![](/user_photo/_userpic.png)
Гайдес М.А. - Общая теория систем. (Системы и системный анализ)
.docВ дальнейшем описательный морфологический анализ организма человека был усилен инструментальными методами исследования. Микроскоп, рентген, компьютерная томография и ультразвук увеличили возможности зрительного и пальпаторного восприятия внутренних органов. Различные биохимические анализаторы заменили и подняли на очень высокий уровень вкусовой и обонятельный анализ параметров организма. Поэтому появился более углублённый, но опять таки эмпирический описательный гисто-биохимический анализ, выявляющий тип поражения тканей соответствующего органа (воспаление, инфильтрат, опухоль, и прочие морфологические нарушения), основанный на описании внешних признаков поражения органов. Опять, что видим, то и пишем. Поэтому в самом названии диагноза звучит и название пораженного органа, и тип поражения – гастр...ит, спондил...ёз, ми...ома, и т.д. Но это не детерминированный и не прогнозирующий, а констатирующий диагноз. Он констатирует уже происшедшее повреждение, в то время как нам нужно его предупредить и не допустить. Констатация факта наличия патологического процесса ставится уже после того, как этот факт имел место быть, потому что мы по-прежнему продолжаем тот же самый морфологический анализ, основы которого были заложены ещё в древности.
Вероятно, этот анализ, лежащий в основе современной медицины, себя уже исчерпал и нужны новые концепции анализа. Более того, нужна новая номенклатурная классификация болезней, основанная уже не на органо-морфологическом, а на системном анализе. Нужно анализировать не органную, а системную патологию. Организм – это цельная и очень тонко сбалансированная система, дисбаланс которой уже является патологией! Чтобы заметить патологию на ранних этапах, когда ещё нет разрушений и патология проявляется только на функциональном, а не морфологическом уровне, мы должны использовать системный анализ, чего делать пока мы ещё практически не умеем.
В оценке клинической ситуации мы всегда опаздываем, потому что можем различать и выделять в организме больного пока ещё только грубые морфологические изменения внутренних органов, которые являются следствием уже обширных разрушений и которые можно распознать современными методами исследования, такими как рентген, компьютерная томография или методами биопсии. Поэтому мы начинаем применять современный «тяжелый арсенал» медицины лишь тогда, когда в организме больного, в его внутренних органах, уже произошли настолько большие «повреждения», что мы можем их заметить.
Если бы это было не так, то не было бы обширной и многочисленной группы тяжелых больных, которые нуждаются в хирургическом лечении и различных пересадках. Само наличие этой группы больных говорит о наших неудачах. Ведь эти больные не «свалились с Луны». Они пользовались услугами современной медицины достаточно длительное время, и лишь когда их состояние доходило до определённой кондиции, принималось решение о выполнении той или иной хирургической коррекции с целью «выкинуть» из организма полностью износившуюся («испорченную») часть какого-либо органа. Как звёзды в своём развитии движутся по линии главной последовательности и с неизбежностью проходят через определённые фазы своего развития, так и многие больные, вступив на «главную последовательность» развития их болезней, несмотря на лечение, а иногда и «благодаря», с неизбежностью движутся через определённые фазы их патологии и, таким образом, «доходят» до крайностей своего состояния, требующих очень серьёзных врачебных манипуляций, включая пересадку внутренних органов. Следовательно, на ранних стадиях болезни современная медицина не смогла им помочь, хотя и проводилось «соответствующее» лечение.
Причины отсталости медицины в том, что она всё ещё является эмпирической и казуистической. Сегодня у медицины нет своей полноценной теории, которая могла бы объяснить текущее состояние больного и дать точный прогноз состояния его организма в будущем. Уровень анализа и прогноза, существующий, например, в физике, нам пока недостижим.
Физика подразделяется на три подвида – экспериментальную (эмпирическую), теоретическую (аналитическую) и практическую (инженерную). Экспериментальная физика добывает факты, теоретическая – их объясняет, а инженерная – их использует. Медицина существует пока в единственном числе. Мы называем её практической (или клинической, эмпирической, казуистической и т.д.), которая, по большому счёту, мало чем отличается от экспериментальной. Нет медицины аналитической, аналогом которой является теоретическая физика, потому что у медицины нет соответствующего аналитического инструмента, подобного физическим теориям с их развитым математическим аппаратом. И нет медицины практической в том виде, в каком это понимается в физике. Каждый клинический случай для врача – это всегда эксперимент, где врач действует скорее на основе своей интуиции, чем на основе трезвого и обоснованного расчёта, подобно инженеру. Мы хотим действовать на основе точных знаний, потому и появилась так называемая «доказательная» медицина. Но это не аналитическая медицина, потому что она пока мало что доказывает и мало чем отличается от обычной конвенциональной медицины, экспериментальной по своей сути.
Сегодня официально признаны и одновременно сосуществуют несколько видов медицины: гомеопатическая, альтернативная, много видов национальной медицины (китайская, филиппинская и т.д.) и конвенциональная, та самая, которую признаёт министерство здравоохранения развитых стран в качестве своего основного инструмента оказания медицинской помощи населению.
Конвенциональная – отвечающая требованиям в связи с принятыми в данный период времени взглядами на её роль и задачи.
Считается, что конвенциональная медицина является сугубо научной и поэтому мы всё или почти всё знаем об организме человека и о его патологических процессах. Все остальные виды медицины являются эмпирическими, т.е., не научными, и мы не знаем, что происходит в организме человека во время лечебных мероприятий, хотя и отмечается благоприятный лечебный эффект. Это объясняется тем, что знания всех не конвенциональных видов медицины были собраны эмпирически, но научный анализ не был проведен.
Вообще говоря, такого разделения на различные виды медицины не должно быть. Если что-то имеет лечебный эффект, это должно быть изучено (подвергнуто научному анализу), доказано и включено в состав конвенциональной медицины. Однако, ввиду не изученности многих эффектов, разделение на различные виды медицины пока ещё имеет место. Возможно, в будущем будет слияние всех видов медицины в одну большую эффективную и универсальную конвенциональную медицину.
Конвенциональная медицина по своей сути и происхождению является европейской, в последнее время сильно модернизированной американским влиянием. Мы помним ещё немецкую медицину с её специфической иерархической лестницей. Но где сегодня есть фельдшера, и кто вообще помнит, что это за должность такая, если даже в Германии медицина подчиняется американским стандартам? Научность европейской медицины объясняется только высоким развитием западной технологии. Если бы, например, Китай опережал Европу в научном развитии, то сегодня, вероятно, китайская медицина была бы более научной, т.е., конвенциональной и принятой за основную в большинстве развитых стран.
Причина отсутствия аналитической медицины – сложность объекта нашего внимания, который без ОТС невозможно понять. Именно в невероятной сложности организма заключается слабость и несовершенство современной медицины. Сегодня методы исследования организма больных чрезвычайно просты и примитивны, хотя в них используются самые высокие технологии современной науки и техники. Нам только кажется, что наши возможности больше, чем они есть. Многие думают, что «заглянув» с помощью ультразвука или компьютерной томографии в сердце мы всё увидим и все проблемы устраним. Но «заглянув» в сердце мы увидим лишь его анатомию, которая у живого организма мало чем отличается от трупа. И даже если мы «заглянем» внутрь миокардиоцитов, то также мало чего увидим того существенного, что поможет нам оценить причины недостаточности сердца. Для этого «смотреть» нужно не на анатомию органов, а на функцию систем организма, потому что ещё до анатомических изменений прежде всего происходят функциональные сдвиги.
Что даёт, например, компьютерная томография, пускай даже и высокого разрешения? Всего лишь информацию о том, что в таком-то органе есть дефект (инфильтрат, деструкция, опухоль и т.д.), т.е., информацию о том, что многие миллионы клеток поражены. Но они уже поражены! А почему они поражены и что привело к этому поражению, компьютерная томография ответа не даёт. В таких случаях врачу остаётся только гадать (строить предположения), что же могло быть причиной данного поражения. При этом иногда два врача могут дать два различных и даже взаимоисключающих заключения. Это нестерпимо.
Есть ещё одна проблема, без успешного решения которой дальнейшее развитие медицины невозможно. Существует огромный объём научной информации в виде научных статей, монографий и сборников, но ни один врач не в состоянии справиться с той лавиной информации, которая уже существует и которую он должен переработать. Плюс к этому ежегодно появляются ещё тысячи научных статей и их накапливается всё больше и больше. Невозможно перечесть все книги и статьи во всех научных журналах, пусть даже и по узкой специальности.
Наше стремление ограничить себя рамками всё более узкой специализации обусловлено нашей способностью (вернее, неспособностью) «переваривать» эту лавину информации. Если бессистемное накопление информации будет продолжаться и дальше, то без разработки способов её анализа и усвоения степень специализации будет увеличиваться всё больше.
Получается порочный круг. Чем больше накапливается информации, тем больше степень специализации. Но чем больше степень специализации, тем меньше степень охвата анализом смежных областей, тем меньше степень понимания патогенеза болезни. Поэтому многие клинические ситуации остаются для нас непонятными.
Если каждый научный факт, описанный в какой-либо статье или книге, образно представить себе в виде кирпича, предназначенного для здания врачебной науки, то сегодня весь объём научной информации представляет собой огромную бесформенную кучу кирпичей, сваленную без всякого порядка. Причина этого – отсутствие полноценной теории медицины. В физике существует теория (теоретическая физика), которая служит своеобразным «архитектурным» планом, поэтому существует прекрасно сложенное «здание» современной физики. В медицине пока такой теории нет, поэтому этой огромной «кучей кирпичей» пока очень тяжело пользоваться.
Невозможно развивать медицину не придумав способа «переваривания» огромной массы информации, которая с каждым днём лавинообразно нарастает. Этим способом может быть только теория функционирования живого организма, а такой теорией может быть только ОТС в приложении к биологии и медицине, потому что любой живой организм является системой той или иной степени сложности. Только такая теория поможет нам чётко представить и определить сами понятия «здоровья» и «болезни», но такой теории пока ещё нет.
Живой организм не является набором органов, как это следует, например, из самой номенклатурной классификации болезней. Живой организм – это система. Болеет не орган, а организм. Этой истине нас учат все медицинские авторитеты. Не бывает изолированного поражения какого-либо органа, потому что всегда в процесс вовлекаются другие органы, сопряженные с пораженным. И болезнь никогда не начинается с морфологических изменений. Ей всегда сначала предшествуют функциональные сдвиги, которые затем и приводят к нарушению морфологии. Чрезмерное давление ломает или разрывает соответствующие структуры, биохимическая атака (токсическая или бактерио-токсическая) «ломает» биохимический баланс тканей и также приводит к различным «поломкам» в них. Температура, радиация и прочие воздействия могут быть нормальным внешним воздействием на организм, но при условии их соответствия возможностям организма противостоять им. Если организм не может противопоставить этим воздействиям ничего, они становятся ненормальными и чрезмерными. Ненормальные и чрезмерные воздействия внешней и внутренней среды в конечном итоге приводят к различным «поломкам» и дефектам в соответствующих органах и тканях и это проявляется в виде различных морфологических изменений (дефектов) в них. Но, морфологические изменения появляются уже после того, как произошли функциональные сдвиги. Поэтому органо-морфологические методы исследования определяют патологию слишком поздно, хотя в оценке клинической ситуации нам нужно опережать, заранее предвидеть и прогнозировать состояние организма больного.
Выявить и правильно оценить клиническую ситуацию можно только если рассматривать организм больного как единое целое. И хотя это признается практически всеми, мы до сих пор не можем сформулировать понятия системной патологии, в отличие от органной, потому что нет соответствующих аналитических инструментов. Если мы признаём, что организм это не набор органов, а система, то мы должны использовать не морфологический, а системный анализ, но пока ещё этого делать не умеем. С университетской скамьи мы слышим это словосочетание – «системный анализ». Но что это такое и как его использовать пока ещё не знаем, потому что тот системный анализ, который нам сегодня предлагают, пока ещё не является аналитическим инструментом.
‹‹Системный анализ в узком смысле – совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного, технического характера›› [35)].
Это определение почти ничего не даёт, потому что оно не конкретно, неопределённо и непонятно, какую совокупность методологических средств необходимо применять для системного анализа. А если нужно принимать решения не по сложным, а по простым проблемам, то можно обойтись и без системного анализа?
«Системный анализ в широком смысле – иногда (особенно в англоязычной литературе) употребляют как синоним системного подхода» [35].
Не смогли справиться с определением самого системного анализа, тогда ищем его определение в системном подходе?
«Системный подход, направление методологии специально-научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем» [26].
Здесь вообще это понятие сужается до «специально-научного познания и социальной практики», хотя он (системный анализ) должен «обслуживать» абсолютно все системы, не только специальные или социальные. И вообще все эти определения напоминают определение «сепурелек» в известном романе С. Лемма: – «Звёздные дневники И. Тихого» («сепурельки» - см. сепулировать; «сепулировать» - см. сепуление; «сепуление» - см. сепурельки...).
«Системный анализ – совокупность методов и средств исследования сложных, многоуровневых и многокомпонентных систем, объектов, процессов, опирающихся на комплексный подход, учет взаимосвязей и взаимодействий между элементами системы» (encycl.yandex.ru-глоссарий.ру).
Что за совокупность, на каких принципах она построена и каких методов? Мы можем определить совокупность методов в определённых конкретных случаях, но это будут только частные случаи. Следовательно, в каждом новом частном случае мы должны «изобретать» эту совокупность снова и снова? А для исследования не многоуровневых и мало компонентных систем использовать системный анализ уже невозможно? Это вообще неверно, потому что нет одноуровневых систем, любая система является многоуровневым объектом (см. далее в «иерархии систем»).
«...далеко не всегда обоснование решений с помощью системного анализа связано с использованием строгих формализованных методов и процедур; допускаются и суждения, основанные на личном опыте и интуиции, необходимо лишь, чтобы это обстоятельство было ясно осознано...» [35].
А если не осознано, то мы не можем применять системный анализ? Но ведь системный анализ нам нужен как раз для того, чтобы осознать систему! И если для анализа привлекать интуицию (субъективный фактор), то чем отличается системный анализ от гадания? Получается порочный круг, потому что нет однозначности понятия «системный анализ». Неопределённость понятия «системный анализ» приводит к тому, что он по своему характеру не тождествен научному исследованию.
«...системный анализ не связан с задачами получения научного знания в собственном смысле, но представляет собой лишь применение методов науки к решению практических проблем управления и преследует цель рационализации процесса принятия решений, не исключая из этого процесса неизбежных в нём субъективных моментов...» [35].
Но для чего нужен системный анализ, если не для получения научного знания? И если предлагаемый системный анализ не исключает субъективных моментов, то у нас вообще нет объективного аналитического инструмента, т.е., нет системного анализа!
Анализ (от греч. análysis — разложение, расчленение) – это всегда классификация явлений по каким-либо признакам (раскладка по «полочкам»).
Органо-морфологический анализ дал классификацию болезней по внешним анатомическим признакам (признакам структуры, строения, формы) – по органному (кардио..., пульмо.., гастро..., и т.д.) и морфологическому (опухоли, воспаления, дефекты строения и т.д.). По существу он является структурным анализом и его основным аналитическим инструментом являются статистические математические модели. Но, как уже было сказано выше, такой анализ себя уже исчерпал.
Чтобы дать определение понятию «системный анализ», сначала нужно дать определение понятию «система». Центральным определением понятия «система» является понятие «цели». Цель является системообразующим фактором.
Причастность понятия цели к системному анализу признается, но только в узком смысле, как цели принятия решений. «...Важнейшие принципы системного анализа сводятся к следующему: процесс принятия решений должен начинаться с выявления и чёткого формулирования конечных целей; необходимо рассматривать всю проблему как целое, как единую систему и выявлять все последствия и взаимосвязи каждого частного решения; необходимы выявление и анализ возможных альтернативных путей достижения цели; цели отдельных подразделений не должны вступать в конфликт с целями всей программы...» [35].
Но если уж привлекается понятие цели к системному анализу в узком смысле, то нужно быть последовательным до конца и применять понятие цели как центральное и определяющее само понятие системы, т.е., в широком смысле!
В таком случае системный анализ является анализом целей системы. Он изучает цель системы и классифицирует подцели её подсистем в соответствии с её иерархией. Для этого он изучает взаимодействие элементов – реакции различных систем организма (потоки, давления, различные силы).
Системный анализ – это классификация подцелей системы, на которые подразделяется её основная генеральная цель.
Это даёт возможность оценки систем. Достаточность или недостаточность взаимодействия элементов системы определяется соответствием между результатом действия системы (актуальной величиной) и её целью (должной величиной). Если система может выполнить заданную ей цель – она достаточна, если не может – она недостаточна.
В приложении к медицине это звучит следующим образом. Если взаимодействия систем (подсистем) организма достаточно для выполнения цели (заданной функции – должной величины), то независимо от силы реакции – это всего лишь реакция организма, а не болезнь. Если взаимодействие элементов недостаточно для достижения цели, то реакция является недостаточной и патологической, потому что системы организма не могут выполнить то, что от них требуется, они перегружены и это приводит к разрушению их элементов, к уменьшению функций систем и к их недостаточности для выполнения заданной цели. Но разрушенный элемент – это ещё не болезнь, а дефект системы. Процесс разрушения элементов и накопления дефектов является болезнью. Т.е., результатом действия систем организма может быть либо нормальная реакция, либо патологическая. В последнем случае это может быть либо на основе дефекта системы организма, либо на основе болезни (определения дефекта и болезни см. далее в соответствующей главе).
Детерминированные (причинно-следственные) математические модели являются основным аналитическим инструментом системного анализа (математическое моделирование). Примером детерминированных математических моделей в технике является, например, баллистика – наука о полёте тела в среде и гравитационном поле. Попадание брошенного тела в цель можно оценить и с помощью статистической математической модели: например, вероятность попадания тела в цель равна 80%. Но, если мы знаем вес тела, силу угол и направление броска, а также множество других дополнительных параметров, таких как вязкость воздуха, направление ветра и др., и у нас есть точная баллистическая формула (детерминированная математическая модель), то можно точно рассчитать место падения тела. На этой модели основано использование артиллерии, запуска ракет, криминалистики и т.д.
Примером детерминированных математических моделей в медицине является, например, формула Фика – зависимость доставки объема кислорода в ткани от кислородной емкости крови и сердечного выброса. По этой формуле можно совершенно точно вычислить значения сердечного выброса левого желудочка и точность будет зависеть только от точности измерения исходных параметров. Детерминированность формулы заключается в жесткой и однозначной зависимости каждого параметра формулы от других её параметров.
Целенаправленность систем играет решающую роль при анализе систем живого организма. Например, в системе кровообращения (СК) есть подсистема (система) стабилизации артериального давления (ССАД), у которой есть вполне определённая цель – поддерживать артериальное давление (АД) на заданном ей уровне. Цель для этой подсистеме задаёт СК (нейронные центры управления СК расположены в продолговатом мозгу). Цель СК – распределить кровоток по всем тканевым регионам организма, и это она осуществляет за счёт определённого баланса между сосудистым сопротивлением микроциркуляторной зоны различных тканевых регионов, сердечным выбросом (СВ) и объёмом циркулирующей крови (ОЦК). АД является результирующей функцией от этих трёх аргументов. Если СК «решила», что нужно поддерживать высокое АД (артериальная гипертония), она задаст эту цель для ССАД, которая «постарается» это сделать. Организм человека управляется по законам автоматики. А автоматика всегда стремится сохранить заданное значение параметра, даже если что-то сбивает его. Если мы «мешаем» ей своими лечебными мероприятиями, она со временем находит обходные пути и прежние лекарства перестают оказывать эффект. Поэтому нам постоянно приходится менять лечение.
Артериальная гипертония (АГ) не является болезнью, а является синдромом, сопровождающим многочисленную группу различных нормальных и патологических состояний организма [15]. Физиологической основой этого синдрома является общая гиперволемия (ОГ, переполнение сосудистого русла жидкостью), повышение общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС) и изменение соотношения между сердечным выбросом (СВ) и ОПСС. В зависимости от того, какой фактор преобладает и в каких условиях, этот синдром может быть нормальной или патологической реакцией сердечно-сосудистой системы на нормальное или ненормальное состояние каких-либо других сопряженных систем, например, мышечной, или мочевыделительной.
У здоровых и спортсменов на пике нагрузки возникает значительное повышение АД, но это же не АГ! Никто не даст спортсмену анти-гипертоническое лечение только потому, что у него на пике нагрузки АД поднимается до 270 мм Hg.
У больных эссенциальной АГ есть ОГ и поражение периферических кровеносных сосудов и у них существует «порочный круг»: повышенное АД ещё больше поражает сосуды, а поражение сосудов ещё больше повышает АД (порочный круг). Это есть истинная гипертоническая болезнь и чтобы прекратить развитие порочного круга необходимо анти-гипертоническое лечение.
У больных с поражениями почек в покое наблюдается высокое АД, и мы говорим – у них гипертоническая болезнь. Но это высокое АД им необходимо для нормального кровоснабжения пораженных почек. Если мы снизим АД, почки не смогут нормально работать, потому что уменьшится их кровоснабжение. Здесь нужно не снижать АД, а лечить почки. Иначе ситуация будет похожа на ту, когда мы постоянно подкачиваем дырявый баллон, вместо того, чтобы закрыть в нём «дырку». Следовательно, у этих больных нет гипертонической болезни, а есть нормальная, хотя и гипертоническая, реакция ССАД в ответ на ненормальности почечного кровотока (нормальная компенсаторная гиперреакция в ответ на гипернагрузку). Если нормализовать почечный кровоток, то и АД само нормализуется. Если мы назначим гипотензивную терапию, ССАД всё равно рано или поздно найдёт обходной путь, чтобы блокировать антигипертоническое лечение и поднять АД, потому что её цель – обеспечить нормальный почечный кровоток.
У больных с сердечной недостаточностью одновременно может быть и АГ как болезнь (ОГ и повышение ОПСС), но из-за слабости мышцы сердца АД может быть «нормальным» (atypical blood pressure), или даже сниженным. Это скрытая АГ, потому что она не проявляется в виде повышенного АД. В таких случаях больные, как правило, не получают необходимого антигипертонического лечения, потому что АД снижено, хотя оно им необходимо, потому что повышенное ОПСС перегружает и без того ослабленный миокард.
В понятие АГ мы обычно вкладываем увеличение давления в артериальной сети. Это видно по классификации АГ, которая была разработана без применения системного анализа и поэтому целиком и полностью базируется на признаке АД (ВОЗ, 1993). При этом в категорию больных по этой классификации автоматически попадают некоторые группы здоровых лиц, и выпадают некоторые группы больных, которые нуждаются в антигипертоническом лечении.
Но, вероятно, мы должны вкладывать в понятие АГ только лишь увеличение тонуса (напряженности) суммарной артериальной стенки (гипертония). Тогда не будет необходимости искать повышения АД, которое при слабости миокарда может быть «нормальным» или даже сниженным, а нужно будет искать признаки увеличения тонуса гладкомышечного слоя суммарной артериальной стенки. И тогда не величина АД будет определителем болезни, а признаки повышения этого тонуса, величина ОПСС, ОГ, наличие синдрома перегрузки миокарда и т.д. [15]. Но для этого нужно разработать соответствующие методы исследования и только в этом случае можно будет дифференцировать истинно гипертонические состояния и выявлять тех больных, у которых эти состояния имеются, и назначать им соответствующее лечение.
Без системного анализа развивать медицину невозможно. Без него мы вообще не можем определить, что же является болезнью (динамическим патологическим процессом), что обычной реакцией организма, что патологический и что дефектом (статическим патологическим состоянием). Есть ощутимая разница между дефектами и патологическими процессами. Если у больного резко снижена проба Тиффно (форсированный выдох, FEV1), это может быть либо из-за бронхиального спазма (реакция бронхов – болезнь), либо из-за деструкции и/или отсутствии части бронхов (дефект). В первом случае мы можем воздействовать на процесс (лечить), снимая спазм бронхов. Во-втором случае не можем воздействовать, потому что не можем «выращивать» разрушенные бронхи. В каждом из этих случаев должно быть различное лечение. Но без системного анализа эти состояния дифференцировать невозможно.