Биологическое управление. Биотехническая офтальмо-диагностическая система для исследования зрения.

Управление системой путем введения биологических обратных связей с целью коррекции оказываемого на пациента воздействия с учетом его состояния до и во время процедуры называется биологическим управлением.

важных сенсорных систем организма и обеспечивает получение и обработку более 80% информации об окружающем нас мире. Формирование зрения наблюдается в возрасте от 2 до 9 лет. В процессе формирования зрения имеют место и отклонения от нормального развития, которые приводят к нарушениям аккомодации, развитая бинокулярного зрения и другим заболеваниям глаз. Поэтому проблемами диагностики состояния и контроля развития зрения детей является одной из социально-значимых.

Биотехническая офтальмо-диагностическая система предназначена для клинических исследований состояния зрения детей дошкольного возраста - оценки остроты зрения, цветоразличительной способности, частотно-контрастной чувствительности зрения. Разработанная БТС явл-ся типичным примером интеллектуальной информационно - измерительном с-мы. Ядро с-мы составляет микропроцессорное устройство (компьютер), МПУ, которое обеспечивает управление цифровым синтезатором изображения ЦСИ, блоками регистрации БР ответной реакции испытуемого, отображения БО результатов исследования, панелью управления ПУ врача. Ввод в МПУ сигналов, характеризующих ответную реакцию испытуемого, осуществляется через устройства ввода УВ. ЦСИ может быть реализован на основе графического контроллера или высокоскоростного видеоконтроллера ВК. Устройство ввода УВ может быть представлен в виде параллельного порта, а ПУ - клавиатурой персонального компьютера.

Структурная схема аппаратного обеспечения БТС представлена на рис. ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина; ВК - видеоконтроллер; ДИ -дисплей испытуемого; И - испытуемый; ПИ – пульт испытуемого; ЭОИП - электрооптический измерительный преобразователь; ДВ - дисплей врача; В - врач-исследователь; ПВ - пульт врача

Измер-й канал включ-т в себя И, кот-1 получает визуальную инф-ю с ЭОП состоящ-го из ДИ и ВК. ЭОП служит синтезатором изображения на который реагирует И.Его реак-я вводится ч-з ПИ в ПЭВМ. ПВМ позволяет обраб-тя полученные рез-ты, срав-ть их с ранее полученными, оценивать динамику изменения сост-я зрения и давать заключ-е. Получ-е рез-ты дают основание для управления дальнейшей работой исследования. Исслед-е может проводиться в автоматизир-м режиме, когда ч-з ДВ они поступают к В, кот-й оценивает их и приняв какое-то решение, корректирует программу исслед-ия вводя инф-ю ч-з ПВ. Рез-ты м\б рарегестрированы путем их вывода на печатающее устр-во П. Автоматич-й режим осущ-ся когда инф-я с ПЭВМ поступает на ЭОП. Упр-е осущ-ся без непосред-го участия врача на основании получ-х результатов.

 

БТС управления поведением целостного организма и популяциями биологических организмов (БТС-У): функциональные особенности данного типа БТС, целевая функция, стимуляция различных зон мозга с целью получения определенных результатов. Контроль за состоянием управляемого биологического объекта.

Особенностью БТС-У является то, что они управляют поведением целостного БО, кот-й явл-ся неотемлемой частью процесса упр-ия поведением БО. В основе функц-ия с-м данной группы лежат эксперемен-ые исслед-я, кот-е позволили уточнить хар-р струк-р мозга и параметры его стимуляции.

СКП – система контроля поведением (телевизюкамера); ДПИ – датчики первичной информации; МИП, БИП – медленно и быстро изменяющиеся процессы; БПО – блок предварительной обработки; 1 – комплекс контролируемых состояний, поступающий на ЭВМ через систему ввода информации; Отоб – отображение режима; ПУ – пульт управления; БР – блок регистрации; СУС – система управления состоянием животного; Бст – блок стимуляции; ПК – приемник команд; О – оператор; СФПП – система формирования параметров поведения; МП - моторное поле; УВМ – управляющая ЭВМ.

Целевая функция – перемещение животного из стартовой в конечную зону по заданному маршруту, кот-й заранее задается с определенной скоростью при перемещении от одной до другой координаты.

При этом животное должно находится в нормальном работоспособном состоянии, которое определяется нормальными психофизическими показателями. M min и Мmax – совокупность значений измеренных МИП и БИП, которые характеризует дополнительные изменения состояния животного. Во время эксперимента животным управляют с помощью стимулирующего воздействия, которое направлено либо на поощрение, либо на порицание его действий. При этом управляющий сигнал – функция информационных потоков.

1. Информационный поток, характеризующий деятельность животного, который определяется текущими координатами его положения. DА=Аопт – Ареал

2. Характеризующий состояние животного и основан на информации, базирующейся на ЭКГ, энцефалограмме, температуре и т.д.

Контроль за состоянием осущ-ся с помощью системы контроля поведения (СКП) (телевизионной системы).Определение положение животного в выбранной системе координат проводят либо с помощью магнитного датчика, либо с помощью устройства определения координат. Контроль физиологических параметров осуществляет ДПИ, позволяющий отслеживать данные о МИП и БИП. Далее информация поступает в блок1. Далее информация поступает на пульт управления, где регистрируется и отображается в БР, а далее в систему управления и состояния животного. Эта система представляет собой процесс обеспечения непрерывного анализа физической информации При появлении пат. состояния процессор выдает воздействие, представляющее алгоритм управления. Кроме этого вся информация поступает в управляющую ЭВМ, где отслеживается состояние животного и его деятельность. В задачи оператора входит слежение за БО вне автоматического эксперимента с ПУ.

Рассмотренная БТС-У синтезирована методом поэтапного моделирования с учетом принципа адекватности и идентификации информационной среды.

Эксперименты доказали, что допустимо рассмотрение целостного организма как поведенчески детерминированного звена БТС. Эта детерменнированность (закон по которому должно вести себя животное) достигается во-первых обучением биообъекта, а также эффектом от использования соответствующих внешних воздействий. При этом ЦНС и вегетативная система неперестают работать в нормальном режиме, поэтому животное само без внешних воздействий, благодаря предварительному обучению может выполнить ту или иную задачу, хотя момент начала движения, скорости и порядок поворота могут быть побсказанны с помощью технических устройств.