9. По виду структур:

Краткое описание

Объяснение

1. Цель, задачи системы. Дерево целей

Глобальная цель: Съём и регистрация показателей для раннего выявления синдрома обструктивного апноэ сна (СОАС) путем предоставления доступного, комфортного и точного средства для скрининга в домашних условиях.

Цели-требования надсистемы:

1. Снижение частоты тяжелых осложнений (инсульты, сердечно-сосудистые заболевания).

2. Сокращение времени постановки диагноза.

3. Снижение экономических потерь от недиагностированного СОАС.

Дерево целей: Визуально представлено иерархической структурой (Рис. 2), где глобальная цель декомпозируется на стратегические подцели (создание устройства, обеспечение точности, обеспечение комфорта и доступности), которые, в свою очередь, детализируются на конкретные технические и пользовательские задачи.

Дерево целей построено для системы «АпноСкан» и состоит из трёх уровней. Уровень 0 – глобальная цель, сформулированная как инверсия исходной проблемы. Она фокусируется на создании инструмента для скрининга, что является ключевым отличием от задачи постановки окончательного диагноза. На уровне 1 выделены три стратегических направления достижения цели: функциональное (создать рабочее устройство), квалиметрическое (обеспечить клиническую значимость данных) и эргономическо-экономическое (обеспечить внедряемость). Уровень 2 содержит конкретные, измеримые задачи, решение которых напрямую ведёт к созданию прототипа: анализ рынка, выбор сенсоров, разработка конструкции, сборка и лабораторные испытания. Такая декомпозиция позволяет чётко планировать ресурсы и оценивать прогресс на каждом этапе исследовательско-конструкторской работы.

2. Базовые свойства системы

Главным базовым свойством является эмерджентность (интегративность) – способность проводить предварительную диагностику СОАС, которой не обладает ни один из её компонентов в отдельности. Это свойство возникает только при интеграции и слаженной работе всех элементов.

Система «АпноСкан» является сложной, что доказывается совокупностью признаков:

1. Целостность и эмерджентность: Функция скрининга – новое качество, присущее только системе в целом.

2. Наличие подсистем: Чётко выделяются аппаратная, программная и конструкторская подсистемы.

3. Структурированность: Связи между элементами (физические, информационные, энергетические) жестко определены.

4. Взаимодействие с внешней средой: Активный обмен с пользователем, врачом, нормативной средой.

5. Иерархичность: Система входит в надсистему (медицинская диагностика) и сама состоит из подсистем.

6. Множественность описания: Может быть описана с технической, медицинской и пользовательской точек зрения.

3. Структура системы.

Объект: Носимый датчик для скрининга апноэ сна «АпноСкан».

Способ декомпозиции: Функционально-конструктивный.

Базовый элемент: Радиокомпонент/микросхема.

Тип структуры: Иерархическая смешанная (древовидная на верхних уровнях, звездообразная на уровне аппаратной платформы с центром в микроконтроллере).

Надсистема: Система домашней медицинской диагностики.

Подсистемы: Аппаратная платформа, Программное обеспечение, Конструкция.

Структура детализирована в таблице, включающей три уровня (подсистема, элемент, свойства). Выбор функционально-конструктивной декомпозиции и базового элемента (радиокомпонент) напрямую увязан с инженерной целью исследования – разработкой работоспособного прототипа. Это позволяет на этапе проектирования рассматривать конкретные технические реализации функций.

Аппаратная платформа включает блок сенсоров (SpO2, потока воздуха, микрофон), микроконтроллер (МК), модуль связи и систему питания. Программное обеспечение состоит из прошивки с драйверами, алгоритмами обработки и менеджером данных. Конструкция объединяет корпус, разъём и крепление. Связи между элементами носят информационный, управляющий, энергетический и структурный характер, обеспечивая целостность системы. Центральная роль МК как управляющего и коммуникационного узла подтверждает звездообразную топологию на ключевом уровне.

4. Особенности внешней среды

Ключевые элементы среды: Пользователь, медицинские учреждения/врачи, конкуренты и рынок, технологическая инфраструктура, нормативно-правовая база.

Социальные факторы: Рост распространённости СОАС, внимание к качеству жизни, цифровизация медицины, низкая осведомлённость населения.

Вывод: Система является открытой – её функционирование невозможно без активного взаимодействия и учёта внешних факторов.

Внешняя среда оказывает прямое и косвенное влияние на систему. Пользователь – источник данных и конечный потребитель, его растущая осведомлённость формирует спрос. Мед. учреждения – надсистема, принимающая данные; тенденция к цифровизации создаёт возможности для интеграции. Конкуренты и рынок задают стандарты и вектор развития. Технологическая инфраструктура определяет возможности элементной базы. Нормативно-правовая база (Росздравнадзор, ФЗ-152) – жёсткий ограничивающий и направляющий фактор, требующий сертификации и обеспечения безопасности данных.

Система «АпноСкан» не может быть изолирована от этой среды. Она должна адаптироваться к её изменениям (например, ужесточению норм), что доказывает её открытость и зависимость от надсистемы.

5. Определение места системы в системе классификаций

Система «АпноСкан» классифицируется как:

1. Сложная (по степени сложности).

2. Искусственная, материальная (по субстанциональному признаку).

3. Прагматическая (по целям).

4. Диагностическая (по функциям).

5. Открытая (по взаимодействию со средой).

6. Динамическая (по степени динамичности).

7. Гетерогенная (по разнородности элементов).

8. Управляемая (с МК и ПО как управляющей частью).

9. Иерархическая смешанная (по виду структуры).

Классификация всесторонне определяет сущность системы. Её сложность и гетерогенность (сочетание «железа», «софта» и механики) требуют междисциплинарного подхода. Явная целеориентированность (прагматичность) на решение конкретной медико-социальной проблемы отличает её от исследовательских систем. Статус диагностического медицинского устройства предъявляет высочайшие требования к точности и надёжности, регулируемые нормами (открытость к правовой среде).

Динамичность отражает её работу в реальном времени. Признак управляемости с выделением объекта управления (сенсоры) и управляющей части (МК+ПО) позволяет применять методы кибернетики и теории управления для оптимизации процессов. Итоговая смешанная иерархическая структура наиболее точно отражает реальную организацию системы, сочетающую подчинение (иерархия) и централизованное взаимодействие (звезда).