"קיברנטיקה רפואית": מומחיות. מהי קיברנטיקה רפואית. קיברנטיקה רפואית

קיברנטיקה רפואית- ענף בתחום הקיברנטיקה החוקר את תהליכי ניהול ועיבוד המידע באורגניזמים חיים ובקבוצות אנשים בהתאם למשימות של טיפול ומניעת מחלות וכן ניהול שירותי בריאות.

קיברנטיקה

קיברנטיקה - אני

בתרופה. קיברנטיקה היא המדע של חוקים כללייםניהול במערכות מכל סוג שהוא - ביולוגי, טכני, חברתי. מושא המחקר העיקרי בק' הוא מערכות קיברנטיות, הנחשבות ללא קשר לאופי החומרי שלהן. השיטות של ק' מתפתחות יחד עם תורת המערכות הכללית, התאוריה שליטה אוטומטית, שיטות מידול מתמטיואחרים חוקי שליטה כלליים ומאפיינים כלליים של מערכות מיושמים בתחומים ספציפיים: אובייקטים ביולוגיים נלמדים בביו-קיברנטיקה, מערכות רפואיות ושיטות שליטה במצב הגוף - בקיברנטיקה רפואית וכו'.

מתווה היסטורי. חדירתן של שיטות קיברנטיות לביולוגיה ולרפואה החלה לאחר פרסום הספר Cybernetics, או בקרה ותקשורת בבעלי חיים ומכונות ב-1948 מאת המתמטיקאי האמריקני N. Wiener, שסימן את הופעתה של הקיברנטיקה כמדע. בספר זה נחשפה לראשונה המשותף של תהליכים בטבע ובטכנולוגיה, ומספר מושגים ראשוניים של ק' התבססו על תצפיות על עצמים ביולוגיים. בארצנו הואטה התפתחות מדעי המחשב בצורה בלתי סבירה; הוא הוכרז פסבדו-מדע בורגני, אם כי ללא קשר לכך, הכיוון היישומי של מדעי המחשב - פיתוח מחשבים ביתיים והמערכות הקיברנטיות הראשונות - בוצע בהדרכתו של מדעי המחשב. אקדמאי ש.א. לבדב מאז 1949. בסוף שנות ה-50. מעמדו ההוגן של ק' במערכת המדעים הוחזר, ובשנת 1959, באמצעות מאמציו של האקדמיה א.י. ברג בנשיאות האקדמיה למדעים של ברית המועצות, הוקמה מועצה מדעית עבור בעיה מורכבת"קיברנטיקה". אחד מ כיוונים חשוביםעבודת המועצה הייתה פיתוח הקיברנטיקה הביולוגית והרפואית. תפקיד חשוב בפיתוח הקיברנטיקה הביולוגית והרפואית בברית המועצות מילא V.V. לרין ונ.מ. עמוסוב.

בארצנו בשנות ה-60. מערכות רפואיות אוטומטיות ניסיוניות כבר פעלו. מערכת האבחון מבוססת המחשב הראשונה בברית המועצות נוצרה בשנת 1964 במעבדה לקיברנטיקה של המכון לכירורגיה. אָב. וישנבסקי. מערכת זו אבחנה אוטומטית מומי לב מולדים. בשנת 1969 במכון לניתוחי לב וכלי דם. א.נ. באקולב פיתח מערכת לאבחון אוטומטי של נזק למסתמי הלב.

בשנת 1970, במכון המחקר להיגיינה חברתית ובריאות ארגון. על. סמשקו יצר את מערכות הבקרה האוטומטיות הראשונות (מערכת בקרה אוטומטית), ובשנת 1972, במסגרת "בית החולים" של ACS, הופעל ה-ACS הראשון בברית המועצות. מטרה רפואית"בֵּית מִרקַחַת". עד אמצע שנות ה-70. פותחו מערכות אוטומטיות לשימוש במרפאה (מערכת מוניטור-מחשב "סימפוניה" לניטור מצבו של המטופל במהלך ניתוח כירורגי - 1973, מערכת אוטומטיתהבטחת החלטות הרופא ASORV - 1974).

מאז 1969 נלמד קורס אופציונלי "יסודות הקיברנטיקה הרפואית" במספר מכונים רפואיים, ובשנת 1979 הפקולטה לרפואה וביולוגיה של המכון הרפואי השני במוסקבה על שמו. נ.א. פירוגוב סיים את רופאי הקיברנטיקה הראשונים בברית המועצות.

מאז אמצע שנות ה-80. שיטות קיברנטיות ברפואה ובבריאות הופכות נפוצות יותר. צצים מרכזי אבחון אוטומטיים, מערכות בדיקות רפואיות ובדיקות רפואיות של האוכלוסייה. בבתי חולים גדולים נוצרות מערכות אוטומטיות לעיבוד נתונים רפואיים, מתבצעת הנהלת חשבונות ממוחשבת של קופת המיטה, משרדי קבלהרישום קבלת החולים מתנהל על בסיס מחשב .

עד סוף שנות ה-80. במוסקבה לבדה, כמה אלפי רופאים ועובדים רפואיים קיבלו גישה ישירה למחשבים. למשל במכון לכירורגית לב וכלי דם. א.נ. בקולב, שם פותחה ומתפקדת מערכת של תיאורי מקרה אוטומטיים, ב-1988 עבדו יותר מ-400 רופאים עם מחשבים.

בְּ השנים האחרונותתפקידו ומקומו של ק' במערכת המדעים השתנו. הסתעפות אינפורמטיקה ממנה (ראה אינפורמטיקה, כתחום פעילות מדעי ומעשי עצמאי, שספג את הבעיות של יצירה ושימוש באמצעים מדעי המחשב, החזיר את ק' למהלך הקלאסי שלו - מדע חוקי השליטה הכלליים.

מושגי יסוד של קיברנטיקה. ק' חוקר את תהליכי השליטה המתרחשים בחיות בר, אובייקטים טכניים, חברתיים ואחרים. נושא הלימוד העיקרי הוא המערכת - קבוצה של אלמנטים היוצרים מבנה מסוים שמתפקד להשגת מטרה כלשהי.

קיברנטיקה חוקרת את התכונות הכלליות של מערכות, בעיקר במונחים של דרכים לשלוט בהן. תפקיד מיוחד ביישומים הביולוגיים והרפואיים של CT ממלאים מערכות דינמיות שבהן מתרחשים שינויים לאורך זמן. שינויים מהותיים. מרכיבי המערכת והקשרים ביניהם יוצרים את המבנה שלה. ביטוי חיצוניתכונות הטבועות במערכת, תהליכים האופייניים לה הם פונקציה של המערכת. יכולתן של מערכות לשמור על מבנהן ותפקודן בתנאים משתנים מאופיינת במושגים של אמינות ויציבות. תחת יציבות המערכת להבין את יכולתה לאורך זמן לחזור למצב המקורי (או קרוב אליו) לאחר כל הפרעה.

בשלבים הראשונים של התפתחות המחשבים תוארו מערכות בשיטת הקופסה השחורה - תיאור המערכות בצורה של ממיר אותות כניסה לאותות פלט בעלי מבנה פנימי נסתר. הרעיון של קופסה שחורה התברר כלא מספק לתיאור מערכות דינמיות, שכן זה לא לוקח בחשבון את המאפיין החשוב ביותר שלהם: אופי ההמרה של אותות כניסה לאותות פלט משתנה בהתאם למצב הפנימי הנוכחי של המערכת. לכן, השיטה של מה שנקרא מרחב המצב, שבו המערכת מיוצגת לא רק על ידי קלט ופלט, אלא על ידי שלושה מאפיינים - קלט, מצב ופלט, התפשטה בק' (ראה שיטות מתמטיות).

שימור של השונות של מצב המערכת תחת פעולת הפרעה נקרא הומאוסטזיס. המושג הומאוסטזיס נמצא בשימוש הנפוץ ביותר בניתוח מערכות פיזיולוגיות. בניגוד ליציבות הרגילה (החזרת המערכת למצבה המקורי לאחר הסרת ההפרעה), הומאוסטזיס משמעו שימור המצב המקורי (או קרוב אליו) של המערכת גם בזמן פעולת גורמים מטרידים.

אחד התפקידים החשובים ביותר של מערכות הוא בקרה. מטרות הניהול יכולות להיות שימור המבנה, שמירה על הומאוסטזיס, יישום סוגים שונים של תוכניות. כאשר מערכות מסונתזות ב-K, משתמשים גם במונחים אחרים הדומים במשמעותם למושג שליטה, למשל ויסות (בפרט, פיזיולוגי) וויסות ( צורות פשוטותבקרה, בעיקר במערכות טכניות).

הניהול יכול להתבצע או לחלוטין ללא התערבות אנושית - אוטומטית, או על ידי אדם המשתמש אמצעים טכניים(לדוגמה, טכנולוגיית מחשב) - אוטומטית (ראה מערכות בקרה אוטומטיות (מערכת בקרה אוטומטית)). נכסים כללייםמערכות מנוהלות, כולל ומערכות בקרה אוטומטיות נלמדות על ידי שיטות של תורת הבקרה.

המושג המוביל של K., בשימוש נרחב ברפואה ובביולוגיה, הוא משוב. אם במערכת כלשהי ניתן לבחור את כיוון העברת האות "ישיר", כלומר. מהכניסה של המערכת ליציאה שלה, אז כל שידור של אותות בכיוון ההפוך (מהפלט לקלט) נקרא משוב. במערכות ביולוגיות ורפואיות, ככלל, ניתן להבחין בקשרים רבים קדימה ואחורה. לכן, על מנת לפשט, מנתח במערכת רק המעגל הראשי (לעיתים נחשב ליחיד) מָשׁוֹב. משוב יכול להיות חיובי (כאשר האות החוזר מהפלט לכניסה מגביר את השפעת פעולת הקלט) או שלילי (כאשר אפקט זה פוחת). משוב חיובי בדרך כלל תורם לאובדן היציבות במערכת, בעוד משוב שלילי מגביר את היציבות ומבטיח שמירה על הומאוסטזיס.

במערכות ביולוגיות, במיוחד בגוף, מתרחש משוב שלילי ב צורות שונות, ולמנגנוני היישום שלו יש אופי שונה - הומורלי, עצבני וכו'.

הצורה הפשוטה ביותר של משוב שלילי בק' היא משוב אי התאמה (איור 1). הערוץ קדימה מיוצג על ידי כניסת השרשרת - בקר - אובייקט - פלט, משוב - שידור אות הפלט V מפלט המערכת לקלט. אם אות הכניסה שווה ל-X (כל ערך קבוע של אות הכניסה נקרא הגדרה), ואות המוצא Y אינו שווה לו, אזי מופיע במערכת אות אי התאמה = X - Y. אות זה מוגבר על ידי הבקר והומר לאות בקרה C, המוזן לכניסת האובייקט, משנה את מצבו עד להיעלמות אי ההתאמה. במקרה זה מושג היחס הרצוי Y - X. אם ההפרעה V פועלת על המערכת, יחס זה יופר, ומנגנון המשוב יפעל שוב, ויחזיר את הערך שהשתנה לרמה שצוינה.

דוגמה לניתוח שליטה באמצעות משוב שלילי בגוף יכולה להיות תהליך הכוונה של היורה (X הוא מיקום מרכז המטרה, Y הוא מיקום הכוונת הקדמית, הרגולטור הוא מערכת העצבים המרכזית, השליטה החפץ הוא ידו של היורה עם הנשק). פידבקים שליליים כאלה או דומים אופייניים לבקרת תנועה באופן כללי.

צורה נפוצה נוספת של משוב שלילי במערכות מכל טבע היא משוב פרמטרי, כאשר אות המוצא משנה כל מאפיינים (פרמטרים) של אחד הקישורים של הערוץ הישיר - הרגולטור (איור 2). דוגמה לסוג זה של משוב שלילי יכול להיות אחד ממנגנוני הויסות האוטומטי במחזורים ביוכימיים - דיכוי התוצר הסופי של תגובת הסינתזה של אחד המבשרים.

קיברנטיקה ביולוגית ורפואית. יישום השיטות הקיברנטיות לניתוח מערכות ביולוגיות מיושם במסגרת הביוקיברנטיקה, ומכלול המשימות הקשורות לבקרת תהליכים בגוף (כולל משימות אוטומציה של אבחון וטיפול, הכנסת שיטות ממוחשבות לתוך עבודת הצוות הרפואי) ובמערכות סוציו-אקונומיות להגנה על בריאות הציבור נפתרת במסגרת ק' רפואית. נושאי מחשוב הרפואה הקשורים לעיבוד מידע ביו-רפואי מכונים כיום אינפורמטיקה (מדעי המחשב).

מחקר ביוקיברנטי מתבצע בשני כיוונים עיקריים. ראשית, יותר ויותר שיטות מתקדמות לעיבוד מידע מפותחות ומשמשות למדידת אותות ביולוגיים וקבלת נתונים אחרים על מצבן של ביו-מערכות. שיטות עיבוד סטטיסטיות (ניתוח מתאם, שיטות סיווג אוטומטיות וכו') נמצאות בשימוש נרחב. שיטות אלו משמשות גם לניתוח כמויות גדולות של מידע המתקבלות כתוצאה מניסויים ביו-רפואיים, בעת פתרון בעיות אבחנה מבדלת, בסטטיסטיקה רפואית (ראה שיטות מתמטיות).

שנית, הפיתוח של שיטות ביו-קיברנטיקה הולך בדרך של יצירת תיאורים פורמליים של מערכות ביולוגיות, כלומר. בניית המודלים שלהם (מתמטיים או לוגיים). לפיכך, מידול מתמטי של מערכות דינמיות בעזרת משוואות דיפרנציאליות. המונח "דוגמנות" משמש ב-K. כדי לתאר שני תחומי מחקר הקשורים זה לזה של מערכות. מודלים מובנים כתהליך של פיתוח תיאור מתמטי של אובייקט. ידועים, למשל, המודלים של גיטון למערכת הדם, מודל ה-thermregulation של Stolviyk ועוד.. נוצרו מודלים כמעט לכל המערכות הפיזיולוגיות של הגוף, רבות תהליכים פתולוגיים, מודלים של מערכות אקולוגיות, התנהגות אוכלוסיות אנושיות ומערכות להגנת בריאות.

בנוסף, המונח "מודלינג" פירושו תהליך של לימוד מערכת בעזרת מודלים מתמטיים (המושג של ניסוי חישובי שווה ערך בתוכן). המהות של ניסוי חישובי היא שבעזרת מחשב נפתרות שוב ושוב משוואות מתמטיות המתארות את תכונותיו של עצם ביולוגי בתנאים שונים ואת תגובתו להשפעות חיצוניות, ואת התוצאות. אפשרויות שונותהפתרונות מוצגים בצורה נוחה לחוקר. הנתונים המתקבלים כתוצאה מניסויים חישוביים מנותחים על ידי מומחים באותו אופן כמו התוצאות של ניסויים ביו-רפואיים קונבנציונליים.

מטרות המידול הן ניסוח וביסוס של הנחות לגבי תכונות של עצמים ביולוגיים (ניתן לבחון את ההשערות שהועלו בניסוי נוסף); תחזית והערכה של השפעתם של גורמים חיצוניים ופנימיים שונים על מערכות ביולוגיות (ניבוי פעולת תרופות, הערכת יעילות השימוש באמצעים טכניים היפותטיים או אמיתיים, כגון איברים מלאכותיים); פיתוח מודלים להכללה במערכות רפואיות ממוחשבות (לדוגמה, בניית מודל מתמטי של תהליכים פיזיקליים מסוימים ברקמות תחת פעולת קרינה לשימוש בטומוגרפיה ממוחשבת).

מספר כיוונים מדעיים צמודים לביוקיברנטיקה: ביוניקה - מדע החוקר את תכונות האורגניזמים במטרה לשחזר אותם במערכות טכניות; פסיכולוגיה הנדסית, העוסקת ביצירת מערכות טכניות המתואמות בצורה הטובה ביותר עם היכולות והיכולות הפסיכולוגיות של השולט בהן; פיזיולוגיה הנדסית, שמטרתה ליצור מערכות טכניות לשמירה על חיי ויכולת העבודה של הגוף או מערכות פיזיולוגיות בודדות.

מדיקל ק' עוסקת בפיתוח ושימוש במערכות בקרה ברפואה ובריאות. במסגרתו שיטות לאבחון ותיקון תהליכי חייםבגוף (אבחון וטיפול ממוחשב, שיטות שליטה במכשירים ומכשירים של ציוד רפואי), פיתוח ויישום שיטות לניטור וניהול מצב הבריאות ברמת האוכלוסייה (ניהול אמצעי מניעה ואנטי-מגיפה), פוזות ו פתרון בעיות ארגוניות של הגנה על בריאות הציבור ומשימות ניהול בריאות.

אחת הדרכים להשתמש בשיטות קיברנטיות ברפואה היא פיתוח מערכות בקרה אוטומטיות (ACS). מערכות רפואיות אוטומטיות מגבירות את היעילות והאפקטיביות של עבודתם של רופאים וצוות רפואי אחר. מערכות ממוחשבות של בדיקה קדם-רפואית וסקר אוכלוסיה, שיטות אבחון ממוחשבות, ניהול יומני קליטת חולים והתייחסות למספר המיטות במוסדות רפואיים הולכות ותופסות תפוצה, מערכות של שמירת רשומות רפואיות מפותחות ומיושמות. . הודות להכנסת מערכות בקרה אוטומטיות, מוסדות רפואיים (בתי חולים, מרפאות, מרכזי טיפול) עוברים לטכנולוגיות מידע חדשות: כל עיבוד המידע הרפואי בתוך המוסד מתבצע בצורה ללא נייר. הצוות הרפואי ישירות ממקומות עבודתו מכניס מידע למחשב, מקבל את תוצאות העיבוד שלו על מסך התצוגה, בעל גישה למאגר מידע משותף. על הנייר (השגת מה שנקרא עותקים מודפסים), המידע מוצג רק במקרים נחוצים, למשל, בעת הוצאת תמציות או מסמכים למטופל, לצורך עריכת טפסי דיווח מסוימים.

מקום העבודה של עובד רפואי, עליו מותקן מחשב אישי או מסוף של רשת מחשבים בודדת, המאפשר גישה למאגרי מידע ועבודה איתם, נקרא מקום עבודה אוטומטי (AWS) של רופא. פיתוח תחנת העבודה מתמקד ביצירה עוזר אינטליגנטילפיכך, המחשב פועל לא רק כאמצעי לאחסון ולהצגה של המידע הדרוש, אלא גם לוקח על עצמו פונקציות רבות שהוקצו בעבר לאדם (לדוגמה, הוצאת מרשמים עם בדיקה אוטומטית של תאימות תרופות). לעוד מצבים קשיםקיימים מערכות מיוחדותתוך שימוש בידע ובניסיון של מומחים. מערכות מומחים מאפשרות לקבל המלצות רפואיות ומסקנות הגיוניות גם כאשר האלגוריתם לפתרון הבעיה אינו ידוע, ובמידת הצורך להסביר את הסיבות לקבלת החלטות והמלצות בשפה מובנת למשתמש.

נקודות מבט.האמצעים העיקריים להחדרת שיטות קיברנטיות לרפואה הם מחשבים ותוכנות נלוות. פיתוח והפחתה בעלות טכנולוגיית המחשב, הגדלת אמינותם, הפצה מחשבים אישיים, המורכבות הגוברת של האמצעים והשיטות המשמשים בפרקטיקה הרפואית הם הסיבות לאלגוריתם של תחומי רפואה רבים ולשימוש במחשבים בהם. שיטות ממוחשבות נמצאות בשימוש נרחב במספר מרכזי מחקר וקליניים במוסקבה, לנינגרד, קייב, ברנאול וערים נוספות.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה: Vorobyov E.I. וכיטוב א.י. קיברנטיקה רפואית, מ', 1983; פיזיולוגיה הנדסית ומידול של מערכות גוף, עורך. V.N. נובוסלטצבה, נובוסיבירסק, 1987; נובוסלטסב V.N. תורת הבקרה והביוסיסטם, מ', 1978; יסודות הפסיכולוגיה ההנדסית, עורך. ב.פ. Lomova, M., 1986; טיכונוב א.נ., ארסנין וי. וטימונוב א.א. בעיות חשבוןטומוגרפיה ממוחשבת, מ., 1987.

המדע של ניהול ועיבוד מידע בכל מערכות: ביולוגיות, טכניות, כלכליות, בקבוצות של אנשים וכו'.

מילון אנציקלופדי תנאים רפואיים M. SE-1982-84, PMP: BRE-94, MME: ME.91-96

רפואת CYBERNETICS(יוונית, kybernetike, אומנות הניהול) הוא מדור בקיברנטיקה החוקר את תהליכי הניהול והעיבוד של מידע באורגניזמים חיים וקבוצות של אנשים, המשמש בפתרון בעיות של מניעה וטיפול במחלות, כמו גם בעיות ניהול בריאות. . בשל המורכבות יוצאת הדופן של התיאור המתמטי של דפוסי התפקוד של פיציול בודדים, מערכות והגוף בכללותו, מנגנוני הפיתוח, תהליכים או תיאורי תהליכים דבש. בשירות קבוצות גדולות של האוכלוסייה, הפיתוח האינטנסיבי של טכנולוגיית המחשב החל רק לאחר יצירת מחשבים מהירים עם כמויות גדולות של זיכרון (ראה מחשב אלקטרוני).

פיתוח עקרונות חדשים להשגת מידע על מצבם של פיציולים שונים נכלל במשימותיו של ק.מ. מערכות והגוף בכללותו; פיתוח שיטות חדשות להשפעה על אורגניזם ומערכותיו כדי לשכב. מטרות, לרבות שיטות הכרוכות בהחלפה קצרת טווח או ארוכת טווח של איברים טבעיים באיברים מלאכותיים; פיתוח שיטות לניהול מערכת הבריאות הציבורית. בעיות של תכנון רובוטים ויצירת בינה מלאכותית (ראה) קרובות לבעייתיות של ק.מ.

תחילת הפיתוח האינטנסיבי של ק.מ בברית המועצות קשורה בשמות של מדענים שתרמו תרומה משמעותית לפיתוח רעיונות נפוציםקיברנטיקה - A. I. Berg, A. A. Lyapunov, כמו גם מדענים רפואיים - P. K. Anokhin, N. M. Amosov, H. N. Blokhin, A. A. Vishnevsky, V. V. Larin ואחרים. מהמומחים הזרים שעשו הרבה בשלב הפיתוח הראשוני של ק.מ. , קודם כל צריך למנות את וינר (נ' ווינר), ביילי (נ' ביילי), ברטלנפי (ל' ברטלנפי), אשבי (ו' אשבי) .

ניתן לייחד שני כיוונים עיקריים בהתפתחות ק.מ. הראשון שבהם קשור למחקר בתחום הזיהוי, המודל והבקרה של תהליכים המתרחשים בגוף בתנאים נורמליים או פתולוגיים. הכיוון השני מכסה עבודה בפיתוח מערכות מידע ומערכות בקרה אוטומטיות (ראה מערכות בקרה אוטומטיות) המיועדות לניהול במערכת הבריאות ברמות שונות - ממוסדות בודדים (מרפאה, בית חולים, תחנת אמבולנס ועוד) ועד לארגונים האחראים על מצב הבריאות של אוכלוסיית מדינות בודדות ויישום תוכניות מדעיות בינלאומיות בתחום הרפואה.

משימת עבודת הכיוון הראשון כוללת, בפרט, פיתוח שיטות לאבחון מחלות באמצעות אלגוריתמים מיוחדים לזיהוי תבניות (ראה אלגוריתם, אלגוריתם אבחון) ושימוש בכמויות גדולות של דבש המאוחסנות בזיכרון המחשב. מידע בשלב של לימוד ביצוע אבחון, ולעיתים בשלב ביצוע אבחון ספציפי עצמו (ראה Machine Diagnosis). ישנן משימות של בחירת האבחון הסביר ביותר מיחסית מספר גדולאבחנות כביכול אפריוריות ומשימת האבחון המבדל - בחירת אבחנה אחת מתוך צמד אבחנות שקשה להבחין בהן בעבר (בשל האופי הדומה של התפתחות המחלות המתאימות).

כאשר מפתחים מערכות אחזור מידע ואבחון המבוססות על שימוש באלגוריתמים לזיהוי תבניות, ניתן להבחין בין המטרות הבאות. 1. מתן סיוע יעוץ לרופא במצבי אבחון קשים. במקרה זה, המחשב מודיע לרופא על אפשרויות האבחון הסבירות ביותר (על פי נתוני ניתוח רשמי של נתונים על מטופל מסוים) או ממליץ, במידת הצורך, על בדיקה נוספת. 2. השבחת דבש. שירותים לאוכלוסיה בתנאים בהם מתן טיפול רפואי מוסמך מיידי במקום קשה (למשל, בשל היעדר מומחה בפרופיל הנדרש במוסד זה). במקרה זה, משתמשים במערכות תקשורת מיוחדות המחברים דבש. סוכנויות מקומיות עם סוכנויות מרכזיות שיכולות לספק את הייעוץ הדרוש. במקביל, לצד השימוש בהליכים רשמיים גרידא, נעשה שימוש גם בנהלים סוג מעורבכאשר תפקיד פעיל מוקצה למומחה רפואי מנוסה אשר במידת הצורך מחליט על בדיקה נוספת של המטופל במקום או מבצע את האבחנה הסופית בעצמו. 3. זיהוי במהלך בדיקות המוניות של קבוצות גדולות של האוכלוסייה כי פרטים שייכים לקבוצת סיכון גבוה ביחס למחלה כלשהי. במקרה זה נעשה שימוש בשאלונים הכוללים נתונים ביוגרפיים של הנבדק, נתונים על תנאי עבודה ומחייה, אורח חיים, מחלות עבר ועוד. עיבוד תוצאות סקרים אלו מאפשר לך לקבל החלטה לגבי השתייכות (או אי-שייכות) של הנושא לקבוצת הסיכון. לאור העובדה שעיבוד הנתונים משאלונים הוא פשוט למדי, השימוש בשיטה זו יכול לחסוך משמעותית במשאבים עבור בדיקות אינטנסיביות ובדיקות רפואיות בהשוואה למשל לבדיקות אינטנסיביות או בדיקות רפואיות של כל המחלקה הראשונית. 4. שימוש באפשרויות של אחסון כמויות מידע גדולות במחשב מאפשר, על סמך ניתוח מחלות הקרובות למקרה נתון, לבחור את טקטיקת הטיפול הטובה ביותר. במקרה זה, הטיפול מתבצע על פי תכנית סגורה: מטופל - רופא - התייעצות עם מחשב - המלצות רפואיות - מטופל. 5. סוגיות של ניהול טיפול בשימוש בתרופות עוצמתיות, רעילות ואחרות, שהשפעתן על הגוף היא מערכתית (מכסה את רוב מערכותיו). במקביל, באמצעות שיטות של מידול מתמטי (ראה), נקבעות תוכניות טיפול (מונחים ומינונים), שיטות אפשריותפיצוי השפעות לא רצויותוכו'. חשיבות רבה, למשל, היא השימוש במחשבים לחישוב שדות מינון טיפול בקרינה, המאפשר לרופא לבחור את האפשרות הטובה ביותר למיקום מקור הקרינה.

קבוצת העבודות של הכיוון הראשון כוללת גם עבודות על פרשנות מכונה של תוצאות אלקטרואנצפלוגרפיה, אלקטרוקרדיוגרפיה וסוגים אחרים של בדיקות של בריאות המטופל. בפיתוח מערכות סגורות לשליטה בהרדמה, להמרצת פעילות הלב והנשימה ועוד.. זה כולל גם מחקר ופיתוח של מערכות בקרה סגורות למערכות עזר חיצוניות (למשל מכונות לב-ריאה), ליצירת תותבות מבוקרות לגפיים, וכו '

בהקשר להתפתחות של איברים מלאכותיים (לב, כליות וכו'), תשומת הלב מופנית לבעיית המודל של הגוף בכללותו או המערכות הגדולות שלו (מחזור הדם, נשימה, חילוף חומרים). אחת הבעיות החשובות היא בעיית הומאוסטזיס (ראה), מנקודת מבט של גילוי פיזיול, מנגנונים לשמירה על מצב נוח לגוף " ספירה פנימית» במגוון רחב של שינויים בתנאי הסביבה, ומבחינת האפשרות ליישום מנגנוני הומאוסטזיס במכשירים טכניים שונים. יצוין כי הניתוח אפשרויותמימוש הומאוסטזיס בביול, מערכות מוביל למסקנה לגבי אופי לא ליניארי של תקשורת בין אלמנטים נפרדים של מערכות אלו שבמידה מסוימת ניתן לראות מאפיין מבדלביול, מערכות.

בניית מערכות מידע ומערכות בקרה אוטומטיות, בפרט, תוך התחשבות במצב הבריאותי של קבוצות גדולות באוכלוסייה, כוללת בניית מערכות מידע ומערכות בקרה אוטומטיות. כולל אוכלוסיית מדינות בודדות. חשבונאות כזו, במיוחד לאור האפשרות של גישה מהירה להיסטוריה הרפואית של מטופל בודד, מאפשרת לך לספק סיוע במהירות מקרי חירום, לבצע פעילויות מתוכננות למניעת מחלות, איתור וזיהוי הגורמים למגמות שליליות בשינוי במצב הבריאות של האוכלוסייה. כך נוצרת מערכת סגורה רב-ערוצית של דבש המוני. השירות המאפשר לממש בצורה הטובה ביותר הזדמנויות, יש למערכת הבריאות. בין מערכות המידע של הדבש. היעד צריך לכלול גם מערכות בקרה מחקר מדעיבתרופה. בעת פיתוח מערכות אלו, המטרה היא למקסם את ריכוז המאמצים של מדענים ממדינות רבות בפתרון בעיות של מאבק במחלות המביאות את ההפסדים המשמעותיים ביותר לחברה (למשל, לב וכלי דם, ממאירים, טרופיים וכו'). מחקר שמטרתו להילחם במחלות אלו מתואם על ידי ארגונים בינלאומיים, בעיקר WHO.

תפקיד משמעותי בניהול מוסדות בריאות שייך ל מערכות מידעומערכות בקרה אוטומטיות ברמות שונות. בין המערכות הללו, יש להזכיר את ה-ACS "בריאות", ACS "אנשי", שמטרתם להבטיח את ההפצה והשימוש הטובים ביותר בדבש. כוח אדם בארץ, "מרפאה" של ACS, "פוליקליניקה", "בית חולים", במטרה לתת את השירות הטוב ביותר לגורמי אוכלוסייה שונים, ACS "בית מרקחת" וכו'.

התפתחות ק.מ והכנסת שיטותיה לעיסוק ברפואה ובריאות קשורות קשר הדוק ל התקדמות מדעית וטכנולוגית. גם תכנון רפואי קשה - ביול, ניסויים, בפרט בבעלי חיים, ולימוד אפשרות שימוש בתוצאות שהתקבלו בטריז, התרגול מקבל ערך רב.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה: Antomonov Yu. G. Modeling of biological systems, Directory, Kyiv, 1977, bibliogr.; ביילי נ. מתמטיקה בביולוגיה ורפואה, טרנס. מאנגלית, מ', 1970, ביבליוגרפיה; B y x about in-sky M. L. and Vishnevsky A. A. Cybernetic systems in medicine, M., 1971, bibliogr.; Vorobyov E.I. ו- Kitov A.I. מבוא לקיברנטיקה רפואית, M., 1977, bibliogr.; Sh u-makov V. I., וכו'. מודלים של מערכות פיזיולוגיות של אורגניזם, M., 1971, bibliogr.

א.מ. פטרובסקי.

קיברנטיקה רפואית היא כיוון חדש במדע שמרכז פתרונות לבעיות אבחון ולפיתוחי המחשב העדכניים ביותר. גישה זו מאפשרת לנו לשלב את השימוש במכשירים ובמכשירים הרפואיים הדרושים עם הטיפול בבריאות האדם.

היסטוריה של קיברנטיקה רפואית

לרוע המזל, ממספר סיבות, הקיברנטיקה הרפואית הביתית החלה את התפתחותה בפיגור משמעותי. רק בשנת 1959 הוחזרה דיסציפלינה זו בזכויותיה והחלה להתפתח באופן פעיל יחד עם מדעים אחרים.

בברית המועצות, המערכת הראשונה אבחון רפואיהוקמה בשנת 1964. זה היה אז במעבדה של המכון לכירורגיה. וישנבסקי פיתח את המערכת האוטומטית הראשונה לאבחון פגם לידהלבבות. מאוחר יותר, ב-1969, פיתח המכון לניתוחי לב וכלי דם אלגוריתם לאבחון אוטומטי של נגעים במסתמי הלב.

המכשירים הסדרתיים הראשונים עבור אבחון מעבדההחלו לייצר במפעל. סמשקו בשנות ה-70 של המאה הקודמת. בשלב זה, מערכות בקרה אוטומטיות (ACS) נחשבו לא קוריוז, אלא כלי הכרחי בהחלט בעבודתו של רופא. כך למשל פותח מתחם הניטור סימפוניה עבור מנתחים, שאיפשר לעקוב אחר מצבו של המטופל במהלך פעולות כירורגיות, המערכת הראשונה לאספקת תרופות "בית מרקחת" אומצה ואחרות. כך החלה להתפתח בארצנו הקיברנטיקה הרפואית.

התפתחות הקיברנטיקה עד סוף המאה העשרים

עקרונות חדשים של אבחון מעבדה מחלות שונותהניח נוכחות של צוות של מומחים מיומנים. אז הופיעה דיסציפלינה חדשה באוניברסיטאות לרפואה - "קיברנטיקה רפואית". המומחיות משכה מיד מועמדים עם החידוש והסיכויים שלה. הסיום הראשון של דוקטורים-קיברנטיקה התקיים בשנת 1979 בפקולטה לרפואה וביולוגיה של מוסקבה השנייה

באמצע שנות ה-80, עקרונות קיברנטיים לפתרון בעיות רפואיות רבות הפכו למציאות יומיומית. בְּ ערים גדולותישנם מרכזי אבחון המצוידים במערכות בקרה אוטומטיות חדישות המאפשרות אבחון המחלות הקשות ביותר על סמך תוצאות הניתוחים. במוסדות בריאות מרכזיים - בתי חולים, בתי חולים, בתי חולים - נוצרים יומנים של עיבוד אוטומטי של נתונים רפואיים נכנסים, נרשמות מיטות בכל מוסד באמצעות מתחמים אוטומטיים חדשים, ונקבעת תור לרופא.

מה חוקרת הקיברנטיקה

מידע מפורט על כל התחומים של קטע מדע זה יכול להינתן על ידי הקיברנטיקה של כל אוניברסיטה רפואית בארצנו. באופן כללי, המדע חוקר את האינטראקציה של תהליכי בקרה המתרחשים בחיות בר, את הפעולה המתואמת של מערכות שונות, את היכולת להגיב לגירויים חיצוניים, לחזור למצבו המקורי לאחר השפעה חיצוניתוכן הלאה.

מכיוון שחוקי שינוי המערכת הם אוניברסליים, ניתן להשתמש בהם באופן נרחב מאוד. לדוגמה, קיברנטיקה רפואית משתמשת בעקרונות של אינטראקציה בין מערכות בפיתוח טכנולוגיות בקרה בתחום הבריאות והרפואה המעשית. במסגרת תחום מדעי זה מפותחים מנגנונים לתיקון תהליכי חיים, שיטות לזיהוי מחלה רציניתעל הכי הרבה שלבים מוקדמיםתהליך פתולוגי.

רכיבי מערכת

בפועל, זה נראה כך. כל מערכת מודרניתאבחון מורכב משלושה מרכיבים:

זיכרון, המאחסן את כל המידע הרפואי הקשור לקבוצת מחלות זו (תסמינים, תוצאות בדיקות וכו');
מכשיר לוגי המאפשר לך לעבד מידע עדכני, השוואת הסימפטומים של המטופל, התוצאות שלו בדיקה רפואיתעם נתונים זמינים;
התקני פלט של הניתוח שהתקבל - תצוגה, מדפסת וכו'.

כיצד פועלים מכשירי אבחון

בעת יצירת מכשיר אבחון, הצעד הראשון הוא לפתח שיטה לתיאור פורמלי של מצב הבריאות של הנבדק, לנתח את כל סימנים קלינייםמחלה. מתוך מערך המידע המתקבל, נבחרים רק הנתונים המתאימים לניתוח כמותי. בנוסף לפרמטרים מספריים, מידע על תדירות הסימנים הקליניים, סיווגם והערכתם חשוב לביצוע אבחנה נכונה.

כל המידע שהתקבל מאוחסן בזיכרון של מכשיר המחשוב. בזמן קבלת הנתונים העדכניים על מצבו של המטופל, המכונה משווה את התסמינים הקיימים לאלה המאוחסנים בזיכרון המחשב. כך, נערכת מפה ראשונית של בדיקת המטופל, מתבצעת אבחנה אפשרית.

מה יכולה אבחון החומרה לעשות

ההיגיון של התהליך דומה למסקנות של מאבחן - הסימנים הקיימים מובילים לאבחון, המבוסס על כל הניסיון הרפואי הקודם.

מערכות אבחון כאלה יכולות להוציא מסקנה רק על אותן מחלות, שמידע עליהן נטען בזיכרון המכונה. לא סביר שמכשיר שנועד לאבחן מחלות לב יוכל לזהות דלקת גרון או אוסטאוכונדרוזיס, גם אם קיימים כל הסימנים הנראים לעין. מחלה חדשה ACS אינו מסוגל לזהות. לשם כך, זיכרון המכשיר פשוט אינו מכיל את הנתונים המתאימים. אבל המערכת האוטומטית תסייע משמעותית לרופא בהרכבת טבלאות אבחון, השוואת נתונים סטטיסטיים, ביצוע אבחנות מורכבות וכדומה.

אבחון זה לא הכל. מעקב אחר תהליך הטיפול, שימוש בהליכי פיזיותרפיה שונים מצריך גם מכשור חדיש ומתוחכם בעל תוֹכנָה, שמפותח גם על ידי הקיברנטיקה הרפואית.

תחום התמחות

מומחים מסיימים באוניברסיטאות בפרופיל זה הם בדרך כלל רפואיים. תוכניות טובותהצעת הדרכה:

אוניברסיטת סיבירית של משרד הבריאות (טומסק).
דבש מדינת קרסנויארסק. אוּנִיבֶרְסִיטָה. וויינו-יאצנצקי.

לכל מי שרוצה ללמוד דיסציפלינה כמו "קיברנטיקה רפואית", האוניברסיטאות מציעות לעבור קורס קצר של הכשרה קדם אוניברסיטה (אפס סגל). כאן התלמידים מעדכנים את הידע שלהם במקצועות בית הספר - בעיקר מתמטיקה, פיזיקה וביולוגיה. לכל מוסד חינוכי רשום יש סגל מתאים. "קיברנטיקה רפואית" היא לא המומחיות היחידה שם. באתרים של פקולטות מסוג זה תוכלו להתוודע לתכנית ההכשרה המקדימה, המכילה את רשימת המקצועות העיוניים הנלמדים ותרגילים מעשיים.

איך מקבלים מומחיות "קיברנטיקה רפואית"?

לקבלת הקבלה חשובות התוצאות של בחינת המדינה המאוחדת בשפה הרוסית, במתמטיקה ובביולוגיה. - מגיל 77 ומעלה. תקופת ההכשרה למומחה היא שש שנים. ניתן לקבל תואר ראשון, מומחה או שני בהתמחות "קיברנטיקה רפואית".

אלה שמכשירים מומחים בתחום זה מיוצגים רק על ידי מוסד חינוכי אחד - הלאומי הרוסי אוניברסיטת מחקראוֹתָם. פירוגוב. ב-2016 הוא קיבל צו ממלכתי להכשרת תלמידים, וכעת יקבלו 16 איש השכלה גבוההבהתמחות זו על חשבון המדינה.

הצורך במומחים בתחום זה הולך וגדל משנה לשנה, ורשימת מוסדות החינוך המאמנים קיברנטיקה רפואית תמשיך לגדול.

קיברנטיקה רפואית יישומית

אוניברסיטאות ברוסיה פיתחו את תוכניות הלימודים שלהן באופן שדיסציפלינות תיאורטיות משלימות ומרחיבות את הידע המעשי של העתיד עובד רפואי. סטודנטים של מוסדות רפואיים מאומנים בתחומים הבאים:

אבחון וטיפול בחומרה;
פיתוח מערכות אוטומטיות;
שיטות הקמה וניהול של ציוד רפואי;
פתרון בעיות ארגוניות במערכת הבריאות.

ההחדרה הנרחבת של מערכות מחשוב ובקרה אוטומטית הובילה לצמצום חד בזרימת העבודה הנייר. ממקומות העבודה שלהם, צוותים רפואיים מכניסים מידע למחשבים, ומקבלים את תוצאות הניתוח של הנתונים שהוזנו כפלט. כמו כן, צורת קבלת המידע ממאגר מידע משותף השתנתה באופן משמעותי, זמן הטיפול בבקשות צומצם וטפסי הדיווח פושטו. כל זה הביא לעלייה משמעותית ביעילות צוות המוסדות הרפואיים. לקיברנטיקה רפואית היה תפקיד משמעותי בשיפור זה. מקצוע זה, לפיכך, מעניין למדי. היכן מומחה יכול לעבוד?

תחומי פעילות

בוגר אוניברסיטה עם ההתמחות "קיברנטיקה רפואית" בתעודה יכול לעבוד בתחום האבחון האינסטרומנטלי או המעבדתי. במילים אחרות, ליצור ולתחזק אותו.

מערכות אוטומציה משולבות מפשטות את השליטה על עבודתם של מכוני בריאות, מסייעות לאוטומציה של תהליכים רפואיים שונים - עד לפעולות כירורגיות מורכבות ביותר. לכן, קיברנטיקה רפואית מבוקשת במחלקות האדמיניסטרטיביות של מוסדות הבריאות, ומומחים בתחום זה יכולים להזמין, להתקין, לתקן ולשפר ציוד כזה.

תעסוקה חלופית

תחומי עבודה נוספים יכולים להיות פעילות מדעיתאו הוראה. גבוה יותר מוסדות חינוךמוכן להעסיק אנשי מקצוע מנוסים עבודה מעשיתעל ציוד רפואי.

לא פחות מתעניינים במומחי קיברנטיקה רפואית הם מפעלים שונים המתמחים בתיקון ומודרניזציה. מערכות קיימותשליטה אוטומטית. קיברנטיקה צפויה בחברות שיוצרות תוכנה למכשירים, הגדרות של תוכנות קיימות, תוך התחשבות בדרישות הנוכחיות ועוד.

מבחני הקבלה הנפוצים ביותר הם:

שפה רוסית
מתמטיקה (פרופיל) - מקצוע פרופיל, לבחירת האוניברסיטה
ביולוגיה - לבחירת האוניברסיטה
פיזיקה - לפי בחירת האוניברסיטה

הופעתן של טכנולוגיות חדשות מובילה להופעתם של מקצועות שקשה היה לדמיין בעבר הקרוב. דוגמה לכך היא ההתמחות 30.05.03 "קיברנטיקה רפואית". היא אספה ידע מתחומים שונים שאפילו לא נוגעים זה בזה ממבט ראשון. אלה הם ביולוגיה ומדעי המחשב, פיזיקה ורפואה. הכיוון הזה הוא צעיר ומבטיח מאוד, כי הוא משלב את כל ההישגים האחרונים של האנושות.

למומחים בתחום יש מגוון רחב של כישורים מקצועיים. הם מקדימים את מדע הרפואה, תורמים לפיתוחו ולהתקדמותו. משימתם היא לקדם באופן מקיף שילוב של דיסציפלינות להשגת המשימה החשובה ביותר - להבטיח מניעה וטיפול באדם ממחלות, תוך שימוש בטכנולוגיות ושיטות חדשניות.

תנאי קבלה

קורס זה, מאין כמוהו, תורם לפיתוח רב-תכליתי של מומחה שיוכל לפתור את הבעיות הדוחקות של הרפואה, תוך שימוש בידע בביולוגיה, פיזיקה ומדעי המחשב. לכן, נדרש כאן מוח מיוחד, שיחשוב בצורה חדה באותה מידה בפרספקטיבות שונות כל כך מהותית. אילו נושאים נלקחים על ידי מועמדים שמרגישים נקראים להתמחות מעניינת:

מתמטיקה (בחינת פרופיל);
שפה רוסית;
ביולוגיה/פיזיקה.

מקצוע עתידי

התמחות זו פופולרית מאוד בקרב מועמדים. האוניברסיטאות הטובות ביותר במוסקבה מבטיחות רכישת מאגר ידע רב ערך ופיתוח מיומנויות שניתן ליישם בתחומים שונים. לדוגמה, איש מקצוע יהפוך למנהל בריאות בטוח. זה יכול להיות מעורב באיפורמטיזציה של מוסדות רפואיים. הוא גם מתרגל מצוין.

היכן להגיש בקשה

כיום, לבוגרי בית הספר יש הזדמנות לשלוט בכיוון מבטיח במוסדות הבאים של רוסיה:

המחקר הלאומי הרוסי האוניברסיטה הרפואיתאוֹתָם. פירוגוב;
אוניברסיטת פסקוב;
אוניברסיטת וורונז' הממלכתית;
האוניברסיטה הממלכתית לרפואה קרסנויארסק על שם פרופסור וויינו-יסנצקי;
האוניברסיטה הפדרלית של וולגה.

תקופת הכשרה

ניתן לשלוט בתוכנית המומחה בשש שנות לימוד במשרה מלאה.

מקצועות הכלולים במסלול הלימודים

כדי להצמיח אנשי מקצוע אמיתיים, מורים מלמדים את התלמידים את היסודות של נושאים חשובים כאלה:

מיומנויות נרכשות

בוגר הכיוון הוא מומחה שיכול להחליט טווח רחבמשימות מקצועיות:

פיתוח, הטמעה ותפעול של IC אוטומטיים;
עבודה עם מחשבים ברפואה;
מחקר מעבדה תוך שימוש בציוד העדכני ביותר;
ניתוח תקלות בציוד, חיפוש אחר שיטות לסילוקן;
קבלת חולים: נוירולוגיה, ניתוח, טיפול;
תכנון ניתוח מעבדה ואינסטרומנטלי;
יישום מחקר: מעבדתי, ביו-פיזי, ביוכימי, רפואי-גנטי, אימונולוגי;
אבחון, קביעת אמצעים טיפוליים;
פיתוח ויישום טכנולוגיות מידעבפעילות של מוסדות רפואיים;
ביצוע דוח;
ארגון העבודה של הצוות הרפואי וניהולם;
ציות לאתיקה רפואית;
מתן טיפול חירום;
ארגון אמצעי מניעה;
פעילויות הוראה;
פיתוח מדריכים חינוכיים ושיטתיים;
ידיעת שפה זרה.

סיכויי תעסוקה לפי מקצוע

עם עין על מגוון הכישורים המקצועיים ובסיס הידע, בוגר כיוון זה לא יתקל בבעיות בעבודה. הוא יכול למצוא עבודה בכל מקום מוסד רפואי. אתה יכול גם לקבל עבודה במעבדות, מרכזי מחקר. ישנה אפשרות למצוא את עצמך בארגונים מדעיים.

מה סטודנטים לשעבר עושים?

רמת התגמול של מומחה כזה היא די גבוהה אפילו עבור רמת כניסה. בהתאם למקום העבודה, אתה יכול לסמוך על משכורת של 20 עד 40 אלף במטבע מקומי.

היתרונות של לימודים לתואר שני

לאחר שקיבלת דיפלומה של מומחה בכיוון, אתה לא צריך לעצור שם. השכלה לתואר שני היא, קודם כל, צבירת ניסיון רב ערך. ההדרכה כוללת גם מחקר מעבדה, שיכול להשיק קריירה מרגשת כמדען.

מאז בבית הספר לתואר שני מומחה ישפר את הידע שלו שפה זרה, לאחר מכן זה יהיה מסגרת חשובה על ברמה בינלאומית. לכן, אתה יכול להרחיב משמעותית את הסיכויים שלך על ידי הגשת מועמדות לעבודה במדינות אחרות.