Лечение в США
Автори:
Злепко С. М., Коваль Л. Г., Гаврілова Н. М., Тимчик І. С.

Навчальний посібник

6.3 Інформаційна система інструментальної діагностики діабету

Метою даної роботи була розробка трирівневої медичної автоматизованої системи
для масових обстежень в області діабетології, що включає банк числових і клінічних даних, реляційну з ієрархічною побудовою систему управління базою даних (СУБД "Пальма"), пакет статистичних програм для медичних і біологічних досліджень BMDP.

Вирішенню задач впорядкування і автоматизації робіт зі збору і переробки діагностичної інформації в області клінічної діабетології підлягає структурна організація інформаційної системи інструментальної діагностики діабету (ІСІДДА) (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 – Структурна організація ІСІДДА

Функціональна схема ІСІДДА передбачає трирівневу організацію технології обстеження (рис. 6.2).

Рисунок 6.2 – Функціональна схема ІСІДДА

Перший рівень – контроль здоров'я в режимі інтерв'ювання в рамках методологічних можливостей кабінету долікарняного огляду для виявлення осіб з підвищеними факторами ризику (рис. 6.3).

Інтерв'юер
Паспортні дані Анамнестичні дані Фактори ризику Супутні хвороби

Рисунок 6.3 – Схема модуля "Діалог"

На цьому етапі дослідження відповідно до вагових коефіцієнтів об'єктів встановлюються критерії здоров'я. Кількісна оцінка отриманих відповідей розраховувалась за формулою:

(6.2)

де аі – вагові коефіцієнти;

хі – значення прикмет, причому хі є {0,1}.

Другий рівень передбачає виявлення ступеню порушення вуглеводного обміну у обстежуваних шляхом повного біохімічного і реографічного обстеження в процесі тестових навантажень з прийняттям рішення про лікування чи видачу рекомендацій.

Третій рівень призначений для динамічного спостереження хворих цукровим діабетом і уточнення характеру лікування.

Структурно перший рівень складається з модуля "Діалог", другий - з модуля "Дослідження", "Оцінка станів", "Прийняття рішень", "Банк даних" (рис. 6.4).

Рисунок 6.4 – Модульна архітектура ІСІДДА

Враховуючи, що обстеження хворих на третьому рівні проводиться для уточнення ступеня можливих ускладнень і не потребує повного обсягу тестових навантажень, воно проводиться в рамках структурної організації другого модуля "Дослідження".

Програмне забезпечення системи ІСІДДА. Програмне забезпечення системи ІСІДДА складається з чотирьох компонентів.

1. Модуль інтерв'ювання "Діалог".

2. База даних (БД).

3. Пакет прикладних програм статистичної обробки біомедичної інформації BMDP.

4. Комплекс прикладних програм.

Пакет BMDP являє собою сукупність незалежних, готових до виконання програм, кожна з яких орієнтована на певний вид статистичного аналізу. Пакет дозволяє вирішити такі задачі математичної статистики:

1. Визначення статистичних характеристик одновимірних і багатовимірних сукупностей;

2. Категоризація даних і порівняння груп;

3. Кластерний аналіз;

4. Факторний аналіз;

5. Канонічна кореляція;

6. Дискримінантний аналіз;

7. Регресивний аналіз;

8. Аналіз дисперсії і коваріацій;

9. Непараметричні критерії і оцінки.

Багато з цих задач є багатоваріантними. Користувачу надається можливість вибрати найбільш ефективний метод вирішення для підвищення достовірності результатів. Крім того, пакет BMDP дозволяє реалізувати попередню вибірку і перетворення вхідних даних.

Комплекс прикладних програм BMDP КПП BMDP (CA BMDP) можна розділити на дві групи. Програми першої групи здійснюють пошук і зчитування даних з БД за довільними умовами вибору, запис даних в файл статистики для наступної обробки їх за допомогою пакета BMDP, друк вихідної форми. До другої групи відносяться програми налагодження пакета BMDP на конкретну статистичну задачу.

Зв'язок користувача з прикладними програмами, а також з програмами пакета BMDP здійснюється за допомогою процедур в інтерактивному режимі.

Моделі бази даних. Модель БД можна поділити на три рівні. Перший рівень поєднує рівень блоків, що зберігають дані, та рівень блоків даних, і рівень абстрактної пам'яті СУБД "Пальма". Цей рівень в СУБД "Пальма" підтримується автоматично. При організації БД адміністратор БД задає обсяги пам'яті на магнітному диску для кожного розділу БД, а також обсяги пам'яті, що відводяться під заголовки розділу, і деякі інші параметри.

Для бази даних ІСІДДА це такі параметри.

Розділ 0 (довідникова інформація з керування БД) займає 4 циліндри (1 - файл А, 3 - файл В) на магнітному диску, розмір фізичного блоку даних 3520 байтів.

Розділ F (робочі і тимчасові набори БД) займає 4 циліндри (3 - файл А, 1 - файл В) на магнітному диску, розмір фізичного блоку даних 3520 байтів.

Розділ D (власні БД) займає 25 циліндрів (20 - файл А, 5 - файл В) на магнітному диску, розмір фізичного блоку даних 3520 байтів.

Другим рівнем архітектури БД є рівень відношень "Пальма". Під відношенням розуміється таблиця даних, стовпці якої відповідають атрибутам відношення, а рядки – кортежам. На цьому рівні користувач здійснює введення даних в БД і їх корегування. Як додаткові об'єкти будуються образи відношень, що являють собою засіб первинної і вторинної індексації для реалізації прямого доступу до даних. Всі співвідношення і образи записані в третій нормальній формі.

База даних системи ІСІДДА включає п'ять співвідношень. Чотири співвідношення об'єднують дані пацієнта з медичного обстеження на цукровий діабет, п'яте відношення є довідником супутніх захворювань:

1. Відношення DCONST – паспортні дані пацієнта;

2. Відношення DDOLAB – долікарняні і лабораторні обстеження;

3. Відношення DSOPZB – супутні захворювання і фактори ризику;

4. Відношення DREOGR – реографія і термометрія;

5. Відношення DSPRAN – довідник захворювань.

Відношення DSOPZB і DREOGR є дворівневими. Для відношень DCONST, DDOLAB, DSOPZB, DREOGR побудовані образи типу 1 (ключ – реєстраційний номер пацієнта). Образ для відношення DSPRAN має як ключ атрибут – код захворювання. Образи мають такі мнемокоди: DCONST, DDOLAB, DSOPZІ, DREOGІ, DSPRAІ.

Третім рівнем БД є рівень інтегрованих даних, що оперують співвідношеннями, які утворені з атрибутів різних відношень низького рівня. Основними об'єктами цього рівня є інтегровані відношення як результат природного сполучення кортежей декількох базових відношень чи зразків за спільними атрибутами. Інтегровані відношення дозволяють реалізувати спільну обробку даних БД.

В БД системи ІСІДДА створені три інтегрованих співвідношення.

1. DSOPZN – об'єднує дані образів DSOPZI (супутнє захворювання) і DSPRAI – довідник захворювань. Як приєднаний атрибут виступає основне захворювання.

2. DDDDDD – об'єднує дані одного пацієнта з образів (DCONSI, DDOLAI, DSOPZI) за реєстраційним номером.

3. СССССС – об'єднує дані інтегрованого відношення DDDDDD і назву захворювання з образів DSPRAI. В розпорядження користувача БД і адміністратора БД надається моніторна система СУБД "Пальма" - СПРУТ, що дозволяє за допомогою прикладних програм СУБД "Пальма" і мови реляційного інтерфейсу здійснювати завантаження БД, її реструктуризацію і ряд оперативних запитів на пошук і виведення даних.

Контрольні запитання

1. В чому полягає концепція будови терапевтичного апарату «Штучна бета-клітина»?

2. Наведіть структурну схему модуля керування глікемією.

3. В чому полягає принцип роботи модуля інфузії інсуліну?

4. Призначення системи ІСІДДА.

5. Наведіть функціональну схему ІСІДДА.

6. Які моделі баз даних використовує система ІСІДДА?

ЗМІСТ