Слайд 1Кибернетические системы и биомедицинские технологии в практической медицине
Дисциплина: Введение в
биотехнические системы и технологии
Направление: Биотехнические системы и технологии
Слайд 2Кибернетика
Термин «Кибернетика» в современном понимании - это наука об общих
закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах
и в обществе. Впервые предложен Норбертом Винером в 1948 г.
По Норберту Винеру кибернетика – это искусство управления, наука об общих законах получения, хранения, передаче и переработке информации.
Слайд 3Теории, объединяемые кибернетикой
Теория передачи сигналов;
Теория управления;
Теория автоматов;
Теория принятия решений;
Синергетика;
Теория алгоритмов;
Распознавание
образов;
Теория Оптимального управления.
Слайд 4Кибернетическая система
Основной объект исследования кибернетики – это кибернетические системы. Они,
рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических
систем - автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биология, популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а так же обмениваться ею.
В кибернетических системах выделяются:
Управляющее устройство;
Объект управления;
Канал прямой связи по которому к объекту управления идет управляющее воздействие.
Слайд 5Примеры использования кибернетических систем
В компьютерной науке:
Система поддержки принятия решений
Клеточный автомат
Симуляция
(моделирование)
Робототехника
В инженерии: для того чтобы проанализировать отказы систем, в которых
маленькие ошибки или недостатки могут привести к сбою всей системы.
Например, искусственное сердце.
Слайд 6 В биологии: исследование кибернетических систем в биологических организмах, сосредотачиваясь на
том, как животные приспосабливаются к окружающей среде и как информация
в форме генов передается от поколения к поколению. Например, термический снимок холоднокровного тарантула на теплокровной руке человека.
Слайд 7Процессы управления и структуры в системах
Управление – это совокупность действий,
производимых над органом или системой, направленных на достижение определенной цели
или положительного для организма результата. Оно может выполняться несколькими способами: регуляции, инициации, координации.
Регуляция – это управление деятельностью органа, который работает в автономном режиме (сердце – свойство автоматии);
Инициации – это процесс управления при котором происходит запуск деятельности органа не обладающего свойством автоматии (например, деятельность скелетных мышц);
Координация – это управление, при котором согласуется деятельность нескольких органов или систем одновременно, оно направлено на получение положительного результата.
Слайд 8Структуры в процессах управления
Структуры, которые участвуют в процессах управления:
БАВ –
продуцирующие клетки;
Эндокринные железы;
Центральная нервная система;
Органы и системы, которые управляются.
Слайд 9Биомедицинская технология
Это комплексная процедура, направленная на создание новых биологических объектов
и их продуктов, способных вызвать определенный диагностический, лечебный или профилактический
эффект при применении в медицинской практике.
Слайд 10Применение кибернетических систем в биомедицинских технологиях
Биоинженерия;
Биологическая кибернетика;
Биоинформатика;
Бионика;
Нейрокибернетика;
Гомеостаз;
Синтетическая биология;
Системная биология.
Медицинская кибернетика;
Слайд 11Виды биомедицинских технологий
Клеточная терапия — биомедицинская технология, основанная на использовании стволовых
клеток или их продуктов (Stem cell treatments);
Генетическая диагностика — биомедицинская технология,
позволяющая определить наличие наследственных заболеваний, вероятность их носительства; осуществлять предиктивную диагностику и определять предрасположенность к некоторым заболеваниям; осуществлять генетически обоснованный выбор средств лекарственной терапии;
Генная терапия — биомедицинская технология, использующая методы генной инженерии в медицинской практике
Биоинформатика — биомедицинская технология, позволяющая изучать биологические процессы in silico;
Биоинженерия — биомедицинская технология, направленная изменение, усовершенствование и создание новых биообъектов в целях медицинского применения.
Слайд 12Медицинская кибернетика
Это научное направление, связанное с проникновением идей, методов и
технических средств кибернетики в медицину. Она осуществляется в направлениях:
Создания диагностических
систем для различных классов заболеваний с использованием универсальных или специализированных ЭВМ.
Создания автоматизированного электронного медицинского архива;
Разработки математических методов анализа данных обследований больного;
Разработка метода математического моделирования на ЭВМ деятельности различных функциональных систем;
Использование математических машин для оценки состояния больного.
Слайд 13Автоматический анализатор глюкозы EKSAN-Gm