|
Оглавление
Предисловие
Книга является пособием для использования полипараметрической информационной технологии в превентивной медицине. Полипараметрическая технология основана на средствах информатики с использованием алгоритмов искусственного интеллекта и методов распознавания образов. Русло предлагаемой монографии – обзор современных научных данных по методологии и методам превентивной медицины и представление собственных многолетних технологических разработок и полипараметрической оценки влияния различных внешних факторов на функциональное состояние человека. Разработанный авторами полипараметрический метод является приоритетным, так как позволяет осуществлять системный анализ многомерных данных и измерение информационных связей физиологических процессов в режиме онлайн. Для этих целей авторы привлекли интеллектуально-образное моделирование физиологических процессов с использованием средств когнитивной графики и методов распознавания образов. Находясь в общем русле визуализации научных исследований, это направление открывает новые возможности анализа многомерных данных. Суть полипараметрических методов состоит в регистрации электрофизиологических процессов, параметризации их, матричном описании функциональных состояний организма или физиологических систем унифицированным набором параметров осцилляторных процессов, использовании средств искусственного интеллекта и методов распознавания образов для анализа многомерных данных. Принципиально новым в функциональной диагностике является системный подход к определению и оценке соотношения параметров, которые выступают как новые признаки функционального состояния организма. Апробация полипараметрической технологии проведена при полипараметрическом обследовании студентов в поликлинических условиях. Авторы формируют новую концепцию превентивной медицины на основе опыта, полученного в ходе использования полипараметрического метода в условиях городской поликлиники. Суть ее состоит в определении состояния здоровья как уровня адаптационных процессов, т.е. диагностики индивидуального адаптационного синдрома, в индивидуальном, адекватном адаптационному синдрому, выборе средств коррекции и контроле эффективности их воздействия на организм в условиях мониторинга функционального состояния. Концепция реализуется новой информационной полипараметрической технологией функционально-диагностических исследований и мониторинга функционального состояния организма. Книга планировалась как расширенные методические рекомендации по использованию полипараметрической технологии и предназначена для врачей поликлиник, оздоровительных центров, пансионатов, а также для научно-исследовательских работников и разработчиков новых технологий. Введение
Долголетие человека, сохранение его активности как в молодом, зрелом, так и в пожилом возрасте целиком определяется уровнем адаптационных возможностей организма, т.е. способности осуществлять в различной степени адекватности среде обитания биологические и социальные функции. При достаточной адекватности этих функций следует говорить о достаточности адаптационных процессов организма, т.е. в конечном итоге об удовлетворительном состоянии индивидуального здоровья. Изучению изменений функционального состояния человека в процессе адаптации к тем или иным факторам посвящено огромное число работ. Однако донозологическая диагностика стадий развития адаптационных процессов во всем их огромном индивидуальном разнообразии стоит в числе сложнейших проблем современной медицины. Существующий медико-технологический арсенал средств до сих пор не решает столь сложной проблемы, несмотря на компьютеризацию многих методов физиологических исследований. Более того, системные исследования последних лет показали, что такая диагностика невозможна на основе одного показателя и даже ряда показателей, необходима характеристика и оценка совокупности функций кардиоваскулярной, т.е. наиболее жизненно важной системы и ее регуляции. Для этого необходимы научно обоснованные критерии оценки многомерных данных в их совокупности, что возможно лишь при междисциплинарном подходе и системном анализе. Одной из приоритетных проблем для новой концепции здравоохранения является осуществление доступности и сравнимости оценки и наблюдения состояния здоровья в первичном звене здравоохранения. Очевидно, что решение этой проблемы возможно только на основе разработки новой информационной технологии диагностики здоровья, которая была бы сопоставима с существующей функциональной диагностикой в клинике и которая была бы приемлема для исполнительных и законодательных структур и выполнения политических обязательств государств, несущих ответственность за здоровье своих народов. Современное развитие концепции превентивной медицины основано на системном подходе в донозологической диагностике функционального состояния человека в соответствии со стадиями развития адаптационных процессов как уровня здоровья и его коррекции и реабилитации физическими, метаболическими и фармакологическими средствами. Донозологическая диагностика превентивной медицины должна отвечать определенным медицинским, социальным и экономическим требованиям: она должна быть экспрессной, неинвазивной, сравнимой с другими медицинскими методами, надежной, воспроизводимой, фундаментально обоснованной и апробированной на достаточно широком контингенте людей, экономически оправданной. Все это диктует необходимость поиска новой методологии для междисциплинарных исследований данной проблемы, которую следует определить как проблему интегративной информационной физиологии. Ключевым аспектом информационных систем является определение отношений элементов внутри системы и функциональных отношений со средой. Знакомство с состоянием этой проблемы (Анализ систем на пороге XXI века, 1996) убеждает в огромных возможностях системного анализа и в то же время показывает большие трудности изНза сложности используемого при этом математического аппарата. Бурное развитие во всем мире методов визуализации научных исследований показало, что математические концепции могут быть легко поняты в визуализированном виде, описательном и символическом. Именно поэтому мы уделили особое внимание интеллектуальным методам и образному моделированию информационных систем, которые открывают перспективу для новых направлений исследований в физиологии: 1) моделирования информационных систем живых объектов на основе образных интеллектуальных систем, 2) разработки методов поддержки принятия диагностических решений при анализе физиологических многомерных данных на основе фрактальной геометрии и общих принципов симметрии. Осуществление этих направлений возможно лишь при комплексном междисциплинарном подходе. Нами сформулирован интегративный подход как объединение принципов системного, информационного и симметрийного подходов в общий системно-информационный подход к анализу сложных саморазвивающихся систем – живых организмов. При таком подходе уровень здоровья человека раскрывается через совокупность характеристик его функционального состояния в соответствии со стадиями развития стресса (Селье Г., 1976; Баевский Р.М., 1979). На этой основе оказалось возможной разработка полипараметрических методов диагностики состояния здоровья человека с дальнейшей их апробацией в клинических условиях и условиях реальной деятельности человека. Эта диагностика соответствует весьма жестким условиям практического использования – она достаточно быстрая, неинвазивная, экономически необременительна для населения. Наши многолетние исследования по разработке полипараметрических методов с использованием визуализированных спектров многомерных физиологических реакций и методов распознавания образов в исследованиях физиологически активных веществ в эксперименте на животных и вегетотропных препаратов в клинике (Дмитриева Н.В. и др., 1987, 1988, 1989), показали возможности анализа геометрических образов на содержательном уровне. При этом имеет место значительное снижение математических трудностей при их классификации и исследовании закономерностей соотношения параметров функций в их совокупности. Этот опыт работы показал, что с помощью полипараметрической системы можно определять сдвиг функционального состояния животных под влиянием химического или физического фактора; определять локализацию и преимущественный характер действия вещества и физического фактора; проводить экспрессную сравнительную оценку физиологической активности веществ при различных путях введения в широком диапазоне концентраций; выявлять физиологическую доступность веществ; проводить оценку комбинированного действия веществ. Значительным преимуществом является быстрота метода и его экономичность. Моделирование функциональных состояний с помощью физиологически активных веществ с различным механизмом действия показало, что наряду с неспецифическим уровнем функционального состояния организма в соответствии со стадией развития адаптационного синдрома, образы имеют выраженный паттерн, т.е. выраженную специфичность действия. Используя определенные приемы для классификации, удается получить конкретные представления о клеточно-молекулярных механизмах, лежащих в основе изменения функционального состояния организма и манифестации эффекта. Применяя, например, метод "обучение с учителем" и имея в своем распоряжении достаточный банк данных, содержащий сведения о первичных механизмах действия некоторых классов веществ, достигается распознавание локализации и характера действия физиологически активного вещества. Это дает основание для диагностики механизма возникновения изменений функционального состояния и ответа на вопросы какие органы и системы определяют общее функциональное состояние организма. Находясь в общем русле современной визуализации научных исследований, полипараметрические методы открывают новые возможности анализа многомерных данных с порождением новых знаний, выявляют новые закономерности во взаимодействии и взаимоотношениях элементов системы. Полученные результаты позволили экспериментально и математически обосновать использование в качестве алфавита для описания функционального состояния организма унифицированный набор параметров комплекса электрофизиологических показателей, разработки моделей для анализа множественных функциональных состояний человека, разработки полипараметрических методов для функционально-диагностических исследований в клинике и на производстве. О редакторе
 Дмитриева Нина Васильевна Доктор медицинских наук, профессор, академик Международной академии наук и Международной академии информатизации, член Российской ассоциации искусственного интеллекта, а также русской секции Института инженеров электротехники и электроники (IEEE). Эксперт федерального уровня по электрофизиологии и информатике, автор более 300 публикаций, 18 изобретений и двух открытий.
Nina V. DMITRIEVA M.D., professor, academician of the International Academy of Informatization and the International Academy of Sciences, member of the Russian Association for Artificial Intelligence, expert on electrophysiology and informatics, author of more than 300 publications, 18 inventions and 2 discoveries. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||