автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка и внедрение базовой архитектуры для построения аппаратных средств систем радионуклидной диагностики и кардиомониторинга

7

91

4ля служееного пользования энз.#

Ордена Трудового Красного Знамени

Союзный научно-исследовательский институт приборостроения

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ БАЗОВОЙ АРХИТЕКТУРЫ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕИ РАДИОНУКЛИДНОй ДИАГНОСТИКИ И КАРДИОИОНИТОРИН ГА

05.11.16 - инфорнационно - измерительные системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

• ЧЕБШОВ Сергей Борисович

Йосква - 1991

Робота выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Союзной ноучно-исследоэательском институте приборостроения.

Научный руководитель — доктор технических наук ,профессор

А .'К Белое

Официальные оппоненты : - доктор технических наук ,профессор

И.А.Дубровский

- доктор биологически« наук Веткин А.Н.

Ведущая организация - ВНИИИИТ

I'

Запита диссертации состоится «2/. О■/ 199£г. в У0~

!

часов на (Заседании специализированного совета по адресу : г.Посква ,ул.Расплетина д.о

С диссертацией можно ознакониться в библиотеке СНИИП

Ученый секретарь Специализированного совета

И.С.Днепровский

! С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Одним из актуальны« направлений современного ядерного приборостроения является создание приборов и систем для радиационной медицины.

Требования совершенствования лечебно - диагностического процесса обуславливают необходимость широкого внедрения в медицинскую практику целевых приборов и систем комплексной диагностики, позволяющих проводить диагностику и мониторинг как

с помочь» радионуклидных ,так и обцефизиологическиэс методик ,а такте организовывать обследования по взаимнолополняющим методикам. Анализ существующих диагностических и мониторных аппаратных С средств показал ,что их архитектурным решениям присупи программно-аппаратные различия , делающие невозможный сопряжение их между собой . Данное обстоятельство исключает возможность проведения комплексной диагностики , ведет к потере информации , снижая теп самый потребительские свойства используемых аппаратных средств и усложняя их эксплуатации! в клиническим условиях.

Настоящая работа посвящена разработке и внедрению оптимизированной базовой архитектуры аппаратных средств на основе которой возможно построение как диагностических ,так и мониторных систем широкой номенклатуры . Для этого :

- проанализированы принципы построения и архитектура существующих диагностических и мониторных систем ;

- определены обобщенные требования к медицинским системам ;

- разработан метод системной оптимизации;

- разработана базовая архитектура аппаратных средств, позволяющая на ее основе создавать Функционально гибкие мониторинг и диагностические системы ;

-А -

АКТУАЛЬНОСТЬ темы обусловлена :

- необходимостью совершенствования лечебно -диагностического процесса;

- возрастающей потребностью в автоматизации процедур диагностики заболевания и последующего наблюдения за пациентом ;

- существенны« усложнением диагностических методик ;

- ростом интеллектуальных , временных и материальных затрат на разработку и производство указанных приборов и систем ;

ЦЕЛЬИ работы явилось !

- исследование основных принципов построения современных компьютерный приборов и систем;

- разработка оптимизированной базовом архитектуры аппаратных средств , обеспечивающей возможность построения диагностических и мониторных, систем разлмявой^.диагностической, ориентации ; .

- определение оптимальной номенклатуры.общесистемных углов и блоков , обеспечивающих нежсистенную унификации! на уровне не киже 80"/.;

- применение разработанной архитектуры для'построения аппаратных средств радиоизотопной диагностики и кардиопониторинга .

Поставлены и решены следующие ЗАДАЧИ :

- сформирована концепция построения оптимизированной структуры медицинской системы ;

- определена совокупность эффективно оптимизируемых системных характеристик ;

- разработана и исследована структурно - информационная модель системы ;

- разработаны базовая архитектура аппаратных средств и ее кодификации 5

- проведен выбор и обоснованы параметры и структуры унифицированных узлов и блоков 5

- разработаны и внедрены в медицинскую практику аппаратные средства нониторного контроля для кардиореанимации и радиоизотопной диагностики ;

-ь -

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Разработан метод системной оптимизации * позволяющий определить группу ключевых системных характеристик для Формирования корректных технических требований и оптимальной исходной структуры системы ;

2. Предложена структурно - информационная модель системы , позволившая получить оптимальные решения приоритетных системных требований ;

3. Разработана гибкая, архитектура аппаратных средств , допускающая реконфигурацию структуры непосредственно у пользователя .

4. Разработаны оригинальные структуры общесистемных блоков.

АвТуор ВЫНОСИТ НА ЗАЩИТУ методы и средства создания медицинских радхонуклидных диагностических и кониторных аппаратных средств отличающихся функциональной гибкостью и унифицированностью системных углов и блоков.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Материалы диссертации публиковались в журналах "Вопросы атомной науки и техники " ( серия " Ядерное приборостроение " ), докладывались на конференции НАГАТЕ по КИП и СУЗ ( Цюрих, сентябрь 1986 ) , на ВДНХ СССР экспонировалась информационно -измерительная система ИИС-03 ( 1968 г. ) , получена серебряная медаль.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация состоит иг введения , четырех глав и заключения. Содержание работы изложено на ^^Устраницах , включая Ж РИСУНКОЕ' И список литературы , содержаний наименований .

СОДЕРЯАЧИЕ РАБОТН ПЕРВАЯ ГЛАВА диссертации посвящена рассмотрению принципов построения медицинских систеи на примере мониторных и диагностических варианта* их реализации . Показано , что основной тенденцией е настоящее вреня является использование микрокомпьютерных средств , обусловленное возросшими требованиями к уровню обработки и представления информации . Сравнительный анализ разработанных медицинских систем показал , что :

1. Применение микрокомпъютерных средств позволяет расширить диагностические и . сервисные возможности медицинских систем, упростить.диалог ;

2. Структура большинства медицинских систем, содержи^ системные

\

аппаратные средства для хранения вычисленных значений ,

Физиологическим параметров с сохранением информации в аврийных ситуациях , а также для кратковременного хранения предыстории

Физиологических кривых ;

3. Режим диалога , отображение Физиологических кривых и вычисленных параметров обеспечивается введением в структуру аппаратных средств блока дисплея , способного отображать символьно -гро! '«скую информацию ;

Каждому игз вариантов присуди Функциональные особенности , влияющие на системную архитектуру . Длг. '„. агностических систем характерна регистрации к накопление большого объема входной информации с лоследуюаги сложной математической обработкой , что обуславливает необходипость использования сравнительно мощных вычислительных средств - например персональных компьютеров, функциональные архитектурные особенности диагностических

*

систем определяют в свои очередь эксплуатационные особенности , наиболее характерными из которых являются : требование высококвалифицированного обслуживающего персонала и стациоь характер работы в специально оборудованном помещении. Одним из существенных требований предьявляемых к мониторным системам , связанный с их Функциональным назначением , является обеспечение длительного и надежного контроля заданных Физиологических Функций организма пациента .Немаловажными Факторами .влияющими н~ »пхитектуру нониторных систем ,являются общепринятые в мировой практике требования минимизации весо-габаритных характеристик и единой компоновки аппаратных средств мониторных систем

На основе результатов анализа характеристик медицинских систем и учете их особенностей можно сформулировть основные принципы построения медицинских систем:

1. Удовлетворение запросов рынка I потребителя ) возможно за счет разработки Функционально и системно гибких структур , построенных на основе оптимизированных базовых архитектурных решениях ;

2. Ядром архитектуры должно являться микрокомпьютерное средство , позволяющее наиболее оптимально удовлетворить требованиям простоты управления , экспрессности обследования пациента , формирования максимально возможного объема выходной информации о состоянии пациента при ограниченности входной информации.

Изложенное выше позволяет сформулировать перечень обобщенных требований предъявляемых к медицинской системе :

- система ( прибор ) в рамках своего Функционального назначения должна обеспечивать надежную регистрацию входной информации и достоверную ее интерпритацию для обслуживающего персонала ;

*

- системы иониторного назначения и приборы предназначенные для массовых обследований должны обеспечивать максимальную простоту диалога и минимизацию времени задания режимов работы :

- независимо от Функционального назначения , система должна обеспечивать надежную защиту пациента от поражения электрическим

ток о»! s

- учитывая Функциональные особенности и область применения система ( прибор ) должна обеспечивать регистрации и обработку информации в реальной масштабе времени ;

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ диссертации рассматриваются вопросы оптимизации

системы и построении ее структурно — информационной модели.

Концептуально задача оптимизации сформулирована следующим

образом : для обеспечения оптимального проектирования системы

необходимо найти такое подмножество ее характеристик ,

оптимизация которых обусловит приближение к оптимуму оставшихся ,

не включенных в найденное подмножество. Известные методы

оптимизации не позволяют получить корректное решение поставленной

задачи поскольку не обеспечивают учет взаимовлияния параметров друг

на друга .Для решения поставленной задачи предложен Формализованный

метод , основанный на установлении причинно— следственных связей

между экспертно заданными характеристиками с последующим вычислением

степенен взаимозависимостей ( СВ ) между ними .

Выражение для вычисления СВ записывается в виде : А' i> М

S qx- + $ЛйУ; + >kqz„

U & i <=т

где : \tfjtj,/«^-весовые , экспертно задаваемые коэффициенты ; Ч - ступенчатая Функция :

Используя полученные числовые значения построены графические

зависимости , отражающие эффективность оптимизации А каждой

характеристики,ри с.1 -

-s -

*

Рис.1. Графические jc/êuci/MOc/nu /жрс/метро(&) } AÉnjtf) ,A¿ZK(#J.

- \0 -

Вели в качестве нижней границы принять значение эффективности равное 807. то в группу наиболее эффективно оптимизируемых характеристик будут входить следующие : степень унификации , стоимость системы , простота эксплуатации , простота ремонта и проверки .открытость системы ,возможность наращивания (изменения) Функций .длительность непрерывной работы ,надежность , помехоустойчивость. На основе полученного перечня характеристик сформированы исходные требования к модели системы. Необходимо отметить ,что оптимизация данных многоплановых характеристик актуальна для любой системы независимо от Функционального назначения, однако особенностью разработки'модели системы, заключается в обеспечении оптимальности указанных характеристик одновременно, поскольку только в этом случае возможна гарантированная реализация основной Функциональной задачи системы-адекватность и оперативность интерпритации Физиологического состояния пациента как при мониторинге ,так и при диагностическом обследовании. Учитывая Функциональные особенности медицинских систем ,в качестве базисной ,при построении модели ,использовалась характеристика надежности , что обусловило выбор дублированной структуры системной организации ,рис.2 ,отличающейся отсутствием потерь входной инФорации при локальных отказах ,тестировании и и информационном обмене с внешними устройствами . Анализ структуры подели и алгоритмических решений показал целесообразность использования их при разработке базовой архитектуры .

ву.г

Б9Б2

Н2

ш

ff

БК2

ИНН

M ПА

6UK

БУ

SM

SC

¿OH

WA

ja

M

O "v>

0

M

BS>/

ш

Â

It

SfSt

ж

• ВУ1, ВУ2 - ¿bfwenvmeMxoe (/cm/>ûàcx>£o ; ßOU-гЬок ofyaSo/nw !• БНН - $по* мзко&лб/пясго *а/>/>л*еми# ; BVBtjßVSZ-too* fcpMtpafawß S/>c*apofox; 60A~ о/>х*юв*«

тя- адаптер cfatr, Ъстум,;

1 ßKl.ßKZ - ¿hox коМР/туцш; • ЩШ- fyympvcuerewae

BUK - ww* -

ßO - ¿лох мЗуМ-мгиемгали cfasu

ßflli-Sfio« инеормсщщ

SC - Sßox cûepm/it/ no Mûdy/ito S,} t/esTipoc/e/nW^î

Рис. 2. . Структурная схема rtoèenu систет/.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА диссертации посвящена разработке базовой архитектуры си степы .Идеологией разработки явилось модельное решение системы позволившее сформулировать исходные принципы построения архитекту

- базовая архитектура должна обеспечивать организацию как монитор: так и диагностических систем ;

- базовая архитектура должна обеспечивать возможность организации иерархических структур ;

- базовая архитектура должна обеспечивать возможность построения упрощенных модификаций ;

~ аппаратные средства , образующие базовую архитектуру , должны иметь ВО"/, унификацию ;

- управление обменом и обработкой информации должна должна осуществлять встроенная микроЭВИ ;

- аппаратные средства базовой архитектуры должны допускать обслуживание медицинским персоналом не имеющим прфессиональной технической подготовки ;

Используя полученные ранее результаты и изложенные принципы была разработана базовая архитектура приведенная на рис.3. Исходная структура позволяет достичь наибольшей скорости обработки информации с датчиков и вывода рес-ультатоЕ обработки на внешние устройства.при отказе одного из устройств накопления и обработки информации , архитектура системы обеспечивает продолжение выполнени программ измерения или обработки данных работоспособным устройством Диалоговый режим поддерживается клавиатурой более приоиритетного устройства , а в случае отказа - клавиатурой второго устройства. Приоритет устройств устанавливается программно при начальной пуске системы.

У//О/

Рис.3 SoâoSop арх и/г? ел m у pa системы

; 44

Первой модификацией архитектуры является структура, которая при достаточно высокой производительности обладает несколько худшей надежностью , поскольку каждое и© устройств подключено только к " своей " группе датчиков и в случае отказа одного иг> устройств сбор инфорпации от соответствующей группы

| прекращается. Однако если отказ устройства не является

I катастрофическим , то работающее устройство имеет возможность

считывания накопленной информации из него.Вторая модификация архитектуры представляет собой наиболее простую и реализуемую структуру .На ее основе целесообразно построение тиражируемых приборов и систем . При этом обеспечивается программно - аппаратнаг совместимость с ранними разработками .Анализируя существующие системные структур« Было установлено что актуальным является организация иерархических структур .Особенно это относится к мониторным системам .имеющим , как правило »разветвленную структуру. При построении иерерхических структур на основе базовой архитектуры ее наинизшим уровнем является монитор пациента I устройство накопления и обработки информации ).Данный уровень обеспечивает автоматизированную предварительную обработку информации по алгоритмам рутинных методик .более высоким уровнем иерархической структуры является комплекс монитор пациента-персональная ЭВЯ. На этом уровне могут решаться задачи автоматизированной диагностики жизненно важных Функций организма.Для реанимационных отделений на рассматриваемом уровне решаются задачи углубленного индивидуально контроля состояния пациента.Третий уровень иерархии представляет собой совокупность нескольких прикроватных мониторов, подключенных к центральному посту.

- 4Ь -

Подобная организация характерна для комплексов многоточечного ( многофакторного ) контроля , нашедшая широкое распространение при построении систем мониторного контроля ( реанимационные отделения .палаты интенсивной терапии ). Четвертый иерархический уровень позволяет »есги интерпритационную обработку информации , поступающей от прикроватных мониторов на центральный пост .На этой уровне кроне задач 'реанимационного контроля могут решаться задачи комплексной диагностики ( радиоизотопные методы с контролем гемодинаиических характеристик и ЭКГ ).пятый уровень Формируется путем интегрирования в структуры третьего и четвертого уровней персональной ЭВМ .Таким образом,

базовая архитектура,предоставляя возможность построения

у

иерархических структур позволяет реализовывать мониторные и

диагностические системы ( приборы ) с требуемым ур'; чч обработки

)

информации .

Аппаратной основой построения базовой архитектур) ртся канальна;

организация связей между внутрисистемными блока ;лами.

Учитывая Функциональную ориентацию архитектур: ..остав введен

дисплей , обеспечивающий отображение символа - графической информации и поддержку диалога.Особое внимание при разработке внутрисистемных аппаратных средств было уделено построению устройств памяти , которые в значительной степени определяют надежность работы системы.На основе анализа существующих схемотехнических методов повышения надежности ЗУ была разработана структура- содержащая дублированные накопители и комбинированную схему контроля по четности и поразрядного сравнения . 1'акое решение позволило обеспечить как аппаратную так и информационную надежность данных устройств.

-

и мьл'ьпчи 1 .'¡пиь диссертации рассматривается организация аппаратных средств ,разработанных в соответствии с базовой архитектурой : системы кардиореанимационного нониторяого контроля, системы контроля внутреннего радиолу»лидного загрязнения человека и монитора радиоизотопной диагностики почек.Каждое из рассмотренных изделий ингет свои функциональные особенности , но в соответствии -с концепцией базовой архитектуры их обьединяет идентичность принципов системной организации и реализации ядра системы — микроЭВП , ОЗУ , ПЗУ ; каналов информационного обмена , дисплея, интерфейсов сопряжения с внешними устройствами.Опыт построения рассмотренных систем показал , что используемые решения обуславливает программно—аппаратную открытость изделий , позволяя в рамках заданной Функциональной ориентации проводить модификаций) и совершенствование как аппаратного так и программного обеспечения. Система мониторногО контроля < СИК ).

Разработанная система предназначена для оснащения кардиореанимационных отделений больниц , клиник и медицинских институтов кардиохирургического профиля. Система позволяет вести одновременный мониторинг состояния четырех пациентов , анализируя характеристики системы кровообращения и ЭКГ -сигналов и обеспечивая- , в случае необходимости ,генерацию кардиостимулирующих импульсов . Структурно СИК содержит четыре

(с возможностью расширения до восьми) прикроватных монитора,рис.4,

•1

связанных через ИРПС с монитором центрального поста. Прикроватные мониторы обеспечивают прием и предварительную обработку информации , которая по требованию транслируется на центральный пост .

flftuV-pс PamHfrtú иониТср

Ядром архитектуры мониторов является иикроЭЫ1,связанная через канал с остальными аппаратными средствами мониторов.Б обоих типах мониторов вызов необходимой программы или Функции осуществляется по пограмме - справке через клавиатуру встроенного дисплея. Отлнчитильной особенность« прикроватного монитора является обеспечение возможности изменения состава Функциональных блоков без изменения встроенной операционной системы. Для идентификации конфигурации аппаратных

средств ионитора каждому блоку входящепу в архитектуру монитора, за исключением общесистемных блоков, присвоен номер паспорта и соответствующий адрес вектора прерывания -Для обеспечения однозначного соответствия аналоговых сигналов ,поступающих от Функциональных блоков, каналам АЦП ,их распределение произведено в соответствии с номером паспорта . Контроль физиологических характеристик пациента прикроватным монитором

реализуется исполнением алгоритма ,медицинские аспекты которого разработаны совместно с сотрудниками кафедры терапии Факультета усовершенствования врачей ГШСИ им.Н.А.Семашко и отделения экспериментальной хирургии ВНЦХ АПН СССР.

Первая ветвь алгоритма обеспечивает :вычисление частоты сердечных сокращений, ее усреднение по восьми кардиоциклан , запоминание в специальном ОЗУ и сравнение с пороговыми значениями, также параллельно ведется контроль изменения Формы ЭКГ сигналов с идентификацией экстрасистолических аномалий. Методические вопросы разрабатывались совместно с сотрудниками кафедры терапии Факультета усовершенствования врачей МР1СИ им.Н■А.Семашко.

Второй ветвью мониторингового контроля обеспечивается вычисления параметров центральной гемодинамики пациента в соответствии с методическими рекомендациями по комплексной оценке Функционального состояния систем кровообращения и дыхания методом интегральной реографии тела, разработанными д.м.н. Ю.Н.Волковым (С-Петербургский институт экспертизы трудоспособности и организации труда инвалидов ),д.б.н. В.И.Большовым (Иежотраелевой научно-технический центр по медицинской технике "Иеяае"), к.м.н. С.Е.Сингаевским (Военно-медицинсканачальни.На основе сформированного массива данных вычисляются диагностические параметры: ударный обьем сердца, минутный обьем сердца ,

ь

систолический индекс , общее переферическое сопротивление сосудов и мощность.

Подпрограмма вычисления параметров обеспечивает также сравнение каждого параметра с педельныпи значениями.В случае выхода параметра за установленные границы Формируется сигнал тревоги с параллельным выводом всех вычисленных параметров на цифропечатающем устройстве.Алгоритмы также обеспечивают вывод вычисленных параметров и кривых на экран дисплея для визуального контроля .Алгоритм работы монитора центрального поста также содержит две глобальных ветви.первая обеспечивает поддержку сетевой структуры взаимодействия прикроватных мониторов и центрального поста .реализуя регламентный информационный обмен. Вторая ветвь позволяет организовать Форсированный режим сбора информации об ЭКГ сигналах со всех прикроватных мониторов и их отображения в дежурной и критичеекмой ситуации. Анализ особенностей работы персонала в отделениях реанимации привел нас к концепции базового диалога с модифицированными исходами,

Ю

определяемый« Функциональной ориентацией конкретной

системы.Основу диалога составляет диспетчерская программа »

представляющая на экране дисплея перечень/меню реализуемых Функций .Учитывая оперативность характера работы системы дежурны режим мониторинга Физиологических параметров устанавливается сразу—же после включения .При выборе Функции на экране отображаются названия клавиш клавиатуры и кратко поясняется дальнейшая последовательность действий. Такой подход позволил минимизировать проблемы^адаптации медицинского персонала к системе , а б процессе работы позволяет оператору оперативно и адекватно реагировать на особенности течения процесса контроля состояния пациента .

Система контроля внутреннего радионуклидного загрязнения человека Система позволяет органмз-ог<ать мониторный и оперативно—экспрессны контроль внутреннего поступления радионуклидов у персонала предприятий и объектов атомной промышленности и энергетики , а также населения. В качестве исходного принципа при построении данной системы было принято максимально возможное расширение ее Функциональных и сервисных возможностей.

Согласно ранее изложенной концепции . архитектура системы выбрана аналогичной рассмотренной выше . В основу системного алгоритма положен принцип трехрежииноети организации работы . Дежурным режимом работы системы ,в случае мониторного характера ее,является контроль гамма—Фона.В данном режиме происходит регистрация спектра гамма-фона и накопление радиометрической информации ь энергетических зонах .задаваемых резидентно или с клавиатуры. Полученная информация используется при вычислениях ь остальных режимах работы системы. Вторым

режимом является режим радиометрического мониторинга oñc-ледуепого в заданных энергетических сонах.При выходе контролируемых параметров за установленные границы происходит переход на выполнение третьего режима-регистрация спектрометрической информации.Данный режим позволяет вычислить уточненные значения инкорпорированной íithbhocth по расширенной библиотеке радионуклидов: ЙОД-331 . КОБАЛЬТ-бО , ЦЕЗИЙ—Х37 , КАЛИй-40 , МАРГАНЕЦ—54 , ХРОИ-51 , ЛАНТАН-138 , ВАРИй-133 , ЦИРКОНИй-93. Спектрометрический режим реализуется или по гадании оператора или автоматически , при превышении уставки хотя бы по одному и® библиотечных радионуклидов.Алгоритм данного режима ,основанный на методе разработанной А.Н. Ковтуном и Г.Л. Морозом (НИИГИТ), позволяет уточнить состав инкорпорированной смеси и значение активности .обеспечивая расшифровку спектра с идентификацией библиотечных радионуклидов.

В режиме диалога после обработки спектра на экран

дисплея выводится спектр с вычисленными значениями активности , а на матричное печатающее устройство - протокол . содержащий идентификатор обследуемого , дату, гистограмму спектра зарегистрированного гамма—излучения и таблицу вычисленных значений, рис.5. Учитывая различные режимы и услс-е-ия работы вывод информации может прсуодит1ся как по заданному номеру идентификатора сбследуемсго, так и по группе ияептифигаторов или по всей базе данных.Для расширения Функциональных возможностей системы предусмотрено подключение дополнительных устройств контроля внешнего радиоактивного загрязнения или устройства обмера индивидуальных дозиметров.

-<?<? -

ИДЕНТИФИКАТОР: XXX ДАТА ВЫВОДА: XX.XX.XX

ЭЛЕНЕНТ АКТИВНОСТЬ ! ДАТА ! АКТИВНОСТЬ ! ДАТА' ИАКС. ! ! ТЕКУПАЯ !

1-131 Со-бО XX.X Ки ! XX.XX.XX ! XX.X Ки ! XX.XX.XX XX.X Вк » ! XX.X Бк ! XX.X Ки ! XX.XX.XX ! XX.X Ки ! XX.XX.XX XX.X Бк ! ! XX.X Бк !

Сш—137 XX.X Ки XX.X Бк хх.хх.хх XX.X Ки XX.X Бк ХХ.ХХ.ХХ

# XX.X Ки XX.X Бк XX.XX.XX XX.X Ки XX.X Бк ХХ.ХХ.ХХ

А

Рис.5". ПрОГПОКОЛ быхсгнсО инуср/чаццц.

с i

Монитор ДЛЯ радиошпгшк II Л и<"1 I Н с СТ m' И , рис.6.

Ионитор предназначен д,чп дисчгно<:тики заболеваний внутренний' органов радионуклиднымм методами . Основная цель . ставившаяся при разработке монитора . заключалдсъ в обеспечении максимально достижимой простоты работы медицинского персонала с прибором и минимизации времени обследования пациента при достижении оптимальных основных технических характеристик. Понитор позволяет получить, исходную информацию для обеспечения любой радионуклидноГ. диагностической методики с последуюен "ручной"обработкой.а также жтоигтическуш обработку для радионуклидных исследований почек по циркуляциониом и полукаперной моделям е соответствии с методикой предложенной к.п.к. В.Б.'Френкелем. Режим работы монитора задаются оператором в диалоге.включая в себя:калибровку,измерение.гадание энергетических зон , обработку накопленной информации.Нежим калибровки предваряет вес последующие режимы,обеспечивая подготовку измерительным тра>тсв к работе в последующих режимах.Калибровка позволяет выровнить чувствительность блоков детектирования в пределах +-2Х.Режим задания энергетических зон предназначен для выделения в регистрируемом спектре интересующих врача областей с с- стертстгукжих энергиям введенных радиофармпрепаратсн . V- режиме измерения блок I бло!и ) детектирования устлнл-лиглиотсл над диагностируепыи органом и производиться нагп:ленче спектрометрической и радиометрической информации. Спектропет риче информация , регистрируемая

параллельно позволяем пгт длительных ( до к' часов ) диагностических процедурах проводить периодически стабилизацию измерительных трактор.Р данном режиме обеспечивается и

Рус. Монитор роЭмоа^оТопнои диагностики.

1<о:-П1>*|'(.с г 1. проведения диаг но 1 ичр о ия процедур и.ло.'п зог<,1Н11е!1 препаратов . содержащих смесь из двух радисну к. лидов. У-ос- питающая при этом задача учета влияния рассеяния в тканях организма излучения рнссч оэнергетичного радионуклида на информацию , регистрируемую в зоне низкоэнергетичного радионуклида .решается путем вычитания апрксимированного спектра высокоэнергетичного радионуклида из суммарного спектра , накопленного в низко энергетичной зоне. В качестве исходном информации для режима "ОБРАБОТКА" используется радиометрическая информация .накопленная в режиме "ИЗМЕРЕНИЕ" .Алгоритм режима позволяет корректировать начальные условия обработки по отображаемым на экране дисплея гистограммам , характеризующим процесс накопления и выведения препарата из. диагностируемого органа. При диагностике функционального состояния почек монитор обеспечивает вычисление :

— времени достижения максимума для каждой почки;

— характеристик эвакуации каждой почки в У. ; ~ раздельного клиренса каждом почки в 7. :

- минутного обьема канальном секреции для каждой почки и суммарного обьема :

- эффе!тивного почечного кровотока для каждом почки и суммарного кроьстска ;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключаются с- следующем 1. Проведен анализ структур медицинских систем различного

Функционального назначения , показавший . что основное внимание при разрабо'п е мгдицинских систем уделяется обеспечению надежной регистрации физиолс;гических параметров . корректному гычислению значений данннх параметров и удобству работы.

2. Сформулирована концепция разработки базовой архитектуры , заключающаяся в обеспечении системной и Функциональной гибко позволяющей оперативно реагировать на изменение требований . предьявляемых к конкретной системе .

3. Разработан метод определения ключевых системных характеристм позволяющий проводить корректную системную оптимизацию .

4. Разработана структурно-информационная модель системы , позволившая получить оптимальные решения обеспечения надежное и эффективности обработки информации ©а счет исключения ее потерь во входо-выходных потоках .

5. На основе модельных решений разработана базовая архитектура

системы , выбраны и обоснованы структуры общесистемных блоков

i'

Показано , что при оптимальном программировании базовая архит< обеспечивает возможность реконфигурации структуры непосредств! у пользоЕ<ателя .

6. Разработаны и внедрены

- система кардиореанимационного мониторного контроля ;

- система контроля внутреннего радионуклидного загрязнения i человека ;

- монитор для радионуклидной диагностики почек ;

С

На их примере показана возможность использования базовой ( архитектуры для реализации широкой гаммы мониторных систем и

диагностических приборов. Анализ разработок показал . что достигнута 807. унификация аппаратных средств , сокращено до 207. число вновь рас-аработанных блоков .Время разработки сократилось в 1.5 раза и составило 8 месяцев.

г т

У. Г'ес-ультаты работы реализованы в системах ИИС-03 . СИК-01 . СИК-02 и мониторе радмоизсточной диагностики почек РИХ-6И. После проведения клинических испытаний поставлены на опытную эксплуатацию :

- прикроватный монитор УНО-ЗОП-2 ( кафедра терапии Факультета усовершенствования врачей НИСИ им.Н.А.Семашко.отделение кардиореанимации ГКВ ) ;

- прикроватный монитор УНО-ЗОп ( отделение экспериментальной хирургии ВНЦХ АМН СССР ) :

- монитор РИХ-бН ( отделение радиологии ГКБ #20 ) ;

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. А.Ф.Белов, Б.Н.Маркигов, С.В.Чебышов. Подсистема памяти для иерархических информационных систем. ИНИИАТОМИНФОРМ. Вопросы атомной науки и техники, вып.2, том 50, 1982 г,стр.49.

2. А.Ф.Белов, С.Б.Чебышоь. Запоминающее устройство. Л.С.Ы 1061175. 1982г.

3. Чебышов С.В.,Леонов А-Ф.,Белов А.Ф. РеограФ -Заявка на изобретение N3835234/14/000446 .от 07.01.1982г.

4. " Информационно - измерительная мониторная система

послеоперационного контроля".Пояснительная -записка к техническому проекту 0!ГР " Самарий " .ДСП,1983г.

5. А.Ф.Белов, С.Б.Чебншсв, А.С.Книжник, й.В.Виноградов,М.Л.Костина. Средства отладки и Iснтроля аппаратуры информационно -измерительных систем радиационного контроля. ЦНИИАТОНИНФОРМ, Вопросы атомной науки и техники, вып.1, 1985 г.стр.49.

Ь. А.'{'.Белов, С.Б. Чебышов. К вопросу тестирования систем и

их компонентов. ШШПАТОГШНФОРМ, Вопросы атомной науки и техники, вып.2, 1985 г,стр.96.

7. А.'!1. Белов,С.Б. Че&ншсн .Сетевой стабилизатор . А.С.М 1340412.1785г.

8. А.Ф. Белов, С.Б. Чебышов.А.Ю. Колчанов. Доклад " Организация систем питания г-сиплек <-ся радиационного гснтроля" .совещание

9. Отчет по НШ' " Рубеж-Н".1987г.

10. Чебышов С. Б. , ЛеонсЕ, А.1!1.. Белов я - 'Ж1 - Система обработки данных. А.С. N 1551120 , 1937г.

11. " Комплекс аппаратуры передвижной лаборатории контроля

концентрации радионуклидзе< е- критических органах". Отчет по НИР "Берег",1988г.

12. "Система пониторнсго контроля СИК-01." Пояснительная записка к техническому проекту ОКР "Блоада".198Вг.

13. Чебышов С.Б. Иногомерная оптимизация информационно-измерительных систем. Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерное приборостроение, II 4, 1989 г,стр.53.

14. Белов А. Ф. , Курков Е.В.,Леонов А-Ф.,Чебышов С.В. Комплекс ,' медицинских компьютеризованных приборов и систем.Вопросы атомной науки и техники.Сер.Ядернобг приборостроение,N4,

1989г , стр.46.

15. " Устройство контроля внутреннею радионуклидного загрязнения

человека ". Пояснительна я записка к техническому проекту ОКР "Берет".1989г.

16. Белов А.Ф.,Доиенко Ю.Ю.,Курков Е.В.,Леонов А.Ф.,Соломина Е.Ю.. Чебышов С.Б. Никрокомпьютерный хроноскоп.Вопросы атомной науки и техники.Сер.Ядерное приборостроение,N4 ,1989г.,стр.39.

17. Чебышов С.Б.,Соломина Е.Ю.,Федоровский П.Ю.,Леонов А.Ф., Сучкова Л.А.,Белов А."}'. Устройство контроля внутреннего..^ радионуклидного загрязнения человека. Вопросы атомной науки и техники ,сер. Ядерное приборостроение ,N4,1990г., стр.87.

18." Разработка комплекса технических средств измерения ионизирующих излучений для единой государственной системы контроля радиационной обстановки ( ЕГАСКРО ) на территории страны". Отчет по НИР " Ваятель У 6,7151, УДК/61473:539.1.075<47), 1991г.