Часть 4. Системный анализ.

76. Какой тип управления определяется как "внешнее управление"?

Внешнее управление осуществляется со стороны другой системы или среды.

77. Как формируется закон управления?

Зависимость управляющего действия от состояния системы и среды определяет закон управления, который задает по существу способ достижения этой функции. Его можно выразить, в математической, логической или лингвистической форме; способ его формирования зависит от типа и свойств системы.

78. Какие виды информации необходимы для организации процессов управления?

- осведомительная – измерительные сигналы, данные установок режима работы и т.д.; измерительные сигналы поступают через рецепторные подсистемы.

- управленческая (командная) – командные сигналы, они поступают на эффекторные системы.

- сервисная – информация, необходимая для контроля за состоянием технических средств и принятыми решениями.

79. Какая информация определяется как "осведомительная", какая информация входит в состав осведомительной?

Осведомительная информация необходима для принятия решений. Она направляется от управленческой подсистемы к управляемой. Это информация о режимах работы, состояниях, параметрах.

80. Какая информация определяется как " управленческая " или командная"? На основании каких данных формируется команда управления?

Управленческая информация содержит команды, в соответствии с которыми осуществляется переход в новое состояние. Ее формированию предшествует процедура обработки осведомительной информации. Формируется она в соответствии с законом управления и с учетом длительности цикла управления (T_У = t_П +t_А +t_К,

где t_П – время поступления всей осведомительной информации; t_А – время анализа этой информации; t_К – время для принятия решений и передачи команды на исполнительную подсистему). Так же управленческая информация может формироваться по ходу изменения ситуации на основании апостериорной информации об ОС и информации о внутреннем состоянии системы или заранее, когда на основании априорной информации предсказывается развитие ситуации.

81. Как определить длительность цикла управления? В чем проявляется эффект запаздывания сигнала управления?

Длительность цикла управления складывается из длительности трех отрезков: времени поступления осведомительной информации, времени ее анализа ко времени принятия решения и передачи команд на исполнительную подсистему. Эта длительность не больше времени Т_Д допустимого для принятия решения в соответствии с условиями работы системы, т.е. T_У<T_Д. Иначе возникает эффект запаздывания, приводящий к рассогласованию поступающих команд и реального состояния системы, что может привести к ее гибели.

T_У = t_П +t_А +t_К,

где t_П – время поступления всей осведомительной информации; t_А – время анализа этой информации; t_К – время для принятия решений и передачи команды на исполнительную подсистему.

82. В чем состоит роль обратных связей при обеспечении высокой эффективности системы? Определите роль положительной и отрицательной обратных связей в управлении системой.

В обеспечении высокой эффективности управления значительная роль отводится обратным связям. Управляющая система непрерывно контролирует управляемую систему и вырабатывает команды управления в соответствии с состоянием управляемой системы и целью управления. Без этого невозможны процессы адаптации и самоорганизации, немыслимо существование живых систем. Особая способность систем формировать целенаправленное самостоятельное поведение, включающее предвидение, осуществляется при помощи обратных связей.

Положительная обратная связь увеличивает чувствительность системы;

Отрицательная – способствует устойчивости.

Совместное их действие может оказать сильное формирующее влияние на процессы для поддержания их уровня при случайных внешних воздействиях.

83. Какие принципы формирования команд Вам известны?

- принцип управления по отклонению – принцип обратной связи: контроль выходного действия.

- принцип управления по возмущению – принцип прямой связи.

84. Как формируется управление по отклонению? Приведите соответствующую схему.

Ч ерез цепь отрицательной обратной связи выходная функция y(t), преобразованная в эквивалентное входное воздействие x*(t), вычитается из управляющего входного воздействия x(t). Разность воздействий x(t)–x*(t) через блок преобразования и регулятор (исполнительное устройство, эффектор) управляет регулируемым объектом. За счет контура обратной связи обеспечивается поддержание постоянства выходной функции y(t) независимо от воздействия помех (t), которые могут повлиять функционирование регулятора и регулируемого объекта.

85. Как формируется управление по возмущению? Приведите соответствующую схему. Что такое " форпостное " управление?

О снову которого составляет измеритель уровня внешнего возмущающего фактора (t) случайной природы. Блок преобразования управляет исполнительным механизмом (регулятором) так, чтобы воздействие этого фактора на регулируемый объект было бы компенсировано воздействием со стороны регулятора.

«форпостное управление» - управление на основе предсказания (прогнозирования) развития ситуации во внешней среде.

86. Дайте определение понятия " алгоритм управления"? Сформулируйте основные свойства алгоритма управления.

Законы управления чрезвычайно разнообразны, их сложность изменяется в широких пределах. Вместе с тем, самые сложные законы управления могут быть представлены последовательностью сравнительно простых единичных фактов, фактов переработки "порций" управленческой информации, эта последовательность определяет алгоритм управления.

Свойства алгоритма управления:

- конечность

- дискретность

- понятность

- точность

Время от поступления очередной порции информации до формирования управляющей команды называется длительностью цикла управления.

87. Как формируется закон управления по принципам реакции, стереотипа, при моделировании внешней среды.

- реакция, представляющая собой простой механизм поведения, включающийся вслед за изменением выходной функции. Примерами такого управления в живых системах служат рефлексы;

- стереотип, при котором поведение системы строится по заранее определенной программе, которая отработана системой и стала для нее стандартной (типовой); примерами могут служить работа станков с ЧПУ, действия водителя по управлению транспортным средством, работа вычислительного комплекса по стандартной программе обработки информации и многие другие системы;

– моделирование как поведение, при котором каждый поведенческий акт системы учитывает ее текущее состояние, параметры ОС, преследуемые цели. Формирование закона управления в этом варианте требует анализа информации и распознавания ситуации. Между ситуациями и поведением системы должно устанавливаться соответствие, оценка которого составляет основу управления, а ошибки распознавания влекут за собой ошибки управления и возможную гибель системы.

Формирование закона управления требует анализа информации и распознавания ситуации (в данном варианте). Между ситуациями поведения системы должно устанавливаться соответствие, оценка которого составляет основу управления, ошибки распознавания влекут за собой ошибки управления и возможную гибель системы.

88. Дайте определение понятия "алгоритм управления". Что такое "тезаурус"? Зачем необходимо знание характеристик внешней среды при формировании закона управления?

Алгоритм управления – последовательность сравнительно простых единичных фактов переработки «порций» информации управленческого типа.

Тезаурус – идеологический словарь с точно определенными связями между терминами.

Необходимо учитывать влияние ОС на элементы системы, иначе возможно искажение закона управления и изменения в функционировании системы.

89. Дайте определение понятия "гомеостазис". Приведите примеры гомеостатических кривых.

Г омеостазис - способность системы обеспечивать стабильность структуры и элементного состава, качественное выполнение функций и поддержание характеристических параметров в заданных пределах вне зависимости от случайных факторов воздействия.

Гомеостатические кривые – зависимости параметров системы от величины факторов-возмущений, имеющие характерную форму с плато посередине и крутыми участками по краям. Примеры таких кривых приведены на рисунке: области гомеостазиса Q_ст определяют диапазон изменений возмущающего фактора x_n, в пределах которого свойство r_k приблизительно постоянно.

90. Как определяется термин «гомеостазис» с позиций теории управления?

В терминах теории управления гомеостазис означает, что часть характеристических параметров системы в определенных условиях и в определенном диапазоне активности системы инвариантны к случайным возмущениям (или мало чувствительны к их действию).

91. Какие факторы случайной природы необходимо учитывать при характеристике состояния гомеостазиса?

– изменение внешних условий функционирования (например, атмосферные явления, помехи внешней среды и т. п.);

– случайные колебания нагрузки (включая и потоки информации);

– внутренние факторы (например, изменение режимов работы, естественное старение элементов, шумы внутреннего происхождения и т. д.).

92. Перечислите главные особенности гомеостазиса для надежного функционирования системы.

- нечувствительность к изменениям в окружающей среде;

- способность оградиться от случайных собственных возмущений;

- обеспечение работоспособности с максимально допустимыми их структурой нагрузками с наибольшими скороятями;

93. Какие варианты гомеостазиса Вам известны? Приведите примеры.

- функциональный

- морфологический

- информационный

- гомеостазис состояния

94. Перечислите основные механизмы поддержания гомеостазиса системы.

- принцип управления по отклонению

- принцип отклонения по возмущению

- использование пороговых схем

- программное управление

- блочное управление

- «форпостное» управление

95. Как определить такое свойство системы как "адаптивность"? Как определяется верхний уровень адаптивности системы?

Адаптивность - способность системы приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней Среды, само оптимизировать свое поведение и структуру в условиях воздействия случайных факторов и направленных систематических воздействий.

Верхним пределом адаптации является выполнение принципа оптимизации управления – обеспечение качества управления при минимальных энергетических затратах за минимальное время.

96. Дайте определение понятия "самоорганизующиеся системы".

Системы, которые способны устойчиво сохранять характер взаимодействия с ОС, несмотря на возможные изменения внутренних и внешних факторов, называются самоорганизующимися.

97. Перечислите основные функциональные характеристики системы.

- показатель эффективности

- качество управления

- надежность

- помехоустойчивость

- устойчивость

- степень сложности

Интегральные и частные показатели – запас прочности, ресурсы, стоимость, отказы, запас устойчивости и т.д.

98. Как определяется "запас прочности" системы? В чем заключается принцип Ле-Шателье?

Отклонение показателя эффективности от условного порога в большую сторону характеризует запас прочности системы, т.е. ее возможность сопротивления неблагоприятным воздействиям и выполнять свою функцию.

Принцип Ле-Шателье – поддержание стабилизирующего процесса в условиях внешних воздействий требует некоторого уменьшения эффективности системы.

99. Определите понятие "надежность функционирования системы". Какие характеристики системы определяют ее надежность?

Надежность – вероятность невыхода системы из строя или потери определенных функций, сопровождающихся снижением эффективности работы системы.

Решающим в оценке надежности является правильный учет последствий, к которым приводят отказы тех или иных элементов. Определяется показателем надежности, который характеризует разницу между идеальной и реальной эффективностью системы. Важно учитывать вероятность обнаружения выхода элементов из строя и вероятность одновременного их восстановления.

100. Как оценивается качество управления и "устойчивость системы"? Как оценить сложность системы?

Качество управления можно выяснить путем сравнительной оценки нескольких вариантов по их показателям эффективности. Допустим, что система работает в двух режимах: режим А с эффективностью R_A и режим В – с эффективностью R_B. Тогда можно рассмотреть величину ∆R = R_A - R_B. Если для идеальной системы показатель эффективности R⁰_упр такой, что выше величина R не существует, тогда оценка может стать абсолютной: ∆R⁰_упр = R⁰_упр – RA. Таким способом можно оценивать качество управления применительно к элементам системы, например операторам (их подготовленность и соответствие решаемой задаче). Величина R⁰_упр в этом случае может быть вычислена, либо измерена на моделях (например, на тренажно-моделирующем комплексе без включения человека в контур управления). Затем, включая в контур управления человека, можно получить реальное значение эффективности R*. Тогда находим абсолютную оценку ∆R⁰ = R⁰_упр – R^*,которая показывает, насколько снижается качество управления при переходе к реальной системе. Показатель R становится также инструментом для оценки влияния того или иного мероприятия по организации деятельности человека, влияния смены алгоритма управления, изменения программы подготовки операторов и т. д.

101. Какие этапы включаются в системный анализ? Почему системный подход рассматривается как методология исследования сложных систем?

- эволюционный аспект (изучение путем развития, происхождения и перспектив дальнейшего существования).

- организационно-морфологический аспект (анализ элементного состава, структуры, связей, и пространственных конфигураций объекта при фиксировании состояния в некоторый момент времени).

- организационно-функциональный аспект (закон функционирования, анализ возможных погрешностей поведения, накопления ошибок).

Системный подход позволяет рассмотреть систему с разных позиций и, учитывая все стороны рассмотрения, создать наиболее полное описание системы и получить о ней наиболее ясное представление.

102. В чем состоит принцип целостности при исследовании систем? Как соотносится методология системного подхода с методами исследования в конкретных науках?

- особое системное свойство, позволяющее выделить систему и все к ней принадлежащее из остального мира, свойство, которого не имеет ни одна часть системы при любом способе ее членения.

Продуктивное применение системного анализа возможно лишь в сочетании со всем арсеналом методов и средств, выработанных в той или иной конкретной области знания, к которой относится изучаемый объект.

Часть5

1. Перечислите факторы, подтверждающие необходимость изучения системы методов ММБИ. Что входит в систему ММБИ?

Распространенность инструментальных методов исследования биообъектов.

Расширение списка биологических объектов

Необходимость специального методического обеспечения

Учет конкретной медицинской задачи и условий применения технических средств.

Взаимосвязь “старых” и новых инструментальных методов

Проведение комплексных исследований.

Согласование данных, полученных разными методами

2. Дайте характеристику звена "исследователь - биологический объект" (И - БО) как элемента диалоговой системы.

Основным элементом любой системы исследований является звено “исследуемый объект – исследователь” (ИО-Исс) (рис.5.1). Это звено представляет собой пример простейшей специализированной диалоговой системы, в которой хотя бы один элемент – элемент Исс – биологического происхождения. Очевидно, что именно с такого варианта исследовательской системы начинался путь человека к вершинам познания окружающего мира и к созданию многообразной техносферы, развиваемой для удовлетворения потребностей человеческого общества. Ясно, что для того, чтобы вся система ИО-Исс в целом смогла эффективно выполнять свое назначение, каждый из элементов системы должен выполнять определенные функции. Элемент ИО является источником осведомительной (измерительной) информации и объектом для воздействия со стороны другого элемента – Исс. Элемент Исс отвечает за прием и анализ информации, а также за выработку решений по управлению состоянием ИО. Когда в качестве ИО выступает биологический объект (БО), то такие исследования уже можно отнести к классу медико-биологических. Содержательная функция осведомительной информации и смысл принимаемых решений зависят от целевой функции всего звена ИО-Исс. Сама система ИО-Исс является элементом ОС, которая может быть весьма активной, и даже агрессивной по отношению к каждому включенному в нее элементу, оказывая существенное влияние на их свойства. ОС, выступая фоном, на котором разворачивается диалог, тоже содержит хорошо выраженную биологическую составляющую, и сама испытывает воздействия со стороны каждого элемента, которые могут повлиять на ее состояние.

3. Определите основные функции, выполняемые биологическими объектом в звене "М - БО".

Функции биологического объекта. Можно определить четыре основных функции, которые выполняют БО в диалоге ИО-Исс. Он выступает в роли:

– источника измерительной информации, позволяющей оценивать характеристики и отдельные параметры его жизнедеятельности;

– объекта проводящего анализ осведомительной информации с целью формирования представлений о мгновенном состоянии исследуемого объекта и выработке прогноза его развития;

– ответственного за принятие решений о способах управления состоянием объекта исследования;

– объекта, подвергающееся воздействиям с целью изменения его состояния в нужном направлении.

4. Какие изменения, вызванные развитием техники, происходят в организации взаимодействия исследователя с объектом исследования?

На ранних стадиях эволюционного развития такого диалога основной формой взаимодействий между ИО и ИСС являлся непосредственный контакт, когда исследователь изучал физические характеристики ИО. При этом в качестве “исследовательских инструментов” он использовал свои органы чувств, настроенные на восприятие соответствующего вида “порождающего” поля (путем осмотра, прослушивания, прощупывания, оценки запахов и вкуса), мышечную силу рук и ног и речь. При этом под “порождающим” полем (этот термин уже использовался выше) понимается вид физического или “химического” поля, поступающего непосредственно от исследуемого объекта или на этот объект и воздействующего на чувствительную к этому полю структуру.

5. Почему нельзя исключить врача из процесса диагностики? Чем осложняется его работа?

Если решается сугубо медицинская задача, то в качестве Исс выступает врач, а в роли ИО – пациент. Осведомительная информация от пациента должна быть достаточно полной для правильной постановки диагноза. В то же время опыт и уровень знаний врача должен помочь объективной оценки этой информации, на основании анализа которой он принимает рекомендации по лечению больного.

При контроле состояния человека в процессе выполнения им производственных заданий нет необходимости в полной информации о текущем состоянии. Однако она должна быть достаточной для того, чтобы судить об утомлении, о нарушении функций, о критических стадиях состояния.

6. Изобразите схему взаимодействия "врач-пациент" в виде кибернетической системы.

Э лемент ИО (в данном случае биологический объект БО) в системе соответствует объекту регулирования и представляет собой, в свою очередь, сложную многоконтурную систему регулирования с контурами S_i, R_i, которая в обычных условиях в состоянии ликвидировать возмущения, вызываемые факторами внешней среды, и гарантирует постоянство функциональных способностей БО: {X}_БО. Возмущающие факторы ОС могут иметь, например, социальный или психологический характер, но могут быть травмами или инфекционными процессами. Возмущающие факторы могут быть связаны также с нарушениями функционирования в отдельных подсистемах S_i, R_i. Если внешние возмущающие воздействия превышают определенную пороговую величину, зависящую от показателя эффективности функционирования (см. главу 4), то элемент ИО приобретает неустойчивость, функциональные способности {X}_БО ухудшаются. С помощью методов исследования (МИ на рис. 5.9) исследователь Исс получает информацию о функциональных способностях, состоянии систем БО и факторах окружающей среды. Эта информация сопоставляется в памяти исследователя с предполагаемой концептуальной моделью о ИО (блок Зн), а результат сравнения представляет собой логический диагноз (ЛД), в соответствии с которым вырабатываются рекомендации Р по управлению ИО. С помощью методов воздействия (МВ), которые могут быть физическими, химическими, ручными и техническими, элемент БО снова возвращается к требуемому уровню функционирования. При необратимых изменениях функционирования полностью или частично могут быть заменены подсистемы S_i,R_i.

7. Изобразите схему, учитывающую различное назначение групп биомедицинской техники.

В канале диагностики целесообразно выделить несколько групп технических средств:

– средства регистрации физиологических процессов (РФП), предназначенные для получения записей этих процессов на различных носителях информации (например, бумага, пленка);

– биоизмерительная техника (БИТ), которая позволяет получить количественные оценки параметров, характеризующих процессы;

– аналитико-измерительная техника (АИТ), включающая лабораторные приборы для исследования биопроб.

Кроме этих средств, необходимо учитывать и обычные методы обследования (ОМО), включающие опрос, осмотр, пальпацию и т. д.

В канале управляющих воздействий можно выделить средства лечебно-терапев­тического воздействия (СТВ) и операционную технику (ОТ). Кроме них, естественно учитывать обычные методы лечения (ОМЛ): фармакологические средства, постельный режим, диетпитание и т. п.

Учитывая, что ряд нарушений функций организма выявляется только в ответ на внешние воздействия, в схеме указаны технические средства, используемые для функциональных исследований: средства функциональных дозированных воздействий (ФДВ) и средства регистрации и анализа ответных реакций (РАО).

Можно легко выделить еще несколько групп медицинской техники. Это уже рассмотренные выше группы экстракорпоральных (ЭКТУ), и имплантируемых (ИТУ) технических устройств, а также изделий протезостроения и средств реабилитации (ИПСР), применяемых в случае временного или полного выхода из строя подсистем П. Кроме того, целесообразно выделить и группу средств обработки информации (СОИ), связанную с анализом данных и выработкой рекомендаций, которая может включать как специализированные, так и универсальные ЭВМ вмечсте с пакетами прикладных программ, позволяющих решать задачи обработки диагностической информации.

В качестве еще одной группы можно выделить группу больничной техники (БТ), включающую большой арсенал вспомогательных средств обеспечения процессов диагностики, лечения и пребывания пациента в клинике.

8. Какие технические средства объединяются в подсистемах "регистраторы физиологической информации", "биомедицинская измерительная техника"?

средства регистрации физиологических процессов (РФП), предназначенные для получения записей этих процессов на различных носителях информации (например, бумага, пленка);

биоизмерительная техника (БИТ), которая позволяет получить количественные оценки параметров, характеризующих процессы;

9. Определите понятие «инструментальные средства медико-биологических исследований.

инструментальные средства медико-биологических исследований представляют собой совокупность приборов, аппаратов, систем, комплексов и приспособлений к ним, в которых реализуются физические и физико-химические методы исследования различных биологических объектов (включая методы изучения состояния и методы управления состоянием).

10. Какие группы методов Вы могли бы выделить в ЛДП?

Физиологические:

1.активные

2.пассивные

Аналитические

И второе(?) : терапевтические, профилактические, реабилитационные и диагностические

11. Какие средства диагностики и лечения объединены в подсистемах "неаппаратные методы диагностики и лечения "? Приведите примеры.

Методы, которые не требуют сложных технических устройств. Например, аускультация.

12. Какие задачи решают экстракорпоральные методы, методы имплантирования и протезирования?

В ряде случаев для поддержания жизнедеятельности БО оказываются необходимыми технические средства четвертой группы – технические средства замещения функций (ТСЗФ). Они заменяют в функциональном отношении отдельные органы, и даже целые физиологические системы организма. Такая “замена” осуществляется либо на короткое время (экстракорпоральная техника: например, аппараты искусственного кровообращения, искусственной почки, печени и др.), либо на продолжительный срок (протезирующие средства и средства реабилитологии – протезы конечностей, коронарных сосудов, суставов, органов зрения и т. д.). В эту группу технических средств включаются устройства, которые вживляются в организм и стимулируют работу естественных органов (имплантируемая техника, например, электрокардиостимуляторы, стимуляторы мышц и т. д.). При этом исследователь управляет этой разнообразной техникой, задавая режимы и продолжительность их работы.

13. Почему функциональные методы диагностики выделяются в самостоятельную подсистему?

За счет оказания влияния на организм неким порождающим физическим полем изменяются параметры органа или ткани, на которые оказывается данное воздействие. Происходит снятие функциональных зависимостей работы органов при воздействии или при восстановлении после повреждения данным полем. Это позволяет сделать вывод о функциональном состоянии данного органа.

14. Какова роль систем отображения информации в системе "И-БО"?

Позволяет контролировать текущее состояние ИО, а также получать информацию об ответах организма на производимое на него воздействие.

15. Как вы определите термин "технологический цикл исследований"?

Последовательность операций с биологическим объектами, их продолжительность и условия выполнения являются принципиальными для того или иного вида исследования и образуют своеобразную систему-процесс – технологический процесс (ТП), который реализует соответствующую биотехническую технологию.

16. Как можно формализовать всю лечебно-диагностическую процедуру?

Оценка состояния организма человека и выяснение наиболее оптимальных методов его коррекции является одной из наиболее часто встречающихся целей медицинских исследований. В медицинской практике только правильный диагноз позволяет предложить адекватные лечебные мероприятия. В производственных условиях своевременное решение об отстранении работника от выполняемых им обязанностей может спасти человека от опасности получения профессиональных заболеваний и вовремя восстановить его физическое и интеллектуальное состояние.

Ф ормально лечебно-диагностический процесс можно описать следующей моделью. Введем следующие обозначения: Х_БО = {x_i}, i = 1,N_x – конечное множество состояний организма человека; Y = {y_j}, j=1,N_y – конечное множество управляющих воздействий на организм; Z_ФП = {Z_t}, t=1,N_t, Z_t = {z_tk}, k=1,N_k – множество физиологических процессов на временном интервале t, k – номер процесса, фиксируемого на этом интервале; через S_БО= {s_n}, n=1,N_S – множество оценок состояний, которое строится на основе диагностической информации, получаемой при регистрации Z_ФП.

Предположим, что Z_ФП достаточно полно характеризует множество возможных состояний организма X_БО, т.е. существует отображение f₁: Z_ФП X_БО. Тогда задача синтеза оптимальной совокупности методов, позволяющих проводить исследования состояния организма (диагностика), сводится к построению такого алгоритма получения и обработки данных о Z_ФП, соответствующего некоторому отображению f₂: Z_ФП  S_БО, которое обеспечивает взаимную однозначность отображения f₃: S_БО  X_БО, т. е. однозначность соответствия оценок состояния их истинному множеству.

Это отображение позволяет решить и следующую задачу: выбор управляющих воздействий Y (леченых воздействий) при условии однозначности отображения f₄ = S_БО  Y. Последнее отображение позволило бы определить оптимальный план лечения, приводящий организм в заданное множество "нормальных" состояний.

Такая формализация процесса исследования имеет большое значение для понимания сложности изучения биологического объекта. Сложность описания реальных множеств X_БО и Z_ФП, о которой упоминалось выше, исключает достижение взаимной однозначности отображения f₃, а, следовательно, и f₄, создавая трудности при выводе диагностических заключений и разработке рекомендаций по лечебным процедурам

17. Перечислите основные, известные Вам медицинские технологии, связав их с конкретными задачами медицинских исследований. Почему каждый эксперимент с биообъектом можно рассматривать как новое исследование?

Главная задача медицинских исследований с привлечением человека в качестве объекта - улучшение профилактической, диагностической и лечебной работы и понимания этиологии и патогенеза заболеваний.

Примеры технологий:

осциллографическое отображение информации работы сердца

развитие противовирусных и противоопухолевых медикаментов

разработка новых информационных технологических сетей

БО – динамическая система, на которую влияет одновременно огромное количество как внешних, так и внутренних факторов.

18. Какие исследования определяются как физиологические и как аналитические?

Физиологические проводятся непосредственно на БО

Аналитические могут проводиться независимо от БО в лаборатории с привлечением различных специальных методов, не оказывая на БО при этом никакого воздействия.

19. В чем состоит принципиальная разница в технологических циклах для физиологических и аналитических исследований?

Главная задача физиол. исследований – не нарушение целостности БО и его внутренней среды, т.е. забота о его состоянии. В аналитич. же исследованиях сохранность субстрата не выступает основной целью, поэтому над ним может производиться значительно большее количество операций, нежели над БО, вплоть до сожжения и полного уничтожения.

20. Как можно отразить последовательность преобразований, связанную с реализацией технологического цикла исследований? Определите два этапа, характерны для выполнения медико-биологического исследования

К аждая технологическая схема независимо от ее назначения включает последовательность операций с исходным объектом и другими объектами, необходимость в которых обусловлена выбранной методикой. Детальный анализ технологических схем выполнения разных процессов выходит за рамки данного издания. Отметим только, что любой конкретной процедуре с БО, выполняемой на исполнительном этапе, предшествуют операции (группа операций) по доставке объекта исследования (Д) к месту проведения исследования, его подготовке к экспериментам (П), при которой из исходной биопробы отбирается некоторая ее часть – исходный продукт (ИП)_БП. Но и эта часть БП до контакта с техническими устройствами (КТУ), а именно с измерительным преобразователем, подвергается дополнительным преобразованиям, которые приводят (ИП)_БП к конечному продукту (КП)_ИП. После их выполнения следуют операции по измерениям параметров состояния или параметров воздействиями (И-В), сбору и обработке информации (С и ОИ), а также интерпретации (Инт) полученных результатов (рис. 5.4).

21. Перечислите основные физические и физико-химические эффекты, которые используются для исследований биологических объектов.

Простейшие из этих операций, использующие физико-механические принципы фракционирования и разделения вещества, не приводят к изменению агрегатного состояния или биохимических свойств биопробы. Сюда же можно включить перемешивание, разбавление, встряхивание и т. п., а также довольно распространенную операцию промывки образцов или частиц в воде (или в буферном растворе) для отделения их от избыточных компонентов реакции. К другой группе относятся операции, связанные с направленными воздействиями на вещество, при которых оно претерпевает физико-химические, биохимические или биологические трансформации.

К физико-химической подгруппе можно отнести также более сложные – комплексные последовательности операций, осуществляемые для фракционирования и концентрирования пробы: выпаривание, перегонку, экстрагирование, а также разделение посредством препаративных методов (хроматографии и электрофореза)

22. Что такое "методический эффект" при проведении исследовательского эксперимента?

МЭ – физические или физ-хим воздействия на объект исследования, приводящие его к оптимальному для выполнения исследований состоянию.

23. Как определить понятие "измерительный эффект"?

ИЭ – физические или физ-хим процессы, позволяющие получить качественную или количественную оценку исследуемого свойства, параметра, характеристики.

24. Какие измерительные эффекты нашли применение в физиологических исследованиях?

Всего их около 10:

Электрические, магнитные, механические, оптические, баллистические, температурные, фото и т.д.

25. Какие измерительные эффекты нашли применение в аналитических исследованиях?

В эту группу входят также ИЭ, относящиеся к физиол. исследованиям. В аналитических исследованиях количество ИЭ многократно больше за счет того, что главной целью является не сохранение целостности объекта исследования, а получение о нем максимального количества информации.

26. Что означает "комплексное исследование состояния организма"?

. Проведение комплексных исследований. К сожалению, в медико-биологической практике отсутствует универсальный метод, позволяющий предоставить полный объем требуемой диагностической информации для всех случаев формирования диагностических заключений. Даже в простых ситуациях требуется одновременное использование нескольких методов диагностики, т. е. проведение комплексных исследований. Та же ситуация и с лечебными методами, когда целесообразным может оказаться сочетанные воздействия на организм

27. Приведите отображение системы проведения медико-биологического исследования в виде «функциональной системы»

Используя представление о функциональной системе сложного объекта, к которым без сомнения следует отнести и систему-процесс медико-биологических исследований, легко перестроить основную схему этих исследований, изображенную на рис. 5.10, в виде своеобразной “функциональной системы” медико-биологических исследований (рис. 5.11). Здесь в качестве полезного конечного эффекта выступает состояние исследуемого объекта S_БО. Диагностические средства (ТСД) и подсистема органов чувств Исс (ПОЧ) играют роль рецепторной подсистемы, а различные средства управления состоянием организма (ТСВ, ТСУС, ТСЗФ ТСДВ) – роль эффекторной подсистемы.

Исследователь, совместно с системами обработки информации и принятия решений ТСОИ, выполняет функции, аналогичные функциям рефлексивной подсистемы Реф. П. Процессы функционирования такой системы применительно к различным задачам медико-биологических исследования складываются в своеобразные “технологии” функционирования этой системы, т.е. в технологии проведения медико-биологических исследований. Такое представление позволяет еще раз убедиться в единстве принципов организации сложных систем различного назначения.