Автоматизированная информационно-поисковая и вычислительная система регионального токсикологического центра

Полный текст

Компьютерная технология научнопрактических исследований в настоящее время все больше привлекает внимание специалистов санитарной токсикологии [5—8]. Имеющийся опыт ее использования в смежных областях в виде автоматизированных систем управления (АСУ) [1, 10], автоматизированного рабочего места (АРМ) специалиста, автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) [2] свидетельствует о том, что она позволяет значительно сократить сроки исследований, улучшить эффективность использования дорогостоящего оборудования, а также информативность исследований с применением качественно новых методов обработки данных, повысить точность и достоверность результатов, освободить ис-х следователя от трудоемких рутинны^, операций и др. [2].
В 1991 —1993 гг. по заданию и техническим требованиям Госкомсанэпиднадзора Республики Татарстан был разработан и эксплуатируется в Республиканском токсикологическом центре специальный комплект программных средств, проблемно ориентированный для задач санитарной токсикологии. Комплект предназначен для эксплуатации на ЭВМ типа IBM PC AT. Он включает оригинальные программные продукты: автоматизированную информационно-поисковую систему «TOXBASE», программы «ОБУВ-!», «ПРОБИТ-1» и «BYES». Концепция и технические требования к системе были предложены авторами статьи, научное и техническое руководство проектом осуществлялось В. Г. Ковязиным.
Автоматизированная информационно-поисковая система «TOXBASE» (В. Г. Ковязин, А. С. Шерман, Д. А. Семанов по своим функциональным задачам представляет электронный справочник (базу данных), содержащий сведения о физико-химических, токсических свойствах и санитарных стандартах индивидуальных веществ и смесей, используемых в промышленности и быту. База данных фактографического типа позволяет врачу-токсикологу в диалоговом режиме с помощью экранных форм (более 20) вводить информацию в систему и проводить автоматизированный поиск по химическому или тривиальному названию, номеру в БД, номеру RTECS, номеру CAS, номеру ТУ, номеру Госкомстата РФ, молекулярной формуле, коду Висвессера и конкретным токсическим эффектам. В последнем случае был использован стандарт кодирования, принятый в «RTECS NIOSH» [12]: около 20 видов животных, 21 код органов и их систем, более 400 конкретных токсических эффектов.
Программа «ОБУВ-1» (Т. Г. Бархат, В. Г. Ковязин, В. А. Чепланов) предназначена для расчета ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест и воде водных объектов. Общение с программой основано на разветвленной системе вложенных меню, разделы которых соответствуют методикам названных выше методических указаний, что позволяет врачу-токси> кологу пользоваться данной программой даже при отсутствии достаточных навыков работы с ЭВМ. В программе предусмотрена жесткая связь «вещество — расчетное уравнение» — нельзя произвольно выбирать расчетное уравнение, указав класс вещества. Программа сама определит в соответствии с требованиями методических указаний нужный расчетный метод и запросит необходимые для этого метода исходные расчетные данные. После ввода всей необходимой информации программа выдает протокол, в котором помимо собственно протокольной части и величины ОБУВ перечисляются номера использованных уравнений, соответствующие номерам, приведенным в МУ. По желанию пользователь может получить среднее значение рассчитанных величин ОБУВ.
Программа «ПРОБИТ-1» (В. Г. Ковязин, А. А. Новиков) позволяет оценить параметры острой токсичности по результатам эксперимента на животных. В ней использованы три метода: приближенный [И], метод максимального правдоподобия для пробити логит-моделей [9]. Разветвленная система меню обеспечивает простое общение пользователя с машиной, а наличие системы подсказок облегчает работу с программой на любом ее этапе. Особого внимания заслуживает приближенный метод [11], еще не описанный в русскоязычной литературе. Он основан на принципе последовательного эксперимента оценивания величины LD50 (LC5O): программа предписывает испытать дозу (концентрацию) на одном животном и ввести значение полученного эффекта в альтернативном виде («да» — при гибели животного, «нет» — при отсутствии токсического эффекта), затем следующую и т. д. Значения доз, их общее число, последовательность и момент окончания эксперимента вычисляются программой в зависимости от получаемых результатов.
При вычислении величины параметров острой токсичности по развернутой схеме в программе предусмотрен широкий набор опций, позволяющих пользователю вводит, редактировать импортировать и экспортировать данные эксперимента, причем в форме привычного для врача-токсиколога протокола пробит-анализа; предусмотрена возможность выбора математической модели, произвольной установки уровней доверительной вероятности, логарифмирования доз (концентраций), графическое представление и печать результатов эксперимента в виде протокола установленной формы.
В основу программы «BYES» (авторы В. Г. Ковязин, В. А. Чепланов) положен метод [4], позволяющий прогнозировать класс опасности органических веществ в зависимости от их химического строения. В основу метода положен принцип «распознавания образа с учителем». Программа дает возможность пользователю: а) создавать и редактировать «обучающую» выборку из изученных веществ; б) проводить аналогичные операции с таблицей структурных фрагментов — дескрипторов; в) формировать обучающее правило («обучать» программу при каждой новой выборке и новых дескрипторах); г) прогнозировать класс опасности для новых химических соединений.
Указанный выше набор программных средств еще не охватывает все аспекты деятельности врача-токсиколога, требующие использования вычислительной техники. При всем многообразии этих приложений в данной области основной и важнейшей задачей санитарной токсикологии, где они должны быть применены в полном объеме, остается оценка зависимости «концентрация (доза) — время — эффект (ответ)» при определении пороговых и недействующих концентраций (доз) вредных веществ при гигиеническом регламентировании вредных веществ. В. Г. Ковязиным [3] и В. А. Копаневым и соавт. [6] было предложено использовать при оценке этих зависимостей методы многомерной статистики—критерий Т-квадрата Хотеллинга и так называемое «расстояние Махаланобиса» соответственно. При этом было предложено использовать эти критерии в сочетании с математическим планированием эксперимента, что существенно повышает корректность процедуры определения пороговых доз и концентраций [3]. Эти задачи в рамках настоящего проекта не были реализованы в виде специальных программных продуктов, так как являются, по-нашему мнению, достаточно универсальными. В частности, для их решения с положительным результатом были апробированы известные пакеты программ «Statgraphics» и «Surfer» (США).
Рассматриваемый программный ком плекс был апробирован в Республиканском информационно-аналитическом центре ГКСЭН РФ и рекомендован для практического использования на территории Российской Федерации.

Об авторах

В. Г. Ковязин

Государственный комитет санитарно-эпидемиологического надзора Республики Татарстан; Республиканский токсикологический центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия

В. В. Морозов

Государственный комитет санитарно-эпидемиологического надзора Республики Татарстан; Республиканский токсикологический центр

Email: info@eco-vector.com
Россия

Ф. Г. Шайхутдинов

Государственный комитет санитарно-эпидемиологического надзора Республики Татарстан; Республиканский токсикологический центр

Email: info@eco-vector.com
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы