Биологическая и медицинская кибернетика
Год выпуска: 1986
Автор: Минцер О.П., Молотков В.Н., Угаров Б.Н. и др.
Жанр: Справочник
Специальность/раздел медицины: Медицинская кибернетика
Издательство: Наукова думка
Язык мед-книги : Русский
Количество страниц: 376
Формат: DjVu
Качество: Отсканированные страницы
Описание: В справочнике изложены основные понятия биологической и медицинской кибернетики. Приведены сведения по медицинской и физиологической кибернетике, биотехническим системам, распознаванию образов в биологии и медицине, нейрокибернетике, моделированию патологических процессов, обработке данных с помощью ЭВМ. Освещены принципы работы вычислительных машин, алгоритмизация процессов обработки информации с помощью ЭВМ, основы программирования.
Для медицинских, научных и инженерно-технических работников; полезен преподавателям, студентам, аспирантам, ординаторам.
Доп. информация: Печатается по постановлению ученого совета Института кибернетики им. В. М. Глушкова АН УССР и решению редакционной коллегии справочной литературы АН УССР.
Оглавление
От ответственного редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Предисловие 8
Список принятых сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . .13
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КИБЕРНЕТИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ 15
1.1. Общие вопросы кибернетики . . .. . . . . . . . . . . . . 15
1.1.1. Представление знаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.2. Игровые методы исследования сложных систем . . . . . . . 31
1.1.3. Подготовка и решение задач на ЭВМ . . . . . . . . . . . 39
1.2. Распознавание образов в медицине . . . . . . . . . . . . 48
1.2.1. Информационно-распознающие задачи . . . . . . . . . . 50
1.2.2. Информационно-распознающие алгоритмы . . . . . . . . . 51
1.2.3. Распознающие алгоритмы . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.2.4. Взаимосвязь обучающей информации и распознающих алгоритмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.3. Общие вопросы теории вероятностей и математической статистики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.3.1. Определение вероятности . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.3.2. Вероятности в пространстве событий . . . . . . . . . . . 78
1.3.3. Случайные величины и их характеристики . . . . . . . . . 78
1.3.4. Некоторые типы распределений дискретных случайных величин 82
1.3.5. Некоторые типы распределений непрерывных случайных величин 83
1.3.6. Корреляционный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
1.3.7. Дисперсионный анализ . . . . .. . . . . . . . . . . . . 88
1.3.8. Статистическая проверка гипотез . . . . . . . . . . . . . 92
ГЛАBA 2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА 95
2.1. Теоретические основы и Методы физиологической кибернетики 96
2.1.1. Классическая ТАР 96
2.1.2. Теория чувствительности . . . .. . . . . . . . . . . . . . 103
2.1.3. Современная теория управления . . . . . . . . . . . . . 105
2.1.4. Метол моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.1.5. Экспериментальные исследования в физиологической кибернетике ........... 113
2.2. Математические модели физиологических процессов и систем
управления................... 117
2.2.1. Кровообращение : . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.2.2. Дыхание и тканевой метаболизм . . . . . . . . . . . 132
2.2.3. Терморегуляция . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.2.4. Водно-солевой обмен . . . . . . . . . . . . . . . 145
2.2.5. Комплексные модели регуляции физиологических функций 149
2.2.6. Проблемы адекватности и применения моделей физиологических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
ГЛАВА 3. НЕЙРОКИБЕРНЕТИКА
3.1. Статистический анализ биоэлектрических сигналов . . . . 158
3.1.1. Статистическое описание случайных импульсных потоков сигналов:....................159
3.1.2. Зависимость между потоками сигналов . . . . . . . . . 160
3.1.3. Синхронизация импульсных случайных потоков . . . . . 162
3.1.4. Статистический анализ прохождения импульсных потоков в узлах ветвления нервных волокон . . . . . . . . . . . 164
3.2. Принципы параметрической идентификации многоэлементных физиологических систем . . . . . . . . . . . . . . 166
3.2.1. Задача параметрической идентификации сложных систем 166
3.2.2. Идентификация параметров многоэлементных физиологических систем........‚..........169
3.2.3. Идентификация параметров ЭЭГ . . . . . . . . . . . 170
3.3. Синаптические процессы . . . . . . . . . . . . . . 172
3.3.1. Модели кругооборота передатчика в синапсе . . . . . . 172
3.3.2. Анализ синаптической передачи . . . . . . . . . . . 174
3.3.3. Вероятностные модели синаптических процессов . . . . . 176
3.4. Моделирование нейродинамических процессов . . . . . . 177
3.4.1. Моделирование процессов в нервной системе . . . . . . 177
3.4.2. Автономные нейронные сети . . . . . . . . . . . . 179
3.4.3. Модель неавтономной нейронной сети с последействием . . 181
3.4.4. Модель нейронной сети из рефрактерных нейронов . . . . 182
3.4.5. Марковская модель нейронной сети аналоговых нейронов . . 182
3.4.6. Анализ нейродинамических процессов . . . . . . . . . 184
3.5. Вероятностный анализ электрических сигналов рецепторных полей:....................185
3.5.1. Метод встречных импульсов . . . . . . . . . . . . 187
3.5.2. Вычисление закона распределения рецепторов по частоте генерируемых ими импульсов . . . . . . . . . . . . . 187
3.5.3. Модель для метода парных импульсов . . . . . . . . . 188
3.5.4. Модель для метода встречных потоков . . . . . . . . 189
3.5.5. Применение методов встречных импульсов и потоков к анализу электрической активности рецепторных полей . . . . 189
3.6. Биологические анализаторы . . . . . . . . . . . . 190
3.6.1. Основные функции биологических анализаторов . . . . . 190
3.6.2. Математические модели переработки зрительной информации в нейронных структурах мозга . . . . . . . . . . 191
3.6.3. Кодирование зрительной информации . . . . . . . . . 197
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ
4.1. Математические модели воспалительных и иммунных процессов.=...................199
4.1.1. Общая модель процесса воспаления . . . . . . . . . . 199
4.1.2. Математические модели иммунных процессов . . . . . . 200
4.1.3. Математические модели кавернозного туберкулеза легких 203
4.2. Моделирование патологических процессов . . . . . . . . . 206
4.2.1 Электрические процессы в сердце . . . . . . . . . . . . . 206
4.2.2. Модель периодик Венкенбаха-Самойлова . . . . . . . . 207
4.2.3. Спектральный анализ процесса фибрилляции . . . . . . . 209
4.2.4. Микрогемодинамика . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
ГЛАВА 5. МЕДИЦИНСКАЯ КИБЕРНЕТИКА . . . . . . . . . . . 215
5.1. Автоматическая диагностика заболеваний . . . . . . . . . 215
5.1.1 Вероятностные алгоритмы. Метод Байеса . . . . . . . . . 215
5.1.2. Метод Вальда (последовательный статистический анализ) . . 216
5.1.3. Обучение распознаванию . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.1.4. Потенциальные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
5.1.5. Метод разделяющей поверхности . . . . . . . . . . . . . 226
5.2. Диагностика заболеваний с использованием ЭВМ . . . . . . 227
5.2.1. Структура и причины ошибок при автоматической диагностике 231
5.2.2. Сравнение мощности алгоритмов машинной диагностики . . 232
5.2.3. Изменение качества ответов ЭВМ в зависимости от числа используемых симптомов 235
5.3. Прогнозирование в клинической практике . . . . . . . . . 236
5.3.1. Математические аспекты клинического прогнозирования . . 236
5.3.2. Алгоритмы прогнозирования конечных состояний . . . . . 238
5.3.3. Оценка результатов клинического прогнозирования . . . . 248
5.3.4. Анализ информационной ценности признаков . . . . . . . 249
5.4. Медицинские информационные системы . . . . . . . . . . 260
5.5. Применение кибернетических методов в пульмонологии . . 273
5.6. Математические методы и ЭВМ в рентгенологии, радиологии и онкологии .296
ГЛАВА 6. АСУ В МЕДИЦИНЕ ................314
6.1. Общие понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . 314
6.2. АСУ городским здравоохранением . . . . . . . . . . . . 317
6.3. Информационные системы (зарубежный опыт) . . . . . . . 322
6.4. Системы наблюдения за состоянием больных . . . . . . . . 330
6.5. Особенности автоматической обработки физиологических параметров в КМС....................331
Список литературы .341
Предметный указатель 372
