автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Проектирование интеллектуальных информационных систем для клинических отделений интенсивной терапии

шт

На правах рукописи

9 а ^

СЕРГЕЕВ МАКСИМ СТАНИСЛАВОВИЧ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КЛИНИЧЕСКИХ ОТДЕЛЕНИЙ ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ

05.13.06 - автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Федосеев Юрий Николаевич

МОСКВА - 1997

Работа выполнена в Московском государственном инженерно- физическом институте (техническом университете)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Федосеев Юрий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Романенко Аркадий Геннадиевич

кандидат технических наук, доцент Храмов Александр Александрович

Ведущая организация: НПО ЭКРАН "

Защита состоится "9" ¿¡.ОгС* 1997г. в/¿часов_мин. на

заседании диссертационного совета Д053.03.04 в МИФИ по адресу: 115409, Москва, Каширское шоссе, д.31, тел 324-84-98, 323-91-67

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ. Автореферат разослан " Я 1997г.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор В.Э.Вольфенгаген

Актуальность работы. Быстрое ' увеличение объема- и сложности медицинских знаний, постоянное их обновление, растущие возможности медицинской техники, интенсификация и индустриализация лечебнодиагностичского процесса делают более сложным для врача выбор оптимальных организационных, лечебно -диагностических и врачебно - экспертных решений. Существенную помощь в решении этой проблемы могут оказать компьютерная техника и создаваемые на ее основе автоматизированные системы поддержки врачебных решений.

Рост числа решаемых в режиме диалога медицинских задач, их сложности, повышение требований к . своевременности, достоверности и полноте представляемой информации обуславливает необходимость дальнейшего совершенствования методологии проектирования диалоговых систем для медицины, которая должна учитывать как требования по обеспечению маскимальной Эффективности использования технического, программного и информационного обеспечения диалоговых систем и их типизации, так и особенности человека (ограниченный объем внимания, забывчивость, потерю внимания при длительном ожидании ответа и др.), должна предоставлять возможность максимально полно использовать свои способности для решения задачи лечения. При создании диалоговых систем приходится также принимать во внимание, что пользователи образуют группу, неоднородную по потребностям и уровню подготовки. Кроме того, характеристики каждого пользователя заметно изменяются во времени.

Таким образом при проектировании и создании эффективных диалоговых систем необходимо учитывать широкий круг различных па'раметров: разнообразие и взаимосвязь решаемых пользователем задач, используемых при их- решении данных, неравномерность, слабую предсказуемость и различную приоритетность поступающих запросов и т.д.

Разработка эффективных диалоговых систем представляет собой комплексную проблему, включающую в себя анализ и типизацию информационных требований пользователей, синтез типовой модели процесса диалога для заданного множества , пользователей, информационные запросы которых принадлежат одной предметной области, синтез информационного и прикладного программного обеспечения диалоговых систем, о птимального по заданным

критериям эффективности.

Широкий масштаб работ по созданию и внедрению в медицинскую практику диалоговых систем различного класса и назначения, недостаточное развитие работ в области создания формализованных моделей и методов их анализа и синтеза обуславливают высокую актуальность предлагаемой работы.

Цель работы. Целью работы является разработка методов и процедур, позволяющих максимально эффективно осуществлять проектирование и реструктуризацию информационных систем для применения в клинических отделениях интенсивной терапии. Эти методы должны охватывать практически все стадии разработки информационных систем и ; в итоге составить поэтапный формализованный процесс принятия строго обоснованных и оптимальных решений в ходе анализа задач пользователей и их требований, проектирования, реализации, отладки й внедрения новой системы.

Методы исследования. Основными методами, используемыми в работе являются методы теории графов, алгоритмы Маркова и теория семантических сетей.

Научная новизна работы заключается в разработке, обосновании и исследовании,метода преобразования семантической сети, приводящего к генерации множества семантических сетей с различным уровнем конкретизации объектов, . а также в разработке методики применения алгоритмов Маркова для оптимизации распределения ресурсов в медицинских информационных системах реального времени. Впервые проведено исследование эффективности пользовательского интерфейса диалоговых систем применительно к специфике работы отделения интенсивной терапии.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждены корректным обоснованием и анализом моделей предложенных решений, их наглядностью, а также результатами практического использования предложенных в диссертационной работе методов, алгоритмов и программных средств.

Практическая ценность. Предложенные в диссертационной работе методы позволяют формализовать и оптимизировать процесс разработки интеллектуальных информационных систем реального времени для последующего их применения при решении задач прак-г' тической медицины. Разработанная технология особенно критична

при создании медицинских информационных систем для отделений интенсивной терапии. '

Реализация результатов. ■' Научные и практические результаты диссертационной работы использованы при разработке, реализации и отладке комплекса программ автоматизированного рабочего MecTá врача анестезиолога "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ". В результате проделанной работы был разработан программный комплекс автоматизированного ведения протокола анестезии, предназначенный для сбора,. коррекции, хранения,

непосредственной оценки и последующей статистической обработки показателей ' состояния онкологических больных и лечебных мероприятий во время оперативного и послеоперативного лечения.

Программа "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ" ориентирована на эксплуатацию её пользователем, не имеющим специальных навыков работы' с вычислительной техникой.. Весь диалог представлен в виде нотаций, максимально близких предметной области решаемых задач.

Разработанный программный комплекс в настоящее временя используются в клинической практике Онкологического Научного Цента Российской Академии Медицинских Наук. Планируется также внедрение этого программного комплекса в других онкологических учреждениях практической медицины Российской Федерации.

Апробация работы. Основные методы и результаты исследований, положенные в основу диссертационной работы докладывались на:

- всесоюзной научной конференции "Системы упраления" (Суздаль, 1991г.)

- всесоюзном совещании "Пути повышения интеллектуализации САПР" (Судак, 1992г) •

- съезде врачей- онкологов стран СНГ (Москва, 1996г.)

Публикации. По результатам 'выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объен диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 108 стр., в том числе 24 рисунка и 8 таблиц.

На защиту выносятся:

- методика преобразования семантической сети, приводящая к генерации множества семантических сетей с различным уровнен

конкретизации объектов предметной области,

- метод применения алгоритмов Маркова для оптимизации распределения ресурсов в медицинских информационных системах реального времени,

- результаты исследования эффективности пользовательского интерфейса диалоговых систем применительно к специфике работы отделения интенсивной терапии,

- программный комплекс "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ", разработанный в рамках 1-го этапа создания АРМ врача анестезиолога.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и дано краткое изложение основных полученных результатов, выносимых на защиту. .

Далее в работе приводится обзор существующих в настоящее время медицинских информационных систем и подходов к их построению с точки зрения разработчиков; вводятся термины и определения, необходимые для формализации и описания основных концепций данной работы; предлагается классификация информационных диалоговых систем по нескольким признакам (по типу пользователей, по проблемной ориентации, по методу организации диалога, по методу организации программного обеспечения); определяются задачи и порядок проектирования и реструктуризации медицинских информационных систем.

Автором предлагается методика оптимизации использования ресурсов базы данных и автоматизированной реструктуризации базы знаний экспертного модуля интегрированной информационной системы, а также обсуждаются вопросы информационной безопасности.

В общем случае информационные комплексы в медицинских учреждениях имеют примерно одинаковую архитектуру: автоматизированные рабочие места, реализованные на IBM совместимых ПЭВМ, объединенные в локальную вычислительную сеть архитектуры файлсервер. Такая архитектура определяется в первую очередь ее довольно низкой себестоимостью и простотой разработки программного обеспечения. Основной недостаток локальной сети такого типанеобходимость каждый раз копировать всю информацию,

требующуюся для выполнения запроса пользователя на рабочую станцию. Таким образом при относительно невысокой пропускной способности сети (порядка 75 Kbit/s), даже несложная выборка в небольшой базе данных приводит к существенным задержкам, раздражающим оператора и. делающим его работу неэффективной. Рассмотрим одно из возможных решений данной проблемы. Практика показывает, что каждый пользователь в большинстве случаев решает сходные задачи одинаковым методом. Это означает, что, зная о должности и специализации пользователя, о типе решаемой ин задачи и о текущем этапе её решения мы можем определить вероятность следующих действий оператора. Таким образом работа пользователя в некоторых случаях может быть представлена как марковский процесс. Это означает,, что взвешивая вероятности предполагаемых действий оператора, возможно заранее подгружать на рабочую станцию наиболее необходимые информационные ресурсы. Для каждой n-ой рабочей станции ,на файл- сервере заводится так называемая "сигнальная" БД (СБД), совместно используемая n-ой станцией и специально выделенной "инженерной" рабочей станцией (ИРС). При работе с программным комплексом со стороны каждой рабочей станции в СБД автоматически заносится информация о выбранном пункте меню системного диалога и ключевые данные выбранного пациента. ИРС, в свою очередь постоянно сканирует СБД каждой из активных станций и поочередно (в соответствии с вероятностью запросов) пытается выполнить возможные запросы пользователя, проводя вспомогательную фильтрацию основных БД. По выполнении каждого запроса ИРС заносит сигнальную информацию в СБД, а по результатам запроса формирует специальную БД, являющуюся подмножеством основной БД. Программа, функционирующая в рамках рабочей станции, в свою очередь, перед выполнением очередного запроса определяет наличие отфильтрованной информации по флагу в СБД. Если такая информация существует, запрос отрабатывает не на всей БД, а только на небольшом ее подмножестве, что существенно повышает ее производительность.

Для успешного функционирования информационной системы в условиях решения задач практической медицины, весьма ценным для пользователя является наличие в системе так называемого экспертного модуля, представляющего собой весьма упрощенный вари-

ант экспертной системы медицинского профиля. Экспертный модуль является компактной интеллектуальной системой реального времени, предназначенной для оперативной поддержки принятия решений медицинским персоналом. Ядром такой системы безусловно является база знаний. Один из наиболее наглядных и простых для человеческого понимания способов представления знаний - использование аппарата семантических сетей. Но в то же время, семантические сети являются весьма трудно формализуемыми и их анализ с использованием ЭВМ в общем случае затруднен.

Один из способов упорядочивания семантических сетей - введение иерархии в понятие об'ектов и связей между ними (обобщённые, конкретные, агрегатные об'екты и связи вида: род - вид, представитель, составная часть), но даже довольно простые иерархические семантические системы не исключают связей, не поддающихся иерархизации и сложны для восприятия человеком и интерпретации содержащийся в них информации

При построении семантических систем связи между об'ектами могут устанавливаться достаточно произвольно, что не позволяет получать строго иерархические структуры типа направленных деревьев и затрудняет процедуры логического машинного вывода.

Для некоторого упрощения приведенных выше проблем предлагается следующая методика:

Пусть О = {<31 ,<12 .... - множество об'ектов, где 1- их

число, а й = (г, ,г2,. . . ,гк} - множество отношений, где к- их число. С(0,1г)- соответствующий данной семантической сети ориентированный граф.

1 Выбрать напрвление дуг(отношений) либо в сторону обобщения, либо в сторону конкретизации. При необходимости направлеие некоторых дуг на уже построенной семантической сети следует сменить на противоположное.

2 Построить матрицу смежности, полученного таким образом графа. Матрица смежности В- квадратная бинарная матрица, содержащая 1 в позиции (1,;)), 1,3 = 1,5, если между об'ектами (3, и с^ существует отношение г„ , направленное от с!) к с^ .

3 Построить матрицу достижимости М графа С. Матрица М определяется на основе матрицы В и связана с ней булевым уравнением Вп"1 *ВП =ВП''1 =М где 1 < п < Б-1. Записи 1 в строке I образуют множество достижимости И(с31 ) для элемента <3 . Записи 1 в

столбце i образуют множество предшествования A(d( ) для этого элемента.

4 Упорядочить граф G по уровням иерархии. Элемент dj принадлежит множеству элементов верхнего уровня матрицы М, если t

R(d() П A(dt ) = R(dt ). Даннйе определение позволяет с использованием матрицы М разделить множество D на подмножества Lt , i = 1,1 в соответствии с уровнями иерархии сети итеративным методом на оснований соотношения Lj = { dt С D-Lt - . . .-Lj _ t / Rj.t(dt) = Rj., (d, ) Л Aj., (d, ) ).

•5 Построить матрицу смежности В0, характеризующую не только наличие связи rk между-di и dj, но и тип связи (квместо 1) и разбиение узлов на уровни иерархии.

6 Используя матрицы М и В° , рассмотреть об'екты, имеющие более одной связи с об'ектами низшего уровня. Если эти связи однотипны, произвести свертку об'ектов нижнего уровня в один узел, об'явив его множеством об'ектов.

7 Построить возможные транзитивные замыкания. Если транзитивность образуется однотипными отношениями, то произвести свертку об'ектов аналогично п.б.

Полученная таким образом семантическая сеть G0 содержит менее конкретизированную информацию об об'екте высшего уровня иерархии, но более обозрима и удобна для получения логических выводов, требующих уровня конкретизации, не превышающего уровня .конкретизации результирующего Графа.

Повторяя процедуры б и 7, мы получим несколько семантических сетей, представляющих знания об одном и том же об'екте, но с разной степенью конкрктизации.При появлении в системе запроса пользователя, начинается его одновременная обработка на полученных т.о. семантических сетях. Сигналом прекращения обработки служит либо некий логический вывод, полученный на одной из сетей, либо вывод о невозможности обработки данного запроса на всех семантических сетях.

Один из важнейших этапов разработки информационных систем для практической медицины - оптимизация

пользовательского интерфейса с точки зрения инженерной психологии.

Работа медперсонала в отделениях интенсивной терапии кар-, динально отличается от кабинетной работы среднестатистического

пользователя. Работа при решении задач такого типа всегда коллективна. С одной стороны, постоянная совместная работа руководителей и подчиненных, краткость заданий и ясность контроля за их выполнением создают предпосылки для быстрого и организованного внедрения новых информационных технологий и их эффективного использования. С другой- такая ситуация является источником постоянного . стресса, и в сочетании с отсутствием перерывов в работе и сознания повышенной ответственности за каждое действие, приводит к повышенной утомляемости пользователя и, следовательно, увеличивает вероятность ошибочных действий.

Серьёзным ограничением при разработке пользовательского ■ интерфейса и его технической реализации является также наличие спецодежды, требования к стерильности и др.. При разработке интерфейса также необходимо учитывать возможность специфической загрязненности рук пользователя, возникающую при выполнении ряда медицинских процедур.

Крайне важной является также задача удобного для пользователя представления медицинской информации^ С точки зрения формы представления все вводимые данные можно условно разбить на три группы:

1. Данные заэкранного ввода- по умолчанию не отбражают-ся на мониторе и используются в основном при окончательной обработке результатов для формирования итоговых отчетов.

2. Данные мгновенного состояния- как правилотелеметри-ческая информация, часто дублирующая показания медицинских приборов, но более рационально сгруппированная и представленная максимально удобно для пользователя. Следует помнить, что при рациональном объединении показателей и нормирования их значений весьма эффективно использование технологии когнитивно- графического представления медицинской информации.

3. Данные динамики- в отличии от информации мгновенного состояния, отображаются не только последние их значения, но и результаты предыдущих измерений с временной глубиной, определяемой пользователем. Эта информация чаще всего представляется в виде графиков для наиболее наглядного отображения тенденций изменения выбранных показателей.

При разработке формы представления информации имеет смысл оставлять пользователю возможность переноса данных из одной

группы в другую в зависимости от специфики конкретной задачи.

Весьма важными эргономическими факторами являются также цветовая палитра и форма представления символов на экране. Практика показывает, что не следует отказываться от ярких и контрастных цветовых сочетаний, часто отвергаемых современными методиками экранного дизайна. Дело в том, что- оператор медицинской информационной системы отделения интенсивной терапии проводит не более 2-5% рабочего времени за монитором и в данной ситуации все опасения по поводу его усталости из за слишком яркой палитры представляются необоснованными.

При выборе размера и формы шрифта следует помнить, что пропорциональный шрифт, являясь более привычным и удобочитаемым чем равноширинный, вызывает трудность визуальной оценки заполненности коротких (менее одной строки) полей ввода, и более подходит для текстовых неформализованных фрагментов. В свою очередь, равноширинный шрифт, по непонятным причинам считающийся устаревшим, весьма удобен при чтении коротких фрагментов и идеален для восприятия и сравнения числовой информации. Высота шрифта должна выбираться с учетом важности данных и примерным размером зоны перемещения медперсонала.

Для эффективного использований диалоговых информационных систем в . интенсивной терапии необходима также очень тщательно разработанная система оперативной подсказки. Помощь пользователю в системах такого типа может быть представлена в трёх формах:

1. Постоянно присутствующее окно (строка) с описанием допустимых действий оператора и правил использования клавиатуры ЭВМ или других технических средств ввода данных.

2. Всплывающее окно, содержащее контекстно - зависимую краткую справку о текущем состоянии системы и валидных действиях пользователя. .

3. Динамически загружаемая, как правило, гипертекстовая система помощи, реализующая не только функции справочника, но обучающую подсистему.

Для максимальной эффективности функционирования информационной системы целесообразно снабжать её всеми тремя формами подсистемы помощи с возможным включением- отключением подсказки 1-го типа.

Одна из серьезнейших проблей, решаемых разработчиками интегрированных медицинских информационных систем - проблема верификации и валидации экспертного модуля системы. Не вызывает сомнений, что общая стоимость системы возрастает в соответствии с увеличением усилий, требуемых для верификации и валидации заказанной системы. Это бесспорное правило не могло не привести к следующей ситуации на рынке программных продуктов - в условиях нестабильного финансирования разработчик в борьбе за заказ часто вынужден вообще замалчивать такой процесс, как тестирование, легкомысленно перенося его на этап опытной эксплуатации. Иногда такой метод оказывается довольно жизнеспособным, если речь идет о несложных и компактных справочно- информационных системах, но к сожалению нередки случаи, когда заказчик не вкладывает средства в тестирование даже таких сложных программных продуктов, как экспертые системы. Таким образом, экспертные системы довольно часто оказываются не в состоянии явно представлять рассуждение, знание и мысль, которая изначально входила в их проект. Это-препятствует программисту или инженеру знаний диагностировать причину ошибки и находить и модифицировать соответствующий фрагмент кода, и часто в результате весь проект попадает" в категорию 'умирающих'.

Таким образом тестирование должно рассматриваться как часть полного цикла жизни информационной системы. В идеальном • случае, тому как будет выполнен процесс тестирования должно быть уделено внимание в Части спецификаций при проектировании программного продукта (выполняется разработчиком) и в обосновании необходимости его создания (выполняется заказчиком). Это означает что методика тестирования должна быть открыто обсуждена как группой разработчиков интегрированной информационной системы так и ее заказчиками (пользователями).

Цель данного раздела диссертационной работы состоит в том, чтобы обсудить три метода верификации, которые являются доступными в данное время для разработчиков экспертных систем.

1. Адаптация стандартных методов верификации для экспертных систем.

описание первого метода целиком базируется на доступной литературе по методам верификации стандартного программного

обеспечения. Этот метод успешно прошел проверку временем и имеет смысл использовать его всякий раз, когда это возможно. В стандартном подходе верификации программного обеспечения разработчик действует подобно . стандартным процедурам обеспечения качества любого другого товара. Эти процедуры используются чтобы гарантировать покупателю, что изделие (программа) отвечает специализированным требованиям разработки. Например, в США Отдел Защиты (DOD) требований разработки программного обеспечения, правила которого можно найти в DGD-STD-2167A устанавливаем стандартные процедуры, связанные с полным циклом разработки программного обеспечения .

2. Полностью автоматизированные процедуры и инструментальные средства тестирования экспертных систем.

Этот подход к верификации экспертных систем (экспертных модулей) основан на использовании специальных инструментальных средств. Эти инструментальные средства специальным образом анализируют исходный текст экспертной системы. Такой анализ как правило не включает в себя моделирование или реализацию всей системы. Инструментальные средства проверки, созданные для верификации экспертных систем и стандартного программного обеспечения практически подобны. Эти инструментальные средства обрабатывают исходный текст и в некоторых случаях находят фрагменты исходного текста, которые могут быть определены как проблемные или явно ошибочные. Стандартные инструментальные средства могут обнаруживать неинициализированные переменные, несоответствия типов, недопустимое число строк в модуле, избыточный код и недостигаемые разделы кода.

Инструментальные средства для проверки правил, на которых основана экспертная система (также как ручные методы) должны оценивать непротиворечивость и законченность правил. Проблема использования и создания автоматизированных инструментальных средств верификации и валидации состоит в том, что в большинстве случаев они зависимы от конкретной экспертной системы. Например, CHECK был создан в рамках проекта ART

3. Специфические процедуры верификации базы знаний.

Качественный обзор базы знаний - главная проблема, стоящая

сегодня перед разработчиками экспертных систем. Он иногда упоминается как подтверждение (легализация) базы знаний. Этот

метод возник из-за частого экспертного расхождения мнений по содержанию базы знаний. Большинство авторов предлагают, чтобы, расхождение мнений экспертов при заполнении базы знаний было обработано системами автоматически, но к сожалению разработки в данной области находятся пока еще в зачаточном состоянии и не готовы для широко распространенного использования.

В заключение можно сказать, что быстрое увеличение количества информационных систем,- в той или иной степени, поддерживающих процесс принятия решений означает, что все большее внимание должно быть потрачено верификации и валидации этих систем. Соответствующий поставленной задаче подход верификации гарантирует, что средства, отданные на эту часть разработки .не будут потрачены впустую. Особенно важно включать валидационные требования и иногда конкретные методы во все спецификации проекта.

Естественным итогом диссертационной работы является описание программного комплекса "ПРОТОКОЛ. АНЕСТЕЗИИ", предназначенной для автоматизированного сбора, хранения, непосредственной оценки и последующей статистической обработки показателей состояния онкологических больных и лечебных мероприятий во время оперативного и послеоперативного лечения.; Программа предназначена для -работы на ПЭВМ непосредственно в операционной или в палате интенсивной терапии.

Программа "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ" ' обеспечивает.оперативный ввод анестезиологической информации, её просмотр, корректировку в режиме диалога как по заранее созданному шаблону; так и по показателям, произвольно выбранным пользователем. Программа поддерживает возможность корректировки и создания стандартных шаблонов ввода данных и множеств исследуемых показателей по мере появления новых этапов исследования, новой медицинской аппаратуры и лекарственных средств. Программа ' также поддерживает интерфейс автоматического ввода данных с медицинской аппаратуры.

Ввод данных осуществляется в режиме реального времени. Для более эффективного 'контроля за хронометражной адекватностью введенных данных программа выполняет функцию таймера, информирующего пользователя о текущем времени суток и времени работы с прогрммой в удобном для пользователя формате и с использованием

звукового сигнала.

Программа "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ" позволяет проводить автоматизированную статистическую обработку данных по мере поступления информации различных научных и клинических задач, обеспечивать возможность экспорта данных для создания отчетов с использованием таких программных продуктов, как MS EXEL и MS WORD в интегрированной среде WINDOWS.

Представление результатов пользователю осуществляется в виде, соответствующим предметной области. Как правило, для данного класса задач- это таблицы и графики. Пользователь имеет возможность получить любое подмножество данных и сам задать вектора данных при построении графиков. Для дальнейшего использования результатов программы в стандартной медицинской документации в программе предусмотрен режим печати текстовой и графической информации.

Программный комплекс обеспечивает максимальную безопасность данных при возможных сбоях оборудования, резервирование информации, предоставлять пользователю

возможность архивации данных. Работа программы не нарушается при возникновении сбоя или отказа периферийного оборудования ПЭВМ или специального медицинского телеметрического оборудования, используемого для автоматизированного ввода данных.

Программа "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ" обладает средствами защиты от несанкционированного доступа к данным, а также обеспечивает многоуровневый режим доступа персонала к хранимой информации. Предусмотрено введение системного запрета на изменение архивной информации.

Программа "ПРОТОКОЛ АНЕСТЕЗИИ" ориентирована на эксплуатацию ее пользователем, не имеющим специальных навыков работы с вычислительной техникой. Весь диалог представлен в виде нотаций, максимально близких предметной области решаемых задач.

Рассматриваемая информационная система может функционировать на базе ПЭВМ, совместимых с IBM PC/AT 4 86 для операциойных систем, поддерживающих многозадачный режим и работу как с набором стандартных переферийных устройств, так и специального медицинского оборудования. Предполагается, что для нормального функционирования программы необходимо наличие накопителя на

жестком магнитном диске с- объёмом не менее 120 МЬ, цветного видеоадаптера УСА, не менее двух свободных коммуникационных последовательных портов и не менее 8 МЬ оперативной памяти.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Разработаны, обоснованы и исследованы методы и процедуры, позволяющие максимально эффективно осуществлять проектирование и реструктуризацию информационных систем для применения в отделениях интенсивной терапии. Эти методы охватывают практически все стадии разработки информационных систем и в итоге составляют многоэтапный формализованный процесс принятия строго обоснованных и оптимальных решений в ходе анализа задач пользователей и их требований, проектирования, реализации, отладки и внедрения новой системы, в частности:

1. Разработана методика преобразования семантической сети, приводящего к генерации множества сенантических сетей с различным уровнем конкретизации объектов предметной области.

2. Разработан метод применения алгоритмов Маркова для оптимизации распределения ресурсов в медицинских информационных системах реального времени.

3. Проведено исследование эффективности пользовательского интерфейса диалоговых систем применительно к специфике, работы отделения интенсивной терапии и предложены рекомендации по разработке оптимальных экранных форм.

4. Выделены три общих подхода для выполнения комплекса работ в рамках верификации и валидации экспертного модуля интегрированных информационных систем. Подробно рассмотрены варианты использования этих подходов и технологий на. соответствующих фазах в течение всего цикла жизни медицинской информационной системы;

Результаты диссертационной -работы использованы при разработке, реализации и отладке . комплекса программ автоматизированного рабочего места врача анестезиолога. В результате проделанной работы был разработан программный комплекс автоматизированного ведения протокола анестезии, предназначенный для сбора, хранения, непосредственной оценки и последующей статистической обработки показателей состояния

онкологических больных и лечебных мероприятий во время оперативного и послеоперативного лечения.

Публикации. По теме диссертации опубликованы следующие

работы:

1. В.В.К.ульба , С. А.Косяченко,М.С.Сергеев ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ ПОДХОД К РАЦИОНАЛЬНОМУ ПОСТРОЕНИЮ СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ В СИСТЕМАХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ ■// Всесоюзная научная конференция "Системы упраления", доклад (Суздаль, 1991г.)

2. .М.С.Сергеев, Т.Селиверстова ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ ПОДХОД К РАЦИОНАЛЬНОМУ ПОСТРОЕНИЮ СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ ДЛЯ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ ИНФОРМАЦИИ //• Всесоюзное совещание "Пути

повышения интеллектуализации САПР", доклад (Судак, 1992г)

3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВРАЧА ТОПОМЕТРИСТА // Научно - технический отчет по программе "КОНВЕРСИЯ И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" УДК 614.2:725.511:681.3(-82), Гос.per.0291.0019927, (Москва, МИФИ 1994г.) ,

4. М.С.Сергев, Ю.В.Буйденок ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС СБОРА МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ РАСШИРЕННЫХ ТОРАКАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЯХ В ОНКОЛОГИИ // Съезд врачей- онкологов стран СНГ, стендовый доклад (Москва, 1996г.)

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО - АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ В РАМКАХ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ВРАЧА ОНКОЛОГА // Научно - технический отчет по программе "КОНВЕРСИЯ И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" УДК 614.2:725.511:681.3(-82), Гос.per. 0291.0019927 (Москва, МИФИ 1996г.)

Подписано в печать Заказ " '/(./ Тирах и

Типография ШФИ, Каширское шоссе, 31