Медичні апаратно–комп’ютерні системи
Лекція № 6
Медичні апаратно–комп’ютерні системи
Поняття про апаратно – комп’ютерні системи.
МАКС призначені для інформаційної підтримки і/або автоматизації діагностичного та лікувального процесу, що здійснюються при безпосередньому контакті… МАКС відносяться до медичних інформаційних систем базового рівня, до систем… Типовими представниками МАКС є медичні системи моніторингу за станом хворих; системи комп’ютерного аналізу даних…Коротка історична довідка.
Перший напрямок розвивався в основному виробниками медапаратури і почався із застосування найпростіших мікро контролерів, за допомогою яких… Другий напрямок розвивався в медичних науково-дослідних інститутах, оснащеними… З розвитком засобів обчислювальної техніки недоліки кожного з напрямків знижувались, а можливості поступово…Класифікація медичних апаратно-комп’ютерних систем
Існує декілька підходів до класифікації медичних апаратно-комп’ютерних систем (рис. 86).
Рис. 86. Класифікація медичних апаратно-комп’ютерних систем
Класифікація за функціональними можливостями
- спеціалізовані; - багатофункціональні; -комплексні.Класифікація за призначенням
- системи для проведення функціональних та морфологічних досліджень; - моніторингові системи; - системи управління лікувальним процесом;Основні принципи побудови МАКС
Структура МАКС.
У структурі МКПС можна виділити три основні складові: медичне, апаратне та програмне забезпечення.
Медичне забезпечення
Апаратне забезпечення МПК
Деякі елементи обчислювальної техніки
Проте комп’ютер може обробляти інформацію, представлену лише в числовій формі. Вся інша інформація для обробки на комп’ютері повинна бути… Одним із стандартних пристроїв перетворення безперервного сигналу в…Програмне забезпечення МАКС.
Найбільш досконалі пристрої оснащені так званим «інтегрованим» ПЗ, завдяки якому лікар отримує цілісну систему, що охоплює весь процес дослідження,…Модель підготовки дослідження.
Модуль проведення дослідження.
Модуль перегляду і редагування записів.
Модуль обчислювального аналізу.
При аналізі ЕКГ першочерговий інтерес для лікаря представляють часова еволюція та статистика розподілу структурних параметрів та амплітуд з видачею… При аналізі таких фізіологічних показників як реограма (РГ), електроміограма…Модуль оформлення висновку.
Модуль роботи з архівом.
Системи для проведення функціональної діагностики.
Системи для дослідження функцій кровообігу.
Таблиця 31. Набір показників, що реєструються Основні вимірювані показники серцево-судинної системи та їх характеристика. … У відповідності з вимірюваними фізіологічними показниками існує значна…Комп’ютерна електрокардіографія
Основою для побудови алгоритмічного та програмного забезпечення більшості автоматизованих систем слугує наступна послідовність етапів обробки… - Введення ЕКГ; - Попередня обробка сигналу;Комп’ютерна реографія.
Оцінку параметрів здійснюють за індивідуальними хвилями чи за результатами усереднення хвиль та накопиченню їх в спеціальному внутрішньому масиві.…Системи для дослідження органів дихання.
Таблиця 32. Основні показники системи дихання Основні вимірювані показники системи дихання та їх характеристики Вимірюваний…Системи для дослідження головного мозку
До систем дослідження головного мозку можуть бути віднесені електроенцефалографічна, реоенцефалографічні, різноманітні томографічні системи та ряд інших.
Комп’ютерна електроенцефалограма
- аналіз фонової активності (ЕЕГ розглядається як сума неперервних процесів); - кількісна оцінка специфічних структур (гострих хвиль, комплексів пік-хвиля… - оцінка викликаної активності.Системи для ультразвукових досліджень
Існують різні методи ультразвукових (УЗ) досліджень: допплерографія, ехотомографія, дуплексне сканування, транскраніальна допплерографія, транскраніальна сонографія та інші.
Комп’ютерна ехотомографія
Апаратно системи представляють собою комплекс, що складається з УЗ датчика, блоку обробки УЗ сигналу, пристрою сполучення та комп’ютера. УЗ датчики… Особливістю програмного забезпечення УЗ систем на відміну від розглянутих… Іншою важливою особливістю є запропоновані програмним забезпеченням можливості обробки зображень. Сюди в першу чергу…Нші типи спеціалізованих систем
До них відносяться системи для рентгенологічних досліджень, магніторезонансної томографії, радіонуклідних і тепловізійних досліджень. Можна сказати, що перераховані системи відносяться до медичних систем візуалізації. Головне призначення комп’ютерної частини таких систем – візуалізація медичних зображень для аналізу і наступної інтерпретації їх лікарем.
Методи обробки й аналізу медичних зображень.
- надавати користувачеві широкий набір алгоритмів обробки й аналізу зображень, що полегшують їхню інтерпретацію; - забезпечувати мінімальний час відповіді (відповідь у реальному часі… - мати «дружній» інтерфейс користувача, що забезпечує комфорт як фахівцеві в області цифрової обробки зображень, так і…МАКС для рентгенівських досліджень
ДО МАКС для рентгенівських досліджень можуть бути віднесені: цифрові підсилювачі яскравості рентгенівських зображень, цифрові рентгенівські системи,… Звичайно для одержання зображення застосовують метод сканування (скануюча… У комп’ютерних томографічних рентгенівських системах, що з’явилися в 1972 р., рентгенівська трубка обертається навколо…МАКС для магнітно-резонансних досліджень.
Магнітно-резонансна (МР) томографія забезпечує високу розподільну здатність і високу контрастність зображення тканин без впливу рентгенівського… Системи для МР-досліджень можуть бути призначені для: - МР-томографії,МАКС для радіонуклідних досліджень(РНД).
Серед найбільш розроблених сучасних систем для радіонуклідних досліджень можна виділити системи: планарної сцинтиграфії, однофотонної емісійної… Як приклад розглянемо принцип роботи позитронно-емісійного томографа. У кров…Багатофункціональні системи
Апаратне забезпечення зазвичай включає персональний комп’ютер або кілька комп’ютерів, об’єднаних у комп’ютерну мережу, а також комплекс пристроїв… Інтеграція результатів медичних досліджень, отриманих різними методами,…Системи для проведення моніторингу
Специфіка моніторингових систем
- електрокардіограма; - тиск крові в різних точках; - частота подиху (виміряється звичайно або по механічних переміщеннях грудної клітки, або по кривій зміни температури…Електрокардіографічний моніторинг
- клінічні КМ для палат кардіологічного спостереження й інтенсивної терапії; - клінічні КМ для кардіохірургії; - амбулаторні КМ для добового (холтеровського) спостереження;Системи управління лікувальним процесом.
На відміну від раніше розглянутих систем функціональної діагностики та моніторингових систем, в системах управління лікувальним процесом на перше…Системи інтенсивної терапії.
За структурною конфігурацією системи ІТ поділяються на два класи: системи програмного управління та замкнені управляючі системи. До систем програмного управління відносяться системи для здійснення… Замкнені системи ІТ структурно є більш складними МАКС, так як вони об’єднують у собі задачі моніторингу, оцінки стану…Системи оберненого біологічного зв’язку.
БОЗ подає на органи відчуттів пацієнта сигнали (звукові, зорові, тактильні тощо), характеристики яких пов’язані з поточною інформацією про…Системи протезування та штучні органи.
Розглянемо докладніше імплантовані водії серцевого ритму, або як їх ще називають, електрокардіостимулятори (ЕКСР). В даний час випускаються як… При програмному управлінні частота імпульсів або задається лікарем, або може… При управлінні в замкнутому контурі частота імпульсів може бути відрегульована на основі внутрісерцевого сигналу, що…Перспективи розвитку МАКС
Загальний напрямок розвитку буде спрямований в таких напрямках: - створення систем, що здійснюють діагностику захворювань на більш ранніх… - поява систем, що забезпечують можливості інструментальної діагностики раніше не діагностованих патологій;Етичні та правові принципи в системі охорони здоров’я
Захист медичної інформації
- захист особистості від розповсюдження конфіденційної інформації; - захист інтересів держави та відомств, іншими словами, захист від можливого… - безпека систем медичного страхування;Медична інформаційна система як об’єкт захисту
- категорії інформації, котрі обробляються в МІС, вищий гриф секретності; - загальна структурна схема і склад МІС (перелік та склад обладнання,… - тип МІС (одно-, чи багатокористувацька система, відкрита мережа, одно- чи багаторівнева система і т.д.);Проблеми організації захисту лікарської таємниці
В процесі експлуатації МІС, інформація, що накопичується і обробляється, є досить вразливою, підданою до руйнування, так і несанкціонованого… Виділяють такі основні проблеми, що виникають в процесі захисту інформації в… - попередження витоку, кражі, втрати, викривлення, підробки інформації;Загрози інформації, що містить лікарську таємницю.
- кража носіїв інформації та документів, отриманих в результаті роботи інформаційних систем; - копіювання інформації на ПК; - несанкціоноване підключення до апаратури та ліній зв’язку;Проблеми впровадження комплексних систем захисту.
На сьогоднішній день є очевидним те, що спеціалісти різних областей знань, в тому числі і медичних, так чи інакше, змушені займатися питаннями… Кожний із вказаних вище спеціалістів по своєму розв’язує задачу забезпечення… Якщо зібрати всіх спеціалістів разом, то при наявності у кожного з них великого досвіду і знань, створити СИСТЕМУ…Вимоги до моделі процесів інформаційної безпеки.
Така модель повинна задовольняти вимоги, зображені на рисунку 93.
Рис. 93. Вимоги до моделі процесів інформаційної безпеки