4. Проблематика диагностики состояния организма
Центральным моментом анализа диагностических БТС является задача оценки информативности физиологических показателей, регистрируемых техническими звеньями БТС, относительно классифицируемых состояний (диагнозов), а также проблема разграничения и оценки состояний по выбранному комплексу значений показателей.
Формализованный алгоритм определения состояния (диагноза) может включать в себя логические правила (сопоставления), а также математические модели (вероятностные), повышающие надежность диагностических решений.
Логический анализ основан на клиническом методе, включающем определение набора качественных признаков состояния (симптом есть/нет) получение симптокомплекса и обоснование на основе базы знаний единственного или нескольких вероятных диагнозов. Для дифференциации диагноза используется методика дополнительных обследований.
Получаемые оценки учитывают известные статистические данные о частоте возникновения заболеваний и диагностической ценности отдельных симптомов. В бинарном варианте простейший Байесовский подход может быть представлен в виде:
где: P(xi) – правдоподобие; p[Aj(xi )] – вероятность состояния Аj при наличии симптома xi; p[xi (Aj)] – вероятность симптома xi при состоянии Аj, известна из медицинской статистики; p(Aj) – априорная вероятность состояния Аj .
При независимых симптомах величина правдоподобия равна произведению отношений вероятность симптома xi при состоянии Аj
При оценке состояния в БТС наиболее часто возникает вероятностная задача оценки состояния по комплексу значений физиологических показателей. Разграничение состояний может быть проведено:
1. На основе сравнения величины одного или нескольких показателей с соответствующим пороговым уровнем. В этом случае надежно разграничиваются классифицируемые состояния, для которых пороговая область значений регистрируемых параметров не перекрываются. Например, состояние «опасности» при отклонении жизненно важных показателей сверх значений, при которых происходят патологические сдвиги: например, ЧСС > 240 уд/мин или < 40 уд./мин, SpO2 и т.п.
Пороговый метод дает грубые оценки состояния, не позволяя прогнозировать развитие ситуации в динамике, следить за действием лечебных воздействий, определять направленность изменения состояния.
2. С помощью логических схем, дающих разбиения комбинаций значений показателей по классифицируемым состояниям.
3. С помощью формирования интегральной оценки, объединяющей информацию о значениях измеряемых показателей и позволяющей дать количественную меру приближения текущих значений параметров к отдельным классифицируемым состояниям. Интегральная оценка позволяет следить за изменением состояния в динамике и может быть использована для прогнозирования, оценки эффективности выбранных показателей с точки зрения информативности, оптимизации количества наблюдаемых физиологических показателей в БТС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Создание диагностических БТС систем является сложной задачей, использующей целый арсенал отдельных приемов, методов и подходов, призванных найти применение природным принципам в вершинах современной конструкторской деятельности. Сегодня биотехника – актуальная для множества жизненных сфер и динамично развивающаяся область научного знания, стоящая на стыке биологии, физики, химии, кибернетики и инженерных наук – электроники, навигации, автоматики, систем связи.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Биотехнические системы: Теория и проектирование / Под. ред. В.М.Ахутина.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.-220с.
2. Теоретические основы БТС : учеб. пособие / Ю. А. Ершов, С. И. Щукин – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 526, [2] с.
3. Гродинз Ф. Теория регулирования и биологические системы.- М.: Мир, 1966.-255с.