Автоматизированная система ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования И НАУКИ Российской Федерации

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. ТУПОЛЕВА

Кафедра АСОИУ

КУРСОВая работа

по дисциплине

«Методы и средства проектирования информационных систем и технологий»

Автоматизированная система ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре

Казань 2016

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ДИСЦИПЛИНА - «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»

Автоматизированная система ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре

Цель (повышение качества, сокращение времени, затрат):

Снижение заболеваемости и тяжести течения заболевания, повышение качества диагностики заболеваний и качества ведения пациентов в поликлиниках.

Требования к составу задач:

1) Планирование ультразвукового обследования желчного пузыря;

2) Определение размеров желчного пузыря по изображениям УЗИ;

3) Вычисление показателей качества функционирования желчного пузыря.

4.Требования к информационному обеспечению. Разработать классификаторы и кодификаторы информации, печатные документы и экранные формы. Определить структуру файлов временного хранения информации, файлов базы данных и передаваемых сообщений, Выбрать носители для хранения временной, постоянной и архивной информации. Разработать технологический процесс обработки информации. Обеспечить требование по достоверности обработки информации. Подготовить контрольный пример базы данных, временных и архивных файлов на магнитном носителе.

5.Требования к математическому и программному обеспечению. Поставить формальные задачи принятия решения (ЗПР) как задачи математического программирования и/или задачи вычислений, выбрать методы решения. Разработать или выбрать методы решения задач. Привести примеры решения задач. Разработать машинные алгоритмы решения задач, включая задачи поддержки базы данных в актуальном состоянии. Определить структуру и сценарий диалога. Отладить программы ведения БД средствами СУБД. Разработать алгоритмы навигации к БД необходимых для решения задач.

6.Требования к техническому обеспечению.

Оценит объем БД. Оценить трудоемкость ввода данных и время, затраченное на печать документов. Определить минимальное количество рабочих мест.

СРОКИ КОНТРОЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

Срок завершения проекта -23.12.2016.

Пояснительная записка предоставляется руководителю не позднее, чем за три дня до защиты проекта для получения отзыва.

Прием законченных проектов производится комиссией.

Дата выдачи проекта ...............................

Подпись руководителя.............................

Подпись студента.....................................

ВВЕДЕНИЕ

Проблема заболеваний желчного пузыря и желчевыводящих путей является очень актуальной, так как это данные заболевания являются одной из главных проблем современной хирургической гастроэнтерологии. Сохраняется высокая эпидемиологическая значимость заболевания. Возможность длительного бессимптомного течения создает определенные сложности для диагностики заболеваний на ранних стадиях, особенно в детском возрасте.

Любые изменения в естественных процессах желчеобразования и желчевыделения нельзя оставлять без врачебного контроля, так как в запущенном состоянии болезни желчного пузыря и его протоков наносят непоправимый ущерб пищеварению человека и его организму в целом. Здесь нарушается целый ряд функций желчного пузыря: процесс детоксикации (из организма своевременно не выводятся переработанные токсины, лекарства и другие вредные вещества), снижается способность успешно бороться с инфекциями, повышается риск развития эрозий и воспалений слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки.

В последние два десятилетия достигнуты существенные успехи в изучении процессов желчеобразования и желчевыделения, что позволяет понять механизм желчеобразования и желчевыделения и попробовать систематизировать полученные данные. Ранняя диагностика и лечение патологий желчевыводящей системы имеет большое клиническое значение. Подобная АИС в медицинской сфере была разработана канадской компанией, ориентированной на производстве ультразвуковых аппаратов Ultrasonix и получила награду Minnies-2012 в категории "Лучшая новинка в радиологии", запатентованная под названием «Автоматизированная система УЗИ молочных желез SonixEmbrace»[1]. Преимущество SonixEmbrace заключается в том, что аппарат фиксирует молочные железы в течение 15 минут и дает все характеристики молочных желез (объем, наличие опухолей и т.п.). Система использует запатентованный вогнутый датчик, вращающийся на 360 градусов, разработанный для фиксирования детальных изображений всей молочной железы в B-режиме в направлении, соответствующем анатомическому строению. Эти данные затем можно воспроизвести для просмотра структур молочной железы во фронтальной плоскости. Одной из важнейших задач системы является облегчение работы врачей-маммологов.

Недостатком АИС SonixEmbrace является тот факт, что она не делает многочисленную выборку изображений желез с последующим построением графика потологии, а лишь получает параметрические данные в виде выходного файла без целостной наглядности, а также процесс обработки данных при столь малых выходных параметрах занимает слишком много времени. Наша автоматизированная система исключает эти недостатки, она разработана для применения врачами терапевтами городских детских поликлиник и стационара (отделение гастроэнтерологии) города Казани. Основные задачи состоят в том, чтобы помочь специалистам в сфере медицины более удобно спланировать ультразвуковое обследование желчного пузыря пациента, более точно определить размеры желчного пузыря по изображениям полученного УЗИ, а так же быстро и оперативно вычислить показатели качества функционирования желчного пузыря.

Таким образом, основной целью разработки такой системы является снижение заболеваемости и тяжести течения заболевания за счет повышения качества диагностики заболеваний и качества ведения пациентов в поликлиниках и стационарах.

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Производственно-хозяйственная деятельность

1. Название моделируемого процесса - «Ультразвуковое обследование желчного пузыря в детском стационаре».

2. Внешние связи организации (материальные процессы: название, источники, направление, объемы; входящая информация оперативная и выходящая информация; состав документов, характеристики информационных протоков, источники, получатели, частоты и объемы; нормативно-справочная информация, рекомендации, распоряжения, законы, инструкции, методики принятия решений, справочники, государственные стандарты, классификаторы, кодификаторы, нормативы, источники обновления, частоты обновления, объемы потоков и вносимых изменений.

2.1. Рассмотрим рисунок 1 (см. рис.1).

Название материального процесса: «Ультразвуковое обследование желчного пузыря в детском стационаре».

Данная система предназначена для диагностики патологического процесса функционирования желчного пузыря.

2.2. Оперативная входящая информация (состав документов, характеристики информационных процессов, источники, получатели, частота, объемы, информационные процедуры).

На рисунке 1 представлена диаграмма А-0 процесса «Ультразвуковое обследование желчного пузыря в детском стационаре». Регистратору поступают личные данные о ребенке и анамнез.

В отделении детского стационара имеется журнал, в который заносятся данные о ребенке для проведения обследования желчного пузыря.

2.3. Выходящая информация.

По завершению обследования формируется план обследований и план лечения врачом кабинета УЗИ и врачей-специалистов.

Выходящая информация. На выходе мы получаем план обследования врачом и план лечения пациента.

2.4. Нормативно-справочная информация. В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются рекомендациями, нормативами, инструкциями, приказами, полученными из городского управления здравоохранения, нормативами по ведению детей с той или иной патологией или болезнью. Ежегодно городское управление передает форму отчета об обслуживании больных детей в городских больницах в отделы Здравоохранения.

3. Результаты декомпозиции деятельности организации на управляемый и управляющий процессы; описание информационных связи (состав документов, характеристики потоков, источники, получатели, частоты и объемы) и материальных потоков (название, источники, направление перемещений материальных объектов и объемы).

Результат декомпозиции представлен на рисунке 2 (рис.2).

4. Описание оборудования, ресурсов и инструментов, используемых при выполнении функций. Для проведения УЗИ используется специализированный аппарат УЗИ, а также медицинские приборы.

5. Должностные лица, принимающие решения; исполнители; персонал подготавливающий, собирающий и регистрирующий информацию для принятия решений. УЗИ и регистрацию показаний прибора УЗИ проводит медсестра, регистратор будет осуществлять регистрацию документов и личных данных пациента, а гастроэнтеролог будет осуществлять конечное заключение о диагнозе и замеченных патологиях на основе данных УЗИ.

6. Проблемы, недостатки, связанные с деятельностью организации и устраняемые при внедрении ИС. При внедрении ИС существенно ускорится работа системы.

Рис.1. Модель IDEF0 A-0. Ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре..

Рассмотрим рис. 2. Управляемым процессов является процесс «Осмотр пациента». Управляющим процессом будет являться «Диагностика патологического процесса функционирования желчного пузыря».

Название моделируемого процесса - «Осмотр пациента».

Входящая информация для блока «Осмотр пациента». Личные данные ребенка, анамнез, направление на УЗИ, направление на анализы и направление на диагностическое исследование являются входящими данными для управляемого процесса.

Выходящая информация. На выходе управляемого процесса мы получаем план УЗИ и стационарную карту пациента.

Нормативно-справочная информация. В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются приказами, рекомендациями, нормативами и инструкциями.

Декомпозиция процесса «Осмотр пациента» представлена на рис. 3.

Описание оборудования, ресурсов и инструментов, используемых при выполнении функции. Для проведения УЗИ используется специализированный аппарат УЗИ, медицинские приборы.

Должностное лицо и лицо принимающее решение - это медсестра.

Название моделируемого процесса - «Диагностика патологического процесса функционирования желчного пузыря».

Входящей информацией для блока «Диагностика патологического процесса функционирования желчного пузыря» будет являться план УЗИ и стационарная карта пациента.

Нормативно-справочная информация. В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются приказами, рекомендациями, нормативами и инструкциями.

Выходящая информация: план обследования врачом, план лечения пациента, направление на диагностическое исследование, направление на анализы, направление на УЗИ.

Декомпозиция процесса «Планирование лечения пациента» представлена на рис. 4.

Должностное лицо, принимающее решения - это гастроэнтеролог.

Рис.2. Модель IDEF0 A0. Ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре.

Декомпозиция процесса «Осмотр пациента» представлена на рис. 3.

Название моделируемого процесса - «Регистрация личных данных ребенка».

Входящей информацией для блока «Регистрация личных данных ребенка» являются личные данные ребенка и анамнез.

В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются рекомендациями, нормативами, инструкциями, приказами.

Выходящей информацией являются данные о ребенке.

Описание оборудования, ресурсов и инструментов, используемых при выполнении функции. Для проведения осмотра используются медицинские приборы.

Должностное лицо и лицо принимающее решение - это регистратор и медсестра.

Название моделируемого процесса - «Формирование плана обследования».

Входящей информацией для блока будут являться данные о ребенке, направление на УЗИ, направление на анализы, направление на диагностическое исследование.

В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются рекомендациями, нормативами, инструкциями, приказами.

Выходящей информацией блока будет являться стационарная карта пациента и план УЗИ.

Должностное лицо и лицо, принимающее решения - это гастроэнтеролог.

Рис.3. Модель IDEF0 A1. Декомпозиция процесса «Осмотр пациента».

Декомпозиция процесса «Диагностика патологического процесса функционирования желчного пузыря» представлена на рис. 4.

Название моделируемого процесса - «Определение размеров желчного пузыря по изображениям УЗИ».

Входящей информацией для блока «Определение размеров желчного пузыря по изображениям УЗИ» являются план УЗИ и стационарная карта больного.

В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются рекомендациями, нормативами, инструкциями, приказами.

На выходе моделируемого процесса будут получены данные УЗИ.

Должностное лицо и лицо принимающее решение - это медсестра.

Название моделируемого процесса - «Вычисление показателей качества функционирования желчного пузыря».

Входящей информацией являются данные УЗИ.

В качестве нормативно-справочной информации врачи руководствуются рекомендациями, нормативами, инструкциями, приказами.

Выходящей информацией моделируемого процесса будут результаты обработки, параметры желчного пузыря, замеченные патологии, направление на анализы, направление на диагностические исследования.

Должностное лицо и лицо, принимающее решения - это гастроэнтеролог.

Рис.4. Модель IDEF0 A2. Планирование исследования пациента.1.2Информационная технология

1.2.1 Построение сценария информационного процесса

Описание информационной технологии представим в виде поведенческой модели (диаграммы IDEF3). В ней отражаются такие категории как действия (работы), события (соединения, перекрестки) и связи между действиями (временные, объектные), отражающие возможный порядок выполнения действий.

При поступлении пациента в стационар проводится осмотр. По результатам данного осмотра происходит сбор информации о наличии косвенных признаков, характеризующих то или иное заболевание. Косвенные признаки могут быть получены со слов пациента или путем проведения осмотра, без применения специального оборудования. В случае если таких признаков не обнаружено, пациент отправляется домой, иначе врач относит пациента к какой-либо группе риска и может выписать направление на анализы, направление на УЗИ, направление на диагностические или лабораторные исследования или направление к врачам-специалистам (или все вместе).

По результатам полученных анализов, УЗИ, консультаций врачей-специалистов, диагностических и лабораторных исследований и осмотра пациента участковый врач формирует группу риска пациента. По группе риска терапевт составляет план лечения пациента.

Если результаты анализов и различных исследований не выявили никаких патологий, то пациент выписывается.

Описание информационной технологии представлено на рис. 5.

Рис. 5. Модель IDEF3. Ультразвукового обследования желчного пузыря в детском стационаре.

1.2.2 Построение схемы документооборота

Схема документооборота показана на рис. 6. Список форм документов показан в таблице 1. В отделении детского стационара имеется журнал, в который заносятся данные о ребенке для проведения обследования желчного пузыря. На основе этих данных формируется план обследований врачом кабинета УЗИ. Обследование может проводиться только в утреннее время с 8.00 до 11.00. Продолжительность одного обследования от 30 до 40 минут. Обследование ребенка производится путем формирования нескольких УЗИ изображений желчного пузыря. Изображения формируются через равные промежутки времени, 10-15 минут. Длительность получения одного изображения и его обработка занимает около 5 минут. При обработке изображения определяется объем желчного пузыря. По завершению обследования ребенка медсестра кабинета УЗИ строит график изменения объема желчного пузыря от времени и вычисляет показатели отклонений от графика непатологического процесса. Результаты обработки документируются и передаются лечащему врачу ребенка. Результатами обследования также являются параметры и замеченные патологии желчного пузыря, которые также регистрируются в документе. Врач-гастроэнтеролог по полученным данным УЗИ формирует заключение пациента.

Таблица 1.

Название документа	Документов в неделю
Данные о пациенте	30
Журнал обследований	1
План обследований врачом кабинета УЗИ	30
Стационарная карта пациента	30
Изображение УЗИ желчного пузыря	90
График изменения объема желчного пузыря от времени	30
Документированные результаты обработки	30
Заключение врача	30



Рис. 6. Схема документооборота

1.2.3 Описание процедур обработки данных

Для описания процедур обработки данных (как есть) используем HIPO диаграммы. Процедура описания данных представлена на таблице 2. Сначала происходит обращение пациента к регистратору. Регистратор, получив некоторые сведения о пациенте, оформляет стационарную карту пациента. Далее пациент проходит первичный осмотр в стационаре, где он предоставляет косвенные признаки заболевания (анамнез). На основе полученной информации выписывается план УЗИ.

Таблица 2.

Вход		Процесс		Выход
Личные данные ребенка		Регистрация личных данных ребенка		1. Стационарная карта пациента
Анамнез		Формирование плана обследования	1	2. План УЗИ
		Получение снимков УЗИ	2	3.Снимки УЗИ
		Построение графиков изменений	3	4.График изменений.
		Документирование данных	3,4	5.Документированные данные
		Постановка диагноза.	5	6.Заключение Гастроэнтеролог

Формулирование целей и задач АИС

В рамках внедрения АИС решаются следующие задачи:

- Планирование ультразвукового обследования желчного пузыря;

- Определение размеров желчного пузыря по изображениям УЗИ;

- Вычисление показателей качества функционирования желчного пузыря.

Внедрение ИС позволит увеличить эффективность работы.

Первоначально цель разработки ИС формулируется следующим образом «Снижение заболеваемости и тяжести течения заболевания за счет повышения качества диагностики заболеваний и качества ведения пациентов в поликлиниках». Данная формулировка цели адекватна, инвариантна и конструктивна.

Повышению качества анализа и принятия решений о выявлении патологии желчного пузыря способствуют следующие факторы:

Повышение выработки персонала.

Повышение качества предоставляемых услуг.

Уменьшение времени работы с пациентом.

Уменьшение количества персонала.

Увеличение объема информационной базы по патологиям.

Автоматизация процессов.

Докажем, что указанные факторы действительно обеспечивают повышение прибыли.

Поставленная цель достигается за счет повышения выработки персонала (фактор 1) и увеличения качества предоставляемых услуг (фактор 2). Повышение выработки персонала достигается за счет уменьшения времени работы с пациентом (фактор 3) и уменьшения количества персонала (фактор 4). Увеличение качества предоставляемых услуг достигается за счет повышения выработки (фактор 1) и увеличение объема информационной базы по патологиям (фактор 5).

Граф причинно-следственных связей (дерево целей) показан на рис. 7.

Дерево целей

Рис. 7. Дерево цели.

2. Функциональная структура ИС

2.1 Внешние объекты и диаграммы окружения

Диаграмма окружения состоит из одного блока: «подбор организации в сферах спорта, образования и досуга».

Внешние сущности:

Источники информации:

Пациент;

Регистратор;

Медсестра;

Гастроэнтеролог.

Приемники информации:

Пациент;

Регистратор;

Медсестра;

Гастроэнтеролог.

В состав лиц, “ответственных за планирование обследования” входят: заведующий гастроэнтерологическим отделением детского стационара, главный врач гастроэнтерологического отделения детского стационара.

Диаграмма окружения представлена на рис.8.

Рис. 8. Модель DFD Диаграмма окружения.

Данные, результаты, хранилища и логическая модель

АИС решает следующие задачи:

Планирование ультразвукового обследования желчного пузыря;

Определение размеров желчного пузыря по изображениям УЗИ;

Вычисление показателей качества функционирования желчного пузыря.

Логическая модель представлена на рис. 9.

Рис.9. Логическая модель DFD.

2.3 Задачи, функции и модель поведения

При поступлении пациента в детский стационар регистратор получает личные данные пациента и направление на УЗИ для регистрации в журнале.

По полученным сведениям, регистратор передает все данные пациента врачам приемного покоя для формирования далее плана обследования пациента. модель обследование ультразвуковой

Получив все необходимые данные от регистратора, а также со слов пациента (анамнез) при первичном осмотре, гастроэнтеролог формирует план УЗИ желчного пузыря (ЖП) пациента и отдаёт его медсестрам.

Медсестра кабинета УЗИ проводит УЗИ ЖП и по завершению обследования ребенка строит график изменения объема желчного пузыря от времени и вычисляет показатели отклонений от графика непатологического процесса.

Результаты обработки документируются и передаются лечащему врачу ребенка (гастроэнтерологу).

Модель поведения представлена на рис.10

Рис. 10. Модель поведения DFD.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1 Построение математической модели задачи

В проектируемой АИС решаются следующие задачи:

Планирование ультразвукового исследования желчного пузыря (далее ЖП);

Определение размеров ЖП по изображениям УЗИ;

Вычисление показателей качества функционирования ЖП.

Список обозначений приведен в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1. Список обозначений

Обозначение	Название	Диапазон значений переменной	Единица измерения
N	Количество пациентов в стационаре	от 1 до 30	чел
n	Идентификатор пациента (по № полиса)	от 1 до N	-
q	Дата обследования	07.11.16	-
h	Максимальное количество шагов исследования	3	-
i	Номер шага исследования	от 1 до h	-
j	Номер точки графика зависимости объема ЖП от времени	от 1 до 3	-
rj	Измеряемая точка на графике зависимости объема ЖП от времени	от 0 до 110000	пиксель
R	Измеряемый график зависимости объема ЖП от времени		-
zj	Эталонная точка на графике зависимости объема ЖП от времени	от 0 до 110000	пиксель
Z	Эталонный график зависимости объема ЖП от времени		-
k	Коэффициент срочности исследования	от 1 до 5	-
M	Число строк	от 1 до 800	-
L	Число столбцов	от 1 до 800	-
m	Номер строки	от 0 до M	-
l	Номер столбца	от 0 до L	-
Vi	Объем ЖП на i-ом шаге исследования	от 0 до 110000	пиксель
	Принадлежность к области	от 0 до 1	-
Cei	Допустимое отклонение от эталона для i-ой точки объема ЖП	[-7500;7500]	пиксель
	Нормативное время обследования пациента	35	мин
TB	Время начала работы кабинета УЗИ	08:00	ч
TE	Время конца работы кабинета УЗИ	12:00	ч

3.1.1 Планирование ультразвукового обследования ЖП

Рассмотрим задачу планирование ультразвукового обследования желчного пузыря (далее ЖП) гастроэнтерологического отделения детского стационара. Сначала поступают необходимые данные для планирования обследования:

Список пациентов в стационаре;

Стационарные карты больных с указанием срочности исследования;

Нормативное время обследования пациента.

На основании полученных необходимых данных производится расчет количества пациентов для обследования кабинетом УЗИ за один день, учитывая время работы кабинета и нормативное время обследования пациента.

Рассчитав количество обследуемых пациентов за один день работы кабинета УЗИ, составляется ежедневный план обследования пациентов гастроэнтерологического отделения детского стационара с учетом коэффициента срочности исследования пациента.

На основании полученного плана обследования пациентов, составляется расписание посещения кабинета УЗИ пациентами гастроэнтерологического отделения детского стационара.

3.1.2 Определение размеров ЖП на снимке УЗИ

Рассмотрим задачу определение размеров ЖП на снимках УЗИ. На данном этапе необходимо верно поставить границы ЖП для правильного считывания АИС и подсчитать его объём с построением графика изменения объема от времени.

Нормы ЖП для здорового пациента является форма органа продолговатая или в форме правильного овала, ширина от 3 до 5 см, длина от 6 до 10 см, объем должен составлять от 30 до 80 куб. см.

Размер ЖП на каждом шаге (3 шага) исследования вычисляют, ведя подсчет количества пикселей, входящих в пределы границ желчного пузыря на снимке УЗИ. Все пиксели обозначаются флагом , обозначающий причастность пикселя к границам желчного пузыря, а так же координатами m и l, обозначающие номер строки и номер столбца соответственно. В результате решения данной задачи будет решаться следующее:

- все пиксели, входящие в область границ желчного пузыря, будут подсчитываться. Если =1, то пиксель будет входить в данную область, иначе, если = 0 - нет.

По истечению исследования строится график зависимости объема ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования, отмечая объём ЖП точкой на шкале времени, соответствующей определенному шагу исследования.

3.1.3 Вычисление показателей качества функционирования ЖП

Рассмотрим задачу вычисление показателей качества функционирования ЖП. По полученному графику зависимости объема ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования производится его анализ. Анализ заключается в сравнении взаимного расположения каждой из точек построенного графика зависимости объема ЖП от времени исследования с каждой из эталонных точек (без патологий) объема ЖП на конкретном шаге исследования, хранимых в АИС. При попадании точек в интервал допустимых отклонений от эталонной точки, а так же при совпадении полученных точек и эталонных точек друг с другом ЖП считается без патологий. В ином случае даже при отклонении одной из трёх точек графика в ЖП характеризуется наличие патологии, и график исследования отсылается к гастроэнтерологу на постановление соответствующего диагноза.

3.2 Метод решения задачи

3.2.1 Выбор метода решения задачи

Задача включает в себя три подзадачи. Первая подзадача заключается в произведении расчета количества пациентов для обследования кабинетом УЗИ за один день, учитывая время работы кабинета и нормативное время обследования пациента:

,

где B - количество пациентов для обследования кабинетом УЗИ за один день, TE - время окончания работы кабинета УЗИ, TB - время начала работы кабинета УЗИ, t - нормативное время обследования пациента.

Вторая подзадача заключается в составлении ежедневного плана обследования пациентов гастроэнтерологического отделения детского стационара за неделю.

Данная задача может быть решена с помощью эвристического алгоритма. Построим таблицу, где первый столбец будет определять идентификатор пациента «n», второй столбец будет определять в соответствующей ячейке календарного дня порядковый номер (от 1 до 6) очередности посещения кабинета УЗИ пациента с идентификатором «n», третий столбец будет определять срочность исследования «k» пациента с идентификатором «n» (см. Таблица 3.2.1.1).

Таблица 3.2.1.1

n	Дата исследования	k	Шаг1	…	ШагN
	День1	…	ДеньN
1				k1
2				k2
…
N				kN

Шаг за шагом последовательно на каждом N-ом шаге алгоритма будет выполняться итерационно два основных действия до тех пор, пока в столбце «k» таблицы 3.2.1.1 не останется значений:

Выберем пациента с идентификатором «n» с максимальным коэффициентом срочности исследования «k», и запишем его порядковый номер очередности посещения (1,2,3,…,6) в ячейку, соответствующей первому дню исследования кабинета УЗИ, напротив строки с его идентификатором «n». Поиск пациента по коэффициенту срочности исследования «k» производится построчно. Количество пациентов не должно превышать значения 6 в один день исследования кабинета УЗИ.

Удаляем коэффициенты срочности исследования «k», соответствующие пациентам с идентификатором «n», выбранные в первом действии соответствующего шага. Запишем оставшиеся коэффициенты срочности исследования «k» в столбец «ШагN».

Третья подзадача заключается в составлении расписания посещения кабинета УЗИ пациентами гастроэнтерологического отделения детского стационара на основании полученного плана обследования пациентов. Данная задача может быть решена с помощью эвристического алгоритма. Построим таблицу, где первый столбец будет определять порядковый номер (1,2,3,…,6) очередности посещения пациента кабинета УЗИ, второй и последующие столбцы будут определять соответственно идентификатор пациента «n» и время его посещения «Tп» кабинета УЗИ в календарную дату исследования (см. Таблица 3.2.1.2).

Таблица 3.2.1.2

№	День1	День2	…	День7
	n	Tп	n	Tп		n	Tп
1
2
…
6

3.2.2 Выбор метода решения задачи

Задача включает в себя две подзадачи. Первая подзадача заключается в необходимости обозначения границ желчного пузыря на снимке УЗИ (см. рис. 3.2.2.1.) для правильного считывания АИС.

Рис. 3.2.2.1. Снимок УЗИ ЖП без обозначения границ.

Нормы ЖП для здорового пациента является форма органа продолговатая или в форме правильного овала, ширина от 3 до 5 см, длина от 6 до 10 см. (см. рис. 3.2.2.1.).

Рис. 3.2.2.2. Снимок УЗИ ЖП с обозначениями границ.

Вторая подзадача заключается в вычислении объёма ЖП на каждом из трёх шагов исследования, производя подсчет количества пикселей, входящих в пределы границ желчного пузыря на снимке УЗИ. Все пиксели обозначаются флагом , обозначающий причастность пикселя к границам желчного пузыря, а так же координатами m и l, обозначающие номер строки и номер столбца соответственно. Все пиксели, входящие в область границ желчного пузыря, будут подсчитываться. Если =1, то пиксель будет входить в данную область, иначе, если = 0 - нет.

Опишем алгоритм подсчета пикселей для получения объёма ЖП на шаге исследования i, где P - сумма подсчитанных пикселей, m - номер строки, M - число строк, l - номер столбца, L - число столбцов, wml -принадлежность к области границ ЖП, V - объем ЖП. Блок схема алгоритма представлена на рисунке 3.2.2.3. (см. Рис. 3.2.2.3.).

Рис. 3.2.2.3. Алгоритм подсчета пикселей в области границ ЖП.

Третья подзадача будет заключаться в построении графика зависимости объема ЖП от времени исследования. Изначально, график будет представлять набор из трёх точек ri на шкале времени, соответствующей определенному шагу исследования i, иллюстрирующих зависимость объёма ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования.

Для построения графика воспользуемся Методом Пауэлла полиномиальной аппроксимации. Этот метод основан на последовательном применении процедуры оценивания с использованием квадратичной аппроксимации.

Итак, если у нас есть три известных пары точек r1(T1, P1), r2(T2, P2) и r3(T3, P3), где Ti представляет собой время, отложенное по шкале времени

i-ого шага исследования, Pi - объём ЖП на i-ом шаге исследования, то коэффициенты квадратичной интерполяции вида:

могут быть вычислены по следующим формулам:

Рассчитав соответствующие коэффициенты квадратичной интерполяции, и подставив их в исходное уравнение кривой второго порядка, мы можем построить график зависимости объема ЖП от времени исследования.

3.2.3 Выбор метода решения задачи

График изменения объема желчного пузыря от времени исследования представляет из себя кривую второго порядка, состоящую из трёх узловых точек, отображающих объём ЖП на каждом шаге (всего 3) исследования i. Задача заключается в сравнении полученного графика «R» зависимости объема ЖП от времени исследования с неким эталонным графиком «Z».

Задача состоит из двух подзадач. Первая подзадача заключается в определении разности в объёме полученной и эталонной точек графиков.

Определим разность точек ri и zi по формуле:

,

где rzi - разность объема полученной точки ri и эталонной точки zi на i-ом шаге исследования, Pi - объём ЖП на i-ом шаге исследования, h - максимальное количество шагов исследования.

Вторая подзадача заключается в выявлении принадлежности полученной точки ri допустимому интервалу отклонения объёма ЖП от эталонного значения в точке zi.

Каждая точка ri полученного графика имеет допустимое отклонение от эталонного значения Cei в точке zi на отрезке , где Pi - объем на i-ом шаге исследования.

По полученной разности rzi для каждой точки ri графика «R», определим принадлежность разности rzi отрезку:

4. Проектирование информационного обеспечения

Задача проектирования информационного обеспечения ИС формулируется следующим образом: определить потоки, содержание, носители, форму и структуру представления информации, необходимой и достаточной для управления объектом в рассматриваемой предметной области.

4.1 Концептуальное проектирование базы данных

При концептуальном проектировании базы данных используется методика, ориентированная на модель представление данных «Сущность-связь». Базовыми элементами в этой модели являются сущности и связи.

Концептуальное проектирование базы данных

Устанавливаются сущности (хранилища соответствуют сущностям БД). В данной базе данных представлены 5 сущностей - «Пациент», «Исследование», «Измерение ЖП», «Диагноз» и «Заключение».

Сущностям присваиваются названия, формируются описания, устанавливается количество экземпляров каждой сущности. Результат оформляется в таблицу 1.

Таблица1 - Таблица сущностей

Обозначение сущности (связи)	Наименование сущности (связи)	Количество экземпляров
S1	Пациент	30
S2	Исследование	30
S3	Измерение ЖП	90
S4	Диагноз	100
S5	Заключение	30

Сущность «Пациенты» содержит сведения обо всех пациентах детского стационара в течение одной недели.

Сущность «Исследование» содержит сведения обо всех исследованиях в стационаре за неделю.

Сущность «Измерение ЖП» содержит сведения обо всех измерениях (шагах) ЖП, получаемых в течение УЗИ.

Сущность «Диагноз» содержит сведения обо всех диагнозах.

Сущность «Заключение» содержит сведения обо всех заключениях, выписываемых на основании диагноза пациента.

Для каждой сущности определяется совокупность атрибутов.

«Пациент» - «Имя», «Фамилия», «Отчество», «Полис», «Регион», «Район», «Населенный пункт», «Улица», «Дом», «Квартира».

«Исследование» - «Дата проведения исследования», «Время в минутах», «ФИО медсестры», «Полис», «Срочность исследования».

«Измерение ЖП» - «Полис», «№ шага измерения», «Дата проведения исследования», «Время измерения шага», «Имя файла с изображением замера», «Объем ЖП».

«Диагноз» - «Код диагноза», «Наименование диагноза».

«Заключение» - «Полис», «Код диагноза», «ФИО гастроэнтеролога», «Дата постановки диагноза».

Выполняются преобразования декларативных атрибутов в параметрические, составных в простые, устраняются вторичные атрибуты, динамические по возможности преобразуются в статические.

Все атрибуты являются параметрическими, простыми, первичными, статическими.

Для каждого атрибута устанавливается наименование, приводится описание, определяется домен.

Результаты логического проектирования представлены в таблице 4.1.

Логическая модель базы данных представлена на рисунке 4.1.

Таблица 4.1. Связь сущностей с атрибутами

Наименование сущности (количество экземпляров)	Наименование атрибута	Наименование домена
Пациент (30)	*Полис	Полис
	Имя	Имя
	Фамилия	Фамилия
	Отчество	Отчество
	Регион	Регион
	Район	Район
	Населенный пункт	Населенный пункт
	Улица	Улица
	Дом	Дом
	Квартира	Квартира
Исследование (30)	*Полис	Полис
	*Дата проведения исследования	Дата проведения исследования
	ФИО медсестры	ФИО медсестры
	Время в минутах	Время в минутах
	Срочность исследования	Срочность исследования
Измерение ЖП (90)	*Полис	Полис
	*№ шага измерения	№ шага измерения
	*Дата проведения исследования	Дата проведения исследования
	Время измерения шага	Время измерения шага
	Имя файла с изображением замера	Имя файла с изображением замера
	Объем ЖП	Объем ЖП
Диагноз (100)	*Код диагноза	Код диагноза
	Наименование диагноза	Наименование диагноза
Заключение (30)	*Полис	Полис
	*Дата постановки диагноза	Дата постановки диагноза
	*Код диагноза	Код диагноза
	ФИО гастроэнтеролога	ФИО гастроэнтеролога

5. Для доменов определяются типы значений. Результат оформляется в таблицу 3.

Таблица 3. Типы значений доменов

№	Наименование домена	Название и описание типа данных (максимальное количество знаков)	Примеры значения
	Полис	Номер полиса	11111111111
	Фамилия	Фамилия, текстовый (20)	Иванов
	Имя	Имя, текстовый (20)	Иван
	Отчество	Отчество, текстовый (20)	Иванович
	Дата проведения исследования	Календарная дата	03.01.1980
	Регион	Регион, текстовый (25)	Республика Татарстан
	Район	Район, текстовый (25)	Казань
	Населенный пункт	Населенный пункт, текстовый (20)	Казань
	Улица	Улица, текстовый (25)	Щапова
	Дом	Дом, текстовый (5)	55
	Квартира	Квартира, текстовый (5)	47
	Срочность исследований	Степень срочности, числовой(1)	5
	Объем ЖП	Объем, числовой(4)	150
	Наименование диагноза	Диагноз, текстовый(50)	ДЖВП
	№ шага измерения	Номер шага, числовой(2)	1,2,3
	ФИО медсестры	Фамилия и инициалы(25)	Петрова А. А.
	Время в минутах	Время в минутах прошедшее с момента первого замера, числовое(2)	10
	ФИО гастроэнтеролога	Фамилия и инициалы(25)	Петров А. А.
	Код диагноза	Цифровой код (6)	123456
	Имя файла с изображением замера	Символьный код (48)	03.01.1980.Иванов.0000001
	Дата постановки диагноза	Календарная дата	03.01.2016
Пациент
*Полис	ПК
Имя Фамилия Отчество Регион Район Населенный пункт Улица Дом Квартира

Диагноз
*Код диагноза	ПК
Наименование диагноза

Исследование
*Полис *Дата проведения исследования	ПК
ФИО медсестры Срочность исследования Время в минутах

4.2 Логическое проектирование базы данных

Целью данного этапа является построение логической модели, ориентированной на применение конкретной системы управления БД. Современные системы практически все поддерживают реляционную модель.

Этапы логического проектирования базы данных:

Получение начальной логической модели базы данных из исходной концептуальной модели;

Построение системы полных функциональных зависимостей;

Нормализация отношений и получение отношений в третьей нормальной форме;

Установление атрибутов связи;

Построение логической модели базы данных в форме графа.

Результаты логического проектирования представлены в таблице 4.2.

Логическая модель базы данных представлена на рис. 4.2.

Таблица 4.2 (начало)

Наименование отношения	Наименование атрибута	Функциональные зависимости
Пациент (R1)	Полис	*
	Имя	<
	Фамилия	<
	Отчество	<
	Регион	<
	Район	<
	Населенный пункт	<
	Улица	<
	Дом	<
	Квартира	<
Исследование (R2)	*Полис	*
	*Дата проведения исследования	*
	ФИО медсестры	<
	Время в минутах	<
	Срочность исследования	<
Измерение ЖП (R3)	*Полис	*
	*№ шага измерения	*
	*Дата проведения исследования	*

Таблица 4.2.(конец)

	Время измерения шага	<
	Имя файла с изображением замера	<
	Объем ЖП	<
Диагноз (R4)	*Код диагноза	*
	Наименование диагноза	<
Заключение (R5)	*Полис	*
	*Дата постановки диагноза	*
	*Код диагноза	*
	ФИО гастроэнтеролога	<

4.3 Ведение БД

Определение задач по поддержке базы данных в актуальном состоянии необходимо выполнить следующие действия:

1. Определить список событий, связанных с изменениями в БД.

2. Провести классификацию событий.

Описать постановки задач по ведению БД.

4.3.1 Определение списка событий

Список событий определяется для каждого отношения логической базы данных:

1. События, наступление которых связано с добавлением одного или нескольких элементов в отношение;

2. События, связанные с удалением одного или нескольких элементов в отношении;

3. События, связанные с изменением (заменой) значений атрибутов в одном или нескольких элементах отношения.

Для каждого события необходимо определить следующие характеристики:

- частота наступления события (количество наступлений события за период времени рассмотрения событий);

- документ, имеющий юридическую силу, в котором описывается наступившее событие;

- должностное лицо, ответственное за сообщение о наступлении события (источник документа и сообщения о наступлении события).

Для отношения «Пациент» событиями являются:

-добавление нового пациента;

-изменение данных о пациенте.

-удаление информации о пациенте.

№	Вид изменения в БД	Примеры события	Пояснение
1	Добавление	Добавление нового пациента	Один элемент
2	Изменение	Изменение данных о пациенте	Один элемент
3	Удаление	Удаление информации о пациенте	Один элемент

Для отношения «Исследование» событиями являются:

-добавление информации об исследовании;

-изменение информации об исследовании;

-удаление информации об исследовании;

№	Вид изменения в БД	Примеры события	Пояснение
1	Добавление	Добавление информации об исследовании	Один элемент
2	Изменение	Изменение информации об исследовании	Один элемент
3	Удаление	Удаление информации об исследовании	Один элемент

Для отношения «Измерение ЖП» событиями являются:

-добавление информации об измерении желчного пузыря

-изменение информации об измерении желчного пузыря

-удаление информации об измерении желчного пузыря

№	Вид изменения в БД	Примеры события	Пояснение
1	Добавление	Добавление информации об измерении желчного пузыря	Один элемент
2	Изменение	Изменение информации об измерении желчного пузыря	Один элемент
3	Удаление	Удаление информации об измерении желчного пузыря	Один элемент

Для отношения «Заключение» событиями являются:

-добавление нового заключения

-изменение данных о заключении

-удаление информации о заключении

№	Вид изменения в БД	Примеры события	Пояснение
1	Добавление	Добавление нового заключения	Один элемент
2	Изменение	Изменение данных о заключении	Один элемент
3	Удаление	Удаление информации о заключе...

Подобные документы

• Модель работы ЭВМ

  Процесс моделирования работы САПР: описание моделирующей системы, разработка структурной схемы и Q-схемы, построение временной диаграммы, построение укрупненного моделирующего алгоритма. Описание математической модели, машинной программы решения задачи.
  
  курсовая работа [291,6 K], добавлен 03.07.2011
  

• Автоматизированная информационная система медицинского центра "Вторая жизнь" на базе MedWork

  Модель хозяйственной деятельности организации и ее документирование с помощью диаграмм IDEF0. Построение сценария информационного процесса. Функциональная структура автоматизированной системы. Концептуальное и логическое проектирование базы данных.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 12.05.2015
  

• Разработка электронного документооборота для спортивного клуба

  Задачи системы электронного документооборота. Анализ существующих информационных систем. Методы и средства инженерии программного обеспечения. Концептуальная модель данных в BPWin. Построение инфологической модели системы документооборота "Doc_Univer".
  
  курсовая работа [56,1 K], добавлен 25.03.2014
  

• Разработка модели Станции переливания крови с использованием методологии проектирования IDEF0, DFD и IDEF3

  Анализ предметной области: порядок медицинского обследования донора крови и ее компонентов. Описание документооборота и обработки информации в стандарте DFD. Разработка смешанной модели описания процесса на основе стандартов IDEFO, DFD и IDEF3.
  
  курсовая работа [29,3 K], добавлен 10.11.2009
  

• Разработка базы данных для системы краудфандинга проектов

  Описание предметной области, определение функциональных требований к системе и построение диаграммы потока данных. Построение модели "сущность-связь", описание сущностей и атрибутов модели. Построение реляционной базы данных и описание ее таблицы.
  
  курсовая работа [624,5 K], добавлен 30.05.2019
  

• Устройство ультразвукового измерения дальности

  Работа устройства ультразвукового измерения дальности. Синтез функциональной схемы микропроцессорной системы на основе анализа исходных данных. Программа разбита на отдельные подпрограммы, которые взаимодействуют друг с другом согласно схеме программы.
  
  курсовая работа [445,0 K], добавлен 01.07.2008
  

• Автоматизированная информационная система "Супермаркет DNS"

  Разработка автоматизированной информационной системы "Супермаркет DNS" с опорой на платформу NET, в среде MS Visual Studio, на языке программирования C. Объектная модель программной системы согласно методологии ОМТ. Описание алгоритмов обработки данных.
  
  курсовая работа [394,0 K], добавлен 21.10.2012
  

• Автоматизированная система учёта и управления сприрографического обследования

  Разработка программного продукта для спирографического обследования. Структура базы данных программы "СпирографОтдел". Выбор программного продукта и руководство пользователя. Минимальные рекомендуемые требования к техническому и программному обеспечению.
  
  дипломная работа [1,0 M], добавлен 13.04.2014
  

• База данных "Выпуск товаров на предприятии"

  Форма построения документа и варианты структуры его содержательной части. Инфологическая модель в виде ЕR-диаграммы и даталогическая модель базы данных. Создание таблицы в конструкторе в Microsoft Access, построение и выполнение запросов, форм и отчетов.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 01.01.2014
  

• Автоматизированный учет работы мастеров производственного обучения по вождению транспортных средств

  Проектирование программного обеспечения. Построение начальной контекстной диаграммы и концептуальной моделей данных. Диаграммы потоков данных и системных процессов нулевого уровня и последовательности экранных форм. Описание накопителей данных.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.03.2013
  

• База данных: склад косметики

  Инфологическое моделирование системы. Построение контекстной диаграммы первого уровня. Описание диаграммы "сущность-связь". Обоснование выбора модели данных. Иерархическая модель данных. Обоснование выбора СУБД, описание таблиц, функционирования системы.
  
  курсовая работа [4,0 M], добавлен 18.12.2011
  

• Информационная система "Мультимедийный контент"

  Описание предметной области. Рассмотрение структуры информационной системы "Мультимедийный контент": диаграммы вариантов использования и технических средств, реляционная модель данных. Процессы инициализации, корректировки данных, генерации отчетов.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 16.11.2012
  

• Микропроцессорная система обработки журнальных данных

  Структура автомата для сбора данных. Программы, реализующие заданный пользователем алгоритм автоматизации процедуры обработки журнальных данных. Описание микропроцессорной системы, ее упрощенная модель, система команд, блок-схема алгоритма обработки.
  
  контрольная работа [65,8 K], добавлен 14.11.2010
  

• Класс "Грузовой лифт"

  Построение абстрактной модели класса "грузовой лифт". Построение диаграммы класса. Построение диаграммы модулей. Структура класса "грузовой лифт". Формальное описание класса. Описание структур данных. Инструкция программисту. Демонстрационная программа.
  
  курсовая работа [288,4 K], добавлен 03.07.2008
  

• Электронный документооборот

  Типы документооборота: универсальный, операционный. Преимущества электронного документооборота. Модели информационного пространства. Построение модели предметной области (документооборота) для конкретного бизнеса, позиционирование в ней предприятия.
  
  реферат [197,4 K], добавлен 23.06.2011
  

• Паутинообразная модель фирмы

  Варианты паутинообразной модели фирмы: детерминированная, вероятностная, модель с обучением и модель с запасами. Условие локального равновесия рынка. Язык программирования Visual Basic. Схема алгоритма процедур обработки. Решение задачи моделирования.
  
  контрольная работа [415,1 K], добавлен 07.01.2009
  

• Модель работы салона парикмахерской

  Cтpyктypнaя модель функционирования пapикмaxepcкoй: описание временной диаграммы и Q-схемы системы. Разработка машинной имитационной модели на специализированном языке GPSS: составление блок-схемы, детализированного алгоритма и листинга программы.
  
  курсовая работа [425,1 K], добавлен 02.07.2011
  

• Автоматизированная система дистанционного обслуживания клиентов поликлиник

  Естественно-языковая модель предметной области. Уменьшение времени обслуживания пациентов за счет автоматизации. Описание инфологической модели. Проектирование баз данных. Разработка графа диалога и экранных форм. Оптимизация логической схемы базы данных.
  
  дипломная работа [4,2 M], добавлен 20.05.2012
  

• Оптимизация переналадки автоматической линии

  Концептуальная модель операции. Математическая постановка задачи. Описание метода ветвей и границ, прямого перебора. Проектирование сценария диалога. Описание структур данных. Ручная реализация решения задачи с помощью алгоритма Литла и перебора.
  
  курсовая работа [202,6 K], добавлен 14.12.2013
  

• Модель обеспечения надежности АСУ ТП

  Описание моделируемой системы обеспечения надежности АСУ ТП: генерирования заявок, образование очереди перед каналом обработки данных, выполнение заказов. Составление укрупненной схемы моделирующего алгоритма, блок-диаграммы и программы на языке GPSS.
  
  курсовая работа [342,8 K], добавлен 02.07.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам