д. б.н. Книгавко В.Г., к.ф-м.н. Радзишевская Е.Б., Гранкина С.С., Полётова Н.П., Шуба И.В.

Харьковский национальный медицинский университет, Украина

О необходимости преподавания системного анализа в курсе медицинской информатики для высших медицинских учебных заведений

Медицинская информатика является научной дисциплиной, которая связана с анализом проблем документооборота, управления, контроля качества, синтеза информационных процессов в системе здравоохранения, другими словами, это наука, которая использует системный анализ в медицине в целях развития методик (алгоритмов), предназначенных для управления технологическим процессом, принятия решений и научного анализа.

Исключительно важно обеспечить формирование у современного врача целостного системного научного мировоззрения, адекватного перспективам развития глобального информационного общества [1].

Однако традиционно курс медицинской информатики (МИ) в высших медицинских учебных заведениях не содержит разделов, посвященных основам системного анализа и его приложениям в медицинских задачах.

Коллектив кафедры медицинской и биологической физики Харьковского национального медицинского университета в содружестве с кафедрой биоинженерии Харьковского национального университета радиоэлектроники внедрил в практику преподавания МИ основы системного анализа (ОСА), которые преподаются уже на протяжении последних 5 лет. Студенты знакомятся с понятиями системы, подсистемы, структуры и элемента системы с позиций иерархии уровней организации живого мира. Делается акцент на том, что исследование всех видов систем основано, главным образом, на изучении связей между элементами, структурами и подсистемами этих систем. При этом основными являются три вида связей: стохастические, функциональные и причинные. Вышеизложенное, в частности, диктует необходимость изучения основ медицинской статистики, которая является традиционным разделом курса МИ. Большой фрагмент раздела ОСА посвящен основным свойствам систем (сложности, делимости, целостности, многообразию элементов и различию их природы, структурированности, адаптивности), а также их особенностям применительно к биологическим объектам и человеку. Для облегчения понимания проблемы, материал излагается с большим количеством примеров и ситуационных задач [2].

Подчеркивается, что далеко не каждый анализ проблемы является системным анализом. Например, органно-морфологический анализ позволяет провести классификацию болезней по внешним анатомическим признакам (признакам структуры, строения, формы), по органным признакам (кардио.., пульмо.., гастро.., и т.д.) и по морфологическим признакам (опухоли, воспаления, дефекты строения и т.д.). По существу, он является структурным анализом и его основным аналитическим инструментом являются статистические математические модели. Однако, такой анализ не дает системную классификацию болезней. Это связано с тем, что центральным понятием «система» является понятие «цели», а органно-морфологический анализ может лишь показать, из каких элементов состоит данный объект. При этом органно-морфологический анализ не поясняет, для какой цели он предназначен и какова роль каждого элемента в достижении данной цели (объект «состоит из… и предназначен для …»). Под целью понимают предназначение системы в рамках конкретной задачи. Большинство систем являются многоцелевыми, так как для любой системы можно составить несколько наборов ограничений, что приводит к новым целям, а следовательно, и к новым задачам.

Цели могут быть негативные и позитивные. Связано это с тем, что проблемы бывают двух видов: одни из них связаны с разрушением, устранением или ограничением чего-либо, другие – с достижением или приобретением чего-либо. Решение проблем первого типа означает избавление от источника неудовлетворенности существующим положением (например, от болезни, шума) – это негативные цели. Решение проблем второго типа означает получение доступа к источнику удовлетворения (например, приобретение нужного лекарства) – позитивные цели. Позитивные и негативные цели – понятия относительные. Например, желание избавиться от болезни можно рассматривать как желание стать здоровым. Однако, к подобному отождествлению следует подходить осторожно. Если, например, кто-то просто не хочет проходить курс лечения, то избавление (отказ) от этого лечения представляет собой негативную цель. Однако, если это нежелание связано с тем, что лечение будет проводиться другим, более эффективным, методом, то это уже – позитивная цель. Усилия, направленные на избавление от того, что нежелательно (негативные цели) представляет собой ретроспективное, ориентированное на анализ прошлого, решение проблем. Усилия, направленные на достижение того, чего нет, но что необходимо (позитивные цели) представляют собой перспективное, устремленное в будущее, решение проблем [3].

Главной задачей системного анализа, фактически, является поиск путей по превращению сложного в простое, по разложению труднопонимаемой задачи на ряд задач, имеющих решения, или задач, для которых имеются отработанные методы исследования. Разложение сложных медицинских проблем на простые во многих случаях позволяет оценивать их не только качественно, но и количественно, а значит, повысить качество диагностики и лечения. Для решения задачи разложения сложного на более простые составляющие, системный анализ обладает рядом методов: экспертно-интуитивные или неформальные методы (экспертных оценок, сценариев, «мозгового штурма»); количественные (формальные) методы (статистические и другие математические методы); графические методы (дерево целей, дерево взаимосвязей); методы моделирования (имитационные, игровые, макетные модели).

Сложность организма как системы определяется наличием в нем огромного числа связей на всех уровнях. Непосредственно или опосредовано, все подсистемы связаны между собой. Благодаря наличию огромного числа взаимосвязей в здоровом организме нет органов или групп клеток, функционирующих изолировано и независимо друг от друга. Так, например, подсистема дыхания связана с кровеносной подсистемой, которая, в свою очередь, связана со всеми остальными подсистемами и т.д. [4].

Организм человека является открытой системой, на которую постоянно влияют внешние факторы: температура, влажность, солнечная радиация и т.д. Любые изменения этих факторов вызывают адаптационные изменения в самом организме и называются возмущающими воздействиями. Кроме того, организм связан с окружающей средой еще и энергетически, т.к. потребляет извне необходимые энергетические компоненты (кислород, жиры, белки, углеводы).

Помимо связей, направленных от среды к организму, существуют еще и связи от организма к среде. Эти связи обусловлены функциями выделения пищевых отходов, продуктов обмена, избытка тепловой энергии, избытка жидкости и соли.

Поддержание жизненно важных параметров организма в благоприятных для него узких пределах, обеспечение адаптационных свойств организма в условиях возмущающих воздействий внешней среды, обеспечиваются многообразными отрицательными обратными связями, которые в определенной мере дублируют друг друга. Поддержание на постоянном уровне наиболее важных параметров (гомеостаз), осуществляется в организме весьма надежно. Выход из строя или ослабление какой-либо связи сказывается на взаимодействии между структурами более или менее незначительно, поскольку связующую нагрузку принимают на себя другие структуры и другие связи.

Любое патологическое явление, возникающее в органе или ткани, посредством имеющихся связей служит источником возмущающего воздействия по отношению к другим органам [5].

Таким образом, введение в курс МИ раздела ОСА, фактически, указывает будущему врачу путь к успеху в его будущей профессии: комплексный, системный подход профессионала к здоровью и нездоровью пациента – представителю мира сложных систем.

Литература:

1. Методика преподавания информатики, Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К., М.: 2001. — 624 с.

2. Медицинская информатика: учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / Б. А. Кобринский, Т. В. Зарубина. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — 192 с.

3. Антонов А.В. Системный анализ. — М.: Высшая школа, 2004. — 454 с.

4. Качала В.В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2007. — 216 с.

5. Информатика, Пак, Хеннер, Могилев, 2004. – 848 с.