30.05 03 медицинская кибернетика специалитет. Кибернетика медицинская

В сентябре в Псковском государственном университете открылся медицинский факультет, набравший студентов по специальности «медицинская кибернетика». ПсковГУ стал шестым российским вузом, где готовят врачей‑кибернетиков. В этом году российская программа образования по медицинской кибернетике впервые будет включена в обзор Европейской ассоциации медицинской информатики (EFMI). Рост спроса на медиков‑кибернетиков эксперты объясняют массовой информатизацией учреждений здравоохранения.

Первое отделение медицинской кибернетики открылось при медико‑биологическом факультете РГМУ им. Н.И. Пирогова в 1973 году. Затем, в 1988 году, аналогичное отделение появилось в СибГМУ. За все это время два медицинских вуза выпустили 1600 врачей‑кибернетиков. В оставшихся четырех институтах ни одного выпуска врачей такой специализации еще не было - готовить их начали только несколько лет назад.

Столь незначительное количество вузов, где есть специальность ≪медицинская кибернетика≫, эксперты объясняют ограниченными ресурсами подготовки студентов и сложностью обучения. ≪Университетов, выпускающих врачей‑кибернетиков, мало. Одной из причин является нетривиальность подбора преподавателей, которые смогут хорошо обучать будущих врачей‑кибернетиков. Специальность находится на стыке классического медицинского и классического технического образования≫, – поясняет заведующая кафедрой медицинской и биологической кибернетики РГМУ и главный внештатный специалист Минздрава по внедрению современных информационных систем в здравоохранении Татьяна Зарубина.

≪Программа обучения очень специфична, далеко не везде можно обеспечить ее выполнение – не в последнюю очередь из‑за отсутствия преподавателей достаточной квалификации≫, – соглашается генеральный директор компании ≪Брегис≫, занимающейся поставкой, внедрением и сервисным обслуживанием информационных систем для клинико‑диагностических лабораторий и медицинских учреждений, Георгий Отставнов.

≪Необходимо обеспечить качественное преподавание в трех очень разных областях: естественные науки, IT и медицина≫, – резюмирует декан медико‑биологического факультета СибГМУ Сергей Карась. Во всех университетах будущие врачи‑кибернетики учатся только на дневном отделении. За шесть лет подготовки студенты изучают фундаментальные, медицинские и информационные дисциплины. Затем студенты поступают в интернатуру по клиническо‑лабораторной диагностике и ординатуру по функциональной, радиологической и рентген‑диагностике – если хотят работать врачами. Диплом медицинского кибернетика дает им возможность работать диагностами – врачами клинической лабораторной, ультразвуковой, функциональной диагностики, рентгенологами, радиологами, бактериологами, вирусологами и генетиками.

Но медики‑кибернетики могут уйти и в сферу разработки и внедрения медицинских информационных систем. По словам Татьяны Зарубиной, научными изысканиями в медицине и биологии после окончания вуза начинают заниматься около половины выпускников. Еще 10–15% поступают в ординатуру и после окончания работают врачами‑диагностами. Примерно 30–35% студентов уходят работать в компании, занимающиесяразработкой и внедрением медицинских информационных систем. ≪На наших выпускников большой спрос, и с будущими зарплатами у тех, кто идет работать в коммерческие структуры, все хорошо≫, – отмечает заведующая кафедрой медицинской кибернетики РГМУ.

≪У наших выпускников преимущество – наличие компетенции в двух сферах – медицина и IT, и ощущение роли ≪моста≫ между этими областями, – поясняет Сергей Карась. – Они являются системными аналитиками (постановщиками задач) в любых медицинских и медико‑биологических областях, а также разработчиками как аппаратных средств, так и программного обеспечения. Они не лечащие врачи, но специалисты высокотехнологичной инструментальной диагностики≫.

≪Это как раз то, чего не хватает медицинскому информационному сообществу: айтишников много, а постановщиков мало, и постановка – как раз ниша для наших выпускников, – добавляет Татьяна Зарубина. – Каждый год сотрудники компаний‑разработчиков приглашают студентов‑пятикурсников на практику в свои фирмы, чтобы потом оставить часть из них работать у себя≫.

По словам экспертов, если в 1980‑х и 1990‑х годах к врачам‑кибернетикам относились с подозрением, то сейчас в связи с глобальной информатизацией и поступлением современного оборудования система здравоохранения нуждается в таких специалистах. ≪До недавнего времени уровень внедрения медицинских информационных систем не доходил до определенной ≪планки≫, – рассказываетТатьяна Зарубина. – Но сейчас эта черта преодолена – внедрение таких систем становится массовым, в первую очередь, систем учрежденческого уровня, которые нацелены на поддержку деятельности всех участников лечебно‑диагностического процесса, сначала в стационарах, а затем и в поликлиниках≫.

Врачи‑кибернетики на рынке весьма востребованы, ≪скорее, их даже не хватает≫, подтверждает Георгий Отставнов. ≪Для примера: в нашей компании выпускники отделения медицинской кибернетики занимают должности генерального директора, менеджера проектов, начальника службы внедрения и технической поддержки, инженера группы внедрения, инженера‑технолога≫, – перечисляет гендиректор компании ≪Брегис≫. Помимо компаний, разрабатывающих информационные системы, в медицинских кибернетиках заинтересованы поставщики высокотехнологичного медицинского оборудования – здесь они работают менеджерами и руководителями направления продаж, специалистами по применению оборудования. Такие кадры нужны и для разработки структуры медицинских документов, и для создания медицинских справочников‑номенклатур на международном уровне.

По данным рекрутингового портала HeadHunter, в 2013 году специалисты с дипломом по медицинской кибернетике и опытом работы один–три года могли претендовать на должность руководителя проекта по внедрению медицинских информационных систем с уровнем зарплаты 70–100 тысяч рублей, менеджера по продажам медицинского оборудования с зарплатой от 80 тысяч рублей, специалиста по фармакобезопасности и медицинского аналитика. Медицинские учреждения Московской области искали рентгенологов без опыта работы на зарплату 30–50 тысяч рублей, в Краснодаре нужен был врач клинической лабораторной диагностики на зарплату 20 тысяч рублей, а в Сочи – врач-бактериолог с зарплатой 24 тысячи рублей, социальным пакетом (надбавки за квалификационную категорию, вредные условия труда, досрочное назначение пенсии) и единовременной выплатой в 1 млн рублей, так как ЛПУ находится в сельской местности.

Единая медицинская информационно‑аналитическая система (ЕМИАС), которая сейчас создается в Москве, – тоже огромная сфера для приложения умений врачей‑кибернетиков. Не говоря уже о Единой государственной информационной системе здравоохранения (ЕГИСЗ), которая, по замыслу Минздрава, должна охватить всю Россию. Причем эксперты подчеркивают, что профильных специалистов уже не хватает – если бы внедрением ЕМИАС занимались кибернетики, ≪начали бы они действовать совсем иначе, системно≫.

Очевидно, что количество выпускаемых вузами врачей‑кибернетиков необходимо увеличивать. ≪Но, безусловно, по объему выпуска эта специальность не должна быть сопоставлена с лечебными, педиатрическими или стоматологическими факультетами. Стоит ставить задачу наличия хотя бы одного специалиста врача‑кибернетика в каждом крупном медицинском учреждении страны≫, – считает главный внештатный специалист Минздрава по внедрению современных информационных систем.

Сергей Карась указывает, что желательно использовать дистанционные и проектные формы обучения, а студентам необходимо ≪получение более глубоких знаний по топографической анатомии, имея в виду возможность работы в лучевой диагностике и УЗИ≫.

Кроме этого, в России, в отличие от европейских стран, нет ординатуры по медицинской информатике. В США используют оба термина, и ≪медицинская информатика≫, и ≪медицинская кибернетика≫, в Европе более популярен первый из них. ≪Считаю, что мы ≪дозрели≫ до ординатуры, и эта ординатура должна быть, так же, как на Западе, и для выпускников других врачебных факультетов≫, – замечает Татьяна Зарубина.

Именно для обсуждения последипломного образования РГМУ им. Н.И. Пирогова планирует организовать приезд в Россию профессора медицинской информатики Афинского университета (University of Athens) и вице‑президента EFMI Джона Мантаса и профессора медицинской информатики Университета Амстердама Арии Хасмана.

Железная поступь «лженауки»

Применять методы кибернетики в биологии и медицине стали после 1948 года, когда вышла книга Норберта Винера ≪Кибернетика, или управление и связь в животном и машине≫, в которой впервые говорилось об идентичности процессов управления и связей в машинах и живых организмах.

В СССР новую науку приняли не сразу. В 1952 году в ≪Литературной газете≫ вышла статья ≪Кибернетика – ≪наука≫ мракобесов≫, в которой автор обрушивался на теорию Винера: ≪Эта модная лжетеория, выдвинутая группой американских ≪ученых≫, претендует на решение всех стержневых научных проблем и на спасение человечества от всех социальных бедствий. Кибернетическое поветрие пошло по разнообразным отраслям знания: физиологии, психологии, социологии, психиатрии, лингвистике и др. По утверждению кибернетиков, поводом к созданию их лженауки послужило сходство между мозгом человека и современными сложными машинами≫. Однако, к счастью, гонения на кибернетику через три года закончились – советское руководство оценило пользу от электронных вычислительных машин.

Первые экспериментальные автоматизированные медицинские системы появились в СССР в 1960‑х годах. Первая диагностическая система на основе ЭВМ, определяющая врожденные пороки сердца, была создана в 1964 году в лаборатории кибернетики Института хирургии им. А.В. Вишневского.

В 1969 году в Научном центре сердечно‑сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева была разработана система автоматической диагностики поражения клапанов сердца. К середине 1970‑х были созданы компьютерная система ≪Симфония≫ для слежения за состоянием больного во время хирургической операции и автоматизированная система обеспечения решений врача – АСОРВ.

В 1973 году профессор Сурен Гаспарян основал в РГМУ им. Пирогова отделение, а затем и кафедру медицинской кибернетики. Первых специалистов для СССР и стран – членов Совета Экономической Взаимопомощи выпустили в 1979 году.

Информатизация, информатизация здравоохранения, медицинская кибернетика

Кибернетика медицинская - раздел кибернетики, изучающий процессы управления и переработки информации в живых организмах и коллективах людей в соответствии с задачами лечения и профилактики болезней, а также управления здравоохранением.

Кибернетика

Кибернетика - I

в медицине . Кибернетика - наука об общих законах управления в системах любой природы - биологической, технической, социальной. Основной объект исследования в К. - кибернетические системы, рассматриваемые вне зависимости от их материальной природы. Методы К. развиваются вместе с общей теорией систем, теорией автоматического управления, методами математического моделирования и др. Общие законы управления и обобщенные характеристики систем применяются к конкретным областям: биологические объекты исследуются в биокибернетике, медицинские системы и методы управления состоянием организма - в медицинской кибернетике и т.д.

Исторический очерк . Проникновение кибернетических методов в биологию и медицину началось после выхода в 1948 г. книги американского математика Н. Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине», ознаменовавшего появление кибернетики как науки. В этой книге впервые была выявлена общность процессов в природе и технике, причем ряд исходных концепций К. базировался на наблюдениях за биологическими объектами. В нашей стране развитие К. было необоснованно заторможено, она была объявлена буржуазной лженаукой, хотя независимо от этого прикладное направление К. - разработка отечественных ЭВМ и первых кибернетических систем - велась под руководством академика С.А. Лебедева с 1949 года. В конце 50-х гг. справедливое положение К. в системе наук было восстановлено, и в 1959 г. усилиями академика А.И. Берга при Президиуме АН СССР был создан научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика». Одним из важных направлений работы совета стало развитие биологической и медицинской К. Важную роль в становлении биологической и медицинской кибернетики в СССР сыграли В.В. Ларин и Н.М. Амосов.

В нашей стране в 60-х гг. уже работали экспериментальные автоматизированные медицинские системы. Первая в СССР диагностическая система на основе ЭВМ была создана в 1964 г. в лаборатории кибернетики Института хирургии им. А.В. Вишневского. Эта система автоматически устанавливала диагноз врожденных пороков сердца. В 1969 г. в Институте сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева была разработана система автоматической диагностики поражения клапанов сердца.

В 1970 г. в НИИ социальной гигиены и организации здравоохранения им. Н.А. Семашко были созданы первые автоматизированные системы управления (Автоматизированная система управления), а в 1972 г. в рамках системы АСУ «Больница» была принята в эксплуатацию первая в СССР АСУ медицинского назначения «Аптека». К середине 70-х гг. были разработаны автоматизированные системы для использования в клинике (мониторно-компьютерная система «Симфония» для слежения за состоянием больного во время хирургической операции - 1973 г., автоматизированная система обеспечения решений врача АСОРВ - 1974 г.).

С 1969 г. в ряде медицинских институтов читался факультативный курс «Основы медицинской кибернетики», а в 1979 г. медико-биологический факультет 2-го Московского медицинского института им. Н.И. Пирогова выпустил первых в СССР врачей-кибернетиков.

С середины 80-х гг. кибернетические методы в медицине и здравоохранении получают все большее распространение. Появляются автоматизированные центры диагностики, системы диспансеризации и медицинских осмотров населения. В крупных больницах создаются автоматизированные системы обработки медицинских данных, осуществляется компьютерный учет коечного фонда, в приемных отделениях журнал приема больных ведется на основе ЭВМ.

К концу 80-х гг. только в Москве прямой доступ к ЭВМ получили несколько тысяч врачей и медработников. Например, в Институте сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева, где разработана и функционирует система автоматизированного ведения историй болезни, в 1988 г. с компьютерами работало более 400 врачей.

В последние годы роль и место К. в системе наук изменились. Отпочкование от нее информатики (см. Информатика, в качестве самостоятельной научной и практической области деятельности, вобравшей в себя проблемы создания и использования средств вычислительной техники, вернуло К. в ее классическое русло - науки об общих законах управления.

Основные понятия кибернетики . К. исследует процессы управления, протекающие в живой природе, технических, социальных и других объектах. Главным предметом изучения является система - совокупность элементов, образующих определенную структуру, которая функционирует для достижения какой-либо цели.

Кибернетика изучает общие свойства систем, прежде всего с точки зрения способов управления ими. Особую роль в биологических и медицинских применениях К. играют динамические системы, в которых с течением времени происходят существенные изменения. Элементы системы и связи между ними образуют ее структуру. Внешнее проявление присущих системе свойств, характерные для нее процессы являются функцией системы. Способность систем сохранять свою структуру и функцию в меняющихся условиях характеризуется понятиями надежности и устойчивости. Под устойчивостью системы понимают ее способность с течением времени возвратиться к исходному (или близкому к нему) состоянию после какого-либо возмущения.

На ранних этапах развития К. для описания систем использовался метод черного ящика - описание систем в виде преобразователя входных сигналов в выходные со скрытой внутренней структурой. Понятие черного ящика оказалось неудовлетворительным для описания динамических систем, т.к. оно не учитывает важнейшее их свойство: характер преобразования входных сигналов в выходные меняется в зависимости от текущего внутреннего состояния системы. Поэтому широкое распространение в К. получил метод так называемого пространства состояний, в котором система представлена не только входом и выходом, а тремя характеристиками - входом, состоянием, выходом (см. Математические методы).

Сохранение неизменности состояния системы при действии возмущении называется гомеостазом. Наиболее широко понятие гомеостаза применяется при анализе физиологических систем. В отличие от обычной устойчивости (возвращение системы к исходному состоянию после снятия возмущения) гомеостаз означает сохранение исходного (или близкого к нему) состояния системы и во время действия возмущающих факторов.

Одной из важнейших функций систем является управление. Целями управления могут быть сохранение структуры, поддержание гомеостаза, реализация различного рода программ. При синтезе систем в К. используются и другие термины, по смыслу близкие к понятию управление, например регуляции (в частности, физиологическая) и регулирование (простые формы управления, в основном в технических системах).

Управление может осуществляться либо полностью без участия человека - автоматическое, либо человеком с использованием технических средств (например, вычислительной техники) - автоматизированное (см. Автоматизированные системы управления (Автоматизированная система управления)). Общие свойства управляемых систем, в т.ч. и автоматических систем управления, изучаются методами теории управления.

Ведущим понятием К., широко используемым в медицине и биологии, является обратная связь. Если в какой-нибудь системе удается выделить направление «прямой» передачи сигнала, т.е. от входа системы к ее выходу, то любая передача сигналов в противоположном направлении (от выхода ко входу) называется обратной связью. В биологических и медицинских системах, как правило, можно выделить множество прямых и обратных связей. Поэтому в целях упрощения в системе анализируют лишь главную (иногда рассматриваемую в качестве единственной) цепь обратной связи. Обратная связь может быть положительной (когда поступающий обратно с выхода на вход сигнал увеличивает эффект входного воздействия) или отрицательной (когда этот эффект уменьшается). Положительная обратная связь обычно способствует потере устойчивости в системе, а отрицательная повышает устойчивость и обеспечивает поддержание гомеостаза.

В биологических системах, в частности в организме, отрицательная обратная связь встречается в различных формах, а механизмы ее реализации имеют различную природу - гуморальную, нервную и др.

Простейшей формой отрицательной обратной связи в К. является обратная связь по рассогласованию (рис. 1). Прямой канал представлен цепочкой вход - регулятор - объект - выход, обратная связь - передача выходного сигнала V с выхода системы ко входу. Если входной сигнал равен Х (любое постоянное значение входного сигнала называется установкой), а выходной сигнал Y ему не равен, то в системе возникает сигнал рассогласования = Х - Y. Этот сигнал усиливается регулятором и преобразуется в сигнал управления Ц, который поступает на вход объекта, изменяя его состояние до тех пор, пока рассогласование не исчезнет. В этом случае достигается желаемое соотношение Y - X. Если на систему действует возмущение V, то это соотношение нарушится, и механизм обратной связи снова заработает, возвращая изменившееся значение к заданному уровню.

Примером анализа управления с применением отрицательной обратной связи в организме может быть процесс прицеливания у стрелка (X - положение центра мишени, Y - положение мушки, регулятор - ц.н.с., объект управления - рука стрелка с оружием). Такие или подобные им отрицательные обратные связи характерны для управления движением вообще.

Другой распространенной формой отрицательной обратной связи в системах любой природы является параметрическая обратная связь, когда выходной сигнал изменяет какие-либо свойства (параметры) одного из звеньев прямого канала - регулятора (рис. 2). Примером такого рода отрицательной обратной связи может служить один из механизмов ауторегуляции в биохимических циклах - подавление конечным продуктом реакции синтеза одного из предшественников.

Биологическая и медицинская кибернетика . Приложение кибернетических методов к анализу биологических систем реализуется в рамках биокибернетики, а весь круг задач, связанных с управлением процессами в организме (включая задачи автоматизации диагностики и лечения, внедрения компьютерных методов в работу медицинского персонала) и в социально-экономических системах охраны здоровья населения, решается в рамках медицинской К. Вопросы компьютеризации медицины, связанные с обработкой биомедицинской информации, в настоящее время относят к информатике (Информатика).

Биокибернетические исследования ведутся в двух основных направлениях. Во-первых, разрабатываются и используются все более совершенные методы обработки информации при измерении биологических сигналов и получении других данных о состоянии биосистем. Широко применяются методы статистической обработки (корреляционный анализ, методы автоматической классификации и т.п.). Эти методы используют и для анализа больших объемов информации, которые получаются в результате медико-биологических экспериментов, при решении задач дифференциальной диагностики, в медицинской статистике (см. Математические методы).

Во-вторых, развитие методов биокибернетики идет по пути создания формализованных описаний биологических систем, т.е. построения их моделей (математических или логических). Так, широкое распространение получило математическое моделирование динамических систем с помощью дифференциальных уравнений. Термин «моделирование» используется в К. для описания двух связанных между собой областей исследования систем. Под моделированием понимается процесс разработки математического описания объекта. Известны, например, модели системы кровообращения Гайтона, модель терморегуляции Столвийка и др. Созданы модели практически всех физиологических систем организма, многих патологических процессов, модели экологических систем, поведения человеческих популяций и систем охраны здоровья.

Кроме того, термин «моделирование» означает процесс исследования системы с помощью математических моделей (эквивалентным по содержанию является понятие вычислительного эксперимента). Сущность вычислительного эксперимента состоит в том, что с помощью ЭВМ многократно решают математические уравнения, описывающие свойства биологического объекта в различных условиях и его реакции на внешние воздействия, а результаты различных вариантов решения представляются в удобном для исследователя виде. Полученные в результате вычислительных экспериментов данные анализируются специалистами точно так же, как и результаты обычных медико-биологических экспериментов.

Целями моделирования являются формулировка и обоснование предположений о свойствах биологических объектов (выдвинутые гипотезы в дальнейшем могут проверяться экспериментально); прогноз и оценка действия различных внешних и внутренних факторов на биологические системы (прогноз действия лекарств, оценка эффективности применения гипотетических или реальных технических средств, например искусственных органов); отработка моделей для включения в компьютеризованные системы медицинского назначения (например, построение математической модели определенных физических процессов в тканях при действии излучения для использования в компьютерных томографах).

К биокибернетике примыкает ряд научных направлений: бионика - наука, исследующая свойства организмов с целью их воспроизведения в технических системах; инженерная психология, занимающаяся созданием технических систем, наилучшим образом согласованных с психологическими способностями и возможностями человека, управляющего ими; инженерная физиология, имеющая целью создание технических систем для поддержания жизнедеятельности и работоспособности организма или отдельных физиологических систем.

Медицинская К. занимается разработкой и использованием систем управления а медицине и здравоохранении. В ее рамках создаются методы диагностики и коррекции жизненных процессов в организме (компьютерная диагностика и лечение, способы управления аппаратами и устройствами медицинской техники), ведутся разработка и реализация методов контроля и управления состоянием здоровья на популяционном уровне (управление профилактическими и противоэпидемическими мероприятиями), ставятся и решаются организационные проблемы охраны здоровья населения и задачи управления здравоохранением.

Одним из путей использования кибернетических методов в медицине является разработка автоматизированных систем управления (АСУ). Автоматизированные системы медицинского назначения повышают результативность и эффективность работы врачей и другого медперсонала. Получают распространение компьютеризованные системы доврачебного осмотра и опроса населения, методы компьютерной диагностики, ведение журналов поступления больных и учета коечного фонда медицинских учреждений, разрабатываются и внедряются системы автоматизированного ведения историй болезни. Благодаря внедрению АСУ медицинские учреждения (больницы, поликлиники, лечебные центры) переходят на новые информационные технологии: вся обработка медицинской информации в пределах учреждения производится в безбумажной форме. Медперсонал прямо со своих рабочих мест вводит информацию в ЭВМ, получает на экране дисплея результаты ее обработки, имея доступ к общей базе данных. На бумагу (получение так называемых твердых копий) информация выводится только в необходимых случаях, например при выдаче на руки больному выписок или документов, для составления некоторых форм отчетности.

Рабочее место медработника, на котором установлена персональная ЭВМ или терминал единой сети ЭВМ, позволяющие получать доступ к информационным базам данных и работать с ними, называется автоматизированным рабочим местом (АРМ) врача. Разработка АРМ ориентируется на создание интеллектуального помощника врача, поэтому ЭВМ выступает не только как средство хранения и вывода нужной информации, но и берет на себя многие функции, возлагавшиеся ранее на человека (например, выписка рецептов с автоматической проверкой совместимости лекарств). Для более сложных ситуаций существуют специальные системы, использующие знания и опыт экспертов. Экспертные системы позволяют получать врачебные рекомендации и логические выводы даже в том случае, когда алгоритм решения задачи неизвестен, а при необходимости объясняют причины принятия решений и рекомендаций на языке, понятном пользователю.

Перспективы. Основным средством внедрения кибернетических методов в медицину являются ЭВМ и соответствующее программное обеспечение. Развитие и удешевление средств вычислительной техники, повышение их надежности, распространение персональных компьютеров, растущая сложность применяемых в медицинской практике средств и методов являются причинами алгоритмизации многих областей медицины и использования в них ЭВМ. Компьютеризованные методы широко применяются в ряде научно-исследовательских и клинических центров Москвы, Ленинграда, Киева, Барнаула и других городов.

Библиогр.: Воробьев Е.И. и Китов А.И. Медицинская кибернетика, М., 1983; Инженерная физиология и моделирование систем организма, под ред. В.Н. Новосельцева, Новосибирск, 1987; Новосельцев В.Н. Теория управления и биосистемы, М., 1978; Основы инженерной психологии, под ред. Б.Ф. Ломова, М., 1986; Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. и Тимонов А.А. Математические задачи компьютерной томографии, М., 1987.

наука об управлении и переработке информации в любых системах: биологических, технических, экономических, в коллективах людей и т.д.

Энциклопедический словарь медицинских терминов М. СЭ-1982-84, ПМП: БРЭ-94 г., ММЭ: МЭ.91-96 г.

Кибернетика медицинская - раздел кибернетики, изучающий процессы управления и переработки информации в живых организмах и коллективах людей применительно к задачам лечения и профилактики заболеваний. К. м. рассматривает проблемы лечения и профилактики заболеваний, изучает функции организма человека на основе законов управления, объективно свойственных всем естественным и искусственным объектам. Живой организм в целом и его отдельные элементы рассматриваются при этом как системы, в к-рых происходит восприятие, накопление, переработка и передача информации, вырабатываются соответствующие реакции - управляющие воздействия, обеспечивающие нормальное течение всех жизненно важных процессов. С точки зрения К. м. любая болезнь рассматривается как нарушение процессов приема, передачи и обработки информации или результат выработки неправильного управляющего воздействия. Использование методов К. м. (математическое и электронное моделирование, методы, основанные на применении электронных вычислительных машин и т. д.) направлено на увеличение арсенала способов исследования живых организмов, выявление возможностей врачей как при постановке диагноза, так и при лечении болезней. Интенсивное развитие К. м. тесно связано с развитием электронной вычислительной техники и новейших средств получения информации о состоянии организма или его отдельных органов и систем. Можно выделить три основных направления медикокибернетических исследований. Первое связано с работами по получению информации о функционировании живых организмов и их органов и разработке методов использования этой информации для объективного описания состояния организма. Второе составляют работы по управлению нормальными и патологическими процессами с целью обеспечения требуемого характера протекания процессов в живых организмах. Наконец, третье - работы по созданию технических средств диагностики и лечения, а также информационных и управляющих систем для управления различными звеньями системы охраны здоровья - от отдельных учреждений (поликлиник, больниц, станций скорой помощи и т. п.) до органов, ответственных за деятельность служб здравоохранения или состояния здоровья населения отдельных территорий и государства в целом. К работам первого направления относятся исследования по диагностике заболеваний с помощью специальных диагностических программ и методов машинной диагностики с использованием ЭВМ, способных решать задачи выбора наиболее вероятного диагноза из относительно большого числа предполагаемых и задачи дифференциальной диагностики - выбора одного диагноза из нескольких, близких по клинич. проявлениям. Диагностич. системы разрабатываются с целью консультации врача в сложных диагностических ситуациях (в этом случае ЭВМ, в к-рую заложен большой объем информации, сообщает наиболее вероятные варианты диагноза, рекомендует при необходимости дополнительные обследования). Они могут быть использованы для совершенствования мед. обслуживания населения в условиях, когда незамедлительное оказание квалифицированной медпомощи на месте затруднено, напр, изза отсутствия в данном учреждении специалиста нужного профиля (в этом случае используются специальные системы связи, соединяющие мед. учреждения на местах с центральными учреждениями, откуда можно получить нужную консультацию); наконец, диагностич. системы предназначаются для выявления принадлежности отдельных лиц при массовых медицинских осмотрах больших контингентов населения - к группе «повышенного риска» в отношении какоголибо заболевания. При этом используются анкетные опросы, включающие биографические данные обследуемого, условия труда и быта, особенности, связанные с его образом жизни, перенесенными заболеваниями и т. п. В случае решения о принадлежности обследуемого к группе «повышенного риска» в отношении какоголибо заболевания он направляется на дополнительное обследование, ставится на диспансерный учет и т. п. Поскольку обработка данных анкетных опросов является достаточно простой, использование этого метода позволяет заметно экономить ресурсы на обследование и диспансеризацию по сравнению, напр., с обследованием или диспансеризацией всего исходного контингента. В группу работ первого направления входят работы по машинной оценке (фильтрации) электроэнцефалограмм, электрокардиограмм и других результатов инструментального обследования, характеризующих состояние больного, разработка так наз. замкнутых систем управления наркозом, стимуляцией сердечной деятельности (см. Кардиостимуляция), дыхания (см. Искусственное дыхание) внешними вспомо1 с""^^дыми системами (напр., аппаратами Щкусственного кровообращения, в к-рих управляющие воздействия регулируются в соответствии с изменяющимися показаниями функционального состояния организма, его отдельных систем); исследования по созданию управляемых протезов конечностей. В связи с ростом интереса к проблеме разработки искусственных органов значительное внимание специалистов в области К. м. привлекает задача моделирования организма в целом или его крупных подсистем (кровообращение, дыхание, ). В связи с этим одним из важных разделов второго направления исследований К. м. является изучение механизмов поддержания постоянства внутренней среды организма - гомеостаза. Гомеостатические свойства живых организмов представляют значительный интерес для К. м. как с точки зрения раскрытия физиологич. природы механизмов поддержания благоприятного для организма состояния внутренней среды в широком диапазоне изменения внешних условий, так и с точки зрения возможности реализации гомеостаза в технических устройствах (см. Бионика). Вопросы управления лечением также входят в число проблем К. м. Использование возможностей хранения больших объемов информации в ЭВМ позволяет, основываясь на анализе близких к данному случаев заболевания, выбирать наилучшую, в смысле благоприятного исхода для конкретного больного, стратегию лечения. Значительный интерес представляют вопросы управления лечением при использовании сильнодействующих и ядовитых лекарственных средств, действие которых на организм носит системный характер. При этом с помощью методов математического моделирования определяются программы подачи лечебных воздействий (сроки и дозы), возможные методы компенсации нежелательного или побочного действия медикамента и т. д. Большое значение, напр., придается использованию ЭВМ при расчете доз в ходе лучевой терапии. К работам третьего направления относятся исследования, посвященные разработке методов учета состояния здоровья больших контингентов населения. Такой учет при условии возможности быстрого доступа к истории болезни отдельного больного позволяет наиболее оперативно оказывать помощь в экстренных случаях, планово выполнять мероприятия по профилактике заболеваний, своевременно выявлять причины неблагоприятных тенденций в изменении состояния здоровья населения. Тем самым образуется система массового медицинского обслуживания, направленная на решение разнообразных задач и позволяющая наилучшим образом реализовать возможности, к-рыми располагает система здравоохранения. К числу наиболее мощных информационных систем мед. назначения следует также относить системы управления научными исследованиями в медицине. При разработке этих систем преследуется цель максимальной концентрации усилий ученых на решение задач борьбы с болезнями, приносящими обществу наиболее значительные потери. К числу этих болезней относятся в первую очередь сердечнососудистые, онкологические , инфекционные и некрые другие болезни. Исследования, направленные на борьбу с этими болезнями, координируются международными организациями, в первую очередь Всемирной организацией здравоохранения, с максимальным использованием информационных систем на основе ЭВМ. Значительная роль в управлении деятельностью учреждений здравоохранения принадлежит информационным системам и автоматизированным системам управления (АСУ) различных уровней. Среди этих систем следует, в частности, упомянуть АСУ типа «Кадры», имеющую целью обеспечить наилучшее распределение и использование мед. кадров в стране, АСУ типа «Диспансер», «Поликлиника», «Стационар», имеющие целью обеспечить наилучшее обслуживание населения, и т. п.

✪ Факультет медицинского образования, направление медицинская кибернетика ПсковГУ

✪ Медицинский институт (ПГУ МИ), МИСиТ, Кибернетика

✪ Чему нас учит кибернетика

Субтитры

Группы

Условно медицинскую кибернетику можно представить следующими группами:

• Вычислительная диагностика заболеваний

Эта часть связана с использованием вычислительной техники при обработке информации, поступающей с биологического объекта с целью постановки диагноза. Первым шагом является разработка методик формального описания состояния здоровья пациента, проведение тщательного анализа по уточнению клинических параметров и признаков, используемых в диагностике. Здесь имеют главное значение те признаки, которые несут количественные оценки. Кроме количественного выражения физиологических, биохимических и других характеристик больного для вычислительной диагностики необходимы сведения о частоте клинических синдромов (из априорных данных) и диагностических признаков об их классификации, оценке диагностической эффективности и т. п. Все эти данные вносятся в память ЭВМ, которые затем сопоставляются с симптомами больного. Контроль за состоянием организма необходим во многих областях человеческой деятельности (спортивной, производственной, учебной, военной), но особенно важен в стрессовых ситуациях или в таких лечебных условиях, как например хирургическое вмешательство с применением систем искусственного кровообращения и дыхания в состоянии наркоза и т. п. Для таких целей необходимо создавать информационные системы оперативного врачебного контроля (ИСОВК), которые осуществляют съем медико-биологической информации, автоматическое распознавание функционального состояния пациента, фиксацию нарушений в деятельности организма, диагностирование заболеваний, управление устройствами, регулирующими жизненно важные функции.

• Автоматизированные системы управления и возможности применения их для организации здравоохранения.

Здесь преследуется цель создания отраслевых автоматизированных систем (ОСАУ). Такие системы создаются для такой важной отрасли как «здравоохранение». Особенности ОСАУ в здравоохранении является то, что она должна включать в себя как блок управления, так и другие элементы: профилактику, лечение (с диагностикой), медицинскую науку, кадры, материальное обеспечение. В первоочередные задачи ОСАУ «Здравоохранение» входят автоматизация процессов сбора и анализа статистической информации по основным направлениям медицинской деятельности и оптимизация некоторых процессов управления.

Учебные заведения, проводящие набор по специальности «Медицинская кибернетика»

• Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова , где на медико-биологическом факультете впервые начали готовить этих специалистов
• Сибирский Государственный Медицинский Университет (г. Томск)
• Пензенский государственный университет
• Северный федеральный университет (г. Архангельск)
• Казанский (Приволжский) федеральный университет
• Псковский государственный университет (ПсковГУ, г. Псков)
• #перенаправление Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого
• Юго-западный Государственный университет (ЮЗГУ г. Курск)
• ДВФУ , г. Владивосток (от 2015 года)
• СКГГТА, г. Черкесск (от 2016 года)

Ранее существовала инженерная специальность «Медицинская кибернетика», соответствующая ныне существующему направлению образования «Биотехнические системы и технологии». Сейчас с названием «Медицинская кибернетика» существует направление специалитета высшего медицинского образования. Выпускники его - врачи-кибернетики - получают право работать врачом только после окончания интернатуры или ординатуры. Но из-за того, что они изучают большой объём технических дисциплин, невозможно обеспечить изучение ими одного и того же медицинского предмета не менее трёх раз под руководством трёх разных преподавателей, как правило, разных кафедр, что по международным стандартам требуется от будущих врачей-клиницистов. Поэтому они не могут работать по особо ответственным медицинским специальностям в сфере хирургии, акушерства, терапии и т. д, поступать в интернатуры и ординатуры по этим специальностям. Круг их областей специализации в медицине, соответственно, ограничен. Это - клиническое лабораторное дело, функциональная диагностика, лучевая диагностика, медицинская физика. Но зато, в отличие от обычных выпускников по специальности «Лечебное дело», они без последипломного образования могут работать инженерами. 29 апреля 2010 года Ученым Советом Пензенского государственного университета была открыта новая специальности 060114 - «Медицинская кибернетика» по подготовке специалистов «Врач-кибернетик». Продолжительность обучения по специальности - 6 лет. Вступительные испытания: Математика - профильный предмет, биология, русский язык. Врач-кибернетик подготовлен для осуществления практической и научной деятельности, направленной на разработку, внедрение и эксплуатацию автоматизированных технологических и административных систем управления в целях повышения качества медицинского обслуживания населения и эффективного использования ресурсов здравоохранения. Специалисты предназначены для работы в учреждениях, здравоохранения, учреждениях РАМН и других ведомств, заинтересованных в специалистах данного профиля. Врач-кибернетик по специальности 060114 готовится для работы:

1) в медицинских лечебно-диагностических организациях (больницах, поликлиниках, амбулаториях); 2) в научно-исследовательских медицинских и биологических центрах, лабораториях и институтах, связанных с эксплуатацией медицинской техники и проведением медико-биологических экспериментов; 3) в территориальных и региональных коммерческих структурах здравоохранения.

Ранее этот государственный стандарт имел номер 041000 (согласно Классификатору направлений и специальностей высшего профессионального образования)
Приложение N 3 к приказу

Министерство образования Российской Федерации

Москва 2000

6.1.1. Высшее учебное заведение самостоятельно разрабатывает и утверждает основную образовательную программу вуза для подготовки Врача-кибернетика на основе настоящего государственного образовательного стандарта.

Дисциплины по выбору студента являются обязательными, а факультативные дисциплины, предусматриваемые учебным планом высшего учебного заведения, не являются обязательными для изучения студентом.

Курсовые работы (проекты) рассматриваются как вид учебной работы по дисциплине и выполняются в пределах часов, отводимых на ее изучение.

По всем дисциплинам и практикам, включенным в учебный план высшего учебного заведения, должна выставляться итоговая оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно или зачтено, не зачтено).

6.1.2. При реализации основной образовательной программы высшее учебное

заведение имеет право:

Изменять объем часов, отводимых на освоение учебного материала для циклов дисциплин, в пределах 15%;

Реализация основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста должна обеспечиваться педагогическими кадрами, имеющими базовое образование, соответствующее профилю преподаваемой дисциплины, и систематически занимающимися научной и/или научно-методической деятельностью (не менее 3 лет); преподаватели по всем медико-биологическим, клиническим и дисциплинам специальности, как правило, должны иметь ученую степень (не менее 60% кандидатов и 10% -докторов наук) и опыт деятельности в соответствующей профессиональной сфере (не менее 3 лет);

К педагогической деятельности, в сфере медицинского и фармацевтического профиля, не допускаются лица, которым она запрещена приговором суда или медицинскими противопоказаниями.

Лабораторным практикумом должны быть обеспечены дисциплины: химия, физика, информатика, биология с экологией, морфология, физиология, микробиология, общая патология, молекулярная фармакология, иммунология, генетика, радиобиология, медицинская электроника, биохимия, биофизика, физиологическая кибернетика, теоретические основы кибернетики, системный анализ.

Семинарами и практическими занятиями должны быть обеспечены дисциплины: история, экономика, философия, культурология, биоэтика, политология, социология, психология, педагогика, иностранный язык, латинский язык, физическое воспитание, математика.

Реализация основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста должна обеспечиваться доступом каждого студента к библиотечным фондам и базам данных, по содержанию соответствующим полному перечню дисциплин основной образовательной программы, наличием учебно-методических пособий и рекомендаций, наглядными пособиями, аудио- и видиоматериалами по всем дисциплинам и по всем видам занятий – практикумам, дипломному проектированию, практикам.

Высшее учебное заведение, реализующее основную образовательную программу подготовки дипломированного специалиста, должно располагать материально-технической базой, соответствующей действующим санитарно-техническим нормам и обеспечивающей проведение всех видов лабораторной, практической, клинической дисциплинарной, междисциплинарной подготовки и научно-исследовательской работы студентов, предусмотренных примерным учебным планом (количество помещений для размещения кафедр определяется из расчета не менее 18 кв.м учебных и учебно-лабораторных помещений на 1 студента).

Проведение практик обеспечивается наличием соответствующей материально-технической базы, учебно-методическими пособиями, положением о проведении практик, разрабатываемым вузом.

1.Биологическая (учебная) практика - 4 недели на втором семестре

2.Лаборантская практика – 3 недели на шестом семестре.

3.Производственная практика - 4 недели на восьмом семестре.

4.Преддипломная практика - 4 недели на десятом семестре.

Практика проводится по медико-биологическим и естественно-научным дисциплинам.

Задачами практики являются:

Обучение студентов навыкам планирования и проведения экспериментальных исследований, обращению с экспериментальными лабораторными животными, работы с научной литературой, анализа полученных экспериментальных данных;

Обучение студентов основам систематики и биометрии;

Изучение студентами разделов “Экология” и “Экология человека” и освоение ими практических навыков по этим разделам.

Во время учебной практики студент должен получить навыки:

Логического мышления: строить обоснованные суждения и умозаключения;

Формирования экспериментальной выборки, разработки схемы проведения эксперимента, основных биометрических методов обработки результатов эксперимента;

Анализа данных лабораторных и инструментальных методов исследования, систематики различных групп животных; проведения определения экологического состояния природной среды, специфики проведения экспериментов в области прикладной экологии.

Лаборантская практика после 3 курса

Во время лаборантской практики студент 3 курса должен ознакомиться с работой кафедральных и научных коллективов, с научными направлениями, методами исследования, с основной литературой по изучаемым проблемам, участвовать в постановке и проведении экспериментов;

За время проведения лаборантской практики студент должен получить навыки:

работы с научной литературой, разработки схем постановки и проведения эксперимента, анализа его данных и формулировки выводов экспериментальных исследований.

Производственная практика после 4 курса

Во время производственной практики студент 4 курса должен ознакомиться с опытом работы кафедры (отдела, лаборатории), участвовать в проведении экспериментальной работы научного коллектива, ознакомиться с научной литературой по изучаемым проблемам.

За время проведения производственной практики студент должен получить навыки:

работы с современной исследовательской аппаратурой, вычислительной техникой, применения основных математических и статистических методов обработки результатов экспериментов, в том числе с использованием современной компьютерной техники.

Производственная (преддипломная) практика после 5 курса

Во время производственной (преддипломной) практики студент 5 курса должен освоить методы исследования, начать сбор фактического экспериментального или клинического материала для разработки квалификационной (дипломной) работы, определяемой ее темой и научным направлением кафедры (отдела, лаборатории).

За время проведения производственной (преддипломной) практики студент должен получить навыки:

Работы с современными инструментальными и лабораторными методиками,

Использования современной компьютерной техники для выполнения квалификационной (дипломной) работы,

Написания обзора научной литературы,

Обработки полученных результатов и их анализа согласно требованиям, предъявляемых к выполнению квалификационных (дипломных) работ.

Выпускник должен уметь решать задачи, соответствующие его квалификации, указанной в п.1.2 настоящего государственного образовательного стандарта.

Специалист должен знать:

• теоретические и методические основы фундаментальных и медико-биологических наук, клинических дисциплин и дисциплин специализаций, необходимых для самостоятельной работы в области исследований природы и механизмов развития патологических процессов, для совместной работы с лечащими врачами по постановке диагноза, разработки новых методов диагностики, внедрения новой электронной и вычислительной техники, разработки современных медицинских технологий;
• качественные и количественные отличия болезни от здоровья, этиологию, патогенез и клинику наиболее часто встречающихся заболеваний, принципы их профилактики, диагностики, лечения;
• основы обработки диагностической и медико-биологической информации с помощью современных компьютерных технологий;
• современные концепции норм управления в медицине и системного анализа здравоохранения, математические основы кибернетики и методы решения задач с помощью компьютерных технологий, основы системотехники, структуру, принцип действия и характеристики электронных вычислительных машин, программирование на ЭВМ, языки программирования для решения научных и информационных задач, операционные системы и их возможности, основы построения банков данных и использования их для решения информационных задач биологии и медицины, математические методы статистики, методы исследования операций, математическое распознавание образов;
• правила техники безопасности при работе с медицинской аппаратурой, вопросы охраны труда и окружающей среды, основы правоведения и научной организации труда.

Специалист должен уметь:

• оказывать неотложную врачебную помощь при обмороках, коллапсе, острой сердечной и дыхательной недостаточности, инсульте, аллергических реакциях, остром животе, травмах, отравлениях, обморожениях, переломах и кровотечениях и т.д.;
• выполнять общеврачебные манипуляции: перевязки, остановку кровотечения, инъекции лекарственных веществ, установление группы крови и резус-фактора, промывание желудка и кишечника, местную анестезию, транспортную и лечебную иммобилизацию, расшифровывать электронограммы, оценивать результаты рентгенографических и радиологических исследований;
• разрабатывать модели планирования и прогнозирования процессов в здравоохранении, используя математические методы;
• проводить обследование лечебно-профилактических санитарно-эпидемиологических учреждений, территориальных и республиканских органов управления здравоохранением с целью выявления информационных потоков, их объемов и возможных методов обработки информации для выработки рекомендаций по применению компьютерных технологий;
• разрабатывать информационное обеспечение для автоматизированных систем управления здравоохранением;
• проектировать и организовывать вычислительные диагностические центры областного и других уровней, обеспечивая их эффективное использование;
• разрабатывать модели функциональных систем организма, реализовывать эти модели на ЭВМ с целью применения в клинической практике для диагностики, автоматизированного управления и прогнозирования состояний больного;
• использовать пакеты прикладных программ для решения задач вычислительной диагностики и выявления информативных признаков заболеваний на материале клинических данных;
• разрабатывать программные средства для информационных систем в решении задач управления, осуществлять организационно-методическую работу по применению кибернетических подходов в управленческих системах здравоохранения;
• проводить мероприятия по внедрению средств вычислительной техники в системе здравоохранения, по распространению знаний медицинской и биологической кибернетики среди медицинского персонала учреждений здравоохранения и применению средств автоматизации и вычислительной техники;
• использовать знания иностранного языка для профессионального общения (устного и письменного) и работы с оригинальной литературой по специальности;
• пропагандировать здоровый образ и стиль жизни, значение занятий физической культурой и спортом для здоровья.

7.2. Требования к итоговой государственной аттестации специалиста .

7.2.2.Требования к итоговой государственной аттестации (выполнение и защита дипломной работы).

Выполнение дипломной работы имеет своей целью:

• систематизацию, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по специальности и применению этих знаний при решении конкретных научных и практических задач;
• развитие профессиональных навыков, ведение самостоятельной научно-исследовательской работы и овладение методиками исследования при решении разрабатываемых проблем и вопросов;
• выяснение степени подготовленности студентов для самостоятельной работы в условиях современного развития медицинской науки и практического здравоохранения.

Сроки выполнения дипломной работы определяются государственным образовательным стандартом и учебным планом вуза. Тематика дипломных работ должна быть актуальной, соответствовать современному состоянию и перспективам развития медицинской науки и практического здравоохранения. Порядок защиты дипломных работ определяется Положением о ГАК.

Руководитель департамента образовательных медицинских учреждений и кадровой политики Минздрава РФ___________________________________Володин Н.Н.