Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов
Развитие микроэлектроники, компьютерных и информационных технологий позволяют создавать мобильные мини поликлиники, позволяющие осуществлять комплексное диагностирование и лечение различных заболеваний, лечебно-диагностические комплексы (ЛДК). Рассматриваются основные системные требования и направле...
Saved in:
| Date: | 2004 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2004
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6420 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов / Е.А. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2004. — № 3. — С. 156-162. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859606855085457408 |
|---|---|
| author | Тимашов, Е.А. |
| author_facet | Тимашов, Е.А. |
| citation_txt | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов / Е.А. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2004. — № 3. — С. 156-162. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Развитие микроэлектроники, компьютерных и информационных технологий позволяют создавать мобильные мини поликлиники, позволяющие осуществлять комплексное диагностирование и лечение различных заболеваний, лечебно-диагностические комплексы (ЛДК). Рассматриваются основные системные требования и направления развития этих устройств.
|
| first_indexed | 2025-11-28T04:40:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 156
Развитие микроэлектроники, ком-
пьютерных и информационных
технологий позволяют создавать
мобильные мини поликлиники, по-
зволяющие осуществлять ком-
плексное диагностирование и ле-
чение различных заболеваний, ле-
чебно-диагностические комплексы
(ЛДК). Рассматриваются основ-
ные системные требования и
направления развития этих уст-
ройств.
Е.А. Тимашов, 2004
ÓÄÊ 681.3(031)
Å.À. ÒÈÌÀØÎÂ
ÑÈÑÒÅÌÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ
ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÕ
ËÅ×ÅÁÍÎ-ÄÈÀÃÍÎÑÒÈ×ÅÑÊÈÕ
ÊÎÌÏËÅÊÑÎÂ
Лечебно-диагностические комплексы (ЛДК) −
это автоматизированные системы для выра-
ботки путем автоматизированной диагности-
ки и реализации лечебных воздействий на
пациента, являющегося в данном случае объ-
ектом управления, на который направлены
медикаментозные и процедурные воздейст-
вия в соответствии с критерием управления,
выработанным врачом в процессе выявления
заболевания или группы заболеваний, как с
помощью ЛДК, так и с помощью амбулатор-
ных и других методов. Исходя из этого отне-
сем ЛДК к одной из разновидностей авто-
матизированных систем управления (АСУ),
которым свойственны следующие признаки,
общие для всех АСУ:
ЛДК − это человеко-машинная система, в
которой врач играет важнейшую роль, при-
нимая основное участие в выработке реше-
ний по диагностике и лечению; существен-
ное место в ЛДК занимают: различные дат-
чики (сенсоры), устройство связи с пациен-
том (УСП), средства вычислительной техни-
ки, выполняющие операции по сбору, обра-
ботке и переработке информации, с целью
установления диагноза и выработке страте-
гии и тактики лечения; важную роль играют
исполнительные устройства, т.е. устройства,
осуществляющие лечебное воздействие на
пациента, а также участвующие в управле-
нии процессом получения диагностической
информации; цель функционирования ЛДК −
полная или частичная ликвидация диагности-
рованных заболеваний (оптимизация работы
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНЫХ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 157
объекта) путем соответствующего выбора лечебных воздействий, осуществляе-
мых как средствами, заложенными в ЛДК, так и другими.
Кроме того, следует иметь в виду, что ЛДК обеспечивает управление про-
цессом лечения в целом, а его технические средства участвуют в выработке вра-
чом решений по диагнозу и лечению [1]. Этим ЛДК качественно отличается от
традиционных приборных медицинских систем автоматизации и разнообразных
локальных систем, которые по существу представляют собой технические сред-
ства для автоматизации действий врача или среднего медперсонала на том или
ином участке процесса. В отличие от этого в ЛДК реализуется автоматизиро-
ванный процесс принятия решений по диагнозу и лечению как единому целому.
Назначение любой автоматизированной системы управления, ее необходи-
мые функциональные возможности, желаемые технические характеристики и
другие особенности в решающей степени определяются тем объектом, для ко-
торого создается данная система. Для ЛДК управляемый объект − самый слож-
ный объект − человек, имеющий одно или, как правило, несколько заболеваний.
Осуществляя процесс диагностики и лечения, ЛДК воздействует непосред-
ственно на те или иные органы, как с целью получения информации, так и осу-
ществляя процесс лечения. Интенсивность этих управляющих воздействий вы-
бирают так, чтобы они осуществлялись наиболее целесообразным образом, оп-
ределяемым врачом.
При разработке ЛДК важно правильно выделить объект исследования
(управления) из множества функциональных структур человека. Например, сис-
тема, ориентированная на заболевания каких-либо конкретных органов, т. е.
проблемно ориентированная или система ориентированная на получение ком-
плексных диагностических характеристик. Для этого учитывают назначение и
роль различных отдельных источников информации и органов, на которые осу-
ществляется воздействие, а также каналы, через которые оно осуществляется.
Создание и функционирование каждого ЛДК должно быть направлено на
получение вполне определенных результатов. Поэтому после определения на-
значения ЛДК необходимо четко конкретизировать цели функционирования
системы.
Степень достижения поставленных целей принято характеризовать с помо-
щью критерия лечения (управления), т. е. показателя, достаточно полно харак-
теризующего качество ведения лечебного процесса и принимающего некоторые
значения, желательно численные а не описательные, в зависимости от выраба-
тываемых с помощью ЛДК лечебных (управляющих) воздействий. Критерий
конкретизирует цель создания данного ЛДК.
Не меньшую роль, чем критерий, играют ограничения, которые должны со-
блюдаться при выборе воздействий. Ограничения бывают двух видов:
которые не могут быть нарушены даже при неправильном выборе воздей-
ствия;
которые могут быть нарушены, но нарушение приводит к значительному
ущербу, не учитываемому критерием.
Е.А. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 158
Как правило, общий критерий эффективности неприменим из-за сложности
определения необходимых количественных зависимостей в конкретных услови-
ях; в таких случаях формируют частные критерии оптимальности, учитывающие
специфику пациента и методологии диагностики и лечения, дополненные ус-
ловными ограничениями.
Чтобы добиться желаемого (в том числе оптимального) хода процесса, в
системе необходимо выполнять множество различных, взаимосвязанных дейст-
вий: собирать и анализировать информацию о состоянии, регистрировать значе-
ния переменных, принимать и реализовывать соответствующие решения по ди-
агнозу заболеваний, стратегии и тактике лечения и т. п.
Именно такого типа «деятельность» ЛДК называется его функционирова-
нием, т. е. выполнением установленных функций.
Функция ЛДК − это совокупность действий системы, направленных на дос-
тижение частной цели управления [2]. При этом в качестве действий рассматри-
ваются заранее предопределенные и описанные последовательности операций и
процедур, выполняемые частями системы.
Функции ЛДК в целом как человеко-машинной системы следует отличать
от функций, выполняемых комплексом технических средств системы (в том
числе, средствами вычислительной техники). Неправильно рассматривать вме-
сто функций всей системы (включая человека) только совокупность действий,
осуществляемых автоматически ее техническими средствами. Хотя значение
подобных действий, реализуемых без участия человека, очень велико, однако
они не характеризуют полностью поведение и возможности всего ЛДК. За вра-
чом сохраняется главная, определяющая роль в выполнении наиболее сложных
и ответственных функциональных задач. Поэтому необходимо рассматривать
весь комплекс функций ЛДК, включая те из них, которые осуществляются при
участии персонала. ЛДК выполняет также и вспомогательные функции, к кото-
рым относится, например, контроль за исправностью функционирования самого
комплекса, т. е. решение внутрисистемных задач и т. п.
Необходимо различать информационные и управляющие функции ЛДК.
Информационные − функции ЛДК, результат выполнения которых − пред-
ставление врачу информации о ходе процесса диагностики и лечения.
Характерными примерами информационных функций ЛДК являются:
- контроль основных параметров пациента, характеризующих его состояние
по методологии диагностики и лечения, т. е. проверка соответствия параметров
допустимым;
- измерение или регистрация по вызову тех параметров, которые интересу-
ют в ходе диагностики и лечения;
- информирование врача (по его запросу) об аналогичных ситуациях, име-
ющихся в базе данных и знаний, накопленных за время работы данного ком-
плекса, а также внесенных в соответствующие базы в процессе создания;
- фиксация времени отклонения некоторых параметров процесса за допу-
стимые пределы;
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНЫХ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 159
- вычисление по запросу некоторых комплексных показателей, не поддаю-
щихся непосредственному измерению, которые интересуют врача;
- вычисление достигнутых показателей процесса лечения;
- периодическая регистрация измеряемых параметров и вычисляемых
показателей;
- обнаружение и сигнализация наступления опасных ситуаций.
Выполняя эти основные информационные функции, ЛДК своевременно
обеспечивает сведениями о состоянии и различных отклонениях.
Управляющие функции ЛДК включают в себя действия по выработке и реа-
лизации лечебных воздействий на пациента и иногда врача при определении его
готовности к проведению процесса диагностики и лечения, а также выработке
управляющих воздействий на агрегаты комплекса, переключающие его в тот
или иной режим. Под выработкой понимается определение (на основании полу-
ченной информации) рациональных воздействий, а под реализацией − действия,
обеспечивающие осуществление принятых после выработки решений.
К основным управляющим функциям относятся:
- стабилизация переменных процесса воздействия на некоторых постоянных
значениях, определяемых регламентом диагностики и лечения;
- программное изменение режима процесса по заранее заданным законам;
- формирование и реализация лечебных воздействий, обеспечивающих дос-
тижение или соблюдение режима, оптимального по некоторому критерию;
- управление пусками и остановами агрегатов и блоков, осуществляющих
лечебные воздействия и блоков, изменения режимов в процессе диагностики др.
Перечень всех функций, выполняемых конкретным ЛДК (т. е. ее функцио-
нальный состав), характеризует внешние, потребительские возможности данной
системы.
Ее внутреннее строение будем характеризовать структурами: функциональ-
ной, технической, организационной.
Каждая из этих структур представляет собой определенный аспект системы,
в котором проявляется та или иная грань ее внутреннего строения, т. е. один из
возможных способов представления системы как совокупности ее частей (эле-
ментов) и связей между ними [3].
В функциональной структуре ЛДК элементами являются вышерассмотрен-
ные функции системы и их части (операции, процедуры), а связи между эле-
ментами отражают информационно-логическую последовательность и подчи-
ненность их реализации. Значение такой структуры для эскизного описания и
понимания строения ЛДК очень важно: она играет роль, аналогичную роли
принципиальной схемы сложного устройства, с помощью которой раскрывается
принцип его действия. Именно на соответствующей схеме функциональной
структуры отрабатывается, какие именно совокупности действий, в какой по-
следовательности выполняет данный ЛДК и что предпринимается для достиже-
ния принятых целей и критерия лечения (управления).
Е.А. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 160
Состав и строение любого конкретного ЛДК выбираются так, чтобы система
соответствовала общим техническим требованиям, установленным стандартами,
и частным требованиям на ее создание.
ЛДК должен:
- управлять процессом в соответствии с принятым критерием функциониро-
вания;
- выполнять все возложенные на нее функции в соответствии с назначением
и целью;
- обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, надеж-
ности и быстродействия;
- отвечать эргономическим требованиям, предъявляемым к способам, форме
представления информации , размещению технических средств и т. д.;
- быть приспособлен к взаимосвязанному функционированию с системами
управления смежных уровней иерархии и другими ЛДК , т. е. обладать свойст-
вом технической и информационной совместимости;
- допускать возможность дальнейшей модернизации и развития.
В состав любого ЛДК должны входить следующие основные крупные ком-
поненты (части системы): персонал, информационное, организационное, про-
граммное, техническое обеспечения.
Разработка программного обеспечения проводится на основе математиче-
ского обеспечения, которое в состав ЛДК не входит.
Процесс функционирования ЛДК (как и любой другой системы управления)
по существу − процесс целенаправленного прeобразования входной информа-
ции в выходную. В ЛДК это преобразование выполняется совместно двумя
компонентами: врачом и комплексом технических средств с информационным и
программным обеспечением. Именно они собирают входную информацию от
пациента и других внешних источников, обрабатывают и анализируют ее, а за-
тем принимают решения по управлению лечением и реализуют их, формируя
соответствующие воздействия на пациента и посылая другие сигналы, несущие
выходную информацию как своеобразную продукцию системы. Чтобы и врач, и
комплекс технических средств могли функционировать правильно, в соответ-
ствии с принятыми критериями, необходимо обеспечить их соответствующими
правилами и инструкциями. Для оперативного персонала эту задачу выполняют
документы организационного обеспечения ЛДК , а для Комплекса Технических
Средств − программное обеспечение.
Между компонентами ЛДК в процессе функционирования существует ин-
тенсивное взаимодействие:
- организационное и программное обеспечения определяют поведение пер-
сонала и ЭВМ соответственно;
- врач активно взаимодействует с техническим обеспечением через посред-
ство программного обеспечения.
Все эти взаимодействия внутри системы, а также ее взаимодействие с внеш-
ней средой носят в основном и прежде всего информационный характер, так как
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНЫХ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 161
сводятся к передаче и приему информации в виде различных сигналов, данных,
сообщений, текстов рисунков, мультимедийной информации и т. д. [4]. Такой
информационный обмен требует наличия определенных соглашений о принятых
формах и возможных значениях (содержании, смысле) тех или иных информа-
ционных элементов. Совокупность этих соглашений, т. е. множество принятых
форм массивов данных документов, перечней и шкал используемых сигналов,
кодов и правил их расшифровки, образует еще один условно выделяемый ос-
новной компонент ЛДК , называемый ее информационным обеспечением. Важ-
ная роль этого компонента состоит в том, что именно через него, а точнее − с его
помощью осуществляются все процессы обмена информацией как внутри ЛДК ,
так и с внешней средой.
Оперативный персонал ЛДК состоит из врача и среднего медицинского
персонала, осуществляющих контроль и управление процессом диагностики и
лечения, и эксплуатационного персонала, обеспечивающего правильность
функционирования всех технических и программных средств системы (про-
граммисты, электронщики и пр.). При современной степени автоматизации
численность медицинского персонала бывает небольшой (один-два человека).
Однако при разработке и эксплуатации ЛДК следует иметь в виду, что в состав
оперативного персонала, кроме медиков входит также эксплуатационный пер-
сонал, который призван своевременно выполнять все работы по обслуживанию
и оперативному восстановлению данной системы (ремонтный персонал в состав
оперативного включать не принято).
Состав оперативного персонала конкретного ЛДК и установленные взаимо-
отношения между его работниками определяют организационную структуру
системы.
Организационное обеспечение ЛДК представляет собой совокупность до-
кументов, устанавливающих порядок и правила функционирования опера-
тивного персонала данной системы. Сюда входят инструкции и регламенты, оп-
ределяющие ведение процесса диагностики и лечения, инструкция по эксплуа-
тации системы, описания ее функциональной, организационной и технологиче-
ской структур, а при необходимости другие документы аналогичного содержа-
ния. Роль организационного обеспечения в современных ЛДК часто недооцени-
вается, между тем она очень важна: по существу организационное обеспечение
регламентирует всю деятельность человека в системе, от простейших операций
по ее текущему обслуживанию до самых сложных и ответственных действий.
Таким образом, учитывая всю сложность стоящих перед врачом задач при
комплексной диагностике состояния пациента, выборе методов (алгоритмов)
лечения и необходимости ведения процесса в некотором оптимальном режиме,
при котором может быть получен надлежащий эффект лечения, к ЛДК необхо-
димо подходить как к единому целому, а не как к набору различных независи-
мых элементов. Важно отметить, что ЛДК, разрабатываемые в настоящее время
принадлежат к так называемым сложным системам, т. е. характеризуются на-
личием значительного числа параллельно происходящих процессов, разно-
Е.А. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2004, № 3 162
образных по принципу действия устройств, наличием связанных между собой
подсистем, обладающих своими частными целями и критериями и, наконец, на-
личием развитой иерахией уровней управления. Соответственно возрастает не-
обходимая „мощность” применяемых систем контроля и управления про-цессом
диагностики и лечения. В результате этого растет степень взаимо-связанности
отдельных подсистем и усложняются алгоритмы получения комплексной диаг-
ностической информации и процесса лечения в целом. Следовательно при раз-
работке и проектировании ЛДК возникает задача создания интегрированных
систем управления с использованием достижений современных информацион-
ных технологий.
1. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. − М.:
Наука, 1997.− С. 659−667.
2. Freedman, Evans L Designing systems with microcomputers. Prentice-Hall, Inc., Englewood
Cliffs, 1998. − P. 28−37.
3. Богданов Н.К. Тиражируемые программные комплексы для создания АСУТП // Про-
мышленные АСУ и контроллеры. 2000, № 12. – С. 35−39.
4. Stein D., Hanenberg S., Unland R.. Designing Aspect-Oriented Crosscutting in UML. In proc.
оf Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002. − Р. 63−71.
Получено 01.02.2004
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-6420 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1817-9908 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T04:40:51Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тимашов, Е.А. 2010-03-02T12:05:20Z 2010-03-02T12:05:20Z 2004 Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов / Е.А. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2004. — № 3. — С. 156-162. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1817-9908 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6420 681.3(031) Развитие микроэлектроники, компьютерных и информационных технологий позволяют создавать мобильные мини поликлиники, позволяющие осуществлять комплексное диагностирование и лечение различных заболеваний, лечебно-диагностические комплексы (ЛДК). Рассматриваются основные системные требования и направления развития этих устройств. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов Article published earlier |
| spellingShingle | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов Тимашов, Е.А. |
| title | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| title_full | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| title_fullStr | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| title_full_unstemmed | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| title_short | Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| title_sort | системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6420 |
| work_keys_str_mv | AT timašovea sistemnyianalizkompʹûternyhlečebnodiagnostičeskihkompleksov |