ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК G06F19/00 A61B10/00 G06F159/00 

1

Изобретение относится к технической кибернети1ке, ъ част1ности к распознаюидим устройствам, и люжет быть использовано в медицине для определения вероятностей диагноз о-в.

Известно диагностическое вычислительное устройство, содержащее запоминающее устройство, арифметическое устройство, устройство управления, устройство ввода и устройство вывода. Однако известное диагностическое вычислительное устройство характеризуется сложностью запоминающего устройства, малой надежностью устройства ввода, выполненного с использованием большого количества электромеханических элементов, сложностью выходного устройства, выполненного с использованием юольщого количества электроизмерительных приборов, ЧИСЛО .которых р.авно максимальному числу распознаваемых заболеваний, отсутствием документирования входиюй и выходной ннфор.ма-ции.

Цель изобретения заключается в упрощении устройства, а также в документировании входной информации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выходной информации (сведений о вероятностях возможных диагнозав). Это достигается тем, что регистрации выполнен в виде стрелки с механизмом поворота и пером, на котором укреплен узел датчи,ков .магннтных меток, а бло-к обработки содержит преобразователь «код-число импульсов, связанный с выходо.м блока считывания, схему «запрет, запрещающий вход которой соединен с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрещающий вход - через одновибратор со вторым выходом узла датчиков магнитных мето1К, а другой разрешающий вход - с выходом преобразователя «код-число импульсов, интегратор,

один вход которого соединен с выходом схемы «запрет, а другой вход - с соответствующим выходом блока считывания, а -выход интегратора подключен через ограничитель напряжения и управляемый ключ ко входу механизма поворота стрелки, причем второй вход управляемого ключа через второй одновийратор подключен к выходу блока считывания.

20 На фиг. 1 изображена блок-схе,ма предложенного устройства; на фиг. 2 - носитель информации () с записанной входной и выходной информацией (вырыв); на фиг. 3- временная диаграмма и приняты обоз,начения: 25Ui - сигналы с первой дорожки перфоленты;

Uz - сигналы со второй дорожки перфоленты;

Us - сигналы с третьей дорожки перфо30ленты;

U - сигналы с четвертой дорожки перфоленты, поступаюище ;на второй вход интегратора (17) и определяющие знак интегрирования;

и - сигналы, считываемые с дО:рожки

(25)диска (5) датчилчом (//), иостунающие на вход одиовибратора

Us - сипналы, считываемые с дорожки

(26)лиска (5) датчиком (/2), иоступающ,ие на запрещающий вход схемы «запрет (15);

U-, - сипналы на выходе одиовибратора ( Ls - сигналы на выходе преобразаватеЛЯ «код-число импульсов ;

Ug - сигналы, поступающие с блока (76) считывания с ленты на первый (па фиг. 1 - верхний) вход интегратора (/7);

Uio - сигналы на входе одповибратора (20);

Uii - сигналы на выходе одновибратора (20);

- сигналы ,на .выходе иитегратора (17);

L/13 - сигналы на выходе управляемого (19).

СнппалаМИ Ll-f/з закодированы величины .диагностических коэффициентов.

Диагностирование с по.мощью предложенного устройства основывается на формуле вероятностей Байеса, нспользующей практически независимые (или комплексы). В нредложен.ио,м устройстве для диагностирова1ния необходимо сложить диагностические /коэффциенты для всех имеющихся у исследуемого больного цризиако.в отдельно по каждому из дифференцируемых заболеваний, вычесть из наибольщей суммы каждую из двух наиболее к .ней блязких по вел-ичине и по двум полученным разностном с помощью таблицы найти вероятности трех наиболее вероятных заболева.ний.

Устройство содерлсит блок памяп входной и выходной информации, В:ключ1ающий барабан /, снабженный фиксаторами 2, 3 .и 4, слул ащими для ориентированного наложения на барабан / диска 5 из немагнитного материала. Диск 5 предназначен для записи на 1ием входной и выходной .информации. Цилиндрическая по.верхн.ость барабана / выполнена с двумя ря.дами отверстий 6. Валик 7 снабжен двумя рядами щилов 8. Перфарирова.нная лента 9 проходит между барабаном / и валиком 7, а тажже ч-ерез блок 10 считывания с ленты. Валик 7 подпруж.инен для возможности увеличения расстояния между его осями и бараба.на. Устройство содерлсит также узел датчиков магнитных меток, датчики Л и 12 которого устан.озлены на стрелке с пером 13. Часть выходов блока 10 сч.итьгвания с ленты подключена ко входам преобразователя «код- число импульсов 14. Выход преоб.разозателя 14 подключен к разрещающему (на фиг. 1 верхний) входу схемы «запрет 15. На второй разрешающий (на фиг. 1 средний) .в.ХОд схемы «запрет 15 подключен выход одновибратора 16, вхо.д которого подключен « датчи ку // считыва.ния магнитных меток. Третий запрещающий (на фиг. 1 - н.ижн,ий) вход схемы «запрет нодключен к датчику 12 магиитиых меток. Выход схемы «запрет /5 подключен ;

счетному (на фиг. 1 - нижний) входу интегратора 17. Два других входа интегратора 17 подключены к блоку 10 считывания с ленты. Выход интегратора 17 через ограничитель напрял ення 18 нодключен к унра.вляе-.мому

ключу 19, второй управляющий вход которого (на фиг. I - верхний) подключен к одновибратору 20, вход которого подключен к блоку 10 считывания с ленты. Выход управляемого ключа 19 подключен к мехаииз1му 21 иоворота стрелки, на оси 22 которого закреплена стрелка с пером 13. Стрел ка с пером 13 расположена относительно барабана / так, что при ее повороте перо пере.мещается по торцовой поверхности барабана / с наложенным на нее диском 5. Интегратор 17 совместно с ограиичителем напряжения IS и механиз.мом 21 поворота стрелки образует один из возможных вариантов преобразователя числа импульсов в перемещеиие. Диск 5 является нооителе.м входной инфо.рмации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выход.иой информации (сведений о вероятностях возможных диагнозов). В диске 5 имеется отверстие 23 для иасадки на ось бар.абана 1 и

отверстия для его ориентации по фиксаторам 2, 3 и 4; одно из этих от1верстий обозначено ЦИфрой 24. Дорожки 25 и 26 на диоке предназначены для занесения магнитных .меток, а зона 27 - для занесения выходной информац«,и.

Предварительно врач выявляет признаки (симитомы) исследуемого больного и определяет, к какой группе заболеваний относится заболевание даннбго больного. Затем врач

(или медсестра) берет диск 5, соответствующий данной группе заболеваний, и с .помощью магнитных чернил заносит выявленные признаки на дорож;ку 25. Все возмол ные признаки и их диапазоны напечатаны на диске

5, и занесение нр.из;на.ков с.эстоит в том, что магнитнььмн чернилами обводят на дорожке 25 пунктирные линии против тех признаков (точнее, диапазонов признаков), которые имеются у исследуемого больного. Как покпзано для примера .на фиг. 2, магнитными чернилами сдела.ны метки 28, 29, 30, 31, 32 и др. Метка 28, например, означает, что у исследуемого больного РОЭ находится в пределах 14-26 мличас. Метка 29 означает, что

количество лейкоцитов в крови исследуемого больного находится в п.ределах 5-8 тыс.

Если какая-либо метка сделана на доролже 25 ощибочно, то для ис/правления ощибки зачерняют магнитными чернилаМИ на

дорол ке 26 знак из трех линий, ичаходящийся рядом с ошибочной метлОЙ. Метка такого исправления показала на фмт. 2 цифрой 33. После занесения на диак 5 призиаиков исследуемого больного, д);:к 5 уста1на1злизают на барабан 1, используя фиксаторы 2, 3 и 4. При уста)юв:ке диска 5 отводят стрелку с пером 13. После установки диска 5 стрелка с пером J3 занимает нормальное положение, при котором датчи.к // магнитных меток, подключен.ный к одновийратору 16, устанавливается на дорожке 25, а датчик /2 магнитных меток, подключенный к запрещающему (на фиг. 1 - нижний) входу схемы «запрет /5, устанавливается ;на дорожке 26. Далее отводят иодпруЖИ|Нениый валик 7 от барабана 1 и вводят соответствующую .выявленной группе заболеваний пе|рфорИ|рова«ную ленту 9 в зазор между .валиком 7 н 6a,pa6aiHOM /, а также в зазор блока 10 считывания с ленты. Может быть применена одна перфолента, отдельные участки которой несут информацию, относящуюся ,к раЗНЫ1М i-.pynna.M заболеваний. Регулируют перфОр.ированную ленту 9 и барабан 1 та-к, чтобы метка синхронности 34 на перфорированной ленте 9 совместилась меткой синхронности,55 на диске 5. Совмещением этих двух меток достигают совмещения начала записанной магнитными чериилалш входной и:нформа.ции на диске 5 с началом залиси информации на перфоленте 9. Включают привод барабана 1 в сеть (барабан начинает вращаться), при это.м перфолента 9 движется синхронно с вращением Л иска 5, проходя через бло;К 10 считывания с ленты, датчики // и 12 считывания магнитных меток, закрепленные на стрелке с пером 13, скользят по дорол ка;Л1 25 и 26. При построении временной диа.грам.мы (см. фиг. 3) примем для простоты, что в устройстве используется перфолента с четырьмя несущ.и.ми .инфор.ма.цию дорожками перфораций. В момент времени ti комбинация сигналов дает сигнал сброса бэ, поступающий на первый (на фиг. 1 - верхний) вход интегратора 17. Это приводит к тому, что ранее имевшееся на вы.ходе интегратора 17 напряжение (сигнал) Ui2 .в момент /; падает до нуля. При дальнейщем вращении барабана / в момент времени (несколыко ранее) 4 С дорожки 25 поступает сигнал f/g о наличии у оюследуемого больного некоторого признака. Это вызывает срабатывание одновибратора 16, который выдает на второй (на фиг. 1 - средний) вход схемы «запрет 15 длительный разрещающий импульс. В м.омант времени t-2 .ко.мбйнация сигналов Ui-бз вызывает появление на выходе преобразователя «жод-число импульсов 14 пяти импульсов (сигналы 6а). Количество этих считываемых с перфо ленты импульсов является диагностическим коэффициентом, .соответствующи.м весу при знака (информация о наличии которого считаа с .:г 25) при первом из заболеваний, ходящих в данную груплу дифференцируеых заболеоавий. Сипналы t/s в .качестве .разешающих и.мп льсов постзпают на первый (на фиг. 1 - верХ|Н11Й) вход схемы «запрет 5. Поскольку во время выработки этих имульсов на втором {та1кже (разрешающем) ходе схемы «залрет /5 имеется сигнал Ov, на третье-.м (запрещающем) входе си гнала UB нет, то упо.мянутые пять им1п льсов прохоят на счетныйвход интегратора 17. При потуплении этих и. 1пульсов напряжение (си.гнал f/is) на выходе интегратора нарастает на веичииу, П ропорщюнальную их количеству. В омент /3, .когда .с перфоленты 9 поступают сигналы f/i-и, соответствующ1ис следующему признаку (сигнал f/j) происходит аналогичный ц.икл. Особенностями этого цикла, по сравнению с предыдущим, является то, что импульсов (сигналов Us) три, а не пять (зависит от кода, образуемого сигналами f/i-i/z), а также то, что интегратор 17 интегрирует эти импульсы с отрицательным знако.м (зависит от наличия сигнала U). Циклы, начинающиеся в моменты t и ге, не приводят к изменению выходного напряжения (сигнал Uiz) интегратора 17, поскольку отсутствуют соответствующие имиульсы (сигнал Ls), т. е. отсутствуют соответствующие признаки у исследуе.мого больного. Цикл, начинающийся в момент 4, также пе изменяет напряжения (сигнала ),хотя Импульс (сигнал t/s) о налич 1и призна|Ка имеется. Это связано с , что -метка, благодаря которой импульс (сигнал Un) появился, была занесена на дорожку 25 ошибЪчно, и эта ощибка была исправлена занесением меткп рядом, на дорожку 26 (аналогичный пример - меткп 30 и 33 на фиг. 2). Импульс (сигнал U,) с дорожки 26, поступая на запрещающий пход схемы «запрет 15, не пропускает импул1 сы с преобразователя кода в число импул11сов 14 на вход интегратора 17, поэтому выходное напряжение интегратора 17 остается неитменпым. К концу первого оборота барабана / (считая от момента /i) на выходе интегратора /7 ппкппливается некоторое результирующее напряжение, равное алгебраической сумме всех диагностических коэффициентов для ервого из заболеваний выбранной группы. Барабан / продолжает вращаться, совершая второй оборот, п в момент времепп fg по спгналу с перфоленты (сигналы Uz, U) блок lf считывания с ленты вырабатывает сигнал fJjo. запускающий одновибратор 20 (сигнал L/n). В результате управляемый ключ 19 на время t-tg--4 открывается, и напряжеппе (сигнал накопленное на выходе интегратора 17. оказывается на это время подключенным к механизму 21, который поворачивается на угол, пропорциональный напряжению (сигналу Uiz. Стрелка с пером 13 прочеркивает при этом в зоне 27 диска 5 импульс, амплитуда которого, отсчптываемая по папесенной сетке, соответствует результирующему напряжению (сигналу L/ig), т. е. сумме диагностических коэффициентов для первого из забОоТеваний выбранной группы.

Перфорации, при считывании с которых вырабатывается сигнал Uio, расположены на таком участке перфоленты, чтобы импульс был записан в том месте зоны 27, где отпечатапо наименование первого из заболеваний выбранной групиы.

Подобно этому, (При третьем обороте барабана / на выходе интегратора 17 накапливается напряжение, соответствующее сумме диагностических коэффициентов для второго из заболеваний выбранной групиы; прн четвертом обороте барабана / это напряжение записывается на диске 5 в виде сле(дуюпхего импульса и т. д. В результате на диске 5 оказываются записанными суммы диагиостических коэффициентов для всех заболеваний выбранной группы, как показано на фпг. 2, где выбранная группа состоит из пяти заболеваний (первичный ревматизм п сходные с нпм заболевания).

Для предотвращения записи импульсов на краю диска 5 служит ограничитель напряжения 18.

(После записи су.чм диа1гностических коэффициентов находят вероятности трех наиболее вероятных заболеваний. Для этого, пользуясь цифрами, напечатанными е зоне 27, находят величины трех 1на1ибольших амплитуд (которым соответствуют три наиболее вероятных заболевания). В данном случае это амтлйтуда сигнала для тиреотоксикоза (20 ед.), инфекцнонно-аллергического миокардита (13 ед.) li тонзилло-кардиального сиидрома (6 ед.). Находят разиищы между наибольшим сигналом и каждым из двух других (20-13 7, ). По двум полученным числам (7 и 14) с помощью прилагаемой к устройству таблицы находят вероятности трех наиболее вероятных заболеваний.

Паиример, по .разработанной автором таблице можно найт1И, что разностям 7 и 14 соответствуют вероятности трех наиболее вероятных заболеваний, равные 80, 16 и 3%, т. е. в данном случае вероятность тиреотоксикоза у исследуемого больного равна 80%, вероятность инфекционио-аллергического миокардита-16%, тонзилло-кардиального синдрома- 3% Если максимальная вероятность (80%) шревыщает установленный порог (-например, 75%), то принимают, что у исследуемого больного - тиреотоксикоз. Е-сл:и максимальная вероятность получается меньше установленного порога, то это указывает врачу на необходимость проведе;ния дополнительных исследований.

Для того, чтобы врач мог проводить наиболее информативные исследова ния (из числа имеющихся в его распоряжения), на диске 5 могут быть, наряду с другими знаками, заранее напечатаны (например, цветным кодом) знаки, указывающие, какие признаки являются более информативным:И, а какие - менее о р м а т wmi ы м и.

Отметим, что при использовании предложенного устройства в значительной стенени отнадает необходимость в записывании истории болезни. Это определяется тем, что s ироцессе диагностирования на диске 5 .магн-итными -чернилами записывают все имеющееся у -исследуемого больного признаки (симптомы) и на это.м же диске получают запись о вероятностях заболеваий, т. е. :на диске оказывается записанным то, что врачи

обычно занисывают в истории болезни. Поэтому диск 5 (выполненный из достаточно дещевого материала, например из плотной бумаги) может быть непосредственно вложен в историю болезни.

Предмет изобретения

Диагностическое вычислительное устройство, содержащее блок памяти входной и выходной И1нформа1ции, выполненный в виде немагнитного диска, на котором закреплен носитель и«форма1ЦИ1И, блок памяти признаков, содержащий лентоиротял-сный механизм с

перфолентой и блоком считывания, блок обработки, блок регистрации и узел датчиков млгнитйых метОК, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и павыщения наглядности регистрируемой информации,

блок регистращии выполнен в виде стрелки с механизмом поворота и пером, на котором укреплен узел датчиков магнитных меток, а блок обработ1ки содержит преобразователь «ход- число импульсов, связанный с выходом блока считывания, схему «затрет, запрещающий вход которой соединен с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрещающий (ВХОД - через одновибратор со вторым выходом узла датчиков магнитных меток, а другой разрешающий вход - с выходом преобразователя «код-число импульсов, интегратор, один вход которого соединен с выходом схемы «запрет, а другой вход-с соответствующим выходом блока считывания, а выход интегратора подключен через ограничитель напряжения и управляемый ключ ко входу механизма поворота стрелки, причем второй вход управляелшго ключа через второй одновибратор подключен к выходу блока считывания.

Li /

Фиг. 2

t, t,

ia

is t7 ФигЗ