Automated information retrieval and computing system of the regional toxicological center

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Computer technology of scientific and practical research is now increasingly attracting the attention of specialists in sanitary toxicology. The existing experience of its use in related fields in the form of automated control systems (ACS), an automated workstation (AWP) of a specialist, an automated research system (ASNI) indicates that it can significantly reduce research time, improve the efficiency of using expensive equipment, and also informativeness of research using qualitatively new methods of data processing, to increase the accuracy and reliability of the results, to free the investigator from labor-intensive routines, operations, etc.

Full Text

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.

×

About the authors

V. G. Kovyazin

State Committee for Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Republic of Tatarstan; Republican toxicological center

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

V. V. Morozov

State Committee for Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Republic of Tatarstan; Republican toxicological center

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

F. G. Shaikhutdinov

State Committee for Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Republic of Tatarstan; Republican toxicological center

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

  1. Бочков П. Е., Бедкина Л. Б., Макаров Е. В., Сердюк Л. А. Гибкие организационные АСУ.—М., 1989.
  2. Зацепин В. М., Нигматуллин Р. С. Обзор инф. сер. «химические средства защиты растений».—М., 1988.
  3. Ковязин В. Г. Тит. и сан.—1987.— № 12.—С. 50—53.
  4. Ковязин В. Г. Гиг. труда.—1992,— № 1.—С. 27—30.
  5. Курляндский Б. А., Шитиков В К., Тихонов В. H. Vnv. и сан.—1986.—№ 1.— С. 53—55.
  6. Определение порога подострого действия и оценка дополнительной информативности эффектов (при изолированном и совместном действии химических веществ).— Метод рекоменд.—М., 1991.
  7. Справочник по базам данных на оптических дисках по химии, токсикологии, медицине и охране окружающей среды. А. П. Сучков и др.—М., 1991.
  8. Справочник по зарубежным базам данных в области химии, биологии и медицины, доступным через международные компьютерные сети. А. П. Сучков и др.—М., 1991.
  9. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ. Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, Ю. Н. Тюрина.—М., 1989.
  10. Судариков Л. Г., Петрова В. А. Перспективные направления развития информатики и компьютерной технологии в здравоохранении.— Тез. докл. Всесоюз. научн. конф. М., 1986.—С. 13—15.
  11. van Hoordwijk A. J., van Noordwijk /. Arch. Toxicol. 1988.—Vol. 61.—P. 333—343.
  12. Registry of Toxic Effects of Chemical Substances. National Institute for Occupational Safety and Health USA.: U. S. Goverment Printing office, Washington. (1985— 1986 Edition).— 1988,—Vol. 1—5.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

© 1993 Kovyazin V.G., Morozov V.V., Shaikhutdinov F.G.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.




This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies