АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И РЕАЛИЗАЦИИ МЕДИЦИНСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ КОНЦЕПЦИИ КИБЕРФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ВЕРИФИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ФРАГМЕНТОВ МЕДИЦИНСКИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

  • А. В. Проскуряков Южный федеральный университет
Ключевые слова: Автоматизация, биологический, верификация, безэталонный метод верификации, диагностика, информация, киберфизическая, медицинский, метод, метод эталонный, подсистема, программно-аппаратный модуль, процесс, система, статистика, рентгенография, решение, томография, энтропия, эталон

Аннотация

Рассматриваются подходы и их анализ к проектированию и реализации медицинских
информационных систем на базе концепции киберфизической системы для решения задач
верификации состояния фрагментов медицинских биологических объектов в процессе ди-
агностики заболеваний. Показана актуальность разработки средств и методов автома-
тизации процессов диагностики и лечения на базе передовых технологий с повсеместным
внедрением медицинских информационных систем (МИС), медицинских автоматизирован-
ных информационных систем (МАИС), медицинских автоматизированных диагностиче-
ских информационных систем (МАДИС) на базе комплекса технических средств (КТС)
вычислительной техники (ВТ), комплекса программных средств (КПС,) системных и инст-
рументальных, сетевых технологий и вычислительных сетей, новых информационных
технологий в целом, при реализации модели развития отечественного производства техно-
логического оборудования и медицинских изделий. Сделан анализ, что должна включать в
свой состав, по какому принципу строиться, каким принципам построения удовлетворять
МИС, как киберфизическая система (КФС). Показана технологическая последователь-
ность, представляющая собой анализ рентгенографических изображений, принятие реше-
ний на основании анализа этих изображений, постановка диагноза на основании принятых
решений подсистемой принятия решений МИС, которые должны осуществляться путём
разработки и применения алгоритмов автоматизации процесса диагностики, реализуемыхразработанным программным и информационным обеспечением для обслуживания под-
системы принятия решений. Описана реализация процесса верификации состояния фраг-
ментов биологических объектов по компьютерно - томографическим изображениям
МИС. В статье акцент сделан на анализ рентгенографических изображений, принятие
решений на основании анализа этих изображений, постановка диагноза на основании
принятых решений. Приведены примеры прикладной, практической реализации программ-
ного и информационного обеспечения процесса автоматизации верификации медицинских
объектов в виде экранных форм для работы с фрагментами исследуемого объекта и ре-
зультатами анализа рентгенографических изображений. Всё это позволяет повысить
оперативность, точность верификации состояния медицинских биологических объектов,
достоверность процесса диагностики заболеваний. Показана научная новизна, результа-
ты апробации материала, представленного в статье на международных, всероссийских
конференциях, научных журналах

Литература

1. Kurakova N.A. Informatizatsii zdravookhraneniya kak instrument sozdaniya «Samoreguliruemoy
sistemy organizatsii meditsinskoy pomoshchi» [Informatization of healthcare as a tool for creating
a "Self-regulating system of medical care organization"], Vrach i informatsionnye tekhnologii
[Doctor and information technologies], 2009, No. 2, pp. 24-27.
2. Gostyushkin V.V., Kosykh N.E., Savin S.Z. Modeli i metody obrabotki meditsinskikh
izobrazheniy [Models and methods of medical image processing]. Khabarovsk: Vychislitel'nyy
tsentr DVO RAN, 2010, 20 p.
3. Blinov N.N., Mazurov A.I. Problemy rasshireniya diagnosticheskikh vozmozhnostey
meditsinskoy rentgenotekhniki [Problems of expanding diagnostic capabilities of medical
X-ray equipment], Meditsinskaya tekhnika [Medical Technic], 2011, No. 5, pp. 1-5.
4. Rozhkova N.I., Kochetova G.P. Dinamika tekhnicheskoy osnashchennosti diagnosticheskoy
sluzhby Rossiyskoy Federatsii za 2002-2010 gg. [Dynamics of technical equipment of the diagnostic
service of the Russian Federation for 2002-2010], Meditsinskaya tekhnika [Medical
Technic], 2012, No. 2, pp. 1-5.
5. Volkov A.G., Samoylenko A.P., Proskuryakov A.V. Metod diagnostiki sostoyaniya
paranazal'nykh pazukh po ikh rentgenograficheskim izobrazheniyam [Method of diagnosing
the condition of paranasal sinuses by their radiographic images], X Mezhdunarodnaya
nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya «Fizika i radioelektronika v meditsine i ekologii»
(FREME’2012) [X International Scientific and Technical Conference "Physics and Radio
Electronics in Medicine and Ecology" (FREME'2012)], 2012, pp. 63-67.
6. Mukhin Yu.Yu., Lebedev G.S. Podkhody k parametricheskoy otsenke i sopostavleniyu funktsiy
meditsinskikh informatsionnykh sistem [Approaches to parametric assessment and comparison
of functions of medical information systems], Informatsionno-izmeritel'nye sistemy [Information
and measurement systems], 2013, No. 10, pp. 19-27.
7. Tarasov N.V., Proskuryakov A.V. Realizatsiya algoritma informatsionno-entropiynogo analiza
meditsinskikh rentgenograficheskikh i tomograficheskikh snimkov [Implementation of the algorithm
of information - entropy analysis of medical radiographic and tomographic images],
Mater. IV Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Fundamental'nye i prikladnye
aspekty komp'yuternykh tekhnologiy i informatsionnoy bezopasnosti» (FPAKTIB’2018) [Proceedings
of the IV All-Russian Scientific and Technical Conference "Fundamental and Applied
Aspects of Computer Technology and Information Security" (FPAKTIB'2018)]. Rostovon-
Donu Izd-vo YuFU, 2018, pp. 461-465.
8. Samoylenko A.P., Proskuryakov A.V. Sposoby realizatsii metoda diagnostiki sostoyaniya
paranazal'nykh pazukh po ikh rentgenograficheskim izobrazheniyam [Methods of implementing
the method of diagnosing the condition of paranasal sinuses by their radiographic images],
Sb. trudov XI Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Fizika i radioelektronika
v meditsine i ekologii» (FREME’2014) [Proceedings of the XI International Scientific and
Technical Conference "Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology"
(FREME'2014)], 2014, pp. 71-75.
9. Proskuryakov A.V., Samoylenko A.P. ARM podderzhki prinyatiya resheniy pri diagnostike
LOR-zabolevaniy meditsinskoy integrirovannoy avtomatizirovannoy informatsionnoy
diagnosticheskoy sistemy [Decision support ARM for the diagnosis of ENT diseases of the
medical integrated automated information diagnostic system], Sb. trudov XI Mezhdunarodnoy
nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Fizika i radioelektronika v meditsine i ekologii»
(FREME’2014) [Proceedings of the XI International Scientific and Technical Conference
"Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology" (FREME'2014)], 2014, pp. 68-72.
10. Proskuryakov A.V., Samoylenko A.P. Podsistema matematicheskogo i programmnogo
obespecheniya podderzhki prinyatiya resheniy na baze sposobov diagnostiki zabolevaniy po
rentgenovskim snimkam «Meditsinskoy avtomatizirovannoy diagnosticheskoy
informatsionnoy sistemy» [Subsystem of mathematical and software support for decisionmaking
based on methods of diagnosis of diseases by X-rays "Medical automated diagnostic
information system"], Promyshlennye ASU i kontrollery [Industrial automated control systems
and controllers], 2015, No. 1, pp. 34-43. ISSN 1561-1531.
11. Proskuryakov A.V. Realizatsiya sposobov diagnostiki zabolevaniy v meditsinskoy
avtomatizirovannoy informatsionnoy sisteme podderzhki prinyatiya resheniy [Implementation
of methods for diagnosing diseases in a medical automated information system for decision
support], Sb. trudov XII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Fizika i
radioelektronika v meditsine i ekologii» (FREME’2016) [Proceedings of the XII International
Scientific and Technical Conference "Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology"
(FRAME'2016)]. Vladimir, Suzdal', 2016, pp. 303-307.
12. Proskuryakov A.V, Samoylenko A.P. Metodologiya verifikatsii sostoyaniya fragmentov
biologicheskikh ob"ektov po komp'yuterno-tomograficheskim izobrazheniyam [Methodology
of verification of the state of fragments of biological objects by computer tomographic images],
Sb. trudov XIII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Fizika i
radioelektronika v meditsine i ekologii» (FREME’2018) [Proceedings of the XIII International
Scientific and Technical Conference "Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology"
(FREME'2018)]. Vladimir, Suzdal', 2018, pp. 209-212.
13. Proskuryakov A.V. Verifikatsiya sostoyaniya fragmentov biologicheskikh ob"ektov po
komp'yuterno-tomograficheskim izobrazheniyam [Verification of the state of fragments of biological
objects using computed tomographic images], Mater. Vserossiyskoy nauchnotekhnicheskoy
konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem imeni professora O.N. P'yavchenko
«KomTekh-2019» [Materials of the All-Russian Scientific and Technical Conference with international
participation named after professor O.N. Piavchenko "Komtech-2019"]. Rostov-on-
Don; Taganrog, 2019, pp. 169-175.
14. Kontseptual'nyy podkhod k proektirovaniyu i postroeniyu sovremennykh meditsinskikh
avtomatizirovannykh informatsionnykh sistem (MAIS) [Conceptual approach to the design and
construction of modern medical automated information systems (MAIS)], Sb. trudov VII
Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii molodykh uchenykh, aspirantov i studentov «Problemy
avtomatizatsii, regional'noe upravlenie, svyaz' i avtomatika» PARUSA – 2019 (Gelendzhik, 6–8
noyabrya 2019 g.) [Proceedings of the VII All–Russian Scientific Conference of Young Scientists,
postgraduates and students "Problems of automation, regional management, communications and
automation" SAILS – 2019 (Gelendzhik, November 6-8, 2019)]. Rostov-on-Don; Taganrog: Izd-vo
YuFU, 2019, pp. 318-332. ISBN: 978-5-9275-3356-5 (Vol. 1). ISBN 978-5-9275-3355-8.
15. Proskuryakov A.V. Meditsinskaya avtomatizirovannaya informatsionnaya sistema podderzhki
prinyatiya resheniya dlya diagnostiki zabolevaniy s ispol'zovaniem verifikatsii sostoyaniya
fragmentov mediko-biologicheskikh ob"ektov po komp'yuterno-tomograficheskim
izobrazheniyam [Medical automated information system for decision-making support for the
diagnosis of diseases using verification of the state of fragments of biomedical objects using
computed tomographic images], Informatizatsiya i svyaz' [Informatization and communication],
2020, No. 3, pp. 55-60.
16. Proskuryakov A.V. Informatsionnoe i programmnoe obespechenie realizatsii metodov
verifikatsii sostoyaniya fragmentov meditsinskikh biologicheskikh ob"ektov po komp'yuternotomograficheskim
izobrazheniyam podsistemoy prinyatiya resheniy dlya diagnostiki
zabolevaniy [Information and software for the implementation of methods for verifying the
state of fragments of medical biological objects using computed tomographic images by the
decision-making subsystem for the diagnosis of diseases], Mater. X Mezhdunarodnoy
nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Tekhnologii razrabotki informatsionnykh sistem» (TRIS-
2020), (05-10 oktyabrya 2020 g.) [Materials of the X International Scientific and Technical
Conference "INFORMATION SYSTEMS DEVELOPMENT TECHNOLOGIES" (TRIS-
2020), (October 05-10, 2020)]. Taganrog: Izd-vo YuFU, 2020, pp. 175-181.
17. Realizatsiya metodologii verifikatsii sostoyaniya fragmentov meditsinskikh biologicheskikh
ob"ektov po komp'yuterno-tomograficheskim izobrazheniyam podsistemoy prinyatiya
resheniy dlya diagnostiki zabolevaniy [Implementation of the methodology for verifying the
state of fragments of medical biological objects using computed tomographic images by the
decision-making subsystem for the diagnosis of diseases], Sb. trudov (dokladov)
Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem imeni
professora O.N. P'yavchenko «Komp'yuternye i informatsionnye tekhnologii v nauke,
inzhenerii i upravlenii», (KomTekh-2021), (08-11 iyunya 2021 g.) [Proceedings (reports) of the
All-Russian Scientific and Technical Conference with international participation named after
Professor O.N. Piavchenko "Computer and information technologies in science, engineering
and management", (Comtech-2021), (June 08-11, 2021)]. Rostov-on-Don; Taganrog: Izd-vo
YuFU, 2021, pp. 258-268. ISBN 978-5-9275-3883-6.
18. Proskuryakov A.V. Avtomatizatsiya protsessa verifikatsii sostoyaniya fragmentov
meditsinskikh biologicheskikh ob"ektov podsistemoy podderzhki prinyatiya resheniy dlya
diagnostiki zabolevaniy [Automation of the process of verifying the state of fragments of medical
biological objects by the subsystem of decision support for the diagnosis of diseases],
Informatizatsiya i svyaz' [Informatization and communication], 2021, No. 8, pp. 85-90. DOI
10.34219/2078-8320-2020-11-3-55-60. ISSN 2078-8320.
19. Metody realizatsii verifikatsii sostoyaniya fragmentov meditsinskikh biologicheskikh
ob"ektov po komp'yuterno-tomograficheskim izobrazheniyam podsistemoy prinyatiya
resheniy dlya diagnostiki zabolevaniy [Methods for the implementation of verification of the
state of fragments of medical biological objects using computed tomographic images by the
decision-making subsystem for the diagnosis of diseases], Sb. trudov X Vserossiyskoy
nauchnoy konferentsii molodykh uchenykh, aspirantov i studentov «Problemy avtomatizatsii,
regional'noe upravlenie, svyaz' i akustika» PARUSA – 2021 (Gelendzhik, 20–22 oktyabrya
2021 g.) [Proceedings of the X All–Russian Scientific Conference of Young scientists, postgraduates
and students "Problems of automation, regional management, communications and
acoustics" SAILS – 2021 (Gelendzhik, October 20-22, 2021)]. Rostov-on-Don; Taganrog: Izdvo
YuFU, 2021, pp. 63-72. ISBN 978-5-9275-4002-0.
20. Proskuryakov A.V. Sintez programmnogo i informatsionnogo obespecheniya realizatsii
metodov verifikatsii sostoyaniya meditsinskikh biologicheskikh ob"ektov dlya meditsinskoy
avtomatizirovannoy informatsionnoy sistemy [Synthesis of software and information support
for the implementation of methods for verifying the state of medical biological objects for a
medical automated information system], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya
SFedU. Engineering Sciences], 2022, No. 2, pp.199-212. DOI 10.18522/2911-3103-2022-2-
199-212. ISSN 1999-9429.
Опубликован
2024-01-05
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ II. АНАЛИЗ ДАННЫХ И МОДЕЛИРОВАНИЕ