Медицинские аппаратно-программные комплексы - Информационные медицинские системы
Используемые в медицинской диагностике технические средства можно условие разделить па три основные категории: инструменты, измерительные приборы и аппаратно-программные комплексы. Инструменты Представляют собой Простые Механические приспособления для взятия различных проб или для Облегчение Доступа к исследуемому органу.
Измерительные приборы Являются автономными устройствами, которые выполняют измерения значения некоторого клинического Показателя И Представляют Его врачу в удобной для восприятия форме. Примерами таких устройств являются аппараты УЗИ, гастроскопы, лабораторные анализаторы И Т. п. В отличие от этого Аппаратно-программные Комплексы выполняют не только Измерение Первичных Клинических показателей, но И Производят над этими Показателями Различные и нередко достаточно сложные Вычисления И Преобразования, Выдавая врачу результат уже в виде производных комплексных показателей, функциональных зависимостей или же в форме предварительного словесного Заключения. Измерительные приборы находят применение в двух диаметрально Противоположных Областях:
- - там, где измеряемые показатели представляют собой простые переменные и для диагностики достаточно знать их текущее числовое значение; - там, где врачу для диагностики необходимо видеть картину внутренних органов, которая по своей сложности и комплексности не поддается вычислительному анализу.
Аппаратно-программные комплексы применяются в тех пограничных областях, которые, с одной стороны, характеризуются показателями, достаточно сложными для непосредственной диагностики, а, с другой стороны, там имеется возможность вычислительного (функционального) преобразования этих Показателей К виду, более простому для формулировки клинического заключения. Фактически аппаратно-программные комплексы представляют собой такую интеграцию (сопряжение) измерительного прибора с Вычислительным устройством, При которой заложенной в компьютер Программой Обеспечивается комплексное выполнение четырех функций.
- 1. Управление работой измерительного прибора и сопутствующих ему устройств. 2. Съем и запоминание показаний измерительного прибора, или Регистрация данных. 3. Преобразование И Вычислительный Анализ Зарегистрированных данных. 4. Представление и вывод полученных Результатов В Числовой, графической или текстовой форме.
Следует отметить, что развитие вычислительной техники привело к компьютеризации измерений в различных областях медицины. Так, например, современные томографы оснащены как специализированными вычислительными устройствами, управляющими процессом сканирования, так И Персональными компьютерами, выполняющими сложные Графические Преобразования над полученными исходными изображениями. Однако это не соответствует той степени интеграции, которая по вышеприведенному определению вкладывается в понятие аппаратно-программного Комплекса. Действительно, Этот случай аналогичен съемке фотографий па цифровую камеру, после чего изображение вводится В Компьютер и посредством какого-нибудь графического пакета редактируется, масштабируется и выводится на принтер. Говорить же о том, что фотоаппарат с персональным компьютером образуют при этом цельный измерительно-вычислительный комплекс, естественно, не приходится.
Одной из основных областей развития аппаратно-программных комплексов, в которой наиболее комплексно и полно реализуется выполнение ими четырех вышеперечисленных функций, является Функциональная диагностика, Проводимая на основе анализа таких Электрофизиологических Показателей, как Электроэнцефалограмма (ЭЭГ), Вызванные потенциалы (ВП) головного мозга, Электрокардиограмма (ЭКГ), Эяектромиограмма (ЭМГ), Реограмма (РГ) и др. Ее принципиальное отличие состоит в том, что основным объектом анализа являются не точечные и статические измерения состояния организма (как бы сложны и комплексны они не были), а динамические характеристики процессов жизнедеятельности с их изменением во времени. Именно на этой области мы и сосредоточим в дальнейшем свое внимание.
В составе современного электрофизиологического аппаратно-программного комплекса целесообразно выделить следующие пять компонентов.
- 1. Электроды для измерения активных и пассивных электрических показателей и датчики для измерения неэлектрических показателей располагаются на пациенте или же в непосредственной близости от него. Снимаемые с них электрические сигналы могут быть двух типов: 1) аналоговые (то есть непрерывно изменяющиеся во времени и в некоторое амплитудном диапазоне) сигналы представляют собой собственно измеряемые биопоказатели и подаются на вход биоусилителя для промежуточного усиления и преобразования; 2) дискретные сигналы, имеющие только два состояния Да/Нет, могут подаваться непосредственно на входной порт (входной регистр) контроллера АЦП; такие сигналы обычно используются в качестве отметок о возникновении различных событий в процессе исследования, а также о поведенческих реакциях и движениях. 2. Биоусилитель осуществляет три основные операции: 1) усиливает низкоамплитудные биосигналы до входного диапазона АЦП (обычно до уровня ±5 В), чтобы максимально повысить точность последующего их преобразования в цифровую форму (интегральную чувствительность); 2) осуществляет фильтрацию Сигналов В заданной полосе пропускания с удалением низкочастотных и высокочастотных составляющих посредством аналоговых фильтров верхних (ФВЧ) и нижних (ФНЧ) частот; 3) удаляет из биосигналов сетевую наводку на частоте 50 Гц посредством режекторного (вырезающего) фильтра.
Основными техническими характеристиками биоусилителя являются:
- * входное сопротивление не менее 100 МОм для исключения шунтирования низковольтовых входных сигналов; - уровень шума в стандартном и расширенных диапазонах не более 1-5 мкВ от пика до пика (peak-to-peak); * уровень подавления синфазной (синхронной для различных входов усилителя) помехи не хуже 80-100 дБ, что исключает внешние наводки в широком диапазоне частот и позволяет работать без специальных экранированных камер; * полоса пропускания не менее 0,01-1000 Гц; * число градаций коэффициента усиления от 1 до 100 000; * число фильтров верхних частот (оставляющих верхние частоты и Удаляющих Нижние частоты) не менее 0,16, 0,5,1,5 и 2 Гц, что соответствует постоянной времени со значениями 1, 0,3. 0,1 и 0,05 с, где постоянная времени т соотносится с частотой среза фильтра/по формуле т=1/(/х2я); * число фильтров нижних частот (оставляющих нижние частоты и удаляющих верхние частоты) не менее 30, 50, 100, 500 и 1000 Гц; * наличие режекторного фильтра 50 Гц (для удаления сетевой наводки) с добротностью не менее 80 дБ.
Многие из современных биоусилителей обладают возможностью поканальной регулировки коэффициентов усиления и полос пропускания, что делает их универсальными в плане применимости для совместной регистрации различных электрофизиологических показателей (так называемая Полиграфия). Биоусилители являются прецизионными техническими устройствами и на них обычно приходится основная часть стоимости аппаратно-пограммиого комплекса. На мировом рынке цена высокоточного биоусилителя, производимого такими известными фирмами, как Medilec (Англия), Nicolet (Австрия), EsaotcBiomedica (Италия), Nihon Kohden (Япония), исчисляется из расчета от $500 до $1000 за один канал усиления, при этом усилитель может иметь от 4 до 32 независимых каналов.
- 3. Аналогово-цифровой преобразователь (контроллер АЦП) осуществляет преобразование входных аналоговых сигналов в цифровую форму, приемлемую для ввода в компьютер, с заданной частотой повторения таких преобразований или Частотой дискретизации. Основными техническими характеристиками АЦП являются: число входных аналоговых каналов, число дискретных входных и выходных каналов (определяется разрядностью входного и выходного портов), разрядность результата аналогового преобразования, максимальная частота оцифровки сигнала (определяемая временем АЦ-преобразования), число эффективных разрядов (или старших разрядов АЦ-преобразования, не затронутых влиянием шумов) и их изменение с частотой. Типовые современные контроллеры АЦП обычно имеют 16 входных аналоговых каналов, 8 входных и 8 выходных дискретных каналов, 12-разрядное преобразование со временем порядка микросекунды, что более чем достаточно для большинства электрофизиологических исследований. 4. Исполнительные устройства предназначены для выполнения различных воздействий на пациента терапевтического или тестирующего характера или же для других изменений в процессе исследования (например, режимов работы внешней аппаратуры и устройств). Так, в области энцефалографии и миографии для тестирующих воздействий на пациента применяются различные фоно-, фото - и электростимуляторы, в которых в ходе исследования необходимо программно регулировать длительность и момент подачи стимула, интервал между стимулами, интенсивность и частоту стимуляции. Управление исполнительными устройствами обычно производится с выходного порта контроллера АЦП. 5. Персональный компьютер со специальным программным обеспечением управляет работой всех остальных компонентов в реальном времени и осуществляет анализ регистрируемых показателей, диагностику и выдачу результатов.
Похожие статьи
-
Информационно - измерительные системы: структура и состав Постоянное совершенствование и развитие средств измерений необходимо для промышленного...
-
Технологии распределенных вычислений (РВ) Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи....
-
Назначение и структура комплекса технических средств АСУ АТП Для информатизации бизнеса необходим широкий спектр программно-аппаратных средств, в том...
-
Введение, Медицинские информационные системы - Информационные медицинские системы
В медицине, как в фокусе, концентрируется множество различных проблем. В первую очередь это касается гетерогенных источников информации, где нет единства...
-
Комплектной называют поверку, при которой определяются MX СИ, присущие ему как единому целому. Поэлементной называют поверку, при которой значения MX СИ...
-
Введение - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
На сегодня метрологическая деятельность регулируется Законом Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений". Из этого следует, что эта...
-
Техническое обеспечение -- это комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на...
-
Работа со звуковой системой ПК. Вычисление информационного объема закодированного звука
Практическое занятие Работа со звуковой системой ПК. Вычисление информационного объема закодированного звука Цель работы: Ознакомиться с компьютерными...
-
Прием и передача информации по сети - Теоретические основы информационных процессов и систем
Пересылка данных в вычислительных сетях от одного компьютера к другому осуществляется последовательно, бит за битом. Физически биты данных передаются по...
-
Основные понятия СУБД Microsoft Access Microsoft Access - это система управления базами данных, предназначенная для создания и обслуживания баз данных,...
-
Структурно-методологические основы информационно-поисковых систем
Вопрос: "Тарасова В. И. Политическая история Латинской Америки: учеб. для вузов.- 2-е изд.- М.: Проспект, 2006.- 305 с." - это: - библиография -...
-
Важнейшими историческими этапами развития ИТ является письменность, изобретение книгопечатания, использование почты, телефона, телеграфа, телевидения....
-
Заключение, Список используемой литературы - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Обеспечение единства и требуемой точности измерений - было и остается главной задачей метрологии. Только проведение систематического анализа...
-
Основные требования и характеристики современных и применение технических средств АИС Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой...
-
Операционная система - Программное обеспечение информационных компьютерных систем
Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и...
-
Данная дипломная работа посвящена теме информационная система учета службы горючих и смазочных материалов войсковой части. Объектом разработки является...
-
Автоматизированные информационные системы - Технологический процесс в электронной промышленности
Полностью Автоматизированная информационная система или АИС -- это совокупность различных программно-аппаратных средств, которые предназначены для...
-
Введение Постоянно растущие угрозы от привилегированных инсайдеров, в совокупности с динамично изменяющимися технологиями и бизнес-структурой, ввергают...
-
Проблемы проведения испытаний СИ и ИИС тесно связаны с проблемами их метрологической надежности, под которой понимается способность СИ (ИИС) сохранять...
-
Введение - Техническое обеспечение автоматизированных информационных систем
Техническое обеспечение -- это комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на...
-
Классификация экспертных систем, Медицинская диагностика., Прогнозирование. - Экспертные системы
Медицинская диагностика. - Диагностические системы используются для установления связи между нарушениями деятельности организма и их возможными...
-
Операционная система Windows - Программное обеспечение информационных компьютерных систем
Само название Windows, на русском языке означает "Окна" и имеет в нашем языке синонимы Виндовс, Вундоуз и другие производные полученные после перевода....
-
Поверка и калибровка ИИС, Общие положения - Поверка и калибровка информационно измерительных систем
Общие положения Поверке подвергают измерительные каналы ИС, на которые распространен сертификат утверждения типа, подлежащие применению или применяемые в...
-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ЗАДАЧ И ВЫБОР КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В настоящее время многие предприятия имеют в пользовании большой парк ВТ. Полезная...
-
Срок морального старения продуктов и решений в области информационных технологий, как правило, составляет 3 -- 5 лет. По прошествии этого срока...
-
Типы данных и команды SQL - Разработка информационной системы "Магазин компьютерных товаров"
Microsoft SQL Server поддерживает большинство типов данных SQL 2003. Также SQL Server поддерживает дополнительные типы данных, используемые для...
-
В деятельности крупных фирм (в особенности транснациональных корпораций, представляющих собой комплексы большого числа взаимосвязанных и...
-
Предусмотреть списки и меню, содержащие объекты или документы, которые можно выбрать, не заставляя пользователей вводить информацию вручную без поддержки...
-
Как уже было сказано в предыдущем параграфе, сегодня ключевыми информационно-коммуникационными технологиями в интернет-среде являются поисковые системы,...
-
Классификация по типу интерактивности Для того, чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и использовать информационные технологии в...
-
Аппаратные и программные средства для эксплуатации ИС - Безопасность информационных систем
Сеть ЗАО "Тандер" является реальной. Вся локальная сеть построена за счет специальных устройств коммутации и физической среды передачи данных. Каждый...
-
Экономическая эффективность в самом общем смысле есть сравнение результатов хозяйственной деятельности с затраченными на эту деятельность ресурсами:...
-
Типовая модель нападения В данной главе будет рассмотрен процесс хакерской атаки. Перед тем, как приступить к описанию данного процесса стоит выделить...
-
Как и когда появился графический интерфейс? - Интерфейсы в информационных системах
Его идея зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального...
-
Статический однофазный счетчик активной и реактивной электрической энергии ST 1000-6 Статические однофазные счетчики активной и реактивной электрической...
-
Разработка устройств сопряжения 16-разрядный микропроцессор К1810ВМ86 AD15- AD0 - мультиплексная двунаправленная шина адреса/данных. - разрешение...
-
Из универсальных языков программирования сегодня наиболее популярны следующие: Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Си++ (C++), Ява (Java). Для каждого из...
-
Поколения языков программирования Языки программирования принято делить на пять поколений. В первое поколение входят языки, созданные в начале 50-х...
-
Основные компоненты - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 3.2.2): интерфейс пользователя, база знаний,...
-
Наиболее распространенная форма - ЭВМ. Раньше чаще использовались вычислительные центры (ВЦ). Вычислительный центр - организуется и специализируется на...
Медицинские аппаратно-программные комплексы - Информационные медицинские системы