автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Разработка методологии математического моделирования и оптимизации системы автоматизированного управления лечебно-диагностическим процессом и ее приложения (на примере патологии зрительной системы)

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАУЧНО - ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЬЕДИНЕНИЕ "КИБЕРНЕТИКА"

Р Г 8 ОЙ

На правах рукописи

2 О МАР 2000

УДК 519. 711.2 ТУРАКУЛОВ Холбута Абиловнч

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕЧЕБНО -ДИАГНОСТИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ II ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

(на примере патологии зрительной системы)

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.13.09 - Управление в биологических и

медицинских системах ( включая применение вычислительной техники)

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ТАШКЕНТ- 2000

Работа выполнена в Инстатут.е кибернетики НПО "Кибернетика" АН Республики Узбекистан и ДжизакскоМ Государственном педагогическом институте им.А.Кадыри.

Официальные оппоненты: Академик Академии наук РУз,

доктор технических наук, профессор М.М. КАМИЛОВ

доктор технических наук, профессор А. А. МАХМУДОВ

доктор медициною ;х наук Т. Т.МУРАТОВА

Ведущая организация - Первый Ташкентский Государственный медицинский институт

, Защита состоится г. в часов на заседании

Специализированного совета Д 015.12,01 в НПО "Кибернетика" АН РУз по адресу 700143, Ташкент, ул.Ф.Ходжаевд,34.

С диссертацией молено ознакомиться в библиотеке Института кибернетики НПО "Кибернетика" АН РУз.

Автореферат разослан" №

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор технических наук, профессор

Р///о I О*

М.А. ИСМОИЛОВ

2//Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из наиболее сложных систем (по размерности и структуре, а также информационному взаимодействию) является организм человека. Поэтому при исследовании медицинских систем исключительную важность приобретают разработка методологической основы применения математических методов моделирования и использование средств вычислительной техники. Всестороннее решение такой сложной проблемы, как управление _ лечебно-диагностическим процессом (ЛДП), возможно только с помощью интеграции медицины и кибернетики.

Разработка методологии управления ЛДП требует создания методов классификации патологических состояний, а также специальных алгоритмов и критериев поиска наилучшего варианта лечения. Разработка таких алгоритмов и их реализация для управления ЛДП при конкретных патологических состояниях являются сложными задачами, требующими решения ряда математических и технических проблем, для решения которых в последние годы сложились определенные предпосылки. Здесь следует указать на труды многих отечественных ученых в области распознавания болезней,' прогнозирования их течения и управлений ЛДП Ь ЛспЫьзоЬанием кибернетических методов: Э.С.Аветисов, Ф.Т. Адылова, В.М.Ахутин, Ю.Г.АнтомоновДО.И.Журавлев, В.Д.Глезер, Х.З. Икрамова, В.К.Кабулов, Х.К.Кады'ров, ММ.Камилов, М.К.Каацлов,- ^Х.М.Камилов, В.АЛишук, Г.И.Марчук, В.Н.Новосельцев, А.А.Попов, В.ИЛопо'в, Л.А.Растригин и др.

Зрительная система (ЗС) человека является одной га сложных систем как в анатомо-физиологическом, так и в клинико-диагностическом смысле. Она играет решающую роль в обеспечении его нормальной трудовой деятельности. Патологические процессы, возникающие в ней, зачастую приводят к увеличению числа бжщаГяшсс "д отдаленных осложнений, снижают "качество жизни" больного, обеспечивают плохую адаптацию 1; меняющимся социально-экономичесюш условиям, а также условиям труда и отдыха. Длительная потеря трудоспособности и инвалидность являются

характерными последствиями патологических процессов, локализованных в любых структурах зрительной системы.

Условия функционирования ЗС характеризуются многократностью циклов, сложностью и множеством взаимосвязанных параметров. В этой связи отметим необходимость в экстренном распознавании патологических состояний при ограниченном объеме информации и непрерывности её накопления для адекватного моделирования и прогнозирования указанных состояний. Проблема управления ЛДП в" офтальмологии является одной из сложных ' задач, решение которой требует совместных усилий ученых различных специальностей. "Оптимальная" тактика лечения может быть выявлена путем системного анализа состояния больного^ что требует разумного применения математических методов, имитирующих рассматриваемую патологию с учетом механизма действия применяемых лечебных процедур.

Необходимость решения задачи "оптимизации" лечения обусловлена ещё тем обстоятельством, что механизмы действия многих лекарственных' препаратов различны и сложны, а так как количество самих препаратов неуклонно растет, то это настойчиво требует применения математических методов моделирования. В научной литературе содержатся сведения по различным проблемам диагностики, прогнозирования и лечения патологических процессов в ЗС. Они разрозненны и зачастую противоречивы, носят фрагментарный характер и потому не могут быть использованы в едином технологическом процессе диагностики, лечения и прогнозирования конкретного заболевания рассматриваемой системы.

В диссертационной работе рассмотрены и проанализированы вопросы, связанные с разработкой теоретических основ математических методов моделирования и оптимизации - создания системы

автоматизиоованного управления ЛДП для решения проблемы выбора "оптимального" варианта лечения в офтальмологии. В этом - актуальность диссертационной работы.

Цель работы - разработать методологию математического моделирования и оптимизации системы автоматизированного управления лечебно-диагнсстическим процессом офтальмологических заболеваний..

• Для достижения поставленной цели неооходимо решить следующие задачи:

-провести комплексный анализ априорной информации, описывающей объект управления;

-разработать структурно-функциональные модели взаимосвязанных элементов ЗС;

-разработать специальные методы и алгоритмы построения имитационных математических моделей;

-построить и реализовать на ЭВМ алгоритмы классификации патологических состояний;

-реализовать на ЭВМ методы прогнозирования патологических состояний; '

-на базе разработанных методов, критериев, алгоритмов и пакетов прикладных программ ' разработать 'рекомендации по внедрению автоматизированных систем (АС);

-создать и внедрить базовую версию микрокомпьютерной системы "ГЛАЗ" для решения задач управления ЛДП при глаукоме.

Объектами исследозання являются зрительная система (здесь и в дальнейшем глаз человека) при различных нарушениях ее функционирования; лечебно-диагностический процесс при глаукоме.

Методы исследования. Основные результаты, полученные в работе, .основаны на теории дифференциальных уравнений и йариационного исчисления, теории математической логики и управления, теории многомерной и многошаговой регрессии, методах интерполирования и экстраполирования функций, приближенного дифференцирования; применении мегодов математической статистики, численных методов решения систем дифференциальных уравнений, а также методах теории распознавания образов. Научная повнзна.

1. Впервые применены структурно - функциональные и математические модели для описания * функционирования ЗС, . разработана автоматизированная система эффективного управления ЛДП при различных офтальмологических заболеваниях.

2. Разработаны методы классификации различных состояний ЗС.

3. Разработаны численные методы прогнозирования последующих состояний патологии ЗС.

4. Разработаны методы • и универсальные алгоритмы эффективного управления ЛДП.

5. Разработана методика принятия решения, позволяющая реализовать эффективное управление ЛДП при глаукоме.

На защиту' выносятся следующие основные положения:

- системный подход к проблеме синтеза и применения структурно -функциональных и математических моделей для ■ управления функционированием ЗС при различных патологиях;

- методы классификации ра5личнь1х состояний ЗС;

- методы прогнозирования последующих изменений в патологии ЗС;

- методы выбора оптимальных вариантов управления ЛДП;

- система автоматизированного управления ЛДП при глаукоме.

Практическая ценность работы. Разработанные проблемно-'

ориентированный комплекс математических моделей, методы, критерии и алгоритмы выбора оптимальных вариантов управления ЛДП и созданный на их основе,автоматизированный программный комплекс позволяют:

- повысить надежность и точность классификации патологических состояний ЗС, качество прогнозирования ее последующих состояний;

- оперативно установись форму и стадию глаукомы, а •'также уровень внутриглазного давления (ВГД);

. - выбирать тактику лечения и управлять ЛДП;

>

Создана база данных при массовых профилактических осмотрах населения.

Разработанные математические модели и АС ориентированы на оценку динамики зрительных функций, на оперативный расчет показателей тонографии глаза, соответствующих .состоянию пациента, а также определение формы и стадии глаукомы и уровня ВГД.

Применение разработанной АС "Ранняя диагностика глаукомы" обеспечивает повышение качества медицинского обслуживания населения, сокращение срока обследования пациентов, точность исследования и

' • 7!

экономшо лекарственных средств'. Экономический эффект достигается за счет сокращения затрат рабочего времени медперсонала.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику здравоохранения и в настоящее время используются в офтальмологической службе. Разработанные математические модели и алгор1ггмы объединены в систему " ГЛАЗ" и внедрены в Республиканской клинической офтальмологической больнице МЗ РУз, в клинике второго ТашГосМИ, Сырдарьинской и Джизакской областных офтальмологических больницах МЗ РУз-.

Некоторые результаты диссертации используются при чтении лекций по основам медицинской кибернетики и вычислительной техники на кафедре офтальмологии ТашИУВ.

Акты внедрения приведены в приложениях к диссертации..

На комплекс прикладных программ "ТОН-2", "РДГЛ", "ПРОГ" в 1998 г. получены свидетельства NN 162-164 Государственного патентного ведомостаа ГКНТРУз.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались, на: I Всесоюзной конференции автоматизированных систем обработки изображении (Москва, 1981); УШ и IX .Республиканских школах молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектирования (Ташкент, 1982, 1984); конференции .молодых ученых НПО "Кибернетика" АН РУз (Ташкент, 1987-1'988 ); научно-технической конференции "Проблемы развития АСУ и информационных услуг в новых условиях хозяйстзования" (Душанбе, 1989-1990); 1-1У областных' научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов "Фан ва техника тараккиёти" (Джизак, 1990-1994); Всесоюзном семинаре - совещании по совершенствованию организационных форм и методов преподавания математики, инфирматшш и вычислительной техники в школах и педвузах (Гулистан, 1990); XI Всесоюзном совещании по проблемам управления (Москва, 1989); Всесоюзной конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, 1991); симпозиуме "Проблемы и перспективы развития научио-технического прогресса з республике в современных условиях" (Ташкент,

1993 ); научных семинарах лаборатории "Моделирование и управление биомедсистемами" ИК НПО «Кибернетика» АН РУз (Ташкент, 1986-1988, 1991-1999); научных семинарах кафедры офтальмологии ТашИУВ (Ташкент, 1987-1988,1993); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава ДжГПИ (Джизак, 1982-1999); Международной конференции "Математическое моделирование и вычислительный эксперимент" (Ташкент, 1994), Республиканской научной конференции "Проблемы информатики и управления, перспективы их решения (Ташкент, 1996); Республиканской научной конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, 1996); .Международной конференции "Актуальные проблемы теоретической и прикладной математики" (Самарканд, 1997); Международной научно-технической конференции "Обучение фундаментальных дисциплин в высших технических - учебных заведениях Республики Узбекистан и состояние научных исследований" (Ташкент, 1999). ;

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в одной монографии, 26 научных статьях, 24 тезисах докладов и 4 препринтах.

Структура и оот.см диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы и 18 приложений. Она изложена на 284 страницах машинописного текста (основной текст-218 страниц), содержит 21 рисунок и 28 таблиц. Список использованной литературы состоит из 230 работ отечественных и зарубежных авторов.

• Автор выражает глубокую благодарность научным консультантам ^ д.т.11., проф. Х.К. Кадырову и д.м.н., проф. Х.М. Камилову<за помощь в постановке и решении задач, ценные советы и замечания, сделанные ими в ходе выполнения работы и при обсуждении полученных результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, изложены цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы,

' сформулированы положения," выносимые на защиту. Также приведены сведения о реализации и апробации полученных результатов.

В первой главе изложены состояние и. перспективы развития моделирования и оптимизации ' ЛДП, освещены проблемы автоматизированных методов управления лечебным процессом, а также вопросы анализа и синтеза математических моделей сложных медицинских систем.

Рассмотрены вопросы разработки и исследования управления функционированием сложных медицинских систем, анализа методов классификации и прогнозирования состояния ЗС, методов оптимизации ЛДП, а также обоснована необходимость системного подхода к управлению ЛДП в офтальмологии.

Учитывая особенности решения задач оптимизации ЛДП и результаты системного анализа ЗС, нами разработана структурная схема АС оптимального управления ЛДП в офтальмологии.

Комплексный анализ функционирования ЗС и подходов к ее моделированию позволяет заключить следующее:

-в настоящее время нет единого подхода к решению проблемы анализа и синтеза сложных многомерных систем, к которым относится организм человека с развивающимися в нем патологическими процессами;

-отсутствует общая теория, связанна! с •методами анализа и синтеза математических моделей, описывающих исследуемые патологические процессы;

-некоторые математические модели для исследования ЗС имеют теоретическое значение, они ре внедрены в практику;

-ЗС состоит из взаимосвязанных разнородных подсистем, образующих многомерную сложную динамическую систему, поэтому резкое упрощение моделей не позволяет учесть многочисленные аспекты и факторы, характеризую щие ЗС;

-отсутствие специальных численных методов моделирования патологических процессов ЗС не позголяет в полной мере использовать современные средства вычислительной техники. В связи с этим обосновывается необходимость разработки и внедрения в практику АС

; 10 оптимального управления. ЛДП, применение которого сопровождается отказом от некоторых характеристик моделируемых объектов, что особенно ценно в практической работе офтальмолога.

Во второй главе приведены' разработанные методы построения математических моделей для имитации условий функционирования ЗС при развитии в ней различных патологий.

Начальная часть главы посвящена исследованию возможности применения функциональных моделей для моделирования ЗС; здесь же описаны анатомо-топографические и физиологические особенности органа зрения. Приводятся принципы построения функциональных моделей и описание .разработки структурно-функциональных моделей ЗС.

В процессе разработки математических моделей ЗС особый интерес представляет методика подбора ее элементной базы. Выделение элементов-сложная научная проблему, поскольку выбор элементов 'структуры и функционирования в конечном счете обеспечивает специфику работы системы, ее эффективность. В диссертации предложены этапы построения' моделей ЗС, с помощью которых могут быть исследованы .внутренняя среда организма человека с учетом влияния на неё внешней среды.

Методика разработки структурно - функциональной схемы отражает регуляцию основных параметров организма и является основой для построения адекватных математических моделей функционирования ЗС, в том числе дня функционирования отдельных, ее подсистем. Сбор и углубленный анализ априорной информация и разработанные структурно-функциональные схемы позволили построить структурно-функциональные модели глаукомы с учетом влияния на,неё качественных и количественных факторов.'

Для иллюстрации применимости параметризации, функционирования ЗС приведена методика лечения глаукомы. Детально изучены все факторы с учетом критериев постановки диагноза и выбора метода лечения, определены стандартная ошибка расхождения между выборочными средними, матрица корреляции, информативные признаки глаукомы, оценки качественных параметров и значимость всех факторов развития

и

глаукомы, позволяющие провести параметризацию математических моделей имитационных систем глаукоматозного процесса.

Из последовательности структурно-функциональные * модели — структурно-функциональные схемы — математические модели — вычислительный эксперимент сформулированы закономерности функционирования ЗС с учетом влияния на неё внешних факторов и других систем организма. В диссертации приведены статистические и динамические подходы к построению математических моделей ЗС с учетом этих факторов.

На практике часто наблюдаются изменения жизненно важных процессов во времени. Каждая ситуация может быть смоделирована с помощью описанных методов, т.е. методом построения системы дифференциальных уравнений. Чтобы построить общую универсальную математическую модель в динамике, пригодную для имитации поведения изучаемых явлений, необходимо найти другой более обобщенный подход к моделированию. В этой связи предложен комбинированный метод построения математических моделей, пригодный для имитации всего периода болезни глаукомы., Глаукоматозный процесс разбит на четыре стадии (начальная Он, развитая Ор, далеко зашедшая Од, терминальная От) и три формы (открыто угольная воу, закрыто угольная Озу, смешанная Осм). С помощью описанного метода отдельно моделировалась каждая . стадия и форма. Точность имитации достигалась путем подбора неизвестных коэффициентов с использованием априорной и апостериорной информации.

Разработаны математические модели для каждой формы и стадии глаукомы с учетом клинических условий и классификации болезни. В результате получены 12 видов математических моделей по стадиям и формам, отличающихся заданиями пороговых условий для их классификации. Указанные модели имеют следующий вид: по форме глаукомы

при к, < к„{]к, >' к„.

"Р" IV < а? (1)

при гг.ах Рвд,,

по стадии глаукомы

в, при С„ = 0° вг при П = 50°

(2)

вд при П.<35° или П,< 15° • 4 '

;;ри Я, = 0°.

Для компактности описания примем следующие обозначения:¿г,- ВГД, -минутный объем жидкости, -сопротивление оттоку, ц, -коэффициент Беккера, -коэффициент легкости оттока, ць-меридианы поля зрения, острота зрешш, -носовая сторона поля зрения,^,-значение изменений радужной оболочки, ц,0-угол передней камеры, -краевая экскавация диска, 2-толерантное ВГД, ^„г-подсистемы организма (1=1,8). Тогда системы дифференциальный уравнений в явном виде представляются. уравнениями типа

• (3)

где 1=1,3 - номер формы глаукомы; 8=1,4 - номер стадии глаукомы; 1=1,13.

Разработанные математические модели позволяют имитировать переход из одной стадии или формы глаукомы в другую. Однако при использовании этих- моделей в управлении ЛДП есть определенные трудности. Поэтому у построена обобщенная модель, объединяющая все частные имитационные математические модели. 'Методика, их построения нами названа комбинированной.

Проанализируем построенные 12 систем уравнений. Перечисленные частные имитационные математические модели отличаются только коэффициентами ау(1=1,4; .¡=1,4; 5=1,4). Для разработки обобщенной матема-• тической модели достаточно аналитически описать все коэффициенты как функции, которые определяются с помощью метода интерполяции.

. Согласно последнему ' представим системы дифференциальных уравнений в виде функции

Ф ( Л ) = а 0Л* + а , А*"1 + . ..+ в X + . (4)

где

а , - £ —-!-• ф (л = х. )

"'П (!.-»,)

I • '

^ £ **

а, - .' ' "'-' Ф ( А - Л, )

П £ а. - л, ) { • •

П (Л. - Л, ) < - •

^ >А1 { а , - (" 1)' £ . '" -Ф (-1

П <■*, - )

- Л, )

(5)

; Л*Г,...;Л= к.

Обобщенная ММ имеет вид

. с1«.С1)/с11=^г(д ,(1)+а12(Л )/х . (О (¡=1,п). (6)

Описанные методы вычисления неизвестных коэффициентов (5) легко программируются, При наличии их численных значений легко вычислить коэффициенты (4). Определив все коэффициенты функции (4) для каждого из множеств коэффициентов системы уравнении, находим аналитическое описание коэффициентов обобщенной математической модели (6), с помощью которых окончательно получим

Итак, построена . обобщенная математическая модель (7), имитирующая развитие глаукоматозного процесса.

Анализируя такие математические модели, можно понять механизмы перехода из одного клинического состояния в другое и назначить соответствующее эффективное лечение.

В процессе использования математических • моделей . необходимо построить специальные алгоритмы и пакет прикладных программ, позволяющие решить поставленные задачи.

Третья глава посвящена разработке критериев и методов классификации различных патологических состояний и их анализу. Обсуждены методы классификации патологических состояний ЗС и приведень!1 разработанные схемы и методы классификации. Изложены критерии и методы классификации тяжести глаукомы, базирующиеся на идее голосования и иллюстрированные практическими примерами. Послед1ше являются важным1 источником построения процесса оптимизации ЛДП при глаукоме. •

Для классификации форм и стадий.глаукомы, а также уровня ВГД построены решающие правша следующего вида:

^(Ш) = тш {У/еЯ": [\у-у| < ~ |\у-х|}, ч=1,3б

где - распознаваемый объект в 1-мерном признаковом пространстве;

р - средний разброс объектов класса Хр в подпространстве признаков Л1.

Построены алгоритмы расчета параметров пола зрения . и гидродинамики глаза.

Адекватный алгоритм для постановки диагноза имеет следующий вид:.

Р(Х)=Р[Г! (Хт), {2 (Хт), (Хт), £, (Хт), и (Хт)], (8)

где 1",(Хт), (¡=1,5) имеет смысл;

^(Хт) -сумма баллов, определяемая по формуле

здесь ¡,5,...,т -оценка признака в баллах; ш - общее число признаков; ^(Хт) - критерий определения состояния органа зрения пациента ; ^(Хш) - критерий определения формы глаукомы ; £)(Хт) - критерий определения стадий глаукомы; Г5(Хш) - критерий определения уровня ВГД .

Как видно из (9), тяжесть заболевания органа зрения устанавливается клиницистом и выражается в виде функции ^(Хш) (т=1,17) как сумма оценки состояния больного в баллах. Это обстоятельство позволило добавить к разработанной классификации количественных параметров бальную шкалу тяжести глаукомы, что иллюстрируется конкретными примерами.

С учетом изложенного выше разработана структурно-функциональная схема АС для диагностики и лечения глаукомы. Разработанные алгоритмы и программы объединены в комплекс программ "ГЛАЗ".

Эффективность лечения проверялась по формуле (9), то есть ^(Хш) сравнивались с ^'(Хт) , где ^'(Хт) -значение полученной суъЫй баллов после лечения.

В данной главе подробно изложена методика классификации различных патологий ЗС с помощью соответствующих математических моделей, а условия функционирования ЗС смоделированы в виде структурно. функциональной модели, отражающей процессы регуляции ЗС. Так как регуляция в ЗС является динамической, ее можно описать в виде системы линейных однородных обыкновенных дифференциальных уравнении с постоянными коэффициентами, рассматриваемых как реализация случайных функций. При этом механизмы регуляции для нормы и патологии представлены отдельно. Они также классифицированы.

Такая формализация диагностических процедур позволяв, не только распознавать болезни , но и определить степень, форму и стадию глаукомы, а также прогнозировать дальнейшее ее течение .

Известно, что одна 'группа основных параметров. ЗС может характеризовать одно состояние патологии, другая иное состояние. В таких ситуациях необходимо выявлять наиболее точное их взаимное соответствие,

что, во-первых, гарантирует. содержательность, во - вторых, позволяет проводить системный анализ патологических состояний больного и глубже понять механизм течения патологии в плане оптимально^ организации лечебных процедур. • 1 • . ;

С учетом этого в работе разработан универсальный алгоритм классификации патологических состояний ЗС,- Все рекомендованные варианты методов классификации патологических состояний ЗС реализованы на современных ЭВМ.

Построены и использованы на практике специальные методы и критерии классификации патологических состояний больных с различными формами глаукомы. Разработанные пакеты прикладных программ тестировались на пациентах. Эт£> позволило создать человеко-машинную систему (АС "РДГЛ") для ранней диагностики глаукомы, вычисления ВГД и назальных. меридиан поля зрения. Проведенный вычислительный эксперимент по классификации патологических состояний позволил внедрить в клиническую практику систему диагностики глаукомы и других' заболеваний ЗС.

Четвертая глава посвящена разработке методов прогнозирования состояний ЗС. Для достижения требуемой точности разработаны и применены различные методы, а также новые подходы, алгоритмы и пакет прикладных программ, позволяющие проводить серии имитационных исследований в экстремальны:: условиях.

Дается описание сформированного признакового пространства прогнозирования состояний ЗС, приводятся разработанные модели для предсказания последующих численных значений признаков, описывающих соответствующее состояние.

Далее рассмотрена ЗС, функционирующая в экстремальных условиях, когда динамика патологии во ■ многом обусловлена изменением механизма регуляции важных клинических показателей в результате воздействия на ней внешних и внутренних факторов. Смоделирован соответствующий процесс регуляции клинических показателей в виде

л

Неизвестные коэффициенты а^ и определяются по данным клинических исследований методом классификации патологических состояний ЗС.

Далее вычисляются'прогнозные значения клинических показателей, определяются критерии точности прогнозирования состояний ЗС и на их основе - собственно искомое прогнозное состояние.

С помощью разработанных методов и прикладных программ осуществлен прогноз развития различных форм и стадий глаукомы.

Предлагаемый комплекс разработок универсален и может быть использован при прогнозировании не только последующего состояния ЗС, но и состояния любой системы, функционирующей при. аналогичных ограничениях и начальных условиях. С целью иллюстрации этого положения проведены исследования по прогнозированию последующих состояний с учетом лечебных воздействий; на основе анализа литературных данных и структурно-функциональной схемы построены математические модели для управления ВГД в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, включающие в себя следующие показатели: минутный объем жидкости, коэффициент легкости оттока, сопротивление оттока, координаты поля зрения, внешние факторы, остроты зрения, управляющие воздействия .

■ Для решения системы дифференциальных уравнений применен операционный метод, который основан на понятии передаточной функции; в результате получены искомые частные1 решения системы. По полученным решениям построены передаточные функции системы, по которым выясняется реакция пациента на любое внешнее воздействие. Эта реакция зависит как от свойства элементов, входящих в систему, так и от характера возмущающего воздействия. С помощью разработанной модели стало возможным прогнозировать - ВГД н координаты поля зрения вместо традиционного четырех разового их измерения.

С использованием методов и критериев прогнозирования изменение' параметров ЗС и её последующих состояний разработан алгоритм

прогнозирования качества.. лечения с. учетом динамики изменения клинических показателей. •

Математические модели изменения патологических процессов и их управление построены на основании разработанной структурно-функциональной схемы в виде системы дифференциальных уравнений. Они решены со следующими I двумя точечными краевыми условиями (для достижения клинических показателей соответствующих физиологических значений) ..

. а;<Да< /)1 (НиВ),

где П^ - клинические показатели ( ВГД, минутный объем жидкости, сопротивление оттока, коэффициент легкости оттока, коэффициент Беккера, поля зрения, острота зрения, внешние факторы). Затем рассмотрено другое двухточечное условие, аналогичное описанному, но теперь уже ах (¡=1,8) принимает иное значение, т.е «'¡(¡=1,8), а (¡=1,8)-значения /}\ (¡=1,8).' а; и р 1 определяются для больного организма. Соответствующие решеняя системы дифференциальных уравнений названы нами интегральными кривыми. Они описывают нарушения приведенных выше показателей и позволяют оценить отклонение величины каждого изучаемого параметра от физиологических границ у* (¡=1,7). Качество лечения определяется на основе сформулированных критериев. . Данная методика также применена для оптимизации ЛДП при нарушениях зрительных функций. -

• Таким образом, если врач поставил правильный диагноз и . определил тактику лечения, то у пациента наблюдается улучшение состояния здоровья. В этом случае необходимо продолжать

запланированное лечение. В противном случае надо / прекратить, лечение и провести дополнительное' исследование. Данная процедура позволяет прогнозировать состояние больного после проведенной первой итерации лечения, определить его оптимальный вариант, провести необходимую коррекцию.

Математические модели прогнозирования . поведения гидродинамических показателей на основе их предыдущей динамики при

частичной потере информации построены в виде дифференциальных уравнений е- го порядка с параметром Я, е (- со; + со):

I" х (0 + е'" х" фя х(() (еТ/т (10)

< "

I х* (0 =0 1ет ''

I . ' '

У

с краевыми условиями

[ Х!(А) = Хш (А) = X у(А) =0 <

I Х'(В)=Хш(В) = Ху(В)=0 . (11)

Для1 численного решения уравнений (10) - (И) проводится дискретизация, то есть производные заменяются их дискретно-разностными аналогами. Получается система линейных уравнений с „ диагональной матрицей. Количество вычислений ; пропорционально №числу точек разбиения интервала [А,В].

В конце данной главы представлен.метод прогнозирования состояний ЗС с помощью интерполяционного многочлена, доказана его применимость при прогнозировании толерантного ВГД, индекса интЬлерантности.

Результаты прогнозирования с помощью разработанных методов апробировались в Республиканской клинической и Джизакскойобластнон офтальмологических'больницах. Существенных отклонений от результатов клинических наблюдений не обнаружено, что позволило рекомендовать эти методы для оптимизации лечения.

Пятая глава посвящена поиску оптимальных вариантов, лечения и их приложениям . Приводятся'основные ¡критерии оптимизации и методика управления ЛДП при глаукоме. В разработанные адекватные математические модели вводятся частные критерии оптимизации, позволяющие находить оптимальные режимы лечения глаукоматозного процесса и обеспечивающие оптимальные значения отдельных основных параметров:

УщСИЙ в виде §=0 (¡=й^=й), (12) ■

где {У с,я "[ао+2 +...+;£ в,Х% +... «¡Х"^ +

- <»1

+^«¡рс!^ хГ^ +-]>2- .

Уо^ - физиологические значения клинических показателей. Решив

(12), определим оптимальное значение XI, обеспечивая при этом

оптимальность лишь отдельных основных параметров. Однако для

оптимизации процесса необходима одновременная оптимизация всех

параметров, его описывающих. Для решения такой, задачи разработан

обобщенный критерий оптимизации, реализующий усреднения частных

критериев. Обобщенный критерий оптимизации глаукоматозного процесса

реализован на ПЭВМ ШМ. В главе также приведена разработанная методика

оптимального управления ЛДП при глаукоме. Здесь же описан

разработанный полный алгоритм оптимизации ЛДП глаукомы, который в

1

неявном виде имеет вид • 1

Оо™=Р{Х,Х',Хл,У;, ДОо), 8(1<0},

где Х=(Х1,Х2,...,ХП) -количественные исходные данные,

собранные у конкретного пациента на момент поступления;

Х'^ХДХг'.—.Хп1) -качественныеисходные данные, собранные у конкретного больного на момент поступления;

Хго=(Хш1,Хт2,...,Хтп) -преобразованные исходные данньр;

У=(Уи>Уй, --,Уш) * -результаты расчета некоторых основных параметров ЗС;

/Р1=( 9кь 2>—> 91л) -алгоритмы оптимизации ЛДП глаукомы;

£^=(0 <р 1,0 уг,...^} <ръ) -адекватные математические модели

отдельных звени".; ЗС для оптимизации управления диагностикой и лечением глаукомы;

f(DG)=f(I>Gi,D02,...,Dch1) - наборы соответствующих диагаозов и их выбор;

g(LG)='g(LGi,LG2,...,LGn) - варианты лечения и выбор оптимального из них.

Представленный алгоритм дает возможность оперативно определять состояние пациента, его зрительные функции, форму и стадию глаукомы, уровень ВГД и, самое главное, оптимально управлять лечением.

Задача оптимизации ЛДП сводится к задаче нахождения оптимальных значений множества параметров, описывающих метеорологические, терапевтические и электрофизиологические воздействия. В связи с этим разработан алгоритм, позволяющий оптимизировать важные клинические показатели в процессе лечения путем нахождения условного экстремума функции Лагранжа.

Для иллюстрации методики построения математических моделей и оптимизации ЛДП рассмотрено несколько конкретных примеров.

Известно, что основным клиническим проявлением глаукомы является повышение ВГД. Поэтому' при • лечёнии глаукомы в первую очередь приходится решать задачу выбора суточной дозы миотических средств, вводимых в организм больного для поддержания уровня ВГД в некоторых заданных пределах. '

Суточное колеб лие ВГД под влшпшем мистических средств описывается следующим выражением:

p(t) = £fru kri Xf(t,Tl)+I fni k„i Xi (t,T2),

где fm - воздействие миотических средств; кш-коэффициенты, характеризующие чувствительность организма к i- миотическому средству; х,- набор

1

импульсов, моделирующих поступлений миотических средств в организм; Т]. постоянное время, которое определяет снижение ВГД от исходного уровня; Тз - постоянное время, которое определяет повышение ВГД вследствие ослабления действия миотических средств.

С помощью разработанной методики изучена эффективность суточной схемы введения миотиков хошшомиметнческого и антихолинэстеразного действия.'

Полученные результаты вычислительного эксперимента подтверждены клиническим материалом, что дает основание рекомендовать АС лечебного процесса для широкого внедрения. Необходимо отметать, что предлагаемые алгоритмы могут быть использовань: для создания АС лечебным процессом при различных офтальмологических заболеваниях.

В главе приводится описание программного обеспечения для оптимального управления ЛДП и предлагаются пути его реализации. Подготовленный пакет прикладных программ "ГЛАЗ" предназначен для решения класса офтальмологических задач, позволяющих оптимизировать ЛДП.

1

В конце данной главы приводится разработанная АС "Ранняя диаг- • ностика глаукомы", которая входит в пакет прикладных программ "ГЛАЗ". Данная АС предназначена для оперативного вычисления показателей поля зрения (верх неносового и нижне-носового квадрантов, видимая площадь поля зрения, площадь нормального поля прения, отношение видимой площади поля зрения к нормальной, суммарное поле зрения и др.), расчета топографических показателей (истинное ВГД, коэффициент легкости оттока, минутный объем жидкости, коэффициент Беккера, уменьшение объема глаза, сопротивление оттока, толерантное ВГД, индекс интолерантаости и сумма баллов, оценивающая состояние глаза), постановки диагноза и оптимального выбора тактики лечения.

Приведенная АС реализует разраоотшшые адекватные математические модели при оптимизации лечения различных стадий и форм глаукомы.

В шестой главе приведены ¿наши и шггерпретащи результатов исследовани." различных форм и стадий глаумыы, полученных с помощью вычислительного эксперимента. Описаны результаты исследования взаимосвязи ВГД и меридианов поля зрения, которые позволяют представлять различные конкретные ыатъматическно модели в четырех вариантах для каждого п.ззя, т.е. матеметичсаше модел;;, описывающие

взаимосвязь ■ приведенных выше клинических показателей до приема медикаментов и через 30,60,90 мин. после их приема.

. Анализ результатов подбора основных параметров ЗС указывает на необходимость разработки практических методов поиска оптимальных вариантов лечения глаукомы. С помощью разработанного алгоритма выбора

I

оптимального варианта лечения' получены, конкретные регрессионные уравнения, описывающие течение развитой и далекозашедшей стадий глаукомы.

В последующих разделах данной главы описаны результаты применения АС диагностики и прогнозирования с использованием толерантного ВГД. По разработанной программе исходные данные вводятся в следующем порядке: дата, Ф.И.О., N истории болезни, результаты первоначального измерения угла передней камеры, ВГД и меридианы поля зрения до закапывания миотиков." Результаты машинной обработки приведены в следующей таблице.

ДИАГНОЗ Смешанная, развита^, с высоким ВГД глаукома

ПРОГНОЗ Показатель Значение

( 1. Толерантное ВГД, мм.рт.ст. 2. Индекс интолерантности, мм.рт.ст. 3. С>мма 8 меридианов, градус 4. Разница в сумме 8 меридианов, градус 5.'Сумма назальных меридианов поля зрения, градус ■ 6. Разница в сумме назальных меридианов поля зрения, градус 35.00 ± 2 8.00 ± 2 452,85 ± 20 37,85 ±10 160.00- ±- 15 15.00 ± 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Поле зрения расширяется, прогноз хороший

РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Хирургическое лечение: задняя склерэктомия в двух точках, клапанная трабекулотоми,;, глубокая склерэктомия

Опыт использования АС в диагностике и прогнозировании дает основание сформулировать следующее заключение: разработанный алгоритм построения математической модели "ПРОГ" позволяет управлять ЛДП; его применение уменьшает сроки обследования и лечения больных, повышает точность и оперативность выбора тактики лечения, что* способствует экономии лекарств. '' 1 .

В четвертом разделе главы дан анализ применения разработанных методов, алгоритмов и пакета прикладных программ. Проиллюстрируем это на примере. У поступившего в клинику пациента (в соответствии с разработанной специальной формой истории болезни) его качественная информация имеет следующий вид:

ОБ : X) =1; Х2=4; Х4 = 0; Х13=2; Хц=1« Х15=2; Х1&=2;

Х1772; Х19=1; Х20=1; Х21 =1; ОБ : X) =1; Х2=0; Х4=0; Х13=2; Х,4=1; Х15=1; Х16=2; Х17=1; Х19=2; Хю —1; Х21=1. С помощью соответствующих измерительных средств получаем следующую количественную информацйю:

1 •

ОБ : Х3=0,3; Х5=5;' Хб=Ю; Хт=20; Х8=40; Х9=60; Х10=60; . Х„=30; Хц=5; Х18=28; Х^б; Х23=31; Х24= Х2з-3=23. ОБ : Хз =0.02; Х5 =25; Хб=20; Х7 =25; Х8 =35; Х9 =60; Хю=60; Хц=25; Хц=25; Х,8=19; Хи=21; Х2з=29; Х24= Х23-З=2б.

Таким образом, собрана первоначальная информация, описывающая состояние глаза пациента, т.е.

ОО:Х=(Х1,Х2,...,ХпН1;4;0,3;0;5;10;20;40;60;б0;30;5Д;1;2;2;2;28;1г1;1;16;31;28);

ОБЛ^ХиХг,. .,Хп)=(1;0;0.02;0.25;20;25;35;60;60;25;25;2;1;2;1;19;1;1;1;21;29;26).

Эта информация вводится в ЭВМ; алгоритм начинает работать в следующей последовательности:

-расчет некоторых основных параметров, лс. ОЭ Склз =230 ; Нп =17,62; Пн=8,81; По =0,26;

ОБ: Скпз =275 ; Пв =176,25; Пн=220,31; По=0,29 и на их основе определяется состояние зрительных функцнй;

i

-определение значений некоторых параметров по математической модели, т.е.

СЮ : Ртвгд= 20,7 ; Рци=7,3 ; ОБ : .Ртвгд=1б,3 ; Рии=2-,7.

С помощью алгоритмов -расчета тонографических показателей получим

ОБ :ХГО = 17,95; Хк = 0,06; ХР = 0,11; Хкб =143,23;

Хк =8,02; X Д5 = 4,51 . ОБ: Хро =19,2 ; Хк=0,28; Хк=2,54; Хкб = 60,6; Хц =3,62; X А& =7,78 и на их основе определим состояние гидродинамики глаза.

После1 сбора всей необходимой шгформации получаем следующую преобразованную информацию:

00 :1,0,2,0,2,2,2,3,4,4,4,2,1,2,1,2,1,1,1,1,0,1,0,1,1,2,1; ОБ : 1,0,3,0,2,2,2,3,3,3,4,2,1,2,2,1,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0. . г Тяжесть состояния обоих глаз пацкента оцеш!вается по сумме баллов: ОБ :£,(Хт) =42, ОБ : ^(Хт)=34.

Используя функции Р(Бфг) , Р(Бсг) и Р(Бур) .определим диагноз пациента:

ОБ : открытоугольная далекозашедщая глаукома с умеренно -повышенным ВГД;

ОБ : открытоуголышп далекозашедщая глаукома с нормальным

вгд. •

На основе установленного диагноза рекомендуется соответствующее лечение.

В конце работы сделан анализ результатов применений АС "Ранняя диагностика глаукомы". Здесь же приводятся условия и ' контрольный пример использования данной системы. Данная АС работает в диалоговом режиме. После ввода клинических данных' результаты машинной обработки выдаются в виде таблицы через 16 -18 с. Таблица включает в себя оперативные расчеты 13 основных показателей и соответствующий диагноз.

В главе также подробно описана последовательность этапов работы с ЭВМ для непрофессионального пользователя.

Перед использованием разработанной АС "Ранняя диагностика глаукомы" были изучены и проанализированы накопленные клинические данные. Совместно с врачами-офтальмологами обследовано 170 больных (340 глаз) по 44 признакам - обучающая группа. После анализа информативности признаков их количество довели до 25; при этом точность постановки диагноза и качество лечения не изменились. Сопоставление врачебного диагноза с таковым, полученным с помощью ЭВМ, проводилось с использованием данных 400 больных. Точность составила 85,4%.

>1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен комплексный анализ априорной информации управления ЛДП а офтальмологии, из которого следует; структура и условия функционирования ЗС таковы, что для построения математических моделей имитации процесса развития патолопш требуется применение комбинированных методов.

2. Эффективно оценить зависимость состояния ЗС от тактики лечения развиваю щейся глаукомы оказалось возможным после обнаружения закономерности взаимосвязей между топографическими показателями и зрительными функциями, что формально записывается в виде моделей; построена структурно-функциональная модель глаукомы, учитывающая влияния внешних качественных и количественных факторов; она представлена в виде большой системы , состоящей из различных взаимосвязанных подсистем.

3. Разработанные математические модели описывают взаимодействие основных параметров ЗС и составляют основу для построения АС ¿.гл более углубленного исследования механизмов патологических процессов; математические модели ЗС имитируют функционирование ЗС в норме и при патологии, они позволяют анализировать степень нарушения механизмов регуляции.

4. Разработанные специальные критерии оценки ЛДП глаукомы позволяют оперативно устанавливать форму и стадию болезни, уровень ВГД, правильно выбирать тактику лечения пациентов.

5. Полученные методы классификащш различных состояний ЗС, описываемые с помощью предложенных функциональных моделей и основанные на их использовании; данЛт возможность рассматривать задачу классификащш патологических состояний ЗС с единой позиции.

6. С помощью разработанных адекватных математических моделей глаукомы офтальмологи могут дать количественную оценку состоянию зрительных функций, топографическим показателям, индексу интолерантности, тяжести глаукоматозного процесса и эффективности' проводимых лечебных мероприятий.

7. Предложенные методы прогнозирования основных показателей ЗС возрастного перехода организма облегчают работу врачей-офтальмологов при определении тактики лечения глаукомы, способствуют экономии медикаментов и сокращению времени обследования.1 Результаты проведенных исследований имеют 1 важное значение при проверке эффективности лечения.

8. Построена диалогово - программно - техническая система для оптимального управления ЛДП глаукомы; в процессе её функционирования врач участвует в качестве лица, принимающего решение, а ЭВМ - в роли советчика.

9. Разработанная АС "Ранняя диагностика глаукомы" способствует оперативности работы врачей при оптимальном управлении ЛДП. Она используется в квалифицированной и специализированной офтальмологической помощи населению. Согласованность клинических данных и

полученных модельных результатов доказывает адекватность разработанной

• . >

АС, что дает основание рекомендовать ее для широкого внедрения.

10. Разработана специальная форма истории болезни для диагностики глаукомы, ориентированная на оперативный сбор информации и определение индивидуального диагноза пациента.

11. АС оптимального управления ЛДП с соответствующим математическим обеспечением может быть применена в задачах, где

автоматизируется система сбора, передачи, преобразования, обработки и хранения информации на ЭВМ.

12.Разработанные методы и средства управления ЛДП позволяют предоставить квалифицированную и специализированную офтальмологическую помощь населению.

13. Практическая полезность полученных результатов подтверждается тем, что они внедрены в Республиканской клинической офтальмологической больнице, клинике второго ТашГосМИ, Джизакской и Сырдарьинской областных офтальмологических больницах.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ:

В МОНОГРАФИИ

1. Системный подход при исследовании зрительной системы.- • Ташкент: Фан,1990. -104 с. (соавт. Камилов Х.М.).

В НАУЧНЫХ; ЖУРНАЛАХ

1.Статистические подходы к построешда математических моделей зрительной системы с учетом внешних и внутренних, факторов // Узбекский о журнал "Проблемы информатики и энергетики. " -1995. - N 5-6.- С. 85-87.

2.Динамические математические модели ' функционирования зрительной системы //Доклады Академии наук Республики Узбекисган.-1996. -N 1-2,- С. 16-19^

3.Разработка математических моделей для регуляции гидродинамических 'параметров зрительной системы //Узбекский журнал "Проблемы информатики и'энергетики".- 1996. -N1-2.- С. 80-84.

4.Математическая модель функционирования зрительной системы // Узбекский журнал "Проблем^ информа,тша1 и энергетики". - 1996. - N 4,- С. 55-58.

5.Комбинированный метод построения математических моделей процесса развития патологии зрительной системы // Узбекский журнал "Проблемы информатики и энергетики ".-1596. -N6.- С. 41-1..

6.Классификация патологий зрительной системы с помощью математических моделей //Узбекский журнал "Проблемы информатики и энергетики ".- 1997.-N 2,-С. 48-50.

7.Прогнозирование динамики показателей зрительной системы // Доклады Академии наук Республики Узбекистан: -1997. -№.-СЛ9-21.

8. Об одном подходе к распознаванию патологии зрительной системы //Доклады Академии наук Республики Узбекистан,- 1997. -N4.-C. 19-21.

9.Разработка .передаточной функции для определения характера реакции внутриглазного давления //Узбекский журнал "Проблемы информатики и энергетики". - 1997. - N4.-C.44-46.

' 10.Модификация решающего правила типа "Шар аполлония" для критерия информативности Фишеревского, Гореликовского и комбинированного, типов //Доклады Академии наук Республики Узбекистан.- 1997. -N 6,-С. 27-29 (соавт. Ншпанов А.Х.).

11. Ортогональная модель управления оперативной настройкой параметров внутриглазного давления //. Медицинская техника'*. -1998. -№ 6,-С. 30-32 (соавт.Тураханов X. В., Юсупбв P.M.).

12. Метод прогнозирования поведения скалярного параметра на основе его предыдущей динамики //Докладь'г Академии наук Республики Узбекистан. - 1999. № 4,- С. 25-27 (соавт. Ншпанов А.Х., Пак И.Т.).

13.Решающие правило для классификации патологии зрительной системы // Медицинская техника. -1999. № 4,- С. 16-18. (соавт. Ншпанов А.Х., Тураханов Х.В.). '

В СБОРНИКАХ НАУЧНЫХ ТРУДОВ

1.Прогнозирование состояния зрительных функций у больных глаукомой в течение болезни .//Вопросы кибернетики.-Ташкенг, 1988,- Вып. • 137.-С.5-11 (соавт. Камилов Х.М.,Акрамов A.A., Шакарбоев Н.Э.).

2. Об одном подходе к моделированию сложных систем// Применение математических методов моделирования и ЭВМ в некоторых областях исследования .-Ташкент: ТашГПИ,1987.-С. 13-25.

3.Прогнозирование периметрического определения толерантного внутриглазного давления с помощью ЭВМ// Актуальные вопросы'

офтальмологии.-Ташкент: ТашГосМИ,1987.-С.25-28 (соагт. Камилов Х.М., Акрамов Д.А., Шакарбоев И.Э.).

4. Применение метода статистического анализа для оптимизации лечения глаукомы //Использование математических методов и средств вычислительной техники в, различных отраслях хозяйстба. -Ташкент: ТашГПИ,1989.- С. 29-36 (соавт.Камилов'X. М.,Хаитов Ф.Н.). .

5. Оптимальное управление лечебно - диагностическими процедурами при глаукоме //Материалы международной конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной математики». - Самарканд, 1997,-. С. 197-199 (соавт. Хаитов Ф.Н., Кувондиков Д.Э.).

6. Система дифференциальных уравнений при анализе динамики поля зрения //Использование математических методов и средств вычислительной техники в-различных отраслях хозяйства. -Ташкент, 1989.- С.53-60.

7. Математические модели для расчета переходных процессов при управлении основных показателей зрительной системы // Вопросы качественной теории дифференциальных уравнений и их : приложения,-Самарканд, 1989.-С.6-10 (соавт. Ачилов Д.А.,Ботиров Д.Б., Юсупов P.M.).

8. Разработка математических моделей1 для регуляции гидродинамических параметров зрительной системы //Модели и алгоритмы прикладной математики.-Самарканд,1989.-С.68-76 (соавт. Ачилов Д.А., Юсупов P.M.).

9. Куриш системасидаги боцщаришнинг алгоритмик системасини цуриш // Техника' фаплариыинг долзарб ыасалалари ва уларни у^итиш услублари. -Джизак, 1993.- Вьш.1,- С.32-35.

10. Гидродннамик жараёнлар узгаршшши башорат г,илиш - Там же,- С. 35-38 (соавт. Камилов Х.М., Хаитов Ф.Н.).

11. Физиологии жараёнларни ифодаловчи белгилар туплами улчовини камайтириш услуби. -Там ?ке,- С. 38-41 (соавт. Юсупов P.M.).

12. Глаукома касалликлариш; даголашга техник - дпстурли тизнм ишлаб чш?иш//Техника фанларининг допзарб муаммолари ы уларин уцитиш услублари.-Джизак, 1994,- Вып.2. - С.12-15.

13. Куриш систеыаеиш: узгарпш холатларини башорат ци;тш. -Там же,- С. 15-19.

В ВИДЕ ПРЕПРИНТА

1. Разработка принципиальной последовательности моделирования функционирования зрительной системы //Препринт НПО "Кибернетика" АН Р Уз. - Ташкент, 1992.-40 с. (соавт. Юсупов P.M.).

2. Оптимизация организации лечебно-диагностического процесса в офтальмологии // Препринт НПО "Кибернетика" АН Р Уз. -Ташкент, 1993. -24 с. (соав. Юсупов P.M. .Хаитов Ф.Н.).

3. Некоторые вопросы построения математических моделей функционирования сложных систем //Препринт НПО "Кибернетика АН РУз. Ташкент, 1994. -24 с. (соавт.Юсупов P.M., Кувондико-. Д.Э.).

4. Алгоритмы построения несжимаемых признаков пространств при глаукоме для оптимизации диагностического процесса // Препринт НПО "Кибернетика" АН РУз,- Ташкент, 1996.-22 с. (соавт. Камилов X. М., Очилов Б. Н., Юсупов P.M.)

В ВИДЕ ТЕЗИСОВ НА.УЧНЫХ ДОКЛАДОВ

1. Разработка системного обеспечения для накопления и переработки информации, поступающей в ЭВМ из удаленных объектов //Материалы YII Республиканской" школы молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектнрования.-Ташкент, 1982,- С. 16 -17 (соавт. Холбеков А.Х.,Эргашев Б.Н.). ■

2. Системный подход к математическому моделированию гидродинамики глаза// Материалы IXРеспубликанской школы молодых.ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектирования. -Ташкент, 1984,- С, 56 (соавт.Шакарбоев И.Э., Агламов М.Б.). .

3. Системный подход к автоматизации диагностики нарушений поля зрения.-Там же,- С. 65 (соавг.Камилов Х.М.,Раббимов М.Т.).

4. Разработка алгоритма для классификации патологических процессов с помощью математических методов // Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава Джизакского госпединститута.-Ташкент:Укигувчи,1989.- С. 91-92.

5. Разработка математической модели для обработки офтальмологической информации. - Там же,- С. 51.

6. Оптимизация управления массового обслуживания пациентов. -Там же. -С.52-53 (соавт. Камилов Х.М.).

7. Системный подход к автоматизации информационного обеспечения работ по АСУ офтальмологии// Материалы международной конференции "Проблемы развития АСУ i и информационных услуг в новых условиях хозяйствования".-Душанбе, 1989.-С. 119-120,

8.Разработки АСПР в офтальмологии. ,-Там же.- С. 121 (соавт. Юсупов P.M.).

9. Ортогональные модели для управления внутриглазного давления //Тезисы докладов X Всесоюзного совещания по проблемам управления.-Ташкент, 1989.-165-166 (соав. Камилов Х.М.,Ботиров Д.Б., Юсупов P.M.). .

10. Офтальмологияда ахборат-бопщарув системалар яратишнинг асосий боскичлари // Материалы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Фан ва техника таравдиёти"- • Ташкент,1990,- Вып. 1.-С.82-84 (соавт.Камилов Х.М.,Хаитов Ф.Н.).

11. Куриш системасйни . математик моделлаштиришга систем ал и ёндашиш -Там же. -С. 84-86. (соавт. Камилов Х.М., Хаитов Ф.Н.).

12. Разработка математического обеспечения для офтальмологических автоматизированных систем //Тезисы докладов Всесоюзного семинара-совещеш1я.-Гулистап,1990.- С. 100-101.

13. Математическая разработка и практическая реализация обеспечения АСУ глаукомы// Материалы зональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Фан ва техника тарак-киети".-Ташкент, 1991 .-Вып. 2.- С.58 (соавт.КамиловХ.М.,Хаитов Ф.Н.).

14. Разработка АСУ .решения некоторых офтальмологических задач.- Там же,- С.69-70. (соавт. Камилов Х.М., Юсупов P.M.) (

15. Использование иатсматичесикх моделей и ЭВМ в комплексной диагностике глаукомы. - Там же,- С. 70-71 (соавт. Хаитов Ф.Н.).

16. Разработка методики алгоритмизации лечения пацио.-та. з офтальмологии // Материалы научной конференции "Corp пленные проблемы алгоритмизации" .-Ташкент, 1991.-С. 226-227 (соавт. Махмудов У.М.,Юсупов P.M.).

17. Методика и практическая реализация математического моделирования ' патологий зрительной системы// Материалы XVII научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава Джизакского госпединститута, посвященной 550-летию А.Навои.-Джизак, 1991,-С. 209. • : •. ¡ - '

18. Принципы построения моделирующих алгоритмов для зрительной системы,- Там же.- С.210-211 (соав. Камилов Х.М.)

19. Разработка автоматизированной системы для управления лечебно-диагностических процессов при глаукоме. -Там же. -С. 212 -213 (соавт.Камилов Х.М., Хаитов Ф.Н.).

20. Офтальмологияда автоматлаштирилган бош^ариш системасининг математик таъминлашшш // Материалы ХУШ научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава " Джизакского Госпединститута, посвященной 100-летию А.Кадыри.-Джизак, 1992.-С,96-97.

21. Курищ снстемасшш математик моделлаштирш}1да ^исоблаш' усулларини танлаш // Материалы .научно-практической конференции "Фан ва техника тараадиети". -Ташкент, 1994,- С. 96-97. •

22. Изучение взаимосвязи внутриглазного и артериального давления с использованием'методов математического моделирования/Материалы международной конференции" Математическое моделирование и вычислительный эксперимент".-Таш :ент,1994.-С. 150 (соавт.Камилов Х.М., Юсупов P.M.).

23. Об одном методе классификации патологических состояний

пациента по результатам массовых медицинских осмотров // Тезисы докладов i

конференции "Современные проблемы алгоритмизации". - Ташкент, 1996.-С. 236-237 (соавт. Ачилов ВЛ,),

24. Прогнозирование изменения ' гидродинамически^ показателей зрительной системы // Тезисы- ■ докладов Республиканской научной конференции "Проблемы информатики и управления, перспективы их решения". - Ташкент, 1996.- С. 108

Основные идеи, постановка задач, формулировка и аначиз математических аспектов проблемы, разработка методов решения и разделы, относящиеся к тематике настоящей диссертационной работы, принадлежат автору, что подтверждается письменным согласием соавторов опубликованных работ.

МАЗМУННОМА ТУР АКУЛОВ Холбута Абилович

Ташхис - даволаш жараёнларини бошкаришнинг автоматлаштирилган тизимига математик моделлаштириш ва мукобиллаштириш услубиятини ишлаб чикиш ва куллаш (Куриш тизими касалликлари мисолида).

■ Диссертацион иш касалликлар ташхис-даволаш жараёнини энг кулай бошкариш учун математик моделлаштириш ва

мукобилташтиришнинг назарий асосларини ишлаб чикиш ва уни хаётга куллашга багишланган.

Куйилган муаммони хал килиш учун куйндаги'масалаларнн ечишга тугри келди:тадкикот манбаини акс эпирувчи барча маълумотларни комплекс тахл1ш килиш; куриш тизими ишлашини ифодоловчи ташкилий-тузилмавий моделлар куришнинг илмий асосини ишлаб чикиш; ургашшаёган манбани ифодаловчи математик моделлар куришнинг махсус услуб ва алгоритмларини их шаб чикиш; тур ли мезонларга асосланган куриш тизимидаги касалликларни синфлаш алгорцтмини ишлаб чикиш ва ЭХМ лар ёрдамида уларни тиббиётга жорий килиш; ташхис-даволаш жараёнини .мукобиллаштиришга имкон берувчи касалликлар кечишини башорат килиш учун ишлаб чикилган услубларнн ЭХМ лар иштирокида куллаш; ишлаб чикилган математик моделлар ва мукобиллаштириш мезонларини манба ва унинг ишлашини айнан акс этгиришини текшириш; ишлаб чикилган мезон,модель, алгоритмлар ва амалий дастурлар мажмуи асосида тузилган автоматлаштирилган тизимни хаётга тадбик килишга услубий курсатмалар ншлаб чикиш; глаукома касалликларида ташхис-даволаш жараёнларини энг кулай бошкариш учун "ГЛАЗ" номли компыотерли тизим тузиш ва уни тиббиётга жорий килиш.

Ушбу тадкикот натижасида куриш тизими ишлашини ифодаловчи ташкилий- тузштмавий моделлар, манбани акс эттирувчи алгоритмлар ва моделлар,касалликларни синфлаш са уларнинг кечишини башорат килувчн услуйлар, касалликлар ташхис-даволаш жараёнларини энг кулай бошкариш услубларини топищ кмкошши берди.Шунингдек, курилган - мавжуд ишланмаларни ЭХМда /хорий .килиш йулларп курсатилди, ва "ГЛАЗ" номли компьютерли тизим, бу сохадаги автоматлаштирилган тизимларни бирлаштирло, касалликларнл гашхис-даволаш жараёнларини энг кулай бошкарншннкг услубларини тиббпётда куллашга кенг йул очди.

Диссертация рус тилида ёзилган.

Turaculov Cholbuta Abilovich Summary

The development of metodology for modeling and optimization of curative-diagnostical process automatic control system and its appliations (a patholody of opthalmologic system as example)

The dissertation work was dedicated to problems of develop ment of theoretical fundamentals for modeling and optimization . of curative-diagnostical control system and its employing.

To achive a planned purpose there was necessary to solve following tasks: to carry out a complex analysis of an information for object; to elaborate a fundamentals to build up a structure-functional models that are characterized a ofthalmologic system's functioning conditions; to work out a special methods and algorithms for construction of imitational mathematical models; to build up and to realize on computer the algotithms for classification of visual systems pathological conditions; to realise on computer the methods for forecasting a pathological conditions that are allow to search for optimal curative-diagnostical processes; to check up the adequacy of developed models and criteria of optimization; on basis of developed methods, criteria, algorithms and applicative software to work out the recomendations for automatic systems installation; to elaborate and to realize the basic version of microcomputer system "EYE" in order to solve a problems of curative-diagnostical process optimal control in case of glaucoma.

The carried out investigations are permit to obtain the following results: the methods to build up a opthalmologic functional models that are descride a functioning of visual system; the methodology for elaboration of algorithms and mathematical models, that allow to investigate adequately of object; the method for classification and forecasting of pathological conditions; the method for optimal control of curative-diagnostical process.The recomendations to inculcation of automatic systems that are based on developed methods, criteria, algoritithms and application software and permit to solve a problems of curative-diagnostical process optimal control in case of glaucoma, are work out too.

Dissertation is written on russian language

БОСМАХОНАГЛ 70ПШИРИЛДИ IX.L\: ¿СОЛ БОСИШГА РУХСЛТ ЭТИЛДН ;( X, Ytft. KOF03 БИЧИМИ 60x84 1/ 1С. ОФСЕТ БОСМА УСУЛИ. * ДАЛОВИ ■/'" НУСХЛ. БУЮРТМА V

УЗ Р ФЛ КИБЕРНЕТИКА» 11ИЧБ СИГЛ !<ДРЛШЛИ • КИБЕРНЕТИКА ИНСТИТУТШШНГ БОСМАХОНАСИДА

ЧОП ЭТИЛ ГАК. '

700143. ТОШКЕНТ. Ф. ХУЖЛЕВ. КГЧЛСИ 34 УП/