Диагностическое вычислительное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1432 ЯУ Сова Советских Социалистических Республик(32) Приоритет -Опубликовано 15,06.74 061 15/42 61 Ы 000 1) 1637108/18-24 осударствеиный комитет света Министров СССР ло делам изобретенийи открытийюллетень М ата опубликования описания 18.08,75(71) Заявитель ензенский политехнический институ АГНОСТИЧЕСКОЕ ВЬ УСТРОЙСТВЛИТЕЛЬНОЕ а предлоносительходной иа фиг. 3 -означения:ки перфоки перфо ки перфо третьеи Изэбретение относится к технической кибернетике, в часпности к распознающим устройствам, и может быть использовано в медицине для определения вероятностей диагнозов. БИзвестно диагностическое вычислительное устройство, содержащее запоминающее устройство, арифметическое устройство, устройство управления, устройство ввода и устройство вывода. Однако известное диагностическое 1 вычислительное устройство характеризуется сложностью запоминающего устройства, малой надежностью устройства ввода, выполненного с использованием большого количества электромех анических элементов, сложностью выходного устройства, выполненного с использованием большого количества электроизмернтельных приборов, число которых равно максимальному числу распознаваемых заболеваний, отсутствием документирования вход оной и выходной информации.Цель изобретения заключается в упрощении устройства, а также в документировании входной информации (сведений о симптомах исследуемого больного) и выходной информа ции (сведений о вероятностях возможных диагнозснв). Это достигается тем, что блок регистрации вьлполнен,в виде стрелки с механизмом поворота и пером, на котором укреплен узел датчиков магнитных меток, а блок обра ботки содержит преобразователь код в чис импульсов, связанный с выходом блока считывания, схему запрет, запрещающий, вход которой соединен с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрешающий вход - через одновиоратор со вторым,выходом узла датчиков магнитных методик, 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 одно- вибратор подключен к выходу блока считыва,ния. На фиг. 1 нзооражена блок-схех женного устройства; на фиг. 2 -информации (диск) с запнсанной,в выходной информацией (вырыв); н временная диаграмма и приняты об У, - сигналы с первой дорож ленты; У, - сигналы со второй дорон ленты; Уз - сигналы сдорож ленты;5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 С 4 сигналы с четвертой дорокки перфолепты, поступаОпне,на второй вход интегратора (17) и определяющие знак ннтегррования;(25) диска (5) датчиком (11), поступающ:е на вход одовибратора (16);С, - СРРгнаты, считываемые с дорожки 11(26),диска (5) датчиком (12), поступающие на запрещающй вход схемы запрет (15);У 1 - с пиалы на выходе Одновнбратора (16);/, - сигналы на выходе преобразователя код - число импульсов;Сl, - ,сигналы, поступающие с блока (10)считывания с ленты на первый (на фиг, 1 - верх 4 й) вход интегратора (17);с 1 О - сигналы на входе однэвноратора (20);с - сигналы па выходе одновибратора (20);Сд - сигналы на выхода интеграто,ра (17);(1 - сигналы на выходе управляемогоКлюча (19).СигРЯлами (/ - У, закодированы величины диагностических коэффициентов.Диагностирование с помощью предложенного устройства основывается на формуле вероятностей Байеса, использующей практически независимые признаки (или комплексы). В предложеРпол устройстве для диагностирования необходимо слоиРть диагностические коэффциенты для всех РмеОшихся у исследуемого больного признаков отдельно по каждому из дифференцРруемых заболеванн, вычесть из наиоольшей суммы кяРкдуО из двух наиболее к ней близких по величине и по двум полученным разностям с помощью таблицы найти вероятности трех наРболее вероятных заболеваний.Устройство содержит блок памяти входной и выходной информации, включаюший бярябяР 1, сняоженный фиксяторями 2, З,Р 4, служащими для ориентированного наложения на барабан 1 диска 5 из немягнитвого материала. Диск 5 предназначен для записи на Рем входРОй л выходной внформации. Цнлиндрическая поверхность оараоана 1 выполнена с двумя рядами отверстий 6. Валик 7 снабжен двумя рядами шипов 8. Перфорированная лента 9 проходит между барабаном 1 и валиком 7, а также через блок 10 считывания с ленты. Валик 7 подпружинен для возможности увеличения,расстояния между его осями и бараоана. Устройство содержит также узел датчиков магРитных меток, датчики ,11 и 12 которого установлены на стрелке с пером 13. Часть выходов блока 10 сч.тьтвания с ленты подключена ко входам преобразователя код - число юпульсов 14. Выход преобразователя 14 подключен к разрешающему (на фиг. 1 верхний) входу схемы запрет 15. На второй разрешающий (а фиг. 1 средний) вход схемы запрет 15 подключен выход одновибратора 16, вход которого подключен к датчику 1 считывания маа нитных меток. Третий запрешающий (на фиг. 1 - ижний) вход схемы заврет подключен к датчику 12 магнитных меток. Выход схемы запрет 15 подключе: счетному (на фиг. 1 - нижний) входу интегратора 17. Два других входа 4 тегратора 17 подключены к блоку 10 считывания с ленты, Выход интегратора 17 через ограРичитель павряжения 18 подключен к управляемому ключу 19, второй управляОщий вход которого (на фиг, 1 - верхний) подключен к одновибратору 20, вход которого подключен к блзку 10 считывания с ленты. Выход управляемого клочя 19 подкРпочен к механизму 21 поворота стрелки, на оси 22 которого закреплена стрелка с пером 13. Стрелка с пером 18 расположена относительно барабана 1 так, что при ее повороте перо перемещается по торцовой поверхностями барабана 1 с наложенным на нее диском 5. Интегратор 17 совместно с ограничителем напряжения 18 и меха,низмом 21 поворота стрелки образует один из возможных вариантов преобразователя числа импульсов в перемещение. Диск 5 является носителем входной информации (сведении о сих 4 птомах исследуемого больного) и выходной информации (сведений о вероятностях возмоРкных диагнозов), В диске 5 имеется отверстие 28 для насадки на ось барабана 1 и отверстия для его ориентации по фиксаторам 2, д и 4; одно из этих отверстий ооозначенэ цифрой 24, Дорожки 25 и 26 на диске пред,назначены для занесения магнитных меток, а зона 27 - для занесения выходной информя- ЦРЯ,Преддярительно врач выявляет признаки (сизптомы) исследуемогэ больного и определяет, к какой группе заболеваний относится заболевагРне даРРбго больного. Затем врач (или медсестра) берет диск 5, соответствующий данной группе заболеваний, и с помошью мачитных чернил заносит выявленные признаки на дорожку 25. Все возможные признаки и их диапазоны уже напечатаны на д:ске 5, и ЗЯРесеРРе призаков состоит в том, что магнитными чернилами обводят на дорожке 25 пунктирные линии протРв тех признаков (точнее, диапазонов признаков), которые имеются у исследуемого больного. Как пока зано для примера Рна фиг. 2, магнитнымРЯ чернилами сделаны метки 28, 29, 30, 31, 32 и др. Метка 28, например, означает, что у исследуех 4 ого больного РОЗ находится в пределах 14 - 26 тчас. Метка 29 означает, что количество лейкоцитов в крови исследуемого оольного находнтся в пределах 5 - 8 тыс.Если какая-либо метка сделана на доРожке 25 Ошиоочно, ТО для исвравлеРРя ошибки зачерняют магнитными черниламР на дорожке 26 знак из трех линий, находяшийсярядом с Ошиоочной ме 1 х Й, .1 еткд т 11 КОГО исправления показана на ф:гг. 2 цифрой 33.После занесения на дцок 5 призцакоз исследуемого больного, дц:к 5 устд 1 дализа 1 отна оарабац 1, используя фиксаторы 2, 3 и 4.При установке диска 5 Отводят стрелку с пером 13, После установки диска 5 стрелка спером 13 занимает нормальное положение,при котором датчик 11 магнитных меток, подключечный к одновибратору 16, устанавливается на дерожке 25, а датчик (2 магнитныхметок, подключенный к запрещающему (нафиг. 1 - нижний) входу схемы запрет 15,устанавливается,ца дорожке 26. Далее отводят подпруж 11 енцыЙ Валик 7 От Одрдодца 1и вводят соответствующую выявленной группе заболеваний перфор;1 розанную ленту 9 взазор 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 группам заболеваний.Регулируют перфорироваццую ленту 9 ибарабан 1 так, чтобы метка синхронцосги 34на перфорированной ленте 9 совместилась смегкой сиг 1 хроицости 35 на диске 5.Совмещением этих двух меток достнгаютсовмещения начала записанной магнитным:1чер 1 илами входной информации на диске 5с началом записи ицформации на перфоленте 9.Включают привод барабана 1 в сеть (бараоац начи 1 ндет вращаться), при этом перфолента 9 движется синхронно с вращениемдцока 5, проходя через Олок 10 считыванияс лепты, датчики 11 и 12 считывания магнитных меток, закрепленные на стрелке с пером13, скользят по дорожкам 25 и 26.При построении временной, диаграммы(см. фиг, 3) примем для простоты, что в уст,ройстве используется перфолента с четырьмянелщими информацию дорожками перфораций,В момент времени 11 комбинация сигцалозс/1 - У, дает си.-нал сброса У 9, посгупающийна пер 1 вый (ца фиг, 1 - верхний) вход интегратора 17, Это приводит к тому, что ранееимевшееся на выходе интегратора 17 напряжеие (сигнал) 012 .в момент 11 падает донуля. При дальнейшем вращении барабана 1В момент времени (несколнко ранее) 1, с дорожки 25 поступает сигнал У; о наличии уисследуемого больного:1 екоторого признака.Это вызывает срабатывание одновиоратора16, который выдает на второй (на фиг. 1средий) вход схемы запрет 15 длительныйразрешающий импульс. В момент времени 1,комоияация сигналов У 1 - С вызывает появление ца выходе преобразователя код - число импульсов 14 пяти импульсов (сигналыС). Количество этих считываемых с перфоленты импульсов является диагностичеокимкоэффициептом, соответствующим весу признака (информация о наличии которого считана с дорож 1, 1 25) при первом из заболеваний, входящ 1 гх В дд:1 у 1 о группу дифференцируемых заболевднс 1 й. Сипналы У, в качестве,разре:па 1 О;цих о 1 пульсов поступают на первый 5 (ца фиг. 1 - верхний) вход схемы запрет15. Поскольку во время выработки этих импульсов на втором (также 1 разрешающем) входе схемы запрет 15 имеется сигнал Ь 7, а на третьем (запрещающем) входе сигнала 1 О Ув нет, тоупомянутые пять импульсов проходят на счетныйвход интегратора 17. При лосгчплении этих импульсов напряжение (сигнал Ц) на выходе интегратора нарастает на величину, пропорциональную их количеству. В момент 1 экогда с перфоленты 9 поступают сигналы Е/1 - С соответствующис следующему признаку (сигнал УВ) происходит анало.ГИЧНЫЙ Ц 1 КЧОсобенностями этого цикла, по сравнсн 1 цос предыдущим, является то, что импульсов (сигналов С,) три, а не пять (зависит от КО,1 а, Оордзусмого сиГалдми У 1 - С 3), а также то, что интегратор 17 интегрирует эти импульсы с отрицательным знаком (зависит от25 наличия сигнала У 4)Циклы, начинающиеся в моменты 1, и 1 ьне приводят к измененгцо выходного напряжения (сигнал У 1,) интегратора 17, поскольку отсутствуют соответствующие импульсы (сигнал Е/-,), т. е. отсутствуют соответствующие признаки у исследуемого больного. Цикл, начинающийся в момент ,;также не изменяст напряжения (сигнала У 1 г), хотя импульс (сигиал У 5) о наличии признака имеется. ЭтосзяЗ 5 зано с тем, что метка, благодаря которой импульс (сигнал У-) 11 оявился, была здцсссцд на дорожку 25 ошибочно, и этд ошибка была исправлена занесением метки рядом, на дорожку 26 (аналогичный пример - метки 30 и 33 на фиг. 2). 11 мпульс (сигнал У 6) с дорожки 26, поступая нд запрещающий Вход схемы запрет 15, це 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 бдрабднд 1(считая от момента 11) цд выходе интегратора Ь накапливается некоторое резхльтирх 1 о 5 о гцсе напряжение, равное алгебраической сумх 1 е Всех диа Гност;1 ческцх коэффцциентОВ дл я первого из здболеваний выбранной группы.Барабан 1 продолжает вращаться, соверша;, второй оборот, и в момент времени , по сигналу с перфоленты (сигналы У., С 1 э) блок И считывания с ленты Вырабатывает сигна,1 1 о, запускдющ 1 гй одновибратор 20 (сигнал 011). В результате управляемый ключ 19 на время= 19 - 1 з открывается, и напряжение60(сигнал Г), накопленное на выходе интегратора 17, оказывается ца это время подключенным к механизму 21, который поворачивается на угол, пропорциональный напряжению (сигналу С). Стрелка с пером 13 прочеркивает при этом в зоне 27 диска 5 им10 15 20 25 пульс, амплитуда которого, отсчитываемая по нанесенной сетке, соответствует результирующему напряжению (сигналу С), т. е. сумме диагностических коэффициентов для первого из заболеваний выбранной группы.Перфорации, при считывании с которых вырабатывается сигнал Уо, расположены на таком участке перфоленты, чтобы импульс был записан в том месте зоны 27, где отпечатао наименование первого цз заболеваний выбранной группы.Подобно этому, прц третьем обороте барабана 1 на выходе интегратора 17 накаплвается напряжение, соответствующее сумме диагностических коэффициентов для второго из заболеваний выбранной группы; при четвертом обороте барабана 1 это нанряжеие записывается на диске 5 в виде следующего импульса ц т. д, В результате на диске 5 оказываются записанными суммы диагностических коэффициентов для всех заболеваний выбранной группы, как показано на фцг. 2, где выбранная группа состоит из пяти заболеваний (цервичный ревматизм и сходные с нцм заболевания).Для предотвращения записи импульсов на краю диска 5 служит ограничитель напряжения 18.После записи сумм днагностических коэффициентов наодят вероягости трех наиболее вероятных заболеваний. Для этого, пользуясь цифрами, напечатанными в зоне 27, наодят величины трех наибольших амплитуд (которым соответствуют три наиболее вероятных заболевания). В данном случае это амплнтуда сигнала для тиреотоксикоза (20 ед.), инфекционно-аллергического миокардита (13 ед,) ц тонзилло-ка,рдиального 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 вероятности трех наиболее вероятных заболеваний.Например, по,разработанной автором таблице можно айпи, 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 оольного равна 80/ вероятность инфекционно-аллергического миокардита - 16/ тонзилло-кардиального синдрома - 3%. Если максимальная вероятность (80 /о ) превышает установленный порог (например, 75%), то принимают, что у исследуемого больного - тиреотоксикоз. Если максимальная вероятность получается меньше установленного порога, то это указывает врачу на необходимость проведения дополнительных исследований. 30 35 40 45 50 55 60 Для того, чтобы врач мог проводить наиболее информативные исследования (из числа имеющихся в его распоряжеии), а ли- ,ке 5 могут быть, наряду с другимц знакамц, заранее напечатаны (например, цветным кодом) знаки, указывающие, какие лризакц являются более информатцвнымц, а какие менее информативными. Отметим, что при использовании предложенного устройствав значительной степец 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 призакц (симптомы) и на этом же диске получают запись о вероятностях заболеваий, т, е. а диске оказывается записанным то, что,врачи обычо 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 входой и выходой иформапи, выполненый в виде не- магнитного диска, на котором закреплен носитель информации, блок памяти признаков, содержащий лентопротяжный мехаизм с перфолентой и блоком считывания, блок обработки, блок регистрации и узел датчиков магнитяых меток, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения наглядности регистрируемой информации, блок регистрации выполнец 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 запрет, запрещающцй вход которой соединен,с первым выходом узла датчиков магнитных меток, один разрешающий вход - через одновибратор со вторым выходом узла датчиков магнитых 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 подкгпочен к выходу блока считывания.432517 б 7 г Составитель В. КудрявцевТехред Е. Борисова Корректор И. Симкипа чактор Л. Тю Заказ 264/7 делам изо ретенпйква, Ж 35, Раушска Изд.1711 Поди псиоИПИ Государственного комитета в СССРб Тираж 624Совета Министрооткрытийаб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патсн