CC BY
0
УДК 517.929:378.02
О. I. Нечепуренко, Т.А. Григорова, В.П. Ляшенко
ЕКСПРЕС-АНАЛ1З СТАНУ 1МУННО1 СИСТЕМИ НА ОСНОВ1 ШФОРМАЦШНИХ ТЕХНОЛОГ1Й
Загальна постановка питання. Останнiм часом зростае об'ем шформацшного забезпечення медичних технологiй та послуг. Впровадження шформацшних систем у медицину стае одним iз актуальных завдань сучасно'1 науки [1].
Анал1з публжацш за темою досл1дження. Одним iз напрямiв такого впровадження е дiагностка та профiлактика iмунноi недостатностi [2]. З щею метою розроблено загальний алгоритм експрес-аналiзу та створено штерактивну iнформацiйну систему визначення iмунного стану людини [3]. Для цього було проаналiзовано iснуючi методи та системи даного типу, що дозволило визначити оптимальний метод експрес^агностики. Таким методом е метод тепловiзiйноi дiагностики. Теоретичною базою цього методу стало вщкриття В.Р. Вогралша, М.У. Вогралiка i М.В. Головановох [2, 4, 5]. Роботи [1, 6, 7] були використаш для проектування, реалiзацii та аналiзу шформацшнох системи експрес-аналiзу iмунодефiциту. 1х основнi принципи були закладеш у модель шформацшнох системи, що розробляеться.
Мета дослщження. Метою роботи е розробка методики комп'ютерно'1 експрес-дiагностики стану iмунноi системи людини на базi математично'1 моделi температурного поля в активних точках грудно'1 кл^ини.
Етапи досл1дження. За основу для розробки проекту штерактивно'1 системи було взято стандарти автоматизовано'1 шформацшно'1 структуровано'1 по типу задачi системи. Завдяки шструментар^ проведення лiкувально-профiлактичних заходiв за сво'1'м характером обробки даних, розроблювана медична консультативно-дiагностична приладо-комп'ютерна шформацшна система базового рiвня е дорадчою [1, 6]. Система працюе в умовах безпосереднього контакту з об'ектом дослщження (пащентом) у реальному режимi часу. Вона мае три основш складов^ прилад (пiрометр або тепловiзор), програмне забезпечення (алгоритм роботи та методики проектування) та медичну складову (метод тепловiзiйноi дiагностики та методики проведення вимiрювань).
Для проектування системи розроблено дiаграми варiантiв застосування системи iз використанням сучасно'1 технологii ЦМЪ (рис.1). Система мае два концептуально рiзних рiвня реалiзацii: iнтерфейсна верая для ПК та клiент-серверний Web-додаток. Спiльним ядром обох цих систем е блок базового аналiзу, що грунтуеться на алгоритмi тепловiзiйноi дiагностики.
Для зменшення навантаження на мережний трафш та збiльшення швидкостi роботи системи було оптимiзовано взаемозв'язки рiзних, по фiзичним властивостям, й' частин.
Система включае у себе аналiтичнi алгоритми розгалуження iз ситуацiйним 1'х вибором, базами даних, штерфейс користувача та модуль налаштування системи, який дозволяе корегувати критери базового алгоритму та спещальш параметри аналiзу (рис.2).
Пiд час практично! апробаци системи у медичних установах м. Кременчука (2003-2010 рр.) було проведено бшьше чотирьох тисяч вимiрювань i визначень розрахункових показниюв.
систеккки
&К&ШТНК
Рис.1 Дiаграма варiантiв використання системи
За результатами обробки даних було з'ясовано, що використання вимiрювальних приладiв у ходi проведення аналiзу i людський чинник у визначенш положення точок вимiрювання приводить до виникнення похибок вхiдних даних, яю впливають на точнiсть визначення вихщних параметрiв шформацшно'1 системи. Враховуючи розрахунок розширено'1 невизначеностi проведених вимiрювань [8], була розроблена система усунення похибки вимiрювань (уточнення даних), яка уведена в основний алгоритм обробки вхщних даних.
Ефектившсть роботи системи, особливо п 1нтернет версп залежить вщ формування рекомендацiй, якi е складовою частиною системи. Як з'ясувалось у ходi клiнiчних випробувань для ефективно'1 дп рекомендацiй необхiдно використовувати шдивщуальний пiдхiд. Усунення iмунноi недостатносп вiдбуваеться шляхом локального опромiнювання шюри приладами рiзного типу випромiнювання. Щоб отримати максимальну ефективнiсть вiд використання приладiв випромiнювання необхiдно установити час дп тепла у залежностi вщ показника вимiрювання. Щоб досягти цього експериментальним шляхом треба дослщжувати десятки тисяч хворих, тому доцiльним е створення математично'1 моделi, яка б дозволила з'ясувати, як змшюеться система кровооб^у пiд впливом дп теплового опромшювання приладами з
рiзним типом випромшювання. Основою математично'1 моделi Kp0B006iry е система крайових задач для диференцiальних рiвнянь фшьтрацп та теплопровiдностi у рухомому середовищi [10,11]. Вона дозволяе врахувати залежнють швидкостi руху кровi по капшяру пiд дiею температури.
Висновки i перспективи подальшого розвитку. Розроблена шформацшна система дiагностики е економiчною, високо штегрованою, швидко адаптованою, а
також вщповщае вимогам швидкого проведення i високо'1 точностi резyльтатiв iз застосуванням доступних медичних приладiв iндивiдyального користування. Вона може бути впроваджена у будь-яких медичних установах для попередньо'1 оцшки загального стану здоров'я пащента.
Подальшим розвитком дано'1 iнформацiйноï системи е розв'язання проблеми шдивщаульного часу впливу теплового випромшювання на дшянки тша людини для досягнення максимального терапевтичного ефекту корекцп iмyнного стану. З щею метою розробляеться математична модель кровооб^у, що враховуе д^ випромшювання на шюру та його вплив на кшькюний елементарний склад кровь
Л1ТЕРАТУРА:
1. Дюк В.А., Информационные технологии в медико-биологических исследованиях. / В.А.Дюк, В.Л. Эмануэль . - СПб.: Питер, 2003.
2. Першин Б.Б. Антигеннеспецифическая иммунопрофилактика, иммунокоррекция и иммунореабилитация вторичных иммунодефицитных состояний/ Б.Б.Першин, С.Н.Кузьмин, В.В. Чиркин // International Journal on Immunorehabilitation - june 1997. — № 6.
3. Nechepurenko O. Computer technologies for diagnostics and preventuion of immunity system status/ O. Nechepurenko//X International PhD Workshop OWD, Gliwice:Silesian University of Technology. - 2008. - P.113-116.
4. Fruatt A. Spannungsanalis durch Warmestrahlung / A. Fruatt// PEM Process Eng. Mag. - 1983. - № 5-6. - P. 122-123.
5. Тарасов В.В. Оптическо-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений / В.В.Тарасов, Ю.Г. Якушенко //РАСУ, ОАО Цент. Науч.-исслед. Ин-т «Циклон». - 2000. - Вып.1. - С. 3 - 18.
6. William S. Davis The Information System Consultant's Handbook. Systems Analysis and Design/ S. Davis William, C. Yen David . - CRC Press, 1998. - 800 p.
7. Громов Г.Р. Очерки информационной технологии / Г.Р. Громов.- М.: ИнфоАрт, 1992.
8. Захаров И.П. Оценивание неопределенности измерений: эволюция нормативной базы и основных подходов / И.П.Захаров, С.В.Водотыка // Журнал «Системи обробки шформаци». - 2009. - № 5 (79).
9. Биофизика/ [Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И. и др.]. - Владос: Москва, 2000. - 293 с.
10. Березовський А.А. Лекции по нелинейным краевым задачам математической физики ч.1./ А. А. Березовський. - Киев, 1976.- 452с.
11. Ляшенко В.П. К расчету разогрева движущейся проволоки сосредоточенным источником тепла / В.П. Ляшенко // Укра'нський математичний конгрес - 2001. Математична фiзика. - Ки'в, 2001. - С. 17 - 18.
НЕЧЕПУРЕНКО Ольга 1вашвна - астрант кафедри шформатики i вищо'1 математики, Кременчуцький нацюнальний ушверситет iменi Михайла Остроградського, Украша. Науковi штереси:
- математичне моделювання та шформацшш технологи.
ГРИГОРОВА Тетяна Альбертсвна - асистент кафедри шформатики i вищо'1 математики, Кременчуцький нацюнальний ушверситет iменi Михайла Остроградського, Украша. Науковi штереси:
- математичне моделювання та шформацшш технологи.
ЛЯШЕНКО Вштор Павлович - к.ф.-м.н., доц., професор каф. шформатики i вищо'1' математики, Кременчуцький нацюнальний ушверситет iменi Михайла Остроградського, Украша. Науковi штереси:
- математичне моделювання та нелшшш задачi теплопровщносп.
