
- •1 Системный подход к решению задач медицинского обслуживания, системные исследования. Разновидности системного подхода: системный анализ и системный синтез, этапы системного анализа.
- •2 Классификация систем. Системы-объекты и системы-процессы. Виды описания систем.
- •3 Системообразующий фактор, развитие системы и управление системой, классификация систем в зависимости от способа управления. Принцип организованности, закон и алгоритм управления.
- •4 Понятие и концепция гомеостаза, гомеостатические кривые и механизм гомеостаза, самоорганизующиеся системы.
- •5 Функциональные характеристики сложных систем: эффективность (принцип Ле-Шателье), надежность, качество управления, помехозащищенность, устойчивость и сложность.
- •6 Структура диагностического процесса, виды погрешностей и источников ошибок, основные методические схемы выполнения исследований.
- •7 Методические схемы проведения исследования: общие сведения. Методические схемы пассивных и активных физиологических методов исследования.
- •8 Методические схемы проведения исследования: общие сведения. Методические схемы аналитических методов исследования.
- •9 Понятие биотехнической системы (бтс), ее обобщенная структурная схема. Особенности биологической и технической подсистем, системный подход при разработке бтс.
- •10 Рассмотрение организма с позиций системного анализа: кибернетическая и метаболическая подсистемы. Методы управления состоянием живого организма в бтс.
- •11 Бионический подход при синтезе бтс эргатического типа (бтс-э), основные задачи поэтапного моделирования применительно к синтезу бтс-э, уровни моделирования и принципы функционирования бтс-э.
- •14 Мониторные системы (мс) как часть замкнутой бтс управления состоянием человека, контуры управления. Математическая модель лечебно-диагностического процесса.
- •15 Классификация мониторных систем (мс), общая блок-схема и ее функциональные блоки, алгоритм синтеза мс с позиций бтс.
- •17 Инструментальная и вычислительная мониторная система на примере одного канала, пассивное и активное управление. Примеры мс обоих типов.
- •18 Мониторные системы: микропроцессорная мониторная система.
- •19 Бтс временного и длительного замещения функций живого организма. Электрокардиостимуляция, классификация экс, составные части экс, требования предъявляемые к ним, классификация экс.
- •20 Бтс временного и длительного замещения функций живого организма. Асинхронные и биоуправляемые экс (по требованию и синхронные).
- •21 Модель исследования состояния биообъекта и его управления, основная задача, ставящаяся при управлении, понятие терапевтической бтс-м и основная проблема систем данного типа.
- •22 Теория динамического программирования при создании бтс-мт, способы их построения. Классификация бтс-мт, особенности их реализации.
- •24Биологическое управление, сигналы, используемые для осуществления биоуправления. Структурная схема биотехнической системы автоматизированной коррекции калиевого гомеостаза.
- •25 Биологическое управление. Биотехническая офтальмо-диагностическая система для исследования зрения.
1 Системный подход к решению задач медицинского обслуживания, системные исследования. Разновидности системного подхода: системный анализ и системный синтез, этапы системного анализа.
Системный подход – это подход который предполагает выведение на первое место не проведение анализа отдельных элементов объекта исследования, а его характеристику как определенной цельной структуры и предполагает раскрытие механизмов и связей обеспечивающих его целостность.
Системный подход воплощается в теории систем, применение кот. не ограничивается только техническими системами, предполагает междисциплинарную научную концепцию кот. можно использовать для анализа систем любой природы в различных областях науки.
Под системными исследованиями следует понимать совокупность современных научных технических проблем, которые при всем их разнообразии сходны в понимании и рассмотрении исследуемых объектов, при этом исследуемый объект рассматривается как система, т.е. как множество взаимосвязанных элементов выступающих как единое целое.
Выделяют 2 разновидности системного подхода: 1) системный анализ – это анализ проблем с позиции системного подхода помогающий связать между собой все известные факты и взаимосвязи, которые составляют существо анализируемой проблемы и создают обобщенную модель отображающую эту проблему с максимальной степенью полноты; 2) системный синтез – это синтез с позиции системного подхода, позволяющий на основании исходных данных, знаний элементарной базы и опыта проектирования подобных систем предложить обобщенную модель системы, отвечающую поставленным задачам с максимальной степенью полноты.
СА помогает исследователю глубже понять организацию живого организма, а при разработке новых БТС в которых БО включается в качестве одного из звеньев, большое значение приобретает системный синтез, который обеспечивает согласованность всех звеньев системы независимо от их природы и единства информационной среды, в которой происходит взаимодействие разнородных звеньев.
СА состоит из следующих этапов:
1) постановка проблемы (глобальной, локальной независимо от ее величины);
2) формирование цели (для оценки реализации запланированной задачи прибегают к количественным оценкам или критериям которые должны как можно больше соответствовать цели поставленной задачи;
3) построение модели и оптимизация процесса.
2 Классификация систем. Системы-объекты и системы-процессы. Виды описания систем.
По сложности можно выделить: 1) Простые системы- состоящие из небольшого количества элементов и характеризуется достаточно простым динамическим поведением; 2) Сложные системы – это с-мы структура которых отличается разветвленностью и разнообразием связей, но поддается точному мат-му описанию; 3) Очень сложные системы – системы поведение которых точно и подробно описать можно только применяя вероятностные законы; 4) сверх сложные с-мы – полно описать которые не возможно.
По характеру поведения системы делятся на: 1) Детерминированные – с-мы закон поведения которых известен; 2) Стохастические – закон поведения которых не известен, носит случайный характер и возможно определение только вероятности того или иного состояния системы.
В зависимости от использования различных входов и выходов: 1) Информируемые с-мы – это системы имеющие хотя бы один информационный вход; 2) Информирующие с-мы - - - -выход; 3) Информационные с-мы – это системы имеющие некоторое количество входов и выходов.
По характеристикам элементов: 1) Линейные – это с-мы все элементы которых описываются линейными дифференциальными уравнениями; 2) Не линейные – это системы в которых хотя бы один элемент описывается нелинейным дифференциальным уравнением; 3) Гистерезисные – относятся к группе линейных, поведение этих систем по прямому и обратному ходу отличается.
По
типу связи между элементами выделяют
системы:
1
)
замкнутая с-ма, воспринимающая на входе
не только входное воздействие, но и
выходную величину, переданную по ОС.
2
)
разомкнутые с-мы, выходная величина
которых не контролируется и не оказывает
влияния на саму систему, обусловлена
отсутствием обратной связи 3) Комбинированные
По
количеству входов и выходов:
1) Одномерные;
2) Многомерные
В зависимости от принимаемого сигнала:
1-непрерывные с-мы, то есть состоящие из звеньев непрерывного действия, то есть звеньев, выходная величина которых плавно изменяется при изменении входной величины
2-дискретная с-ма, содержащая хотя бы одно звено дискретного типа, под которым понимают звено, выходная величина которого изменяется скачкообразно при плавном изменении входной величины.
По характеру поведения: 1) детерминированные – с-мы з-н поведения кот-ых известен. 2) стахостические (вероятностные – с-мы поведение кот-ых можно описать с определенной долей вероятности
Детерминированные системы 1) статические (с-мы, находящиеся в состоянии покоя, вследствии того, что все внешние воздействия и параметры самой системы не изменяются во времени); 2)динамические системы – системы, изменяющие своё состояние под действием различных объектов, вследствии влияния инерционных св-в с-мы. Все вероятностные системы: 1) стационарные (с-мы пар-ры кот-ых не изменяются во времени) и 2)нестационарные (с-мы с переменными параметрами).
В зависимости от реакции на внешнее воздействие выделяют: статические (системы, у которых регулируемая величина при различных, но постоянных внешних воздействиях, принимает различные, но зависящие от величины внешних воздействий значения) и астатические системы(системы, которые при различных постоянных внешних воздействиях на объект, стремятся свести отклонения регулируемой величины по окончанию воздействия к нулю).
По происхождению: 1) естественные; 2) искусственные; 3) смешанные к ним относятся БТС.
В зависимости от приспособления систем к внеш-м усл-ям: 1) адаптивные – с-мы кот-е обладают способностью приспосабливаться к изменениям внеш-х условий своего сущест-ия и улучшают свою работу по мере накопления опыта. 2) неадаптивные – системы кот-е имеют постоянные настройки и неспособные приспосабливаться к изменению внешних условий.
По типам систем: 1)Системы-объекты – это системы элементами которых являются предметы, блоки, узлы и т.д.
2) Системы-процессы – это системы элементами которых являются операции над объектами в результате которых они претерпевают некоторые изменения.
Система-объект и система-процесс могут быть как естественного происхождения, т.е. созданные природой, так и искусственного, т.е. созданные человеком с целью осуществления необходимых или желательных для него изменений внешней среды.
Под описанием системы понимают некоторую совокупность сведений об изучаемом объекте (процессе), которые характеризуют определенные свойства системы и представлены в заранее оговоренном виде.
Существуют 4 вида описания систем: 1 функциональное; 2 морфологическое; 3 информационное;4 генетико-прогностическое
Функциональное – позволяет оценить назначение системы, ее отношение с другими системами, контакты с окружающим миром и направления возможных функциональных изменений. Эти изменения ведутся в зависимости от целевой функции. Среди них можно выделить:
1пассивное существование, 2существование в качестве материала для других систем, 3обслуживание систем более высокого порядка, 4противостояние другим системам и преобразование других систем и внешней среды.
Функциональное описание представляют в виде иерархической структуры, включающей в себя все элементы подсистемы, законы внешнего и внутреннего функционирования и оценку эффективности работы всей системы.
Морфологическое описание МО позволяет судить о составе элементов системы, связях и структуре системы. При этом имеет значение только те свойства эл-ов, кот-е определяют их взаимодействие с другими элементами системы. МО также иерархично и может быть дано на нескольких уровнях.
МО начинается с разбиения системы на части – декомпозиция. МО начинается с характеристики элементного состава, который может быть гомогенным, гетерогенным и смешанным.
После этого исследуется свойства элементов, которые классифицируются по следующим признакам:
= по содержанию: информационные, энергетические, вещественные и смешанные. = по происхождению: физические, химические, биологические. = по степени специализации = по степени свободы выполнения функций = по времени действия.
В свою очередь подсистемы делятся на эффекторные, рецепторные, рефлексивные, неопределенные.
В дальнейшем описанию подвергаются характеристики вида отношений между ними.
По характеру отношений можно выделить многосвязные, иерархические, смешанные.
Информационное описание – позволяет оценить организованность системы, характеризует циркулирующие в системе информационные потоки, выражает упорядоченность всей системы, выражает способность системы предсказывать своё будущее и давать перспективы развитья и давать перспективы развития.
Генетико-прогностическое описание – подобное описание позволяет проследить путь развития системы в историческом аспекте. Оно выявляет происхождение системы, отражает главные аспекты в его развитии и позволяет оценить перспективы дальнейшего его существования.
Совокупность всех видов описание позволяют полностью выделить главные свойства систем.