SU432517A1 - Диагностическое вычислительное устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технической кибернети1ке , ъ част1ности к распознаюидим устройствам, и люжет быть использовано в медицине дл  определени  веро тностей диагноз о-в.

Известно диагностическое вычислительное устройство, содержащее запоминающее устройство , арифметическое устройство, устройство управлени , устройство ввода и устройство вывода. Однако известное диагностическое вычислительное устройство характеризуетс  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 документировани  входиюй и выходной ннфор.ма-ции.

Цель изобретени  заключаетс  в упрощении устройства, а также в документировании входной информации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выходной информации (сведений о веро тност х возможных диагнозав ). Это достигаетс  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, св занный с выходо.м блока считывани , 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 преобразовател  «код-число импульсов, интегратор,

один вход которого соединен с выходом схемы «запрет, а другой вход - с соответствующим выходом блока считывани , а -выход интегратора подключен через ограничитель напр жени  и управл емый ключ ко входу механизма поворота стрелки, причем второй вход управл емого ключа через второй одновийратор подключен к выходу блока считывани .

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- временна  диаграмма и прин ты обоз,начени : 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 определ ющие знак интегрировани ;

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) считывани  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 управл емого (19).

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

Диагностирование с по.мощью предложенного устройства основываетс  на формуле веро тностей Байеса, нспользующей практически независимые (или комплексы). В нредложен.ио,м устройстве дл  диагностирова1ни  необходимо сложить диагностические /коэффциенты дл  всех имеющихс  у исследуемого больного цризиако.в отдельно по каждому из дифференцируемых заболеваний, вычесть из наибольщей суммы каждую из двух наиболее к .ней бл зких по вел-ичине и по двум полученным разностном с помощью таблицы найти веро тности трех наиболее веро тных заболева.ний.

Устройство содерлсит блок пам п входной и выходной информации, В:ключ1ающий барабан /, снабженный фиксаторами 2, 3 .и 4, слул ащими дл  ориентированного наложени  на барабан / диска 5 из немагнитного материала. Диск 5 предназначен дл  записи на 1ием входной и выходной .информации. Цилиндрическа  по.верхн.ость барабана / выполнена с двум  р .дами отверстий 6. Валик 7 снабжен двум  р дами щилов 8. Перфарирова .нна  лента 9 проходит между барабаном / и валиком 7, а тажже ч-ерез блок 10 считывани  с ленты. Валик 7 подпруж.инен дл  возможности увеличени  рассто ни  между его ос ми 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.итьгвани  с ленты подключена ко входам преобразовател  «код- число импульсов 14. Выход преоб.разозател  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 .ни  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 считывани  с ленты. Выход интегратора 17 через ограничитель напр л енн  18 нодключен к унра.вл е-.мому

ключу 19, второй управл ющий вход которого (на фиг. I - верхний) подключен к одновибратору 20, вход которого подключен к блоку 10 считывани  с ленты. Выход управл емого 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.мещаетс  по торцовой поверхности барабана / с наложенным на нее диском 5. Интегратор 17 совместно с ограиичителем напр жени  IS и механиз .мом 21 поворота стрелки образует один из возможных вариантов преобразовател  числа импульсов в перемещеиие. Диск 5  вл етс  нооителе.м входной инфо.рмации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выход .иой информации (сведений о веро тност х возможных диагнозов). В диске 5 имеетс  отверстие 23 дл  иасадки на ось бар.абана 1 и

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

Предварительно врач вы вл ет признаки (симитомы) исследуемого больного и определ ет , к какой группе заболеваний относитс  заболевание даннбго больного. Затем врач

(или медсестра) берет диск 5, соответствующий данной группе заболеваний, и с .помощью магнитных чернил заносит вы вленные 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 обвод т на дорожке 25 пунктирные линии против тех признаков (точнее, диапазонов признаков), которые имеютс  у исследуемого больного. Как покпзано дл  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 находитс  в пределах 14-26 мличас. Метка 29 означает, что

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

Если кака -либо метка сделана на доролже 25 ощибочно, то дл  ис/правлени  ощибки зачерн ют магнитными чернилаМИ на

дорол ке 26 знак из трех линий, ичаход щийс  р дом с ошибочной метлОЙ. Метка такого исправлени  показала на фмт. 2 цифрой 33. После занесени  на диак 5 призиаиков исследуемого больного, д);:к 5 уста1на1злизают на барабан 1, использу  фиксаторы 2, 3 и 4. При уста)юв:ке диска 5 отвод т 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, устанавливаетс  на дорожке 25, а датчик /2 магнитных меток, подключенный к запрещающему (на фиг. 1 - нижний) входу схемы «запрет /5, устанавливаетс  ;на дорожке 26. Далее отвод т иодпруЖИ|Нениый валик 7 от барабана 1 и ввод т соответствующую .вы вленной группе заболеваний пе|рфорИ|рова«ную ленту 9 в зазор между .валиком 7 н 6a,pa6aiHOM /, а также в зазор блока 10 считывани  с ленты. Может быть применена одна перфолента, отдельные участки которой несут информацию , относ щуюс  ,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 совмещени  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 вращатьс ), при это.м перфолента 9 движетс  синхронно с вращением Л иска 5, проход  через бло;К 10 считывани  с ленты, датчики // и 12 считывани  магнитных меток, закрепленные на стрелке с пером 13, скольз т по дорол ка;Л1 25 и 26. При построении временной диа.грам.мы (см. фиг. 3) примем дл  простоты, что в устройстве используетс  перфолента с четырьм  несущ.и.ми .инфор.ма.цию дорожками перфораций . В момент времени ti комбинаци  сигналов дает сигнал сброса бэ, поступающий на первый (на фиг. 1 - верхний) вход интегратора 17. Это приводит к тому, что ранее имевшеес  на вы.ходе интегратора 17 напр жение (сигнал) Ui2 .в момент /; падает до нул . 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.мбйнаци  сигналов Ui-бз вызывает по вление на выходе преобразовател  «жод-число импульсов 14 п ти импульсов (сигналы 6а). Количество этих считываемых с перфо ленты импульсов  вл етс  диагностическим коэффициентом, .соответствующи.м весу при знака (информаци  о наличии которого считаа с .:г 25) при первом из заболеваний, ход щих 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 врем  выработки этих имульсов на втором {та1кже (разрешающем) ходе схемы «залрет /5 имеетс  сигнал Ov, на третье-.м (запрещающем) входе си гнала UB нет, то упо.м нутые п ть им1п льсов прохо т на счетныйвход интегратора 17. При потуплении этих и. 1пульсов напр жение (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. Особенност ми этого цикла, по сравнению с предыдущим,  вл етс  то, что импульсов (сигналов Us) три, а не п ть (зависит от кода, образуемого сигналами f/i-i/z), а также то, что интегратор 17 интегрирует эти импульсы с отрицательным знако.м (зависит от наличи  сигнала U). Циклы, начинающиес  в моменты t и ге, не привод т к изменению выходного напр жени  (сигнал Uiz) интегратора 17, поскольку отсутствуют соответствующие имиульсы (сигнал Ls), т. е. отсутствуют соответствующие признаки у исследуе.мого больного. Цикл, начинающийс  в момент 4, также пе измен ет напр жени  (сигнала ),хот  Импульс (сигнал t/s) о налич 1и призна|Ка имеетс . Это св зано с , что -метка, благодар  которой импульс (сигнал Un) по вилс , была занесена на дорожку 25 ошибЪчно, и эта ощибка была исправлена занесением меткп р дом, на дорожку 26 (аналогичный пример - меткп 30 и 33 на фиг. 2). Импульс (сигнал U,) с дорожки 26, поступа  на запрещающий пход схемы «запрет 15, не пропускает импул1 сы с преобразовател  кода в число импул11сов 14 на вход интегратора 17, поэтому выходное напр жение интегратора 17 остаетс  неитменпым . К концу первого оборота барабана / (счита  от момента /i) на выходе интегратора /7 ппкппливаетс  некоторое результирующее напр жение, равное алгебраической сумме всех диагностических коэффициентов дл  ервого из заболеваний выбранной группы. Барабан / продолжает вращатьс , соверша  второй оборот, п в момент времепп fg по спгналу с перфоленты (сигналы Uz, U) блок lf считывани  с ленты вырабатывает сигнал fJjo. запускающий одновибратор 20 (сигнал L/n). В результате управл емый ключ 19 на врем  t-tg--4 открываетс , и напр жеппе (сигнал накопленное на выходе интегратора 17. оказываетс  на это врем  подключенным к механизму 21, который поворачиваетс  на угол, пропорциональный напр жению (сигналу Uiz. Стрелка с пером 13 прочеркивает при этом в зоне 27 диска 5 импульс , амплитуда которого, отсчптываема  по папесенной сетке, соответствует результирующему напр жению (сигналу L/ig), т. е. сумме диагностических коэффициентов дл  первого из забОоТеваний выбранной группы.

Перфорации, при считывании с которых вырабатываетс  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 накапливаетс  напр жение, соответствующее сумме диагностических коэффициентов дл  второго из заболеваний выбранной групиы; прн четвертом обороте барабана / это напр жение записываетс  на диске 5 в виде сле(дуюпхего импульса и т. д. В результате на диске 5 оказываютс  записанными суммы диагиостических коэффициентов дл  всех заболеваний выбранной группы, как показано на фпг. 2, где выбранна  группа состоит из п ти заболеваний (первичный ревматизм п сходные с нпм заболевани ).

Дл  предотвращени  записи импульсов на краю диска 5 служит ограничитель напр жени  18.

(После записи су.чм диа1гностических коэффициентов наход т веро тности трех наиболее веро тных заболеваний. Дл  этого, пользу сь цифрами, напечатанными е зоне 27, наход т величины трех 1на1ибольших амплитуд (которым соответствуют три наиболее веро тных заболевани ). В данном случае это амтлйтуда сигнала дл  тиреотоксикоза (20 ед.), инфекцнонно-аллергического миокардита (13 ед.) li тонзилло-кардиального сиидрома (6 ед.). Наход т 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 наход т веро тности трех наиболее веро тных заболеваний.

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

Дл  того, чтобы врач мог проводить наиболее информативные исследова ни  (из числа имеющихс  в его распор жени ), на диске 5 могут быть, нар ду с другими знаками, заранее напечатаны (например, цветным кодом ) знаки, указывающие, какие признаки  вл ютс  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 определ етс  тем, что s ироцессе диагностировани  на диске 5 .магн-итными -чернилами записывают все имеющеес  у -исследуемого больного признаки (симптомы) и на это.м же диске получают запись о веро тност х заболеваий, т. е. :на диске оказываетс  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 изобретени 

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

перфолентой и блоком считывани , блок обработки , блок регистрации и узел датчиков млгнитйых метОК, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства и павыщени  нагл дности 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, св занный с выходом блока считывани , 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 преобразовател  «код-число импульсов , интегратор, один вход которого соединен с выходом схемы «запрет, а другой вход-с соответствующим выходом блока считывани , а выход интегратора подключен через ограничитель напр жени  и управл емый ключ ко входу механизма поворота стрелки, причем второй вход управл елшго ключа через второй одновибратор подключен к выходу блока считывани .

Li /

Фиг. 2

t, t,

ia

is t7 ФигЗ