Невросайт

В 1949 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Лечение артериальной гипертонии». Научные интересы Николая Семеновича того времени касались проблем лекарственного стереотаксиса. В 1957 году защитил докторскую диссертацию на тему «Опыт интрацеребральных инъекций лекарственных веществ».

В Белорусском государственном медицинском университете (ранее - МГМИ) - доктор медицинских наук, член-корреспондент АМН СССР. Возглавлял кафедру нервных и нейрохирургических болезней БГМУ с 1960 по 1989 год. Основоположник педогогической школы невропатологов Белоруссии. Им подготовлено 4 доктора и 42 кандидата медицинских наук.

Основные направления научных исследований:

механизмы мозга, внутричерепная гипертензия,

математические методы диагностики неврологических заболеваний (прежде всего сосудистых заболеваний головного мозга и неврологических проявлений вертебрального остеохондроза)*.

Представителями неврологической школы Н.С. Мисюка опубликовано свыше 700 научных работ. Среди них 9 монографий, 4 учебника, 9 учебных пособий, справочник невропатолога, получено 5 авторских изобретений, сделано одно открытие.

Под впечатлением опытов Хосе Дельгадо по функциональной нейрохирургии и с учетом собственных наработок по стереотаксическим операциям Николай Семенович вместе со своими учениками и сотрудниками А.М. Гурленей, В.В. Евстигнеевым и А.М. Матешей начали внедрять это направление в Белоруссии. Однако, административные и организационные своеобразия того времени не позволили коллективу развить это направление в полной мере.

Результаты научных исследований многократно представлялись на международных конгрессах, конференциях и съездах в Италии, Германии, Японии, России, Украине, Литве, Эстонии, Молдове и др. Ученики профессора Мисюка Н.С. руководили кафедрами нервных болезней в Гродненском и Архангельском медицинских институтах, кафедрой экспертизы трудоспособности в БелМАПО, а профессор Василий Борисович Смычек возглавляет БНИИЭТИН**

Член корреспондент АМН СССР, профессор Н.С. Мисюк и профессор Б.В. Дривтинов

Первые шаги по применению ЭВМ в неврологии и нейрохирургии (начало60-х годов прошлого столетия)

Редактирование статьи сотрудника кафедры

___________

*Сборники публикаций работ по этим темам

1. МОЗГ И КИБЕРНЕТИКА. Мн., 1970

2. МЕХАНИЗМЫ МОЗГА И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ

[(член-корр. АМН СССР, проф. Н.С. Мисюк (отв. редактор), старшие научные сотрудники: Н.А. Лепешинский, А.С. Мастыкин, А.С. Метельский, В.М. Смирнов, канд. мед. наук А.М. Гурленя (отв. секретарь)]. Минск, 1971.

3. МЕХАНИЗМЫ МОЗГА В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ [(член-корр. АМН СССР, проф. Н.С. Мисюк, В.В. Евстигнеев (редактор), А.И. Балаклеевский (отв. секретарь), В.Н. Гурин, В.М. Смирнов, А.М. Матеша]. Минск, 1972.

4. КИБЕРНЕТИКА В НЕВРОПАТОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ [Н.С. Мисюк(отв. редактор), П.М. Чеголин, А.М. Гурленя, А.С. Мастыкин (отв. секретарь), А.Е. Семак]. Минск, 1976.

**С.Л. Кабак. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ В БЕЛОРУССКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ МЕДИЦИНСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ. Белорусский медицинский журнал, 2002, № 1.

Основные работы по применению вычислительной техники (компьютерных технологий), выполненные под руководством член-корр. АМН СССР, профессора Н.С. Мисюка

Первое сообщение «О программировании электронной вычислительной машины для диагностики опухолей головного мозга» (Н.С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, О.А. Лисковец, А.С.Мастыкин) было сделано на Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню Радио. М., 1963

Н. С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, О.А. Лисковец, А.С. Мастыкин. Опыт диагностики опухолей головного мозга при помощи универсальной вычислительной машины «Урал-1». Журнал невропатологии и психиатрии им. С.С. Корсакова . 1964, том 64, вып. 3, стр. 453-458.

Experience de diagnostic des tumors du cerveau a l’aide d’un appareil calculatoire universel le «OURAL-1».

Par N.S. Missiouk, N.A Lépéchinsky, O.A. Liskovets, A.S Mastykine

L’analyse des résultats du diagnostic des tumores du cerveau par la machine calculatoir électronique «OURAL-1» permet d’affirmer que ces résultats ne peuvent pas ệtre considerés comme insuffisants. On a d’autre cộté constaté que l’importance de la fonction d’appresiation est peu influencée par les signes dus a l’absence de de symptomes chez le malade. Pour cette raison il est rationnel de tener compte de seuls de symptomes existants et de classifier leur rapport aux diagnostics conformément au tableau.

(Первая опубликованная работа в СССР по применению компьютерных технологий для топической диагностики опухолей головного мозга).

Основные монографии по компьютерным технологиям в неврологии

1. Н.С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, А.С. Мастыкин. Материалы к программированию электронной вычислительной машины для диагностики опухолей головного мозга "Ротапринт", Мн., 1964. 96 с.

2. Н.С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, А.С. Мастыкин. Элементы автоматизации диагностического процесса в невропатологии. " Вышэйшая школа ", Мн., 1970. 192 с.

3. Н.С. Мисюк, А.С. Мастыкин, Е.Г. Гришков Е.Г. Основы математического прогнозирования заболеваний человека " Вышэйшая школа ", М., 1975. 200 с.

4. Н.С. Мисюк, А.С. Мастыкин, Г.П. Кузнецов. Корреляционно-регрессионный анализ в клинической медицине, "Медицина", М., 1975. 191 с.

В русле работ, начатых под руководством член-корр. АМН СССР, профессора Н.С. Мисюка и профессора В.Б. Шалькевича выполнена работа, результаты которой изложены в монографии

5. Е.Н. Апанель, А.С. Мастыкин «Основы восстановления нарушенных функций после инсульта» «Технопринт», Минск, 2005, 168 с.

ШАЛЬКЕВИЧ Валентин Брониславович

(1945-2001)

В.Б. Шалькевич родился 10 декабря 1945 года в г. Минске. После окончания в 1969 году Минского мединститута вся его трудовая деятельность была связана с НИИ неврологии, нейрохирургии и физиотерапии.

В 1974 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Изменения биоэлектрической активности головного мозга при интракраниальных мешотчатых аневризмах», в 1988 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Преходящие нарушения кровообращения в артериях вертебрально-базилярнной системы (клиника, диагностика, лечение)». В 1976 году был избран руководителем неврологического отделения, а с 1980 г. назначен заместителем директора института по научной работе.

Он руководил научными разработками ряда научных сотрудников НИИ и практических врачей. Им опубликовано 248 научных работ. Получено 24 авторских свидетельства, автор 11 методических рекомендаций.

Под руководством Валентина Брониславовича защищено 16 кандидатских диссертаций, 11 из них – практическими врачами. Он был основоположником по разработкам и внедрению инновационных методов лечения и диагностики заболеваний нервной системы. В настоящее время его рекомендации не утратили своей актуальности и продолжают использоваться в исследованиях по гипо- и гипербаротерапии. Сотрудниками, непосредственно работавшими с ним, продолжают успешно развиваться начатые под его руководством исследования по внедрению математических методов (формальной логики) анализа гетерогенности проявлений острых нарушений мозгового кровообращения и для дифференциальной диагностики подтипов транзиторных ишемических атак (ТИА).

В общении с коллегами по работе отличительной чертой характера Валентина Брониславовича была неизменная доброжелательность, конструктивность рекомендаций и предложений, корректная принципиальность в отстаивании своих взглядов.

Лауреат премии им. В.М. Бехтерева. Указом Президиума Верховного Совета Республики Беларусь от 21 сентября 1994 г. № 3204-XII награжден Почетной грамотой Президиума Верховного Совета Республики Беларусь.

ИСТОРИЯ ОСВОЕНИЯ ИНФОРМАТИКИ И КИБЕРНЕТИКИ В НЙРОПАТОФИЗИОЛОГИИ, НЕВРОЛОГИИ, НЕЙРОХИРУРГИИ И НЕЙРОРЕАБИЛИТАЛОГИИ В БЕЛОРУССИИ

1. ВСЕ НАЧАЛОСЬ С ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ…

Вначале была теория информации… Начало 60-х… Первые контакты с работами Н. Винера, К. Шеннона, П.К. Анохина, Н.М. Амосова. Уже тогда признанным неформальным лидером в области освоения медицинского кибернетического пространства Белоруссии был Георгий Иванович Сидоренко.

Потом бионика – живые прототипы ключ к новой технике. Гомеостат Эшби. Персептрон в «Основах нейродинамики» Ф. Розенблата. Первые прикосновения к сакраментальному «искусственному интеллекту» (Разве такое возможно? Да, оказывается, возможно. Но об этом позже).

Попытки понять феномен «Розы Кулешовой». В ИТК АН БССР Роза Алексеевна Кулешова демонстрировала свои способности по «кожному зрению».

Запомнилась выставка шведской вычислительной техники в ИТК АН БССР. Первая настольная малая вычислительная машина «Wang-2000». Первая возможность поработать на прототипе современных РС, провести базовые статистические решения, вычислить коэффициенты различных корреляций. Уже не надо было крутить ручку арифмометра, да и электронные калькуляторы были не очень доступны.

На кафедре нервных болезней МГМИ, которую тогда возглавлял профессор, а затем и член-корреспондент АМН СССР, Николай Семенович Мисюк, курировать проблему освоения и внедрения информатики и кибернетики в неврологию было поручено лаборанту кафедры, а затем младшему научному сотруднику А.С. Мастыкину.

Конференции, съезды, полуофициальные общения с ведущими учеными Советского Союза. Памятные семинары по «киБЕРГнетике», которые проводил академик Аксель Иванович Берг. Освоение многомерных статистических решений, теории случайных процессов (МГУ им М.В. Ломоносова, академик Андрей Николаевич Колмогоров).

Казалось тогда, что с помощью «дискриминантного ножа» мы решим все наши классификационные и дифференциально-диагностические задачи и проблемы.

Начиналось развитие идей по внедрению информационно-кибернетических методов в практическую медицину.

1.1. Как это начиналось (60—70 годы прошлого столетия).

Помимо общих мировоззренческих философско-методологических идей, развитие идей по внедрению информационно-кибернетических методов шло по двум основным векторам (направлениям):

- клиническая нейрокибернетика, реализующаяся на базе функциональной

нейрохирургии (стереотаксические операции по коррекции неврологических и

нейрохирургических заболеваний);

- применение ЭВМ для диагностики и прогнозирования возникновения, течения и

исхода неврологических и нейрохирургических заболеваний.

В 1960 году около Николая Семеновича Мисюка образовался научно-студенческий неврологический кружок. Мы уже тогда знали, что такое стереотаксические операции, вполне сносно выговаривали слова «бионика», «кибернетика», «цитоархитектоника», «нейрокибернетика», «иерархия структурно-функциональных образований» и другие им подобные, но до полного понимания и осмысления этих понятий было еще далеко. Это был начальный студенческий «детский период» становления серьезных научных исследований в познании функций мозга в норме и патологии.

По применению вычислительной техники для диагностики заболеваний нервной системы началось освоение ЭЦВМ «Урал-1» (ВЦ БГУ им. В.И. Ленина, А.М. Оранский, А.А. Пальцев). Это работы по топической и дифференциальной диагностике опухолей

головного мозга по специально разработанному логико-вероятностному алгоритму (Н.А. Лепешинский, О.А. Лисковец).

Первые сообщения о применении электронных вычислительных машин для дифференциальной диагностики опухолей головного мозга.

Мисюк Н.С., Лепешинский Н.А., Лисковец О.А., Мастыкин А.С. О программировании электронной вычислительной машины для диагностики опухолей головного мозга. Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню Радио. М., 1963, С. 7-8.

Мисюк Н.С., Лепешинский Н.А., Лисковец О.А., Мастыкин А.С Опыт диагностики опухолей головного мозга при помощи универсальной вычи-слительной машины "Урал-1". Ж. невропатол. и психиатр. 1964, № 3. С.- 453-458.

Была защищена первая в Белоруссии кандидатская диссертация «Опыт применения ЭВМ для дифференциальной диагностики опухолей головного мозга».

Затем работа на ЭВМ «Минск», ЕС совместно с сотрудниками ВЦ БГУ Е.Г. Гришковым, Е.А. Крыловой и другими.

Основные монографии по компьютерным технологиям в неврологии

1. Н.С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, А.С. Мастыкин. Материалы к программированию электронной вычислительной машины для диагностики опухолей головного мозга "Ротапринт", Мн., 1964. 96 с.

2. Н.С. Мисюк, Н.А. Лепешинский, А.С. Мастыкин. Элементы автоматизации диагностического процесса в невропатологии. " Вышэйшая школа ", Мн., 1970. 192 с.

3. Н.С. Мисюк, А.С. Мастыкин, Е.Г. Гришков Е.Г. Основы математического прогнозирования заболеваний человека " Вышэйшая школа ", М., 1972. 200 с.

4. Н.С. Мисюк, А.С. Мастыкин, Г.П. Кузнецов. Корреляционно-регрессионный анализ в клинической медицине, "Медицина", М., 1975. 191 с.

Основные концепции применения теории информации и кибернетики в различных областях медико-биологических исследований представлены в том виде, в котором они излагались авторами на белорусских и международных конференциях того времени (60-70 годы).

1.2. Фундаментальные концепции применения теории информации и кибернетики в медико-биологических исследованиях.

1.2.1. Вадим Александрович Бандарин (доцент, заведующий кафедрой неорганической химии МГМИ).

Некоторые аспекты применения теории информации в медико-биологических исследованиях.

Своему сообщению предпослал два эпиграфа:

«О частностях уже сказано и написано много» Платон.

«С кибернетической точки зрения единственным существенным результатом любого действия является полученная информация» Бигелоу.

Основная мысль: «Теория информации – теория математическая и можно было бы удивляться тому, огромному интересу, который к ней проявляют представители различных специальностей, если бы он не был связан с той весьма характерной для того времени тенденцией познания мира, которая стремиться к обобщенному пониманию окружающих нас объектов и явлений. Именно это стремление и привело к возникновению и бурному росту такой науки как кибернетика, предметом которой является управление в самом широком его понимании и с охватом, в частности, самоуправления и самоорганизации».

«… механизм передачи информации в организме имеет главным образом химическую природу. По-видимому, даже в тех случаях, когда воспринимаемые сигналы из внешней среды имеют нехимический характер (лучевые, тепловые и пр. стимулы), он и в организме зачастую подвергаются химическому перекодированию. Последнее может заключаться либо в образовании качественно новых веществ, либо в концентрационных изменениях, либо в информационных превращениях. Информацию надо рассматривать как определенное свойство материи, сопоставимое с массой и энергией. Химические вещества – носители не только определенной массы и энергии, но и информации. В связи с этим рассмотрение организма как открытой системы следует вести не только в термодинамическом, но и в информационном аспекте.

Организм является открытой системой, существование которой обусловлено процессами обмена веществ, энергии и информации со средой и в самой системе.

Принадлежность организмов к открытым системам позволят истолковывать присущие им адаптационные и компенсаторные процессы с динамической стабилизацией стационарного состояния, которое для высокоорганизованных организмов представляется идее гомеостаза. Поддержание последнего, несомненно, основывается на обмене информации. Поэтом вполне правомерным является рассмотрение проблемы гомеостаза с позиции теории информации (Эшби, 1960). И в этом отношении гомеостаз представляет прежде всего состояние упорядоченности системы. Нарушение гомеостатических механизмов приводит к уменьшению упорядоченности состояния жизненно-важных систем организм и к изменению их информационных характеристик. Таким образом, по этим последним можно судить о степени нарушения гомеостаза в различных его звеньях».

1.2.2. Анатолий Алексеевич Логинов (профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии МГМИ).

Биокибернетическая характеристика механизмов регуляции постоянства внутренней среды организма. Свою концепцию автор излагает с позиции теории гомеостаза.

«В связи с этим предлагается следующая формулировка гомеостаза: гомеостаз открытой биологической системы – единственно возможный способ ее существования, характеризующийся неограниченным числом стационарных состояний различных параметров и переходом их из одного стационарного состояния в другое во времени и пределах, возможных, как правило, нелинейных изменений существенных переменных».

«В пределах оптимума функций гомеостаз определяется низкоамплитудными и высокочастотными автоколебаниями характеристик внутренней среды (оптимальное регулирование).

Ритмичность оптимального гомеостаза обеспечивает плавность изменения «фазового угла» в случае возмущающего воздействия и возникновения вынужденных колебаний, так, чтобы амплитудная и частотная характеристики их соответствовали актуальности воздействия в пределах: оптимум – суперкомпенсация (область устойчивого регулирования)

Такие колебания, в основном положительно демпферированные, высокоамплитудные и высокочастотные в начале, затем затухают (даже при продолжающимся действии возмущающего фактора) и приобретают особенности оптимального гомеостатичесого ритма. В случае полной компенсации сдвига, вызванного возмущающим воздействием, оптимальный гомеостатичесий ритм проявляется в условиях восстановления исходного уровня функции. В случае неполной компенсации наблюдаемая величина переходит на новый уровень (выше или ниже исходного), на котором может восстановиться исходный гомеостатический ритм или последний может приобрести новую, более адекватную, т.е. оптимальную возникшим условиям характеристику.

Дальнейшее усиление возмущающего воздействия приводит к рассогласованию между характеристикой информации, поступающей по множественным цепям обратных связей, возможностями акцептора действия (в широком понимании) и эффекторной системы, несмотря на значительную гибкость и саморегулируемость их программ (область неустойчивого регулирования)».

«Информация, поступающая от интерорецепторов, оценивается различными уровнями нервной системы соответственно их эволюционного совершенства, степени представительства в них того или иного рецептивного поля и особенно характеристике (силе) действующего раздражителя».

1.3. Применение теории информации и кибернетики в нейроморфологических исследованиях.

1.3.1. Давид Моисеевич Голуб (профессор, академик АН БССР, заведующий кафедрой нормальной анатомии МГМИ).

Опыт приложения некоторых принципов кибернетики к нейро-морфологическим исследованиям.

«Говоря об эволюции управляющих систем, следует, естественно, обратить внимание на развитие структуры путей информации. Опыт показывает, что нейроны, формирующие эти пути, т.е. спинальные афферентные клетки, возникают чрезвычайно рано. Более того, можно утверждать, что эти клетки как в области нервов, связанных со стволовой частью мозга, так и со спинным мозгом, являются преобладающими на периферии. Они, в противоположность клеткам эфферентной (вегетативной) системы, направляют отростки на периферию и образуют основу, каркас вегетативной нервной системы».

«Важнейшей проблемой кибернетики является надежность управления. С точки зрения морфолога, в периферической нервной системе можно различать ряд структур, обеспечивающих высокую надежность ее деятельности. Выше уже было сказано о множественности и многосегментарности путей афферентной иннервации внутренних органов. Несомненно, эта множественность и многосегментарность, выявленная также физиологическими методами (И.А. Булыгин и сотрудники), эта избыточность путей периферического звена интерорецептивного анализатора может иметь существенное значение в обеспечении функционирования управляющей системы».

«Современная морфология является функциональной морфологией, рассматривающей свои объекты в свете их индивидуального развития и эволюции, в неразрывной связи структуры и функции. Нет сомнения в том, что применение идей кибернетики в морфологии является чрезвычайно перспективным для дальнейшего развития и углубления функционального подхода к морфологическим закономерностям. Следует надеяться, что данные нейроморфологии, в частности результаты проведенных исследований об особенностях конструкции периферической нервной системы, могут оказаться полезными как для теоретической нейрокибернетики, так и для бионики».

1.3.2. Станчо Миленкович Миленков (профессор, заведующий кафедрой гистологии МГМИ)

О морфологических субстратах механизмов мозга

Сам мозг и все в мозге предназначено единой цели – управлению и адаптации всего организма к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды. Структурные образования, отделы и подотделы мозга функционируют в строгом соответствии со структурно-функциональной иерархией, предопределенной Природой. Структурно-функциональными единицами являются рефлекторные дуги, обеспечивающие обратные функциональные связи. В этом контексте функционируют и такие образования как гипоталамус и гипофиз, связанные в своем взаимодействии нейрогормональными взаимоотношениями. Однако, даже на этом узком локальном участке структурно-функционального комплекса мозга еще много неизвестного и неизученного.

Изучены тонкие гистологические структуры клеточного строения гипоталамуса и гипофиза. Обнаружены интернейронные связи в гипоталамусе между нейросекреторными нейронами и нервными волокнами обычных нейронов, что фактически указывает на формирование уже на этом уровне рефлекторных дуг. Конкретнее, наличие собственной рефлекторной дуги, как важного субстрата внутренних обратных связей между гипофизом и гипоталамусом. За его пределами вагосимпатический комплекс представлен в гипоталамусе единичными окончаниями на телах и отростках нейросекреторных нейронов.

1.4. Разработка прикладных основ нейрокибернетической концепции применительно к решению практических задач в здравоохранении и кибернетики для диагностики и прогнозирования в неврологии и нейрохирургии.

1.4.1. Николай Семенович Мисюк (профессор, член-корреспондент АМН СССР, заведующий кафедрой нервных болезней МГМИ).

Основы, задачи и перспективы машинной диагностики заболеваний человека.

Вокруг него формировался творческий коллектив по внедрению информационно-кибернетических методов в неврологию и нейрохирургию.

Основная мысль его первых выступлений тех лет.

- по нейрокибернетике; под впечатлением результатов опытов Хосе Дельгадо по функциональной нейрохирургии и с учетом собственных наработок по стереотаксическим операциям Николай Семенович вместе со своими учениками и сотрудниками А.М. Гурленей, В.В. Евстигнеевым и А.М. Матешей начали внедрять это направление в Белоруссии. Однако, к сожалению, административные и организационные своеобразия того времени не позволили коллективу развить это направление в полной мере;

- по применению ЭВМ для диагностики заболеваний нервной системы: «Врач, получивший машинный диагноз как перечень наиболее вероятных диагнозов, должен самостоятельно принимать окончательное решение, что, естественно, невозможно без глубоких знаний клиники. В общении с ЭВМ ему придется быть более грамотным и технически, без чего невозможно ни общение с ней, ни разумная эксплуатация ее.

В течение 1961-1967 гг. нами предложены три варианта алгоритма и разработаны матрицы для машинной диагностики опухолей головного мозга и острых нарушений мозгового кровообращения. Эффективность диагностики проверена на 632 больных с опухолями головного мозга и 130 больных с острыми нарушениями мозгового кровообращения». Результаты этих исследований изложены в работах сотрудников кафедры А.С. Мастыкина, О.М. Вировлянского, а так же Н.А. Лепешинского, В.В. Лазовика, В.К. Пенявского.

1.4.2. А.С. Мастыкин, Н.А. Лепешинский (научные сотрудники). Результаты машинной диагностики опухолей головного мозга человека.

Основное положение: «… были проанализированы 500 случаев опухолей головного мозга. Верифицировано на патологоанатомическом вскрытии или на операции 486 случаев.

Результаты машинной диагностики

В 14 случаях диагноз ставился на основании очевидных признаков опухоли, которые были видны на рентгенологических снимках.».

1.4.3. О.М. Вировлянский, В.В. Лазовик, В.К. Пенявский (научные сотрудники).

Дифференциальная диагностика острых нарушений мозгового кровообращения.

Совместно с вычислительным центром БГУ им В.И. Ленина исследована возможность дифференциальной диагностики различных форм острого нарушения мозгового кровообращения на ЭЦВМ «Минск-2». С этой целью использованы два алгоритма:

1. Логико-вероятностный алгоритм (ЛВА), разработанный профессором Н.С. Мисюком, Н.А. Лепешинским и А.С. Мастыкиным для диагностики заболеваний нервной системы;

2. Поиск клинического прецедента, предложенный в институте им. А.В. Вишневского М.Л. Быховским и С.Ю. Харнасом.

Диагностическая эффективность по первому (ЛВА) алгоритму была проанализирована

На 100 случаях острого нарушения мозгового кровообращения. Совпадение клинического и машинного диагнозов имело место в 82 (82%) случаях. В 14 случаях ошибка машинного диагноза была обусловлена дифференциально-диагностическим расхождением между кровоизлиянием в вещество мозга и тромбозом мозговых сосудов. Следует заметить, что с поправкой на диагностические возможности того времени такое расхождение было вполне приемлемо в клинической практике.

По поиску клинического прецедента (120 наблюдений) во всех случаях клинический прецедент был найден правильно.

Несмотря на расхождения в диагностической точности диагностических алгоритмов, и в том и другом случае можно было смело утверждать о целесообразности диагностики острых нарушений мозгового кровообращения по программам для ЭЦВМ «Минск-2».

1.5. Разработка кибернетических основ профилактики и терапии сердечно-сосудистых заболеваний.

1.5.1.Георгий Иванович Сидоренко (доцент, заведующий кафедрой факультетской терапии).

Пути применения кибернетики для решения вопросов диагностики и терапии. Основная мысль: «Столь важная для клиницистов диагностика может быть представлена в виде диагноза болезни и диагноза состояния (В.В. Парин, Р.М. Баевский, 1965). Если первое понятие является общеизвестным, то второе – диагноз состояния – требует пояснения. При этом имеется в виду оценка динамики функционального состояния, выявление и оценка подчас незначительных сдвигов в организме. Если диагноз болезни необходим для общей стратегии лечения, то диагноз состояния нужен для решения тактических вопросов, например, для раннего распознавания признаков патологии, для индивидуализации терапии. Быстрая и точная обработка информации, поступающей от больного, - важнейшее условие для получения диагноза состояния.

Мы поставили целью разработку метода и аппаратуры для индивидуализированного введения средств сердечно-сосудистого действия. В эксперименте на животных и на электронных моделях сердечной деятельности доказана реальность подобной регуляции работы сердца, а также быстрой и точной терапии тяжелых острых нарушений гемодинамики. Хотя эти данные достигнуты в условиях эксперимента, они представляют интерес и для клинициста. Устройства подобного рода, автоматически следящие за состоянием больного организма и автоматически выправляющие появляющиеся нарушения, осуществляют функциональное протезирование. Они как бы дублируют процессы компенсации, играющие такую важную роль в жизнедеятельности организмов.

Мы хотели подчеркнуть, что медицинская кибернетика – это не только возможность новых умозрительных построений, но это пути реального и значительного облегчения труда врача и экспериментатора».

Все изложенные выше идеи и результаты работ приведены в публикациях конференций тех лет
   «КИБЕРНЕТИКА В МЕДИЦИНЕ», научная конференция 14 марта 1968 года
   «МЕХАНИЗМЫ МОЗГА», научная конференция 25-26сентября 1969 года.

Наиболее близки к решению прикладных практических задач в здравоохранении с применением информационно-кибернетических методов были материалы, изложенные на конференциях «КИБЕРНЕТИКА В НЕВРОПАТОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ», 1976 год и «АВТОМАТИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ», Совет по автоматизации научных исследований при Президиуме АН СССР, Институт технической кибернетики АН БССР, 1978 год. Значитльная часть работ белорусских авторов консультировались Петром Михайловичем Чеголиным (ИТК АН БССР).

Кроме всех прочих задач, ставилась задача классификации прогнозной информации о возникновении, течении и исходе ишемического инсульта с помощью линейного дискриминантного анализа. В сущности, это была первая попытка использовать разведочный анализ данных для прогноза течения и исхода мозгового инсульта.

Мастыкин А.С., Семак А.Е., Гришков Е.Г., Рябцева Т.Д. Дискриминантный анализ при прогнозировании возникновения ишемического инсульта /Кибернетика в невропатологии и психиатрии. Мн., 1976.- С. 79-85

Особую неразрешимую проблему для нас представляли тогда «пересекающиеся» по нозологиям факторы риска, которые несли практически одинаковую информацию о классах распознавания заболеваний. Тогда мы ничего не знали о прикладных аспектах теории нечеткой логики и теории множеств с нечеткими границами (fuzzy sets). Да и сами эти теории были еще на стадии своего становления. Тем не менее, не смотря на то, что программы были в значительной степени «сырые», громоздкие и трудные для практического применения в практическом здравоохранении, были получены вполне приемлемые обнадеживающие результаты.

Мисюк Н.С. Автоматизация диагностики, прогнозирования и биоуправления в неврологии/ Автоматизация научных исследований. Материалы XI Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. Мн., 1978.- С. 3-7.

Семак А.Е., Мастыкин А.С., Мисюк Н.Н. Автоматизация предсказания возникновения и диагностики мозговых инсультов / Автоматизация научных исследований. Материалы XI Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. Мн., 1978.- С. 8-12.

В настоящее время эта трудность успешно преодолевается применением методов искусственного интеллекта, в частности, искусственных нейронных сетей (адаптивный нейросетевой классификатор).

В ключе применения информационно-кибернетических методов были проведены исследования по автоматизации изучения резервов кардиореспираторной системы, дыхательных свойств крови, саморегуляции кровообращения, предпатологических состояний и патогенетических форм гипер- и гипотензии.

Фролов А.В., Сидоренко Г.И., Зборовский Э.И., Броновицкий Э.А., Альхимович В.М. Метод автоматизации исследований резервов кардиореспираторной системы/ Автоматизация предсказания возникновения и диагностики мозговых инсультов / Автоматизация научных исследований. Материалы XI Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. Мн., 1978.- С. 13-17.

Мишуров Э.А., Чеголин П.М. Автоматизация процесса исследования дыхательных свойств крови / Автоматизация предсказания возникновения и диагностики мозговых инсультов / Автоматизация научных исследований. Материалы XI Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. Мн., 1978.- С. 18-22.

Аринчин Н.И., Горбацевич А.И., Кононцев В.И. Экспресс-метод определения типов саморегуляции кровообращения, предпатологичесих состояний и патогенетических форм гипер- и гипотензии / Автоматизация предсказания возникновения и диагностики мозговых инсультов / Автоматизация научных исследований. Материалы XI Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. Мн., 1978ю- С. 31-34.

Все перечисленные работы укладываются в современные представления ангионеврологии.

Можно смело и с полным основанием утверждать, что изложенные выше основные структурно-функциональные положения в деятельности нервной системы с позиций информатики и кибернетики тех лет получают дальнейшее развитие и практическое применение в повседневной работе здравоохранения. С учетом «проб и ошибок» прошлого, сейчас это уже разработка инновационных методов в практическом здравоохранении Республики Беларусь.

1.6. В работе по становлению белорусской нейрокибернетики принимали участие известные ученые других научных институтов Советского Союза

1.6.1. Наталия Ивановна Моисеева, профессор, сотрудник Ленинградского Института мозга. Она оставила след своей творческой работы в информационно-кибернетических исследованиях на кафедре нервных болезней Минского государственного медицинского института. В ее монографиях скрупулезно и глубоко проанализированы возможности и сложности на пути внедрения информационно-кибернетических методов для диагностики заболеваний нервной системы. В этом контексте заслуживает подчеркнутого важного внимания высказанной ее идея о том, что «Неврологическая симптоматика обычно классифицируется по принципу ее «диагностического назначения». Симптомы «центрального паралича», «пирамидные», «экстрапирамидные», «мозжечковые» и т.д., - такое деление удобно в клинической практике, но приемлемо только до определенного предела. Дело в том, что совершенно одинаковые клинические проявления могут явиться следствием процессов совершенно различной локализации. Такое положение вещей неизбежно ведет к «сдвигу понятий» - не диагноз ставится на основании признака, но признак определяется исходя из клинического толкования». «Если еще добавить к этому хорошо известный факт расхождения мнений по вопросу, проявлением патологии со стороны какой системы является данный симптом, и если еще допустить, что некоторые функциональные системы могут быть нам пока еще не известны …, то становится ясным, что признак «диагностической направленности» симптома вряд ли может быть положен в основу научной классификации». Фактически врач не видит ни симптома, ни признака. Объективной реальностью является только само клиническое проявление (клинический феномен)».

Моисеева Н.И. Медицинские аспекты вычислительной диагностики в неврологии. Л., 1972, (страницы 47-48).

В этом мы полностью согласны и солидарны с мнением Наталии Ивановны, и руководствуемся им в наших современных исследованиях по применению прикладных аспектов разработок по созданию искусственного интеллекта, в частности, адаптивного нейросетевого классификатора для выделения нечетко обозначенных подтипов транзиторных ишемических атак.

В реальном же обычном ходе клинических рассуждений, как правило, присутствуют 1 – 3 лидирующих симптома, и несколько других вспомогательных. Впрочем, в процессе разбора лидирующие и вспомогательные симптомы могут меняться местами порой самым неожиданным образом по отношению к исходному состоянию. Не подлежит сомнению, что врач анализирует не более семи оценок клинического феномена, чаше всего это три-пять вариантов. Более обще, в инженерной психологии – это «правило Миллера» семь плюс минус два (7±2).

Здесь же, попутно, следует заметить, что, несмотря на бесспорные преимущества современных методов морфологической визуализации, опытные клиницисты нередко скептически относятся к стопроцентному совмещению морфологического изображения с особенностями симптоматики клинической картины.

1.6.2. Иосиф Моисеевич Тонконогий (профессор, научный сотрудник Ленинградского научно-исследовательского психоневрологического института им. В.М. Бехтерева).

О применении идей и методов теории распознавания образов при нейропсихологических исследованиях. Основная мысль: "Постановка проблемы распознавания образов в кибернетике существенно отличается от традиционных психологических представлений. В классической психологии проблема распознавания не выделяется в качестве самостоятельной проблемы и рассматривается как в разделах ощущения, так и в разделах памяти, мышления. В отличие от традиционного психологического подхода, в кибернетике на первый план выдвинута конкретная задача - распознавание образов, а отдельные операции, связанные с ощущением, восприятием, памятью, мышлением рассматриваются с точки зрения их значения в решении этой задачи.

В процессе распознавания образов осуществляется ряд операций: фильтрация сообщений, выделение простых и сложных признаков образов, статистическое кодирование и сохранение в памяти признаков образов на время выполнения промежуточных операций или принятия решения о принадлежности конкретной реализации к тому или иному классу образов".

Проведением специальных наблюдений у больных с пораженными участками мозга в левом и правом полушарии с применением специальных телевизионных сигналов был выявлен и подтвержден процесс фильтрации с выделением полезного изображения из смеси этого изображения с информационным шумом. Аналогичные результаты были получены при изучении восприятия звуковых сигналов у таких больных. Были разработаны методики для определения функции мозга по выделению простых и сложных признаков образов.

В этом контексте уже довольно четко озвучена мысль о том, одной из основных задач работы мозга - это решение классификационных задач. Эта мысль в настоящее время значительно продвинута в направлении реализации с помощь компьютерных технологий, а именно, применением адаптивных нейросетевых классификаторов. В этом контексте представляется уместным вспомнить сентенцию Дж. фон Неймана о том, что однажды «логика будет вынуждена претерпеть метаморфозу и превратиться в неврологию в гораздо большей степени, чем неврология - в раздел логики».

1.7. Дальнейшее развитие исследований по применению информационно-кибернетических методов в клинике нервных болезней (1980-2001 годы).

После радужных надежд «детского периода» и эйфории ожиданий по применению информационно-кибернетических методов в клинике нервных болезней в предыдущие годы, наступил период растерянности, стагнации и сомнений о целесообразности дальнейших исследований в этой области. Считалось, что это все несерьезная детская «игра в цифирьки». Наступил спад деловой научной активности. Тем не менее, работы в этом направлении продолжались.

Была предпринята попытка создать экспертную систему для дифференциальной диагностики острых нарушений мозгового кровообращения. Она закончилась неудачно – не были разработаны эффективные формально-логические классифицирующие правила.

1. Мастыкин А.С., Антонов И.П., Шалькевич В.Б., Вашкевич В.М. Роль экспертной системы в изучении патогенеза и постановке диагноза преходящих нарушений мозгового кровообращения. Периферическая нервная система.- Вып. 19.- Мн.- 1996.- С. 102-108.

2. Мастыкин А.С., Антонов И.П., Шалькевич В.Б. Роль экспертной системы для профилактики и лечения преходящих нарушений мозгового кровообращения. Периферическая нервная система.- Вып. 21.- Мн.- 1998.- С. 121-125.

Но утверждать, что работы в этом направлении прекратились в виду их бесперспективности нельзя. Они продолжались и далее. В НИИ неврологии, нейрохирургии и физиотерапии МЗ БССР руководящую инициативу взял на себя заместитель директора по науки, профессор Валентин Брониславович Шалькевич, объединив вокруг себя сотрудников А.С. Мастыкина, Е.Н. Апанель, С.Г. Котову.

Его докторская диссертация «Преходящие нарушения кровообращения в артериях вертебрально-базилярнной системы (клиника, диагностика, лечение)», которую он защитил в 1988 году, легла в основу дальнейших исследований по клинике, диагностике и лечению острых ишемических нарушений мозгового кровообращения уже с применением информационно-компьютерных технологий.

Апанель Е.Н. Особенности медицинской реабилитации в раннем восстановительном периоде больных, перенесших ишемический инсульт//Медицинские новости.- 1997.- № 9.- С. 55-57.

Апанель Е.Н. Эффективность кинезотерапии у постинсультных больных с двигательными нарушениями в раннем восстановительном периоде// Медицинские новости. – 1998. - № 11. – С. 38 – 40.

Шалькевич В.Б., Мастыкин А.С., Апанель Е.Н., Котова С.Г. Диагностика преходящих нарушений мозгового кровообращения.- Мн.- 1998. 16 с.

Apanel E., Mastykin A. Kinesitherapy of movement disorders in post-stroke patients//. Eur. J. of Neurol.-1999.- vol. 6 (suppl.3).- Р. 43.

Шалькевич В.Б., Апанель Е.Н. Диагностика транзиторных ишемических атак// Медицинские новости 2001.- № 12.- С. 39-45.

Идеология этих работ строилась на базе теории управления в нейрокинезотерапии раннего восстановительного периода постинсультных больных и на методах разведочного анализа данных (дискриминантный и факторный анализы).

К великому сожалению, рано ушел из жизни Валентин Брониславович (1996-2002 гг).

К слову сказать, по своему мировоззрению и знанию нервной системы он был поэтом в неврологии и ангионеврологии. А поэты, как известно, долго не живут.

1.8. Новейшая история развития исследований по применению информационно-кибернетических методов в клинике нервных болезней (2002 и последующие годы).

Начиная с 2002 года и до наших дней, работа в информационно-кибернетическом аспекте значительно оживилась. Можно сказать что «детский период» 60-70-х годов окончательно закончился. Ажиотажное отношение к этим методам с последующим скепсисом тех лет сменилось вдумчивым, адекватным современным задачам практического здравоохранения, отношением. Более углубленно изучался биоинформационный аспект теории управления в нервной системе, целенаправленно использовались эти идеи в разработке методов кинезотерапии в раннем восстановительном периоде у постинсультных больных.

Апанель Е.Н. Кинезотерапия у постинсультных больных с двигательными нарушениями в раннем восстановительном периоде. Кандидатская диссертация. Минск, 2002.

Апанель Е.Н., Мастыкин А.С. Самоорганизация ритмических движений и коррекция их нарушений у постинсультных больных //Актуальные вопросы неврологии и нейрохирургии.- Вып. 7.- 2005.- С. 16-19.

Апанель Е.Н., Мастыкин А.С. Основы восстановления нарушенных функций у постинсультных больных. Минск, 2005 «Технопринт», 168 с. Монография.

К этим исследованиям присоединился выдающийся невролог, академик НАН Беларуси Игнатий Петрович Антонов

Мастыкин А.С., Апанель Е.Н., Антонов И.П. Применение дискриминантного анализа для выделения подтипов (моделей) транзиторных ишемических атак. //Медицинские новости.- 2004.- № 7.- С.95 – 98.

Мастыкин А.С., Дривотинов Б.В., Апанель Е.Н. Антонов И.П. Факторный анализ признаков, симптомов и факторов риска транзиторной ишемической атаки. ВЕСЦI нацыянальнай акадэмii навук Беларусi Сер. мед. навук.-2005.- №3.- С. 32-36.

Mastykin A.S., Apanel E.N., Drivotinov B.V., Antonov I.P. Etiopathogenesis of transient ischemic attacks (factor analysis). /International Conference “Advanced Information and Telemedicine Technologies for Health” (AITTH’2005), Vol. 1, Minsk,Belarus, 2005.184-187.

Продолжалось освоение методов разведочного анализа данных.

Дривотинов, Б.В., Мастыкин А.С., Красько О.В., Апанель Е.Н. Применение разведочных методов анализа данных в дифференциальной диагностике подтипов транзиторных ишемических атак// Военная медицина.-2006.-№ 1.- С. 51-54.

Началось освоение и применение в медицине прикладных методов по разработкам искусственного интеллекта. Уже имеются многочисленные публикации и сообщения на Международных медицинских и физиологических конференциях по их применению в ангионеврологии совместно с научными сотрудниками Лаборатории биоинформатики ОИПИ НАН Беларуси (Н.А. Новоселова, И.Э. Том, О.В. Красько). В основу этих исследований положена разработка Н.А. Новоселовой по нечеткому нейросетевому моделированию.

Новоселова Наталья Анатольевна. Алгоритмы построения гибридного нечеткого классификатора для анализа медицинских данных. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Минск, 2008.

Эти исследования, начатые под руководством Н.С. Мисюка, а затем и В.Б. Шалькевича, успешно продолжаются совместно с профессором кафедры нервных и нейрохирургических болезней Белорусского государственного университета Дривотиновым Борисом Владимировичем.

Дривотинов Б.В., Мастыкин А.С. Математика и вычислительная техника в неврологии // Белорусский Медицинский журнал.- 2004.- № 4. 50-52.

Дривотинов Б.В., Апанель Е.Н., Мастыкин А.С. Основные понятия, принятые в доказательной медицине Белорусский// Медицинский журнал.- 2005.- № 3. 103- 107

Дривотинов Б.В., Апанель Е.Н., Мастыкин А.С. Прогноз-диагностика транзиторных ишемических атак и их лечебно-профилактическое предупреждение// Медицинский журнал.-2006.-№ 3.- С. 116-119.

Дривотинов Б.В., Апанель Е.Н., Мастыкин А.С. Транзиторные ишемические атаки в свете современных нейропатофизиологических представлений// В кн. Нейрогуморальные механизмы регуляции функций в норме и патологии Мн., 2007, С. 295-301.

Новоселова Н.А., Апанель Е.Н., Дривотинов Б.В., Мастыкин А.С. Применение адаптивной нейро-нечеткой модели для распознавания подтипов транзиторных ишемических атак/ Сборник Международной конференции «Сигнальные механизмы регуляции физиологических функций», 30 ноября – 1 декабря 2007.- С. 186 – 188.- Минск, 2007.

Дривотинов Б.В., Тарасевич М.И., Мастыкин А.С., Апанель Е.Н., Новоселова, Н.А. К выявлению этиотропного фактора подавления развития кардиоэмболического (кардиогенного) подтипа транзиторной ишемической атаки// Медицинский журнал.-2008.-№ 1.- С. 123-126.

В специальной научной медицинской литературе широко дебатируется проблема гетерогенности (неоднородности) нозологических единиц (проще говоря, самых различных заболеваний). Наличие такой неоднородности внутри каждого нозологического понятия не взывает сомнений. Но структурные составляющие так тесно расположены друг к другу и переплетены между собой, что в N-мерном признаковом пространстве по предикторам (симптомам и жалобам) их трудно разграничивать, пользуясь только логикой традиционного клинического мышления. Такое разграничение (дифференциальная диагностика субструктур нозологии) традиционно решается, как правило, интуитивно на базе многолетнего клинического опыта. Видимо, этим и обосновывается разграничение медицинского сословия на «плохих молодых» и «опытных старых» врачей. Если это действительно так, то не стоит упорствовать и оспаривать это сложившиеся столетиями общественное мнение. Но своеобразие образа жизни в 21-м столетии вносит свои поправки в многомерный многокомпонентный гиперобраз мировосприятия и логического мышления. Принуждает искать новые, более совершенные методы распознавания, в том числе и диагностики заболеваний. В этом отношении все более четко заявляют о себе инновационные математические (формально-логические) методы извлечения («добычи») и анализа информации, теория распознавания образов.

На базе основ теории «пушистых» множеств с нечеткими границами, нечеткой формальной логики, в рамках теории распознавания образов и с использованием аппарата разведочного анализа данных, нечеткого нейросетевого моделирования, представилась возможность достаточно четко и статистически обоснованно определить гетерогенность такого острого нарушения мозгового кровообращения как транзиторные ишемические атаки (ТИА).

Клиническая идеология гетерогенности этого нозологического понятия была сформулирована совместно с профессором В.Б. Шалькевичем и при участии кардиолога, академика НАН Беларуси Г.И. Сидоренко.

Такой подход позволил выделить и статистически обосновать подтипы ТИА: СубТИА1– атеросклеротический, СубТИА2 – кардиоэмболический и СубТИА3 – гипертензивный (лакунарный), рис. Теперь, имея четкое представление о каждом подтипе ТИА и зная основные предикторы, по которым их можно различать, имеется практически реализуемая возможность не проводить «всеобщие» лечебно-профилактические мероприятия по предотвращению возникновения их эпизодов, но, в условиях целевой диспансеризации, подходить адресно, и индивидуализировано назначать пациенту такие мероприятия, которые, с учетом его жалоб и симптоматики, для каждого подтипа ТИА могут существенно различаться.

Клинический опыт настоятельно указывает на необходимость в системе практического здравоохранения использовать инновационные методы обработки информации для диагностики и лечения кардиоцереброваскулярных (сердечно-сосудистых и мозговых) заболеваний, а они все еще так и остаются «убийцей № 1»,.

Есть все основания полагать, что инновационные исследования, начатые с 60-х годов прошлого столетия, по применению информационно-кибернетических методов в медицине будут и в дальнейшем успешно продолжаться для решения задач практического здравоохранения Республики Беларусь.

По материалам и с разрешения
Музея истории медицины Беларуси