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Dr. med. G. Heidel, Organisations- und Rechenzentrum der Medizinischen Akademie Dresden MEDIZIN UND KYBERNETIK (III) 5. Das Arzt-Patient-System in kybernetischer Sicht Wir hatten kybernetische Systeme als „zielsuchende Systeme" charakterisiert. Sie streben als dynamische selbstregu lierende Systeme einem Gleichgewichts zustand zu, der unter dem Einfluß von Störungen verlassen wurde. Diese Ten denz verwirklichen sie durch kompen sierende Rückkopplungen, dem wesent lichen Kriterium der selbsttätigen Rege lung. Die Grundlage der Regelung ist dabei in jedem Falle eine Nachrichten verarbeitung. Durch Feststellung von Analogien im Verhalten zieht die Kybernetik Schlüsse von einem System auf wei tere. Der Analogieschluß ist eine charak teristische Besonderheit jedes kyberne tischen Vorgehens. Das Auffinden gleichartiger Regelungs- und Infor mationsübertragungsgesetze bei Lebe wesen und Maschinen war letztlich auch ein Analogieschluß vom biologi- sehen Bereich auf die Welt der Technik. Besonders bei komplizierten Syste men, die einer mathematischen Nach bildung vorerst noch nicht zugänglich sind, kann ein solcher Analogieschluß über Blockschaltbilder vollzogen wer den. Dieses Vorgehen ist durchaus üblich und kann trotz seiner Einfach- heit Beachtliches leisten. Für die oben aufgeworfene Fragestellung wäre also zu prüfen, ob vom hier untersuchten abstrakten Arzt-Patient-System ein Analogieschluß auf das Modell irgend eines kybernetischen Systems möglich ist. Wir hatten bereits den Regelkreis als einfaches kybernetisches System be trachtet und auch als Blockschaltbild modelliert. Der Analogieschluß von einem solchen Blockschaltbild auf das Modell des Arzt-Patient-Systcms in gleicher Form könnte die Klassifizie rung des letzteren als kybernetiscncs System ermöglichen. In Abbildung 4 (siehe unten) ist das Arzt-Patient-System als Regelkreis dar gestellt. Als xe gelten hier sämtliche irgendwie denkbaren Umwelteinflüsse stofflicher, energetischer oder informa tioneller Natur, die zu gewissen Ant worten oder Ausgangsgrößen xa des Systems führen. Erkrankungen ver ursachende, ätiologische Faktoren wir ken ebenfalls als Störung auf die Re gelstrecke, den Patienten ein und füh ren zu entsprechenden Veränderungen der Ausgangsgrößen xa. Führen diese Veränderungen zu subjektiv spürbaren Beschwerden, so strebt der Patient die für die Medizin charakteristische soziale Bindung an, d. h. er begibt sich in ärzt liche Behandlung. Durch die Arzt- Patient-Begegnung erfolgt hier die Kopplung zum Regelkreis. Der Arzt als Regler nimmt die Regelgröße X auf, die er durch Befragen, Betrachten, Be klopfen und andere Untersuchungs methoden ermittelt hat und unterzieht sie einem Informationsverarbeitungs prozeß. Im Ergebnis dieses Prozesses kann er auf Grund seines „internen Mo dells des Organismus und seiner mög lichen krankhaften Veränderungen", also auf Grund erlernten Wissens und gesammelter Erfahrungen, eine erste Zuordnung treffen. Er ordnet den ver arbeiteten Ausgangsgrößen des Patien ten aus einem festgelegten Merkmals- bereich, etwa einer Krankheitsgruppe, ein ganz bestimmtes Merkmal zu. Er hat damit eine Diagnose gestellt, die der Regelabweichung x - W entspricht. Sie gestattet ihm, auf Grund seines „internen Modells moderner therapeuti scher Möglichkeiten" eine ihr entspre chende optimale Therapievariante ana log zur Stellgröße y auszuwählen. Diese beeinflußt die Eingangsgrößen xe dahingehend, daß trotz des weiteren Wirkens der Störungen die Ausgangs größen xa dem Sollwert des internen Modells des Arztes angeglichen wer den. Die Wirksamkeit der gewählten therapeutischen Maßnahmen läßt sich durch weitere Befragungen, Unter suchungen usw. kontrollieren. Werden weiterhin „Regelabweichungen" festge stellt, so muß entweder die Diagnose auf der Grundlage weiterer Symptome überprüft oder die Stellgröße y ver ändert werden. Prinzipiell ist eine unbegrenzte An zahl solcher Durchläufe möglich. Das Ziel ist dann erreicht, wenn sich das zu regelnde System wieder im Zustand des Gleichgewichts, hier gleichzusetzen mit Gesundheit, befindet. War der Ein fluß der Störungen jedoch so stark, daß sich das Teilsystem Patient bereits außerhalb seines Stabilitätsbereiches be fand, bleibt trotz regelnder Eingriffe ein chronischer Krankheitszustand be stehen oder es tritt der Tod ein. Für den im Sinne des Arzt-Patient- Systems „sozial isolierten Patienten" ist dieser Stabilitätsbereich eine festleg Abbildung Nr. 4 bare Region, in deren Grenzen ver änderte Funktionen einer Normalisie rung zustreben. Für den Patienten im Arzt-Patient-Systcm - und das ist sehr interessant — ist dieser Stabilitätsbereich veränderlich. Mit fortschreitender Er kenntnis und Verbesserung der diagno stischen und therapeutischen Möglich keiten bezieht dieser Stabilitätsbereich immer extremere Veränderungen ein. Die Erfolge der Operationen am offe nen Herzen sind nur einer der Beweise für die Relativität der zu einer be stimmten Zeit angenommenen Grenzen der Stabilität. Diese Problematik zeigt vor allem, daß das Arzt-Patient-System nicht einfach nur ein Arzt und ein Pa tient ist, sondern eine qualitativ neue Einheit, die ihre eigenen Gesetzmäßig keiten hat. Damit wäre prinzipiell nachgewiesen, daß das Arzt-Patient-System als wesent liches Charakteristikum des. Gesamt gebietes Medizin den Anforderungen an ein kybernetisches System genügt. Es könnte durchaus den Forderungen an die zentrale Kategorie einer noch zu schaffenden „medizinischen Kyber netik" genügen. Die große zukünftige Bedeutung des Arzt-Patient-Systems liegt darin, daß es sich hierbei um ein den Anforderungen der gesamten Medizin genügendes Denkmodell handelt, welches auf Grund seines Abstraktionsgrades An sätze für eine exakt quantitative Unter- suchung bei gleichzeitiger Berücksichti gung der Erkenntnisse anderer Wissens gebiete enthält. Man kann es nach in formationstheoretischen Gesichtspunk ten untersuchen und eventuell mathe matisch oder mit Bauelementen der Nachrichtentechnik modellieren. Es ist abzusehen, daß schon die Erkenntnisse der kommenden Jahre vieles einer rationellen Analyse zugänglich machen werden, was heute in der „ärztlichen Kunst" noch mystisch als „Intuition" be zeichnet oder mit Hilfe eines „klini schen Blicks" erklärt wird. 6. Möglichkeiten einer medizinischen Kybernetik An Hand des auf das Arzt-Patient- Systems übertragenen Denkmodells „Regelkreis" wollen wir hier noch zwei prinzipielle Wege zeigen, die eine Er weiterung des uniformen Regelkreises geradezu fordern. Damit lassen sich die Möglichkeiten einer medizinischen Ky bernetik als umfassendere Disziplin zu mindest ahnen. Der potentielle Inhalt einer medizinischen Kybernetik wird natürlich wesentlich vielfältiger sein als hier gezeigt werden kann. Der erste Weg betrifft die Verschie denartigkeit ärztlicher Tätigkeiten, die sich durch Variationen des Regelkreises leicht nachbilden läßt. Es ist zumindest reizvoll, diese Möglichkeiten, von denen wir nur zwei zur Veranschau lichung betrachten wollen, am Modell „durchzuspielen". eines Sozialhygienikers oder Kreis- pädiators nachbilden, der auf Grund statistischer Erhebungen eine zu hohe Säuglingssterblichkeit in einem Stadt bezirk findet. Die von ihm erarbeitete Stellgröße wäre als Einwirkung auf eine qualitative und quantitative Ver besserung der Arbeit der Mütter beratungsstellen denkbar. Wenn die nächste statistische Erhebung eine deut liche Verringerung der Regelabwei chung zeigt, so ist erwiesen, daß die eigentliche Störung tatsächlich in einer zu geringen Wirksamkeit des Bera tungswesens bestand. Obwohl hier keine Arzt-Patient-Begegnung im eigentlichen Sinne stattgefunden hat, ist die Effektivität der Regelung durch größeren Aktionsradius besonders wirkungsvoll und langdauernd. Das in Abbildung 5 dargestellte Mo dell gleicht dem einfachen Regelkreis- modell insofern, als die Regelgröße x direkt von der Regelstrecke gewonnen wird. Es handelt sich also um Angaben von Patienten, die entweder direkt oder durch statistische Auswertung ärztlicher Unterlagen gewonnen wer den. Die vom Arzt erarbeitete Stell größe y wirkt aber in diesem Falle nicht auf das die Information liefernde System zurück, sondern zielt auf eine Beseitigung der Störungen in der Sy stemumwelt. Das Verhalten dieses Re gelkreises könnte in etwa die Tätigkeit Abbildung Nr. 6 Das Teilsystem Arzt des in Abbil dung 6 dargestellten Modells erhält seine Informationen nicht über die Re gelstrecke, sondern direkt von der Störgröße. Dieser Regelkreis könnte die Tätigkeit eines Betriebsarztes veran schaulichen. Bei einer Arbeitsplatz begehung könnte er beispielsweise eine Staubgefährdung fcststellen. Er regi striert also das Vorhandensein einer (Fortsetzung auf Seite 7) „Akademie-Echo” Seite 6