Научная статья на тему 'Построение информационной модели процесса реабилитации после травмы'

Построение информационной модели процесса реабилитации после травмы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
96
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТРИАДНАЯ МОДЕЛЬ / ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ / INFORMATIONAL TRIADIC MODEL / DATA PROCESSING

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Нестругина Е.С., Чичикало Н.И., Ларина Е.Ю.

В статье предложена информационная триадная модель процесса реабилитации после травмы. Показано, что разработанная информационная триадная модель позволяет качественно проводить анализ результатов проведения лечебно-методических мероприятий, применять наиболее эффективные методики клинических обследований опорно-двигательной системы человека в период реабилитации после травмы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Нестругина Е.С., Чичикало Н.И., Ларина Е.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The informational model building of the rehabilitation process after trauma

The article offers the informational triadic model of rehabilitation process after trauma. It is shown that the developed informational triadic model allows to analyze qualitatively the results of therapeutic and methodical measures, to apply the most effective methods of the human musculoskeletal system clinical examinations during the rehabilitation period after trauma.

Текст научной работы на тему «Построение информационной модели процесса реабилитации после травмы»

of a compressor unit at marshalling yards. Much attention is paid to the starting processes of the asynchronous machine. It is proposed to replace the traditional method of drive control with frequency control. With this in mind, the simulation of the operation of systems with a frequency-controlled drive was carried out under various operating conditions, on

the basis of which conditions for the optimal control of a three-phase machine were proposed.

Keywords: Engine control model, compressor unit, sorting roller, engine management, frequency control, capacity control, compressor motor, аltemating current motor start.

УДК 004.67

НЕСТРУГИНА ЕС., к.т.н. (ГОУ ВПО «ДонНУ»), ЧИЧИКАЛО Н И., д.т.н. НТУУ «КПИ им. И. Сикорского»), ЛАРИНА ЕЮ. к.т.н. НТУУ «КПИ им. И. Сикорского»)

Построение информационной модели процесса реабилитации после травмы

Nestrugina E.S., Cand. Sci. (Tech.) (Donetsk National University),

Chichikalo N.I. Dr. Sci. (Tech.), (National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"),

LARINA E.U. Cand. Sci. (Tech.) (National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute")

The informational model building of the rehabilitation process after trauma

Введение

Травматизм является одной из важнейших проблем современности и в настоящее время актуальность проблемы травматизма растет, наблюдается рост травматизма со смертельным исходом, с переходом на инвалидность, с временной утратой трудоспособности. Для нашего региона в связи с военными действиями эта проблема сейчас особенно актуальна.

Сохраняющиеся тенденции роста количества и масштабов последствий травматизма заставляют искать новые решения проблемы защиты населения от неблагоприятных факторов,

представляющих собой угрозу для жизни людей и их нормальной

жизнедеятельности, предвидеть будущие угрозы, риски и опасности, развивать

методы их прогноза и предупреждения. Одним из основных направлений повышения оперативности, надежности, обоснованности и качества принятия управленческих решений по

предупреждению и ликвидации

последствий травматизма является создание информационных систем поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации

последствий травматизма, проведению реабилитации после травмы на основе широкой и всесторонней автоматизации процессов управления силами и средствами, предназначенными для ликвидации последствий травматизма [1].

Оценка функционального состояния опорно-двигательной системы человека в реабилитационном периоде после травмы представляет собой сложную задачу.

Диагностика нарушений двигательной функции и определение динамики её развития являются существенной проблемой медицинской реабилитации органов опоры и движения после травмы.

Научная и прикладная значимость предлагаемой темы обусловлена необходимостью оценки функционального состояния опорно-двигательной системы человека, эффективности применения лекарственных препаратов и мероприятий в процессе реабилитации после травмы, что является весьма актуальной научно-прикладной задачей.

Постановка задачи

Важной задачей является организация диагностики и реабилитации пострадавших вследствие полученных травм.

Предвидение возможных путей развития ситуаций и использование этих знаний при управлении особенно важны, когда степень неопределенности при описании самого объекта управления, внешней среды и алгоритмов управления достаточно высока [1].

Методология системных

исследований сложных динамических систем и управление в условиях неопределенности, характерной для травматизма, требует также разработки информационных систем, позволяющих учитывать особенности последствий травматизма и обеспечивающих поддержку принятия решения [1].

Постановка задачи должна предусматривать выполнение следующих функций:

- обеспечить непрерывный сбор и обработку информации о положении сегментов позвоночника и об уровне асимметрии походки;

- структурировать знания о возможных отклонениях контролируемых параметров;

- построить информационную триадную модель;

- выдать информацию для принятия решения на основании комплексного анализа результатов моделирования.

Основная часть

Травматизм человека может быть отнесен к физиологическому фактору. Травматизм - это случайная локальная ситуация, сложившаяся в результате травмы человека, произошедшей из-за действия непредвиденных,

неблагоприятных внешних факторов, последствием которых является нарушение нормальной жизнедеятельности человека [2].

Последствия травмы приводят к потере здоровья. Например, сдвиг определенного сегмента позвоночного столба - к возникновению болезни соответствующих органов человека; сдвиг в тазобедренном суставе - к нарушению правильной передачи усилий на опорные точки нижних конечностей, что приводит к заболеваниям суставов и т.д.

Для построения информационной модели процесса ликвидации последствий травматизма необходимо объяснить и взаимоувязать предпосылки, механизмы возникновения и основные фазы процесса реабилитации, локализации и ликвидации последствий травматизма.

Информационная модель позволяет классифицировать текущую фазу процесса реабилитации, на качественном уровне оценивать эволюцию функционального состояния опорно-двигательной системы человека, качественно оценивать результаты проведения лечебно-методических мероприятий [2].

Основные требования, предъявляемые к эффективной системе оперативного управления процессом реабилитации человека после травмы:

- достижение высокой мобильности человека;

- способность правильно и своевременно реагировать на изменение ситуации в результате проведения

лечебных мероприятий и применения лекарственных препаратов;

- способность к адаптации к тактике применения лечебных мероприятий;

- готовность к изменению планов и действий в процессе реабилитации;

- способность врача в условиях неопределенности и риска принимать оперативные управленческие решения с учетом правильной оценки последствий от проведения лечебных мероприятий и применения лекарственных препаратов;

- способность быстро и качественно обрабатывать поступающую информацию;

- способность предвидеть моменты, связанные с чрезмерным повышением риска для здоровья и прогнозировать развитие процесса реабилитации [2].

Для оперативного управления процессом реабилитации необходима динамическая оценка текущей и анализ новой ситуации. Рекомендуется

использование сценарного подхода к ситуационному методу развития реабилитационного процесса. Отсюда следует, что актуальными задачами, которые необходимо решить, являются: оценка влияния на качество управления внутренних и внешних негативных факторов; оценка эффективности применения лекарственных препаратов и лечебных мероприятий; формирование цели для достижения эффективности проведения реабилитационного процесса; разработка методов оценки параметров опорно-двигательной системы;

концентрация на контроле параметров, определяющих результат воздействия лекарственных препаратов и лечебных мероприятий на человека.

На этапе реабилитации врачу следует: определить и проанализировать уровень травматизма и разработать методику реабилитации; определить медицинских специалистов для проведения

реабилитации; определить оптимальное время клинических обследований человека с учетом биоритмов; указать варианты, определяющие детальность, глубину, полноту проводимого анализа процесса

реабилитации; определить наиболее эффективный метод реабилитации [2, 3].

При обобщении оценок

эффективности следует, проанализировать неопределенность и точность полученных результатов. Источниками

неопределенности может быть неполнота статистической информации и информации о законах распределения, предположения и допущения используемых моделей. Источники неопределенности следует идентифицировать, оценить и представить в результатах [1, 2].

Выполним построение

информационной модели процесса реабилитации. Для построения необходимо объяснить и взаимоувязать предпосылки, механизмы возникновения и основные фазы процесса реабилитации, локализации и ликвидации последствий травматизма.

Информационная триадная модель охватывает и объединяет в единую систему все виды информационных и сопутствующих процедур, связанных с процессом реабилитации человека после травмы [3].

Каждой вершине соответствует определенное множество объектов, а ребрам соответствуют отношения между этими объектами. Информационная модель используется для проведения системного анализа ликвидации последствий травматизма.

Информационная модель процесса реабилитации представляет собой взаимосвязанные подсистемы,

представленные в виде триады - графа с тремя вершинами [2, 3].

К формированию триад

предъявляются следующие требования [2,

3]:

1. Связь элементов триад друг с другом определяется соотношением, видом деятельности или функциональной зависимостью.

2. Элементы триад должны быть адекватны друг другу, то есть соответствовать друг другу по какому-либо принципу и отображаться друг на друга.

Опишем триады [2, 3].

Первая триада (1Т) отображает возникшую потребность ликвидации последствий травматизма (Пт). Множество Пт потребностей, связанных с ликвидацией последствий травматизма Ыпт . Также множество С концепций (методик) по ликвидации множества Ыпт, т.е. по удовлетворению потребностей. При этом одно множество может быть отображено на

«21: Ыпт ^ С . Связь

другое и обратно: элементов триад друг с другом:

Принцип соответствия триад друг другу:

элементов

а: Пт ^ с

а: С ^ Ыпт

Вторая триада (2Т) на основе множества Ыпт формирует множество лечебных целей 2, связанных с ликвидацией последствий травматизма ПТ, а множество М отражает множество препаратов и мероприятий с учетом оптимального времени их применения, которые необходимы для достижения множества принятых лечебных целей 2.

Триады 1Т и 2Т реализуется на основе опыта, знаний и интеллекта медицинского специалиста, которые отражаются в форме экспертных систем. Трудность в данном случае состоит в том, что цели 2 иерархичны, динамичны, приоритеты подцелей могут меняться в процессе лечения и ликвидации последствий травматизма непредвиденным образом. Связь элементов триад друг с другом;

Принцип соответствия элементов триад друг другу:

д0: ыпт ^ 2

Д: Ыпт ^ М Д: М ^ 2

Третья триада (3Т) переводит множество целей 2 на множество функций ¥ для достижения целей 2. Конкретизируют цели 2 через множество задач З, отражающих подцели в качественном и в количественном отношениях, а также в пространстве и во времени. ¥ включают в себя функции после проведения лечебных мероприятий, измерения, определения количественных показателей и анализа состояния объектов и передачи врачу для оценки развития процесса травматизма, принятия решения, обеспечения эффективности. Связь элементов триад друг с другом:

Принцип соответствия элементов триад друг другу:

Л : 2 ^ ¥ Л: 2 ^ З

Л: З ^ ¥

Четвертая триада (4Т) отображает необходимость создания множества £

функциональных подсистем ^-контроля, Я-контроля) для реализации функций Г измерения Б-изогнутости позвоночного столба и R-контроля местоположения и уровня равнодействующих сил нижних конечностей. При этом, каждая подсистема должна иметь определенную структуру, алгоритмы. Существует проблема построения множества алгоритмов А и выбора соответствующей функции -критерия максимального правдоподобия, выполняемого в автоматизированном или других режимах. Связь элементов триад друг с другом

динамических моделей. триад друг с другом:

Связь элементов

Принцип соответствия триад друг другу:

к0: Г ^ £

элементов

к : Г ^ А к2: А ^ £

Пятая триада (5Т) отображает множество функциональных подсистем £ на множество ее компоновок Км (структур с 4-мя, с 7-ми, с 13-ти и 24-мя контролируемыми сегментами

позвоночника и структур определения равнодействующих сил на обе опорные точки - ноги) через множество вариантов подсистем Вк, реализованных в инженерном комплексе LabVIEW. Каждый ВК отображает конкретные элементы состава: измерительных средств, способов реализации, информационных технологий и систем отображения. Задача выбора варианта базируется на основе оптимизации компоновки по выбранному критерию с использованием

информационных, функциональных и

Принцип соответствия элементов триад друг другу:

£о: £ ^ Км

£\: £ ^ В

£г: В ^ Км

Шестая триада (6Т) отображает множество компоновок функциональных систем KM на множество работ V (мероприятий), которые необходимо выполнить с использованием множества располагаемых технологий TX,

согласованных с возможностями функциональных подсистем и с особенностями выполняемых мероприятий. Технология должна быть информативной, ресурсосберегающей и безопасной. Связь элементов триад друг с другом:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Принцип соответствия элементов триад друг другу:

V Км ^ к

4 Км ^ Тх

Я2 : Тх ^ V

Седьмая триада (7Т) на основе множества выполненных работ

(мероприятий) V формирует множество новых состояний Хпт процесса развития ПТ благодаря управляющим факторам путем расходования множества располагаемых ресурсов R, выбранных из условия либо наилучшего и быстрейшего перевода ПТ в новое оздоровительное состояние, либо снижения риска возникновения ПТ. Связь элементов триад друг с другом:

(желаемой) ситуации. триад друг с другом:

Связь элементов

Принцип соответствия элементов триад друг другу:

К■ V ^ Хпт

К : V ^ Я

к2: Я ^ хпт

Восьмая триада (8Т) отображает множество Хпт новых ситуаций на множество Ыпт старых ПТ через множество Б оценок новых состояний, позволяющих судить об эффективности всех лекарственных препаратов и мероприятий по ликвидации последствий травматизма. Оценка эффективности может быть произведена по критерию,

характеризующему степень близости последствий травматизма к безопасной

Принцип соответствия триад друг другу:

ро ■ х пт ^ n пт

элементов

Р ■ хпт ^ б

Р2 ■ Б ^ М;

пт

Элементы множества нижнего уровня образуют новые триады - объекты дальнейших исследований. Триады 1-Ш реализуются на основе опыта, знаний и интеллекта врача и отображаются в форме экспертных систем. Триады ^-УП базируются на использовании

информационных, функциональных и динамических моделей. Триада VIII позволяет судить об эффективности всех лекарственных препаратов и мероприятий по ликвидации последствий травматизма.

Информационная триадная модель процесса реабилитации представлена на рис.1.

Рис. 1. Информационная триадная модель процесса реабилитации

Вывод

Разработана информационная

триадная модель процесса реабилитации после травмы, объединяющая в единую систему различные виды лечебных и сопутствующих процедур, связанных с процессами реабилитации человека после травмы, позволяющая качественно проводить анализ результатов проведения лечебно-методических мероприятий,

определять наиболее оптимальное время для проведения диагностических процедур, применять наиболее эффективные методики клинических обследований опорно-двигательной системы человека в период реабилитации после травмы с целью получения максимально

правдоподобных результатов.

Список литературы:

1. Ямалов И. У. Моделирование процессов управления и принятия решений в условиях чрезвычайных ситуаций / И. У. Ямалов. - М.: Лаборатория Базовых знаний, 2007. - 288 с.

2. Нестругина Е. С. Концепция эволюции синтеза мультиагентной информационно-измерительной системы процесса реабилитации человека после травматизма / Е. С. Нестругина, Е. Ю. Ларина, Н. И. Чичикало // ВосточноЕвропейский журнал передовых

технологий. - 2013.- Вып. 2/9 (62). - С. 10 -17.

3. Чичикало Н. И. Мультиагентная системная модель процесса реабилитации / Н. И. Чичикало, Е. С. Нестругина, Е. Ю. Ларина // II Мiжнародна науково-практична конференщя «Обчислювальний штелект-2013 (результати, пробле-ми,

перспективи)» (СотШ;-2013), Черкаси, травень 2013 р.: збiрник тез доповщей. -Черкаси: ЧГТУ, 2013. - С.209-210.

Аннотации:

В статье предложена информационная триадная модель процесса реабилитации после травмы. Показано, что разработанная информационная триадная модель позволяет качественно проводить анализ результатов проведения лечебно-методических мероприятий, применять наиболее эффективные методики клинических обследований опорно-двигательной системы человека в период реабилитации после травмы.

Ключевые слова: информационная триадная модель; обработка информации..

The article offers the informational triadic model of rehabilitation process after trauma. It is shown that the developed informational triadic model allows to analyze qualitatively the results of therapeutic and methodical measures, to apply the most effective methods of the human musculoskeletal system clinical examinations during the rehabilitation period after trauma.

Keywords: informational triadic model; data processing.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.