автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Полифункциональная система диагностики состояния здоровья человека и животных с учетом экологического фактора

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

Кретушева Татьяна Александровна

ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

Специальность 05.13.09 - Управление в биологических и медицинских системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск - 1998

Работа выполнена в Курском государственном техническом университете

Научные руководители: доктор технических-наук,

профессор Кореневский H.A.

доктор биологических наук Лазурина Л.Б.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Титов B.C.

кандидат медицинских наук,

доцент Ткаченко Ю.Г.

Ведущая организация:

Воронежский государственный технический университет

Защита диссертации состоится " " _ 1998г,

е _ часов на заседании специализированного Совета Л 064.50.(

Курского государственного технического университета но адрес; 305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией молно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан сыгрелр 1998г.

Ученый секретарь

специализированного Совета, __у

кандидат технических наук, доцент h Довгаль В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное состояние развития при->ды и общества знаменуется резким обострением проблем экологи-¡ского характера.

Общеизвестно, что изменение экологической обстановки су-:ственно влияет на состояние здоровья биообъектов и главным об-130М человека,как в локальных зонах, гак и на планете в целом.

Рассматривая проблемы анализа взаимодействие элементов жи-1Й и неживой, природы,ряд современных исследователей приходит к щоду о наличии существенных аналогий между состоянием здоровья гаотных,человека и состоянием окружающей среды (Квиташ В.И.,Уе-IB А.И. ,1966, Попова О!Б. ,1997).

Значительную помощь в повышении качества принятия решений | диагностике состояния здоровья человека, животных и окружающей >еды может оказать применение современных компьютерных технолога. позволяющих объединить многолетний опыт работы в этой об-юти.

В настоящее время известно достаточно большое количество иоматиэированных диагностических систем, решающи различные дачи диагностики. Многообразие и сложность реальных диагности-■ских задач, часто требующих своего решения в условиях недсста-1ЧНОСТИ информации, приводит к тему, что большинство известных ■дицинских и экологических автоматизированных систем решают ютаточно частные задачи.

Работами Л.Шортлифа.Д.Уотермана.Попова 0.Б..Устинова А.Г., >реневского H.A. и др. было показано,что при решение Сложных дач автоматизированной диагностики состояния здоровья челове-I, животных и окружающей среды хороших результатов удается дос-[чь лишь при использовании интерактивных систем,когда в контуре ¡агностики и управления используются знания,умения и навыки лиц мнимахшх решение (ДПР) - специалистов в соответствующих пред-!тных областях, однако, даже достаточно мощные, экспертные систе-I и проблемно - ориентированные оболочки типа ENMYCIM,INTER-ST.TA11C и др. решают частные задачи,ориентированные в основном l медицинские приложения.Системы поддержки принятия решений в ¡ласти экологии получили-меньшее развитие и по своим возмсжнос-[м значительно уступают известным медицинским системам.

На основании анализа современного состояния вопроса мо; сделать вывод о том,что построение комплексных моделей для км роля и управления состоянием здоровья человека,животных и ощ жающей среды , хотя бы и на экспертном уровне является пробле» весьма актуальной.

Дедью работы является улучшение качества принятия реше! по диагностике заболеваний вызываемых экологическими фактор; посредством разработки основных элементов автоматизирован) системы поддержки принятия решений по диагностике состояния в; ровья человека и животных .работающей в условиях неопределенн( •ти л разнотипности данных с различными структурами классов.

Для реализации поставленной цели в работе решаются след; щие задачи:

- выбор и обоснование информационно-логической модели ; системы поддержки принятия решений по диагностике состояния з, ровья человека и животных ,с учетом экологического фактора;

- разработка структуры и алгоритма функционирования уни дарованного решающего модуля работающего с разнотипными дани в условиях неопределенности при различной структуре классов;

- разработка методов конструирования решающих'отображаю пространств для задач диагностики заболеваний экологической п роды .классы которых представляются эталонами в многомер пространстве признаков;

- разработка методов оценки качества диагностики состоя здоровья человека,животных к окружающей среды для автоматизм ванной системы поддержки принятия решений;

- формирование признакового пространства для задач диагн тики состояния окружающей среды;

- синтез решающих правил для автоматизированной диагност по заболеваниям вызываемым экологическими факторами.

Методы исследования. В работе использована методология кусственного интеллекта, элементы теории распознавания обра нечетких множеств, прикладной статистики и моделирования.

Научная новизна. 1.Предложена информационно-логическая делъ базы знаний для системы поддержки принятия решений по дк ностике и управлению состоянием здоровья человека, живогнш окружающей среды.

2.Разработаны структура и алгоритм функционирования реп

,его модуля для информационно-логической модели бработащего с азнотипными данными в условиях неопределенности при различной труктуре классов.

3.Разработаны методы конструирования отображающих прост-анств для диагностики заболеваний экологической природы,классы оторых представляются эталонами ■ в многомерном пространстве ризнаков.

4.Предложены методы оценки качества диагностики состояния доровья человека и окружающей среды при использовании автомати-ированной системы поддержи принятия решений.

5.Предложены новые математические модели для классификации яда заболеваний животных и человека,вызываемых экологическими акторами.

Практическая ценность.Разработанные методы,модели и соот-етствующее программное обеспечение позволяют повысить достовер-ость принимаемых решений при диагностике заболеваний вызываемых ^логическими факторами и ,как следствие,качество оказания эко-огической,ветеринарной и медицинской помощи.

Реализация.Разработанные методы, модели и программное обес-ечение внедрены в учебном процессе Курского государственного ехнического университета,в Курском государственном медицинском ниверситете и городском комитете по экологии.

Апробация. Результаты работы докладывались и обсуждались на сероссийской научно-технической конференции "Биотехнические, едицинские и экологические системы и комплексы" (г.Рязань),Меж-/народном симпозиуме "Россия на пороге третьего тысячелетня: цинство в многообразии" (г.Курск),на научно-технической конфе-енции "Материалы и упрочняющие технологии - 97" ( г.Курск), еждународной конференции "Распознавание-97" (г.Курск),на науч-э-технических конференциях различного уровня в Курском госу-арсгвенном техническом университете.

Публикации. Самостоятельно и в соавторстве опубликовано 10 ечатных работ.;

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, рех глав, заключения, приложений и списка литературы, включзю-?го 87 наименований. Основная часть работы изложена на 135 границах машинописного текста. Работа содержит 2 приложения, й 1блиц, 44 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, определяют ся цели и задачи исследования, кратко излагается содержание гла диссертации.

Глава 1 посвящейа характеристике состояния проблемы в об ласти автоматизации медицинской и экологической диагностики ставится задача на разработку и исследование систем поддержки принятия решений для диагностики состояния здоровья человека тавотных с учетом экологического фактора.

В п.1.1 на основании анализа литературных данных делаете еывод.что для решения сложных диагностических задач,при разнс родной структуре классов в условиях неопределенности .лучше все го подходят интерактивные (экспертные) диагностические систе мы,опирающиеся на теоретические основы экспертных систем.

В п.1.2 анализируются основные особенности работы автомату гированных диагностических систем, решающих задачи диагностю состояния здоровья человека .животных и окружающей среды и опре деляются основные задачи исследования .

Вторая глава посвящена разработке информационно-логическс модели диагностики состояния здоровья человека и окружающей срЕ ды.

В п.2Л рассматриваются вопросы выбора и обоснования инфо[ мационно-логической модели для системы поддержки принятия реш< ний по диагностике и управлению состоянием здоровья человека,«] вотных и окружающей среды.

Анализ искомой предметной области,с точки врения поставле] ных в работе задач, позволил выделить три основных подсистемы системе человек - окружающая среда (рис.1): техническую подси< тему (ТП); подсистему оценки и управления состоянием челове! (животных); подсистему анализа и управления состоянием ере; функционирования человека (животных) и ТП. Причем, несмотря ] достаточно большие отличия в способах организации и функционир вания названных подсистем, каждая из них может Сыть разбита ] три составных части (блока): блок принятия диагностических реш ний, блок фиксации решений и прогнозирования состояния подсист ш, блок оптимизации состояния подсистемы.

Анализ задач выбранной предметной области позволил выдели

яд их специфических особенностей , которые привели к заключению целесообразности выбора в качестве базовой модели предметной Сласти - сетевой модели из узлов которой возможно совершение разветвленных переходов в другие различные узлы с достаточно ¡ложным механизмом реализации этих переходов.

Рассматриваемые классы задач отличаются тем,что на разных »тапач их реализации могут использоваться различные математические модели. Исходя из этого, при реализации сетевой модели гредметной области в ее узлах будем располагать унифицированные юдули, каждый из которых выполняет одну или несколько стандартны решающих процедур (линейную дискриминачтную функцию,различ-

Человек

Общее состояние и заболевания не связанные с профессиональными действиями Профессиональные заболевания и заболевания связанные с экологической обстановкой Функциональное состояние

Профессиональные навыки и качества

Диагностик состояния человека 'Гиксацня состояния и прогноз жизнедеятельности и эффективности работоспособности Оптимизация состояния (лечение, профилактика, обучение)

Производственные подсистемы•(ПП)

Диагностика состояния Ш Фиксация состояния и прогноз надежности и работоспособности Оптимизация состояния профилактика и ремонт ®

ррода функционирования

в зависимости от работы искомой ПП в. зависимости от внешних природных факторов

Диагностика состояния среди Фиксация состояния и прогноз .поведения среды Оптимизация состояния . среды

Рис.1 Структура базы знаний

ные модификации методов эталонов,кусочно-линейные и нелинейны разделяющие поверхности,продукционные правила с четким или не четким выводом, набор подпрограмм реализующих метод динамическо го интерактивного конструирования двумерных отображающих прост ранств и ряд других процедур).

На рис.2 представлена схема сетевой управляющей структур информационно-логической модели лечебно-диагностического процес са. В этой схеме каждый модуль имеет двойной порядковый номер 5 Ь по строке з=1. ...ли столбцу Ь=1, ..., к,...,1..., г соответс твенно. Для удобства описания модели будем считать, что для ди агностического процесса проход по строке слева направо обеспечи вает уточнение диагноза,вплоть до окончательной постановки диаг нова с учетом особенностей протекания заболевания. Для лечеб нс-оздоровительного процесса проход по строке определяет этап работы с пациентом или окружающей средой по заданному диагнозу Проход по столбцу соответствует смене гипотезы, переходу к дру гому диагнозу работу или сочетанными нозологиями или диагнозами

При реализации оздоровительно-диагностического процесса се тевой логической моделью каждый решающий модуль, используя набо входных признаков (симптомокомплексов, диагнозов и их особенное тей), формирует набор гипотез, сопровождающихся соответствующим значениями коэффициентов уверенности. Для подтверждения выдвига емьк гипотез РМ запразивает дополнительную информацию и на е основе уточняет принимаемые решения. Входные признаки и дополни тельная информация сопровождается значениями весовых коэффициен тов, определяющих их вклад в формирование соответствующих гипо тез. Если ни одна из гипотез не обеспечивает решения с заданно уверенностью, производится переход к новому ИИ .либо вглуб (уточнение или развитие версии по выбранной гипотезе).либо вшир (переход к новой гипотезе), либо возврат назад, если первона чально выдвигаемые гипотезы не верны. Этап получения диагноз заканчивается по достижении заданной уверенности в диагнозе, этап оздоровления - по достижению заданного или возможно дости химого оздоровительного эффе!гга. Набор признаков и дополнительн запрашиваемая РМ информация могут Сыть не полными, что отражает ся е уверенности принимаемых решений.

При работе с сетевой моделью в специальной буферной памят производится запоминание номеров и порядка использования РМ, ус

î }

-'Uli

J_f_

rn\f-1

—»..

î \ , ^^-1/.

-1 ГМ1.Р, I—». . .

Í ■ - I I

¡»'-»I r.tl'.'-tl • I—

i. H !

. r.Vi}'

I t

F.'V.I

I t

î }

¡"■«Km -1—

Г ¡¡ОйДсрлКИ r.í.rinrt i Ил

i .iciTKCC ГИЧ«гСКИл -u-гййй

• i i..4".4r\»í ИХ КаЧсС.сс!

—H г'

г У. и t-U'

H

г

1 П«!К » ] г- Г

C>JI JP- .

Kivir", i С с'.

-JL •',''..11

Л О: -г .! НОС . .•• НИ/.

Про -. -.<1

1

П«Г

^—••

т î \

J_i

PU

ri

! rn'n-t-i^

/ :

i.—. . —'i РМг-г

: —

—^ЬМп-НиГ

J_L

ни

rn

DjiûK пОДДг-рлКг! ЦрИНДТИЯ ыспИИ HO уПраслсНИм И Kùp-prrKiWH Cüú'WíiñM ОКрулсвиЩгЙ

jäif I

TUJ

ПОКгУл.^ üAñ Crcj'IA

6y, TP',

>л CíiorJ úiicuitfil

ловий их работы с сохранением требуемых фактов и данных по ка-дому модулю. Это позволяет проследить этапы и весь ход реалпз. ции оздоровительно-диагностического процесса. Поскольку для ка дого модуля известен его вес в принятии того или иного решена а так же известны роль и вес каждого признака, используемого 1 появляется 'возможность оценки качества работы эксперта пут анализа используемых модулей и дате отдельных признаков (симпт мокомплексов). Функцию контроля качества за деятельностью эк перга выполняют специальные программные средства системы оцен качества (СОК).

В п.2.2 разрабатывается алгоритм функционирования унифии рованного решающего модуля имеющего набор входных и выходных и терфейсов.

Интерфейс И обеспечивает передачу в решающий модуль при наков характеризующих состояние здоровья человека,животных г элементов окружающей среды, а также данных и фактов, получае). в результате работы других РМ, связывающихся с данным решает модулем. Через интерфейс 12 задаются условия использования и г жимы работы решающего модуля. С помощью интерфейса 13 органиг ются запросы в базе знаний по извлечению информации, требуеь для уточнения принимаемых РМ решений.Через интерфейс 14 осущес вляется начальная загрузка решающего модуля и получение допол] тельной, уточняющей информации в ответ на запрос РМ. Интерфейс 15 обеспечивается передача результатов решений, реализуемых 1 в специальные области памяти базы знаний или другим решающи).! 1 дулям, включая адресную часть определявшую направление перед; информации. Интерфейсом 16 формируется управляющая информа для других РМ по адресу указанному интерфейсом 15 . Обучаю, информация, корректирующая реиающие правила реализуемые РМ пе дается в модуль через интерфейс I? .

Блок схема алгоритма функционирования решающего модуля ( для системы поддержки принятия решения по диагностике и управ нию состоянием здоровья человека и окружающей среды представл на рис.3.

Предлагаемый алгоритм состоит из следуквдж пунктов.

1.Перед началом функционирования или в процессе корре«< -ровки репэвдих правил и (или) связей РМ (блок 2) производится бо синтез адресов сеязи иеяду реЕгзциыи модулями (блок £0)

eza

,21-1-s

( * )

Ркс.Э. Алгоритм фуккшядаярозаяЕЗ p-rirzr^cro модуля

с помошью специально разработанного пакета организуется процео обучения (блоки 17,18) с последующей корректировкой правил (бло: 19).

2.При реализации процедуры принятия решений в начале произ водиться ввод данных XI (симптомы заболеваний;данные из медицинской карты;концентрация микроэлементов в воде,воздухе,почве ! т.д.) (блок 3). Если Ш выбирается лицом принимающим решени< (ЛПР) (блок 4) ,то переход к реализации пункта 3,если нет, то к реализации пункта 4.

3.Производится расчет показателей качества козффициенто1 уверенности Ку) (блок 8) получаемых решений.При этом,если К. больше или равен пороговой уверенности Куп (блок 9) проверяете! условие достижимости уверенности в принимаемом решении его заданного диагностического порога Куд,если да ,то решение принимается (блок 15).Если же Ку меньше Куд диагноза,то формируется адрес перехода (блок 13) к другим РМ (блок 14).Если Ку< Куп переходим к реализации пункта 5.

4.Когда РМ выбирается программно,без мнения навязываемогс ЛПР, решающий модуль реализует свою первую функцию по анализу своих еходных решающих правил (блок 6) и ,если входное правиле не- срабатывает, производиться переход к анализу включения в работу других И,! (блек 7). Если же входное правило срабатывает , пе-

" реходим к пункту 3 .алгоритма.

5.Для уточнения принимаемых решений с целью повышения уверенности в принимаемых решениях,решающие модули реализуют запросы 'дополнительной информации из базы данных щи знаний ( блоки 10,11,12) и вновь осуществляется переход к пункту 3.

6. Во всех случаях решение заканчивается если достегается заданная уверенность в диагнозе или формируется адрес перехода к другим решающим модулям.

В п.2.3 рассматриваются варианты конструирования двумерных отображающих пространств Ф для разделения областей ,выделяемых в исходном■пространстве привнаков эталонами типа: . '" п

• И (а1а <Х1 < Ь1ч) , (1)

1-1

где 1- номер признака, п - размерность пространства признаков, а^ и - верхняя и нижняя граница изменений признака

нугри эталона с номером q.

г»

Е |а4 q ~ *iql < pq , (2)

1-1

где aiq - координаты расположения эталона с номером q.pq-агмер эталона.

/7

1Г1 (Э1Ч - < рч , (3)

где - координаты центра а - го эталона, рч - радиус ги-?рсферы эталона с номером q.

В общем случае, поиск искомых отображающх функций и их па-¡метров производится исходя из того,что при отображении из N в каждому эталону многомерного пространства ставится в соответс-;ие точка (или область) двумерного пространства Ф с учетом то-|,что перекрывающиеся и смежные эталоны пространства N должны ■рождать перекрывающиеся и смежные области в Ф,а близкие этало-в многомерном пространстве признаков,отображаются в близкие образы в Ф.

В работе рассмотрено несколько конкретных вариантов постро-ия отображающего пространства .В одном из них показывается,

0 для решения искомой задачи достаточно сформировать прострач-во Ф,как декартово произведение двух линейных функций вида:

п г»

У1 « Е а! хи ; У2 = Е Ь! хи .

1-1 1-1 ,

где аьЬ1 - настраиваемые параметры получаете в соответс-ш с разработанной в работе процедурой, XI - координаты приз-тового-пространства, 1-1,...,п, Ф=У1*У£.

В п.2.4 рассматриваются методы оценки качества диагностики :гояния здоровья человека и окружающей среды, через специально эдимую систему коэффициентов изменяющихся в диапазоне [0*13:

1 - уверенность в определении 3-го диагноза силами "своего" >еждения; ^ - риск для объекта исследования при ошибочном !ГНозе; В113 - сложность постановки диагноза ,в основном, в ин-шектуальном смысле; Кг01- коэффициент потенциального возраста-

УЕеренности при обращении к другим специалистам того .ке уч-дения; Кг11- уверенность в диагнозе с которой должно работать

ЛИР без посторонней помощи; K3d и K4d - имеют тот же смысл,что Kid и K2d при обращении за консультациями по диагностике в дру гие учреждения; Ksd и Ked - имеют тот же смысл, что K3d и К^.н при обращении в другие учреждения по организации оздоровительно го процесса; K7d - коэффициент - потерь от перехода объекта иссле дования в другие форш заболевания; KBnd - коэффициент диагнос тических временных потерь" .вводимый как функция принадлемносте на базовом множестве .определяемом разностью времен между факт!-ческим и эталонным временем постановки диагноза; КВпл - коэфф; цлент оздоровительных временных потерь »определяется аналогич! KBnd - по отношению к процедуре лечения; Knnd Дпп"" _ коэффищ енты потерь по вине пациента на этапах диагностики и лечеш

ч

вводимые при опоздании пациента в выполнении соответствуют назначений.

Введя показатели : t6 - нормативные сроки пребывания i больничном листе пи - кратность наблюдения; п0- кратность oi ращаемости - легко ввести коэффициенты потерь Kond.KnHd ,КН. как функции принадлежностей , определяемые на базовых множес вах,построенных как разности между фактическими и нормативны показателями, аналогично гому как был определен показатель Квп

Интегральный показатель оценки качества диагностическ заключений по кавдому из диагнозов (нозологии) с учетом особе пост eil течения заболеванш определяется через аддитивный крит рнй вида:

I.S= ViRnd - fzSd +r3Kld + Y4K2d +T5K3d + T6K4d+

+V7K5d + r8K6d+ V9KBnd '+■ ГюКвпЛ -VllKnn1 -Г12КпаЛ +ri3KCnd + Vl4Kfl„d +Ti5Knod + Tl6K?d

В п.2.5 рассматриваются особенности формирования призка1 вого пространства для диагностики состояния окружающей среды.

Предлагается систему признаков, описывающих состояние -ок| лающей среды, разбить на ряд достаточно крупных экологичес! блоков: рельеф местности¡природные условия; лесные ыассивы;в> ныо поверхности;почва;климат; архитектурно-планировочные ус. вия;транспортные магистрата и'средства;загрязнители воздуха,в и почвы и т.д.

Какдш из этих блоков представляется набором признаков, торые определяются из того,что глобальной экологической задз

!Еляется улучшение состояния здоровья и функционального сесто~-шя человека,общества и природы.

Учитывая,что значительный вклад в изменение экологической обстановки вносят техногенные объекты загрязняющие окружающую ;реду различными типами газообразных .жидких и твердых веществ, а ?акже различными типами излучений,вся система признаков разбита ¡ами на две группы.

1.Группа А - признаков и их блоков, которая способна изме-шть влияние вредных веществ и излучений при их распространении )т источников загрязнений к интересующей исследователя точке или гене.

".Группа В - признаков и их блоков которые практически не зависят от характера и интенсивности техногенных загрязнений ,но «лияюшие на экологию человека и его среды обитания.

В А - группе- для каждого из блоков выделяются различные :войства признаков по отношению к распространению веществ и изучений от источников загрязнений.

С этой точки зрения при описании каждого из блоков опреде-¡яются: имя блока;тип;геометрия¡свойства характеризующие способ-юсть транспортировки различных гидов веществ воздушным и водным ¡утем (транспортные свойства);свойства характеризующие способ-юсть к накоплению различных типов веществ (накопительные свойс-'ва);свойства характеризующие способность препятствовать расп-юсгранению различных типов веществ (защитные свойства);свойства :арактеризующие способность к генерации полезных (возможно и вредных) для здоровья человека и окружающей среды веществ (гене-оторные свойства);свойства характеризующие способность к погло-(ению или отведению вредных (возможно и полезных) для здоровья ;еловека и окружающей среды веществ (отводящие свойства;.

Основным аппаратом представления признаков , для получения опоставимых измерительных шкал,служит теория нечетких множеств Кили) приведение разнородных признаков к единой шкале игмере-;ий,например с помощью специальной системы градаций .

•К основным блокам признаков В - группы относятся следующие IX наборы: шумовая нагрузка;информационная нагрузка;динамика ге-[еофакторов;геоатогенность;характер работы;психофизиологические словия труда;наследственность;тип нервной системы;духовное раг-итие;астрологическая составляющая;хронические,профессиональные

и экологические заболевания-.'характер возможных экологических катастроф и чрезвычайных ситуаций.

Б свою очередь,каждый из этих блоков описывается наборо) характерных для него признаков.

В этом разделе подробно и с разных точек зрения рассмотрен) все характеристики описывающие блок рельеф и далее обосновывается способ описания остальных блоков.

В третьей глаЕ? рассматриваются вопросы синтеза решающи: правил для принятия решений по диагностике механической желту хи.инфицированной раны,цельной крови и острого диструктивног панкреатита, по содержанию микроэлементов в печени,почках и се лезенке на примере белых крыс линии Бистер и диагностике заболе ваний работников вредных производств на примере Курского завод "Аккумулятор".

В результате статистических исследований и на основании ме тсдов разведочного анализа было показано,что при разделении за болеганий крыс : инфицированная рана (м-г) .механическая желтух (ад;,острый дисгрукгивный панкреатит (<¿4) и фона («i) по систем признаков: содержание цинка (Х1),меди (хг).железа (хз) в пече ни,почках,селезенке и по. одному любому признаку и.органу ,ес классы разделить не удается.Однако,существует целый набор ш признаков,где это разделение производится с высоким качеством.

Например,на рис.4 показан вариант разделения классов wi-h по содержанию цинка и меди в почках.

По содержанию, цинка в печени (Х7) и почках (хэ) надежнс разделение удается достичь с помощью системы параллельных лине! ных разделяющих поверхностей вида У- -х? + хв- Решение произв< диться по неравенствам вида:

.'; U1 - если У > 10 <1>2 - если 30' < У < 175 «3 - если 10 < У < 30 «4 Т если У > 175.

Разделение классов по содержанию цинка и меди в селезен осуществляется комбинированны).«! правилами:

иц - если ( 60 ' xi ' 78) & (13 < х-> < 16) цз -. если.(. 90 хх < 110) & (11 хг < 15).

X2(CU) 25

25 50

Xi(Zn)

Рис. 4

Если не и не и>2 . то разделение «2 и 104 осуществляется линейной разделяющей поверхностью вида: У= XI + 7хг с порогом

У о = 218.

Разделение классов о>1+и>4 по содержанию железа в печени (хд) я селезенке (хю) осуществляется по методу эталонов типа (3).

Тагам образом,анализ результатов предварительных исследсва-шй .показывает,что концентрация микроэлементов в исследуемых ор-"анах и цельной крови крысы позволяет достаточно надежно классифицировать исследуемый класс заболеваний.

Полученные результаты позволяют сделать предположение о там,что аналогичные результаты могут быть получены и у человека, 1ТО особенно ценно, на ранних их стадиях.

В качестве второй задачи была выбрана оценка экологической ;итуации на Курском заводе "Аккумулятор".

Наиболее типичными для данного завода являются: остро-рас-* шраторные заболевания - Уц ишемическая болезнь и другие забо-1евания сердца - У2; заболевания костно-мышечной системы -гз.Наиболее типичными загрязнителями являются : выбросы сеикцэ -'.цвыбросы никеля - Х2; выбросы кадмия - Хз; выбросы окислов же-[еза - Х4.Анализ ситуации осуществляется на протяжении 10 лет.

Анализ заболеваемости осуществляется с помощью моделей вида:

4 4

У1 - А0 + АхХ1; У^ = Ас + £ А4Х4 ; У1 - Ао+ Ах П Х1Р1;

1-1

1-1

У* - f(t),

где А0 и Ai~ настраиваемые параметры номер заболэвания, - номер признака,t - время развития событий.

Величина У - .характеризует количество больных, а X - тоннь выброшенного вещества за шесть месяцев.

Результаты моделирования позволили получить модели с высоким уровнем значимости ( более 0.99),которые могут использоваться для решения задач диагностики и прогнозирования развития заболеваний .вызываемых экологическими факторами и обоснованно выбирать методы и средства экологической защиты.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Предлагаемая работа посвящена решению научных и практичес ч ких проблем .связанных с разработкой автоматизированной систем: поддержки принятия решений для задач диагностики состояния здо ровья человека и животных, с учетом экологического фактора.

Выполнение работы позволило получить следующие результаты:

1. Разработана информационно-логическая модель для систем поддержки принятия решений по диагностике и управлению состояни ем здоровья человека .животных и окружающей среды в виде однс родной сетевой среды с унифицированным решающим модулем в ее уг лах,которые обеспечивают реализацию различных типов решающ правил и способны работать в условиях неопределенности и недос таточнести информации-Предложенная модель позволяет с единых пс зиций рс-шать сложные задачи по диагностике, прогнозированию коррекции состояния здоровья биологических систем различно] уровня с учетом экологических факторов различной интенсивности лрироди.

2.Предложены методы конструирования отображающих прое ранетв для классов представляемых эталонами в многомерном прос ранстве признаков,, что делает систему более удобной в ее практ ческом использовании.и создает предпосылки для более творческо подхода специалистов к решаемым задачам.

3.Отличительной особенностью предлагаемой системы являет то,что в сочетании с контролем "сверху".(от администрации) с позволяет поднять на новый уровень организацию управления * чеством диагностического процесса.

4.Предложенный в работе механизм формирования признаков« пространства для списания состояния элементов окружающей ср< позволяет -псьысить точность описания экологической составляю!

ио-технических систем.

5.Разработанные методы и программные средства прошли экспе-.'ентальную проверку' в Курском государственном медицинском уни-•ситете и Курском государственном техническом университете. 1тнач эксплуатация показала их высокую диагностическую надеж-ть, далач в руки пользователя высококвалифицированного элект-ного советчика,позволяющего поднять на новый уровень решения ;ач медицинского обслуживания населения и экологической безо-

:НОСГИ.

5.Теоретические и научно-практические результаты проведен-исследований могут найти широкое применение не только в ука-;ных направлениях, но и при проведении научных исследований в личных областях медицины,биологии,экологии,эргономики и соци->гии.

7.На базе разработанных методов проектируется интергировач-! экспертная система для анализа состояния и управления слож-<и социо-техническими системами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих ра-?ах:

(ореневский Н. А., Колоскова Г.П., Кретушева Т.А., Позднякова 1. Интегральные средства системы обработки медицинской инфор-даи //Труды конференции "Распознавание-95".КГТУ. 1995г. (ретусева Т.А..Панина Е.А..Герман Г.Б. Автоматизированный ача-? влияния загрязняющих производств на состояние здоровья чело-гл //Юбилейная конференция "80 лет Лушникову",КГТУ.1995. 1апина Т.Н., Рязанцева Т.И., Кретушева Т. А. Функционально-.ори-гированный подход к проектированию методик для диагностики гтояния человека на психологическом уровне //Материалы респуб-санской конференции НТК.КГТУ. 1994.

Позднякова 0.И., Романов А.Ю., Кретушева Т.А., Кореневская L Автоматизированная сетевая система поддержки принятия реши в типовых лечебно-профилактических учреждениях.//Труды шейной научной конференции " 50-летия победы".КГТУ. 1995. (ретушева т.А. Архитектура решающего модуля полифункциональной ;пертной системы//Материады научно-технической конференции :рочняющие технологии". Курск. 1997.

<ореневский H.A..Кретушева Т.А..Соломка М.В. Универсальная

экспертная система для оценки состояния и управления социотехн ческими системами //Материалы научно-технической конференп "Вибрационные машины и технологии".Курск.1997.

7.Кореневский H.A.Дутов Н.Д..Кретушева Т.Д..Корженевич И.М.А томатизированная система диагностики пульмонологических забол ваний.//Материалы Академ.информатизации.Курск.1997.

8.Гуткин В.И.,Кретушева Т.А..Соломка М.В. Проблемы диагноста здоровья экосистем //Материалы научно-технической конферен1 "Распознавание -9?".Курск.1997.

9.Кореневский H.A.,Тутов Н.Д..Кретушева Т.Д..Корженевич ü.M..1 лифункциональная информационная система обеспечения зкологичс

» кой безопасности.//Материалы научно-технической конферен1 "Экологическая безопасность Черноземья".Воронеж.199?.

10. Кореневский H.A. .Кретушева I.A. .Бочков В. Б. Конструирова огобракаквдх пространств для диагностики состояния здоровья ■ ловека и окружающей среды. Сборник научно-технической конфер* цш!,ВороножЛ997.

Подписано к печати П.О1* IM Формат 60x84 i/16. ГК-ч.л. .' Лирах Ю экз.Заказ

г.'.с'/дарстренный технический университет. Курен c0b040. ул.50 лег Октября,94.