Владимир Живетин - Введение в системную эгологию (эгобезопасность человека)

– томографии, неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта посредством многократного его просвечивания в различных непересекающихся направлениях;

– компьютерной томографии спинного и головного мозга;

– компьютерной ядерно-магнитно-резонансной томографии;

– рентгенодиагностики, когда используются рентгеновские излучения для исследования строения и функций органов и рентгенодиагностики заболеваний;

– картирования поверхности мозга путем визуализации распределения значений различных показателей (на поверхности мозга).

Эти подходы позволяют реализовать топическую диагностику путем определения локализации и распространенности патологического очага в нервной системе с последующей оценкой выявленных при комплексном анализе нарушений функций нервной системы.

Учитывая все сказанное выше, мы провели структурно-функциональный синтез диагностического комплекса согласно принципу минимального риска. Итоги такого синтеза представлены в виде структуры подсистем на рис. 1.12.

Подсистема 4 реализует измерение фактического значения х ф параметра – процесса х ( t ), характеризующего работу контролируемого органа. Если х ф соответствует норме х н , т. е. х ф = х н , то на выходе подсистемы 1 имеем у ( х н ) = у н , т. е. у н ( t ) равен допустимому значению или нормативному. Аналогично, если у ф ( t ) = у н ( t ), то и z ф ( t ) = z н ( t ), т. е. отклонение Δz = z ф – z н ( t ) = 0. При этом система контроля диагностического комплекса может вносить ошибки, когда на выходе подсистемы 4 получаем не х ф , а х изм = х ф + δ х , где δ х – ошибка измерения. В этом случае Δ z = z изм ( t ) – z н ( t ) ≠ 0, и в зависимости от величины ошибки измерения δ х подсистема 1 в процессе идентификации может поставить ложный диагноз.

Рис. 1.12

Для предотвращения такого события, которое следует рассматривать как критическое, необходимо вводить в систему контроля фильтр [5]. В более общем случае использовать подход, изложенный в работе представления контролируемого процесса в виде марковского, затем использовать, например, фильтр Калмана-Бьюси.

Уровни контроля и управления в эгосфере (рис. 1.13):

– подсистема (1) реализует синтез управления для подсистемы (2) по неполным данным;

– подсистема (2) осуществляет анализ управления по неполным данным, корректируя его, согласно целевым функциям;

– подсистема (3) осуществляет реализацию управления, сформированного подсистемой (2);

– подсистема (4) осуществляет контроль итогов управления, оценивает ошибки и близость к Ω кр . Итоги выдает подсистеме (1).

Рис. 1.13

Целевое назначение подсистем в рамках реализации безопасного состояния эгосферы:

– подсистема (1) создает максимум информации для идентификации процессов внутренних и внешних, характеризующих состояние цели эгосферы, корректировку цели, при необходимости;

– подсистема (2) создает методы и средства достижения максимальной близости значений цели фактической и потребной;

– подсистема (3) обеспечивает устойчивость процессов, реализуемых органами;

– подсистема (4) обеспечивает контроль, минимум потерь потенциала, создаваемого формированием областей допустимых и критических состояний.

Потребные свойства, итоги работы подсистем:

подсистема (1) – эффективность;

подсистема (2) – состоятельность (достоверность);

подсистема (3) – минимум отклонений от нормы;

подсистема (4) – несмещенность оценок контроля.

Рассмотрим контроль и управление на следующих примерах:

1) орган, функционирование которого описывается некоторой функцией;

2) клетка – процесс формирования опухоли на системном уровне.

Рис. 1.14

Каждый орган эгосферы обладает определенными функциональными возможностями, посредством которых он совершает преобразование входного процесса y ( t ) в выходной процесс (рис. 1.14). Предположим, орган «заболел» под действием возмущающего фактора V ( t ), либо W ( t ), либо обоих одновременно. В этом случае на выходе органа будет иметь место новый процесс x ( y,t ) = Ф( y,W,V,t ) (рис. 1.15).

Рис. 1.15

Пусть нам известны максимально допустимые x в доп и минимально допустимые x н доп значения x ( t ). Пусть процесс x ( · ) превысил x в доп или опустился ниже x н доп и обусловил болезнь человека.

Наша задача:

– провести медицинское диагностирование болезни, в том числе измерить х , т. е. определить х изм ;

– обнаружив х изм > x в доп или х изм < x н доп , найти факторы риска, обусловившие болезнь;

– согласно существующим значениям организовать такое управление u ( t ) (так, например, лекарственное), которое обеспечит возврат х в Ω доп , т. е. х < x в доп или х > x н доп .

При этом диагностика (контроль) состояния эгосферы может быть реализована:

– путем контроля потенциала θ, который реализует контролируемый орган, т. е. отклонения θ от нормы;

– путем контроля функциональных возможностей, т. е. отклонения Ф( ·) от норм.

Медицинская диагностика организма производится на различных уровнях, каждый из которых обладает погрешностями контроля:

1) терапевтический (температура, анализы крови, мочи и т. д.) – погрешность δ 1 x;

2) амбулаторный – погрешность δ 2 x ;

3) стационарный – погрешность δ 3 x ;

4) специализированная клиника, медико-диагностическая клиника – δ 4 x .

Во всех случаях имели место соотношения

где х изм , х ф – измеренное и фактическое значения параметра контроля и управления.

В процессе медицинской диагностики мы сравниваем х изм с его критическим значением. В силу того, что δ i x изменяется, как правило, от максимума δ 1 x до минимума δ 4 x , мы различным образом будем формировать процесс лечения, и соответственно по-разному будет протекать болезнь. При этом вероятность выхода х в критическую область наибольшая для δ 1 x и наименьшая – для δ 4 x .