НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Рис. 1. Схема аналоговой части системы сбора электрофизиологической информации 1.Объект исследования, 3.Фильтр высокой частоты, 5.Фильтр низкой частоты,

6.Аналоговый цифровой преобразователь

Рис.2. Обобщенная схема компьютерной биотехнической системы.

Аппаратная часть представляет собой устройство регистрации и предварительной обработки сигнала и осуществляет аналоговое цифровое преобразование. Буферизация данных на выходе является обычным для систем реального времени с целью синхронизации или упаковки передаваемых данных. Интерфейсной частью со стороны программной системы выступает системное приложение – драйвер, обеспечивающий взаимодействие с аппаратной частью на низком уровне. Средства визуализации и печати обеспечивают представление данных в удобном для анализа формате.

Разработанная биотехническая система биоадекватной лазерной терапии, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамических процессов в области внутренних органов позволяет анализировать показатели гемодинамики как во время проведения курса лазерной терапии, так и непосредственно при осуществлении сеанса лечения.

Литература 1.Селищев С.В. Автоматизированное проектирование биомедицинских электронных

систем// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. – М: № 12, 2001. – С. 5-17. 2.Титова М.Н., Радаева А.А. Эффективная лазерная медицина. Сборник трудов. – РТС ИМПУЛЬС. 2003.

3.Баранов В.Н. Сканирующие устройства для фото терапии// 2006, Бюл. №6. Патент на полезную модель № 51506.

Научный руководитель: Баранов В.Н., д.м.н., профессор.

31

История развития науки «Кибернетика»

Рыбаков А.А., Величко А В., ТюмГНГУ, г. Тюмень

Первым, кто применил термин «кибернетика» для управления в общем смысле был Платон, подразумевая управление людьми. Однако реальное становление кибернетики как науки произошло намного позже. Оно было обусловлено развитием технических средств управления и переработки информации. Слово «cybernétique» использовалось практически в современном смысле в 1830 году французским физиком и систематизатором наук Андре Мари Ампером, для определения науки управления в его системе классификации человеческого знания, как «искусства управления». «Вскоре после Ампера этот термин был забыт и вновь возрожден американским ученым Н. Винером (1894-1964) в названии своей книги, опубликованной в 1948 году. Эту дату принято считать датой рождения кибернетики как самостоятельной науки.

Очевидно, что написанию Норбертом Винером своей выдающейся работы предшествовал многовековой прогресс человечества на пути науч- но-технического прогресса, особенно научные открытия рубежа ХIХ-ХХ века. В частности, это были изобретение в 1925 году дифференциальных анализаторов, новейшие исследования в нейрофизиологии (главным образом работы И. П. Павлова), теория и практика создания дискретных преобразователей информации. Не будем останавливаться на всех подробностях, только лишь упомянем, что решающее значение для становления кибернетики - это создание в 40-х годах ХХ в. ЭВМ (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управленческих систем. Создание ЭВМ было закономерным этапом развития теории дискретных преобразователей информации и применением этой теории на практике.

Норберт Винер, несмотря на ошибки во многих философскометодологических выводах из своих исследований, за что эти исследования часто подвергали уничтожающей критике, особенно в СССР, внес важный вклад в развитие кибернетики как науки об управлении в системах различной природы, определив заранее большое количество направлений ее развития. Интересно в первую очередь то, каким был его вклад в развитие автоматизированных систем управления. Вместе с мексиканским профессором Артуро Розенблютом, они пришли к выводам, что центральные устройства в электронных вычислительных машинах должны быть цифровыми и ламповыми, а не механическими. Ими было предложено перейти на двоичный код при написании программ для ЭВМ и создавать программы для машин так, чтобы вмешательство человека в вычислительный процесс ограничивалось лишь введением входных данных и получением исходных. Кроме того, для них стало очевидным, что машина должна иметь

32

устройство для хранения данных. Идея о том, что человек должен быть как можно меньше включенной в вычислительный процесс для дальнейшего развития АСУ была очень ценной.

Определив кибернетику как науку об обмене и переработке информации в системах, Винер и Розенблютом разрабатывали это положение и в теории и на практике, дав начало многим специальным областям кибернетики, таким, как биокибернетика и системный анализ.

Параллельно исследованиям Норберта Винера свои поиски и попытки совершали другие ученые, которых так же сегодня называют «отцами кибернетики»: Уорен Мак-Калок (1899-1969) и Уильям Росс Эшби (19031972). Мак-Калок вместе с молодым исследователем Уолтером Питтс работали преимущественно в области нейротехнологий и выдвинули гипотезу, согласно которой нейроны головного мозга упрощенно рассматривались как устройство, которое оперирует двоичными числами. Значение этой гипотезы заключалась в том, что их сеть из электронных «нейронов» теоретически могла выполнять числовые или логические операции любой сложности.

До 1950-х годов развитие кибернетики в основном сосредотачивалось на философских и методологических аспектах этой науки, ее понимания человека и общества. Часто все дискуссии строились вокруг неоднозначной трактовки идей Винера и имели большой резонанс. Широкое использование ЭВМ и автоматизированных систем управления (АСУ), базирующиеся на них, требовало создания научных основ проектирования таких машин и систем. Теоретическая кибернетика оказалась совершенно не готовой ответить на вопросы, которые ставила перед собой новая практика, потому скептическое отношение к кибернетике усилилось. Образовалась новая область знаний, в англоязычных странах получившая название

«computerscience», во Франции - «informatique», т.е. область информатики и науки о вычислительной технике. Фактически она выросла из кибернетики, однако практически уже не имела с ней почти ничего общего. Кибернетика же дальше занималась философскими, этическими и методологическими вопросами. Стало очевидным, что наука об ЭВМ может существовать без кибернетики.

В то же время в СССР развитие кибернетики пошел другим путем, где теории ЭВМ и АСУ не только не отделились от кибернетики, а получили от нее свое логическое продолжение. Плановое ведение экономики позволяло использовать возможности кибернетических наук на качественно новых уровнях, которые были недоступны для других стран мира. Сначала кибернетика советскими учеными как наука не признавалась. Однако такое отношение к кибернетике изменилось после переоценки этих идей, изучение их конструктивных положений, так, что в СССР к началу 60-х годов XX века определилась более широкая трактовка кибернетики, которая полностью охватывала не только теорию ЭВМ, но и многочисленные

33

приложения в различных областях науки. На практике, центр тяжести интересов кибернетики сместился в область создания сложных систем управления и различного рода систем для автоматизации умственного труда.

В США исследования и внедрение АСУ, по некоторым свидетельствам, начались в 1961 году, хотя они не получили такого развития, как в

СССР, а первый проект сетей такого рода был создан лишь в 1966 году. Главным образом, это можно объяснить тем, что теоретическая кибернетика еще сильно отставала от практической, существовавшей там почти исключительно в форме информатики и "computerscience". В это время вся теоретическая кибернетика была сосредоточена в Биологической компьютерной лаборатории Иллинойского университета. На первый план выходят работы в таком разделе кибернетики, как исследование операций. Определенным образом это позволило информатике и кибернетике западного мира найти некоторые общие точки в конце 60-х годов.

Можно сказать, что это было одним последних крупных вкладов в развитие кибернетики как науки. Современная кибернетика не ставит себе сегодня задание развития фундаментальных знаний. Все больше она сосредоточена на развитии своих прикладных наук потому, что результаты этих исследований имеют источник непосредственной материальной выгоды. Сегодня те, кто называет себя кибернетиками, являются специалистами в областях системного анализа, исследования операций, системотехники, биотехнологий. Часто простое использование вычислительных машин для решения обычных научных и технических задач представляется как применение методов кибернетики.

Литература

1.Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. / Пер. с англ. И.В. Соловьева и Г.Н. Поварова; Под ред. Г.Н. Поварова. / / Норберт Винер. - 2-е издание. - М.: Наука; Главная редакция изданий для зарубежных стран, 1983. - 344 с.

2.Глушков В.М. Кибернетика. Вопросы теории и практики. / В.М. Глушков. - М.: Наука, 1986. - 488 с. - (Наука. Мировоззрение. Жизнь).

3.Кибернетика [Электронный ресурс]. / / Википедия – Свободная эн-

циклопедия. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Кибернетика

Научный руководитель: Квашнина С. И., д.м.н., профессор.

34

Оптимизация затрат при приведении медицинских информационных систем в соответствие с требованиями ФЗ-152

Тюкова А.А, Пупов А.О, Оленников Е.А., ТюмГУ, г. Тюмень

В настоящее время в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) РФ идет активное внедрение медицинских информационных систем (МИС). На сегодняшний день уже зарегистрировано более 300 МИС.

На наш взгляд в подобных системах вопросам защиты персональных данных уделяется недостаточно внимания. Как правило, защита данных осуществляется стандартными средствами, предоставляемыми используемой СУБД, встроенными средствами аутентификации операционной системы, разграничением прав для учетных записей сотрудников.

С вступлением в силу 152-ФЗ существенно ужесточаются требования к ИС в которых обрабатываются персональные данные (ПДн) граждан, особенно жесткие требования предъявляются ИС, в которых обрабатываются данные о состоянии здоровья. Как следствие, большинство МИС должны быть приведены в соответствие со 152_ФЗ, что предполагает очень высокий уровень защиты и использование дорогостоящих сертифицированных защитных средств.

Решение данной задачи весьма затратно для ЛПУ и включает в себя доработку МИС, приобретение аппаратно-программных комплексов для защиты от несанкционированного доступа и пр. Таким образом, актуальной задачей является снижение затрат на защиту информационной системы и приведение еѐ в соответствие со 152-ФЗ.

Один из возможных способов снижения затрат на защиту МИС заключается в обезличивании обрабатываемых в ней данных. После приведения обезличивания данных определение принадлежности персональных данных конкретному субъекту персональных данных должно стать невозможным. Результатом обезличивания является система, по факту не содержащая ПДн граждан, а следовательно, не представляющая интереса для злоумышленника и не требующая высокой степени защиты в соответствии с 152-ФЗ.

Мы предлагаем использовать следующую схему обезличивания. Каждому пациенту при первичной регистрации в МИС выдается уникальный код К. (например, штрих-код, напечатанный на карточке пациента), при этом паспортные данные пациентов заносятся специальную таблицу МИС, назовем ее Таблица 1. Причем каждой записи ставится в соответствие уникальный код К1, представляющий из себя первую половину кода К. При посещении специалиста ЛПУ данные осмотра записываются в соответствующие таблицы МИС, где каждой записи ставится в соответствие код К2, представляющий собой вторую половину кода К.

35

Таким образом, в базе данных нет прямой связи между Таблицей 1 и таблицами, содержащими информацию о состоянии здоровья.

Однако при определенных обстоятельствах ЛПУ может потребоваться информация о пациенте в момент, когда он сам не присутствует в учреждении, а следовательно использовать его персональный штрих-код невозможно. Для таких случаев предусмотрено наличие таблицы, содержащей все полные ключи К (конкатенация К1 и К2), хранящейся на отдельном физическом носителе, абсолютно изолированной от самой МИС. Так как эта информация вынесена за границы ИС и не доступна с любого АРМ, обрабатывающего ПДн, наличие этой таблицы не противоречит концепции обезличивания данных.

Перечислим некоторые преимущества приведенного способа обезличивания. С точки зрения федерального законодательства, вторая подсистема, содержащая информацию о состоянии здоровья, но не содержащая информацию, позволяющую отождествить еѐ с конкретным лицом, может быть защищена минимально. Первая же подсистема, содержащая информацию, идентифицирующую лицо, но не дающую о нем дополнительной информации, может быть защищена гораздо меньшими силами, чем до обезличивания, например, встроенными средствами СУБД и ОС, что намного менее затратно, чем использование сертифицированных средств и ПАК.

С точки зрения защиты интересов граждан и учреждения, при подобной организации системы, в случае реализации угрозы несанкционированного доступа к информации, ущерб для организации и субъекта ПДн будет минимален, так как установить принадлежность ПДн физическому лицу будет невозможно. Стоит также отметить, что данное решение не требует кардинальной реорганизации ИС и может внедряться в уже функционирующих системах.

Литература

1.Федеральный закон «О персональных данных» - РГ. – 2007. №4131. - 26 янв.

2.Каталог Медицинские информационные технологии – М.: Ассоциация Развития Медицинских Информационных Технологий, 2011.

36

Биологические и медицинские аспекты влияния электромагнитных полей

Щинникова А.А., ТюмГУ, ИМЕНИТ, г. Тюмень

В настоящее время наряду с естественным электромагнитным полем Земли существует множество источников искусственных электромагнитных излучений различных частот, имеющих антропогенное происхождение. Особенный рост электромагнитного фона Земли отмечается в зонах с высокоразвитой наукоемкой промышленностью, городских агломерациях. Источником электромагнитных полей является оборудование, при работе которого используется электрический ток.

Остро встает проблема загрязнения окружающей среды электромагнитным излучением в крупных городах, где источниками целого спектра электромагнитных волн являются бытовые приборы, телевизионная и радиоаппаратура, кабели тока различного напряжения. В условиях большого количества источников электромагнитного излучения отмечается увеличение силы электромагнитного поля, значительно превышающей естественный электромагнитный фон биосферы.

Все более значительным становится влияние электромагнитных полей, возникающих от высоковольтных линий электропередачи, на распределение напряженности магнитного поля Земли. Источники электромагнитных волн делают сейчас сопоставимыми изменения, которые вносят в ионосферные процессы радиоволны, с пертурбациями, возникающими в них от колебания солнечной активности и других космических факторов

[3].

Источники электромагнитных полей, как правило, являются источником комплексного электромагнитного излучения, которое оказывает воздействие на дикие и культурные растения, животных, насекомых и почвенную флору в зоне влияния ЭМП. Кроме того, они занимают большие по площади территории (например, протяженность воздушных линий электропередачи напряжением 6 1150 кВ в нашей стране в настоящее время составляет более 4,5 млн. км) и часто нарушают целостность ареала распространения, пути миграций многих животных. Уровни электромагнитных полей, создаваемые этими источниками в некоторых случаях превышают максимальный зафиксированный природный электромагнитный фон в 200 30000 раз [4].

Произошедшие под действием ЭМП нарушения в организме обратимы, если в нем не произошло патологических изменений. Для этого необходимо либо прекратить контакт с излучением, либо разработать мероприятия по защите от него [5].

Линии электропередач с напряжением 1150 кВ, открытые распределительные устройства, ряд измерительных приборов и т.п. устройства являются источниками электромагнитных полей промышленной частоты (50

37

Гц). Длительное воздействие таких полей на людей может привести к ряду изменений в их организме: расстройству сна, болям в области сердца и головы, вялости, снижению памяти и даже развитию злокачественных опухолей. При этом ряд исследователей, отмечая, что негативные последствия воздействия техногенных электромагнитных волн часто локализируются в отдельных органах (сердце, глаза, голова), считают это результатом наложения техногенных волн на волны, излучаемые этими органами в процессе жизнедеятельности [6].

По некоторым данным, значительная часть случаев инфаркта миокарда в крупных городах вызвана скачками мощных низкочастотных техногенных электромагнитных полей. Описаны состояния повышенной чувствительности человека к электромагнитному загрязнению и кумуляции (накоплению эффекта) электромагнитного загрязнения. В ряде случаев специалисты отмечают «информационный» механизм воздействия электромагнитных полей малой интенсивности на человека [7].

Рассматриваемое явление все в большей мере начинает уменьшать безопасность жизнедеятельности, особенно в крупных городах, где суммарное электромагнитное загрязнение растет чрезвычайно быстро. Достаточно сказать, что за последние 50 лет суточная мощность только радиоизлучения возросла более чем в 50 000 раз [8]. Достаточно мощными генераторами рассматриваемого геофизического загрязнения являются токи высокой частоты (используются для закалки изделий), плазменная обработка материалов, радиопередатчики и локаторы, станции Министерства обороны, СВЧ-печи, радиотелефоны и т.д.

Особо необходимо отметить, что современные здания, расположенные в зоне «прямой видимости» радио- и телепередатчиков, способны резонировать электромагнитные поля, расположенные внутри зданий. Во избежание этого рекомендуется использовать своеобразное экранирование, например отражающими металлическими листами (сетками). Довольно большой поглотительной способностью обладают экраны из глины, деревья, вода. Воздействие электромагнитных волн на все процессы жизнедеятельности прекращается практически сразу после ликвидации источников этих волн [6].

Проблему электромагнитной безопасности человека, как и любую другую, необходимо рассматривать с двух позиций: биологической вредности и социальной полезности. Под биологической вредностью в данном случае понимается тот уровень интенсивности присутствующих в окружающей среде электромагнитных излучений, который исходя из биологических, медицинских и технических соображений определяется как потенциально опасный. Понятие полезности здесь несет чисто социальный смысл, так как при этом оценивается экономическая выгода [2].

38

Литература

1.Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. / Пресман А.С - М.: Наука, 1968. 288с.

2.Кудряшов Ю.Б. Электромагнитные поля: польза или вред? / Кудряшов

Ю.Б., Перов Ю.Ф., Голеницкая И.А., Озерова Е.С. - Журн. - Биология в школе, 1999, № 4, С.3-8.

3.Введение в социальную экологию. Ч.1. / Ред. Писаренко Л.А.- М.: «Луч», 1993. – 240с

4.Григорьев О.А. Определение подходов к нормированию воздействия антропогенного электромагнитного поля на природные экосистемы./

Григорьев О.А., Бичелдей Е.П., Меркулов А.В., Степанов В.С., Шенфельд Б.Е. -//http://www.tesla.ru/publications

5.Экология и безопасность жизнедеятельности. / Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2000. 447с.

6.Капранова Л.Д. Электрический смог и здоровье. / Капранова Л.Д. – В реф. сб. Экология и проблемы большого города. М.: ИНИОН РАН.

1992.

7.Шарыгина И.О. Учет физических и биологических факторов воздействия при экологическом нормировании качества атмосферного воздуха. СПб: Проблемы охраны атмосферного воздуха. / Шарыгина И.О, Шилов С.М. - Труды НИИ Атмосфера. 2002.

8.Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность./ Хотунцев Ю.Л. - М.: Академия, 2002. 480с.

9.Куклев Ю.И. Физическая экология. / Куклев Ю.И. - М.: Высшая школа,

2001. 357с.

10.Плотников В.В. На перекрестках экологии. / Плотников В.В. - М.: Мысль, 1985. 208с.

39

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ

Применение программы Exel-2010 для расчета и анализа аккредитационных показателей по специальности «Управление качеством»

Боттер Ю.В., Стывышенко А.С., ТюмГНГУ, г. Тюмень

В настоящее время основной тенденцией в области гарантий качества высшего профессионального образования становится перенос центра тяжести с процедур внешнего контроля качества деятельности вузов на базе национальных систем аттестации и аккредитации в сторону внутренней оценки на основе тех или иных моделей управления качеством [1].

Наиболее часто используемой формой оценки качества образования

вгосударствах является самооценке вузов. При этом если в ряде других стран самооценка составляет основу управления качеством образования, то

вРоссии ее результаты пока лишь учитываются при прохождении вузом других процедур оценки. Поэтому одной из важнейших целей учебнометодической работы вуза в рамках системы менеджмента качества в 2012 году является проведение самообследования специальностей и направлений в преддверии министерской проверки.

При этом стандартные формы приложений типового отчета не несут достаточной информации для определения аккредитационных показателей и проведения анализа результативности и эффективности отдельных видов работы кафедр. Повышение функциональности, информативности и наглядности таких форм как: Приложение 3 форма 1 «Прием обучаемых»; Приложение 3 форма 2 «Контингент по формам обучения»; Приложение 3 форма 3 «Выпуск специалистов»; Приложение 5 форма 3, 5, 7, 9, «Итоговые данные контроля знаний студентов»; Приложение 5 форма 10 «Обобщенные результаты итоговой аттестации выпускников и контроля знаний студентов по циклам» и приложения 5 форма 12 «Сведения о востребованности выпускников» с помощью построения диаграмм, удовлетворяющих показателю государственной аккредитации «Качество подготовки специальности «Управление качеством» с применением программирования в Exel-2010 позволило значительно повысить эффективность и качество процесса самообследования [2].

Так конкретные сведения по приему и выпуску студентов представлены в приложении 3, формы 1 – 3, но не обладают достаточной информативностью и наглядностью. Для большей наглядности и информативности были рассчитаны необходимые показатели и построены диаграммы приема абитуриентов на специальность УК (бюджетный набор), диаграмма приема абитуриентов на специальность УК (коммерческий набор) по данным приложения 3, формы 1, 2 (рис.1 и 2) и диаграмма по выпуску студен-

40