Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

ПРЕДМЕТ, ЗАВДАННЯ, МЕТОДИ І ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ КІЛЬКІСНОГО ОПИСУ БТС

До БТС відносять особливий клас складних систем, що складаються з біологічних і технічних компонентів (підсистем), об'єднаних і функціонують в єдиному комплексі управління (рис. 1.6). Базові підсистеми БТС - біооб'єкт В і технічний пристрій Т. Між технічним пристроєм і біооб'єктів можуть існувати речові (потоки речовини), енергетичні (потоки енергії), інформаційні (потоки інформації) зв'язку.

Набір властивостей біооб'єкту - основа вибору параметрів технічних пристроїв і розробки БТС, для чого необхідна кількісна оцінка властивостей біооб'єкту і параметрів технічних пристроїв.

Блок-схема (а) і структурний граф БТС (б)

Мал. 1.6. Блок-схема (а) і структурний граф БТС (б):

Tj - основні підсистеми технічного пристрою; Ту - компоненти основних підсистем технічного пристрою; - основні підсистеми біооб'єкту; By - компоненти основних підсистем біооб'єкту

Предмет, завдання і методи теорії БТС можна сформулювати наступним чином:

  • • визначення вимог до характеристик медичної техніки та біотехніки з позицій системного підходу;
  • • встановлення зв'язків цільового призначення і технічних характеристик БТС з огляду на специфіку біооб'єктів;
  • • розробка методів кількісного опису біооб'єктів;
  • • постановка завдань аналізу і синтезу різних класів БТС.

Основні принципи кількісного опису, аналізу і синтезу БТС - біоадекватность, цілеспрямованість, цілісність.

Біоадекватность - відповідність рівня зовнішніх енергетичних, матеріальних та інформаційних зв'язків між технічним пристроєм і біооб'єктів рівню взаємодій між підсистемами цього біооб'єкту, які характерні для стану гомеостазу.

Гомеостазом називають динамічну сталість складу і властивостей внутрішнього середовища організму і його основних фізіологічних функцій. Гомеостаз обумовлений сукупністю складних регуляторних взаємодій на молекулярному, клітинному, органному і організмовому рівнях. Приклад гомеостазу - терморегуляція організму при зміні температури навколишнього середовища. Стійкість фізіологічних функцій людини залежить від збереження нормальної температури тіла (36 ... 37 ° С).

При низьких температурах навколишнього середовища відбувається звуження капілярів і зменшення кровотоку в шкірі, що знижує тепловий потік з поверхні шкіри. Підвищення температури навколишнього середовища призводить до розширення капілярів і зростанню кровотоку. Це сприяє втраті тепла й збереженню нормальної температури тіла.

Цілеспрямованість - якісна (словесна, вербальна) і кількісна (у вигляді цільової функції) формулювання головних цілей, що визначають біомедичне призначення БТС.

Наприклад, мета рентгенодіагностики може бути визначена наступним чином: досягти максимального дозволу рентгенівського зображення з мінімальними шкідливими впливами на пацієнта. При цьому повинні бути виконані вимоги по техніці безпеки і економічним обмеженням (мінімальна ціна рентгенівського апарату і найменша вартість технічного обслуговування).

Цілісність (холізм) - єдність взаємодії і управління потоками речовини, енергії та інформації між Біооб'єкти і технічним пристроєм.

Слід зазначити, що сучасна тенденція розробки БТС полягає в явно вираженому посилення інформаційного зв'язку з біооб'єктів в порівнянні з реальною і енергетичної зв'язками. У численних публікаціях на цю тему поки відсутній вичерпний і суворе визначення живої системи, хоча спроби дати таке визначення починалися неодноразово. Незважаючи на це, неободимо перерахувати ті фундаментальні властивості (особливості) живих систем, які потрібно враховувати при розробці БТС.

Як правило, властивостями живих систем, що утворюють часткове підмножина на безлічі реальних систем, є:

  • • відкритість, т. Е. Використання обміну (енергією, їжею) для компенсації власних енергетичних витрат і виправлення пошкоджень у своїй організаційній структурі;
  • • рівень складності, що перевищує деякий мінімум;
  • • зміст протоплазми, що складається з білків і інших специфічних органічних компонентів;
  • • наявність керуючої системи, яка контролює і організовує взаємодію підсистем;
  • • наявність підсистем, об'єднаних в цілісну систему, для якої властиві саморегуляція, зростання, розвиток і самовідтворення;
  • • генетичний матеріал, що складається з ДНК;
  • • можливість існування тільки в певних умовах навколишнього середовища.

Якщо біооб'єкт є керованим ланкою технічної системи регулювання, побудованої без урахування специфіки, органічно властивою живим системам, то перераховані властивості біооб'єкту як ланки регулювання роблять його не цілком прийнятним ( «незручним») елементом ланцюга управління. Так, в наведеному раніше прикладі аероіонотерапії (див. Рис. 1.3) необхідний постійний контроль результату впливу технічного пристрою на біооб'єкт.

Як при розробці, так і при виборі оптимальних режимів роботи БТС виключно важлива роль належить моделюванню біологічних систем і відбуваються в них процесів. Розробка моделей формує основу для кількісного опису БТС, що є неодмінною умовою вирішення завдань аналізу та синтезу БТС.

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук