Информационно-аналитические автоматизированные системы диагностики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание информационно-аналитических автоматизированных систем диагностики

2. Описание информационной системы диагностики печени по анализам крови

3. Требования к программному средству

4. Описание интерфейса

5. Аналоги системы

Заключение

Введение

В эпоху массового внедрения персональных компьютеров во все сферы современной жизни естественным является стремление использовать компьютерные системы для поддержки все более сложных видов человеческой деятельности. Одной из них является деятельность врача.

Принятие диагностических и лечебных решений часто оказывается затруднительным, особенно для начинающих врачей-специалистов или в тех случаях, когда врачу приходится принимать решение в ситуациях, относящихся к компетенции смежных медицинских специальностей.

Современные способы автоматизированного извлечения знаний непосредственно из исходных данных отчасти способны снять остроту указанной проблемы. Однако в области медицины методы интеллектуальной поддержки, основанные на компьютерной обработке и анализе данных, применяются пока недостаточно. Между тем, автоматизированный анализ информации позволяет решать ряд медицинских задач, связанных, в частности, с диагностикой болезней и равномерной загрузкой объектов медицинского обслуживания (поликлиник, диагностических центров).

1. Описание информационно-аналитических автоматизированных систем диагностики

Автоматизация медицинской диагностики - комплекс математических и технических приемов, осуществляемых с целью повышения достоверности и ускорения медицинского диагноза. Предполагается частичная или полная передача функций врача приборам и программам. Постановка диагноза состоит из нескольких этапов: 1) сбор информации о больном и проявлениях болезни; 2) обработка и оценка собранных данных; 3) собственно установление диагноза.

Автоматизации можно подвергнуть каждый из этапов постановки диагноза или весь процесс полностью. При этом автоматизировать можно только те задачи медицинской диагностики, для которых существуют алгоритмы и которые в принципе можно решить без участия медицинского персонала.

На первом этапе разрабатывают стандартизированные истории болезней различных профилей. Собранную информацию о больном записывает врач (или сам больной) в цифровой или текстовой форме в соответствующие графы стандартизированного документа.

На втором этапе постановки диагноза выделяют, обрабатывают и оценивают собранную информацию. Выделять симптомы и оценивать значимость полученных симптомов для различных заболеваний может как сам врач, так и автоматизированная система.

На третьем этапе врач или непосредственно устройство строит модель заболевания (установление диагноза) в соответствии с теми решающими правилами, по которым получены оценки симптомов.[1]

2. Описание информационной системы диагностики печени по анализам крови

База данных

Реализованная система диагностики заболевания печени состоит из базы данных основных показателей анализов крови, сообщающих об определённом заболевании печени, а так же программы для добавления диагностической информации поиска болезней по заданным критериям, внесения новой информации о заболеваниях и её редактирования.

База данных состоит из таблиц: таблицы эталонов, таблицы списка анализов, болезней, признаков болезней. Таблица эталонов предназначена для определения нормативов результатов анализов для групп пациентов различного пола и возрастных категорий. Таблица списка анализов включает в себя название необходимого анализа и его единицы измерения. Таблица признаков болезни необходима для вывода диагноза из таблицы болезней по набору отклонений в анализах крови.

Рисунок 1 - Структурная схема базы данных.

В данную диагностическую систему заложены пять наиболее распространённых заболеваний печени: цирроз, рак печени, гемангиомы печени, непаразитарные кисты, паразитарные кисты. Так же система позволяет вносить необходимое количество различных болезней, симптомов и результатов анализов.

Для каждого из пяти заболеваний были предусмотрены общий и биохимический анализы крови, необходимые для дифференциальной диагностики. Исходя из отклонения определенного вещества от нормы, можно судить о болезни печени. Так, цирроз обнаруживается отклонениями от нормы гемоглобина, билирубина, белка, АЛТ (аланинаминотрансферазы), АСТ (аспартатаминотрансферазы), щелочная фостфаза, ГГП (гамма-глутамилтрансфераза). Подозревая рак печени, необходимо обратить внимание на отклонения от нормы АФП (альфа-фетопротеина), билирубина, белка альбумина,щелочной фостфазы, АЛТ,АСТ,ГГП, а так же кальция. Результаты биохимических анализов крови обычно в норме, если в печени образовались гемангиомы, однако при гигантских гемангиомах возможно появление признаков воспалительного процесса: увеличение СОЭ (скорости оседания эритроцитов), тромбоцитоз. Непаразитарные кисты печени характеризуются повышением лейкоцитов, СОЭ, АЛТ. Паразитарные кисты печечени характеризуются повышением эозифилов, СОЭ, АЛТ.

Внесенные в программу количественные данные лабораторных анализов, а так же пол и возраст пациента сравниваются с нормативными значениями. На выходе системы - возможное из занесённых в базу данных заболеваний.

Описание программы базы данных

Программа - клиент базы данных обеспечивает необходимые операции по работе с базой данных системы (вставка, удаление, редактирование данных в таблицы), функции анализа и поиска информации в базе данных , а также обеспечивает пользователю удобный интерфейс для ввода показаний. Программный код раработан на языке высокого уровня с++, с использовнием программных библиотек QT5 , и драйвера для движка базы данных sqlite. Основной интерфейс обмена данных состоит из функций драйвера SQL для баз данных. Основной набор функций для работы программы приведен в таблице 1.

Описание взаимодействия компонентов приведено на рисунке 2. Функции компонентов:

Графический интерфейс пользователя необходимо для взаимодействия с человеком, для ввода и вывода данных

Процедуры обработки ввода-вывода информации необходима для преобразования введенной пользователем информации в вид информации необходимый для таблиц БД (для ввода), и для преобразования полученной из БД информации в удобочитаемую для пользователя информацию

Библиотеки QT5 выполняет функции прорисовки интерфейса, определения оконных событий , событий вода-вывода на форме, а также обеспечивает взаимодействие компонентов графического интерфейса

Драйвер sql QT5 необходим для подготовки и отправки на выполнение SQL запросов, и получения информации от них

Интерфейс движка БД SQlite, драйвер БД SQlite необходимы для чтения-записи информации в БД на диск , а также осуществления Sql запросов к базе на самом низком уровне

3. Требования к программному средству

В ходе исследования поставленной задачи и существующих программных решений в данной сфере, были выработаны следующие требования к разрабатываемому программному средству.

Общие требования:

Понятный и интуитивный пользовательский интерфейс;

Бесплатность программного продукта;

Бесперебойность работы.

Функциональные требования:

Добавление новых симптомов и заболеваний в базу данных;

Добавление и редактирование правил для отношений между симптомами и заболеваниями в базу данных, на естественном языке;

Добавление новых методов лечения;

Уровень автоматизации - уровень автоматизации функций процесса обработки данных с учетом рациональности функциональной структуры программы, с точки зрения взаимодействия с ней пользователя и использование вычислительных ресурсов;

Ресурсоемкость - минимально необходимые вычислительные ресурсы и число обслуживающего персонала для эксплуатации [2].

4. Описание интерфейса

Редактор диагностической базы данных предоставляет возможность вносить и редактировать информацию на входе системы диагностики. В него входят: список возможных анализов (рисунок 2) с названиями и единицами измерения; эталонные данные анализов (рисунок 3), где указываются нормативные количественные значения анализов для группы лиц определённого пола и возрастов; болезни (рисунок 4), с возможностью добавлять различные заболевания с вероятностным возрастом, подверженным данному заболеванию; характеристики болезней по признакам (рисунок 5) с выбором вероятной болезни, и отклонениями от нормы в ту или иную сторону определённого анализа крови в процентах.

В режиме «диагностика» (рисунок 6) вводится возрастная группа, пол, осуществляется выбор анализа и отклонение его от нормы либо в сторону выше/ниже нормы, либо в процентах, а в результате работы программы отображается таблица с названием болезни и количеством относящихся к ней.

Рисунок 2 - Список возможных анализов.

Рисунок 3 - Эталонные данные анализов

Рисунок 4 - Болезни

Рисунок 5 - Характеристики болезней по признакам

Рисунок 6 - Диагностика

5. Аналоги системы

заболевание биохимический диагностика автоматизированный

У разработанной системы существует несколько аналогов. Все они сходны по структуре и организации, а также всех их объединяет сфера применения - медицина. Вот некоторые из них:

Health 5.3;

Рефлексолог 5.3;

Диагноз.RU сервер онлайн диагностики;

Репрокод - диагностирует сосудистые заболевания (атеросклероз, гипертония);

ES 4.0 - диагностика заболевания молочных желез и щитовидной железы;

Домашний доктор 2.2.

Первые две системы построены на основе нетрадиционной медицины [3], поэтому такие системы нецелесообразны для использования специалистами. Третья система построена на основе логики, но разработанная система предоставляет методы лечения. Последняя система не предполагает ввод данных анализов, но предполагает использование в широкой области [4].

Заключение

В данном курсовом проекте была предложена автоматизированная подсистема в диагностике заболеваний, опирающаяся на лабораторные анализы крови для определения того или иного заболевания пациента. Данная программная реализация учитывает количественные данные всех необходимых анализов крови, пол и возраст пациента.

Так же в работе были рассмотрены аналоги спроектированной системы диагностики, работающие как в узкоспециальном кругу, так и в широком.

Произведя обзор уже существующих автоматизированных подсистем в диагностике, можно сделать вывод о необходимости создания аналогичных подсистем, ориентирующиеся на заболевания и проблемы иных органов тела или о создании единого автоматизированного устройства дифференциальной диагностики с большими вероятностными характеристиками.

Список используемых источников

1. Глушков В.М. Амосов Н. М. Энциклопедия кибернетики. Киев, 2004 г.

2. Компьютерные медицинские консультативные системы, основанные на представлении знаний эксперта в виде семантической сети / Киликовский В.В., Олимпиева С.П., Киликовский Вл.В. // Медицинский научный и учебно методический журнал - 2001.

3. Медицинская компьютерная диагностика “Рефлексолог 5.3” - [http://medafarm.ru/php/content.php?id=485]

4. Диагноз.RU - сервер онлайн диагностики [http://diagnos.narmed.ru]

Размещено на Allbest.ru