CC BY
71
УДК 616.24-073.173
© А.А. Жердев, П.Н. Танцов, Е.Г. Петров, 2011
ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО СПИРОМЕТРА
Разработка эргономичного и качественного программного обеспечения, реализующего все возможности прибора, является важным шагом на пути к завершению долгой дороги: от возникновения идеи прибора к его коммерческой реализации. В данной статье представлено описание разработанного авторами на кафедре Электротехники и информационных систем МГГУ прикладного программного обеспечения акустического спирометра.
Ключевые слова: акустический спирометр, беспроводный модуль, программное обеспечение.
Разработанный в МГГУ на кафедре Электротехники и информационных систем акустический спирометр — прибор, предназначенный для функциональной диагностики дыхания человека. Он представляет собой акустический расходомер, позволяющий измерять скорость потока в обоих направлениях [1].
С помощью имеющейся измерительной базы стала возможным разработка медицинского прибора, способного измерять такие показатели дыхания как дыхательный объем (ДО), форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), пиковая объемная скорость (ПОС) и многие другие.
По совокупности значений указанных выше параметров медицинские работники способны определять предрасположенность пациентов к тем или иным заболеваниям органов дыхания. Функциональная диагностика является наиболее доступной и эффективной еще и потому что, во время проведения тестов от пациентов требуются минимальные физические и временные затраты.
Разработка программного обеспечения, позволяющего реализовать все достоинства акустического метода измерения — отсутствие движущихся частей в потоке, низкая инерционность и чувствительность к изменению внешних параметров, высокая точность — актуальная задача, от качества реализации которой зависят конечные свойства акустического спирометра.
При разработке программного обеспечения перед авторами стояло множество задач. Ниже выделены наиболее общие и важные:
1. Обеспечить максимальную эргономичность пользования прибором.
2. Разрабатываемое программное обеспечение должно быть универсальным.
3. Обеспечить возможность прохождения пациентами двух наиболее распространенных тестов — ЖЕЛ и ФЖЕЛ.
4. Разработать адекватную эксплуатационную документацию, достаточную для самостоятельного использования прибора пациентами и медицинским персоналом.
Каждая из поставленных задач требует тщательного анализа проблематики спирометрии и знания тонкостей работ разработанного прибора. Именно поэтому за разработку программы взялись специалисты кафедры ЭИС, имеющий многолетний опыт работы с подобными приборами.
1. Наибольшая эргономичность пользования акустическим спирометром достигается следующим образом:
а) использование беспроводного подключения при связи прибор-компьютер.
Беспроводная связь в последнее время является наиболее перспективным направлением в области информационных технологий. Невозможно получить абсолютную свободу в обращении с прибором при наличии провода для передачи данных при соединении с компьютером. Было решено интегрировать модуль беспроводного подключения в акустический спирометр.
б) хранение результатов тестирования и информации о пациентах.
Разработанное программное обеспечение позволяет его пользователям сохранять информацию о результатах тестирования и вести базу данных пациентов. Автоматическая привязка тестов к пациентам позволяет обеспечить наиболее эффективное использование аппаратно-программного комплекса.
в) вывод на печать результатов тестирования.
Программой предусмотрена возможность печати результатов тестирования на стандартных принтерах на бумаге формата А4. Вывод на печать является особенно удобным, поскольку результаты тестирования подшиваются в карточку к пациенту.
г) общая эргономика.
В целом программа имеет приятный внешний вид и интуитивно понятный интерфейс. По ходу прохождения тестов возникают автоматические подсказки. Если производимые пользователем действия приведут к непоправимым изменениям, программа обязательно в понятной пользователю форме сообщит об этом.
2. Универсальность достигается путем совместимости разработанного программного обеспечения с наиболее распространенными версиями операционных систем — Microsoft Windows XP, Vista, Seven.
3. Программой реализована возможность прохождения тестов по методикам ФЖЕЛ и ЖЕЛ. Доступные в настоящий момент параметры указаны ниже.
Тест ФЖЕЛ предназначен для определения следующих параметров:
ФЖЕЛ — Форсированная жизненная емкость легких [л]; ОФВ0,5 — Объем форсированного выдоха за 0,5 секунд [л]; ОФВ1 — Объем форсированного выдоха за 1 секунду [л]; ОФВ3 — Объем форсированного выдоха за 3 секунды [л]; ПОС — Пиковая объемная скорость [л/с]; ТПОС — Время достижения ПОС [с]; МОС25 — Мгновенная объемная скорость при 25 % ФЖЕЛ [л/с]; МОС50 — Мгновенная объемная скорость при 50 % ФЖЕЛ [л/с]; МОС75 — Мгновенная объемная
скорость при 75 % ФЖЕЛ [л/с]; ИГ — Индекс Генслара ОФВі /ФЖЕЛ.
Тест ЖЕЛ предназначен для определения следующих параметров: ДО — Дыхательный объем [л]; ЖЕЛ — Жизненная емкость легких [л]; РОВД — Резервный объем вдоха [л]; РО-ВЫД — Резервный объем выдоха [л]; ЕВД- Емкость вдоха [л]; ЧД — Частота дыхания [1/мин]; МОД — Минутный объем дыхания[л]; ЧФД — Частота форсированного дыхания[1/мин]; МВЛ — Максимальная вентиляция легких [л].
4. Программное обеспечение и эксплуатационная документация к нему успешно прошла технические испытания в ФГУ ВНИИИМТ Росздравнадзора и соответствует ГОСТ 28195-89, ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93, ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000, ГОСТ Р ИСО 9127-94, ГОСТ Р 51188-98.
На рис 1. и рис. 2 представлены отдельные скришноты программного обеспечения.
Рис. 1. Прохождение теста ЖЕЛ
Рис. 2. Ведение базы данных пациентов
Разработанное авторами на кафедре электротехники и информационных систем МГГУ программное обеспечение для акустического спирометра успешно прошло технические испытания в испытательной лаборатории Здравнадзора и может быть использовано совместно с прибором без значительных доработок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пучков Л.А., Шкундин С.З., Буянов С.И. Способ измерения расхода потока и устройство для его осуществления. Московский государственный горный университет. Патент на изобретение №2284015 от 01.04.2004 г.
