Разработка базы данных информационной системы цитоморфологобиофизической диагностики организма человека Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Робота присвячена розробц бази даних шформацшног системи цитоморфологобю-фiзичноi дiагностики оргатзму людини, яка призначена для покращення ведення доку-ментаци з видвидувань пацieнтiв та швид-кого доступу к даним для 'iхньоi вiзуального вiдображення

Ключовi слова: база даних, дiагностика, модель схеми даних

Работа посвящена разработке базы данных информационной системы цитоморфо-логобиофизической диагностики организма человека, которая предназначена для улучшения ведения документации о посещениях пациентов и быстрого доступа к данным для их визуального отображения

Ключевые слова: база данных, диагностика, модель схемы данных

This article highlights the developing a database information system diagnostics of the human body, which is designed to improve record keeping of patient visits and fast access to data for their visual display

Keywords: a database, diagnostics, model of the scheme of the data

■о о

УДК 004.65:616-07

РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ЦИТОМОР ФОЛОГОБИОФИЗИЧЕ СКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Е.В. Высоцкая

Кандидат технических наук, доцент* Контактный тел.: (057) 702-14-64 E-mail: diagnost@kture.kharkov.ua

И.Ю. Панферова

Кандидат технических наук, доцент Кафедра «Информационные управляющие системы»**

А.П. Порван

Научный сотрудник* Контактный тел.: (057) 702-14-64 E-mail: diagnost@kture.kharkov.ua

Н. А. Щукин

Инженер 1-ой категории* Контактный тел.: 093-082-91-92 E-mail: KolaShuk@rambler.ru *Кафедра биомедицинской электроники** **Харьковский национальный университет радиоэлектроники пр. Ленина 14, г. Харьков, Украина, 61166

1. Введение

В силу все более широкого распространения персональных компьютеров в медицине широко разрабатываются и внедряются информационные системы, которые позволяют улучшить ведение медицинской документации, проведение статистического учета и анализа медицинской информации, сопровождение наблюдения за пациентами [1]. Одним из аспектов разработки информационных систем в медицине является создание и ведение баз данных (БД), позволяющих хранить данные как о пациенте, так и о медицинских исследованиях.

Для цитоморфологобиофизических медицинских исследований, проводимых врачом цитологом, характерно наличие большого количества как цитоморфо-логической, так и цитобиофизической информации, получаемой о пациенте, что усложняет процесс постановки верного диагноза. Автоматизация процесса постановки диагноза по цитоморфологобиофизическим показателям предполагает хранение непротиворечивой консолидированной информации, отражающей все этапы диагностики.

Следовательно, создание БД информационной системы цитоморфологобиофизической диагностики с целью хранения данных о пациенте и его цитомор-

фологобиофизических пробах является актуальным вопросом.

2. Постановка задачи

Существует большое количество моделей данных (на основе которых строятся БД), среди этих моделей выделяют основные: сетевые, реляционные, объектно-ориентированные, объектно-реляционные [2].

В сетевой модели любой объект может быть как главным, так и подчиненным (в сетевой модели главный объект обозначается термином «владелец набора», а подчиненный - термином «член набора»). Один и тот же объект может одновременно выступать и в роли владельца, и в роли члена набора. Это означает, что каждый объект может участвовать в любом числе взаимосвязей. В сетевой модели данных физическая независимость слабая, так как схема зависит от физического описания, и, следовательно, любое физическое изменение пути доступа в той или иной степени влияет на БД. Манипулирование данными в сетевой модели производится с помощью процедурных языков.

В реляционной модели объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц. Взаимосвязи также рассматриваются в качестве объектов. Каждая таблица представляет один объект и состоит из строк и столбцов. В реляционной базе данных каждая таблица должна иметь первичный ключ (ключевой элемент) - поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице. Благодаря своей простоте и естественности представления реляционная модель получила наибольшее распространение в системы управления базой данных (СУБД) для персональных компьютеров.

В объектно-ориентированной модели данные оформлены в виде моделей объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями. Результатом совмещения возможностей (особенностей) БД и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются объектно-ориентированные системы управления базами данных. Объектно-ориентированные БД обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру [2].

Разница между объектно-реляционными и объектными моделями: первые представляют собой надстройку над реляционной схемой, вторые же изначально объектно-ориентированы. Характерные свойства объектно-реляционной модели: комплексные данные, наследование типа, объектное поведение.

Комплексные данные могут быть реализованы через постоянно-хранимые объекты (persistent objects). Иерархия структурных комплексных данных предлагает дополнительное свойство наследование типа. То есть структурный тип может иметь подтипы, которые используют все его атрибуты и содержат дополнительные атрибуты, специфицированные в подтипе.

Объектное поведение закладывается через описание программных объектов. Такие объекты должны быть сохраняемыми и переносимыми в БД, поэтому они называются обычно как постоянные (или долговременные) объекты. Внутри базы данных все отношения с постоянным программным объектом есть отношения

с его объектным идентификатором, универсальным ядром сервера (Oracle, Informix, DB2, - OID).

При создании БД на основе объектно-реляционной модели универсальное ядро (OID) остается ориентированным на работу с реляционными данными, что отрицательно сказывается на производительности, вынуждая СУБД всякий раз производить сборку/разборку объектов при обмене с хранилищем. Еще один существенный недостаток объектно-реляционных БД заключается в том, что добавлений новых типов данных - это, по сути, расширение ядра сервера. Это модификация тщательно отлаженного, оптимизированного механизма, последствия такой операции трудно просчитываются.

Преимуществом реляционной модели перед другими моделями является простая и удобная для пользователя схема данных, представляемая в виде таблиц. Реляционная модель логически и физически независима. Физическая независимость реляционной модели состоит в том, что модель данных не включает никаких физических описаний. Логическая независимость допускает возможность применения одной концептуальной модели различными пользователями. Физическая независимость дает возможность в целях эффективности использования БД модифицировать физическую организацию данных и пути доступа. Например, необходимо добавить или удалить некоторую связь между записями без изменения программы. Для реляционных моделей бессмысленно использовать процедурный язык, поскольку обеспечена физическая независимость данных. С помощью команд процедурного языка программист строит стратегию доступа к данным. Но любое изменение пути доступа приводит к необходимости модификации программы. Реляционная модель позволяет улучшить выражение требований поддержания целостности и защиты данных путем использования языка высокого уровня.

Таким образом, разработка БД на основе реляционной модели, которая по сравнению с другими моделями обладает рядом достоинств, таких как логическая и физическая независимость модели, простая и удобная для пользователя схема данных в виде таблиц, актуальна.

3. Разработка базы данных информационной системы цитоморфологобиофизической диагностики

БД цитоморфологобиофизической диагностики характерна текстовыми и графическими данными, которые описывают данные о пациенте, его состояние органов и систем организма. Данная БД предназначена для:

- хранения необходимого набора текстовых, числовых и графических данных;

- представления их в удобном, структурированном виде;

- корректировки хранимых данных;

- быстрого доступа к данным для их визуального отображения и проведения операций, связанных с их анализом и классификацией.

Целостность сущностей обеспечивается заданием первичных ключей.

На этапе концептуального проектирования были выделены такие типы сущностей: Рптагу_т^райеП; (первичные данные о пациенте), Second_inf_patient

(второстепенные данные о пациенте, данные, которые заносятся не один раз и могут изменяться), Test (проба), Diagnostics (диагнозы и состояния органов пациента после проведения цитоморфологобио-фи-зической диагностики), Setting (назначение), Citomo-rphological_parameters (цитоморфологобиофизические параметры пациента), Diuresis (состояние диуреза пациента), Harmful_habits (вредные привычки пациента) Medicinal_preparations (медицинские препараты), Dos-es_preparations (Дозы препаратов), Time_reception_pre-parations (время приема препаратов.

Сущность «Primary_inf_patient» предназначена для хранения первичных данных всех обследованных пациентов (например, таких как фотография пациента, дата рождения пациента и др.), которые заносятся один раз и более не изменяются.

Сущность «Second_inf_patient» предназначена для хранения второстепенных данных всех обследованных пациентов (например, таких как жалобы, дата обследования, диурез и др.), которые заносятся не один раз, и могут изменяться.

Сущность «Test» предназначена для хранения изображений проб букального эпителия пациентов в графической форме. Поддерживаются такие графические форматы, как JPEG, BMP, TIFF, GIF.

Сущность «Diagnostics» предназначена для хранения возможных диагнозов и состояний органов пациента при проведении цитоморфологобиофизической диагностики.

Сущность «Setting» предназначена для хранения информации о назначении лекарственных средств пациенту.

Сущность «Medicinal_preparations» предназначена для хранения названий лекарственных средств.

Сущность «Doses_preparations» предназначена для хранения информации о дозах лекарственных средств при назначении.

Сущность «Time_reception_preparations» предназначена для хранения информации о времени приема назначенных лекарственных средств.

Сущность «Citomorphological_parameters» предназначена для хранения информации о цитоморфологобио-физических параметров букального эпителия пациента.

Сущность «Harmful_habits» предназначена для хранения информации о вредных привычках пациента на данный момент.

Сущность «Diuresis» предназначена для хранения информации о состоянии диуреза пациента на данный момент.

Между сущностями (таблицами) БД могут существовать взаимосвязи различных типов: один к одному, один ко многим, много к одному.

Сущность БД «Primary_inf_patient» имеет следующие атрибуты:

- id_primary_patient - номер первичной информации о пациенте по порядку, целочисленного типа;

- ФИО_пациент - фамилия, имя, отчество пациента, символьного типа;

- Фото_пациент - фотография пациента, графического типа;

- Домашний_адрес_телефон - домашний адрес и телефон пациента, символьного типа;

- Работа - место работы пациента, символьного типа;

- Генетическая предрасположенность - генетическая предрасположенность пациента к тому или иному заболеванию.

Сущность БД «Second_inf_patient» имеет следующие атрибуты:

- id_second_patient - номер вторичной информации о пациенте по порядку, целочисленного типа;

- Дата_обследования - дата обследования пациента, в формате даты (DD.MM.YYYY);

- Жалобы - жалобы, с которыми обратился пациент, символьного типа;

- Операции - операции, перенесенные пациентом, символьного типа;

- Травмы - перенесенные пациентом травмы, символьного типа.

Сущность БД «Test» имеет следующие атрибуты:

- id_test - номер исследования по порядку, целочисленного типа;

- Фото_пробы - фотография пробы букального эпителия пациента, графического типа;

- ЭОЯ_% - электроотрицательность ядер (ЭОЯ %) пациента, символьного типа.

Сущность БД «Diagnostics» имеет следующие атрибуты:

- id_diagnostics - номер расшифровки диагностики по порядку, целочисленного типа;

- Желудок_и_12_ти_перстная кишка - состояние желудка пациента и состояние его 12-ти перстной кишки, символьного типа;

- Желчный_пузырь - состояние желчного пузыря пациента, символьного типа;

- Кишечник - состояние кишечника пациента, символьного типа;

- Молочные_железы - состояние молочных желез у пациентки, символьного типа;

- Имунная_реакция - иммунная реакция организма пациента, символьного типа;

- Мочевыделительная_система - состояние моче-выделительной системы пациента, символьного типа;

- ОДС - состояние опорно-двигательной системы пациента;

- Паразитарно_инфекционный_фон - наличие той или иной инфекции и паразита у пациента, символьного типа;

- Печень - состояние печени пациента, символьного типа;

- Поджелудочная_железа - состояние поджелудочной железы пациента, символьного типа;

- Половые_органы - состояние половых органов пациента, таких как: яичники и трубы, тело матки, бартолинитовая железа, внешние половые органы, предстательная железа, яичники, уретра, вагина, символьного типа;

- Сердечно_сосудистая_система - состояние сердечнососудистой системы пациента, символьного типа;

- ЦНС - состояние центральной нервной системы пациента, символьного типа;

- Щитовидная_железа - состояние щитовидной железы пациента, символьного типа;

- Дыхательная_система - состояние дыхательной системы, символьного типа;

- Другое - другие возможные состояния организма и органов пациента, символьного типа.

Восточно-Европейский журнал передовым технологий

Сущность БД «Citomorphological_parameters» имеет следующие атрибуты:

- id_сitomorphological_parameters - номер параметров пациента по порядку, целочисленного типа;

- Форма_клети - содержит информацию о формах клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Целостность_мембраны_клетки - содержит информацию о целостности мембран клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Цвет_цитоплазмы - содержит информацию об окрасе цитоплазмы клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Включения_в_цитоплазму - содержит информацию о наличии тех или иных включений в цитоплазму клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Форма_ядер - содержит информацию о формах ядер клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Целостность_мембраны_ядра - содержит информацию о целостности мембран ядер клеток бу-кального эпителия пробы пациента, символьного типа;

- Окрас_ядра - содержит информацию об окрасе ядер клеток букального эпителия пробы пациента, символьного типа.

Сущность БД «Setting» имеет следующие атрибуты:

- id_setting - номер назначения по порядку, целочисленного типа;

- Назначен_е_лекар_е_препараты - назначение лекарственных средств пациенту, символьного типа;

- Дозы_препаратов - дозировка назначенных препаратов пациенту, символьного типа;

- Время_приема_препаратов - время приема назначенных препаратов пациенту, символьного типа.

Сущность БД «Medicinal_preparations» имеет следующие атрибуты:

- id_medicinal - номер назначения по порядку, целочисленного типа;

- Лекарственные_препараты - оптимальный список лекарственных препаратов, символьного типа;

Сущность БД «Doses_preparations» имеет следующие атрибуты:

- id_doses - номер назначения по порядку, целочисленного типа;

- Дозы_препаратов - возможные дозы принятия лекарственных средств, символьного типа;

Рис. 1. Физическая модель базы данных

Сущность БД «Time_reception_preparations» имеет следующие атрибуты:

- id_time_reception - номер назначения по порядку, целочисленного типа;

- Время_приема_лекарственных_сре - возможные варианты приема лекарственных средств по времени, символьного типа.

Сущность БД «Harmful_habits» имеет следующие атрибуты:

- id_harmful_habits - номер вредных привычек пациента по порядку, целочисленного типа;

- Вредные привычки - вредные привычки пациента на данный момент, символьного типа.

Сущность БД «Diuresis» имеет следующие атрибуты:

- id_Diuresis - номер вредных привычек пациента по порядку, целочисленного типа;

- Диурез - Состояние диуреза у пациента на данный момент, символьного типа.

На этапе логического проектирования БД информационной системы цитоморфологобио-физической диагностики была разработана физическая модель схемы данных, основанная на реляционной модели (рис. 1).

Исходя из требований к информационному обеспечению, выбрана физическая модель, ориентированная на СУБД MS SQL Server 2008, так как она показывает наивысшее быстродействие[2].

4. Выводы

БД информационной системы цитоморфологоби-офизической диагностики разработана на основе реляционной модели, которая имеет простую и удобную для пользователя схему данных в виде таблиц. Она позволяет хранить необходимый набор текстовых, числовых и графических данных о пациенте, представить их в удобном, структурированном виде, с возможностью корректировки этих данных, а так же имеет возможность быстрого доступа к данным для их визуального отображения и проведения операций, связанных с их анализом и классификацией.

Литература

1. Проблема формализации текстовых данных в универсаль-

ных медицинских информационных системах / М.Ю. Болгов, Д.А. Микитенко // Украинский журнал телемедицины и медицинской телематики. - 2006. - Т.4, №2. - С.171-176.

2. Коннолли, Т. Базы данных. Проектирование, реализация и

сопровождение. Теория и практика. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management Third Edition 3-е изд. / Т. Коннолли, К. Берг — М.: "Вильямс" 2003. — 1436 с. — ISBN 0-201-70857-4.

Дана загальна характеристика алгоритму. Дослиджено основш алгоритми пошуку плагiату тексту. Описано основт принципи роботи алгоритмiв

Ключовi слова: алгоритм, реалiзацiя,

програма, пошук

□-□

Дана общая характеристика алгоритма. Исследованы основные алгоритмы поиска плагиата текста. Описаны основные принципы работы алгоритмов

Ключевые слова: алгоритм, реализация,

программа, поиск

□-□

A general characteristic of the algorithm. The basic algorithms for finding plagiarism of text. The basic principles of the algorithms

Keywords: algorithm, implementation, program search

УДК 001.891:65.011.56

АЛГОРИТМИ ПОШУКУ

ПЛАГ1АТУ

А.А. Чижова

Хaркiвський нaцiонaльний ушверситет рaдiоелектронiки просп. Лен^, 14, м. XapKiB, yKpaÏHa, 61166 Кон^кший тел.: 097-847-29-63 E-mail: Chijova_alla@ukr.net

1. Введення

Плапат - навмисне привласнення авторства чужого твору науки чи думок або мистецтва чи винаходи. Плапат може бути порушенням авторсько-правового законодавства та патентного законодавства i в 1х яко-си може спричинити за собою юридичну вщповщаль-

шсть. З шшого боку, плапат можливий i в областях, на яю не поширюеться дiя яких-небудь видiв штелек-туально! власносп, наприклад, в математищ та шших фундаментальних наукових дисциплшах.

Алгоритм - це система правил виконання обчис-лювального процесу, що обов'язково приводить до розв'язання певного класу задач тсля скшченного