Диагностическое вычислительное устройство

Диагностическое вычислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1432517

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 22.03.71 (21) 1637108/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 18.08.75 (51) Ч. Кл. G 06f 15/42

Л 61Ь 10 "00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.391.19

:(088.8) (72) Автор изобретения

С. Н. Басович

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технической кибернетике, в частности к распознающим устройствам, и может быть использовано в медицине для определения вероятностей диагнозо.в. Б

Известно диагностическое вычислительное устройство, содержащее запоминающее устройство, арифметическое устройство, устройство управления, устройство ввода .и устройство вывода. Однако известное диагностическое Bû÷èñëèòåëüное устройство характеризуется сложностью запоминающего устройства, малой надежностью устройства ввода, выполHåíного с использованием большого количества электромеханических элементов, сложностью выходного устройства, выполненного с использованием большого количества электроизмернтельных приборов, число которых равно максимальному числу распознаваемых заболеваний, отсутствием документирования входтной и выходной ион формации.

Цель изобретения заключается в упрощении устройства, а также в документировании входной информации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выходной информации (сведений о вероятностях возможных диагнозс в). Это достигается тем, что блок регистрации вьлполнен,в виде стрелки с механизмом поворота и пером, на котором укреплен узел датчиков магнитны < меток, а блок ооработкп содержит преобразователь «код — число импульсов», связанный с выходом блока считывания, схему «запрет», запрещающий, вход которой соединен с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрешающий вход — через одновнбратор 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 управляемого ключа через второй одновибратор подключен к выходу блока считы ва,ния.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — носитель информации (диск) с записанной, входной и .выходной информацией (вырыв); на фиг. 3— временная диаграмма н приняты обозначения:

U, — сигналы с первой дорожки перфоленты;

U2 — сигналы со второй дорожки перфоленты;

U.- — сигналы с третьей дорожки перфоленты;

432517

U4 — сигналы с четвертой дорожки перфолепты, поступающ;re,на второй вход интегратора ((7) и определяющие знак ннтегрярования;

Ug — сигналы, cHIròûâàåìые с дорож1(н (25) диска (5) датчиком (11), поступающие на вход одцовибратора (16);

L6 — сигналы, считываемые с дорожки

11 (26),диска (5) датчиком (12), поступающие на запрещающий вход схемы «запрет» (15);

U> — с гпналы на выходе oдновнбратоpa (16);

Uii — сигналы на выходе преобразователя «êoä — число импульсов»;

U9 — сигналы, поступающие с блока (10) считывания с ленты на первый (на фиг. 1 — верхний) вход интегратора (17);

Urrr — сигналы на з.(оде однэзцоратора (20);

Ur r — сигналы па выходе однозибратора (20);

Urz — сигналы на выхода и,:тегратора (17);

Urg — сигналы на выходе управляемого ключа (19).

Сигналами U,— U, закодированы величины чиагностических коэффициентов.

Диагностирование с помощью предложенного устройства основывается на формуле вероятностей Байеса, использующей практически независимые признаки (или комплексы).

В предложенном устройстве для диагностирования необходимо сложить диагностические коэффциенты для всех имеющихся у исследуемого больного признаков отдельно по каждому из ди фферен цируемых заболезаннш, вычесть из наиоольшей суммы каждую из двух наиболее к.ней близких по величине и по дзум полученным разностям с помощью таблицы найти вероятности трех наиболее вероятных заболеваний.

Устройство содержит блок памяти входной и выходной информации, включающий барабан 1, снабжевшый фиксаторамя 2, 8н, 4, служащими для ориентированного наложения на барабан 1 диска 5 из немагнитяого материала. Диск 5 предназначен для записи на 1нем входной я выходной информации. Цилиндрическая поверхность оарао"-на 1 выполнена с двумя рядами отверстий 6. Валик 7 снабжен двумя рядами шипов 8. Перфсри рованная лента 9 проходит между барабаном 1 и валиком 7, а также через блок 10 считывания с ленты. Валик 7 подпружинен для во;можности увели)чения,расстояния между его осями и бараоана. Устройство содержит также узел датчиков магнитных меток, датчики ,11 и 12 которого установлены Hа стрелке с пером 18. Часть выходов блока 10 считьгзания с ленты подключена ко .входам преобразователя «код — число импульсов» 14. Вы:(од преобразователя 14 подключен к разрешаю5

Зо

65 щему (на фиг. 1 верхний) зхо <у схемы «запрет» 15. На второй разрешающий (ra фиг. 1 средний) вход схемы «запрет»

15 подключен выход одновибратора 16, вход которого подключен к датчику !1 считыва.ния ма гнитных меток. Третий запрещающий (на фиг. 1 — няжний) вход схемы «запрет» подключен к датчику 12 магнитных меток. Выход схемы «запрет» 15 подключен:( счетному (на фиг. 1 — нижний) входу интагратора 17. Два других входа интегратора 17 подключены к блоку 10 считывания с ленты.

Выход интегратора 17 через ограняч<итель налряжения 18 подключен к управляемому ключу 19, второй управляющий вход которого (на фиг. 1 — верхний) подключен к одновибратору 20, вход которого подключен к блоку 10 считывания с ленты. Выход упразл "емого клю|ча 19 подкгночен к ме анизму 21 поворота стрелки, на оси 22 которого закреплена стрелка с пером 18. Стрелка с пером 18 расположена относительно барабана 1 так, что при ее повороте перо перемещается по торцовой поверхности барабана 1 с наложенным на нее диском 5. Интегратор 17 совместно с огра ничителем напряжения 18 и меха,низмом 21 поворота стрелки образует один из возможных вариантов преобразователя чис;I3 импульсов B перемещение. Д lcK 5 является носителем входной информации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выход.ной информации (сведений о вероятностях возмоя(ных диагнозов). В диске 5 имеется отверстие 28 для насадки на ось барабана 1 и отверстия для его .ориентации по фиксаторам

2, 8 и 4; одно из этих опверстий ооозначенэ цифрой 24. Дорожки 25 и 26 на диске пред,назначены для занесения магнитных меток, а зона 27 — для занесения выходной информа ция.

Преддарительно врач выявляет признаки (симптомы) исследуемого больного и определяет, i(какой группе заболеваний отíоситcH

3aooлез аяие zarrH5r o oo I Ho"o. Затем (или медсестра) берет диск 5, соответствующий данной группе заболеваний, и с помощью магнитных чернил заносит выявленныe признаки на дорожку 25. Все возможные признаки и их диапазоны уже напечатаны на диске

5, и занесение признаков состоит в том, что магнитными чернилами обводят на дорожке

25 пунктирные линии против тех признаков (точнее, диапазогнов признаков), которые имеются у исследуемого больного. Кач(показано для примера на фиг. 2, магнитнымя чернилами сделаны метки 28, 29, 80, 81, 82 и др. Метка 28, например, означает, что у исследуемого больного РОЗ находится в пределах 14 — 26 я1л/час. Метка 29 означает, что количество лейкоцитов в крови исследуемого больного находятся з пределах 5 — 8 тыс.

Если какая-либо метка сдела на на до25 GIIIHooHHo, то p. rH ис празления ошибки зачерняют магнитными чернилами на дорожке 26 знак из трех линяй, находящийся

432517 рядом с ошибочной ме- хой. Метка такого исправления показана на ф.!Т. 2 цифрой 88.

После занесения на дпок 7 признаков исследуемого боль ного, ди=к 5 устагнааливают на барабан 1, используя фиксаторы 2, 8 и 4.

При установке диска 5 отводят стрелку с пером 18. После установки диска 5 стрелка с пером 18 занимает нормальное положение, при котором датчик 11 магнитных меток, подключечный к одновибратору 1б, устанавливается на дорожке 25, а датчик (2 магнитных меток, подключенный к запрещающему (на фиг. 1 — нижний) входу схемы «запрет» 15, устанавливается:на дорожке 2б. Далее отвоlIHT подпружиненный Iia IHx 7 oT oopa =.IIHH 1 и вводят соответствующую выявленной группе заболеваний перфорированную ленту 9 в зазор между, валиком 7 и барабаном 1, а также в зазор блока 10 считывания с лепты.

Может быть применена одна перфолента, отдельные участки которой несут информацию, относящуюся .к разным группа;i ззбо leваиий.

Регулируют перфорированную ленту 9 и барабан 1 так, чтобы метка синхронносги 84 на перфорированной ленте 9 совместилась с мегкой сиихроиности 85 на диске 5.

Совмещением этих двух меток достнгают совмещения начала записанной магнитным!i черн илами входной информации на диске 5 с началом записи информации на перфоленте 9.

Включают привод барабана 1 в сеть (бараоан начинает вращаться), при этом перфолента 9 движется синхронно с вращением лизка 5, проходя через олок 10 считывания с ле4нты, датчики 11 и 12 считывания магнитных меток, закрепленные на стрелке с пером

13, скользят по дорожкам 25 и 2б.

При построении Hðåìåííîé,диаграммы (см. фиг. 3) примем для простоты, что в уст,ройстве используется перфолента с четырьмя несущими информацию дорожками перфораций.

В момент времени 1, комбинация сигналов

Ui — U> дает си.-.нал сброса Ug, посгупающий н:1 первый (на фиг. 1 — верхний) вход интегратора 17. Это приводит к тому, что ранее имевшееся на выходе интегратора 17 напряжение (сигнал) UI .в момент l, падает до нуля. При дальнейшем вращении барабана 1 в момент времени (несколнко ранее) tg с доро»кки 25 поступает сигнал U; о наличии у исследуемого Оольного 1екоторого признака.

Это вызывает срабатывание одновиоратора

16, который выдает на второй (на фиг. 1 средний) вход схемы «запрет» 15 длительный разрешающий импульс. В момент времени 1, комоияация сигналов Ui — Ug вызывает появление на .выходе преобразователя «код — число импульсов» 14 пяти импульсов (сигналы

У,). Количество этих считываемых с перфоленты импульсов является диагностичеаким коэффициептом, соответствующим весу признака (информация о наличии которого считана с дорож:;.i 25) при первом из заболеваний, входящ:гх в дан!!yю группу дпфференцируемых заболеванпй. Сипналы U> в качестве,разрешаю:цих импульсов поступают на первый

5 (на фиг. 1 — верхний) вход схемы «запрет»

15. Поскольку во время выработки этих импульсов на втором (также разрешающем) входе схемы «запрет» 15 имеется сигнал U>, а на третьем (запрещающем) входе сигнала

Ug нет, то упомянутые пять им пульсов проходят на счетный вход интегратора 17. При лосгчплении этих импульсов напряжение (сигнал

Ui>) на выходе интегратора нарастает на величи ну, пропорциональную их количеству. В момент tz,,когда с перфоленты 9 поступают сигналы U,— U,, соответствующ|ис следующему признаку (сигнал U;) происходит аналогичньш цикл.

Особенностями этого цикла. Но сравнен.по с предыдущим, является то, что импульсов (сигналов С,) три, а не пять (зависит от кода, ооразусмого cHI!Hлами U,— U>), а также то, что интегратор 17 интегрирует эти импульсы с отрицательным знаком (зависит от наличия сигнала U4).

Циклы, начинающиеся в моменты t, и не приводят к измененнио выходного напряжения (сигнал Ui ) интегратора 17, поскольку отсутствуют соответствующие импульсы (спгнал U-,), т. е. отсутствуют соответствующие признаки у исследуемого больного. Цикл, начинающийся в момент t,.-„òàêæå не изменяет напряжения (сигнала Uiq), хотя импульс (спгиал Uz) о наличии признака имеется. Этосвязано с тем. что метка, благодаря которой импульс (сигнал Up) Hoÿâiiëñÿ, была занесена на дорожку 25 ошибочно, и эта ошибка была исправлена занесением метки рядом, на дорожку 2б (аналогичный пример — метк, 80 и 88 на фиг. 2). 11мпульс (сигнал Uq) с дорожки 2б, поступ".ÿ на запрещающий вход схемы «запрет» 15, не пропускает импульсы с преобразователя кода в число импульсов

14 на вход интегратора 17, поэтому выходное

45 напряжение интегратора 17 остается неизменным.

К концу первого оборота барабана 1 (считая от момента li) иа выходе интегратора 17 накапливается некоторое результируioLU0e напряжение, равное алгебраической сумме всех диагностических коэффициентов для ервого пз заболеваний выбранной группы.

Барабан 1 продолжает вращаться, совершая второй оборот, и в момент времени t8 по сигналу с перфоленты (сигналы U., U>) блок И считывания с ленты вырабатывает сигна,.

Uip, запускающий одновпбратор 20 (спгнал

Uii). В результате управляемый ключ 19 на время t = tg — tq открывается, и напряжение

60 (сигнал Г,,). накопленное на выходе интегратора 17, оказывается па это время подключенным к механизму 21, который поворачивается на угол, пропорциональный напряжению (сигналу U >). Стрелка с пером 13 прочеркивает при этом в зоне 27 диска 5 им432517

l5

25 пульс, амплитуда которого, отсчитываемая по нанесенной сетке, соответствует результирующему напряжению (сигналу U q), т. е. сумме диагностических коэффициентов для первого из заболеваний выбранной группы.

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

Подобно этому, при третьем обороте барабана 1 на выходе интегратора 17 накапливается напряжение, соответствующее сумме диагностических коэффициентов для второго из заболеваний выбранной группы; при четвертом обороте барабана 1 это напряжение записывается на диске 5 в виде следующего импульса и т. д. В результате на диске

5 оказываются записанными суммы диагностических коэффициентов для Всох заболеваний выбранной группы, как показано на фнг. 2, где выбранная группа состоит из пяти заболеваний (нервичный ревматизм и сходные с ннм заболевания).

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

После записи сумм диагностических коэффициентов на одят вероятности трех наиболее вероятных заболеваний. Для этого, пользуясь цифрами, напечатанными в зоне 27, на одят величины трех наибольших амплитуд (которым соответствуют три наиболее вероятных заболевания). В данном случае это ам плитуда сигнала для тиреотоксикоза (20 ед.), инфекционно-аллергического миокардита (13 ед.) н тонзилло-кардиального синдрома (6 ед.) ..

Находят разницы между наибольшим сигналом и каждым из двух других (20 — 13=7, 20 — 6= 14). По двум полученным числам (7 и 14) с помощью прилагаемой к устройству таблицы находят ввроят ности трех наиболее вероятных заболеваний.

Например, по,разработанной автором таблице можно найпи, 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 инфекционно-аллергического миокардита — 16%, тонзилло-кардиального синдрома—

3%. Если максимальная .вероятность (80% ) превышает установленный порог (например, 75%), то при нимают, что у исследуемого больного — тиреотоксикоз. Если максимальная вероятность получается меньше установленного порога, то это указывает врачу на необходимость проведения дополнительных исследований.

Для того, чтобы врач мог проводить наиболее информативные исследования (из чис 1a имеющихся в ого распоря кении), на ди ,ке 5 могут быть, наряду с другими знакам:t, заранее напечатаны (например, цветным кодом) знаки, указывающие, какие признаки являются более информативными, а как:IB менее информати вными.

Отметим, что при исполb30Bàнии предложен ного устройства в значительной степени отпадает необходимость в записывашш исто,рии болезни. Это определяется тем, что в процессе диагностирования на диске 5 магнитными чернилами записывают все имеющееся у исследуемого больного признаки (симптомы) и на этом же диске получают запись о вероятностях заболеваий, т. е. на диске оказывается записа нным то, что,врачн о|бычно записывают в истории болезни. Поэтому диск 5 (выполненный,из достаточно дешевого материала, например из плотной бумаги) может быть непосредственно вложен в историю болезни.

Предмет изобретения

Диагностическое вычислительное устройство, содержащее блок памяти входной и выходной и нформации, выполненный в виде немагнитного диска, на котором закреплен носитель информа ции, блок памяти признаков, содержащий лентопротяжный механизм с перфолентой и блоком считывания, блок об.работки, блок регистрации и узел датчиков магнитяых меток, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения наглядности регистрируемой информации, блок регистрации выпол нен в виде стрелки с механизмом поворота и пером, на котором укреплен узел датчиков магнитных меток, а блок обрабопки содержит преобразователь «код— число импульсов», связанный с выходом блока считывания, схему «за прет», запрещающий вход которой соединен,с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрешающий вход — через одновибратор со вторым вы одом узла датчиков магнитных меток, а другой разрешающий вход — с выходом преобразователя «К03,— число импульсов», интегратор, один вход которого соединен с выходом схемы «запрет», а другой вход — с соответствующим выходом блока считывания, а выход,и|нтегратора подключен через ограничитель напряжения и управляемый ключ ко входу механизма поворота стрелки, прпчем второй вход управляемого ключа через второй одновибратор подкспочен к выходу блока считывания.

432517

Уп г 4 ти тв

Фиг 3

Составитель В. Кудрявцев

Техред Е. Борисова

Г< д< ктор Л. Тюрина

Корректор И. Симкииа

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 264/756 Изд. ¹ 1711 Тираж 624 Подш.свое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н о-.крытпй

Москва, )К 35, Раушская наб., д. 4/5