Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК
Analysis of the requirements for the trainer for the doctor mobile medical devices and information technology is considered to create an interface of virtual reality systems LDK.
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Комп’ютерні засоби, мережі та системи |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84839 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК / Є.О. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2014. — № 13. — С. 135-140. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-84839 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-848392015-07-17T03:02:04Z Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК Тимашов, Є.О. Analysis of the requirements for the trainer for the doctor mobile medical devices and information technology is considered to create an interface of virtual reality systems LDK. Проанализированы требования к тренажеру для врача мобильных приборов медицинского назначения и рассмотрена информационная технология создания интерфейса виртуальной реальности систем ЛДК. Проаналізовано вимоги до тренажера для лікаря мобільних приладів медичного призначення та розглянута інформаційна технологія створення інтерфейсу віртуальної реальності систем ЛДК 2014 Article Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК / Є.О. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2014. — № 13. — С. 135-140. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1817-9908 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84839 004.3 uk Комп’ютерні засоби, мережі та системи Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Analysis of the requirements for the trainer for the doctor mobile medical devices and information technology is considered to create an interface of virtual reality systems LDK. |
| format |
Article |
| author |
Тимашов, Є.О. |
| spellingShingle |
Тимашов, Є.О. Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК Комп’ютерні засоби, мережі та системи |
| author_facet |
Тимашов, Є.О. |
| author_sort |
Тимашов, Є.О. |
| title |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК |
| title_short |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК |
| title_full |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК |
| title_fullStr |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК |
| title_full_unstemmed |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК |
| title_sort |
імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря лдк |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84839 |
| citation_txt |
Імітаційні моделі з інтерфейсом віртуальної реальності при розробці тренажерів лікаря ЛДК / Є.О. Тимашов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2014. — № 13. — С. 135-140. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| series |
Комп’ютерні засоби, мережі та системи |
| work_keys_str_mv |
AT timašovêo ímítacíjnímodelízínterfejsomvírtualʹnoírealʹnostíprirozrobcítrenažerívlíkarâldk |
| first_indexed |
2025-07-06T11:58:04Z |
| last_indexed |
2025-07-06T11:58:04Z |
| _version_ |
1836898671578316800 |
| fulltext |
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 135
E. Timashov
A SIMULATION MODEL WITH
VIRTUAL REALITY INTERFAC-
ES SIMULATOR DOCTOR IN
DEVELOPING LDK
Analysis of the requirements for the
trainer for the doctor mobile medical
devices and information technology
is considered to create an interface
of virtual reality systems LDK.
Key words: mobile medical devices,
computer simulators, virtual
environment.
Проанализированы требования к
тренажеру для врача мобильных
приборов медицинского назначе-
ния и рассмотрена информацион-
ная технология создания интер-
фейса виртуальной реальности
систем ЛДК.
Ключевые слова: мобильные меди-
цинские приборы, компьютерные
тренажеры, виртуальное окру-
жение.
Проаналізовано вимоги до тре-
нажера для лікаря мобільних при-
ладів медичного призначення та
розглянута інформаційна техно-
логія створення інтерфейсу вір-
туальної реальності систем ЛДК.
Ключові слова: мобільні медичні
прилади, комп'ютерні тренаже-
ри, віртуальне оточення.
Є.О. Тимашов, 2014
УДК 004.3
Є.О. ТИМАШОВ
ІМІТАЦІЙНІ МОДЕЛІ З ІНТЕРФЕЙСОМ
ВІРТУАЛЬНОЇ РЕАЛЬНОСТІ
ПРИ РОЗРОБЦІ ТРЕНАЖЕРІВ
ЛІКАРЯ ЛДК
Вступ. Лікувально-діагностичні комплекси
(ЛДК) – це автоматизовані системи для ви-
роблення шляхом автоматизованої діагнос-
тики та реалізації лікарських впливів на паці-
єнта, що є у даному випадку об'єктом керу-
вання, на який спрямовані медикаментозні і
процедурні впливу відповідно з критерієм
керування, виробленим лікарем у процесі
виявлення захворювання або групи захворю-
вань як за допомогою ЛДК, так і за допомо-
гою амбулаторних та інших методів. Вихо-
дячи з цього віднесемо ЛДК до одного з різ-
новидів автоматизованих систем управління
(АСУ), яким властиві такі ознаки, загальні
для всіх АСУ: ЛДК – це людино-машинна
система, в якій лікар відіграє найважливішу
роль, приймаючи основну участь у вироб-
ленні рішень з діагностики та лікування. Іс-
тотне місце в ЛДК займають: різні датчики
(сенсори), пристрій зв'язку з пацієнтом
(ПЗП), засоби обчислювальної техніки, які
виконують операції по збору, обробці та пе-
реробці інформації, з метою встановлення
діагнозу і вироблення стратегії і тактики лі-
кування. Важливу роль відіграють пристрої,
що здійснюють лікувальний вплив на пацієн-
та, а також беруть участь у керуванні проце-
сом отримання діагностичної інформації.
Мета функціонування ЛДК – повна або част-
кова ліквідація діагностованих захворювань
(оптимізація роботи об'єкта) шляхом відпові-
дного вибору лікувальних впливів, здійсню-
ваних як засобами, закладеними в ЛДК, так і
Є.О. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 136
іншими [1]. Крім того, слід мати на увазі, що ЛДК забезпечує лікування в ціло-
му, а його технічні засоби беруть участь у виробленні лікарем рішень за діагно-
зом і лікуванням. Цим ЛДК відрізняється від традиційних приладових медичних
систем автоматизації і різноманітних локальних систем, які по суті являють со-
бою технічні засоби для автоматизації дій лікаря або середнього медперсоналу
на тій чи іншій ділянці процесу. На відміну від цього в ЛДК реалізується авто-
матизований процес прийняття рішень за діагнозом та лікуванням як єдиного
цілого. Призначення будь-якої автоматизованої системи управління, її необхідні
функціональні можливості, бажані технічні характеристики та інші особливості
вирішальною мірою визначаються тим об'єктом, для якого створюється дана си-
стема. Для ЛДК керований об'єкт – найскладніший об'єкт – людина, що має одне
або, як правило, кілька захворювань.
Здійснюючи процес діагностики та лікування, ЛДК впливає безпосередньо
на ті чи інші органи, як з метою отримання інформації, так і здійснюючи процес
лікування. Інтенсивність цих керуючих впливів вибирають так, щоб вони здійс-
нювалися найбільш доцільним чином, визначеним лікарем.
Таким чином, враховуючи всю складність завдань, що стоять перед лікарем,
при комплексній діагностиці стану пацієнта, виборі методів (алгоритмів) ліку-
вання та необхідності ведення процесу в деякому оптимальному режимі, при
якому може бути отриманий належний ефект лікування, до ЛДК необхідно під-
ходити як до єдиного цілого, а не як до набору різних незалежних елементів.
Важливо відзначити, що ЛДК, які розробляються сьогодні, належать до так зва-
них складних систем, тобто характеризуються наявністю значного числа парале-
льних процесів, різноманітних за принципом дії пристроїв, наявністю пов'язаних
між собою підсистем, що мають свої локальні цілі та критерії і, нарешті, наявні-
стю розвиненої ієрархією рівнів управління [2]. Відповідно зростає необхідна
"потужність" застосовуваних систем контролю і управління процесом діагнос-
тики та лікування. В результаті цього зростає ступінь взаємопов'язаності окре-
мих підсистем і ускладнюються алгоритми отримання комплексної діагностич-
ної інформації та процесу лікування в цілому.
Основна частина. Принципи й методи, закладені в основу, являють собою
нові медичні технології експрес-діагностики та лікування різних категорій хво-
рих, викладені в багатьох науково-технічних виданнях та затверджені МОЗ ба-
гатьох країн світу. ЛДК являє собою мініполіклініку і заснований на принципах
електропунктурних методів діагностики і лікування. Основна ідеологія, закла-
дена в ЛДК, – системність, комплексність, достатня простота процесу роботи
лікаря, що полягають в об'єднанні інформаційно-енергетичних, біологічних і
фізичних методів діагностики, профілактики та лікування людини з урахуван-
ням факторів навколишнього середовища, для одночасної нормалізації функцій і
циркуляції «життєвої енергії» порушених тканин, органів і систем людини. Пе-
рераховані фактори ускладнюють деяким чином роботу лікаря і потребують пе-
вної підготовки.
Навчання й тренування лікарів ЛДК на реальних пацієнтах і в реальних
умовах практично не можлива. Альтернативою є створення тренажерних комп-
ІМІТАЦІЙНІ МОДЕЛІ З ІНТЕРФЕЙСОМ …
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 137
лексів, які в максимально можливій мірі наближені до реальних ЛДК і дозволя-
ють лікарям, що тренуються, придбати правильні і стійкі навички. При досить
повної імітації реальних пацієнтів вони, тим не менш, не можуть зробити шкоду
віртуальному пацієнту і при здійсненні помилок стажистом тренажер тільки
інформує його про це. Особливе значення застосування тренажерних технологій
має у підготовці користувачів систем зі складними динамічними процесами. Для
їх навчання та підвищення навичок, як правило, використовуються спеціальні
імітаційно-тренажерні системи (комплекси). Ефективність функціонування тре-
нажерних систем залежить від трьох основних показників:
• показника якості отриманих знань лікарем;
• показника швидкості навчання;
• показника формування помилкових навичок у лікаря.
Завдання підвищення ефективності навчальної системи вирішується шляхом
збільшення значень перших двох показників і зниження значення останнього.
Особливо небезпечним може бути формування помилкових навичок, так як ці
навички можуть привести до неправильних дій у реальному процесі діагностики
та лікування. Для підвищення ефективності тренажерних комплексів важливо
знати, які основні параметри тренажера впливають на показники його
ефективності. Ці параметри можна визначити, якщо дослідити структуру й
особливості функціонування тренажерної системи.
Аналіз імітаційно-тренажерних систем показав, що чим якісніша яка
надається тренажерної системою інформація і вище швидкість реакції системи
на дії лікря, тим краще якість і вище швидкість навчання. Тому одним з
варіантів підвищення ефективності таких систем є підвищення якості виведеної
інформації. Серед усієї цієї інформації особливо слід виділити візуальну,
оскільки людина найбільшою мірою отримує уявлення про навколишнє оточен-
ня від органів зору, і якість цієї інформації відіграє велику роль у навчанні опе-
ратора. Аналіз існуючих тренажерних систем показав, що при імітації про-
сторової обстановки підсистема візуалізації створює зображенняня, в чому не-
відповідне реальному простору, тому важливим напрямком підвищення ефек-
тивності тренажерних систем є збільшення ступеня адекватності відеоінфор-
мації, що представляється підсистемою візуалізації. Одним з рішень такого зав-
дання є використання технологій віртуальної реальності.
В системі віртуальної реальності досягається повний контакт лікаря з моде-
льованої середовищем, завдяки зворотного зв'язку, яка може охоплювати прак-
тично всі системи взаємодії людини з «звичайним» зовнішнім світом [3]. Зна-
чення цієї можливості важко переоцінити в застосуванні до проведення обчис-
лювального експерименту, в якому людина є однією з ланок цієї системи. Для
підвищення ефективності роботи імітаційно-тренажерних комплексів у цілому і
його підсистем можна використовувати методи досліджень, розроблені в сис-
темному аналізі. Ці методи дозволяють розбити систему на складові частини,
дослідити закономірності їх функціонування, встановити і досліджувати
системні та інформаційні зв'язки між ними, розробити інформаційні потоки та
Є.О. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 138
оптимізувати їх обробку. Концепції і методи системного аналізу застосовуються
для досліджень імітаційно-тренажерних комплексів та їх підсистем, зокрема,
підсистеми віртуального оточення.
Дослідження накопиченої інформації роботи ЛДК у різних застосуваннях
показали, що архівна інформація може бути використана, зокрема, для об'єктив-
ної оцінки діяльності лікаря. Водночас склалася ситуація, коли ретроспективні
дані моніторингу об'єктів ЛДК (тобто архіви діагностики та лікування) у повно-
му обсязі не доступні для дослідницьких організацій з причини комерційної та-
ємниці. Альтернативою реальному ЛДК-архіву у проведеному дослідженні про-
блеми об'єктивної оцінки діяльності лікуючого лікаря є:
- інформаційна модель ЛДК-архіву, створена програмуванням алгоритмів
статистичного моделювання сукупності псевдовипадкових послідовностей з
урахуванням структури архіву та адекватної налаштування параметрів генерато-
рів випадкових чисел;
- статистична імітаційна модель системи «лікар – ЛДК», що відображає ви-
падковий процес реагування лікаря на що фіксуються події.
На сучасних ЛДК лікар є компонентом "технологічного" процесу. Режим
його роботи – це дії над пацієнтом з використанням інформації, що надійшла на
екран ЛДК. При цьому дії, що виконуються лікарем за допомогою вимірюваль-
них пристроїв у різних точках тіла пацієнта при діагностиці та впливу на пацієн-
та за допомогою виконавчих пристроїв, зокрема, лазера, генератора понад висо-
ких частот та інших, які регламентуються певними інструкціями, і знаннями, що
отримані в процесі навчання роботі на конкретному ЛДК.
Існує безліч методів електропунктурної діагностики і величезна кількість рі-
зних видів впливу на біологічно активні точки (БАТ). ЛДК об'єднує у собі два
абсолютно протилежних лікувально-діагностичних напрямки (підходи), Східний
і Західний, які доповнюють один одного і дають досить ефективний результат.
Східний підхід представлений методом електропунктурної діагностики по
Ю. Накатані, визнаний офіційною медициною і став найбільш популярним за
останні три десятиліття в Японії. Даний метод знімає необхідність встановлення
«Європейського» діагнозу і розглядає захворювання як порушення енергетичної
рівноваги. Особливістю даного підходу є твердження, що збалансована взаємо-
дія енергії між органами і системами людини повинна знаходитися у строгій рі-
вновазі. При цьому загальний «енергетичний» стан знаходиться у нормі, що дає
можливість організму самостійно справлятися із захворюваннями. Більш сильні
форми захворювань або зниження імунітету може призвести до порушення ене-
ргетичного балансу між органами та системами, що знижує загальну енергетику
і позбавляє організм можливості боротися з істинними причинами захворювань.
Вчення Ріодоракі, розроблене Ю. Накатані, який з послідовниками прийшов до
висновку, що меридіан має в основі феномен Ріодоракі (підвищеної електропро-
відності), особливо чітко проявляється при захворюваннях відповідних органів і
систем. Проводячи вимірювання електропровідності визначених Ю. Накатані
акупунктурних точок шкіри, можна за кілька хвилин об'єктивно встановити: від-
хилення енергетики від норми на кожному меридіані; порушення збалансовано-
ІМІТАЦІЙНІ МОДЕЛІ З ІНТЕРФЕЙСОМ …
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 139
го енергетичного зв'язку між внутрішніми органами і системами; загальний
«енергетичний» стан пацієнта; з високою точністю припустити патологічні про-
цеси, визначити спрямованість для подальшого поглибленого обстеження та лі-
кування пацієнта. Результатом обстеження є надання точного, індивідуально
підібраного акупунктурного рецепта (БАТ), стимулюючи або пригнічуючи (за
необхідністю) як буде відбуватися відновлення енергетичного балансу, підви-
щення імунітету і як шуканий результат – отримання можливості самостійного
відновлення організму як саморегулювальної системи. Для проведення акупунк-
турного впливу до складу ЛДК включені пристрій енергокорекціі організму еле-
ктромагнітним випромінюванням – високочастотний генератор і пристрій для
проведення лазеропунктури.
Західний підхід в акупунктурі так само ігнорує встановлення «європейсько-
го» діагнозу, але в протилежність Східному, не покладається на імунітет і на са-
мовідновлювальні можливості організму, а визначає і усуває справжні етіопато-
логічні (етіологія + патологія) причини захворювання. Ці функції можливі за-
вдяки електропунктурному лікувально-діагностичному методу д-ра Р. Фолль
(Німеччина). Діагностика за Р. Фоллем так само заснована на вимірюванні елек-
тропровідності ділянки меридіана в точках акупунктури на стопах ніг і кистях
рук. У даному методі першим етапом вирішується питання функціонального
стану всіх органів і систем організму шляхом заміру електропровідності БАТ
контрольно-вимірювальних пунктів (КВП) на кистях і стопах. Кожен КВП відо-
бражає стан окремого органа чи системи в цілому. При виявленні відхилень по-
казань від норми. Якщо необхідно виявити точне місце функціонального пору-
шення, виконується другий етап діагностики, що виконується шляхом заміру
електропровідності БАТ у глибину меридіана, тому що в цьому випадку кожна
наступна точка меридіана характеризує стан окремої ділянки або частки дослі-
джуваного органу. Третім етапом методу є виявлення причин порушень, визна-
чених на першому і уточнених на другому етапах. Для цього використовуються
спеціальні тестуючі об'єкти (ТО), які підключаються до контуру «біооб'єкт – ви-
мірювальний пристрій», що представляють собою спектрально-хвильові харак-
теристики мікрофлори і її токсинів, патологічно змінених тканин різних органів
і систем, алопатичних і гомеопатичних лікарських засобів, фітопрепаратів, ра-
діонуклідів, мікроелементів, компонентів професійних захворювань та інше, за-
писані в лікувально-діагностичному банку (ЛДБ) комплексу. Принцип роботи з
ТО полягає у їх порівнянні (ідентифікації) з різними структурами організму лю-
дини через біологічно-активні точки акупунктури (БАТ). При безпосередньому
контакті ТО з організмом людини, відбувається енергоінформаційний обмін між
ними, що призводить до резонансу ідентичних біологічних спектрально-
хвильових характеристик (наприклад, конкретного виду або типу вірусу, що
знаходиться в організмі досліджуваного пацієнта, і його точною копією – ТО,
який підключається з ЛДБ), і як результат – до змін електропровідності в БАТ,
дані з яких вловлюються і обробляються. Виявлення резонансу ідентичних біо-
логічних спектрально-хвильових характеристик і дає можливість гарантовано
Є.О. ТИМАШОВ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014, № 13 140
констатувати факт наявності в організмі тих чи інших причин захворювань і їх
наслідків, а також сумісність з організмом всього, що з ним може стикатися.
Весь склад програмного забезпечення комплексу працює за підтримки опе-
раційного середовища Microsoft Windows і складається з наступних шарів:
• взаємодії користувача з інформаційною базою даних;
• забезпечення спілкування (інтерфейсу) із зовнішнім середовищем, зок-
рема: інтерфейс спілкування з користувачем (лікарем); інтерфейс спілкування з
апаратурою ПСО (пристрої зв'язку з об'єктом); програмних засобів, що реалізу-
ють режими діагностики та біоенергетичної корекції організму; програмного
керування електронними модулями; обширна медична довідково-інформаційна
база; справочно-рекомендаційна база даних щодо застосування електропункту-
ри, акупунктури і медпрепаратів (фіто-, гомео- та алопатичних).
ЛДК – це складний апаратно-програмний [3] комп'ютерний комплекс, що
вимагає від лікаря не тільки володіння знаннями у предметній області, але й ро-
зуміння сучасних тенденцій розвитку інформаційних технологій.
Висновки. У роботі описано методика формування і представлений резуль-
тат імітаційного моделювання системи «лікар – ЛДК» для розробки тренажер-
них систем лікарів мобільних пристроїв. Імітаційна модель разом з можливістю
формування «псевдоархівов» є полігоном для відпрацювання методики об'єкти-
вної оцінки діяльності лікаря за параметрами:
- часу реакції на різні режими роботи ЛДК на протязі всього робочого дня;
- адекватності (повноті і послідовності) дій оператора у відповідних ситуа-
ціях;
- загальний час рішення задачі з діагностики та лікування.
1. Тимашов Е.А. Системный анализ компьютерных лечебно-диагностических комплексов
// Комп’ютерні засоби, мережі та системи. – 2004. – № 3. – С. 156–162.
2. Тимашов Е.А. Функциональные основы и алгоритмы работы распределенных биоин-
формационных систем диагностики и лечения // Зб. наук. пр. Нові комп’ютерні засоби,
обчислювальні машини та мережі. – 2001. – Том 2. – С. 119–126.
3. Віртуальний ресурс: //www.cs.unc.edu/~brooks/WhatsReal.pdf
Одержано 12.07.2014
http://www.cs.unc.edu/~brooks/WhatsReal.pdf
|