- •Список літератури………………………………………………………..267 Розділ 1. Інформаційні технології в системі охорони здоров’я
- •1.1. Основні поняття медичної інформатики
- •Інформація та її визначення
- •Передача інформації. Схема передачі інформації. Відправник, канал, і одержувач
- •Носії повідомлень
- •Представлення інформації в комп’ютері
- •Предмет та об’єкт медичної інформатики
- •Медична інформація та її види
- •Інформація, дані, знання
- •Типи медичних знань.
- •Інформаційний медичний документ
- •Медичні дані
- •Питання для самоконтролю
- •1.2. Мережеві технології Основні поняття комп’ютерних мереж
- •Комунікаційне обладнання
- •Комунікаційне програмне забезпечення
- •Класифікація комп’ютерних мереж
- •Локальні мережі
- •Глобальні мережі
- •Глобальна мережа Internet та її можливості
- •Виникнення глобальної мережі Internet.
- •Протоколи мережі Internet.
- •Ідентифікація комп’ютерів в мережі. Адресація в Internet.
- •Основні послуги Internet.
- •Робота з електронною поштою
- •Поштові адреси та структура електронного листа.
- •Робота з гіпертекстовими сторінками World Wide Web.
- •Пошук в Internet
- •Робота з файлами засобами ftp-сервера
- •Загальні алгоритми пошуку інформації в Internet .
- •Питання для самоконтролю
- •1.3. Інформаційні ресурси системи охорони здоров’я Основи телемедицини.
- •Технології, що застосовуються у телемедицині
- •Будова телемедичних систем. Засоби передачі інформації в телемедицині
- •Функції телемедичних центрів
- •Стандарти, які застосовуються в телемедицині.
- •Стандарт Health Level 7
- •Проблеми телемедицини
- •Доказова медицина. Принципи доказової медицини
- •Визначення доказовості
- •Аспекти доказової медицини
- •Умови ефективного функціонування доказової медицини
- •Алгоритм дій
- •Мета-аналіз
- •Види мета-аналізу
- •Переваги мета-аналізу
- •Проблеми мета-аналізу
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 2. Комп’ютерні дані та методи їх аналізу
- •2.1 Системи управління базами даних. Основні концепції баз даних
- •Класифікація баз даних
- •Основні типи моделей даних
- •Ієрархічна модель даних.
- •Модель даних типу мережа.
- •Реляційна модель даних.
- •Класифікація сучасних систем керування базами даних
- •Мовні засоби систем керування базами даних
- •Майбутнє субд
- •Питання для самоконтролю
- •2.2. Кодування та класифікація. Історія класифікації і кодування
- •Що таке класифікація?
- •Двоосьова icpc .
- •Види кодів
- •Класифікація і кодування
- •Міжнародні Системи Класифікації.
- •Системи класифікації в Україні
- •Питання для самоконтролю
- •2.3. Візуалізація медико-біологічних даних. Поняття медичного зображення.
- •Формування медичних зображень: від фізіології до інформаційної обробки
- •Медичне зображення як об’єкт медичної інформатики.
- •Методи отримання медичних зображень
- •Обробка медичних зображень.
- •Основні принципи обробки зображень.
- •Попередня обробка.
- •Зміна контрастності зображення.
- •Затемнення і видимість деталей зображення
- •Зменшення шуму.
- •Квантування рівня сірого
- •Відновлення зображень
- •Покращення зображень
- •Методика виявлення краю або контуру
- •Сегментація.
- •Стиснення зображення
- •Перетворення зображення
- •Повне перетворення
- •Розрахунок параметрів.
- •Інтерпретація зображень.
- •Проблеми обробки та аналізу зображень
- •Проблема візуалізації зображень.
- •Двовимірні томографічні зображення.
- •Тривимірне об’ємне зображення.
- •Способи двовимірної візуалізації.
- •Способи дійсної три вимірної візуалізації.
- •Застосування тривимірної візуалізації.
- •Сучасні тенденції обробки зображень
- •Обробка двовимірних та тривимірних медичних зображень. Обробка двовимірних медичних зображень
- •Обробка тривимірних медичних зображень
- •Питання для самоконтролю
- •2.5. Біосигнали та їх обробка.
- •Етапи аналізу біосигналів
- •Реєстрація, перетворення та класифікація сигналів
- •Біосигнали і нестаціонарні сигнали.
- •Типи сигналів. Детерміновані біосигнали
- •Стохастична форма хвилі
- •Аналого-цифрове перетворення
- •Приклади застосування аналізу біосигналів
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 3. Медичні знання та прийняття рішень
- •3.1. Формалізація та алгоритмізація медичних задач. Основні поняття
- •Алгоритми та їх властивості.
- •Способи подання алгоритмів
- •Типи алгоритмів та їх структурні схеми Лінійні алгоритми
- •Циклічні алгоритми
- •Цикл-поки
- •Цикл-до
- •Питання для самоконтролю
- •3.2. Формальна логіка у вирішенні медико-біологічних задач. Основи логіки висловлень
- •Поняття висловлення
- •Множина значень висловлення
- •Алфавіт логіки висловлень
- •Логічні операції та таблиці істинності. Бінарні і унарні операції
- •Операція заперечення.
- •Операція кон’юнкції
- •Операція диз’юнкції
- •Операція імплікації
- •Операція еквівалентності
- •Діаграми Вена
- •Властивості логічних операцій
- •Основні логічні функції.
- •Логічна функція якщо
- •Способи подання логічних функцій
- •Питання для самоконтролю
- •3.3. Логічні і ймовірнісні моделі у діагностиці захворювань Типи діагностичних і прогностичних технологій
- •Види лікарської логіки.
- •Детерміністична логіка
- •Табличні методи
- •Машинні технології
- •Логіка фазових інтервалів
- •Фазовий простір станів
- •Застосування ймовірнісної логіки в діагностиці
- •Основи теорії ймовірнісної діагностики
- •Розробка систем ймовірнісної діагностики
- •Приклад застосування систем ймовірнісної діагностики
- •Метод послідовного статистичного аналізу Вальда
- •Питання для самоконтролю
- •3.4. Моделювання медико-біологічних процесів . Поняття системи
- •Властивості систем
- •Структура систем
- •Загальна теорія систем. Системний підхід
- •Поняття моделі. Типи моделей
- •Типи моделей
- •Математична модель. Історія
- •Ступені складності математичної моделі
- •Ступені адекватності
- •Математичне моделювання
- •Етапи математичного моделювання
- •Обмеження і переваги методу математичного моделювання
- •Приклади математичних моделей.
- •1. Гемодинаміка судинного русла
- •2. Модель зміни концентрації лікарського препарату в крові пацієнта
- •3. Моделювання росту популяцій
- •43. Випадкові відхилення 44. Випадкові відхилення
- •4. Математична модель «хижак – жертва»
- •5. Моделювання клітинного росту
- •6. Математичне моделювання в імунології.
- •7. Моделювання епідемічних процесів
- •Питання для самоконтролю
- •3.5. Системи знань. Експертні системи. Визначення й архітектура систем знань
- •Людина і комп’ютер
- •Експертні системи в медицині
- •Штучний інтелект.
- •Історія ес
- •Розробка експертних систем
- •База знань
- •Формальні моделі зображення знань
- •Продукційні моделі
- •Семантичні моделі
- •Модель типу фрейм
- •Характеристики експертних систем
- •Приклади застосування експертних систем
- •Тенденції розвитку систем знань
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 4. Інформаційні системи в охороні здоров’я
- •4.1. Медичні інформаційні системи Вимоги до інформації
- •Основні аспекти інформатизації медичної діяльності
- •Загальна технологічна схема діагностично-лікувального процесу.
- •Етапи створення і основні характеристики міс
- •Класифікація медичних інформаційних систем
- •Медичні інформаційні системи базового рівня
- •Інформаційно довідкові системи.
- •Консультативно-діагностичні системи.
- •Арм лікаря.
- •Автоматизоване робоче місце лікаря діагноста
- •Медичні інформаційні системи рівня лікувально-профілактичного закладу
- •Інформаційні системи консультативних центрів.
- •Скрінінгові системи.
- •Інформаційні системи лікувально-профілактичної установи Особливості організації інформаційного середовища лікувально профілактичної установи
- •Основні типи даних
- •Інформаційні системи поліклінічного обслуговування.
- •Міс територіального і державного рівня
- •Інформаційне забезпечення міс
- •Питання для самоконтролю
- •4.2. Автоматизовані системи діагностики захворювань і прогнозування результатів їх лікування
- •4.3. Медичні приладо – комп’ютерні системи Поняття про приладо – комп’ютерні системи.
- •Коротка історична довідка.
- •Класифікація медичних приладо-комп’ютерних систем
- •Класифікація за функціональними можливостями
- •Класифікація за призначенням
- •Основні принципи побудови мпкс Структура мпкс.
- •Медичне забезпечення
- •Апаратне забезпечення мпк Деякі елементи обчислювальної техніки
- •Програмне забезпечення мпкс.
- •1. Підготовки дослідження.
- •2. Проведення дослідження.
- •3. Перегляду і редагування записів.
- •4. Обчислювального аналізу.
- •5. Оформлення висновку.
- •6. Роботи з архівом.
- •Системи для проведення функціональної діагностики. Системи для дослідження функцій кровообігу.
- •Комп’ютерна електрокардіографія
- •Комп’ютерна реографія.
- •Системи для дослідження органів дихання.
- •Системи для дослідження головного мозку
- •Комп’ютерна електроенцефалограма
- •Системи для ультразвукових досліджень
- •Комп’ютерна ехотомографія
- •Інші типи спеціалізованих систем
- •Методи обробки й аналізу медичних зображень.
- •Мпкс для рентгенівських досліджень
- •Мпкс для магнітно-резонансних досліджень.
- •Мпкс для радіонуклідних досліджень(рнд).
- •Багатофункціональні системи
- •Системи для проведення моніторингу
- •Специфіка моніторингових систем
- •Електрокардіографічний моніторинг
- •Системи управління лікувальним процесом.
- •Системи інтенсивної терапії.
- •Системи оберненого біологічного зв’язку.
- •Системи протезування та штучні органи.
- •Перспективи розвитку мпкс
- •Питання для самоконтролю
- •4.4. Госпітальні інформаційні системи
- •Типи систем.
- •Відображення сценарію інформаційних подій в лпу.
- •Архітектура гіс.
- •Автоматизовані робочі місця головного лікаря та його замісників.
- •Регістратура
- •Електронна медична карта (емк)
- •Стаціонар
- •Лабораторні дослідження.
- •Операційна
- •Облік лікарських засобів.
- •Електронна медична картка. Ведення медичної документації за допомогою персонального комп’ютера.
- •Концепція побудови електронних медичних карток
- •Ступінь захисту інформації про пацієнтів
- •Система медичного документообігу закладів охорони здоров’я
- •Структура системи
- •Етапи документообігу
- •Питання для самоконтролю
- •4.5. Етичні та правові принципи в системі охорони здоров’я Захист медичної інформації
- •Медична інформаційна система як об’єкт захисту
- •Проблеми організації захисту лікарської таємниці
- •Загрози інформації, що містить лікарську таємницю.
- •Проблеми впровадження комплексних систем захисту.
- •Вимоги до моделі процесів інформаційної безпеки.
- •Формування моделі інформаційної безпеки.
- •Питання для самоконтролю
Застосування тривимірної візуалізації.
Віртуальна колоноскопія. При цьому дані тривимірних зображень отримуються спіральним КТ; віртуальна камера «пілотується» вздовж кишечника; віртуальні ендоскопічні зображення візуалізуються. Перевагами над справжньою колоноскопією є усунення ризику перфорації, комфортність для пацієнта. Недоліком є обмежене поле зору.
Віртуальна колоноскопія включає автоматичну навігацію, віртуальний розтин та картографічну проекцію. Автоматична навігація розроблена з метою «пілотування» віртуальною камерою, уникаючи зіткнень із стінками і стабілізуючи камеру. Віртуальний розтин (autopsy) спочатку математично випрямляє і розкручує кишечник, а потім візуалізує об’єм. Тобто, можна візуалізувати об’єм, як єдине статичне зображення. Картографічна проекція — це циліндрична проекція з рівними відстанями.
Структурна квантифікація. Багато характеристик поверхонь (як функції від розмірів) є важливими для прийняття діагностичних та терапевтичних рішень. Сюди належать площа поперечного перерізу, середній діаметр, довжина, кривизна. Структурна квонтифікація застосовується в оцінці судинної, респіраторної та інших функцій.
Сучасні тенденції обробки зображень
Сучасні тенденції в обробці медичних зображень включають їх двовимірну й тривимірну обробку за допомогою комп’ютера.
Іншим аспектом дій є створення баз даних медичних зображень. Однією з таких баз є «visible human project» (www.nlm.nih.gov/research/visible/visible_human.html.). Мета цього проекту – забезпечити набори даних для використання при вивченні анатомії, проведенні досліджень, в освітніх і діагностичних проектах.
Конструкція цифрових анатомічних атласів й інших наборів візуальних довідкових даних вимагає удосконалення променевих методик дослідження.
Обробка двовимірних та тривимірних медичних зображень. Обробка двовимірних медичних зображень
Розглянемо найбільш типові приклади використання обчислювальних систем: комп’ютерну томографію, ультразвукову діагностику і комп’ютерну фіброскопію.
Томографічний метод знаходить усе більш широке застосування в медичній практиці в зв’язку з тим, що в останні десятиліття з’являються все нові й нові методи реєстрації стану внутрішніх тканин організму. Напевно, методи ядерного магнітного резонансу ЯМР-томографія, електричного парамагнітного резонансу ЕПР-спектроскопія поступово будуть усе більше витискати метод томографії, заснований на реєстрації ступеня поглинання тканин рентгенівськими променями.
У той же час очевидно, що сфери медицини, пов’язані з остеологічними проблемами, ще довго будуть використовувати рентгенівське випромінювання як один з основних діагностичних підходів.
Принцип томографії (рис. 22) заснований на пошаровій реєстрації великої кількості променів, посланих випромінювачем (1) через досліджуваний орган (3) у бік реєстратора випромінювання (2).
На рисунку умовно розділено дві пари випромінювач-реєстратор, розташовані в горизонтальній (А) і вертикальній (В) площинах. При проходженні через тканину досліджуваного органа, промені нерівномірно поглинаються в усіх його ділянках.
Припустимо, що всередині органа (3) є патологічний осередок (4). Тоді профілі поглинання променів, які пройшли через орган, будуть мати вигляд, поданий на схемі праворуч.
Р ис. 15. Комп’ютерна томографія
Низька інтенсивність відповідає розташуванню патологічного осередку. Наявність двох профілів дозволяє точно зазначити розташування осередку в структурі органа.
Етап опрацювання і графічного синтезу здійснюється за допомогою обчислювальних систем, бо в цьому випадку опрацьовуються величезні масиви цифрової інформації.
Принцип роботи установок для ультразвукової діагностики (рис. 23) багато в чому аналогічний до описаного вище. З тією різницею, що йдеться, по-перше, про механічні коливання ультразвукового діапазону, а по-друге, цей сигнал не проходить крізь орган, а відбивається від нього.
Р ис. 16. Ультразвукова діагностика