ВИДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ

Для успешной работы пользователей следует выделить следующие виды обеспечения функционирования АРМ.

Техническое обеспечение включает персональный компьютер с необходимыми периферийными устройствами, средствами коммуникаций (сетевое обеспечение) и специальными медицинскими приборами (специальное обеспечение).

Программное обеспечение состоит из набора программ, предназначенных для управления работой компьютера в автономном и сетевом режимах, а также для автоматизации решения задач в соответствии с функциональным назначением АРМ.

Организационно-методическое обеспечение состоит из инструктивных и нормативно-методических материалов по обеспечению и работе в среде АРМ, организации защиты информации, правовых документов, регламентирующих отношение и ответственность пользователей, форматы входных и выходных данных.

Помимо стандартного технического и программного обеспечения АРМ врача-специалиста должно быть оснащено специализированным аппаратным и программным обеспечением для решения медицинских задач.

Так, в состав некоторых АРМ врача, особенно технологических, входят компоненты медицинской аппаратуры, предназначенные для съема, усиления и ввода медицинской информации в компьютер. В частности, для автоматизации целого ряда исследований в отделениях функциональной диагностики применяются АРМ врачей-специалистов: нейрофизиолога, кардиолога, пульмонолога и др. Для съема информации используются электроды, если исследуемый показатель имеет электрическую природу (электрокардиограмма, электроэнцефалограмма, электромиограмма, вызванные потенциалы и т. п.), или датчики (первичные преобразователи), которые преобразуют неэлектрический физиологический показатель в электрический сигнал.

Учитывая, что электрический сигнал, получаемый от электродов или датчиков, имеет низкий уровень, его необходимо усилить.

На выходе усилителя сигнал имеет аналоговую форму, поэтому для ввода в ПК его необходимо преобразовать в цифровой код. Для этого применяют специальные устройства - аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

АЦП - устройство, предназначенное для преобразования аналогового электрического сигнала в цифровой код. Одной из важных характеристик АЦП является частота дискретизации, которая определяет количество отсчетов аналогового сигнала в секунду. Чем более высокочастотные составляющие входят в состав сигнала, тем больше должна быть частота дискретизации. При обработке электрофизиологических сигналов используются частоты 256, 512, 1024 Гц. Следующей важной характеристикой АЦП является число уровней квантования, которое определяет число двоичных разрядов (битов), использующихся для цифрового представления амплитуды сигнала. Для адекватного цифрового представления сигналов требуется не менее 12 битов.

В многоканальных системах используются коммутаторы или мультиплексоры для поочередного подключения каждого канала на вход АЦП.

Для ввода медицинской документации могут использоваться устройства, преобразующие текстовую, графическую и видовую информацию в цифровой код. Наиболее часто используются сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фото- и видеокамеры.

Наряду со стандартными устройствами ввода графической информации в медицине используются и специализированные. Например, в цифровых рентгеновских системах используются твердотельные приемники с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения. Применяется метод сканирования с построчным вводом изображения в память ПК, которое затем в целом воспроизводится на экране монитора (сканирующая проекционная рентгенография).

Например, в комплексе «Гемоанализ» оптический микроскоп сопряжен с ПК, что обеспечивает автоматический ввод изображения микропрепарата в компьютер, подсчет форменных элементов крови (лейкоцитов и эритроцитов) в камере Горяева и распечатку результата анализа на бланке.

Аппаратурное сопряжение традиционного медицинского оборудования (рентгеновского аппарата, оптического микроскопа, ультразвукового прибора) позволяет автоматизировать ряд операций и повысить качество работы врача- специалиста.

Специальные программы, входящие в состав АРМ, предназначены для решения конкретных задач, стоящих перед врачом, и зависят от его специализации. Так, в технологических АРМ, где часто используются инструментальные методы исследования различных функций организма, применяются программы обработки и анализа данных. Если анализируются биоэлектрические сигналы (например, ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, ВП и т. п.), то первичная обработка заключается в цифровой фильтрации исходного сигнала. Применяя различные цифровые фильтры, можно значительно снизить уровень наводок и помех, избавиться от плавания изоэлектрической линии. На этом этапе можно оценить стационарность сигнала, а также выявить и исключить различные артефакты. Весьма часто с целью сжатия информации используют преобразование Фурье для перехода из временной области в частотную. В дальнейшем обработанный сигнал используется для анализа и формирования заключения о состоянии исследуемой системы и органа.

Анализ в основном заключается в применении математических методов для выделения и измерения информативных признаков, проведения различных вычислительных операций и сравнения полученного набора признаков с соответствующими показателями нормы или значениями при различных патологических состояниях. Имеется целый ряд процедур, позволяющих соотнести данное состояние исследуемой системы по измеренным значениям признаков, с одним из возможных состояний, то есть произвести дифференциальную диагностику. В заключение программа представляет врачу исходные записи, результаты измерения признаков, расчетные данные, указывает признаки, выходящие за пределы нормы, и формирует синдромальное заключение о состоянии пациента.

Сбор лабораторной информации (биохимической, гематологической, цитологической, гистологической и др.) о состоянии отдельных органов и тканей сопровождается различного рода изображениями: томограммами, рентгенограммами, мазками крови и т. п. Компьютерная обработка оцифрованных изображений разделяется на четыре основные группы: обработка изображений, их анализ, реставрация и реконструкция.

Обработка изображений направлена на улучшение оригинала с точки зрения извлечения полезной информации об исследуемом органе. Обработка изображения позволяет выделить интересующие исследователя детали. Так, в рентгеновских снимках использование цвета или выделение контуров помогает лучше рассмотреть детали изображения.

Анализ изображений - это процесс извлечения количественной или качественной информации. В арсенале прикладных методов анализа изображений имеется аналитический аппарат для решения задач по распознаванию (классификации) изображений объектов лабораторных исследований. Применение компьютерного анализа изображений обеспечивает надежность и воспроизводимость результатов и существенно экономит время.

Реставрация изображений - это восстановление поврежденных или плохих изображений. Реставрация изображения может применяться и в тех случаях, когда имеются артефакты, например движение пациента в момент получения рентгеновского снимка.

Реконструкция изображения - это процесс создания двухмерного (плоского) или трехмерного (объемного) изображения по его проекциям.

Так, в компьютерной томографии получение плоских срезов различных органов осуществляется путем реконструкции (восстановления) изображения по рентгеновской «тени», отбрасываемой телом при данном положении рентгеновского источника. Рентгеновские лучи, выходящие из тела пациента, воспринимаются полоской детекторов рентгеновского излучения. Выходные сигналы детекторов преобразуются в цифровую форму для ввода в ПК, где осуществляется формирование изображения.

В части медицинских исследований для обработки больших массивов данных необходимо применять статистические методы исследования. В настоящее время имеется большой выбор прикладных статистических программ, которые сделали методы анализа данных более доступными и наглядными, освободили от трудоемких ручных вычислений и способствовали внедрению статистических методов в области, далекие от математических. Включение статистических пакетов в АРМ врача крайне важно для выполнения научных исследований, подготовки отчетов, анализа временных рядов, не говоря уже об АРМ медицинских статистиков, где статистические методы являются основным инструментом исследования.

В зависимости от целей статистического анализа применяются различные прикладные программы, среди них: табличные процессоры (Ехсєі, Lotus), пакеты статистической обработки данных (Биостатистика, Statistica, Stadia и др.), пакеты имитационного моделирования (Маthcad, МаШЫЬ, Маthematica).

Важное место в специализированном программном обеспечении АРМ врача-специалиста занимают информационные системы поддержки принятия решений - информационно-справочные и консультативно-диагностические системы.

Особенностью справочных медицинских информационных систем является следующее:

1) предлагаемые пояснения, должны быть понятны врачу, то есть объяснительная компонента должна использовать термины и научно-методические подходы, которые характерны для данного медицинского раздела знаний;

2) поведение системы должно моделировать поведение грамотного врача при решении диагностической задачи, моделировать его методы поиска решений;

3) программы должны быстро адаптироваться к изменениям совокупности медицинских знаний и требованиям медицинской науки.

В настоящее время разработаны системы для консультации медицинского персонала в различных областях медицины, в том числе для диагностики, прогнозирования, выбора метода лечения, обработки кривых и изображений, мониторинга и т. п.

В состав программных средств АРМ входит большой объем справочных данных, позволяющих дать ответ на любой вопрос, связанный с профессиональной деятельностью врача или указать источники, где можно получить необходимую информацию.

В медицине все данные о больном и используемая в записях терминология должна соответствовать стандартам, вестись с учетом международных классификаторов болезней, диагнозов. Единственный международный стандарт, в настоящее время используемый в России, - это русский перевод ICD-10 СМ (International Classification of Diseases) - Международные классификатор болезней МКБ- 10. Кроме того, российской системе здравоохранения подходит и SNOMED- International вследствие его многоосевой структуры и богатой терминологии (130000 терминов).