Sistema Experto En Diagnóstico De Trastornos Mentalestlamati.uagro.mx/t7e2/59.pdf · archivo de reglas para cada trastorno mental, cabe hacer mención que el archivo de reglas del

Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016

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Sistema Experto En Diagnóstico De Trastornos Mentales

Universidad Nacional Autónoma de México1 Dr. Eduardo Vázquez Santacruz1

[email protected] Facultad de Ciencias y Tecnologías de la Información2

Alumno: Cirilo Tino Salgado2

[email protected]

Programa DELFÍN

Dr. Eduardo Vázquez Santacruz (Asesor). Universidad Nacional Autónoma de México

Resumen

Los trastornos mentales en México han incrementado considerablemente en los últimos años,

esto debido a la escasa información de la población sobre la salud mental. Cabe señalar que para

el debido tratamiento de los trastornos mentales es necesario un diagnóstico oportuno y eficaz

basado en la sintomatología de tales trastornos, para dicho diagnóstico es necesario que el

paciente sea observado por un especialista y evaluado durante cierto periodo de tiempo, es

necesario reducir el tiempo de espera para un diagnóstico, debido a la necesidad anterior el

objetivo del presente sistema es diagnosticar y orientar a las personas en caso de presentar algún

trastorno mental para su pronta atención, lo anterior haciendo uso de un sistema experto capaz de

dar a conocer al usuario su estado de salud mental. Además, este sistema sirve de apoyo a

psiquiatras y psicólogos que desean conocer las áreas específicas a mejorar en su paciente.

Palabras Claves: Trastornos Mentales, Sistemas Expertos, Psicología, Psiquiatría, Inteligencia Artificial.

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

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Introducción

La inteligencia artificial es una rama de la computación definida como el conjunto de métodos

para emular el conocimiento humano y fue surgida en la década de los cincuentas con la

publicación “Maquinaria Computacional e Inteligencia” del científico de computación Alan

Turing, el cual es considerado como el padre de la Computación.

Uno de los métodos de la inteligencia artificial son los sistemas expertos, estos han estado

presentes desde el surgimiento de la misma y han contribuido de manera muy significativa a la

resolución de problemas. Dendral fue el primer sistema experto funcional y fue desarrollado en la

Universidad de Stanford en el año 1965 por científico en Computación Edward Feigenbaum y

demás colaboradores.

La arquitectura de los sistemas expertos es fundamental en el funcionamiento de tal y está

formada por: base de conocimientos, base de inferencia y la interfaz de usuario; dichos sistemas

se basan en los conocimientos de un experto humano, la base de conocimientos tiene como

función registrar todos los hechos descritos por el experto humano, mientras que la base de

inferencia se encarga de traducir reglas siguiendo sus propios algoritmos de búsqueda, control y

resolución de conflictos y por último la interfaz de usuario permite la interacción entre el usuario

y el sistema, es decir entradas y salidas como un diagnóstico, lo anterior tal y como se muestra

(Pacheco, 2016).

A pesar de las amplias contribuciones de los sistemas expertos a diversas áreas, en la

psicología y psiquiatría se tienen escasos registros de dichos sistemas, un tema en común entre

estas dos áreas de la salud son los trastornos mentales, los cuales han incrementado

considerablemente en México, afectando la calidad de vida de población. Con base a (Mora,

2016) investigaciones realizadas en el año 2007 demuestran que una de cada tres personas tendrá

un trastorno mental antes de los sesentaicinco años y que una de cada cuatro presentara un

trastorno mental a lo largo de su vida. Aunado a lo anterior el porcentaje de la población con

algún trastorno mental es mayor a la cuarta parte de la población tal y como se observa en la

Figura 1.



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Figura 1. Trastornos mentales en México en el año 2007. Fuente: (Mora, 2016).

Con base a (Mora, 2016) los trastornos mentales más comunes en México son:

ü Psicosis

• Inducida por tóxicos

• Reactiva breve

• Esquizofrenia

• Esquizofreniforme

ü Ansiedad

• Trastorno de Pánico

• Trastorno Obsesivo – Compulsivo

• Trastorno de Estrés Postraumático

ü Depresión

Los especialistas en trastornos mentales se basan en la sintomatología del paciente para su

diagnóstico, la cual puede ser observada en la Figura 2; el tiempo en el que se diagnostica a un

paciente varia con relación al trastorno mental del que se tenga indicio, es necesario desarrollar

un sistema que diagnostique a una persona con algún trastorno mental, tomando en cuenta la

sintomatología de los síntomas, con base a la anterior necesidad desarrollamos el Sistema

Experto en Diagnóstico de Trastornos Mentales.


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Figura 2. Sintomatología de los principales trastornos m

entales en México. Fuente: Elaboración propia.



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Materiales y Métodos

Durante la implementación del Sistema Experto en Diagnóstico de Trastornos Mentales se diseñó

la arquitectura de dicho sistema, la cual puede ser observada en la Figura 3. Además para la

interfaz de usuario se hace uso del Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) NetBeans 7.2.1, el

JDK 1.8, ambos pueden ser descargados desde (Oracle, 2016) y el Entorno de Desarrollo Web

WampServer, que a su vez contiene el gestor de base de datos phpMyAdmin, este último puede

ser descargado desde (WampServer, 2016). Con relación a la base de conocimientos y la base de

inferencia se hace uso del Sistema de Producción Integrado en Lenguaje C (CLIPS), para su

descarga vea (SourceForge, 2016).

Para la correcta comunicación entre el IDE NetBeans 7.2.1 y el gestor de bases de datos

phpMyAdmin se requiere del conector denominado my-sql-connector-java-5.1.6-bin.jar, este

puede ser descargado desde (Oracle, 2016), otro conector necesario es el conector CLIPSJNI.jar

cuya función es comunicar CLIPS con el IDE NetBeans 7.2.1 y puede ser descargado en

(SourceForge, 2016).


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Figura 3. Arquitectura del sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales. Fuente: Elaboración propia.

Una vez instalado el software necesario, se procede a crear una base de datos en el gestor

phpMyAdmin, la cual se denomina “setrastornosmentales” y está integrada por solo una tabla

llamada “usuarios”, está a su vez contiene campos como email, apellido paterno, apellido

materno, nombre y edad.

Posteriormente se crea un nuevo proyecto en el IDE NetBeans 7.2.1 y se diseña un

formulario de registro de usuarios, se deben de considerar todos los campos de la tabla “usuarios”

de la base de datos previamente creada, el resultado puede ser observado en la Figura 4. Para el

correcto almacenamiento de los datos de entrada provenientes de la interfaz de usuario a la base

de datos se utilizan expresiones regulares y se realiza una clase denominada “conectar.java”, cabe

señalar que la base de datos esta almacenada sobre un servidor local, al cual hacemos referencia

tal y como se observa en la Figura 5.



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Además es necesario anexar en la carpeta del proyecto el conector my-sql-connector-java-

5.1.6-bin.jar y a la postre añadirlo al proyecto desarrollado en el IDE NetBeans 7.2.1, el cual se

agrega desde la ventana proyect del IDE Netbeans 7.2.1 en la carpeta “Libraries” del proyecto ya

creado.

Figura 4. Formulario de registro del sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales. Fuente: Elaboración propia.

Figura 5. Clase conectar.java. Fuente: Elaboración propia.

Seguidamente se diseñan los formularios para obtener la sintomatología presente en los

usuarios, estos formularios se diseñan con base a cada trastorno mental descrito en la Figura 2,

como ejemplo puede observar la Figura 6, cabe señalar que el trastorno de fobia no ha sido


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tomado en cuenta en el presente sistema, esto debido a que la sintomatología de dicho trastorno

se presenta en los trastornos mentales de ansiedad restantes.

Figura 6. Formulario de diagnóstico de trastorno de pánico. Fuente: Elaboración propia.

Al termino del diseño de los formularios de diagnóstico de trastorno de pánico, trastorno

obsesivo – compulsivo, estrés postraumático, depresión y psicosis, se procede a realizar los

archivos de reglas, estos permiten retornar un diagnóstico con base a la sintomatología del

usuario.

Para la creación de los archivos de reglas se hace uso de CLIPS, es necesario elaborar un

archivo de reglas para cada trastorno mental, cabe hacer mención que el archivo de reglas del

trastorno de psicosis es un caso particular, por lo cual será descrito detalladamente, es necesario

que todos los archivos sean almacenados en la carpeta del proyecto.

La estructura de un archivo de reglas está definida por: deftemplate, slot y defrule, el

comando deftemplate genera una plantilla, que agrupa a uno o varios slots, estos a su vez son

variables cuyo valor cambia con relación a los hechos que constituyen un defrule o regla. En la

Figura 7 se pueden observar las reglas para el diagnóstico del trastorno de pánico, las reglas están

constituidas por hechos y por medio del slot trastorno retornan el trastorno que el usuario



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presenta. Cabe señalar que se deben considerar todos los casos y que los hechos son

fundamentados en la sintomatología del trastorno, la cual puede observarse en la Figura 2.

Figura 7. Archivo de reglas del trastorno de pánico. Fuente: Elaboración propia.

Para la creación del archivo de reglas de psicosis es necesario elaborar previamente un

archivo de reglas que permita diagnosticar si el usuario padece ansiedad, para ello se verifica si

en el usuario persiste algún trastorno como: trastorno de pánico, trastorno de estrés postraumático

o un trastorno obsesivo compulsivo, si existe por lo menos un trastorno mental se diagnosticará al

paciente con ansiedad.

Una vez creados los archivos de reglas del trastorno de pánico, obsesivo – compulsivo,

estrés postraumático, depresión y ansiedad, se procede a crear el archivo de reglas del trastorno

de psicosis tomando en cuenta como hechos las respuestas del usuario: si consume drogas o

alcohol, si presenta delirios o alucinaciones y el tiempo en que han persistido los anteriores

síntomas, además se adhiere el diagnóstico del archivo de reglas del trastorno de depresión y del

trastorno de ansiedad. El archivo de reglas del trastorno de psicosis podrá arrojar cinco posibles

resultados, entre los que se encuentran:


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• Psicosis inducida por tóxicos.

• Psicosis relativamente breve.

• Psicosis de tipo esquizofreniforme.

• Psicosis de tipo esquizofrenia.

• Ningún trastorno de psicosis.

Seguidamente se cargan los archivos de reglas al proyecto desarrollado en el IDE

NetBeans 7.2.1, para ello es necesario agregar el conector CLIPSJNI.jar a dicho proyecto, el cual

se agrega desde la ventana proyect del IDE NetBeans 7.2.1 en la carpeta “Libraries” del proyecto,

además se crea un objeto de tipo Environment y se inicializa, posteriormente por medio de la

propiedad load se hace referencia al archivo de reglas, tal y como se observa en la Figura 8, el

proceso anterior se repite en todos los formularios con el archivo de reglas correspondiente.

Figura 8. Carga del archivo de reglas del trastorno de pánico. Fuente: Elaboración propia.

Posteriormente se procede a obtener las respuestas del usuario, las cuales son retornadas

por medio de Radio Buttons, tal y como se observa en la Figura 6. Las respuestas son

comprobadas por medio de la propiedad isSelected, si el radio button es seleccionado ejecuta un

hecho, estos hechos son comparados en el archivo de reglas para así retornar el diagnóstico del

usuario, el cual se almacena en una variable de tipo String, el anterior proceso deberá ser

reproducido en cada formulario a excepción del formulario de registro y puede ser visto en la

Figura 9.



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Figura 9. Captura de respuestas para el diagnóstico del trastorno de pánico. Fuente: Elaboración propia.

El proceso de enviar los resultados de cada cuestionario al formulario que nos muestra el

diagnóstico de los trastornos mentales que padece el usuario es uno de los más importantes, el

diagnóstico de cada cuestionario será enviado como parámetro de la clase del formulario

siguiente, para ello se tiene que instanciar el formulario siguiente y pasar como parámetro la

variable del resultado de dicho cuestionario, este proceso puede ser observado en la Figura 10.

Figura 10. Instancia del formulario Test2 teniendo como parámetro el resultado del cuestionario uno. Fuente: Elaboración propia.

Respecto al formulario que recibe la variable del diagnóstico del primer cuestionario se

tiene que declarar una variable que reciba dicho valor, en este caso es llamada “Resultado” y en

su constructor se declara una variable del mismo tipo de dato que el diagnóstico del cuestionario

uno, en el presente caso es una variable de tipo String denominada “diagnosticopanico”, a


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continuación se asigna el valor de la variable “diagnosticopanico” a la variable “Resultado” del

segundo formulario, tal y como se muestra en la Figura 11, los procesos anteriores deberán ser

repetidos en todos los formularios a excepción del formulario de registro.

Figura 11. Atributos y parámetros de la clase Test2 perteneciente al formulario Test2. Fuente: Elaboración propia.

Seguidamente procedemos a diseñar el formulario de diagnóstico general, el cual

presentará en áreas de texto el diagnóstico del usuario, información sobre los trastornos mentales

presentes y centros de ayuda donde el usuario pudiese acudir, tal y como se observa en la Figura

12. Cabe hacer mención que la información sobre los trastornos mentales y los centros de ayuda

solo se presentaran el usuario presenta algún trastorno mental. Además el formulario de

diagnóstico general se presentara si no se diagnóstica alguno de los cuatro primeros trastornos, es

decir, trastorno de pánico, trastorno obsesivo – compulsivo, trastorno de estrés postraumático o

trastorno de depresión, de esta manera no habría necesidad de mostrar el formulario de

diagnóstico de psicosis, por inducción el usuario no presenta ningún trastorno mental.

Para mostrar el diagnostico general, la información sobre dichos trastornos y los centros

de ayuda, el formulario de diagnóstico general recibirá los resultados de los trastornos mentales

posibles, para posteriormente con apoyo de condicionales de selección presentar la información

al usuario. Además es necesaria una clase la cual denominamos como PosiblesRespuestas.java,



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esta contendrá métodos que retornen información sobre cada uno de los trastornos mentales y los

centros de atención donde se puede acudir.

Además si el usuario desea acudir a otro centro de ayuda, puede observar el archivo de

extensión PDF que contiene todos los centros de atención a trastornos mentales en México, este

archivo puede ser visualizado seleccionando el menú Acerca de, apartado Centros de ayuda.

Figura 12. Formulario de diagnóstico general. Fuente: Elaboración propia.

Resultados

Durante la implementación del presente sistema, se obtuvieron resultados en cada

proceso, respecto al registro de usuarios, los datos de los usuarios que utilizan el sistema experto

en diagnóstico de trastornos mentales se almacenan en la base de datos “setrastornosmentales” tal

y como se muestra en la Figura 13.


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Figura 13. Base de datos del sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales. Fuente: Elaboración propia.

Después de haber implementado el desarrollo del Sistema Experto en Diagnostico de

Trastornos Mentales en cada uno de los formularios, la consola del IDE NetBeans 7.2.1 nos

mostrará si el usuario padece algún trastorno mental, tal y como se muestra en la Figura 14.

Figura 14. Diagnóstico de un trastorno de pánico en el sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales. Fuente: Elaboración propia.

Finalmente, al término de la implementación del Sistema Experto en Diagnóstico de

Trastornos Mentales se obtendrá el diagnóstico del usuario con relación a sus respuestas, se

mostraran los centros de apoyo e información del trastorno mental presente, tal y como se

observa en la Figura 15.



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Figura 15. Diagnóstico de depresión en el sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales. Fuente: Elaboración propia.

Discusiones y conclusiones

El sistema experto en diagnóstico de trastornos mentales en contraste con otros sistemas

dedicados a la salud mental, no solo muestra un diagnostico confiable, sino además muestra

información sobre los trastornos mentales presentes y clínicas donde pudiese atenderse el usuario,

además cuenta con un directorio que muestra los distintos centros de ayuda a pacientes con

trastornos mentales en México.

Es importante conocer los trastornos mentales de una persona, esto permite a los

psicólogos y psiquiatras realizar un tratamiento especializado basado en tales trastornos, de esta

manera se pueden mejorar las condiciones de salud mental en México, si bien algunos de los

trastornos mentales no se pueden erradicar en su totalidad, se puede mejorar la manera en que se

afrontan.


300

Agradecimientos

Agradezco al Dr. Eduardo Vázquez Santacruz, Catedrático de la Universidad Nacional Autónoma

de México, por guiarme durante mi estancia en el verano de investigación científica.

Al Maestro en Ciencias de la Computación de la Universidad Autónoma de Guerrero Raúl

Juárez Morales por la motivación y el asesoramiento brindado.

Referencias

Mora, M. E. (12 de AGOSTO de 2016). CNNMéxico. Obtenido de CNNMéxico: http://mexico.cnn.com/salud/2013/10/10/las-‐enfermedades-‐mentales-‐mas-‐comunes-‐en-‐mexico

Oracle. (13 de AGOSTO de 2016). Obtenido de Oracle: http://www.oracle.com/technetwork/es/java/javase/downloads/index.html

Pacheco, A. (12 de AGOSTO de 2016). Sistemas Expertos. Obtenido de Sistemas Expertos: http://www.depi.itch.edu.mx/apacheco/ai/definic.htm

SourceForge. (13 de AGOSTO de 2016). Obtenido de SourceForge: sourceforge.net/projects/clipsrules/files/CLIPS/6.30/

WampServer. (13 de AGOSTO de 2016). Obtenido de WampServer: http://www.wampserver.com/en/

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