Вычислительное устройство для диагностики заболеваний Советский патент 1980 года по МПК G06F15/42 

И не обеспечивает необходимой достоверности результатов диагностики. Последнее объясаяется спедующцми причинами. Метод диагностики, который использован при построении этого устройства, ос нован на применении формулы Байеса для определения вероятности заболевания при наличии некоторой системы признаков. При этом признаки, влияквцие на выбор диагноза, характеризуются как йезависимые. Однако в медицинской практике могут иметь место и зависимые признаки, например.давность заболевания и состояние больного, возраст и сопутствующие заболевания и т.п. Поэтому формула Байеса не может быть использована во всех случаях диагностики заболеваний и не обеспечивает достаточно высокую достоверност результатов диагностики. Кроме того, применение формулы Байеса усложняет вычислительный процесс и получение информационных коэффициентов между некоторым признаком и заболеванием. Для определения коэффициенхов исполь зуют экспертные оценки, а специалистам легче оперировать с общепринятыми поня тиями типа признак сильно влияет на оценку заболеваьгая или признак: уменьшает оценку заболевания и т.д., чем с вероятностными оценками. Это также снижает достоверность диагностики. Цель изобретения - повышение досто- . верности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в вычислительное устройство для диаг ностики заболеваний, содержащее блок вво да исходной информации, входы которого являются входом устройства, а выходы - подключены соответственно к входам блока памяти, индикаторы и измерительный .прибор, введены два сумматора, формирователь пороговых уровней напряжения, фор мирователь разностного сигнала, коммута тор, блок выделения заболевания с наибольшей оценкой и блок коммутации, входы которого соединены соответственно с входом устройства и выходами блока памяти, а выходы подключены соответствен но к входам первого и второго сумматоров и к входам формирователя пороговых .уро&41ей напряжения, выход которого соеди нен с первым входом коммутатора, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к входам формирователя разностного сигнала, выход которого подключен к второму входу коммутатора, выход коммутатора соединён с входами змерительного прибора и блока выделения аболевания с наибольшей оценкой, выходы оторого соединены с входами соответст ующих индикаторов. Кроме того, в вычислительном устройстве блок выделения заболевания с наибольшей оценкой содержит последовательно соединенные пиковый детектор, первый дифференцирующий элемент, ждущий мультивибратор и второй дифференцирующий элемент, выход которого соединен с первыми входами триггеров, вторые входы которых через соответствующие контактные переключатели соединены с выходом ждущего мультивибратора, вход пикового детектора является входом блока, выходы триггеров являются выходами блока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 - схема блока памяти; на фи1. 3 - схема второго варианта реализации устройства. Уc poйcтвo содержит блок 1 памяти, блок 2 ввода исходной информации, каций блок 3, блок 4 коммутации, измерительный прибор 5, индикаторы 6, запоминающие узлы 7, резисторы 8, выходы 9 и 10 блока памяти, сумматоры 11 и 12, формирователь 13 разностного сигнала, коммутатор 14, включающий пороговый элемент 15 и коммутирующий элемент 16, формирователь 17 пороговых уровней напряжения, блок 18 выделения заболеваний с наибольшей оценкой, включаюший пиковый детектор 19, дифференцирующий элемент 2 О, ждущий мультивибратор 21, дифференцирующий элемент 22, релейный блок 23 переключения, триггеры 24 блока 18, генератор 25 импульсов, распределитель 26 импульсов, блок 27 индикации (фиг. З), разделительную диодную схему 28, переключатели 29 и 30, блок 31 ввода диагноза, переключатель 32. В устройстве используется метод эвристического моделирования нейроноподобных элементов, метод М-сетей. Сущность метода заключается в суммировании оценок влияния признаков (факторов) на диагноз и определении диагноза, имеющего большую оценку. Например, принято, что класс острых хирургических заболеваний органов брющной полости содержит восемь заболеваний (остры. аппендицит,, острый холецистит, острый панкреатит, перфоративная язва, кишечная непроходимость, ущемленная грыжа, внематочная беременность, разлитой перитонит), а количество характерных факторов, соответствующих этому классу 196. В общем случае характерные факторы устанавливаются на основании отечественного и зарубежного медицинского опыта и включают паспортные данные и жалобы больного, анамнестические сведения, данные объективного исследования, а также сведения лабораторных и инструменталь ных методов исследования относительно рассматриваемого класса заболеваний. Комбинации факторов имеют пороги оценки, которые различны для каждого заболевания и имеют пределы точности в выявлении одного заболевания. Выбирают указанные пороги оценки методом экспертных сщенок. Принятая пороговая оценка для заболепания устанавливается на основании порогов оценки для комбинации факторов и уто няется по мере накопления статистических данньсс. Устройство работает следующим обра-, зом. (фиг, 1, 2). Необходимые уточнения в работе устройства по варианту 2(фиг. З Связанные со схемными отличиями, приводятся ниже. Посредством блока 2 в блок 1 памяти вводится система С факторов больного Схемно это означает, что соответствующая система факторов комбинации запоминающих узлов 7 подключается к входу устройства (плюсовой шине питания) и на выходах 9 и 10 составляется комбинация запитанных резисторов 8. Блок 4 коммутации последовательно и синхронно подключает выходы 9 и 10соответственно к Екодам сумматоров 11 и 12. В результате этого на выходах сум маторов 11 и 12 формируются суммы , а на выходе формирователя 13 - дискретная последовательность уровней, равных (-., ,j где Л- , В: - соответственно оценки уси- Л1даающего и тормозного влияния факторов на диагнозы заболеваний} Т) - оценка заболевания. Таким образом, за один цикл .опроса блока 1 на вход коммутатора 14 последо вательно подаются уровни (по числу заболеваний в рассматриваемом классе), .пред ставлякшие собой оценки заболеваний. Синхронно с указанной последовательностью, на коммутатор 14 с выхода формирователя 17 пороговых уровней нагфяжения 2 подаются соответствукание уровн Коммутатор 14 разрешает прохождение на вход блока 18 только тех сигналов с выхода формирователя 13, которые от вечают условию ( 1). Очевидно, что наиболее полно соответ ствует системе факторов то заболевание, которое имеет наибольшую оценку. Выделение заболевания с наибольшей оценкой выполняется блоком 18 следую1цим образом. Из последовательно поступакюцих на вход блока 18 сигналов на выход мультивибратора 21 проходят начальный сигнал и затем только те, у которых амплитуда больше, чем у всех предшествующих. Начальный сигнал И (й.) заряжает конденсатор пикового детектора 19 до амплитуды этого сигнала, первый дифференцируюший элемент 20 формирует иМпульс, а ждущий мультивибратор 21 по последнему - прямоугольный импульс, по переднему фронту которого второй дифференцирующий элемент 22 формирует сбросовый импульс для всех триггеров 24. По окончании сбросового импульса, и так как в этом случае только контакты 23 г, соответствующие заболеванию в- замкнуты, поданный на установочный вход триггера, соответствующего В , импульс перебрасывает его в положение, при которсм включается соответствунлций индикатор 6. Следующий сигнал и(Вз U (&а пряжения на конденсаторе детектора 19 не изменяется и индикатор 6 остается включенным, указывая на то, что из В, заболевания В, имеет наибольшую оценку. При поступлении сигнала U(&g) (В2) напряжение на конденсаторе детектора 19 резко увеличивается и формируется прямоугольный импульс, который с помощью второго дифферевдирующего элемента 22 сбрасывает Tpiorrep и, так как в этом случае замкнуты только контакты 23г ( Bg ), перебросит другой триггер в положение, при котором включается индиKBTOpi соответствующий заболеванию 6, и т.п. По завершению цикла опроса включен только индикатор 6, соответствующий заболеванию BQ , имеющему наибольшую оценку из рассматриваемого класса заболеваний. Работа устройства по второму варианту {фиг. 3) в режиме Оценка не отличается от работы устройства (фиг. 1), так как в режиме OueHKa блоки 27 и 31 отключены, а разделительная схема 28не вносит особенностей в работу усть ройства. В этом режиме устройство (фиг. 3) производит оценку заболеваний из рассматриваемого класса, т.е. выполняет ту же ушсцию, чгго и устройство по первому варианту и таким же образом. В режиме Контроль устройство работает следующим образом. Предварительно проверяемый по заданному заболеванию вводит систему факторов характерных (как ему представляется) для этого заболевания. Затем переключатели 29и 30 устанавливаются в режим Контроль, переключатель 32 - в положение Ручное, а блоком 31 устанавливают контролируемый диагноз. В результате этих переключений выходы блока 1 памяти отключены от входов сумматоров 11 и 12 и подключены один к минусовой шине питания, другой - к выходу генератора 25 импульсов, а выход блока 31 ввода диагноза - к релейному блоку 23. Независимо от положений переключателей блока 2 ввода, т.е. введенной системы факторов, индицируется та комбинация резисторов 8 (т.е. система факторов), которая является экстремальной для заданно го диагноза. Практически индикаторы блока 27 уста новлены на каждом положении переключате лей блока 2 ввода и в режиме Контроль указывают, в каком положении должны быть установлены переключатели, т.е. какие факторы должны быть учтены при данном диагнозе. Факторы с тормозным влиянием индицируются на индикаторах того же блока 27 с тем отличием, что соответствующие индикаторы запитывакхгся генератором 2S импульсов и поэтому мигают. Рассмотренное устройство отличается от известных устройств, использующих метод диагностики, основанный на формуле Байеса, более высокой достоверностью резельтатов диагностики, так как оно исполь зует- большое многообразие зависимых факторов и учитывает усиливающее и тор-мозное влияние каждого фактора. 75 6 8 Ф о р м ула изобретения 1.Вычислительное устройство для диагностики заболеваний, содержащее блок ввода исходной информации, входы которо го являются входом устройства, а выходыподключены соответственно к входам блока памяти, индикаторы и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности работы, в него введены два сумматора, формирователь пороговых уровней напряжения, формирователь разностного сигнала, коммутатор, блок выделения заболевания с наибольшей оценкой и блок коммутации, входы которого соединены соответственно с входом устройства и выходами блока памяти, а выходы подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к входам формирователя пороговых уровней напряжения, выход которого соединен ,с первым входом коммутатора, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к входам формирователя разностного сигнала, выход которого подключен к второму входу коммутатора, выход коммутатора соединен с входами измерительного прибора и блока выделения заболевания с наибольшей оценкой, выходы которого соединены с входами соответствующих индикаторов. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выделения заболевания с наибольшей оценкой содержит последовательно соединенные пиковый детектор, первый дифференцирующий элемент, ждущий мультивибратор и второй дифференцирующий элемент, выход которого соединен с первыми входами триггеров, вторые входы которых через соответствующие контактные переключатели соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход пикового детектора является входом блока, выходы триггеров являются выходами блока. Источники инфс мации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N 485456, кл. е, 06 F 15/42, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 6 18188О, кл. G 06 F 15/42, 1965 (прототип).

Г

Фиг.