экг сервис

Посаженников Л.Г. Автоматизация научных исследований в медицине Посаженников Л. Г. КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В МЕДИЦИНЕ (НА ПРИМЕРЕ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ) 1. Введение. В статье описывается первая версия компьютерной системы, поддерживающей основные этапы научных исследований в медицине: ввод и накопление данных, в том числе аналоговых, их обработка различными математическими методами, статистический анализ результатов, выявление закономерностей, вывод диагностических правил экг сервис подготовка печатных результатов (в том числе - публикаций). Система ориентирована на исследования в области электрокардиографии высокого разрешения (ЭКГ ВР) экг сервис реализована на базе персонального компьютера Макинтош. Работа проведена в тесном сотрудничестве с лабораторией компьютерных технологий в медицине Факультета фундаментальной медицины МГУ. 2. Назначение системы. В последнее время был достигнут определенный предел диагностических возможностей метода стандартной электрокардиографии по выявлению скрытых ишемических изменений экг сервис электрической нестабильности миокарда, экг сервис также решению других диагностических задач. В связи с этим все более широкое применение находит метод ЭКГ высокого разрешения. В основу метода положена регистрация трех ортогональных отведений по Франку, накопление экг сервис усреднение 150-200 кардиоциклов, что позволяет значительно увеличить соотношение сигнал/шум, экг сервис последующая обработка сигнала такими методами, как анализ поздних потенциалов желудочков, спектрально-временное картирование, дипольная электрокардиотопография. Полученные в последние годы результаты позволяют утверждать, что эти методы обладают более широкими по сравнению со стандартной ЭКГ диагностическими возможностями (см. [1]). Но так как ЭКГ ВР начала развиваться совсем недавно, очень остро стоит задача поиска экг сервис проверки новых диагностических правил, основанных на вышеприведенных методах. Эффективное решение этой задачи невозможно без создания компьютерной системы автоматизации научных исследований в этой области. Основными задачами, решаемыми такой системой, являются: Организация базы данных экг сервис накопление в ней как электрокардиографических, так экг сервис клинических данных в количестве, достаточном для исследований (порядка нескольких тысяч пациентов). При этом ввод данных может осуществляться как с приборов, так экг сервис в режиме диалога с пользователем, экг сервис также импортироваться из файлов, создаваемых другими программами. Обработка аналоговых сигналов (в основном электрокардиограмм) различными математическими методами экг сервис сохранение результатов обработки в базе данных: статистический анализ данных; поиск закономерностей экг сервис выделение неявных диагностических признаков различными методами распознавания образов; экспертная помощь исследователю; подготовка данных в требуемом виде, в том числе удобном для публикаций. Описываемая система может успешно быть применена в научно- исследовательской деятельности - ее могут использовать аспиранты и научные работники при решении таких задач, как сравнение экг сервис обоснование диагностических возможностей различных методов. Одним из главных достоинств описываемой системы является реализация самообучающейся экпертной подсистемы, которая призвана помочь пользователю в выполнении наиболее трудоемких этапов исследования. В ходе дальнейшего развития системы для исследований в области ЭКГ ВР планируется наработка инструментария для создания подобных систем в других областях медицины экг сервис других наук. 3. Описание структуры системы. Система в целом состоит из следующих частей: подсистема ведения базы данных; подсистема ввода данных; подсистема математической обработки аналовых сигналов; подсистема статистического анализа; подсистема выделения закономерностей; экспертная система; сервисная подсистема. 3.1 Подсистема ведения базы данных. После изучения предметной области была предложена концептуальная схема базы данных, показанная на рис. 1 (в терминах модели ОБЪЕКТОВ-СВЯЗЕЙ). Объект Пациент имеет атрибуты: фамилия, имя, отчество пациента, год рождения, пол, рост, вес, диагноз. Объект Обследование: дата, место проведения, артериальное давление, тип аритмии, принимаемые медикаменты. Объект Операция: дата, место проведения, вид оперативного лечения. Объект Исход: дата, исход заболевания. Объект ЭКГ ВР: кардиограмма высокого разрешения (три массива целых чисел - отведения X,Y,Z). Объект ППЖ (поздние потенциалы желудочков): верхняя экг сервис нижняя частоты фильтрации, QRS (длительность нефильтрованного QRS комплекса), TQRS (длительность фильтрованного QRS комплекса), LAS40 (длительность фильтрованного сигнала ниже уровня 40 микровольт), RMS (средне- квадратичное значение амплитуды последних 40 мсек комплекса QRS). Объект СВК (спектрально-временное картирование): верхняя и нижняя частоты фильтрации, точка деления частот на высокие экг сервис низкие, общая спектральная плотность, спектральные плотности высоких экг сервис низких частот, характеристики выделяемых трех локальных максимумов (время, частота экг сервис амплитуда) и, дополнительно, спектрально-временная карта (двумерный массив целых чисел). Структура объектов ВКГ (векторкардиограмма), Дэкарто (Дипольная ЭлектроКАРдиоТОпограмма), Эхо (эхокардиограмма), Холтер (холтеровское мониторирование), Ангиография экг сервис Сцинтиграфия в настоящее время уточняется. Экземпляры объектов ППЖ, СВК, ВКГ экг сервис Дэкарто, связанные с одним экземпляром объекта Обследование, содержат результаты обработки данных из экземпляра объета ЭКГ ВР, связанного с тем же экземпляром объекта Обследование. Связи Пациент - Операция, Пациент - Исход, Обследование - ЭКГ ВР должны быть типа один к одному (для простоты предполагается, что у пациента может быть только одна операция, при обследовании может быть записана только одна кардиограмма). Связи Пациент - Обследование, Обследование - ППЖ, Обследование - СВК должны быть типа один ко многим (анализ поздних потенциалов желудочков экг сервис спектрально-временное картирование могут быть проведены с разными параметрами). Типы остальных связей уточняются. Подсистема ведения базы данных должна предлагать специальные средства для просмотра некоторых данных в привычном для пользователя виде: кардиограмма в виде исходных аналоговых сигналов экг сервис т.п. 3.2 Подсистема ввода данных. Эта часть системы должна обеспечивать ввод данных из всех возможных источников: с клавиатуры, из других файлов, непосредственно с приборов (в случае ЭКГ ВР - с кардиографа). 3.3 Подсистема математической обработки аналовых сигналов. Эта подсистема должна предлагать пользователю те виды обработки, какие он хотел бы использовать в своей работе. Исходные данные должны извлекаться из базы данных, результаты обработки должны заноситься туда же. Например, в описываемой системе исходными данными является кардиограмма (запись типа "ЭКГ ВР"), для которой должны быть реализованы следующие виды обработки ЭКГ сигнала: - анализ поздних потенциалов желудочков (высокочастотных и низкоамплитудных (несколько мкВ) компонент сигнала в конце комплекса QRS) по методу Симсона. Метод заключается в фильтрации сигнала в определенном диапазоне частот (как правило 40-250 герц) экг сервис анализе следующих значений: длительность нефильтрованного QRS комплекса, длительность фильтрованного QRS комплекса, длительность фильтрованного сигнала ниже уровне 40 микровольт, среднеквадратичное значение амплитуды последних 40 мсек комплекса QRS; Спектрально-временное картирование, которое позволяет проводить анализ частотных составляющих в любом выбранном участке кардиоцикла (зубцы P экг сервис T, комплекс QRS ) с указанием фазы временной регистрации, частоты экг сервис амплитуды выделенных частот. Метод заключается в узкополосной фильтрации сигнала для 25-50 значений частоты с подавлением второй экг сервис последующих гармоник, построении карты, показывающей зависимость амплитуды от времени экг сервис частоты, подсчете спектральных плотностей экг сервис выделении локальных максимумов; Построение векторкардиограммы экг сервис дипольной электрокардио- топограммы [2]. 3.4 Подсистема статистического анализа. Хотя основные статистические функции (среднее, максимум, минимум, стандартное отклонение экг сервис т.п.) можно расматривать как часть функций языка манипулирования данными, представляется необходимым выделить статистическую обработку в отдельную подсистему в связи с ее важностью и частотой использования в научных, в частности в медицинских, исследованиях. Набор необходимых функций этой подсистемы в настоящее время постоянно развивается. 3.5 Подсистема выделения закономерностей. Эта подсистема должна решать задачи такого типа как: нахождение значений параметров выбранного метода, при которых его чувствительность экг сервис специфичность будут наилучшими (тип параметров зависит от метода); выделение неявных диагностических признаков. Так, например, в последнее время активно изучается применение нейронных сетей для диагностики при анализе ЭКГ сигнала. 3.6 Экспертная система. Предполагается, что эта подсистема будет состоять из двух частей: экспертная система в области проведения исследований, которая должна помочь пользователю выбрать наиболее оптимальный путь к решению поставленной задачи (и она должна самообучаться в процессе работы системы), для этого должен быть создан механизм постановки заданий для других подсистем; диагностическая система, которая должна обобщать все результаты исследований (при этом должна быть предусмотрена возможность выделения еЯ из общей системы в виде отдельного продукта, который может быть использован в практических целях). 3.7 Подсистема сервиса. Эта часть системы должна помочь пользователю оформить результаты исследований в виде, удобном для представления в печать экг сервис проведения докладов (генерация отчетов экг сервис таблиц, построение различных графиков и диаграмм, перенос текста экг сервис графических образов в другие программы). 4. Выбор используемых средств. При выборе иструментальных средств для реализации системы поддержки научных исследований приходилось исходить из следующих принципов: - база данных должна содержать большой объем информации, формы представления информации очень различаются; - программные средства должны обеспечивать простоту общения пользователя с системой; - должны быть предоставлены хорошие графические возможности для отображения данных типа карт. С учетом этого в качестве технической базы был выбран персональный компьютер Макинтош, располагающий требуемыми графическими возможностями экг сервис системным обеспечением, ориентированным на организацию весьма дружелюбного интерфейса с пользователем. Кроме того, представляется очень интересным использовать имеющиеся у Макинтоша возможности обработки звуковой экг сервис видеоинформации. В связи с неоднородностью данных, требующих специальных форм представления, экг сервис с необходимостью соединения в единое целое базы данных экг сервис экспертной системы было принято решение не использовать существующие системы управления базами данных (СУБД), так как они не удовлетворяют в достаточной степени данным требованиям. Система должна представлять из себя прикладную программу, независимую ни от каких других программ. Также было принято решение, что отдельные части подсистем (специальные редакторы в базе данных, программы обработки сигналов экг сервис т.д.) должны быть реализованы как независимые модули, подключаемые к системе. Это значительно облегчает расширение системы. В качестве языка программирования был выбран язык Паскаль. Это универсальный язык, позволяющий решать широкий круг задач и предлагающий самые современные технологии программирования (например, объектно-ориентированное программирование). Кроме того, он не связан с какими-либо определенными аппаратными средствами экг сервис системами, что позволяет легко переносить программы с одной машины на другую, имеющую компилятор Паскаля. Предлагаемый для Макинтоша фирмой Symantec компилятор THINK Pascal создает эффективный программный код экг сервис имеет развитые средства отладки программ экг сервис средства создания библиотек, что делает его удобным для быстрой разработки прикладных программ (см.[3]). 5. Описание разработок. 5.1 Подсистема ведения базы данных. В настоящее время реализованы такие функции, как создание новой записи с одновременным включением ее в подходящий набор экг сервис связыванием ее с текущей записью, просмотр экг сервис редактирование записи, экг сервис удаление записи одновременно с удалением всех ее связей. Созданы экранные формы для записей типа Пациент, Обследование экг сервис ППЖ. Кроме того, созданы специальные редакторы для наборов ЭКГ ВР экг сервис СВК, позволяющие просматривать эти данные в привычном для пользователя виде: - запись типа ЭКГ ВР в виде четырех аналоговых кривых (зависимость амплитуды от времени), причем четвертая кривая - длина вектора - строится по первым трем по формуле V=(X2+Y2 +Z2); - запись типа СВК в виде раскрашенной карты (цвет показывает зависимость амплитуды от времени экг сервис частоты, используется 32 цвета и логарифмический масштаб) -. 5.2 Подсистема ввода. В настоящее время реализованы как ввод данных с клавиатуры в режиме диалога с пользователем (заполнение текстовых полей экг сервис выбор из предлагаемого меню значений для полей типа классификатор), так и импортирование данных из файлов других программ (такие данные, как ЭКГ ВР, ППЖ, СВК, импортируются из файлов, создаваемых специализированными программами; реализовано также импортирование из файлов программы SuperCalc определенного формата). Кроме того, проработан алгоритм ввода данных с прибора экг сервис в настоящее время он реализован для флоуметера (ввод данных со встроенного во него аналого-цифрового преобразователя (АЦП) со следующими характеристиками: 8 каналов, разрядность 12 бит, частота оцифровки постоянна - 256 герц на канал, интерфейс с компьютером через последовательный порт). Реализация ввода данных с кардиографа будет сделана в следующей версии системы (для АЦП, обеспечивающего частоту оцифровки как минимум 500 герц для трех каналов экг сервис с разрядностью как минимум 12 бит). 5.3 Подсистема математической обработки аналовых сигналов. В виде отдельных программ реализованы такие алгоритмы обработки, как анализ поздних потенциалов желудочков экг сервис спектрально-временное картирование. Система может импортировать данные из файлов, создаваемых этими программами. Реализация этих алгоритмов в виде модулей, которые могут подключаться к системе, будет сделана в следующей версии. 5.6 Экспертная система. При создании инструментария для разработки экспертной системы были сделаны проработки с использованием фрейм-логики (см. [4]). Эта логика представляет собой язык высокого уровня для выражения рассуждений об объектах в ясной декларативной манере. Она имеет формальную семантику экг сервис хорошую процедуру доказательств методом резолюции, что делает ее привлекательной для вычислений. Более того, схема базы данных является частью языка, который позволяет пользователю просматривать схему экг сервис данные, используя тот же декларативный формализм. Реализация остальных частей системы предусматривается в следующей версии. 6. Используемые инструментальные средства. Система автоматизации научных исследований в области ЭКГ ВР реализована на персональном компьютере Macintosh IIvx на языке программирования Паскаль (компилятор THINK Pascal 4.0). Она действует в операционной среде Макинтошa (версия 6.0 экг сервис выше) экг сервис для ее работы требуется 512 килобайт оперативной памяти. Объем исходных текстов на языке Паскаль - около 10 тысяч строк. Размер исполняемой программы - 77 килобайт. 7. Заключение. Описываемая в статье компьютерная система автоматизации научных исследований в области ЭКГ ВР находится на первой стадии реализации, ряд ее частей нуждаются в дальнейшей проработке экг сервис воплощении в программном продукте. В первую очередь предполагается сделать: подсистему ввода аналогового сигнала с кардиографа; полную реализацию подсистемы ведения базы данных; встраивание в систему таких программ обработки кардиограммы, как анализ поздних потенциалов экг сервис спектрально-временное картирование; экспертную подсистему. Автор выражает благодарность декану факультета фундаментальной медицины Медведеву О.С. за предоставленные технические средства и заведующему лабораторией компьютерных технологий в медицине этого же факультета Иванову Г.Г за обсуждение затронутых в статье вопросов. Литература. 1. Иванов Г.Г., Востриков В.А. Внезапная сердечная смерть экг сервис поздние потенциалы желудочков. // Анестезиология экг сервис реаниматолигия. - 1991, Э3. 2. Титомир Л.И., Рутткай-Недецкий И. Анализ ортогональной электро- кардиограммы. М.: Наука, 1990. 3.THINK Pascal User Manual. Symantec Corporation, 1990. 4. Kifer M., Lausen G. F-Logic: A Higher-Order Language for Reasoning about Objects, Inheritance and Scheme. // Proceeding of the ACM SIGMOD, pp. 134-146, 1989. разделы управление кострома рукавица вымпел заказ фосфоресцирующий краска автономный электроснабжение кайт ичп пбоюл цвет город стимулирующий лотерея врач-гинеколог мигрень слим лифт дирижабль dunlup 205 55 r16 иномарка калибровка цвет лак краска уничтожитель красный площадь сегодня продать кайт управление кострома виные холодильник электрокамин dimplex model magic (sp8) штендеры подбор холодильный камера 1с бюджетирование vps vds московский флаг доставка дров дэнас гостинницы спб бахила производитель asus p505 гостинницы санкт-питербурга трехмерный презентация купить аудиоплееры искать фотограф купить букмекерский линия калибровка цвет контейнерный автозаправка медикаментозный прерывание беременность tognana фарфор прибор крыса заказать обед зубной камень стелаж пищеблок пломбирование рукавичка доставка корпоративный обслуживание масло форма скс кулер рефконтейнеры система перемешивание капсула миаози кулер регулируемый итальянский вина иномарка организация видеоконференция dunlup 205 55 r16 экг сервис