Глава 6. Обработка медико-биологических данных

Внедрение в повседневную медицинскую и биологическую практику таких областей современной науки и техники: как те­ория управления, математическое моделирование, вычислитель­ная техника, стимулирует разработку разнообразных методов и средств съема и регистрации экспериментальной информации, способствующая качественному улучшение результатов анализа ме­дико-биологических наблюдений, позволяет синтезировать новые методы машинной диагностики и прогнозирования состояния био­логического организма. Использование современной техники ин­струментальных исследований целостного организма его систем и звеньев в сочетании с математическими и машинными (автоматическими и автоматизированными) методами анализа экспери­ментальной информации способствует решение основных задач, стоящих перед здравоохранением. При этом наряду с улучшением процессов диагностики и лечения становится актуальной задача расширения массового медицинского обследования насе­ления с целью своевременного выявления трудноизлечимых забо­леваний, а также организация по медицинским и психофизиоло­гическим показателям профессионального отбора работников для различной производственной деятельности.

Повышенный интерес к автоматизации получения, анализа биомедицинской информации и принятия решений обусловлен ря­дом причин. Одна из них заключается во внутреннем противоре­чии самой тенденции автоматизации медико-биологических исследований. Эта тенденция обусловлена стремлением, увеличить объем информации о состоянии биологического объекта, сделать эту информацию количественной, объективной, точной. Вместе с тем, увеличение объема регистрируемой информации существенно усложняет ее анализ, приводит к увеличению времени на диаг­ностирование состояния биообъекта, вынуждает специалистов заниматься непроизводительным, рутинным трудом. Рядом иссле­дователей отмечалось, что уже в настоящее время рутинная об­работка информации занимает более 55%времени квалифициро­ванных врачей и среднего медицинского персонала. Поэтому основным движущим фактором автоматизации обработки медико-биологической информации является то обстоятельство, что без автоматизации нельзя повысить качество диагностики состояния биологического объекта.

Несомненным также является обстоятельство, что автомати­зация анализа медико-биологической информации (вплоть до по­становки диагноза и прогнозирования состояния объекта наблюдения) позволит формализовать процедуру обработки экспери­ментальной информации, исключает при принятии решения элемен­ты случайности и субъективности, связанные о индивидуальной квалификацией и опытом врача и исследователя.

Задача автоматизации об­работки экспериментальных данных и предъявления их исследова­телю для принятия решения связана с фундаментальными пробле­мами распознавания образов.

Автоматизированный медико-биологический эксперимент

Применение ЭВМ (особенно ПК) для обработки медико-биологических данных оказывается наиболее эффективным в автоматизированном эксперименте (рис. 6.1).

С помощью датчиков, которые реагируют на изменение того или иного параметра путем преобразования в электрический сигнал, разнообразные характеристики объекта исследования приводятся к единому физическому носителю, причем датчики отводят информацию не только от объекта исследования, но и от среды, в которой объект находится, что необходимо для проведения исследований в определенных условиях. В некоторых случаях должна быть предусмотрена возможность изменения этих условий в соответствии с заданным планом, — такой эксперимент называется управляемым. Такой подход является перспективным, поскольку открывает принципиально новые методические возможности. Однако, пока в большинстве случаев исследователю приходится ограничиться неуправляемым экспериментом, оставаясь в роли пассивного наблюдателя.

Система передачи данных выполняет преобразование информации, которое необходимо для осуществления дистанционной передачи (кодировка, уплотнение, преобразование типа модуляция-демодуляция и т.п.). Качественные показатели, которые не могут быть автоматически измерены, вводятся специалистом.

Отметим два магистральных направления при обработке медико-биологических данных:

1. Замена врача вычислительным комплексом — создание интеллектуальных систем. Это направление выражается в разработке такого программного обеспечения, которое позволяло бы ЭВМ по входным медико-биологическим данным поставить диагноз. Такие системы могут быть использоваться для профилактического осмотра населения с принятием решения типа «болен - здоров». Делаются и более сложные попытки дифференцирования заболеваний, характеризующихся большим набором признаков, имеющих различную вероятность появления в диагностируемых заболеваниях.

2. ЭВМ выполняет формализуемую, трудоемкую работу по обработке и представление полученных данных, а на врача (исследователя) возлагается творческий процесс диагностики — интерактивные системы. Обработка информации занимает, по оценке специалистов, 20 — 30 % рабочего времени. Такие системы дают неожиданные возможности как по обработке информации, так и по представлению данных.

Использование ЭВМ для обработки медико-биологических данных исходит из того, что никакая, даже самая совершенная система не может, да и не должна заменить врача в ходе диагностического или лечебного процесса. Именно за врачом остается решающее слово при окончательной интерпретации результатов автоматизированной обработки данных и принятия решений о проведении тех или иных лечебных мероприятий. Автоматизированные системы обработки данных должны обеспечить наибольшее раскрытие творческого потенциала врача.