Основы теории биотехнических систем

Вопросы к экзамену по  дисциплине 

«Основы теории биотехнических систем»

групп 31-ИД и 31-БИ

1. Понятие биотехнической системы (БТС), ее обобщенная структурная схема. Особенности биологической и технической подсистем.
2. Системный подход при разработке БТС, системный анализ и системотехника. Классификация систем по уровню сложности и происхождению. Анализ сложных систем с помощью метода декомпозиции. Общие свойства систем различной природы.
3. Особенности биологических систем управления при рассмотрении организма с позиции системного анализа.
4. Схема многоуровневого управления биологическим объектом. Понятие энтропии и негоэнтропии.
5. Основные события при развитии науки о биологических системах. Теория функциональных систем П.К. Анохина.
6. Понятие внешней и внутренней среды организма. Анализ биологических систем методом пространства состояний, недостатки метода, препятствующие его применению в клинических условиях.
7. Теория стационарного неравновесия внутренней среды Э.С. Бауэра.
8. Биологическая регуляция и концепция гомеостаза. Гомеостатические кривые.
9. Механизм гомеостаза: его общая схема, пассивные и активные механизмы.
10. Математическое описание гомеостаза системы управления транспортом кислорода.
11. Теоретические основы диагностики состояния биологических систем: понятие диагностики, ее особенности, задачи и этапы.
12. Моделирование, понятие моделей, их классификация. Принцип изоморфизма.  Роль моделирования при соединение живых и неживых элементов в единую БТС целенаправленного поведения.
13. Основные задачи синтеза БТС. Свойство суперадаптивности  БТС и принципы сопряжения  ее элементов.
14. Метод поэтапного моделирования БТС, его основные этапы.
15. Классификация БТС по их целевой функции, особенности каждой группы.
16. Бионика, закономерности ее возникновения  Бионическая методология изучения живых организмов. Задачи, решением которых занимается бионика.
17. Бионический подход при синтезе БТС эргатического типа.
18. Основные функциональные характеристики сложных систем.
19. Основные  задачи  поэтапного  моделирования применительно к синтезу БТС-Э, уровни моделирования.
20. Тренажерно-моделирующий комплекс, прикладные задачи, решаемые на нем. Роль отдельных подсистем: имитации управляемого объекта (процесса) и моделирования внешней среды, оценки деятельности, состояния оператора и стоимости результата.
21. Адаптивная БТС эргатического типа: основные контуры управления и составляющие их элементы, внутренняя и внешняя адаптивность, функционирование адаптивной БТС-Э.
22. Логические фильтры-преобразователи в информационных и управляющих цепях БТС (на примере адаптивной БТС-Э).
23. Медленно-изменяющиеся и быстро-изменяющиеся физиологические процессы в живом организме. Особенности их преобразования, отображения и регистрации.
24. Исследовательские БТС-М, структурная схема и функционирование.
25. Методы управления состоянием живого организма: энергетические, вещественные, информационные, примеры. Машинное управление.
26. Автоматизированные БТС для медицинских многопрофильных и специализированных центров на примере комплекса для хирургических операционных и реанимационных (схема прилагается).
27. Мониторные системы (МС) как часть замкнутой БТС управления состоянием человека, контуры управления.
28. Математическая модель лечебно-диагностического процесса, алгоритм синтеза МС с позиций БТС.
29. Классификация мониторных систем (МС), общая блок-схема и ее       функциональные блоки.
30. Конфигурация многоканальных МС: с центральной, периферийной, смешанной и комбинированной обработкой информации. Принципы управления МС, интерактивный режим. Взаимодействие медицинского персонала с техническими средствами.
31. Инструментальная и вычислительная мониторная система на примере одного канала, пассивное и активное управление. Примеры МС обоих типов.
32. Микропроцессорная мониторная система.
33. Автоматизированные системы для массовых профилактических осмотров населения: актуальность их создания, решаемые задачи, особенности функционирования, этапы обследования, содержание выходных документов и технические характеристики.
34. Особенности БТС для функциональной диагностики. Структура современной системы функциональной диагностики в спорте, задачи, решаемые ей, и режимы работы.
35. Биотехническая система для восстановления функции мышц с биологической обратной связью.
36. Телемедицина, ее основные направления и достоинства. Многоканальные биотехнические комплексы с использованием передачи информации по телеметрическому каналу.
37. Телемедицина, ее основные направления и достоинства. Структура региональной телемедицинской сети.
38. Электрокардиостимуляция, классификация ЭКС, составные части ЭКС, требования предъявляемые к ним.
39. Требования предъявляемые к электрокардиостимуляторам. Асинхронные и биоуправляемые ЭКС.
40. Терапевтические биотехнические системы: электрокардиостимуляторы по требованию.
41. Терапевтические биотехнические системы: синхронные электрокардиостимуляторы.
42. Модель исследования состояния биообъекта и его управления, основная задача, ставящаяся при управлении, понятие терапевтической БТС-М и основная проблема систем данного типа.
43. Теория динамического программирования при создании БТС-МТ, способы их построения.
44. Классификация БТС-МТ, особенности их реализации.
45. Основные структурные схемы БТС-МТ, характеризующие процесс управления.
46. Понятие “обратная связь”, преимущества введения в систему обратных связей, особенность биологической обратной связи, биологическое управление.
47. Биологическое управление, сигналы, используемые для осуществления биоуправления. Структурная схема системы автоматизированной коррекции калиевого гомеостаза.
48. Биологическое управление. Биотехническая офтальмо-диагностическая система для исследования зрения.
49. Биологическое управление, сигналы биоуправления, комплексная БОС,формы представления информации по каналу биологической обратной связи.
50. БТС управления поведением целостного организма и популяциями биологических организмов (БТС-У): функциональные особенности данного типа БТС.
51.  Целевая функция БТС-У, стимуляция различных зон мозга с целью получения определенных результатов. Контроль за состоянием управляемого животного.
52. Применение поэтапного моделирования при синтезе БТС-У, область их применения.
53. Современное состояние технического обеспечения медико-биологических исследований.
54. Основные функции биологического объекта в медико-биологической практике, реализация этих функций в БТС различного типа, примеры.
55. Взаимодействие лазерного излучения с биологическими тканями, модель этого взаимодействия.
56. Закон Арндта – Шульца, его графическое изображение и примеры применения к различным лечебным воздействиям.
57. БТС, реализующая метод биологической лазерной хронотерапии, ее особенности и преимущества по сравнению с обычным лазерным воздействием. Каким образом учитываются индивидуальные особенности каждого пациента?
58. Временные диаграммы и математическое описание импульсного управляющего сигнала лазерным воздействием, модулированного по амплитуде. Достоинства метода биологической лазерной хронотерапии.