Інформаційні технології в біології та медицині

ПЕРЕДМОВА — 3

ЧАСТИНА 1. ВСТУП ДО КУРСУ «ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНІ» — 5

Розділ 1.1. Еволюція розвитку інформаційних технологій
в біології та медицині — 7
1.1.1. Предмет дослідження біології та медицини — 7
1.1.2. Складові біологічної та медичної кібернетики — 11
1.1.3. Поняття біологічної та медичної інформатики — 16
1.1.4. Аксіоматика інформаційних технологій — 18
1.1.5. Основні досягнення та прогноз розвитку деяких напрямів інформаційних технологій в біології та медицині — 23

Розділ 1.2. Інформаційні технології як проблема — 30
1.2.1. Метод інформаційно-структурного моделювання — 30
1.2.2. Метод інфотомування — 40

Розділ 1.3. Усвідомлення первинного інформаційного масиву — 45
1.3.1. Табличне представлення даних як функція задачі — 45
1.3.2. Методи селекції первинного масиву даних експерименту — 50
1.3.3. Гістограмний аналіз та кореляційний портрет — 53
1.3.4. Метод уніфікації показників — 62
1.3.5. Методи побудови узагальнених оцінок — 71

Розділ 1.4. Моделювання як усвідомлення інформації — 78
1.4.1. Основні положення методу математичного моделювання — 78
1.4.2. Міра складності та організації біосистем. Класифікаційна діаграма — 81
1.4.3. Інформаційні технології синтезу алгебраїчних моделей біосистем — 86
1.4.4. Інформаційні технології синтезу динамічних моделей біосистем — 96
Контрольні запитання — 119

ЧАСТИНА 2. МОДЕЛЮВАННЯ ЯК ОСНОВА СИНТЕЗУ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА СИСТЕМ — 121

Розділ 2.1. Еволюція моделювання динаміки електричного потенціалу нервової клітини — 123
2.1.1. Фізіологічні передумови моделювання — 123
2.1.2. Функціональні моделі динаміки електричного потенціалу нейрона — 125
2.1.3. Модель Ходжкіна—Хакслі — 130
2.1.4. Модифікація моделі Ходжкіна—Хакслі — 134
2.1.5. Структурно-функціональна модель динаміки синаптичних процесів — 138

Розділ 2.2. Математичне моделювання реакції організму на повторну дію хімічних речовин — 143
2.2.1. Синтез інформаційного масиву — 143
2.2.2. Алгоритмічна стратегія виявлення адаптації — 145
2.2.3. Математична модель динаміки «чистої» кривої адаптації — 151

Розділ 2.3. Система вуглеводного обміну: математичні моделі та алгоритми керування — 155
2.3.1. Фізіологічні передумови моделювання — 155
2.3.2. Математичне моделювання — 162
2.3.3. Алгоритми керування. Синтез алгоритму зі зворотним зв’язком — 172
2.3.4. Оптимальне програмне керування — 177
2.3.5. Програмне керування за узагальненим критерієм якості — 181
2.3.6. Адаптивне керування — 185
2.3.7. Підтримка глікемічного гомеостазу при рідких вимірюваннях — 188

Розділ 2.4. Моделювання особистості та соціальної поведінки — 193
2.4.1. Специфіка моделювання складних систем — 193
2.4.2. Гіпотеза про внутрішню структуру моделі «узагальненої» особистості — 199
2.4.3. Еволюція моделей особистості та соціальної поведінки — 206
2.4.4. Математичні моделі динаміки «ключових» якостей особистості — 227

Розділ 2.5. Інформаційні технології побудови «індексу здоров’я» — 239
2.5.1. Інформаційний простір проблеми здоров’я — 239
2.5.2. Інформаційна структура інтегрального здоров’я — 246
2.5.3. Особливості взаємин здоров’я, норми і гомеостазу — 247
2.5.4. Інформаційно-структурна модель фізичного статусу здоров’я — 249
2.5.5. Інформаційно-структурна модель психічного статусу здоров’я — 258
2.5.6. Інформаційно-структурна модель соціального статусу здоров’я — 271
Контрольні запитання — 281

ЧАСТИНА 3. ТЕОРІЯ БІОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ ТА ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ — 283

Розділ 3.1. Інформаційні технології синтезу біотехнічних систем — 285
3.1.1. Ключові властивості біотехнічних систем — 285
3.1.2. Класифікація біотехнічних систем — 287
3.1.3. Метод як основа синтезу біотехнічних систем — 290
3.1.4. Біотехнічна система як засіб одержання нового знання — 291

Розділ 3.2. Основи синтезу біотехнічних систем керування рухами людини як цілеспрямованих — 297
3.2.1. Фізіологічні передумови синтезу — 300
3.2.2. Принципи формування рухів за допомогою біотехнічних систем — 311
3.2.3. Еволюція синтезу біотехнічних систем програмного керування рухами — 312
3.2.4. Технологія синтезу біологічно адекватної системи керування рухами — 318
3.2.5. Біотехнічні системи як цілеспрямовані. «Образне» керування рухами — 331
Контрольні запитання — 340

ЧАСТИНА 4. ОРГАНІЗАЦІЯ ІНФОРМАЦІЙНОГО ПОЛЯ ЗНАНЬ БІОЛОГІЧНОЇ ТА МЕДИЧНОЇ СПРЯМОВАНОСТІ — 341

Розділ 4.1. Біоекомедицина: цілеспрямований синтез інформаційного поля знань біології, екології та медицини — 343
4.1.1. Інформаційно-структурна модель біоекомедицини — 343
4.1.2. Комп’ютерно-інформаційний простір біоекомедицини — 352

Розділ 4.2. Єдиний медико-інформаційний простір — 357
4.2.1. Архітектура єдиного медико-інформаційного простору — 357
4.2.2. Госпітальні інформаційні системи — 362
4.2.3. Телемедицина та віртуальний консиліум — 368
Контрольні запитання — 371

СЛОВНИК ОСНОВНИХ ТЕРМІНІВ — 372

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ — 376