Биотехнические системы и технологии (Семенова ФИБС БТС 11 семестр) / Лекции 1-6
.pdf
КЛАССИФИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ ПАЦИЕНТА
При проведении удаленного мониторинга состояния пациента осуществляется:
•съем и регистрация биомедицинских сигналов,
•оценка комплекса диагностически значимых показателей. Например,
Нарушения сердечного ритма: |
Общие признаки: изменение |
|
нарушения предсердий и |
частоты сердечных сокращений, |
|
желудочков |
увеличение ВСР. |
|
Патологии предсердий: |
Патологии желудочков: |
Каждая патология имеет свои |
фибрилляции и |
фибрилляции, экстрасистолии, |
отличительные признаки и |
трепетания предсердий |
тахиаритмии и т.д. |
критериальные значения |
Решающие правила и критерии для классификации состояния пациента |
3 |
НЕ
ИСПОЛЬЗОВАТЬ
СТРАТЕГИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ
•стратегия последовательной оценки наиболее значимых диагностических показателей, последовательное сужение областей поиска за счет исключения из рассмотрения тех вариантов состояния пациента и характеризующих их признаков, которые не соответствуют заданным критериям.
•оценка дополнительных значимых показателей и учета новых признаков заболевания.
Решающие правила и критерии для классификации состояния пациента |
4 |
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
Исходное пространство признаков: |
Модифицированное пространство признаков: |
последовательно исключаются те или |
часть признаков исходного пространства и |
иные классы заболевания |
дополнительные диагностически значимые признаки |
Одно общее пространство признаков, учитывающее все признаки исходного и модифицированного пространства
Алгоритм классификации должен иметь разветвленную ступенчатую структуру, в которой последовательно учитываются значимые признаки заболевания
Решающие правила и критерии для классификации состояния пациента |
5 |
ПРИМЕР. АЛГОРИТМ КЛАССИФИКАЦИИ НАРУШЕНИЯ СЕРДЕЧНОГО РИТМА
Начало
Регистрация ЭКГ
Формирование скользящего окна
Оценка , ЧСС,
, , , SC
1 = 1
1
ФН
0
4 = 1
Конец
– продолжительность каждого кардиоцикла;
– среднее значение и – дисперсия этого показателя;
ЧСС – частота сердечных сокращений;
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– количество |
доминантных частот |
в |
спектре |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
остаточного сигнала; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2 = 1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SC – сосредоточенность спектра остаточного сигнала; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
3 |
= 1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ЖТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1, 2, 3, 4 |
– соответственно |
логические |
функции |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТП |
|
|
|
ФП |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проявления |
физиологической |
нормы (ФН), |
эпизода |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Передача данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
желудочковой тахиаритмии (ЖТ), эпизода трепетания |
||||||||||||
|
|
|
на СЛУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
предсердий |
(ТП), |
эпизода фибрилляции |
предсердий |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ФП). |
|
|
|
|
|
Решающие правила и критерии для классификации состояния пациента |
6 |
Математическое
моделирование
1
В . А . У С Т Ю Ж А Н И Н , И . В . Я К О В Л Е В А
МО Д Е Л И Р О В А Н И Е Б И О Т Е Х Н И Ч Е С К И Х
СИ С Т Е М . – С Т А Р Ы Й О С К О Л : Т Н Т , 2 0 1 7 . –
2 1 6 С .
2
О Б Щ И Е П Р И Н Ц И П Ы М О Д Е Л И Р О В А Н И Я
Сущность моделирования
3
Теория моделирования биологических систем – это системное, многоуровневое знание, отражающее взаимодействие живых систем с внешней средой способами моделирования.
Цели модельного описания биосистем:
- исследование свойств системы (структуры, внутри- и межсистемных связей, механизмов функционирования и законов развития);
- прогнозирование реакций системы на внешние воздействия;
- оптимизация свойств системы как с точки зрения оптимального воздействия на нее, так и оптимизации ее функционирования.
Модель. Виды
4
В общем виде модель является представлением объекта, процесса или явления в некоторой форме, отличной от формы их реального существования и более удобной для решения задач конкретного исследования.
В биологии три вида моделей:
- биологические;
- физико-химические;
- математические.
Классификация видов моделей |
||||
|
5 |
|
|
|
|
Модели сложных систем |
|
||
Идеальные |
Материальные |
|||
Интуитивные |
Знаковые |
Биологические |
Физические |
|
|
|
(лабораторные |
||
|
|
(аналоговые и |
||
|
|
животные, |
||
|
|
имитационные) |
||
|
|
экспериментальные) |
||
Концептуальные |
Математические |
модели, схемы |
||
модели биосистем и |
||||
(информационные, |
(алгебраические, |
и устройства |
||
процессов |
||||
логические) |
дифференциальные |
|
||
|
|
|||
|
уравнения и |
|
|
|
|
системы, матричные |
|
|
|
|
уравнения и т.д.) |
|
|
|
Виды моделей
6
В зависимости от характера моделей:
- функциональные;
- структурные.
Функциональные: отражают временные и причинно-следственные отношения между параметрами, характеризующими функции БО без учета его структуры. Объект рассматривается как «черный ящик» – система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и
выходные величины, а внутренняя структура неизвестна.
Структурные: строятся с учетом структуры объекта, отражающего его иерархические уровни. При этом к структуре относят частные функции
отдельных подсистем.