Григорий Хай - Информатика для медиков

• Название: Информатика для медиков
• Автор: Григорий Хай
• Жанр: Детская образовательная литература

В книге обобщен личный опыт автора в области клинической хирургии, управления ЛПУ и медицинскими службами, в разработке медицинских информационных систем различного назначения, в том числе консультативных экспертных систем диагностики и выбора оптимальных решений в сложных ситуациях, в управлении качеством медицинской помощи, а также преподавании информатики в системе медицинского последипломного образования.

Предпринята попытка представить в доступной содержательной форме способы и методы информационной поддержки этих разнообразных сторон практической деятельности врачей, независимо от их узкой специализации. Материал изложен свободным языком. Книга снабжена приложениями различного характера.

Пособие предназначено для читателей, имеющих высшее медицинское образование, клиницистов, социал-гигиенистов, организаторов здравоохранения. Она может быть полезна и для разработчиков медицинских информационных систем, имеющих только математическое или техническое образование.

---

Сопряжение БЗ, СУБЗ и ИСП следует считать сопряжением с сенсорной зоной коры головного мозга.

Зона анализа и распознавания

Зона анализа и распознавания предназначена для выполнения нескольких функций. Зоны распределены по блокам:

1) распознавание образов (распознавание и узнавание);

2) поиск аналогий между наблюдаемыми объектами внешней среды и описаниями объектов, хранящихся в БЗ;

3) анализ информации, передаваемой из подкорки с помощью «психического кода»;

4) анализ эмоциональной составляющей, импортируемой из сенсорной зоны;

5) анализ состояния внутренних технических систем изделия;

6) сопоставление целевой функции с оценкой информации, получаемой из блоков 1 – 5;

7) передача в зону сценарного мышления и зону выбора решения результатов анализа блока 6.

Блок «Распознавание образов»

«Распознавание образов» в качестве обобщенного наименования проблемы делится на две последовательные задачи: распознавание и узнавание (М. М. Бонгард). Распознавание – это классификация, узнавание – идентификация.

Классификация — информационная процедура отнесения изучаемого объекта к некоторому известному классу объектов по сходству основных признаков. Основанием для такого утверждения служит наличие взаимосвязанной совокупности обобщающих характеристик распознаваемого объекта с обобщающими основными характеристиками эталона – характеристиками класса объектов.

Идентификация — информационная процедура, позволяющая по взаимосвязанной совокупности индивидуальных признаков утверждать, что распознаваемый объект является «тем самым единственным, который обладает персональным именем».

Для осуществления процедуры распознавания в БЗ коры должны храниться достаточно полные характеристики всех объектов, распознавание которых включено в задачи изделия. Они либо вносятся туда конструктивно (что лучше), либо приобретаются в процессе эксплуатации.

Признаки, характеризующие тот или иной «эталонный образ», должны быть принципиально распознаваемыми сенсорной системой устройства.

Алгоритмически задачи классификации и идентификации, особенно при «неполном наборе признаков», требуют первично множественных, минимально необходимых и достаточных описаний, представленных в виде импликативных логических функций, позволяющих сделать то или иное утверждение. Технически – вполне приемлемо сопоставление изображений, звуков, запахов ит.п.

Использование аппарата математической статистики для этих целей неприемлемо.

Блок «Поиск аналогий»

Будем называть аналогией сходство объектов не по взаимосвязанной совокупности общих либо индивидуальных характеристик, а по заранее заданным (сформулированным) отдельным характеристикам (признакам).

Понятие аналогии в обиходе можно обозначить словом «похоже». Если сходство сравниваемых объектов достаточно близкое, то понятие аналогии нередко пересекается с понятием классификации.

Поиск аналогий с помощью зоны анализа и распознавания необходим для понимания сущности и предназначения объектов, описания которых отсутствуют в БЗ, но которые возникают во внешней среде конкретного изделия. Это попытка ответа на вопросы «что это такое?», «кто это?» путем ответа на вопрос «на что это похоже?».

Поиск аналогий является эффективным подспорьем процессам распознавания и узнавания для ориентировки изделия в объектах внешней среды. Сказанное относится к распознаванию объектов-веществ и объектов-событий, поэтому при поиске аналогий возникает необходимость обращаться не только к БЗ, но и к памяти о происшедших ранее событиях, в том числе о результатах принимавшихся ранее решений. Для этого необходимо обращаться к другим блокам данной зоны и к зоне выбора и реализации решений.

Блок «Анализ психического кода»

Психический код (Пк) предназначен для оптимизации методов отбора и передачи из подкорки в кору той информации, которая оказывается наиболее актуальной в данный момент с позиций самого существования изделия. Эта информация, алгоритмически отобранная по содержательным характеристикам, является тем материалом, который используется корой в сценарной зоне для последующего выбора решения «Что делать?». Суть в том, что возможности сценарных рассуждений коры ограничены, и поэтому для них следует отбирать только наиболее важные знания. Если лингвистическим выражением знаний является предложение, то мышления – текст. И именно предложения, переданные из подкорки в кору, служат тем материалом, из которого в ней строятся текстовые рассуждения, утверждения и предположения. Если этого материала нет, то и «рассуждать не о чем». Если знаний недостаточно, то процесс мышления неполноценен, что влечет за собой некачественные решения о выборе образа действий и в целом – неэффективное функционирование изделия.

Психический код информирует кору о наличии трех наиболее значимых (актуальных) для целенаправленной деятельности и самосохранения изделия сиюминутных ситуациях и состояниях самого устройства, а также о количественной мере их выраженности. К ним отнесены: потребность (П), опасность (О) и необходимость (Н). Степень их выраженности определяется числом данных букв в трехбуквенном коде. Порядок букв не имеет значения.

Варианты кода: ПØØ,ППØ, ППП, ОØØ,ООØ, ООО, НØØ, ННØ, ННН, ПОØ,ПНØ, ППО, ППН, ОНØ, ООН, ООП, ННО, ННП, ПОН, ØØØ.

Всего 20 комбинаций кода в одной посылке, включая «пустой» вариант, когда «ни о чем думать (рассуждать) не надо». Две и три одноименные буквы в одной посылке кода определяют не два или три вида потребностей, опасностей или необходимостей, а только степень их выраженности. Каждый вид этих ситуаций задается самостоятельной посылкой.

Частота таких сообщений в кору зависит от специфических задач самого изделия. Также от этого зависит содержательная часть – смысловое значение данных сообщений.

Для формирования Пк необходима связь с сенсорной зоной и БЗ коры.

Принципы отбора необходимой информации из поступающей в подкорку и отсеивания неактуальной, как и процедура формирования Пк, задаются алгоритмически в зависимости от типа изделия. Анализ Пк и наполнение его конкретным содержанием (осмысление) осуществляются в коре.

Блок «Анализ эмоций»

В данном контексте будем называть эмоциями взаимосвязанные совокупности осознаваемых ощущений, побуждающих изделие к тем или иным действиям. Эти действия предназначены для достижения и сохранения положительных эмоций и для избавления от отрицательных.

Равновесным состоянием будем считать ощущение эмоциональной удовлетворенности.

Положительные эмоции: сытость, безопасность, исправное функционирование всех комплексов, отделов и блоков изделия, достигнутая цель каждого действия, достаточная информация о текущей ситуации.

Отрицательные эмоции: голод, опасность, неисправное функционирование любого блока изделия, недостижение (полное или частичное) цели любого конкретного действия, недостаточная информация о текущей ситуации.

И положительные, и отрицательные эмоции имеют три степени выраженности: малую, среднюю и высокую. Они определяются совокупностью причин, что задается алгоритмически. Поскольку положительные и отрицательные эмоции противоположны по смыслу (и знаку), наличие любой из них, независимо от степени выраженности, автоматически исключает существование противоположной.

Полная эмоциональная удовлетворенность (эмоциональный комфорт) обеспечивается взаимосвязанным объединением всех положительных эмоций, выраженных в большей степени.

Полная эмоциональная неудовлетворенность (эмоциональный дискомфорт) характеризуется прямо противоположным образом.

Взаимные сочетания положительных и отрицательных эмоций, выраженных в различной степени, определяют реальный эмоциональный фон (уровень эмоционального комфорта) изделия, что зависит от его исправности, состояния окружающей среды и поставленных целей.

В совокупности с рациональным выбором оптимальных решений и дополнительной мотивацией формируется комплекс команд, определяющих поведение изделия в каждый данный момент. В общем виде это стремление к максимальному уровню эмоционального комфорта.

Блок «Анализ состояния технических систем»

Индикация состояния технических систем является функцией вегетативной нервной системы. Коррекция некоторых отклонений от нормального функционирования комплексов и устройств изделия производится автоматически. Ряд отклонений требуют вмешательства ЦНС.

Главной задачей вегетативной нервной системы является поддержание гомеостаза. Диапазоны «нормы», в том числе и в процессе функционирования изделия, задаются конструктивно и реализуются алгоритмически путем описания команд на необходимые локальные воздействия. Выполнение таких команд может быть как автономным в сфере вегетативной регуляции, так и произвольным в сфере анимальных воздействий.