2.10 Классификация биотехнических систем
По характеру основной целевой функции биотехнические системы принято разделять на три группы:
биотехнические системы медицинского назначения (БТС-М);
биотехнические системы эргатического типа (БТС с человеком-оператором в качестве управляющего звена) (БТС-Э),
биотехнические системы целенаправленного управления поведением целостного организма (БТС-У).
Функциональный принцип классификации БТС выбран потому, что он позволяет при дальнейшем разбиении групп на классы и подклассы наилучшим образом отразить существо и структуру научных и прикладных задач применительно к особенностям назначения и эксплуатации БТС конкретного типа.
3 Биотехнические системы медицинского назначения
Терминология указывает, что эта группа систем предназначена для использования в медицинских целях, главными из которых являются:
1) диагностика состояния живого организма (текущая, проводимая в реальном масштабе времени, и дифференциальная, осуществляемая в процессе апостериорной обработки медико-биологической информации),
2) управление состоянием организма для его нормализации (методами дискретной или непрерывной коррекции);
3) временная или длительная компенсация утраченных функций, органов или физиологических систем живого организма;
4) протезирование и коррекция функций сенсорных систем или двигательного аппарата;
5) различные медико-биологические исследования и лечебные процедуры, связанные с применением приборов активного вмешательства, сочлененных с живым организмом в единую биотехническую систему.
3.1 Измерительно-информационная бтс-м
Для современных диагностических медицинских и исследовательских БТС характерна следующая структурная схема (рисунок 3.1) [1]. Вся медико-биологическая информация о медленно изменяющихся процессах в организме поступает в виде электрических сигналов от датчиков-преобразователей первичной информации (ДПИ МИП), которые усиливаются в блоке усиления (БУ) и преобразуются в цифровую форму в блоке преобразования (БП) для ввода в автоматический анализатор состояний (ААС), а также для записи в блоке регистрации (БР) и индикации на специальном табло или экране дисплея системы отображения информация (СОИ).
Измерительные каналы быстро изменяющихся процессов отличаются от каналов для медленных процессов наличием блоков сжатия информации (БСИ) и блоков выделения информативных признаков (БВИП). Эти блоки в современных БТС реализуются на микропроцессорах.
Информационные биотехнические системы, в которых осуществляется только параметрический контроль без комплексной обработки данных, не имеют блока автоматического анализа состояний. На рисунке 3.1 изображена наиболее общая схема БТС-М, позволяющая проводить текущую диагностику состоянии организма в реальном масштабе времени с помощью комплексной обработки данных о медленно и быстро меняющихся процессов в блоке автоматического анализатора состояний, представляющем собой либо микропроцессорный контроллер, либо универсальную мини-ЭВМ со специальным программным обеспечением. Системы этого типа имеют систему отображения, на которой, как правило, высвечиваются в аналоговой форме сигналы быстрых процессов (1), в цифровой форме сигналы медленных процессов (3) и в виде условных обобщенных фигур формализованные изображения общего состояния (2),
Врач (В) или исследователь могут вызвать на дисплей из блоков долговременной (ДП) или оперативной памяти (ОП) архивные или оперативно регистрируемые данные. Информация, поступающая к врачу, который также является элементом БТС-М, должна быть достаточно полной для построения концептуальной модели состояния пациента и принятия решения о методе лечения и выборе лечебных средств (ЛС). Это требование является решающим для построения математической модели пространства состояний и состава диагностических признаков, а также разработки алгоритмов обработки информации в блоках выделения информативных признаков и автоматического анализа состояний.
Средства отображения и другие элементы БТС-М, с которыми непосредственно соприкасается врач, должны отвечать основным принципам синтеза биотехнических систем.
