Исследование возможностей алгоритмирования медицинской деятельности

№48-1,

Медицинские науки

В статье проведен анализ возможностей использовать языки программирования в медицинской деятельности на примере использования языка ДРАКОН для разработки алгоритмов. Сформулирована авторская позиция о преимуществах и недостатках ДРАКОН-схем, возможностях их использования в медицинской практике.

Похожие материалы

Развитие компьютерных технологий не стоит на месте и конечно же, столь значимая сфера общества, как медицина не остается на обочине . Программные средства в данной области используются для множества целей, начиная с глобальных, вроде интеграции между отделениями учреждений, создания баз данных, статистического анализа и завершая весьма специфическими программами, например, анализатором ДНК. Пробежимся по наиболее популярным языкам программирования: самый примитивный Assembler- требует лишь написания кода и указаний, как работать процессору, IDL зачастую используется для анализа данных и визуализации, Delphi- обычно на нем пишутся программы в медицинских учреждениях для создания баз данных пациентов, C++-служит для тех же целей, что и Delphi, но более сложен в освоении и потому используется реже, UML служит для графического описания объектного моделирования, системного проектирования и отображения организационных структур.

Перейдем ближе к основной теме статьи, а именно алгоритмированию. Алгоритм является своего рода порядком мышления программы, очередностью действий и условий, задаваемая создателем. К существенным плюсам относятся:

  • алфавит алгоритмического языка значительно шире алфавита машинного языка;
  • набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;
  • формат предложений достаточно гибок и удобен для использования;
  • требуемые операции задаются с помощью общепринятых математических обозначений, данным в алгоритмических языках присваиваются индивидуальные имена, выбираемые программистом;
  • в языке может быть предусмотрен значительно более широкий набор типов данных по сравнению с набором машинных типов данных.

Таким образом, алгоритмические языки в значительной мере являются машинно-независимыми, что облегчает работу программиста и повышает надежность создаваемых программ [1]. В медицине такие последовательности используется для написания протоколов задач врачебной практики, скрининга, диагностики отклонений и является одним из ключевых форматов наглядного представления информации.

На наш взгляд, имеется программа, по многим параметрам превосходящая вышеперечисленные языки программирования, что я и постараюсь доказать. Начнем с небольшого отступления в виде знакомства с сущностью языка. ДРАКОН расшифровывается как «Дружелюбный русский алгоритмический язык, который обеспечивает наглядность». Разработка ДРАКОНа велась в рамках очередной космической программы 1986 года, то есть, о применении к другим областям поначалу речи не шло. Главной задачей разработчиков стало «рождение» нового языка, обладающего наглядностью, доступностью в работе для пользователя, даже столкнувшегося с ним впервые и соответственно высокой скоростью освоения, ДРАКОН должен был стать альтернативой предшествующим языкам программирования, стать некой интегративной единицей мирового уровня [2]. Полагаем, что это вполне удалось.

Не углубляясь в специфическую терминологию и представить его наглядно: в основе лежат два типа взаимосвязанных элементов - текстовый и графический [3]. Приведем пример блок-схемы, основанной на инструкции по приготовлению сред для культивирования микроорганизмов:

  1. Варка: среды варят на открытом огне, водяной бане, автоклаве или варочных котлах.
  2. Установление pH: ориентировочно производят с помощью индикаторной бумаги, для точного определения пользуются потенциометром или компаратором. При стерилизации pH снижается на 0,2, поэтому сначала готовят более щелочной раствор.
  3. Осветление производят, если при варке среды мутнеют или темнеют. Для этого используют белок куриного яйца или сыворотку крови.
  4. Фильтрация жидких и расплавленных желатиновых сред производят через влажный бумажный или матерчатый фильтры. Фильтрация агаровых сред затруднена — они быстро застывают. Обычно их фильтруют через ватно-марлевый фильтр.
  5. Разливают среды не более чем на ¾ ёмкости, так как при стерилизации могут намокнуть пробки и среды утратят стерильность.
  6. Стерилизация: режим стерилизации зависит от состава среды и указан в её рецепте.
  7. Контроль [4]

А теперь рассмотрим этот же алгоритм, только построенный на языке алгоритмирования ДРАКОН (рис.1).

Визуально сравнив текстовую часть с приведенным алгоритмом действия, можно отметить значительное упрощение в восприятии и ориентировке поставленных задач. С подобными схемами мы работали еще в школе, на уроках информатики и помнится, как достаточно быстро набивается рука на их построение, это еще раз доказывает логичную структуру работы с программой. Итак, ДРАКОН является самостоятельным языком программирования, что дум над нашей проблемой не касается, но не упомянуть о таком кощунственном способе взаимодействия программистов с непрограммистами созданием наглядных блок-схем и применением их в работе с целью повышения ее эффективности. На том и завершим знакомство.

Рисунок 1. Пример оформления алгоритма с помощью языка ДРАКОН

Самым значимым преимуществом использования ДРАКОН-схем является понимание на интуитивном уровне и возможность работы с ДРАКОНом человеку, имеющему трудности в обращении с компьютером. В связи с массовой компьютеризацией осваивать современные технологии вынуждены медицинские работники различных возрастных категорий, а основную массу составляют те, кто в обыденной жизни к компьютером не пользуется, соответственно, таким людям намного сложнее освоить новые программы (зачастую имеющие перемудренную структуру) и они вынуждены тратить рабочее время на «консультации» разбирающихся коллег, ясное дело, что тут не выполнения планов и тем более не до больных, своим присутствием лишь отвлекающих врачей. Язык ДРАКОН решает проблему - после краткого инструктажа и наличия под рукой списка икон с правилами применения любой сотрудник в состоянии продуктивно работать.

Далее, наглядность и красочность блок-схем - применима и при обучении персонала, так как давно доказано, что человеку проще запомнить упорядоченную схему, нежели громоздкий текст, при выступлениях перед разношерстной публикой, часть которой может не знать медицинской терминологии, а по структуре блока понять, что, собственно, выступающий хочет донести. Возможность быстрого ориентирования, вычленение наиболее значимых аспектов, здесь можно привести такой пример-новичок поступает работать на скорую помощь и ему предоставляются блок-схемы для различных ситуаций, изучив которые, он быстро проделает необходимые манипуляции в правильной последовательности, не переворошив кучу литературы и не выделив основного с запоминанием незначительного, как могло бы быть. Нельзя отбросить и удобство плана действий при работе персонала в группе, четкое прописанные действия каждого члена команды исключает ошибки и путаницу в распределении обязанностей, значимо при работе служб спасения, экстренных операциях, когда имеют место сильные эмоции человека.

Следует вспомнить об основе нейронных сетей – ведь там лежит именно язык ДРАКОН, выходит, его применение имеет место не только в настоящем времени, но и в будущем, как пример – совершенствование моделей искусственного интеллекта. И в заключении плюсов добавлю отсутствие крупных денежных вложений даже при массовом введении языка в работу медицинских учреждений - уже существенно облегчает задачу распространения.

Как ни странно, основные минусы языка применимы к области программирования и сводятся к его излишней простоте, что для опытных пользователей приводит к ряду неудобных ограничений, им целесообразнее работать в программах с более высоким уровнем сложности и возможностями. А что касаемо медицины – блок-схемы полностью не заменят мыслительный процесс работника и потому применение их эффективно при наличии базы знаний, без которой возможны ошибки, например, выбор неверной схемы действий при ошибочном диагнозе [2]. Для работы с языком необходим высокий уровень сосредоточенности и наличие вспомогательных инструкций на начальных этапах знакомства, потому как небольшая ошибка приведет к извращению целого алгоритма действий, а в медицине последствия могут оказаться ужасными.

Давайте подведем итог проделанного анализа. Имеет ли место применение языка ДРАКОН в современной медицине? Несомненно - да, любые возможные неудобства связаны не с самим языком, он весьма доступен в применении, а с человеческим фактором, который, как известно, корректируем. Да, существует немало аналогичных программ, но только вот суть их все та же, ничего существенно нового изобретено не было, внесены лишь небольшие корректировки, которые пользователю-непрограммисту погоды не сыграют, так что, для решения многих медицинских задач более чем удачное решение, таков мой окончательный вердикт.

Список литературы

  1. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки. URL: http://book.kbsu.ru/theory/chapter7/1_7.html (дата обращения 01.06.2016).
  2. Дракон. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 31.05.2016).
  3. Паронджанов В.Д. Визуальный язык ДРАКОН и его применение в ракетно-космической отрасли, медицине и других областях. URL: http://drakon.su/biblioteka/drakon_i_ego_primenenie_v_raketno-kosmicheskoj_otrasli_medicine_i_drugix_oblastjax (дата обращения 04.06.2016).
  4. Инструкция по приготовлению питательной среды. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 04.06.2016).