Теоретические основы разработки автоматизированных инструментальных средств для телемедицинских систем полярных зон

• Автор: Сенкевич, Юрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 344 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ.

1.1 Роль телемедицины в современном здравоохранении

1.2 Классификация, структура и модели телемедицинских систем.

1.3 Структурный анализ и модельное представление существующих

телемедицинских систем.

1.4 Особенности технической инфраструктуры телемедицины полярных стран.

1.5 Проблемы становления телемедицины на территории Российской Федерации.

1.5.1 Концептуальное развитие телемедицинских технологий.

1.5.2 Особенности организации удаленного медицинского обслуживания населения

в полярных зонах
1.6 Выводы по 1 и главе.
2 ПЕРЕХОД ОТ ЭПИЗОДИЧЕСКОЙ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ ПО ФАКТУ ЗАБОЛЕВАНИЯ К НЕПРЕРЫВНОМУ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОМУ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКОМУ МОНИТОРИНГУ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ
НАСЕЛЕНИЯ
2.1 Обоснование выбора удаленного медицинского мониторинга как пути решения
задачи диспансеризации населения полярных зон
2.2 Концепция комплексного решения задачи профилактики заболеваний в
полярных зонах.
2.3 Структура системы телемедицинской профилактики полярных зон
2.4 Выводы но 2й главе
3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ IЮЛЯРНЫХ ЗОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОНИТОРИНГА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА
АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА.
3.1 Анализ научных достижений в области изучения процесса адаптации людей в
высоких широтах
3.2 Исследование возможности использования метода реконструкции динамики сложных систем по временной последовательности данных к анализу
физиологических сигналов.
3.3 Физиологическое обоснование связи адаптационных процессов с
функциональным состоянием человека.
3.4 Моделирование процесса адаптации в условиях внешнего воздействия при ограниченном ресурсе организма человека.
3.4.1 Информационное представление связи функционального состояния человека с процессом его адаптации к условиям меняющейся внешней среды.
3.4.2 Введение в системное исследование физиологических сигналов.
3.5 Методы и алгоритмы контроля Функциональног о состояния человека для
выполнения телемедицинского мониторинга.
3.5.1 Теорегические основы лингвистического анализа физиологических сигналов
3.5.2 Информационнолингвистический подход к распознаванию состояний динамических систем и его связь с физиологическими сигналами.
3.5.3 Программная реализация лингвистического метода экспрессдиагностики
состояния человека.
3.5.4 Оценка чувствительности алгоритмов лингвистического метода экспрессдиагностики
3.6 Выводы по 3й главе.
4 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИСТРУ МЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ГЕЛЕМЕДИЦИНСКОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫХ ЗОН.
4.1 Функциональное описание базовых компонентов ТМС 3.
4.1.1 Функциональное описание абонентской сети
4.1.2 Функциональное описание экспертной телемедицинской сети.
4.1.3 Функциональное описание элемента коммуникаций телемедицинской сети
4.2 Сбор данных о функционировании системы, исследование информационных
потоков, моделирование состояний и эксперименты над ТМС полярных зон
4.2.1 Выявление особенностей функционирования.
4.2.2 Моделирование и анализ информационных потоков.
4.2.3 Поиск оптимальной структуры сети коммуникаций ТМС ИЗ
4.2.4 Моделирование процесса удаленных медицинских консультаций с прямым соединением абонент эксперт в ТМС.
4.2.5 Моделирование процесса телемедицинской консультации с использованием провайдера ТМС
4.2.6 Объектноориснтированный анализ и проектирование ТМС ПЗ.
4.2.7 Идентификация парамеi ров системы.
4.3 Оценка эффективности функционирования созданной сети медицинской консультативной помощи.
4.4 Требования, предъявляемые к ТМС
4.5 Особенности формирования структуры ТМС ПЗ.
4.6 Решение задачи автоматизации удаленного медицинского мониторинга в
полярных зонах
4.6.1 Поиск схемотехнических решений медицинских приборов для работы в
составе ТМС Г
4.6.2 Разработка программного и аппаратного интерфейсов АРМ полярного врача.
4.6.3 Разработка автоматизированного рабочего места эксперта ТМС ПЗ.
4.6.4 Анализ проблем обмена информацией в полярных зонах. Разработка автоматизированного комплекса средств обмена информацией ТМС ПЗ.
4.6.5 Оптимизация схемы обмена информацией в сети ТМС 3.
4.6.6 Автоматизация управления ТМС ПЗ.
4.7 Выводы но 4й главе.
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАН 1ЫХ АВ ТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ
ТЕЛЕМЕДИЦИНСКОГО МОНИТОРИНГА В ПОЛЯРНЫХ ЗОНАХ
5.1 Наблюдение изменчивости функционального состояния полярников под
влиянием изменения условий окружающей среды.
5.1.1 Исследование электрофизиологических показателей адаптационного процесса в организме под влиянием климата полярных зон. Общая методика
экспериментов.
5.1.2 Результаты исследований процесса адаптации методом лингвистического
анализа.
5.2 Опыт разработки телемедицинских систем в Арктике и Антарктике.
5.3 Телемедицинская система Российской антарктической экспедиции
5.3.1 Структура системы удаленных медицинских консультаций
5.3.2 Организация удаленных консультаций
5.3.3 Параметры функционирования системы
5.3.4 Административное построение телемедицинской сети
5.3.5 Практика технического оснащения и поддержки телемедицинской сети
5.3.6 Конструктивные и эксплуатационные требования к медицинским электронным приборам и аппаратуре экстремальных природных зон
5.3.7 Организация сети коммуникаций на основе использование спутниковых
средств связи.
5.3.8 Организация экспертных служб
5.3.9 Организация подготовки специалистов.
5.4 Результаты внедрения ТМС в Российском Заполярье.
5.4.1 Результаты анализа процесса адаптации трудовых коллективов островных территорий Крайнего Севера архипелаг Шпицберген
5.4.2 Мониторинг состояния здоровья экспедиций дрейфующих станций Северный Полюс.
5.5 Поиск путей развития экстремальных телемедицинских систем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


По сути, этот объект становится координатором телемедицинской сети. Рисунок 4. Рассмотрим моделирование в математическом представлении. Контекстом для моделирования выберем ключевой технический вопрос телемедицины управление потом информации на всех этапах ее движения. По этой причине, по мнению авторов , следует говорить об алгоритме консультации. Принятие решения о ее проведении с четкой формулировкой цели для себя и вопросов к удаленному консультанту, согласование возможности консультации удаленным телемедицинским центром. Проведение обследования больного в объеме, соответствующем стандарту при имеющейся или предполагаемой патологии в пределах, доступных в данном медицинском учреждении. Подготовка выписки из истории болезни или другого медицинского документа в согласованной с консультантом форме. Выбор отбор необходимых для данной консультации визуальных материалов, имеющих реальную практическую ценность для поиска ответов на поставленные перед удаленным консультантом вопросы. Ввод изображений в компьютер при помощи видеокамеры, сканера, цифрового фотоаппарата, проверка их качества. Формирование электронной истории болезни, присвоение идентификационного номера посылаемому консультанту пакету материалов. Отправка материалов консультанту по электронной ноч, либо размещение их на сервере. Для построения модели вводится определение события, как наименьшей составляющей процесса консультации, которую нельзя представить как последовательность двух или большего количества логически разделенных этапов. Каждый из выше приведенных этапов телеконсультации путем декомпозиции разбивается на отдельные события С, 1 . Тогда телемедицинская консультация представляется цепочкой событий в виде графа Рисунок 5. Рисунок 5. Граф последовательности событий телемедицинской консультации. Каждому событию С, можно сопоставить временной интервал г который это событие занимает в ходе консультации. Тогда общее время телемедицинской консультации можно выразить некоторой суммой 5 временных затрат на каждое событие. В то же время, изменение последовательности событий в цепочке приводит к перераспределению затратного времени по причине их взаимовлияния. Б характеризующей время, затраченное на консультацию в зависимости от допустимых перестановок событий в цепи С Сп. Следует учесть, что не все перестановки допустимы изза логики причинноследственных отношений в процессе телемедицинской консультации. Пусть время у 9фвремя, затраченное на событие С при условии, что за ним непосредственно следует событие С,. Далее данная задача сводится к известной задаче коммивояжера и может быть решена методом ветвей и границ или методами линейного программирования. В результате решения задачи, можно получить оптимальный путь, при следовании которому длительность телемедицинском консультации будет минимальной. Следует заметить, что решение задачи может иметь i единственное решение. В этом случае при выборе оптимального пути необходимо применять дополнительные критерии. Данная математическая модель позволяет структурировать процесс проведения телемедицинской консультации, минимизируя общее время, необходимое на ее проведение . Выбранная модель обладает определенной гибкостью, поскольку обеспечивает сохранение формализма при изменении числа событий. К недостаткам модели следует отнести отсутствие выработанных критериев для выработки окончательного решения единственности пути, отсутствие функциональной зависимости временных интервалов этапов от их перестановки. Кроме того, модель не отражает реальные технические параметры телемедицинской сети, которые бы могли охарактеризовать такую важную характеристику сети как пропускная способность канала связи. Последний недостаток может быть скомпенсирован в другой математической модели. Модель В формула, разработанная японскими учеными, как раз направлена на оценку трафика данных в телемедицинской сети . Авторы предложили модель, основанную па спутниковой сети, способной к поддержке i и i технологий проведения телеконсультацнй и организации телеконференций.