На основании полученного плана обследования пациентов, составляется расписание посещения кабинета УЗИ пациентами гастроэнтерологического отделения детского стационара.

3.1.2. Определение размеров ЖП на снимке УЗИ.

Рассмотрим задачу определение размеров ЖП на снимках УЗИ. На данном этапе необходимо верно поставить границы ЖП для правильного считывания АИС и подсчитать его объём с построением графика изменения объема от времени.

Нормы ЖП для здорового пациента является форма органа продолговатая или в форме правильного овала, ширина от 3 до 5 см, длина от 6 до 10 см, объем должен составлять от 30 до 80 куб. см.

Размер ЖП на каждом шаге (3 шага) исследования вычисляют, ведя подсчет количества пикселей, входящих в пределы границ желчного пузыря на снимке УЗИ. Все пиксели обозначаются флагом , обозначающий причастность пикселя к границам желчного пузыря, а так же координатами m и l, обозначающие номер строки и номер столбца соответственно. В результате решения данной задачи будет решаться следующее:

- все пиксели, входящие в область границ желчного пузыря, будут подсчитываться. Если =1, то пиксель будет входить в данную область, иначе, если = 0 – нет.

По истечению исследования строится график зависимости объема ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования, отмечая объём ЖП точкой на шкале времени, соответствующей определенному шагу исследования.

3.1.3. Вычисление показателей качества функционирования ЖП.

Рассмотрим задачу вычисление показателей качества функционирования ЖП. По полученному графику зависимости объема ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования производится его анализ. Анализ заключается в сравнении взаимного расположения каждой из точек построенного графика зависимости объема ЖП от времени исследования с каждой из эталонных точек (без патологий) объема ЖП на конкретном шаге исследования, хранимых в АИС. При попадании точек в интервал допустимых отклонений от эталонной точки, а так же при совпадении полученных точек и эталонных точек друг с другом ЖП считается без патологий. В ином случае даже при отклонении одной из трёх точек графика в ЖП характеризуется наличие патологии, и график исследования отсылается к гастроэнтерологу на постановление соответствующего диагноза.

3.2. Метод решения задачи.

3.2.1. Выбор метода решения задачи.

Задача включает в себя три подзадачи. Первая подзадача заключается в произведении расчета количества пациентов для обследования кабинетом УЗИ за один день, учитывая время работы кабинета и нормативное время обследования пациента:

,

где B - количество пациентов для обследования кабинетом УЗИ за один день, TE – время окончания работы кабинета УЗИ, TB – время начала работы кабинета УЗИ, t – нормативное время обследования пациента.

Вторая подзадача заключается в составлении ежедневного плана обследования пациентов гастроэнтерологического отделения детского стационара за неделю.

Данная задача может быть решена с помощью эвристического алгоритма. Построим таблицу, где первый столбец будет определять идентификатор пациента «n», второй столбец будет определять в соответствующей ячейке календарного дня порядковый номер (от 1 до 6) очередности посещения кабинета УЗИ пациента с идентификатором «n», третий столбец будет определять срочность исследования «k» пациента с идентификатором «n» (см. Таблица 3.2.1.1).

Таблица 3.2.1.1

Шаг за шагом последовательно на каждом N-ом шаге алгоритма будет выполняться итерационно два основных действия до тех пор, пока в столбце «k» таблицы 3.2.1.1 не останется значений:

1. Выберем пациента с идентификатором «n» с максимальным коэффициентом срочности исследования «k», и запишем его порядковый номер очередности посещения (1,2,3,…,6) в ячейку, соответствующей первому дню исследования кабинета УЗИ, напротив строки с его идентификатором «n». Поиск пациента по коэффициенту срочности исследования «k» производится построчно. Количество пациентов не должно превышать значения 6 в один день исследования кабинета УЗИ.

2. Удаляем коэффициенты срочности исследования «k», соответствующие пациентам с идентификатором «n», выбранные в первом действии соответствующего шага. Запишем оставшиеся коэффициенты срочности исследования «k» в столбец «ШагN».

Третья подзадача заключается в составлении расписания посещения кабинета УЗИ пациентами гастроэнтерологического отделения детского стационара на основании полученного плана обследования пациентов. Данная задача может быть решена с помощью эвристического алгоритма. Построим таблицу, где первый столбец будет определять порядковый номер (1,2,3,…,6) очередности посещения пациента кабинета УЗИ, второй и последующие столбцы будут определять соответственно идентификатор пациента «n» и время его посещения «Tп» кабинета УЗИ в календарную дату исследования (см. Таблица 3.2.1.2).

Таблица 3.2.1.2

3.2.2. Выбор метода решения задачи.

Задача включает в себя две подзадачи. Первая подзадача заключается в необходимости обозначения границ желчного пузыря на снимке УЗИ (см. рис. 3.2.2.1.) для правильного считывания АИС.

Рис. 3.2.2.1. Снимок УЗИ ЖП без обозначения границ.

Нормы ЖП для здорового пациента является форма органа продолговатая или в форме правильного овала, ширина от 3 до 5 см, длина от 6 до 10 см. (см. рис. 3.2.2.1.).

Рис. 3.2.2.2. Снимок УЗИ ЖП с обозначениями границ.

Вторая подзадача заключается в вычислении объёма ЖП на каждом из трёх шагов исследования, производя подсчет количества пикселей, входящих в пределы границ желчного пузыря на снимке УЗИ. Все пиксели обозначаются флагом , обозначающий причастность пикселя к границам желчного пузыря, а так же координатами m и l, обозначающие номер строки и номер столбца соответственно. Все пиксели, входящие в область границ желчного пузыря, будут подсчитываться. Если =1, то пиксель будет входить в данную область, иначе, если = 0 – нет.

Опишем алгоритм подсчета пикселей для получения объёма ЖП на шаге исследования i, где P – сумма подсчитанных пикселей, m – номер строки, M – число строк, l – номер столбца, L – число столбцов, w_ml –принадлежность к области границ ЖП, V – объем ЖП. Блок схема алгоритма представлена на рисунке 3.2.2.3. (см. Рис. 3.2.2.3.).

Рис. 3.2.2.3. Алгоритм подсчета пикселей в области границ ЖП.

Третья подзадача будет заключаться в построении графика зависимости объема ЖП от времени исследования. Изначально, график будет представлять набор из трёх точек r_i на шкале времени, соответствующей определенному шагу исследования i, иллюстрирующих зависимость объёма ЖП от времени исследования на каждом из трёх шагов исследования.

Для построения графика воспользуемся Методом Пауэлла полиномиальной аппроксимации. Этот метод основан на последовательном применении процедуры оценивания с использованием квадратичной аппроксимации.

Итак, если у нас есть три известных пары точек r₁(T₁, P₁), r₂(T₂, P₂) и r₃(T₃, P₃), где T_i представляет собой время, отложенное по шкале времени

i-ого шага исследования, P_i – объём ЖП на i-ом шаге исследования, то коэффициенты квадратичной интерполяции вида:

  могут быть вычислены по следующим формулам:

Рассчитав соответствующие коэффициенты квадратичной интерполяции, и подставив их в исходное уравнение кривой второго порядка, мы можем построить график зависимости объема ЖП от времени исследования.

3.2.3. Выбор метода решения задачи.

График изменения объема желчного пузыря от времени исследования представляет из себя кривую второго порядка, состоящую из трёх узловых точек, отображающих объём ЖП на каждом шаге (всего 3) исследования i. Задача заключается в сравнении полученного графика «R» зависимости объема ЖП от времени исследования с неким эталонным графиком «Z».

Задача состоит из двух подзадач. Первая подзадача заключается в определении разности в объёме полученной и эталонной точек графиков.

Определим разность точек r_i и z_i по формуле:

,

где rz_i – разность объема полученной точки r_i и эталонной точки z_i на i-ом шаге исследования, P_i – объём ЖП на i-ом шаге исследования, h – максимальное количество шагов исследования.

Вторая подзадача заключается в выявлении принадлежности полученной точки r_i допустимому интервалу отклонения объёма ЖП от эталонного значения в точке z_i.

Каждая точка r_i полученного графика имеет допустимое отклонение от эталонного значения Ce_i в точке z_i на отрезке , где P_i – объем на i-ом шаге исследования.

По полученной разности rz_i для каждой точки r_i графика «R», определим принадлежность разности rz_i отрезку:

4. Проектирование информационного обеспечения

Задача проектирования информационного обеспечения ИС формулируется следующим образом: определить потоки, содержание, носители, форму и структуру представления информации, необходимой и достаточной для управления объектом в рассматриваемой предметной области.

4.1. Концептуальное проектирование базы данных.

При концептуальном проектировании базы данных используется методика, ориентированная на модель представление данных «Сущность-связь». Базовыми элементами в этой модели являются сущности и связи.

Концептуальное проектирование базы данных

1. Устанавливаются сущности (хранилища соответствуют сущностям БД). В данной базе данных представлены 5 сущностей – «Пациент», «Исследование», «Измерение ЖП», «Диагноз» и «Заключение».

2. Сущностям присваиваются названия, формируются описания, устанавливается количество экземпляров каждой сущности. Результат оформляется в таблицу 1.

Таблица1 – Таблица сущностей

Сущность «Пациенты» содержит сведения обо всех пациентах детского стационара в течение одной недели.

Сущность «Исследование» содержит сведения обо всех исследованиях в стационаре за неделю.

Сущность «Измерение ЖП» содержит сведения обо всех измерениях (шагах) ЖП, получаемых в течение УЗИ.

Сущность «Диагноз» содержит сведения обо всех диагнозах.

Сущность «Заключение» содержит сведения обо всех заключениях, выписываемых на основании диагноза пациента.

3. Для каждой сущности определяется совокупность атрибутов.

«Пациент» - «Имя», «Фамилия», «Отчество», «Полис», «Регион», «Район», «Населенный пункт», «Улица», «Дом», «Квартира».

«Исследование» - «Дата проведения исследования», «Время в минутах», «ФИО медсестры», «Полис», «Срочность исследования».

«Измерение ЖП» - «Полис», «№ шага измерения», «Дата проведения исследования», «Время измерения шага», «Имя файла с изображением замера», «Объем ЖП».

«Диагноз» - «Код диагноза», «Наименование диагноза».

«Заключение» - «Полис», «Код диагноза», «ФИО гастроэнтеролога», «Дата постановки диагноза».

4. Выполняются преобразования декларативных атрибутов в параметрические, составных в простые, устраняются вторичные атрибуты, динамические по возможности преобразуются в статические.

Все атрибуты являются параметрическими, простыми, первичными, статическими.

Для каждого атрибута устанавливается наименование, приводится описание, определяется домен.

Результаты логического проектирования представлены в таблице 4.1.

Логическая модель базы данных представлена на рисунке 4.1.