Способы обработки медицинской информации

Методические указания (рекомендации)

Практическое занятие Ср3 (для студента)

Тема занятия

Системы обработки медико-биологической информации

Цели и задачи

Теоретически изучить системы обработки МБИ, их назначение и
классификацию, устройство и принцип действия, основные метрологические характеристики.

Основные понятия

1. Современные требования к системам обработки.

2. Подходы к обработке МБИ.

3. Схему аналогового интегратора для оценки суммарной электрической актив­ности нейтрона.

4.Устройство и принцип работы частотных анализаторов.

Вопросы к занятию

1. Приведите классификацию специальных методов анализа. В чем заключается метод суперпозиции?

2. Какие преимущества прибора, работающего в масштабе реального времени?

3. Что такое интеграторы? На чем основана их работа?

4. Что такое амплитудно-частотная характеристика фильтра? Нарисуйте амплитудно-частотную характеристику полосового фильтра. Укажите границы частоты на уровне ослабления 3 дб, 6 дб, 30 дб.

5. Нарисуйте схему аналогового интегратора и поясните его работу. Что такое период интегрирования?

6. Что такое амплитудно-частотная характеристика фильтра? Нарисуйте амплитудно-частотную характеристику полосового фильтра. Укажите границы частоты на уровне ослабления 3 дб, 6 дб, 30 дб.

7. Что понимают под обработкой медицинской информации?

8. Что такое режекторный фильтр? Нарисуйте частотную характеристику режекторного фильтра.

9. Какие преимущества прибора, работающего в масштабе реального времени?

10. Что такое полосовой фильтр? Какова его конструкция? Нарисуйте частотную характеристику затухания полосового фильтра.

11. Какие существуют подходы к обработке медицинской информации? Их преимущества и недостатки.

12. Что такое фильтр нижних частот? Нарисуйте частотную характеристику затухания фильтра нижних частот.

Методические указания (рекомендации)

Обработка медицинской информации — выделение некоторых важных инте­ресующих исследователя или потребителя параметров (элементов), в результате чего информация предстаёт в концентрированном и наглядном виде.

Современные требования к системам обработки:

1. Наглядность обработанной информации.

2. Оперативность обработки медицинской информации.

3. Необходимо, чтобы информация была представлена в концентриро­ванном виде.

4. Выбирать ведущие параметры.

5. Для прогнозирования состояния больного нужна функция, а не просто набор параметров.

Подходы к обработке МБИ:

При обработке медицинской информации возможно три подхода:

1. Одновременно записывать и обрабатывать.

2. Вначале записать информацию, потом обработать.

3. Прибор должен давать информацию в уже обработанном виде.

В связи с этими подходами, различают три способа обработки информации:

1. Визуальный способ обработки, когда информацию рассматривают на экране дисплея (осциллографа). Недостатком такого способа является то, что при этом можно увидеть только грубую патологию, т.е. при этом достигается только качественная обработка информации.

2. Ручной (безмашинный) способ обработки. Диагностический прибор при этом не работает в масштабе ре­ального времени, так как информация сначала записывается, а потом вручную обрабатывается, но врач при этом может выбрать любой интересующий его параметр. Параметр, причём с любой точностью. Эта ра­бота трудоемка и продолжительна, индивидуальна и субъективна.

3. Автоматический метод обработки. В этом случае прибор работает в масш­табе реального времени, так как врач получает сразу же обработанную информацию.

Различают три вида методов автоматической обработки:

Амплитудным способом обрабатывают информацию интеграторы. Данный способ применяется в тех случаях, когда необходимо составить общее впечатление об исследуемом процессе по его част­ным признакам.

Органы и ткани создают биопотенциалы. Суммарная электрическая активность органа или ткани — это количество электри­чества (Q), проходящее через отводящие электроды при регистрации данного вида биоэлектрического сигнала. Пусть Z — импеданс ткани (полное сопротивление ткани по переменному току). Между электродами, приложенными к исследуемому органу (или к коже в области исследуемого органа), создается напряжение, которое является функцией времени: U=f(t).

В этом случае dQ = I . dt; По закону Ома I =U/Z= f(t)/Z.

Тогда dQ = f(t)/Z . dt; Q =₀ò i f(t)/Z . dt = 1/Z ₀ò i f(t)dt, где i- период интегрирования (промежуток времени, в течении которого накапливается информация об электрической активности изучаемого органа).

Схема аналогового интегратора для оценки суммарной электрической актив­ности нейтрона

Основной частью интегратора является накопитель. В электрических схемах в качестве накопителя электрического заряда обычно используется конденсатор (электроёмкость).

Рассмотрим блок схему такого интегратора:

Uвх —-> Детектор —-> Накопитель —-> U вых

Входное напряжение подаётся на детектор, который обладает односторонней проводимостью и поэтому отрезает отрицательные полуволны входного напряжения. Накопитель накапливает электрический заряд и в виде выходного напряжения подаёт информацию о величине заряда на следующий блок диагностического прибора, обычно устройство отображения или регистрации информации.

Ниже приведена принципиальная схема аналогового интегратора.

А В Д

D R

U_вх C R_вх.УОР U_вых

Если применить данный интегратор для обработки электрической активности нейрона, то:

Принцип действия: Конденсатор С постоянно заряжается через резистор R и постоянно разряжается через сопротивление входа регистрирующего прибора (R_вх.УОР). При определенном подборе С и R U_вых оказывается прямо пропор­циональным частоте входного сигнала, поэтому регистрирующий при­бор можно проградуировать в единицах числа импульсов в секунду, то есть в Гц.

Устройство очень простое, однако информация выдается в ана­логовом виде, ее трудно считывать, если частота импульсов не постоянна.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)

Источник

Информационный инструментарий для решения медико-биологических задач

• Информационный инструментарий — совокупность компьютерного и программного обеспечения для решения по ставленной задачи .

• От того, насколько верно подобраны соответствующие технические средства — компьютер и программное обеспечение, зависит в итоге эффективность работы по созданию конечного информационного продукта — информационной услуги.

• При создании информационного продукта следует выделить 3 этапа:

– выбор программной среды, в которой будет разрабатываться информационный продукт:

– выбор стиля документа, создание шаблонов документа, вспомогательных таблиц, рисунков, графиков и другой атрибутики, необходимой для решения поставленной задачи;

– окончательная работа по созданию информационного продукта, его тестирование и реализация на рынке информационных услуг.

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ

• Существует две принципиально отличающиеся друг от друга информационные технологии: централизованная и децентрали зованная обработка информации.

• Централизованная обработка информации осуществляется в вычислительных центрах на высокопроизводительных компьютерах. В этих центрах имеются все средства хранения информации и поддержки баз данных, а также инструментальные средства подготовки и исполнения документов. Обычно подобные центры обслуживают лечебные учреждения всего региона (области, республики) и подчиняются соответствующим подведомственным органам управления здравоохранения.

• В составе персонала таких центров кроме медицинских работников имеются лица, обеспечивающие функционирование компьютерных систем — инженеры технического профиля, программисты, дизайнеры, системные администраторы.

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

• Децентрализованная обработка информации — аппаратно-

программные комплексы, специально предназначенные для автономной работы — рабочие станции, или автоматизированные рабочие места персонала , имеющие возможность (соответствующее программное обеспечение и высокопроизводительные процессоры) выполнять сложные расчеты по обработке специализированных первичных данных.

• Облачные технологии обработки информации . Исходные данные передаются по каналам связи (оптоволокно, спутники, WWW) на удаленный высокопроизводительный сервер, оснащенный развитым программным обеспечением, включающим экспертные системы и системы искусственного интеллекта, где и производится работа с информацией. Итоговый результат при этом отправляется потребителю.

• Технология обработки структурированных данных . Она предназначена для хорошо структурированных задач, которые имеют отлаженные алгоритмы и процедуры их решения.

• К таким технологиям относятся — работа регистратуры, аптеки, бухгалтерии

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УРОВНИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В МЕДИЦИНЕ

• Управленческие информационные технологии в лечебном учреждении можно разделить на три уровня

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УРОВНИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В МЕДИЦИНЕ

• Первый уровень — оперативный (операционный) .

1. В нем работают основные исполнители лечебного процесса

(врачи, медсестры, лаборанты) и вспомогательные службы (аптека, бухгалтерия, транспортная служба и др.).

2. Задачи на этом уровне четко определены и структурированы .

3. Операционный уровень является связующим звеном лечебного учреждения с внешним миром — пациентами, страховыми компаниями, аптечными складами и другими службами, обеспечивающими жизнедеятельность лечебного учреждения.

4. На этом же уровне осуществляется маркетинг , в частности связь между лечебными учреждениями при направлении и перемещении пациентов .

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УРОВНИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В МЕДИЦИНЕ

• Второй уровень — Тактический

• Предназначен обеспечивать работу специалистов и среднего

менеджмента — заведующих отделениями и автономными группами специалистов (например, группой маммологов).

• технологии этого уровня обеспечивают медицинскому работнику

автоматизацию офисных работ : ведение истории болезни, оформление документов для текущих мероприятий и презентаций, обращение к базам данных лечебного учреждения.

• Менеджеры используют информационную технологию для ведения

отчетности, сравнительного анализа ситуаций, складывающихся в лечебных, финансовых и вспомогательных подразделениях лечебного учреждения .

• На этом этапе информационные технологии помогают принимать

тактические решения в краткосрочной и среднесрочной перспективе . Прогрессивным направлением использования информационных технологий на этом уровне можно считать принятие управленческих решений, базирующихся на специальных программных продуктах.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УРОВНИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В МЕДИЦИНЕ

• Третий уровень — Стратегический

• Предназначен для менеджеров высшего звена.

• Его основная задача — оптимизировать управление лечебным

учреждением на основе оперативного контроля и долгосрочного планирования.

• Важным достоинством стратегического уровня является наличие в нем технологий, предусматривающих принятие решений в сложных, неординарных и компромиссных ситуациях.

• Как правило, информационные технологии высшего уровня базируются на развитых локальных и региональных сетях с обязательным выходом в глобальную компьютерную сеть. Важно использовать на этом уровне полноценные и хорошо структурированные базы данных локального и регионального уровня а в некоторых случаях — и всей страны в целом.

Источник