требованиями профессионального стандарта «Специалист по тестированию в области информационных технологий»³.

Требования к входным знаниям, компетенциям и умениям для проведения занятий: теоретические знания и практические навыки в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами высшего образования по специальностям 31.05.01 Лечебное дело, 31.05.02 Педиатрия, 31.05.03 Стоматология, 31.08.09 Рентгенология, 30.05.03 Медицинская кибернетика и 30.05.02 Медицинская биофизика, а также дисциплинам образовательной программы бакалавриата по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия, специальности 09.04.02 Информационные системы и технологии и 06.004 Специалист по тестированию в области информационных технологий.

Изучение пособия направлено на дальнейшее формирование у обучающихся следующих компетенций:

I. По специальностям 31.05.01 Лечебное дело, 31.05.02 Педиатрия, 31.05.03 Стоматология, 31.08.09 Рентгенология (дисциплина «Общественное здоровье и здравоохранение»):

1. Общекультурных:

— способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (ОК-1);

— готовность к саморазвитию, самореализации, самообразованию, использованию творческого потенциала (ОК-5).

2. Общепрофессиональных:

— готовность решать стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием информационных, библиографических ресурсов, медико-биологической терминологии, информационно-коммуникационных технологий и учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-1);

— способность и готовность анализировать результаты собственной деятельности для предотвращения профессиональных ошибок (ОПК-5).

3. Профессиональных:

— способность к применению основных принципов организации и управления в сфере охраны здоровья граждан, в медицинских организациях и их структурных подразделениях (ПК-17);

— готовность к участию во внедрении новых методов и методик, направленных на охрану здоровья граждан (ПК-22).

4. Дополнительно:

— способность организовывать оказание разных видов медицинской помощи с применением допущенных к обращению медицинских изделий на основе технологий искусственного интеллекта;

— способность понимать принципы работы современных информационных технологий, технологий искусственного интеллекта и использовать их для решения задач профессиональной деятельности.

II. По специальности 09.04.02 Информационные системы и технологии:

1. Общекультурных:

— способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

— способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

— использование на практике умений и навыков в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

— способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7).

2. Общепрофессиональных и профессиональных:

— способность воспринимать математические, естественно-научные, социально-экономические и профессиональные знания, умение самостоятельно приобретать, развивать и применять их для решения нестандартных задач, в том числе в новой или незнакомой среде и в междисциплинарном контексте (ОПК-1);

— владение методами и средствами получения, хранения, переработки и трансляции информации посредством современных компьютерных технологий, в том числе в глобальных компьютерных сетях (ОПК-5);

— умение разрабатывать стратегии проектирования, определять цели проектирования, критерии эффективности, ограничения применимости (ПК-1);

— умение проводить разработку и исследование теоретических и экспериментальных моделей объектов профессиональной деятельности в области медицины (ПК-8).

III. По специальности 09.03.04 Программная инженерия:

1. Универсальных:

— способность осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач (УК-1).

2. Общепрофессиональных:

— способность применять естественно-научные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности (ОПК-1);

— способность использовать современные информационные технологии и программные средства, в том числе отечественного производства, при решении задач профессиональной деятельности (ОПК-2);

— способность осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-8).

IV. По специальности 06.004 Специалист по тестированию в области информационных технологий:

1. Общекультурных:

— способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

— способность к самостоятельному обучению новым методам исследований, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

— использование на практике умений и навыков в организации исследовательских и проектных работ, управление коллективом (ОК-4);

— способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7);

2. Общепрофессиональных и профессиональных:

— способность применять естественно-научные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности (ОПК-1);

— владение методами и средствами получения, хранения, переработки и трансляции информации посредством современных компьютерных технологий, в том числе в глобальных компьютерных сетях (ОПК-5).

V. По специальности 30.05.03 Медицинская кибернетика и 30.05.02 Медицинская биофизика:

1. Общекультурных:

— способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

— способность к самостоятельному обучению новым методам исследований, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

— использование на практике умений и навыков в организации исследовательских и проектных работ, управление коллективом (ОК-4);

— способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7).

2. Общепрофессиональных и профессиональных:

— способность применять естественно-научные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности (ОПК-1);

— владение методами и средствами получения, хранения, переработки и трансляции информации посредством современных компьютерных технологий, в том числе в глобальных компьютерных сетях (ОПК-5).

В результате изучения материала обучаемый должен

знать:

— основную терминологию, базовые принципы юридического регулирования, цели и задачи создания и эксплуатации наборов данных в здравоохранении;

— принципы стандартизации процессов создания и эксплуатации наборов данных в здравоохранении;

— принципы классификации, основные требования к структуре, составу, описанию наборов данных;

— подходы к постановке клинической задачи, решаемой с применением конкретного набора данных;

уметь:

— организовывать процесс подготовки набора данных для сферы здравоохранения;

— организовывать процессы контроля и непрерывного повышения качества при подготовке наборов данных;

— обеспечивать защиту персональных данных;

владеть:

— навыками создания технического задания на набор данных;

— отдельными навыками разметки разных типов биомедицинских данных;

— навыками создания описания набора данных для здравоохранения.

Изучение материала пособия рассчитано на 6 академических часов самостоятельной работы, для его успешного освоения рекомендуется использовать открытые библиотеки наборов данных в сфере здравоохранения: https://mosmed.ai/datasets/; https://ai2.rt-eu.ru/. В целях проверки усвоения информации предусмотрены вопросы для самоконтроля. Для повышения уровня эрудированности и вовлеченности обучаемых в изучение учебного курса опционально рекомендуется подготовка рефератов и докладов-презентаций.

Коллектив авторов выражает благодарность за помощь в подготовке учебного пособия В. П. Новику, Е. Ф. Савкиной, Д. В. Козлову, У. А. Сахащик, Ю. С. Бусыгиной, Е. Г. Бахтеевой.

Примечания

1

Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 07.11.2017 №768н «Об утверждении профессионального стандарта „Специалист в области организации здравоохранения и общественного здоровья“».

2

Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 19.03.2019 №160н «Об утверждении профессионального стандарта „Врач-рентгенолог“».

3

Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 02.08.2021 №531н «Об утверждении профессионального стандарта „Специалист по тестированию в области информационных технологий“».