Файл: Мельников, В. Г. Информационное моделирование в клинической медицине.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 0
поиск новых математических и кибернетических методов, позволяющих описать и создать функционирующую модель орга на, той или иной системы регуляции.
Исследование моделей органов и процессов управления в организме человека позволит объяснить имеющиеся эксперимен тальные и клинические данные, даст обоснование для проведения новых экспериментальных исследований, позволит построить общую теорию управления в человеческом организме. Результаты исследования процессов управления в организме человека по служат теоретическим основанием для разработки методов конт роля и управления больным организмом.
В клинической медицине кибернетика разрабатывает такие теории:
принципы построения информационно-поисковых медицинских систем; диагностических и прогнозирующих систем; систем авто матизированного управления человеческим организмом в усло виях патологии;
машинная диагностика с реализацией ее на практике в клинике; медицинское прогнозирование; автоматизация управления больным организмом;
организация взаимодействия систем, управляющих двига тельными и другими функциями человека (неврология);
автоматическое регулирование функций органов и систем чело века в экстремальных условиях (анестезиология).
Сюда относятся также стандартизация представлений, созда ние классификаций и номенклатур, обеспечивающих возможность применения кибернетики в современной медицине;
разработка методов и систем автоматизации, планирования и управления медико-биологическими экспериментами;
создание автоматизированных систем для массового профилак тического обследования населения;
разработка математической теории эпидемиологических про цессов инфекционных и неинфекционных заболеваний.
Весьма важны вопросы разработки аппаратуры для контроля острых патологических состояний, управления функциями ор ганизма, частично или полностью утраченными, а также создания различного типа протезов.
Проблема протезирования жизненно важных органов и систем решается путем разработки аппаратов искусственного кровооб ращения, искусственного дыхания и искусственной почки.
В последнее время достигнуты значительные успехи в области биоэлектрического управления. Успешно применяются в клини ке электрокардиостимуляторы, стимуляторы скелетной мускула туры.
Работы в области медицинской кибернетики способствовали соз данию целого ряда приборов и устройств, с успехом используемых для обследования и лечения больных и применяемых в эксперимен тах (устройство для автоматической диагностики гипоксии, элект-
14
ронный информационно-управляющий комплекс, |
кардиомонитор, |
|||
фазорентгенокардиограф и др.). |
|
|
|
|
Решения проблем построения теории диагноза, прогноза и |
||||
оптимального лечения описаны |
в работах |
Н. |
М. Амосова |
и |
Е. А. Шкабары, Р. Ледли и Л. |
Ластеда, |
А. А. |
Вишневского |
и |
М. Н. Быховского и других авторов [3, 9—11, 17, 25—29, 32—34, 37, 42, 43, 56, 63, 73, 74, 76, 94, 102, 119, 131].
Используемый в данных работах математический аппарат весь ма разнообразен — элементы математической статистики и теории вероятностей, математическая логика, динамическое программи рование и т. д.
В ряде случаев для решения диагностических задач используют ся методы распознавания образов, схемы альтернативных ре шений. Широко применяются алгоритмы обучения электронныхвычислительных машин различению двух сходных по симптомати ке заболеваний, дифференциальной диагностике и выявлению ранних стадий заболевания. Своего решения еще требует задача создания общей теории диагноза, прогноза и выбора лечения, на основе которой можно было бы разрабатывать конкретные програм мы для нужд практической медицины.
Проводится работа по созданию метода автоматического анали за электрокардиограмм, фонокардиограмм, электрограмм мозга на ЭВМ. Задачи исследования больного организма охватывают следующий круг вопросов:
разработка теории и создание программ комплексного исследо вания функций больного организма;
обоснование значимости отдельных методов исследования; выработка оптимального плана обследования конкретного
больного;
разработка требований j k аппаратуре контроля и диагностики. Решение этих задач позволит исключить избыточную информа цию, избавить больного от ненужных исследований, проводить активный поиск необходимой информации и в значительной сте пени объективизировать полученную информацию, существенно
сократив время исследования.
Еще одна проблема, требующая разрешения,— обработка медицинской информации. Разрабатываемые методы должны ориен тироваться на различные типы медицинских учреждений, на по требности различных специалистов. Кроме использования уже существующих математических способов обработки информации необходимо разрабатывать новые методы, учитывающие специфику практической медицины и медицинской кибернетики.
Задача создания информационного медицинского языка воз никла с первых шагов применения ЭВМ в медицине. Без стандарти зации медицинской номенклатуры и без единообразного ее истол кования невозможно использовать ЭВМ. Информационный ал горитмический медицинский язык должен во много раз упростить моделирование сложных систем и тем более программирование.
15
Дальнейшее развитие медицинской кибернетики выдвигает на пер вый план проблему создания информационного языка. От решения этой задачи зависит и эффективность диагностики, и надежность функционирования информационных медицинских систем.
Теоретические и практические задачи построения информа ционных медицинских систем касаются вопросов разработки струк туры и функции различных типов таких систем. Необходимо опре делить задачи для систем каждого типа, их структуру, организа цию работ. Весьма сложный вопрос — выработка критериев эффективности информационных медицинских систем, так как любая система лишь косвенно связана с решением главной задачи медицины — лечением больного. Разработка стандартных медицин ских документов, создание информационных массивов, системы кодирования документов — все эти вопросы относятся к информа ционной структуре конкретной системы. Программно-математиче ский аппарат и технические средства могут быть общими для не скольких типов систем. Оснащение информационных медицинских систем связано с созданием специализированных вычислительных машин, аналого-цифровых преобразователей, различных считы вающих устройств и других приборов.
В области гигиены медицинская кибернетика занимается таки ми вопросами:
разработкой и созданием различного рода информационных систем, обеспечивающих контроль чистоты воздуха, почвы, воды, пищи и т . п.;
созданием теории построения единой системы охраны здоровья населения городов и сел от эпидемических заболеваний;
разработкой принципов и построением автоматизированных систем управления аппаратом и учреждениями здравоохранения (министерством, стационарами, поликлиниками, здравпунктами); разработкой государственного центра медицинской информации. На определенном уровне внедрения автоматизированных меди цинских систем в здравоохранение возникают вопросы, связанные
с |
проблемой |
«человек — машина», с новой ролью врачей и ЭВМ |
в |
лечебном |
процессе и др. С введением в действие клинической |
информационной системы врач освободится от некоторых видов работы (опроса, подробного заполнения истории болезни и т. д.), что составит примерно 30—40% его рабочего времени. Однако ра зумной тактики использования этого времени пока не существует. Наряду с этими вопросами необходимо решить и вопросы этики и выработать рекомендации для изменения законодательства и т. д.
Медицинская кибернетика переживает сейчас процесс станов ления, преодолевая трудности теоретического и технического характера. Полученные результаты со всей очевидностью демон стрируют важность и перспективность этого нового научного на правления, вооружающего медиков новым медицинским подходом к изучению процессов управления в организме человека, клиниче ской медицине и системе здравоохранения.
Глава |
вторая |
МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Медицинская информационная система — это форма организации деятельности медицинских учреждений, обеспечивающая сбор, хранение, переработку и выдачу медицинских данных на основе использования экономико-математических методов и средств авто матизации обработки информации.
Целью создания любой медицинской информационной системы (МИС) является облегчение и упорядочение работы с потоками информации для управления и осуществление самого процесса управления. В зависимости от характера решаемых задач разли чают системы информационно-поисковые (справочные), диагности ческие, прогнозирующие, следящие, информационно-измеритель ные и управляющие. По специфике информации эти системы могут предназначаться для клинической медицины, профилактики бо лезней, аптечного дела, гигиены труда, научного эксперимента, обучения, медицинских библиографий. Возможны более сложные МИС, включающие перечисленные выше системы как подсистемы, например: автоматизированная система управления больницами (АСУБ), научно-исследовательскими институтами, министерством
идр.
Взависимости от степени механизации и автоматизации про цесса сбора и переработки информации МИС делят на автомати зированные и автоматические. Первые предполагают обязательное
участие в информационном процессе человека, вторые исключа ют его.
Характер носителя информации но способам ее переработки обусловливает разделение медицинских информационных систем на три вида:
информационно-поисковые системы ручного типа; информационно-поисковые системы, основанные на использо
вании счетно-перфорационной техники; автоматизированные системы обработки медицинских данных
(АСОМД).
МИС относятся к классу кибернетических систем «человек — автомат», в которых распределение функций между обслуживаю щим персоналом (врачами, инженерами, техниками и др.) и устрой ствами (вычислительной машиной, специальной медицинской аппаратурой и т. д.) зависит от степени механизации и автоматиза ции приема, хранения, переработки и выдачи медицинской ин формации.
2 3-2314 |
17 |
I ot. |
%/ычная |
|
|
tiA> ... - . |
ws.i й кая |
|
|
биолит |
СССР |
|
|
ЭКЗЕМПЛЯР |
|
По выполняемым функциям медицинские информационные системы делятся на следующие типы.
1.Информационно-поисковые системы (ИПС) справочного типа,
накапливающие информацию о больном, о лечебном процессе и профилактических мероприятиях с помощью стандартизированных историй болезни, эпикризов и других формализованных медицин ских документов (вопросников, таблиц и т. д.).
2.Информационно-поисковые системы с функцией переработки информации, включающие информационно-измерительные, диаг ностические, прогнозирующие и следящие системы.
Если функцией первых является сбор, накопление и выдача по запросу информации о больном, течении лечения или профилак тических мероприятиях, то вторые, накапливая информацию о больном, состоянии внешней среды, перерабатывают ее по опреде ленным правилам и выдают результаты анализа информации в виде заключения, диагноза, прогноза, рекомендаций различного типа, которые используются врачом или управляющей системой.
3.Управляющие системы (включают системы первого и второго классов как подсистемы) обладают свойствами осуществлять с помощью обратной связи управляющие воздействия на объект управления. Понятно, что лечебный процесс обеспечивается управ ляющей системой с обязательным участием врача. Однако в экс периментах с животными разрабатываются медицинские управ ляющие системы, функционирующие без врача.
4.Автоматизированные системы управления (АСУ) медицин скими учреждениями могут включать в себя целый ряд систем сбора
ипереработки информации управленческого характера для реше ния задач управления медицинским учреждением или его отдель ными службами. В зависимости от производственной мощности больничного объединения целесообразно применять ту или иную систему сбора информации. Понятно, что для небольших больниц создание таких систем может касаться только области сбора ин формации статистического характера или учета рабочего времени сотрудников для централизованного начисления заработной платы. Крупные больницы, имеющие стационары до 1000 и более коек, ^.поликлиники с 300—450 тыс. посещений в год должны исполь зовать автоматизированные системы сбора и переработки ин формации для управления.
Автоматизированная система управления медицинским уч реждениями может включать информационные системы клиник, обеспечивающие профилактический и лечебный процессы. Этим достигается оперативность в управлении медицинскими учрежде ниями. В системе управления ведущее место по принятию решения предоставлено руководителю учреждения.
АСУ здравоохранением страны должна обеспечиваться сетью информационно-вычислительных центров. Низшими центрами яв ляются автоматизированные системы управления медицинскими учреждениями, высшими — республиканские регионарные и об-
18