автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Принципы и методы построения интерактивных систем диагностики и управления состоянием здоровья человека на основе полифункциональных моделей

кт-петербургский гс^дарстввюш элкктрот ЕХИИЧЕОКИЯ уииритиш

РП ' ^

- Ц Ь.Ча на правах рукописи

Кореневский Николай Алексеепич

11РИЩИШ и методы построения инткрактибннх С-гштем диагностики й управления состоящем здоровья человека ил основе пох4<шгкг,ис>нл.лыш моделей

Специальность 06.1 Я 09 - Упраплеиио в биологических и медшдонских системах

■ АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Г. Саикт Гк-Т'-Н 'Ург

Г',

Гибота пополнена о Курском политехническом институте .

ОШЮН&П'Ш:

дгжчор ч-«хпич*:икия наук, профессор Иойлов.Ю. М.

дсит/р гь-хиических <шук, профессор Леонов В. И.

доктьр «едицкиския наук, профессор Устинов А. Г. •

организация -- Санкт-Петербургский Государственный технически,-. уиииерситет.

м-нгсоргации состоится " ___1995г. в

ч.юои и--1 ааеедшжи специализированного Совета Д 063.36. Оаикт (Ьг».})6ургского Государственного электротехнического унит-и^игст-ч по адресу: 197376, Санкт-Петербург,ул. Проф. Попе

С можно ознакомиться в библиотеке университета.

Аптор-.-фсрат р-шослак " 22 " 02 19У_£г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время в стране и за ■белсом накоплен большой опыт применения средств вычислительной •• хиикк и математических методов в медико-биологических исследо-¡ниях. IIa ранних этапах развития этого научного направления был ■едлоязн ряд частных методов и различных моделей, позволяющих лубленно исследовать отдельные системы и функции организма. отатш № видение человека как единого целого получило недосрочное развитие.

В последние годы появился ряд работ по методам и средствам уоттмзировяаиой диагностики и управлений состоянием здоровья лопека на различных уровнях его функционирования и для раз'лич-х служб здравоохранения.

В работах Попова Э. В. .Самсонова В. В. ,Ахутина Е М, Яшина. А. М. , печптелова Е. П. , Л- Уотермэна, Д. Леиита, Е. Шорт лифа, Р. Девиеа, Шварца и яр. показано,что при решении сложной задачи автомати-роваштой диагностики и управления состоянием здоровья человека роашх результатов удается достичь при использовании иртерак-зных систем,обеспечивающих комплексный подход к решении посаленной проблемы, когда в контуре управления активно функцконги-ys лицо принимающее решение (ЛПР), обладающее соответствующим :аоом вигший.^гсикй и навыков в медицинской предметной области. Следует,однако, отметить, что несмотря на комплексную ориен-известных медицинских автоматизированных систем, они решает ¡таточ.чо частные'задачи. Например, известны системы, ресакщие ;едышз задачи диагностики заданного класса заболеваний (Крыжа-äCiiüsi О, В., Наумопич A.C. (1991), Дх ■ Кумбс (1987), Форсайт !8?)), диагностики и лечения ряда заболеваний (Дж. Симонс(1985), 'одт.эрс (1987), Е. Шэрглиф- (19VG)). Причем,. системы спроекгиро-шью для решения задач диагностики не решают вопросов оптими-дои лечебно-оздоровительных .мероприятий и оценки качества гшшаемых решний (Крытновская* 0.В- , Наумович A.C. (1991)), темы поддержи управленческих решений практически не решают .1 .остических задач (Ильин Ю. С. (1991)), системы,поддерживаю-расгату стационаров, практически не пригодны для работы в по-лиииках и для слулй •скорой,помощи (Зеленко О. В. , Шаннани Е. Е

!))• ' ' ' К настоящему времеГш появились теоретические и технические

предпосылки для построения единой информационно-логической модели принятия решения об оценке н управлении состоянием здоровья человека, как с учетом разных уровней его функционирования (социальный, психологический, физиологический), -гак и для различных служб вдравоохранения (поликлиника,стационар,скорая помощь,лечебно-диагностический центр и т.д. ).При этом, как показывают исследования ряда отечественных и зарубежных ученых, а также собственные исследования автора, появляется возможность повысить эффективность медицинских и психологических исследований к работы служб практического здравоохранения (Авилов р. В., Кругов А. К. (1991), Голембо 3. Б. (1989), Ахутин В. Ы. (1990), Пятакович Ф. А. (1991)) за счет активного использования систем, работающих в интерактивном режиме.

Целью диссертационной работы является решение научной и прак-•гиче чой проблемы по разработке интерактивных подифункциональиых моделей,методов и технических средств комплексной оценки и управления состоянием здоровья человека на различных его уровнях для системы здравоохранения России.

Для реализации поставленной цели ь работе поставлены н решены следующее задачи:

- разработка интерактивной полифункционадьной информационно-логической модели принятии решения о состоянии здоровья человека и управления качеством лечебно-оедоровителького и диагностического процессов на различных уровнях и для различных медицинских учреждений;

- разработка алгоритмов и технических- средств обработки физи- •

■ ологических сигналои с использованием шюгопараметричаского

анализа динамических показателей;

- разработка методик,алгоритмов и технических средств автоматизированного исследования различных психологических процессов, включая внимание, память, психомоторику, мышление, сенсорные процессы; • »

- разработка методов и алгоритмов принятии диагностических и Других классифш.ацу.ошшх заключений посредством динамического интерактивного конструирования двумерных классификационных пространств;

- разработка проблемно-ориентированного процессора обработки .си^ольной информации обеспечивающее повышение црокаводч-

телыюсти автоматизированных систем диагностики управления состоянием здоровья человека, вюитя'ведение-медицинских баз

данных и «иаияй.

Методы исследопания. В работе иенольауотся методологии системного анализа и иокуестиешгого интеллекта, теория.графов и ко-, дотирования , теория автоматов, теория принятия решений ■ при '• многих критериях, теория распоанананин обрааоп, прикладная ста- > тиетика, теория управления, теория нечетких множеств.

Научная новиана. 1. В диссертационной работе разработаны интерактивные полифункционаяыше модели и методы принятия решения о состоянии адоровг.я человека и управления качеством лечебно-оэ-' доронительны.х и диагностических процессов, позволяющие- с единых поаиций репгатв задачи: определения состояния адоровья по комплексу логеицтелей, характеризующих физиологический, психологический и социальный статус человекл с учетом етруотурио-функцио-иольимх паниеимостой п целостном организме; учета индивидуальных особенностей человека и динамики изменения признаков, оценивающих его состояние; выбора оптимальной тактики ведения обследуемого, как на этапе диагностики,так и на этапе организации лечеб-но-оадоровитолмшх процедур; учета сочетшншх патологий и глия-ния наследственных, внутренних и внешних фактором вплоть учета космоОиологичееких воздействий; прогнозирования изменений состояния здоровья человек; ■ улучшения пстсаэателей качеетна функционирования модели по мере накопления информации в процессе ее функционирования (свойство обучаемости);расчета нокаэате-' лей качества, характеризующих процесс оценки состояния здоровья и .назначений, лечебно-оздоровительных мероприятий; организации управления качеством лечебно-диагностического процесса.

Я. Предложены метода И алгоритмы обработки физиологических сигналов, г: использованием мпогопарамстрического анализа динами чеснсих нокааателей в . ютаве методов ранжирования параметров физиологических сигналов но точкам их.переключений, методов оценки степени синхронности протекания физиологических процессов с учетом их фагшвых сдвигов и устойчивых амплитудных разностей, методы выделения признаков, . хирактеризукслх динамику нереходнш процоооои и' сжатия раимерноети приннакового пространства.

а Предложони методики и алгоритмы для автоматизированного исследования человека на психологическом уровне, включающие в оеби фуикциональна-орнентированчые психологические методы, обес-лсчивнквций исследование; основных психических процессов человека: внимание, намять, психомоторику, сенсорные процессы и мышление.

А. Рааработаны принципы и методы построении системы принятия

диагностических решений на уонопе динамического иитеракпшиог конструировании дьухмсрш« класенф^сациопних пространста, ы«лю ч«ы притопы построения распоанакщих систем на основе метод клш-сификации диухмериых отображений многомерных объектов, мето дишшичеекой оценки состояния объекта и дпухморном классификаци ОШ10М нроотршгстпе, методы динамического интерактивного конст руиропгшия отоорал.'лмцих пространств для различных геометричес ких структур классов.

Ь. 1'аараОотанм теоретические осноаы и принципы построен»: проблемно-ориентированного процессора обработки симполыюй ии-форинщи длн решения задач медицинской диагностики, лечения I ведения 6а;» д;шии и ананий ъ медицинских информационных систе-м.и.

Пиитгичеешщ ценность: 1. 1'обработанные* метода и алгоритма для •чпе^и-а'инной инфирмгщионна логической модели принятия решений о состоянии пдоронья человека и упраилении качеством лечебно диагши-тичеокоги процесса иоьшляот решать широкий спектр практически шиших ¡»здач по удоилетпореиию аалросо» пользователей на кк-дшишгкме услуги й различных медицинских учреждениях.

Обличительной особенностью .предлагаемой системы нвляется то, что она оОеенечивает пепрериимий контроль аа качесгром работы прача на пеек атапах его деятельности и, кроме то!'а, онч продос-ганлие-т ио.-нжшюсть овучепин и аттестации нраЧебного персонала.

?.. -отаии ц;1ке-г прикладных программ и споциадипироишшие внчиелитолынх; устройства , иопишшщие достопсркооть • обработки фипиологичкети еигналои.еокращдхя'^их об'см шчхелительнш работ. • . П. Ралработами методики и технические средстна автоматиаиро ванного комплексного исследования психических процессов чедииека, пригодные дли использования о практических целях ири диагностике наболеланий психического и психологического профили, при диагностике функадональних состояний операторов ь системах челопек-ншина, профотборе, профориентации, рациональной раеста-ноике кндрои, нри оценке аргономичности современной.техники, а таюда в смелишх областях клииической 1&;дицини и педагогике.

4. Ршф;йот«ши алгоритмы обучения и пакет прикладных программ, , оитмивирукицих роикшии иадач, характерных для медицинской и психологической диш'носгики с плохоформалииуекши клиссами, большим у роняем артефактов, недостаточной статистикой, сдоаиюй геометрической структурой кдаиео'н. ' . ,

Г>. Рдаработаи проблемно-ориентиропшншй процессор обработки

мюльной информации. обеспечивающий повышение производительпос-

прп ре/йонии информационно-логических медицинских задач и эа-ч ведения медицинских баз данных и знаний.

Реализация. Разработанные методы, алгоритмы,прикладные прог-ммы и соответствующие аппаратные средства внедрены и находятся эксплуатации в НИИ авиационного оборудования (г. йуковский), статуте психологии РАН (г. Москва),облаетnoi\ больнице профгсси-альпьгх ^заболеваний (г.Донецк), 1ШИ гигиены труда (г. Харьков), М охрани труда (г. Орел), АЗС (г, Курчатов), Ц!МЛ и на кафедрах днщшского института, (г.Курск), в клинике Пятигорского НИИ рортологии и физиотерапии, можуроргном гастроэнтерологическом игре и санатория "Лубовая роща',' (г. Еелезноводск).

^ Результаты работы докладывались и обсуддались па ми Псессгоних конференциях и симпозиумах по техническим, мединским и психологическим проблемам, на съезде психологов СССР и научно технических совещаниях в различных организациях: цистите психологии РАН (г.Москва), Санкт-Петербургских Государствеи-м элакз-ротехпичееком университете и Государственном техничес-м у/шгесятете, ШК авиационного оборудования (г. Кукопский); реккх псмгкгсхвшчеоком и Государственном издецинском институтах.

Ггаработанныз еиетсмы и устройства демонстрировались на ЩНХ *J? :: 3 Не>;щп1ар:1ДН!.!>: яыставках, награждены голотой, серебряной »гуифьмя Срогсзозыш медалям!! и дипломами.

Самосгоп'телыю н в соавторстве по теме дкесерта-к опубликовано 65 печатных работ, ш них 38 л центральной nein, r; 'vom числе . монография. Кроме того получено 21 авторское

игзя-ольстэе па изобретения.

f

Структура и обгам работы. Диссертация состоит из введения, «Ь» глеи, заключения ч списка литературы, шштаюадего 249 найма-вы&«£, Основная часть работы изложена на,321 странице магаино-2№го текст. Работа содсрйкт 3t риеунщ и ? тебдть

СОДЕРЖАЩЕ' РАТОТУ

Го введении обосновывается актуальность работы,определяются гг, к задачи исследования, крагко излагается содержание глаз зезртации.

В главе' 1 кратко характеризуется состояние проблемы, форму-ругатся основные требования к разработке интерактивных систем а комплексного исследования состоянии здоровья человека is .

определится принципы управления качеством лечебно-диагиостичсч кого процесса на основе полифункционалышя моделей.

и п. 1.1 показывается что для комплексного решения задач а! токиатиьировЕШНОй диагностики и управления состоянием адоровЕ человека н рааличных медицинских учреждениях» лучше всего иодхс Д1.Т интерактивные (экспертные) системы, опирающиеся на теорет* ческие основы медицинских экспертных систем. Определяются ^ достоинства и недостатки.

р ц. 1. 2 формирукясн ме д и ко т е х н и че скн е требования на разрь оотку автоматизированной системы диагностики и, управления состс янием здоровья человек.

11а основе квалиметричеекого акснертного анализа был сформу лирован ряд требований которому должна удовлетворять современна интерактивная система обеспечивающая поддержку принятия решени ни г~алих диагностики и лечении я условиях автоматизации лечебн профилактических учреждений ь соответствии с которыми раэрабатк ькттоды, модели и средства дслаши обеспечивать: ре шеи и вадич принятии решений при разнородном признаковом описаии объекта ни разных его уровнях (физиологическом, психологическом социальном), с различной структурой классов; выявление и шкал и особенностей течения не только основного заболевания, но и еыяв ление. и учет сопутствующих и еочетанных патологий; определен« органон и систем подверженных высокому риску заболеваний, и та яи осув^ствление уч.-та динамики изменения признаков хараотериьу |щих состояние здоровья человека;контроль качества ведения наци е-нта врачом на всех этапах его деятельности; реализации} ыехиниам ьнборн опги.чшп ной тактики ведения пациента с учетом индивиду .альных особенностей его организма предоставляя пользователю ии формацию о причине принятия системой того или иного решения;реа лиаацию механиамов улучшения качества функционирования системы ходе ее практической эксплуатации;решение задач обучения и аттестации. врачебного персонала; ■ испольаошшце различных типов реш кеда правил с механизмом четких и нечетких выводов лечебно-диаг-■ ностических ыиадичс ,.ий.

Рс-иени« перечисленных задач осуществляется о помощью спец • грич.) раарабатцьаемой интерактивной лгалифункционалытой систем; со структурой предложаной в 1-ой главе.

О оаадедр .покапывается, что решение диагностических «ада* со сложной. нлохо^орм^лиауеМо!} структурой .классов лучше г.с.лч осуществлять с помощью интерактивных систем распознавания обра-

. Ли. цитируются недостатки имскщихся разработок в атой области проде.мютсн пути гипершспетнопаипя агих снесем.

Па осичваппи аналтаа недостатки!! ешгашших <• понрсхчилн И IK.-pllH4)i!)ïi OÔpaiiOTIÎll информации о состоянии :1ДО|К1ПЫ1 'KMIünc ■ де?лч:ат;:и предложения по еопернюпетишиш;™ методой и аппарату' дли пмдчлонин ин^'орматиппых приткни >п на психологическом «иг; it на ■ллектрифиагю.гшгичееких сигшими ожшн>й прщюди-типа iiTp04ii)ioiJïbiofpat,iMa, уж;ктромиограмма и др.

Учит1Л).ая больяше пглюми симподыюй информации характернее аптомлтп.'жрооашпк медицинских систем предлагается panработ ■ лиеоконре-иаподительного проблемно-ориентированного процессор;! режння падач оптимизации лечебно- диагностического процесса дач лелслин медицинских баз данных и аканий.

В главе 2 рассматривается инторактинман иш^рмгщионно-логист модель системы антоматиаиропашгой диагностики и упрапле -состоянием здоровья человека m различных уровнях и для раа ¡их учреждений Медицинского профиля, которая мояот состапить ту построения рущостнугащюс и пиши, просчсгируемто зкепертш« ■ем.

И п. 1 обосионинается mjôof» с.'отеной ynpaiuiHrasefl структуры ■рпктшнюй полифупгшнонапыюЛ информационно логической модели ятня решении для лечебно днагнссгичес-кого процесса. Я начеет епогшого элемента сети предлагается пспольпопать оригниачын.'Я. зирфогкшмй но пходам и ннходам рсшгалЯ модуль (ГМ) распо югоийся ti уапах ce'ronoft модели. Геиигакто праиила непольпуемне ' орнснтирошиш,- и основном, па применение нечетких (нснидея-цпаний и фактор, .шражешшх чероп коэффициенты упсрсшюсти, бип тему как это реалинопапо п одной иа шшоолос -понуляршк циноких окспортинх систем ЩНК. В предлагаемой модели приняв коэффициента упорсшюстй расггострапмется на пиалиа наусти измерения прнгшачоп и определенно "полезности" нгиначе-яечебно-оздоровительных мероприятий с учетом индииидуалышх гшюстсй органнома н. кроме того, дли }'М раоргчвено не только таэопгшно прплил нечетких штодои, но и других хороша ааре-¡допапшх . ссбя ретакдих процедур (дискримингиггний аналип. 5Ч11ые модификации истода эталонов; вероятностные процедуры, (Ы динамического интерактивного конструировании двумерна «лающих пространств и др, ). • ,

Ъшакщий модуль имеет »«сколько программных пходных и иыход-¡нтерфойсон CÇ, слоими • спецификациями ; Различаются ингсрфечТ-

cu ДЛЯ ввода/вывода фактов, данных, решающих правил, адреес управлямдей и обучающей информации.

Длм того, чтобы придать модели свойство сохранения работ: способности с требуемым качеством в условиях разнородного и t полного.признакового описаний с многоальтернативным выводом многим критериям,с воэмояиоетью прямого и обратного выводов,о£ чаеиости ь процессе накопления знаний и оценки качества рабе системы, включая ДПР, решающие модули построены так, что кре своих основных функций по принятию решений они реализуют enet альный набор дополнительных .алгоритмов и функций.

При реализации прямой цепочки рассуждений РМ обеспечиве выполнение следующего алгоритма.

1. Анализ входной информации на ее полноту и еоотвегст1 eneцификации решающего ».«одуля. При этом РМ на основе набора вхс них "рнанакоь (симптомокомплекси, данные опросов, лаборатории) инструментальных исследований,решения других РМ связанных с г данным),определяемых с соответствующей уверенностью, по разреи ыоцу набору решающих правил формирует набор гипотез, сопровс даыцнхен соответствующими значениями коэффициентов уверённост!

2. Если среди выдвигаемых .гипотез есть хотя бы одна с т{ буемой уверенностью, решение доводится до пользователя и ( П5->ед.чагается квалифицировать как искомое. В противном случае ! для подтверждения и уточнения выдвигаемых гипотез, целенаправ.1 но,в соответствии со своими связями с элементами базы знаний (иди) данных,аапрашивает дополнительную,информацию и на ее oci ье уточняет принимаемые решении с расчетом соответствующих ко; фициентов уверенности.

3. Если ни одна из уточняемых гипотез не обеспечивает peí ния с заданной уверенностью, то производится переход по сете1 модели к новому РМ либо вглубь (уточнении или развитие вере по выбранной гипотезе), либо вширь (переход к новой гипотез« либо еоаврат нааад (если первоначально выдвигаемые ' гипотезы верни). Особо выдедягася реьнгния требуюцме срочного уточне) диагнозов в экстрен! jx ситуациях. Для реализации механизмов i реходов от модуля к модуля, каждый ру совместно с . ковффициеи* .jrpep чноети формирует соответствующее- адреса передачи информа! либо.к базе знаний, либо к другим РЫ сетевой модели. Этап но. пении диагноз% ьиканчиваетса по достигший заданной 'уверенно! а диагнозе, а ьгап лечения - 'по. достиавни» заданного илм возьк

' но достижимого лечебно-оадороьктелуюго' эффекта.

Дополнительно кагздый» реющий модуль пронаноднт расчет тазателей качества взаимодействия с ним ЛИГ и при необходи ети милюг быть перевиден п режим еобсгвс/шиго обучении или в »'М репли.чпцпи программ аттестации, прш^чх-тщилыюго отсюрп .. и обучения медицинекого персонала.

При реализации cripanrort цепочки рассуждений пользователь, pea взаимодействие е ремакчпими модулями, имеет яо.чможиость для двинутой гипотеаы проверить требуемые наборы прианшотн и их nuumirt исобхаднмии для подгвервдения пшотон, просмотреть зможлие свили со охотами и (или) альтернативными гипотезами, значить механизм объяснений причин ептжиип качества принимая-IX решонип с указанием конкретной имфоршции о том, чем mañano 'о спижиие.

Структурная с хот интерактивной сетевой полифупкцтччиьпоЛ >доли лечебно-диагностического процесса нредетавл'чт па рис. 1. штывая специфику решаемых задач, споеобоп взаимодействии м ду-¡rt и мех.ч'шгймов преобретепин a пиний для построении [к-чяагац.ч )шшл ройашри модулей,вся модель условно раабита на три части: юн поддерет принятия диагностических наключений и оценки их 1чсстлй (блок f); блок (толион и оценки качества диагноетичеп-IX нпнлгоченпЛ ('блок И); блок поддериси принятия рвений по ун-гвлвшш и коррекции состоянии здоровил человека н оценки их кп-,:етта (блок 3),. •

ГЗлок .1 решает яадачи; поэтапного вывода диагностических аа • пмченни (вплоть до пакдичнтелм.'ого дкагкоаа) гго функциям, органам »йзологиям с механизмом организации вгшросоп дополнительной ин-¿рмации и формирования схемы и редимов обследования; определения рганоп о пошкошшм риском гшболсваннй; реализации просмотров актов И данных, уточцягацих, подгнердцаицих или опровергав^« ыднигаемые пшотеэц по диагнозам; расчета показателей ячества ■ тана диагностики; . контроля выполнения графика диагностических азначевий пациентом.

Шок.2 решает ¡задачи: формирования диагностических ашишче-líft, шиючоя описание особенностей течения заболевания; прогно-нропппия течения и развития заболевания; динамического. ■ еле-шшя иа ¡гаменсинем диагностических признаков и состоянием адо~ ольл; расчета показателей' igwpctb.i по принятому врачом диагнозу.

Rnoit 3 решает вадачи: формирования рекомендаций по лечебно-одоровигелышм, мероприятиям п зависимости от динпюоп, условий ■ротскоиия таболгтзштн, ипдишдупльних особенностей организма и

>й>г

IE?

f::

ri

57.1л.

î:

s

to

M

i ут ki-

TT

¡TV

rr

r-

гг

"TT

a

! 4. 1 ^ I .-»-

о

U-

i

! î

l-TTh

! —-i c¿ !

ó ^ ^

—TFL, -ОТ

£

TT

-f.

i ? TT

"13J .TT

t

4

Sl

¿HS

У

TT

irs„ I.

iS? I

i ...)•

.I V. !'

tt tt

N ?

TU'

--.i ... s-». ¡

>ь. T а я j

î t ' S. 5? i

J r^s-s i

^ 14 * M Cj '

ТГ îâ i

■ - и -

эюшся щкзтйропот-ганий; контроля за выполнением пациентом зфикл наонзчений; расчета показателей качество проведения ле-Зш-оздороЕительных мероприятий; выбора тактики ведения пацн-го » оавислмости от состояния его здоровья.

При построении сетевой модели принимается соглашение о toi,í, э для отапа диагностики проход по строке слева направо обеспе-засг уточнение нозологии вплоть до окончательной постановки дн-••оаа с учетом особенностей протекания заболевания. Для лечебно-дороклтельпого процесса проход по строке определяет этапы рабо-с пациент-ч по заданной нозологии или диагнозу. Проход по стону соответствует смело гипотезы, переходу к другой нозология и рег-огу с сочетаниыми иозологиями или диагнозами,

Вкбор типа и объема задач, реализуемых одним решающим моду-н производится инженером по знаниям совместно с экспертами в горссях которых создается система, при этом принимается ао шпика, что объем выбираемой РМ информации должен быть,- с од~ й стороны, не болышм, с тем чтобы обеспечить приемлемую ско-с'хь работы системы, а с другой стороны - обладать функциоиаль-й полнотой, , , обеспечивая требования хорошей видимости, кичаемости и интерпретируемости. Еэлательно при этом, чтобы геи информации, перерабатываемой модулем, был достаточен для ал-лзвцни одного сеанса общения врача-эксперта с пациентом.

Яри работе-с сетевой моделью в специальной буферной памяти оизгодктся -запоминание номеров и порядка использования РМ, ус- '. ■mil их работы с сохранением требуемых. Деистов и данных по кад-if'f модулю. Это позволяет проследить этапы и весь ход реалива--л ле-чебно-диагносткческого процесса. Поскольку для какдого моля лоссстен его вес в принятии того или иного.решения, а Tait кзвеехи» роль и вес -каждого признака,, используемого РМ появ-ется шзмекпесть оценки качества .работы эксперта путем анализа по-ьгуемы,: модулей и дате отдельных признаков (симптомокомп-ксон). контроля качества эа деятельностью эксперта вн-

лкяm спз:»»яьик9 программные средства системы оценки качества СК> (рет. Í). Логика работы СОК основывается на том, что, чем jfcc весо?.5»е, С -точки зрения выбранного критерия, РМ или- приз-rat <с?я?ятс!£Л?шжекса) не вадействутотся (не анализируются) ак-cproí.í при ргбогз о i-ой нозологией, тем пике оценивается ка-стзо pÉOaru грача в случае, его ошибок в постановке диагноза ■ и , ли) спрадггскет "гетпп-си ведения пациента. Информация с СОК пе-Са&гея скспгекэ управления внегаего уровня (СУВ) в качестве кЬ-

ц< ■

•п.|и.й чащ- нсвго (цкм'мшчцшае-тон администрация ЛЛУ. которая с гаииау»-? соотш.-тгтпумиие воздействия на ЛП1'.

При автоматической реаниппции .м-'че-бно--диагностического И} Пса а переход от одного РЫ к другому осуществляется по трассс максимальным коа1|фициентоы уверс-чности. При этом система лапок шм--т и'анализирует и другие гипотезы с достаточно высокими (ш Ш1|юга) ког>1!фициентами уверенности и после проработки наибо.) вс-цяжтной гипотезы предлагает эксперту проверить и другие шс кшюроитьые гипотезы. Такая тактика ведения пациента» в еочоз пни о Джимом слежения за спискам динамических параметров, пс. мши:т выявлять ■ сопутствующие ваболованйя, акценпцювя вникание на побочных аффектах и органах-мишонпх.

Разделение задач и функций по решающим модулям сети пот лиет упростить аадачу поиска тех РЫ, которые приводят к ошийи но вине системы." Кги-с только количество ошибок, повергаемых достигает нс^югоього значения, то а зависимости от типа решают правил и характера соьергааемых ошибок 1С атому модулю подключай ей система ооучения. производящая коррекцию соответствующих р икиодм правил и (или) свяней. •

И и. Г.'/ {«осматриваются вопросы представления приз накосо пространстиа, определимого состояние здоровья человека. Гкжда («четен, что при работе с р<юно)х>д>1ЫШ припншеами, включая их к частненное подставление, удобно пользоваться аппаратом тоор Н(!Ч1.множеств. рассматриваются иопросы практического прим пения итого аппарата для- решения вадач диагностики и упраи.аг-п состоянием адо(оиьн человека. \ • ■ .

. , 1> "■ Р- ^ подробно рассматривался принципы органиаации и формациошю-ли ической модели диагностического процесса Кредд! гнется иетодиш» изобретения вваний с, ориентацией на диппю», соответствии с которой для паданного Набора иовологий (диагж вой) и особенностей течения наболсваний, создается-сие ома при; шжов.групии[_емал но способу, и этапом неполучения ра этапа ;н агностики. иа- признаков независимо от ноаодоп

характеризуется трудоемкость» и точностью намерения его анаые ниЛ. Для каждой новологии и но каждому ириашту аксперты опредс мят ряд коэффициентов, характеринуюо.их информативность и вйли нриаиаши в подтверждение или оироаорйенио соотнетстаушрв дна; доотикой шютены. Для оценки качества работы врача иа :>тапе Д1 . агностики вводится система штрафов, которая учитывает техноло гичеоаде отступления при ведении лациенгш , 'цаш мшмо аа ссбс

ибочныо диагностические' лаюшчепия. Полученная от зкепертов отема коэффициентов обобщатся специальной таблицей и далее на ос попе , с помощью рааработанних знристиЧееких л <1юрм;ишшм оцедур произнодитея выбор и онтимиллция структур» сетевой му- : ли по критериям минимума чиола диагностических гаагои и fictiiasrf ' х модулей и максимума точности принимаемых решении при м;исеи-мс различаемых моделью классов (диагмоноп).

В п. Р.. А рассматриваются попроси нмбора и построения ¡*'шгш-х правил решающих моду ней. Рассматриваются различим: механизма счита коэффициентов уверенности (КУ) принимаемых решении для лличннх математических моделей. Для правил продукционного типа едлагастся использовать метода расчета КУ, прикипи в систем" MYCIN с дополнительным механизмом формиронанин нмиодоп османе инимаемых рабочих гипотез. Для математических моделей но бмзн гадкой па правилах продукции предлагается ооотноггтнуичпие кпчф циенти уверенности определять через функцию нриннллекноетн ' окта к выделяемому классу.

Для камдого-решающего модуля с 'помогаю аддитншшх крит-рнем считноактгся величии» функции характеризуют,)« качество чаботм пча по факту и условиям использовании /«шлющего модуля на том и ином этапе лечебно-диагностического процесса. •

И п. 'г. Ь рассматривании вопросы оценки качества диапюсти-еких заключений, принципы организации информационно- логической дели лечебно оздоровительного нрцеегц и гинцюеи приобретения апий для решении задач оценки качества диагностических ашшт-ннй и управления состоянием здоронья челопека. В процессе при-•ретсния знаний но ишдой иг» нозологии зкеиерты определяют сие -му коэффициентов и параметров, отрмлчмцих: диагностические и ле-Онне возможности врачей и служб данного и других доступных для аимодейстпия лечебно- ирофилактических учоревдепий; риск пани та от ошибочного диагноза; сложюсть постановки диагноза; про иные и другие технологические, параметр» лечебно- днагноотичес-го процесса; осооешюсти течения и развития ааоо.левпний; шжл-|тели трудоемкости и стоимости проведения лечебно-оздо^нште--!))■'•; мероприятий; индивидуальные особенности организма; степень обходимости или. наоборот, нецелесообразности пронедепия ме[юп-!ятий для агщанпых нозрлогий и др.

I'uHt и при построении модели диагностического процесса, внб~ ГГСИ система штрафов: на неверное (»■•»имопенио назначений; ам не-ibT иидинидуапьных особенностей организма пациента; г.а пеучет

щ^ионииго и нонраетного факто^т; на нарушение послсдовател ноети мч)юн|.иигий и графика нронедеяш лечебно-оздоровительно щюцесоа.

11а основании получ;и;мих параметр« строится критерии оцен качеетиа диагностических ¡«шш ний с учетом особенностей теч лил заболевания и оценки качества деятельности врача при наян чмми и проведении им лечебно -оздоровительных ме}юприятий.

Аншюгичио правилам построения сетевой модели диа/'иоетиче1 кого процесса получение таблицы используются для инбора оптимизации структуры сотовой модели лечебно-оодоровителыкн проценоа. В итой модели для принятия рвения о выбелю тагсги» проведении лечеоно овдодевительшк мероприятий или их этапов ре вшадими модулями анализирукггея ре нуль тати воздействия на сее-к» ни»! адороиья человека щхздидущих мероприятий, индивидуалвш огогу-нноетн человека, включая, противопоказания, его статус, кос «ооиологичоские факторы и др. При необходимости организуете нащкх: о значениях отдельных признаков; характеризующих сосл'оя-нк« адогкшьн че до лека, включая орггшизацша [«жима динамическое слежения на рядом показателей. •

Получи» •г)х.'буемуш информацию о текув^м состоянии здиронв человека, гчгмаиицие модули,аадейотволаннц« в модели лечебно-оздо родительного процоеса.раесчи'шпат козффициенти уверс.шкютп дол сооорглиоети перехода к соответетиукщеи епотемо лечебно-оздоро витильних (.к другому рецк-шниему модул»), испольау

«аддитивниЛ критерий вид;!:

- набор ппрг1мет;юв у.аршегрринукицих зтгш щюнедения лечебно оадороиитедмшх мероприятий пклкшая: трудоемкость - ^ ; уверенность н щюнедгмш мероприятия силами данного ЯДО с: заданным! харштеристшими Ку, коэффициент необходимости щиллденин мероприятии -дУ- козфициент иоле.шоети проведения мероприятия - Кч ; |со£фщионт иедопусл юсти поведении я- но »«(«приятия -К;; коэффициенты индиви/цчшпюсти • К( И Нт плодимые аналогично и с .учет, м возможных йолутстлуюну« и оочеуанних ноаологнй пациента; шараптная повраиг» на применимость мероприятия ■•¡(). Вдесь ^ ^ ьОсиш! фа.М.щ|,ионтм соотштитвуювдх-'иаршетров'со анаком. 3$ил " " ¡'.'Нре/и-'лж.'Т параметра увеличение которых умеш,шао'1' нр&д-Гк'чтйчшьнл'«, Щ'ишньшш лечебно 'оццо^йитолыю^ м&рощ»тия.

я

Т1

- JSi -

/шо'-тение отдается напрцмециям с максимальными зии'гепиини TL.

Ноотроешгап эксперт,чми cora лая модель лечрбно-оздоропитоль--о процесса момо')' Оыгь подвергнута оптимипацин фарачлмгмми m»v ами аналогично модели диагностического процесса. И ходе реа-ации лечебно-оздоровительного процесс;» с помощью ноетрое/шой ели имеется возможность но только получать рекомендации но ору тактики ведения бо.ивнпгп, но и организовать просмотр дн :ики ипменения состояния здоровья человека на всем протяжении дюдонмн аа ним, я также просмотреть различимо пути ирганиаа-■ лечения и проанализировать лозмпжние исходи лечебных ме[х>п тий с учетом индивидуальных особенностей организма.

В п. '¿. (V рассматривается Методы и алгоритмы выявлении и ллиаации источников ошибок при работе системы и коррекции |уктури сетевой модели и (или) решающи* правил jx'imitrayix моду [ в Пешисимости от типа реализуемой ими матоунтичпекпй wiд^ли. [ольно рассматривается различные варишпи работ» оиетсми ti рею обучения и (или) аттестации врачебного wpeoiiana с нсполь iamic!,i ресурсов информационно- логической модели лечебно пдо ттслыюно процесса.

/'лапа П посвящена разработке мотодоп и г:[>одетн математич<!с -t обработки физиологических сигтигон человека. «

В и. Я 1 рассматривается метод раклирокаквд физиологических ч?апон по точкам их переключения.

Ранжирояаиио параметра пигналл но точкам перешшчоши octano ¡ia шделении из исследуемых икщеоеов комплекса нокданте í {дариодометричпокю!, частотных, амплитудных, плаяомотричес псошстрическиХ'и др.), различные пременные составляюиио 'ор»>: рапочитшгаотпн относительно точек переключения сигнала и цглрум'ся по убыванию-скорости'их изменения. В качество точек ю ключе ¡пш могут бить пыбраны точки перегиСюн, нарушения моно-нкк'ти, минимумов, максимумов. раарипов и т. д. Ранжру»"'^' 'Цедура испольоует снеи.иа.иьнцй оператор невключения Вj)-;, для 'opoi'o j определяется как порядковый помор точки в k-ом ранге. Ранги определяются и упорядочиваются по помору "околет.. ооставляетчях, обрааутаих иеоледуемип процесс. Иудем счи-■ь. что точки отсчета первого ранга формируйся после обработ-оператором переключения исх> дпого rumana X(t.) (k-О), а точки :чота каждого цооледуотиего ранга - при применении оператора включения к точкам переключения !П-.гдыдун(еп) paiu-a. киапптически оператор переключения 1гред<"''ппля«'гсн ви^мчжвм :

0|к

• К; •

1 при иаличии переключении н К--ом ранге;

(I при отсутствии переключения , Ь.ралнше дли j■•гo алемента решетчатой функции, К-го раш онглделяетги формулой: У.|кП) - JK- •< (I.) * 0.)кЧ

.Циипмичеекие свойства научаемых характеристик удобно опит нить с помощью элементарной ступенчатой функции:

(со, При и тт ; ■

V' {

I О, при I ф. ТТ ,

пу'п*м нгк-допин навиеммости

ро

где J•^

ТУ • интервал времени )К, 1 |+Ш, 1) - неличина функции исследуемой характеристик вычисляема») дли полого участил глкдот ранга.

[< качестве СКС1ЮСТИОЙ характеристики исследуемого процесс и его |-чнгон может оыть выбрана величина периода между двумя сс ■ гедмимн 1к,1«-к-пмчениями (пгрнодометричеекая характеристика).

Хирлкчч.-рнотику. отражающую частотные свойства переключен* исследуемого сигнала и его рангов, можно определить обратной I личи>'пй но отношению к псриодометрической.

Амплитудные характеристики определяйся по равное?и меди мии-имапьпымн и минимальными аначениими "полуволн" на интервщ «. жду точками пек.-шшчений. Лппиметричеокаи характеристика пирс де.ляется по раанице между воеходнирй и нисходящей ооеташшкнце сипша мелду точками невключении ,а "моиугоетвни" характеристи определяете» чере» нданометрическуи характеристику, аграничива мук> с обет не ш ю "полуволнами" сигнала и линие й еоединнюнрй точи соответствующих переключений.

Графически Функция - предсташнеч; собой ступенчатую фу цию, на которой, как ноканали »кегюримеитадьвш исследования, ме выделить участки оти зитедыю устойчивого (¡»лебшшя в милых пр делах) поведения параметра I),участки неустойчивости с болы; . равб; соы , с /цк'йфом ттештичефюго ожидания'и средиекви ратячного отклонения, переходы« процессы ыовду соесдшши уча ' УННЫ1 устойчивости, Для участка устойчивооТи в качсстш» "сжатых ■ характеристик исследуешго параметра на интоивали изыерония рае сшптшнгея- сроднее ьначение^»,'); средний разброс относи 1-е

но среднего значения и максимальный раябрбс. Для участков неустойчивости плодится ряд специальных соотношений: суммарная и средняя величина "скачкой"; величина, дрейф;!; средний и приведенный дрейф и скорость дрейфа; время и амплитуда переходного процесса при переходе значений параметра t) о одного участка на другой и т. д;

ц 11, í\ рассматривается параметрический метод оценки степени синхронности протекания физиологических процессор. И соответствии с этим методом выделяются два параметра синхронности. Синхронность по направлению и амплитуде. Но соотношению атих параметров делается вывод либо о полной синхронности протекания исследуемых процессов, либо ой условной синхронности при постоянном сдвиге фаз и С или) разнице в "коэффициентах усиления", либо о полной или частичной рассинхронизации.

Предлагаемые методы способны сохранять работоспособность в условиях дрейфа изолинии исследуемых сигналов и дрейфов значений их выделяемых параметров, а также выделять информативные признаки. характеризующие динамические спойетна физиологических процессов. Для практической реализации этих методой разработаны епеци-ализированпш вычислительные устройства, работающие в реальном времени.

Глава 4 носняшрна разработке методик и приборов для автоматизированного исследования психических процессов человека с ори оптацией на исследование их основополагающих свойств.

Дин исследования сенсорного внимания разработаны методики и . технические средства, позволяющие атоматизщюванно исследовать такие его свойства как селективность, переюночаемоеть,объем, ра-сП(К-Д»-'Лнемоств, устийчипоетв и коццентрированность. Дня научения процессом памяти разработана аппаратура для исследования блоков сенсорной памяти, операции фильтрации и перекодирования кратковременной памяти и операции повторения. Психомоторные процессы характеризуются показателями скорости, точности, темпа, силы, вцмо-слтюсти и координированное™ Для измерения атих параметров предлагается ряд специальных приборов со стандартными условиями проведении нрофссон намерения.

Специальные портативные ириОоры предлагаются для измерения абсолютных н разностных порогов чувег те.пыюсги ¡н .тельной, елухояой й юишететтеекпй сенсорных- систем чодог.екг

Для изучения процессов мышлении - »гак ьисжй формы психического 1 птражшия реальности - предполагается две модифицированные

-ч18 -

методики с соответствующими устройствами. Для исследования понятийного мышления предложена модификация известной методики на • сравнение понятий, а для исследования наглядно-действенного мышления была предложена модифицикация методики прогрессивных матриц Ровепа. Для исследования степени податливости человека социальному давлению группы предложены методика и устройство для определения конформности.

fia основе предложенных методик для целей практической авиации разработано бортовое устройство,обеспечивающее комплексное изучение психических процессов оператора (летчика) в условиях выполнения им реальной деятельности. Устройство обладает свойством пере-, программируемое!« реализуемых психологических методик и имеет собственный язык программирования, ориентированный на предметную область психолога-исследователя, что значительно повышает удобство работы с ним.

В главе 5 рассматриваются методы принятия диагностических решений на основе динамического интерактивного конструирования двумерных классификационных пространств.

В п. Е>. 1 излагаются математические основы метода динамического интерактивного конструирования двумерных классификационных пространств.

В основу динамического конструирования полохена теоретические принципы прикладной статистики, в рамках которой раавиваются методы анализа данных, не апеллирующих к их вероятностной природе, а также методы, нацеленные на.выявление геометрической природы обрабатываемых данных в условиях отсутствия соответствующей априорной информации.

Основная идея предлагаемого метода заключается в том, что обучение и классификация ведутся в двумерном отображающем пространстве Ф, ' куда многомерные объекты Х-(Я4> У,£ Хп )

отображчктгея с помощью пары отображающих функций Y, ■ X), Y2 -</>г( В, К), «-"У, * Ya , где А - (a, ,ci2.....aff), B~(b, ,Ьг.....b„) - вектора действенных настраииномых параметров. Задача обучении состоит в нахождении таких значений параметров векторов А и В И видов функциональных зависимостей </} и % , при которых непересекающееся образы в многомерном пространстве N при отображении в Ф будут разделимы ими будут иметь минимальное (допустимое) наложеиие клаоооп. С математической точки зрения задача обучения заключается в минимизации Функционала качества айда:

RU.D)- \ S(X.A,B.O )-P(Q)-P(Q/X) • L(X,Q) dX-di?, (1)

xj?

где S (x, A, B,S? ) - шюшадь наложения классов вФ, P(Q) - априорная вероятность появления класса Q ,P(Q/K) - условная вероятность появления X ив Q ,L(X,Q) - функция потерь от ошибочной классификации, например, иа-эа-недостаточной квалификации "учителя".

Задача классификации заключается в определении местоположения отображения объектов Х-(ХЬ ... , Х„ ) относительно границ различных классов, полученных в Ф.

В предлагаемом подходе отображение исходной информации в двумерное пространство обеспечивает непосредственное достижение конечной цели - разделение классов состояний. То ест*-, по сравнению с известными ДОР два различных этапа -■ отображение данных с целью анализа их структуры и решение задачи классификации объединяются в единую процедуру, тогда как в традиционных диалого-,вых системах отображение используется для получения промежуточной информации о структуре образов и только затем решается собственно задача распознавания, что значительно усложняет ведение диалога и требует дополнительных программно-аппаратных затрат.

Для реализации процесса обучения разработан специальный алгоритм и пакет прикладных программ, состоящий иа формальных и неформальных процедур, обеспечивающие режим диалога человека с ЭВМ Нормальные процедуры, ориентированные в основном на минимизацию функционалов качества, R соответствии с выражениями (1).

Переход к неформальным и частично формализованным процедурам оправдан там, где строгай формализация сопряжена со значительными трудностями и временными аатратами, а специфика задач позволяет эффективно использовать пространственные представления и интеллектуальные возможности человека. Человек, ведущий обучение (возможно со специалистами предметной области, в интересах которых решаемся (задача распознавания), зная свойства отображающих функций, решает хорошо известную ему задачу по зрительному оиааиву плоашх областей в Ф и на основании ртого анализа, в со-.ответствии с обцдем алгоритмом обучении выбирает формальную математическую процедуру, > уточняющую искомые чараметры век эров А и В. При недостатке обучающей информации используется гчыт и ннту-• иция специалистов психологов, медиков и других экспертов. Анализ

картин отображений в Ф позволяет легко выделять артефакты, казуистические ситуации, группировки'объектов, зоны наложения, не-' компактности в отображениях и т. д. При решении задач со сложной геометрической структурой возможности простейших отображающих функций (например линейных) могут оказаться недостаточными для обеспечения заданного (сачесгва классификации. Для этих случаев предлагается несколько методов конструирования отображающего пространства.

Один из основных методов динамического конструирования отображающего' пространства основывается на том, что в исходном пространстве признаков выбирается эталонная структура, например, многомерная точка и создается механизм ее скольжения по некоторой средней (в смысле выбранного критерия усреднения) "скелетной" линии, представляющей каждый из исследуемых классов. Известная многомерная траектория скольжения по средней линии класса легко отображается в траекторию скольжения впросгранстве Ф вместе с объектами искомого класса, "окружающими" эту линию. ' .

Построение "скелетной линии" производится на основе механизмов притяжения разноименных электрических зарядов в соответствии . со следующими процедурами. Об'ектам исследуемого класса «и ставят в соответствие некоторые электрические заряды qj одного знака. Выбирается пробный единичный заряд 6 противоположного анака, который притягивается об'ектами у к и движется . по направлению к ним. Когда пробный' заряд попадает в зону расположения об'ектов V/! , он окружается сферой радиусом В .захватывающей часть об'ектов , причем заряды объектов исследуемого класса, попадающие внутрь сферы, анулируются. Оставшиеся заряды из ни притягивают пробную сферу, которая, перемещаясь в сторону скоплений í\j продолжает "поглощать" эти заряды. Процедура продолжается до тех пор пока пробная сфера, втягиваясь в "облако" об'ектов исследуемого шгасса, не "поглотит" вое его заряды. Полученная траектория движения, с целью упрагггния расчетов, представляется соответствующей кусочно-линейной аппроксимацией и,с помощью сиете--мы уравнений вида: - Г^ (X ); Г^(Я0 ); - М^х/сЗу)

1рф : м^, * ^ , отображается вместе со всеми объектами масса вф. Мдеоь а^ и - длины линейных участков в исходном и отображающем пространство; Ка - направляющие вектора линейных участков в сга^рилакщсм пространствах; и М^ - соответствующие коэффициенты масштабирования отображения.

При работе о несколькими классами для каждого из.них полу-

чается свой "скелет" и свои отображения об'ектов группирующихся вокруг него, а яздача конструирования отображающегося пространства состоит в том,чтобы для непересекающихся, в исходном пространстве классов, обеспечить расположение их отображений так, чтобы они не пересекались в ^ и как мошо точнее сохраняли структурные особенности, характерные для этих классов в исходном пространство . Для пересекающихся в исходном пространстве классов образуется пересечение и отображений классов, причем картина пересечения в ф дает достаточно полное представление» о структуре пересечения классов я исходном пространстве.

Использование на этапе классификации двумерного отобраяаю-'.ирга пространства позволяет строить простые и аффективные алгоритмы динамической оценки состояния об'екта путем анализа перемещения точки, отоОрамандей состояние об'екта среди отображений границ классов, полученных на атапе обучения, причем прогноаиро-ВШ1ИО времени перехода об'екта из одного класса в другой осуществляется с учетом динамических свойств распознаваемых клас-

времи перехода объекта в !Ш1се , (1£~ расстояние от объекта до класса , (/¡» - скорость перехода, объекта масса , С!{ -коэффициент неравномерности перехода з класс ^ в отображающем пространстве.

й п.5.а рассматриваются особенности организации процедуры диалога при решении . задач'' обучения и классификации на основе предлагаемого метода и описывается соответствующий пакет прик-. ладных программ. Обучающей диалог проводится ¡з соответствии со следующим укрупненным алгоритмом.

1. Производится предварительный анализ обучающих таблиц с целью исютчения пробелов, артефактов, предварительного анализа структуры исходных многомерных данных по гистограммам и мерам близости характеристических точек различных классов.

И зависимости от предварительной оценки структуры классов выбирается - тип отображающих функций, подходящая обучающая процедура,и производится предварительное обучение с уточнением Ш1чества получаемых решений.

3. Если качество классификации не достаточно делается анализ воамокнш пересечений классов в- исход"ом нросгрансг з и при их наличии делают выводы о содерштелыюй трактовке зон наложе-• нии. Если в исходном пространстве зоны наложения не обнаруживаются, произврдится переход к уточнению отобракаицих функций с

со», ь соответствии с формулой

помощью динамического интерактивного коПструирошзш описанного и разделе Ь. 1.

<1. После окончания обучения осуществляется проверка качеет-ва < бучения на контрольной выборка и далее строятся разделяющее границы отображенных классов в двумерном пространство. Дря иеоб-ходимости выделяют вероятностные оопы и рея¡ас-тен выдача динамической оценки состояния объекта на эт'чт класск-|лн;ац!Ш.

Ь г.чаве 6 рассмотрены принципы построения н{!0бдомно-ориен-тиронаяпого процессора обработки символьной киЗорм'.яд'.т.

П. и, ! поппшцек основам построения щъОг.иыю- ораентирошн--яого процессора, который в качестве оскоег.ого сытртма обрабэтг ки символьной информации аппаратно поддержавпет е.тадуюиую последовательность действий:

1. 1) строке оимъолов, назышошй соо'лцешеш ш словом - 3 о помощью заданного правила отдошв&.док аадашюе место к

2. Над заданным шетом М производится декагы'л •> и далее управление обрааот;оэй слова определяется ь аапжнмоагп от соотноше ния мед?1у содердпШ-У слова Б в ..пайдчнпом мента У и тг^оргя&цяей, аакоднрован.чо!'': с правили о£ .

Учитывая аообходныость бятоаой и "'слрад'ыа 0';паг01'!;;1, р-.а-лиьещии рамичшлх оиерац;:« сто'.'йкго-:." фрагмеатоа слои

' и т. д., предполагается, иго дла аграагг.о е^ дейоз в;:.; ^ уогут . производиться нр'и р^вп'лз^ш ддяозоттг.гшмх уатанй -

Праьол-энпый а.яз'ор:ш.: роадизу^-ггя о^ним оператором апнаратно -поддергщваоьогл пробдэш«1~ор1аатиропшшыч ' процессорам. Этот оператор шшзшг наиболее- обгмм оператором сймвоявиой обработки сзйсо. Наиболее ебшяй сюлаольвый оператор !:х-;со ккоет структуру *оС —.-Реализация юесо предполагает яацелазошкйз одло-г-о ю пяти правил поис.гса места в слове 2 . По крзведг -оС» ® слове Б отнекнваетед ааданноа в'с£ еочэгаана буиз, к?зквазмскз {дамок или владением, Ш нразщгу - з с.:.::- .. 3 «/радел-ахся мссто.надагс которого отсчлткиагтоя о? е&«аЕа № слова 3 (ил:: ота-гез-

тедьно начала ша кгчвц,а задашгаго одоаа а а.ависимостк

от сосгозняз разрздоз ^ ), а длина мест - иввтеетм байт I. . По правилу - ©£, в слове Б вначале эздзэтея ызето г,а> правилу сСц, но и«сго филируется для дальнейшего равекогреякзг только в тем случае, если.'по всей его длине определен иш вэдшшыа в аналогично правилу сО. По правилу <¿4 - в сетке 5 I» раз вщп

V, Лайде иным местом считается ю®ч с шьрш И. Ш правилу* сС5 место опр-.-делеяетея на границе слона Б (либо в зависимости

от содержания ueirropa - относительно границ 'фрагментов слова). Правила d6 - dt - опр-.-леляк/г коды вспомогательных операций и команд отличных от щ?со.

В п^со операторе предусмотрело выполнение следующих типов действий над найдяшиш мостами. По действию /ч найденное место по одному из-правил оС j f j — ГГо) заменяется на заданное сочетание символов Р, указанных в коызнде ß . По действию fiz - найденное место не изменяется, а дальж.-йгсме действия определены вектором/.

По действию ßs символы найденного места аннулируются, а исходное слово Б "сжимается" на величину места, определенного правилом . По выполнению действия ßi, - последовательность символов па выделенном кесте определяет номер последующего оператора, который будет выполниться после заданного.

В. общем случае обработка слова S производится последовательностью операторов ingco типа в сочетании с рядом вспомогательных по mgeo операторов, поддерживающих операции управления, адресации,- пересылок, обмена с сопроцессорами и др. Анализ специфики решаемых ¡задач позволяет сделать вывод, что основная доля операций, 'производимых со словом S (особенно mgeo операторами) характеризуется необходимостью выбора дальнейших путей Обработки в вависимости от воаншешцих в процессе анализа слова S ситуаций.1 Уто обстоятельство определило целесообразность рассмотрения mtfco и.других операторов как условных, со специальными механиз--Imm передачи управлении.

Структура команды проблемно-ориентированного процессора определена н виде :

п; Ф; т;

где I"»; -левая метк.1 i-ort команды, Ф; - оператор i-ой команды,

т; -правая метка i-ой команды.

Бели при выполнении i-ой команды реализуется условие, определенное оператором Ф^,управление передается команде,, левая метка которой совпадает с правой меткой i-ой команды. В противном случае выполняется следующая по номеру команда. Манипулируя соответствующей расстановкой левых и правых меток,легко реализуются линейные, разветвляющие и циклические структуры программ.

Д б- £ рассматривается архитектура процессора и система команд ассемблерного типа.

Структурная схема процессора Приведена на рис. 2. При проектировании процессора был реалшован ряд принципов, направленных на увеличение его производительности при обработке символьной ин-

формации в заданной предметной области.

1. Аппаратно поддержано выполнение т^со операции при различных режимах ее выполнения. При этом в отличие от цифровых процессоров для реализации теоо оператора передается одна команда, а не совокупность команд, выбираемых в циклах.

2. Произведено разделение памяти данных (слов) (ПС) и памяти команд (ПК) как территориально, так и по управлению, что позволило реализовать их раздельную загрузку и выгрузку, а такие одновременную подачу на операционный элемент (03) команд и данных. Предполагается, что в памяти слов производится обработка слова по алгоритмам, находящимся в памяти команд.

0. Память команд выполнена как активная структурная единица, производящая ряд вычислительных и логических функций параллельно.с работой операционного-элемента и памяти слов. В ПК предусмотрены средства ускорения доступа к структурированным данным.

Раздельное выполнение памяти вхождений (ДО) и подстановок (Ш'), позволяет обеспечить параллелшную реализацию подстановки предыдуи'^й команды с обнаружением вхождений текущей команды. Сое эти памяти адресуются через -специально организованную память таблиц адресов( 1ГГА) которая производит параллельную выборку информации из ПР п XIV, а также обеспечивает переход по условию, фиксируемому в операционном элементе без дополнительных затрат времени. Память команд поддерживает систему вычисления длин выбираемых формул,вычисление адресов, обработку счетных циклов и • прерываний независимо от процессора.

4. Память слог, (ПС) функционально разделена на две части: первую HCl и итогам ПОЙ. Такое разделение позволяет трансформировать слова S без дополнительных процедур "растяжения" и "сжатия" отдельных их фрагментов из-за различия п длинах V и Р, ааменив зти непроизводительные процедуры перезаписью слов (или их фрагментов) из одной памяти в другую. Кроме этого разделение памятей и выделение входных (Шпх) и выходных (Швнх) шин процес-. сора отдельно от его системной шины (СШ) позволяет совместить процедуры обработки, загрузки и выгрузки информации со стороны памяти слов ПС. Дополнительно но та км?, как и ПК реализует ряд . самостоятельных счетно-логических оиероци/* но шчвсленш адресов и слежении в а. требуемыми длинами фраз'ментов обработмпаешх слов 'независимо от работы СО и ПК.

Е>. Использование -битоного и тетрадного форматов г сдачей и

подстановок определило необходимость аппаратной поддержи! Оптовых операций в-операционном элементе аа счет .использования еоот- •" ветотвенно регистров масок подстановок и вхождений RMP Ц RMV и соответствующих схем маскирования СМР и CMV.

Раздельное функционирование ПО, ОЭ и ПК оОеспечивастсп реализацией соответствующих самостоятельных блоков управлений УУПО,. УУОЭ и У.УПК, синхронизация ¡заботь: которых осуиггсгшшегся через шину /правления (!!&'). Кроки каобраазшшх на скак« адомзнтов процессор содержат рад кчоцигшюироеашгых. рдгиетров и регистров общего назначения фупицклкшлю разделенных но mmp.vsfct слов Ш1-, ПОИ и памяти команд.

. Дли организации парвошюк мокду ираграыжго-достушшма регистрами и памятями слои, команд « переменных а системе команд процессора предусмотрены команды аврзсьшк с прямой и косвенной адресацией источников и щшемиикаа инфармацка, в так»® адресация по базе через регистры базы.

Управление решыамд работы ишгтшн схов ооуЕретвгяотсн через программно-nootyœm perecvpu еоотсауцй памятей едза.

Управление декдоши работы паыягьо шздавд ойуцзствдается через программно доотуиццй рогизтр cqgtouhi:.-. начали ф^ыуд .

Для реавиаодм различна; чгиаов -счетных цшзв, счотньгх вложенных циклов, щишэв с аорогздрссэдией, подпрограмм различных уровней влокепнастк и прурыааний в пз^от» асздягса намать

переменных с область» етэдхжой вашгги S3V, воехрозайод во кшс- • сической схеме.

Механизм .сетевого взокмэй8йоша1 процассор» .органшовац аналогично тому, как sto вшгсшш<гтса а ыжфопрта^сеоре 181012183, •включая механизмы ввашодъ^сягеш с еопроцсссорсмя розарий» каа-пичемий ( арифметич-зокрл'л , т«й»ёраш, сстеыа-и шжхрошед&до и Др.).

В главе 7 приводятся результаты вюперлпвпхавьшк есс.дэдо-внний иа примере задач медицинской и психологической даагкостккн е. различной структурой классов и разнородны.! пр"<жаакз&ым спаса- . нием. Во всех решаемых задачах обучение классйфаетдал прокзшдп-лось на представительных обучающих. выборах, оСгееж юторик выбирались более чем с пятидесятипрецеытным "вапасомГ* во откогздш) -к рекомендациям, предложенным в работе. ( Жов Г. С. 1931). 1 Дли задач медицинской диагностики была псшу«ена вероятность получения безошибочного решения - не хуже 0,95, для задач психодиагностики - не хуже 0,0.

Содержательная эффективность предложенных методов и средств обеспечивается за счет : лозшйшости работы е шгахоформализуемы-ми кассами дам; при невыполнении требований гипотезы о компактности, при наличии большого числа артефнктных и казуистических ситуаций;автоматизированного выделении классов я переходных зон между ними не заданных а обучающих выборках, а такие выделения других структурных особенностей исследуемых классов; решения задач выбора информативных признаков с изучением их роли в формировании того или иного класса состояний;решения задач прогноза состояний человек!* относительно изучаемых классов и целенаправленной коррекции его здоровья;повышения качества диагностики с элементами раннего выявления и предупреждения заболеваний; снижения времени принятия диагностических решений и заключений; решения вадач профессоналыюй ориентации и рациональной раеетанопки кадров; увеличении производительности, ¡сачестка и безопасности работы информационно-насищршшх систем в контуре управления которыми работает человек-оператор;улучшения эргономических показателей работающей и вновь проектируемой техники;увеличения пропускной способности и .уменьшения времени реакции в интегрированных медицинских сетях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Предлагаемая работа посвящена решению научных и практических проблем, связанных с разработкой интерактивным полифункциональных моделей, методов и технических средств комплексной оценки и управления состоянием здоровья человека на различных уровнях для системы здравоохранения страна

Выполнение побиты поз полило получить еледуыгин результаты.

1. Разработана структура и информационно-логическая модель интерактивной полифуншцюпакьиои систем).!, ре та ¡он;« й задачи принятия решений о состоянии (здоровья человека и управления качеством лечебно--оздоровительного и диагностического процессов на различных уровнях и для различных медицинских учреждений. Предлагаемая систем;! позволяет решать широкий спектр практически иишых задач но удовлетворению запросов гюльзовагелей на медицинские услуги. В частности, решены па дачи опрс-делгния состояния здоровья по комплексу пикаттелеЛ, характеризующих физполигическнй, психологический и социальный статус человека с учетом структурно-функциональных зависимостей в целостном организме и индивидуальных

особенностей организма ( противопоказания, приобретенные и наследственные забалован«;', биоэнергетический статус, даннн-з космо-биологии и др. ). При реализации лечебно-диагностического процесса оОеснечинаетея выявление и учет сочетавши патологий, органов и систем, подверженных риску заболеваний, и так же осуществляется учет динамики изменения признаков, характеризующих состояние здоровья организма человека.

Отличительной особенностью предлагаемой интерактивной системы г!;лиется то, что она обеспечивает непрерывный,контроль за качеством работы врача на всех этапах его деятельности. Причем, в о'-м'ичио от существующих подходов, контроль осуществляется непосредственно на рабочем месте но всем основным состаяяюциа лечебно -диагностического процесса, чго л сочетании с иог-ратам сверху ( от администрации } позволяет поднять па яогиЗ уровзш. организацию управлении качеством лечебно-диг.гносп:дее>иго цроцзсса. Набор различных авристичесюи и формальных процедур ЛцоаБаяье? ^бесиечквазъ пыбор оигпшд&иай шши водовкя пациеата как на итоие дши'всетши, так. к на этан« дечоиид с йродасгавлекн.еы тштгшыш информации. q причинах принят»«« сестсмой того клк иного |Ш1Ш. Разработанная система обладает егойетагм обучаемости, что цозшдиат улучшать качество ее работа в ъода кракги-чесгеяй йгссш<уаг«Ашг, К>ж.м «ого, ипряду о оц&ш«ой качзспих деятельности врача, • она продоетаь-^эт казкотгасть сбуч^шш '« аттестации врачебного персонала ва «ри&дох» ¡:звл2као?.с-вс екзте-мой из собственной базы знаний, обееяечзаай хек сагит пркблпко- " ни» процесса обучения к реальным условиям деягедккютк.

Предлагаемая информационно-лох'ичёская ко^эль ш екоей структурной организации является однородной, • что uooaauœear реализовать ряд преимуществ, ирисувэдх однородным средам О гой стороны, .в решает!';« модулях допускается.нсповьвсааажс раз- > личных математических моделей, чтп позволяет охватил- гурзкий спектр решаемы;-:, оадач.

2. Предложены алгоритмы и технические средства обработка ùïs-аиологнческих сигналов на основе шгодов многолараметрическагсг пнштза динамических показателей иссдедуемых .сигналов, юспркк методы ранжирования' параметров физиологических сигналов, оцзшеи степени синхронности протекания физиологических процессов, выделения признаков, характеризующих динамику переходных процессor, ш сжатия размерности признакового пространства. Пртэдадзэ разработанных методов исследования физиологических сшшетз

обеспечивает возможность выделения информативных признаков как на устойчивых, так и на неустойчивых отрезках записи исследуемых элеютрофизиолагичесгага процессов, а также при наличии ряда искажений (дрейф изолинии, высокочастотный и низкочастотный шум и т. д.). Экономичность вычислительных процедур и простота технической реализации позволяют обеспечивать возможность многоканальной обработки злектрофизкологических сигналов в лабораторных, полевых и бортовых условиях..

3. Разработаны методики, алгоритмы и технические средства автоматизированного исследования человека на психологическом уровне, включающее набор экспериментально- психологических методик для изучения основных психических процессов внимания, восприятия, памяти, психомоторики, мышления. •

Ргшработшшые методики и . технические средства автоматизированного психологического исследования находят применение в задачах диагностики и коррекции состояния здоровья при заболеваниях психологического профиля, а также позволяют обеспечивать изучение динамики психических процессов, оценивать функциональные состояния операторов, включенных в контур управления систем человек-машина (СЧМ) и зргономичность самих СЧМ. В свою очередь, данные о динамике функциональных состояний явились базой для разработки рекомендаций, пошшаювдга безопасность и надежность деятельности операторов, предупреждающих их заболеваемость и ¡■ршнмитизм.

4. Разработаны принципы и методы построения системы принятия ^агностических решений на основе динамического интерактивного конструирования двухмерных классификационных пространств, вклкутя решение задач оценки динамики поведения состояния .наследуемого объекта. Предлагаемые методы и средства позволяют решать >адачи в условиях плохой формализации, недостаточной статистики, >азличной структуры )слассов и признакового описания, при наличии алуистинеских ситуаций, при отсутствии информации об объективно ^Чествующих переходных зонах меяду классами и при отсутствии щриорной информации о структуре классов. Кроме итого, разработнике методы и средства позволяет исследовать информативность ризнаков, участвующих в формировании искомых классов состояний, зучать структурные особенности исследуемых классов, получать ополнитольиые сведения как о структуре клиссов, так и системе ривнаков, представляющих эти классы, включая выяснение роли рианакон в формировании того или иного класса или аоны перехода

между классами. Обеспечивается также возможность решения задач прогноза состояний объектов относительно изучаемых классов.

5. Предложен вариант построения высокопроизводителього проблемна- ориентированного процессора обработки символьной информаци для решения задач логического вывода на этапах диагностики и опт миоации лечебно- оздоровительного процесса и ведения медицинских баз данных и знаний.

опубликоеанные работы по теме диссертации.

1. А. с. 1695878 СССР, ШШ Б А 61 В 3/00. Устройство*» для психо физиологических исследований/ ¡0. Л. Бойко, Н. А. Кореневский, В. В. Плотников, А. В. Нечаев (СССР). -4734493/14; Заявл. 0]. 09. 89; Опубл. 07. 12.91, Вол. N45.

2. А. с. 1693740 СССР, ШШ 5 А 61 В Б/16. Многофункциональное устройство для психологических исследований/ Е А. Кореневский, А.'В. Нечаев, Ю. Л. Бойко (СССР). -4629985/14;Заявл. 02. 01. 89; Опубл. 23. 1:1. 91, Бш. N 43. ' ' ' •

П. А. с. 1360698 СССР, ШШ 4 А 61 В Б/16. Устройство для автома -газированного анализа электрофизиологичесКих сигналов/а А. Кореневский (СССР). -4027351/14; Заявл. 9.02.86; Опубл. 23.12. 87, Бюл. N47.

4. А. с. 1717104 СССР, МИЛ 4 А 61 В Б/0488 Устройство для определения параметров электромиограммы/Н. А. Кореневский, А. В. Нечаев, В. В. Плотников (СССР). -4735552; Заявл. 04. 09.89; Опубл. 07. 03. 92,Бюл. N9.

5. А. с. 1600262 СССР, МКИ 4 А 61 В 5/15. Устройство для психофизиологических исследований/В. В. Плотников, Н. А. Кореневский,Ю. Л Бойко, С. 0. Шевелев (СССР).-428640/28-14; Заявл. 01.06.87; Опубл. 15.00. 89, Бюл. N30. . г

0. А. с. 1560098 СССР, МКИ 5 А 61 В 5/11,5/16. Устройство для исследования динамического тремора/'Кореневский Е А., Плотников Е В. , Нечаев - А. В. , Бойко Ю. Л (СССР). -44.36298/28-14; Заявл. 03. 06. 88; Опубл. 30.04.90,Еюл. N16.

7. А. с. 1563671 СССР, ШШ 5 А 61 В 5/04. Устройство для автоматизированного анализа рэознцефалограмм/В. В. Плотников,Н. А. Кореневский, л. и. т.нтюнов, В. м. Довгаль. (.СССР). - 43?698,?./28-14;Заявл. 08.02.88; о-публ. 15. 05. 30, Бюл. N18.

■ . А. е. 1548345 СССР, ШШ 5 А 61 В Б/00. Устройство для автомагиэи-1 >.•.• 1шюй оценки порогов чувствительности сенсорных систем Чело-■:а Ц А. Кореневский. 3. В. Плотников, /.. Я Нечаев, Ю. Л. Бойко (СССР). :":-7М/14;1ч.чьл. О?. 12. 8«; Опубл. 15.05. 91 .Вш. N10.

9. Л. с. 1048370 ССОР.МШ 5 Л 61 В 5/16, А 61 В 5/12. Устройство для оценки степени синхронности злегарофиэиологических процессов/ II А. Кореневский, А. В. Нечаев, II В. Звегинцев.В. И. Зданевич (ССОР). -4606762/14;Заявл. \ 7. 11. 88; Опубл. 15. 05. 91, Б(ОД. N18.

10. А. с. 1650089 СССР, (ЖИ 5 А 61 В Б/16. Устройство для измерения конформности/В. В. Плотников,II А. Кореневский, А. В. Нечаев, Ю. Л. Бойко

(СССР)-. -4445613/14; Заявл. 20. Об. 88; Опубл. 23. 05. 91, Бюл. N19. И. А. с. 1688345 СССР, МКИ В А 61 В 5/16. Устройство для психологических исследований/]! В. Плотников,Н. А. Кореневский, А. В. Нечаев, Г. В. Богородский (СССР). - 4671686/14; Заявл. 03. 04: 89;0публ. 07. 11. 91. Бюл. N41.

1 2. Дейнега В. I'. , Прилуцкий В. И. , " Кореневский 11 А. К вопросу о вычислительной диагностике профессиональных заболгваний у эл«кт~ роснартдков //Гигиена труда и профессиональные заболевания.-1983. -N12. -С. 12-1Б.

13. Долгополой В. 11 , Кореневский 51 А. , Грошкоа А. Н. Об одном способе обработки информации в. диалоговых системах распознавания образов// Изв. ВУЗов. Приборостроение.-1978.-Т. 21,N 3.- С. 47-51.

14. Кореневский 1!. А. и др. Оценка динамита функциональных состояний механизаторов в условиях монотонней результативной деятельности. Методические рекомендации/Под ред. к. В. Судакова. -11: Минздрав СССР, 1990.-С. 52.

15. Корснеиский Н. А. Оценка параметров на основе ранжирующей процедур» по точкам переключения и оценки степени синхронности//!!*,— годы и микроэлектронные средства цифр, пресбраз. и обраб. сигналов: Материалы йсееошз. конф. , 12. 89. -Рига, 1989. - С. 130-133.

16. Коре не пс кий 11. А. Параметрический анализ степени синхронности злучайних процессов // Изн. ВУЗов. Приборостроение. -1907. - Т. 30, '18. - С. 7-11.

17. Кореневский Н. А. , Овигиицев 11 В. Применение метода параметрите« го анализа степени синхронности для решения задач оценки [упкциоцалышх еостояний/ЛТсихология и научио-техн. прогресс: Гез.докл. к VI1 Съезду Общества психологов СССР; 10.89,- И; :9В9. С. 175-176.

.0, Кореневский 11 А. Метод анализа сигн лов произвольной формы тутем их разложении по точкам переключений // Ивв. ВУЗОВ Прм-юроотроение. ' ; 1986.- Т. 30,-Н12. -С. .<-?.

Я. Коренемский • П. А. Обучение классификации ь режиме диалога/

¡урскПИ. ОШ!. В11ИИМТИ}Инв. N 6348939.-1983. - 0. 116.

10. Коренепский 11 А. Метод динамической оценки состояния об'ьекта

в диалоговых системах распознавания образов // Известия ВУЗов. Приборостроение. ■• 1987. -Т. 30, -N12. -С. 37-41.

21. Нореневский II. А. Анализ признаков,- формирующих заданное функциональное состояние методом скатин двумерных отображающих клае-сов/'/Науч. основы прикл. психологии: Тез. докл. г» VII съезду общэ-ства психологов СССР; 10. 89. -М. , 1983. - С. 56-57.

22. Кореневский 1!. А. Классификация -двумерных отображений в много-аш.териативиих диалоговых системах (на примере задач медицинской дня" - ослики): Лис. ... канд. тех. наук: 05. 13. 01. - Л. , 1983. -С. 142. ИЗ. Кэренсвский- II А. Диалоговый методы классификации .дауы-эриых отосраненкй//Математ. методы распознавания образов: Материалы Псесогоэ. конф. , 11. 89. - Рига, 1989. -С. 24-Ей.

24. Кореневашй II А. Диалоговые методы классификации двумерных отображений при диагностике функциональных состояний человека// Психолог, аспекты охраны труда в сельском хоз-ве: Сб. тр.- Орел, 1984.-С. 110-129.

ко. Королевский II. А. ,3вегинцев В. Е Проблсмио-ориентиррваниая вычислительная систсмаобработкн' символьной -информация управляемая потоком данных //Перспективы развития вычислительных систем: Материалы 3 Бессоюз, симцоз. , 11. 89. -Рига, 1900'. -С. £9.

26. Юрслеиский II. А. .Пятокович Ф. Л. , Звегинцсв В. II Комплекс программных средств поддержки автоматизированной поликлиники на Несовместимых шмньютерах//Низнь и компьютер - 91: Тез. Всесоюз. семинара, 10.91. - ларьков, 1991. - С. 201-204.

27. Кореневский II А. Диагностика состояния , здоровья человека с оценкой качества' деятельности врача., -Курск: Иод-во межотраслевого территориального центра Ш'й, 1992.

128. Яиотникон а В. , Кореневский Н. А., Забродин К). М. Автоматизация методик психологического исследования: Принципы и рекомендации. -Орел: Изд-во ин-та психологии АН СССР: ВНИИ0Т Госагропрома СССР, 1989, -с. 327.