Основные структурные схемы БТС-МТ

БТС-МТ характеризуются наличием объекта управления устройства управления (регулятор присоединённый к нему).

1) 3) 5)

2) 4) 6)

 

ОУ – объект управления;

ОС – обратная связь;

Рж – биологический регулятор;

Рт – технический регулятор;

А – вход;

В – выход

 

1(4) система управления без биологической обратной связи

2(5) БТС-МТ в полуавтоматическом режиме (т. е. обратная связь не постоянная)

3(6) системы в автоматическом режиме.

 

Примеры:

Для схем с биологическим регулятором:

(1) протез

(2) система поддержания гомеостаза с участием врача

(3) автоматический шприц для инъекции препарата

Для схем с техническим регулятором

(4) дефибриллятор

(5) имплантированный кардиостимулятор, переходящий из режима биостимуляции в в автоколебательный режим

(6) кардиостимулятор, управляемый работой больного сердца

 

Основная цель БТС-МТ сводится к индивидуализации терапии, то есть обеспечению адекватного воздействия для каждого больного. Однако на этом пути существуют определённые трудности связанные с природой основных элементов БТС подобного типа. А именно: объектом управления, возмущающим, патогенным и лечебным воздействием.

Объектом управления в этих БТС является живой организм, представляющий сложную, многоконкурентную систему. Многие важные параметры живых систем вообще нельзя измерить не нарушая их целостности. А между тем именно эти параметры, определяющие состояние объекта управления к моменту начала терапии могут предопределить реакцию системы как на возмущающие, так и на лечебные воздействия.

Трудности возникают при попытке оценить влияние внешнего возмущающего воздействия на организм. Сам патогенный фактор вызывает неадекватные биохимические и множественные системные физиологические реакции в организме. Трудно поддаётся количественной оценке не только первичное патогенное воздействие на организм, но и совокупность всех вторичных, третичных патогенных изменений происходящих во внутренней среде. Количественный анализ лечебного воздействия на различные процессы в организме связан с трудностями. Это обусловлено тем что доза лекарственного вещества зависит не только от процессов его всасывания, транспорта, накопления в организме, но и от процессов его выделения и метаболизма в организме. Приходится учитывать процессы взаимодействия ингредиентов лекарств и субстратов на которые они действуют, способности ферментов изменять свою активность в ходе различных биохимических реакций в организме. Чтобы обойти указанные трудности и создать достаточно эффективные БТС-МТ, в частности для индивидуальной фармакотерапии, применяют теорию динамического программирования Беллмана. Суть которой в следующем:

Врач-клиницист управляющий процессом лечения пациента, вначале проводит функциональную пробу, то есть назначает первичную дозу стандартного препарата. Через некоторое время по измерительно-информационным или мониторинговым каналам он получает информацию об ответной реакции организма или какой-либо системы. Эта информация автоматически сопоставляется с исходной и, в зависимости от ответа, врач назначает соответствующую дозу того же или другого препарата. Так продолжается до тех пор, пока не будет получен желаемый, полезный, положительный результат лечебного воздействия.

При подобной методике параметры объекта управления определяются не путём пассивного наблюдения, а методом активного поиска и автоматического приспособления к деятельности живого объекта (на основе принципа адаптивного управления). Применение такой методики может быть идеально осуществлено только в условиях замкнутости системы терапевтического лечения, когда БТС-МТ полностью автоматические. Однако реально в настоящее время практически нельзя обойтись без вмешательства врача на промежуточных стадиях лечения. На сегоднящий день реально можно говорить о полуавтоматических БТС-МТ для индивидуальной фармакотерапии.

При построении БТС-МТ следует учитывать две группы процессов. С одной стороны непосредственное функционирование органов (сердце, почки), с другой стороны управление работой данных органов.