Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Урофлоуметрический мониторинг. Анализ современных методов и средств измерения в урофлоуметрии 12
1.1 Диагностическое значение урофлоуметрии 12
1.1.1 Функционирование мочевыделительной системы 13
1.1.2 Урофлоуметрия
1.2 Количественный анализ урофлоуграммы 15
1.3 Краткая история проведения урофлоуметрических исследований
1.3.1 Однократные урофлоуметрические исследования 18
1.3.2 Кривые Сироки 19
1.4 Принципы анализа данных урофлоуметрического мониторинга 20
1.4.1 Регрессионный анализ 20
1.4.2 Ливерпульская номограмма 21
1.5 Способы измерения объёмной скорости потока мочи с использованием различных типов датчиков 23
1.5.1 Датчик весового типа 23
1.5.2 Датчик емкостного типа 24
1.5.3 Датчик ротационного типа 25
1.5.4 Тензодатчик 1.6 Обзор существующих урофлоуметров 27
1.7 Выводы по первой главе 30
1.8 Постановка цели и задач работы 31
Глава 2. Математическое моделирование процессов, связанных с работой системы урофлоуметрического мониторинга 33
2.1 Математическое моделирование процесса мочеиспускания 33
2.2 Математическое моделирование процесса регистрации параметров мочеиспускания
2.2.1 Скорость звука 39
2.2.2 Ближняя зона ультразвукового луча 41
2.2.3 Угол раскрытия з
2.2.4 Поглощение 43
2.2.5 Отражение 44
2.2.6 Разрешающая способность 45
2.2.7 Необходимая частота дискретизации сигнала 46
2.3 Математическое моделирование процесса обработки данных урофлоуметрического мониторинга 46
2.4 Выводы по второй главе 49
Глава 3. Разработка конструкции системы урофлоуметрического мониторинга .. 50
3.1 Синтез биотехнической системы 50
3.1.1 Принцип эймунологичности 50
3.1.2 Принцип адекватности 51
3.1.3 Принцип идентификации
3.2 Медико-технические требования 54
3.3 Выбор ультразвукового датчика 72
3.4 Выбор оптимальной частоты датчика 75
3.5 Разработка электрической принципиальной схемы электронного блока урофлоуметра
3.5.1 Структурно-функциональная схема 76
3.5.2 Электрическая принципиальная схема
3.6 Расчёт конструктивных параметров урофлоуметра 86
3.7 Оценка погрешностей измерения ультразвукового урофлоуметра 90
3.8 Методика применения 90
3.9 Выводы по третьей главе 90
Глава 4. Разработка программного обеспечения системы урофлоуметрического мониторинга 93
4.1 Реализация базы данных 94
4.1.1 Разработка таблиц, связанных с данными мониторинга 97
4.1.2 Организация справочника 103
4.1.3 Применение типов данных «структура» и «вектор» 109
4.1.4 Функциональные требования к формату поступающих данных 111
4.2 Функции, выполняемые ПОСУМ 111
4.2.1 Считывание данных 115
4.2.2 Расчёт количественных параметров урофлоуметрии 119
4.2.3 Визуализация данных 124
4.2.4 Вывод на печать результатов урофлоуметрического мониторинга 131
4.3 Выводы по четверной главе 136
Глава 5. Апробация работы системы урофлоуметрического мониторинга 137
5.1 Разработка стенда поверочных испытаний и поверка ультразвукового урофлоуметра 137
5.1.1 Разработка измерительного стенда для поверочных испытаний ультразвукового урофлоуметра 137
5.1.2 Методика поверки урофлоуметра 146
5.2 Апробация программной части системы урофлоуметрического мониторинга 152
5.2.1 Тестирование работы ПОСУМ 152
5.2.2 Исследование эффективности работы алгоритмов 158
5.2.3 Анализ сигналов из медицинской базы данных 159
5.3 Выводы по пятой главе 161
Заключение 162
Список использованных источников
- Краткая история проведения урофлоуметрических исследований
- Математическое моделирование процесса регистрации параметров мочеиспускания
- Медико-технические требования
- Апробация программной части системы урофлоуметрического мониторинга
Введение к работе
Актуальность исследования. Одной из урологических патологий является обструкция мочевыводящих путей, т.е. их закупорка, препятствующая свободному оттоку мочи. Повреждения, вызывающие обструкцию, могут произойти на любом уровне мочевых путей: от почечных чашечек до наружного отверстия мочеиспускательного канала.
Затруднение оттока мочи сопровождается увеличением давления в мочевых путях и может привести к острой или хронической почечной недостаточности, местному инфицированию и образованию камней. Своевременная диагностика и адекватное лечение способствуют устранению причин, вызвавших нарушение оттока мочи, и восстанавливают нормальную функцию мочевых путей.
Важным исследованием, позволяющим врачу поставить диагноз, является урофлоуметрия - неинвазивный бесконтактный метод регистрации объемной скорости потока мочи при мочеиспускании. На основании получаемого графика - урофлоуграммы - можно судить о нарушениях функционирования мочевыделительной системы. Диагностическую информацию дают следующие количественные параметры урофлоуметрии: выделенный объем мочи; максимальная скорость мочеиспускания; средняя скорость мочеиспускания; время ожидания; время достижения максимальной скорости; время мочеиспускания. При этом с максимально возможной точностью оценить функциональное состояние мочевыделительной системы дает возможность урофлоуметрический мониторинг - регистрация всех урофлоуметрии в течение одних-трех суток.
На данный момент на рынке имеется большой выбор урофлоуметри-ческих систем, которые широко используются в медицине. Каждая из систем основывается на разнообразных физических принципах измерения. Но при этом все системы обладают существенными недостатками: либо большими габаритами, либо высокими требованиями к персоналу, что не позволяет проводить измерения амбулаторно, либо присутствием контакта с агрессивной средой (мочой), которая приводит к отложению солей, разрушению конструкции и, как следствие, снижению точности измерений, либо отсутствием анализа мониторингового обследования за несколько суток, что затрудняет принятие решения, либо низкой точностью измерений объема, связанной с тем, что не учитывается плотность мочи и др.
Таким образом, актуальной является разработка портативной системы урофлоуметрического мониторинга, не имеющей прямого контакта измерительной части с агрессивной средой, но имеющей высокую точность измерения скорости потока, простоту съема, обработки и многосуточного хранения информации, что обеспечивает простоту обслуживания и амбула-
торное применение системы мониторинга в отсутствие высококвалифицированного специалиста.
Объект исследования - система урофлоуметрического мониторинга.
Предмет исследования - методика построения и программное обеспечение системы урофлоуметрического мониторинга.
Цель работы - разработка и исследование системы для сбора информационных данных урофлоуметрического мониторинга с применением ультразвукового способа измерения объемной скорости потока мочи, выбор представления, хранения и отображения информации для принятия врачебного решения.
Задачи работы:
-
разработать бесконтактный способ определения объемной скорости потока мочи;
-
разработать конструкцию системы урофлоуметрического мониторинга;
-
разработать программное обеспечение системы урофлоуметрического мониторинга;
-
апробировать систему урофлоуметрического мониторинга;
-
довести теоретические положения до практической реализации в виде опытного образца системы урофлоуметрического мониторинга и провести ее апробацию.
Методы исследования. Рассматриваемые в работе теоретические аспекты решаемых задач основываются на методах планирования эксперимента, принципах построения биотехнических систем, положениях акустики и информационных технологиях проектирования медицинской техники.
Научная новизна диссертационного исследования:
-
Способ определения объемной скорости потока мочи с помощью ультразвука отличается тем, что в урофлоуметре применяется ультразвуковой датчик, работающий по принципу зондирования через газ, что позволяет продлить срок службы урофлоуметра, упростить обслуживание и повысить точность измерения.
-
Система урофлоуметрического мониторинга отличается применением оригинального способа определения объемной скорости потока мочи, микропроцессорной обработки и хранения данных, блока визуализации данных, расширенного интерфейса, автономного питания, что позволяет автоматизировать процесс обработки данных, удовлетворить медицинским требованиям и получить прибор для амбулаторного применения, безопасный и удобный в применении.
-
Алгоритмы урофлоуметрического мониторинга отличаются включением блока расчета количественных показателей урофлоуметрии и коэффициентов регрессии, вывода графиков и навигации по базам данных,
что позволяет систематизировать данные мониторинга и автоматизировать процесс составления отчета, визуализировать данные и упростить принятие врачебного решения.
Практическая значимость работы. Разработанная система уроф-лоуметрического мониторинга является безопасной, портативной и позволяет проводить мониторинговые исследования амбулаторно, что обеспечивает повышение достоверности полученных данных.
Применение ультразвукового датчика в составе уровнемера исключает разрушительное влияние агрессивной среды, упрощает процедуру обслуживания и продлевает срок службы урофлоуметра.
Разработанное программное обеспечение системы урофлоуметриче-ского мониторинга оказывает существенную помощь врачу при постановке диагноза и анализе динамики состояния пациента.
Принцип ультразвукового измерения скорости потока и информационные технологии обработки мониторинговой информации внедрены в учебный процесс кафедры КиПРА ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет» и используется в проектной деятельности ООО «Ай-Фо-Технолоджи».
На защиту выносятся:
-
Способ определения объемной скорости потока мочи с помощью ультразвука, работающего по принципу зондирования через газ, позволяющий продлить срок службы урофлоуметра, упростить обслуживание и повысить точность измерения.
-
Система урофлоуметрического мониторинга, позволяющая полностью удовлетворять медицинским требованиям, получить прибор для амбулаторного применения, обеспечить безопасность применения и сократить время, автоматизировать процесс обработки данных.
-
Алгоритмы урофлоуметрического мониторинга, обеспечивающие расчет количественных параметров урофлоуметрии и коэффициентов регрессии, систематизацию и визуализацию данных мониторинга и автоматизацию процесса составления печатного отчета.
-
Реализация экспериментального образца системы урофлоуметрического мониторинга и методики его поверки с использованием сменных жиклеров.
Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов, содержащихся в диссертации, подтверждаются экспериментальными данными, а также экспертизами Федерального института промышленной собственности с выдачей свидетельства на программу обработки и анализа данных урофлоуметрического мониторинга.
Личный вклад автора. Разработан ультразвуковой способ определения объемной скорости потока мочи. Разработана система урофлоуметрического мониторинга. Разработан урофлоуметр на основе оригинального ультразвукового способа с применением ультразвукового датчика в составе
уровнемера. Разработано программное обеспечение системы урофлоумет-рического мониторинга. Проведена апробация системы урофлоуметриче-ского мониторинга.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX Международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук»; XII Международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы медицины»; XVI Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии ИСТ-2013» (г. Нижний Новгород); IV Межвузовской очной научно-практической конференции «Информационные технологии и прикладная математика»; V Межвузовской очной научно-практической конференции «Информационные технологии и прикладная математика»; семинаре ПГУ (кафедра КиПРА) (г. Пенза); семинаре АПИ (ф) НГТУ им. Р. Е. Алексеева (кафедра КиТРЭС) (г. Арзамас); симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза).
Публикации. По результатам научных исследований опубликованы 13 печатных работ, в том числе три статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ, и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав материала, заключения, списка используемых источников, включающего 104 наименования, и трех приложений. Общий объем работы без учета приложений составляет 175 страниц машинописного текста, включая 45 рисунков и 33 таблицы.
Краткая история проведения урофлоуметрических исследований
Одной из важных урологических патологий, на решение которой направлена данная работа, - это обструкция мочевыводящих путей, т.е. закупорка мочевых путей при возникновении препятствия свободному оттоку мочи на уровне шейки мочевого пузыря или мочеиспускательного канала. Обструкция мочевыводящих путей является потенциально обратимой причиной почечной недостаточности. Затруднение оттока мочи может возникнуть как в результате механического сужения мочевых путей, так и вследствие функциональных нарушений, не связанных с фиксированной окклюзией в системе выведения мочи. Повреждения, вызывающие механическую обструкцию, могут произойти на любом уровне мочевых путей, от почечных чашечек до наружного отверстия мочеиспускательного канала.
Затруднение оттока мочи, сопровождающееся стазом и увеличением давления в мочевых путях, нарушает функцию почек и мочевых путей и приводит к острой и хронической почечной недостаточности. При своевременном устранении причин, вызывающих затруднения оттока мочи, эти функциональные нарушения обычно исчезают. Однако длительная обструкция может привести к атрофии почек и снижению способности их к экскреции, а также повысить риск местного инфицирования и образования камней. Поэтому своевременная диагностика и быстрое проведение адекватного лечения будут способствовать устранению причин, вызвавших нарушение оттока мочи, и восстановлению функции мочевых путей. Постановка задачи на разработку системы урофлоуметрического мониторинга опубликована [60].
Мочевые пути обеспечивают транспорт вторичной мочи, накопление её в мочевом пузыре и выделение при произвольном или непроизвольном мочеиспускании.
Первые позывы к мочеиспусканию появляются у человека, когда объём содержимого пузыря достигает 150 мл, усиленный поток импульсов наступает при увеличении объёма до 200-300 мл. Физиологическая ёмкость мочевого пузыря составляет 250-300 мл, однако в зависимости от ряда факторов (температура окружающей среды, эмоциональное состояние человека) она может колебаться. В течение суток здоровый человек выделяет в среднем 1500 мл мочи, что составляет около 75% потребленной жидкости. Частота мочеиспускания в норме колеблется от 4 до 6 раз в сутки. Мочевой пузырь в норме опорожняется полностью.
В норме акт мочеиспускания длится не более 20 с, максимальная (объёмная) скорость потока мочи от 20 до 25 мл/с для женщины и от 15 до 25 мл/с для мужчины, от 12 до 25 мл/с у детей.
Урофлоуметрия - метод неинвазивной графической регистрации изменений объёмной скорости потока мочи во время мочеиспускания (игоп (греч. моча) + flow (англ. поток, струя) + metrio (греч. мерить)). Урофлоуметрия - это современный метод исследования нарушений уродинамики нижних мочевых путей, основанный на графической записи характеристик струи мочи [4].
Урофлоуметрия является скрининговым1 и, вместе с тем, весьма информативным методом исследования. Позволяет своевременно выявлять инфравезикальную обструкцию у больных с хроническим простатитом, доброкачественной гиперплазией предстательной железы, раком простаты, врожденными стриктурами и клапанами уретры, склерозом шейки мочевого пузыря и др. Урофлоуметрия показана при обследовании пациентов с аденомой, раком предстательной железы, циститом, с различными формами недержания мочи, расстройства акта мочеиспускания [3]. Ввиду того, что функциональные нарушения обычно возникают раньше выраженных морфологических изменений, скрининговое исследование уродинамики нижних мочевых путей является методом ранней диагностики заболеваний мочевой системы мужчин, женщин и детей [4].
Проведение урофлоуметрии способствует реализации принципов доказательной медицины, обеспечивая осуществление объективного контроля за эффективностью терапии при нарушениях уродинамики нижних мочевых путей.
В медицине под скринингом понимают проведение простых и безопасных исследований больших групп населения с целью выделения групп риска развития той или иной патологии Урофлоуграмма отражает эвакуаторную фазу нижнего отдела мочевого тракта, который является сложной биологической системой, и показывает функциональное состояние детрузора (гладких мышц стенки мочевого пузыря) -его тонус, сократительную активность - и проходимость мочеиспускательного канала.
В процессе мочеиспускания интенсивность потока мочи претерпевает существенные изменения. В норме (Рисунок 1.3) график потока имеет форму колокола. В начале процесса поток возникает с небольшой скоростью, довольно быстро достигает максимума и постепенно угасает. Восходящий сегмент имеет несколько большую крутизну, чем нисходящий. Пик потока приходится на первую треть времени мочеиспускания.
При ряде заболеваний нижнего отдела мочевого тракта цифровые характеристики потока и форма урофлоуметрической кривой начинают так или иначе отличаться от нормы. Ниже приведены урофлоуграммы при различных отклонениях мочеиспускания от нормы (Рисунок 1.4).
Урофлоуграммы при различных нарушениях функционирования мочевыводящих путей: а) прерывистый тип мочеиспускания; б) стремительный тип мочеиспускания; в) обструктивный тип мочеиспускания. Отклонения формы урофлоуграммы от нормы свидетельствует о том, что нижние мочевые пути, как биогидродинамическая система, теряют способность к поддержанию адекватного расхода мочи в единицу времени. Так, при обструкции мочевыводящих путей происходит снижение скорости потока мочи разной степени выраженности (Рисунок 1.4 в).
Уменьшение максимальной скорости мочеиспускания в большинстве случаев говорит о повышении внутриуретрального сопротивления, измерение которого важно при выявлении особенно ранних стадий обструкции мочевыводящих путей.
Математическое моделирование процесса регистрации параметров мочеиспускания
Обобщая синтез биотехнической системы и анализ медико-технических требований, составлены требования на разработку системы урофлоуметрического мониторинга. Наиболее важные из них:
Изделие должно быть предназначено для проведения амбулаторных урофлоуметрических исследований в течение промежутка времени от 1 до 3 суток. При посещении врача данные с прибора должны передаваться для обработки и анализа в ПК и заноситься в базу данных. Прибор должен давать информацию для диагностики больных с расстройствами мочевыделительной системы, а также быть предназначен для проведения плановых обследований групп граждан.
Принцип действия должен быть основан на регистрации сигнала, отражающего изменения скорости истечения мочи за акт мочеиспускания. Анализ данных мониторинга основан на том, что диагностически важным является график, отражающий положения точек «максимальная скорость мочеиспускания, мл/с / выделенный объём мочи, мл», на соответствующей плоскости.
Регистрация должна проводиться при помощи микроконтроллера, который регистрирует время и дату урофлоуграммы и отсчёты объёма в течение мочеиспускания. Должно быть предусмотрено отображение данных на мониторе ПК. - Перед выдачей прибора для амбулаторного использования должен проводиться заряд батарей прибора, очистка внутренней памяти и установка текущего времени и даты. После проведения мониторинга прибор должен соединяться кабелем USB с ПК для передачи накопленных данных из электронного блока урофлоуметра в ПК.
При разработке конструкции системы урофлоуметрического мониторинга с ультразвуковым датчиком большое внимание необходимо уделить выбору датчика из имеющихся на рынке. Теоретическое обоснование выбора ультразвукового датчика приводилось во второй главе. При разработке конструкции урофлоуметра с ультразвуковым датчиком важно сформулировать требования, которые выдвигаются к данному датчику, и показать влияние различных факторов на точность измерений. В таблице (Таблица 3.2) указаны некоторые общие соображения и критерии подбора ультразвукового уровнемера.
В данной таблице приведены требуемые параметры для выбора ультразвукового датчика системы урофлоуметрического мониторинга. Обзор выпускаемых ныне ультразвуковых уровнемеров показал, что таковые в основном применяются для измерения уровня жидкостей в промышленности (например, нефти), поэтому рассчитаны на измерение больших расстояний (от 10 до 40 м) и питание от промышленной сети.
Среди продукции немецкой компании EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH [76], [106], занимающейся разработкой датчиков различных типов, получилось найти ультразвуковой уровнемер (Рисунок 3.2), в достаточной степени удовлетворяющий выдвигаемым требованиям. Технические характеристики датчика приведены в таблице (Таблица 3.3), схема расположение выводов представлена на рисунке (Рисунок 3.3).
Таким образом, данный рисунок демонстрирует возможность согласования уровнемера с микроконтроллером с уровнем напряжения на выходе от 0,6 до 3 В. 3.4 Выбор оптимальной частоты датчика При разработке конструкции системы урофлоуметрического мониторинга с ультразвуковым датчиком большое внимание необходимо уделить выбору рабочей частоты, от которой будет зависеть точность измерений. Результаты проведения серии доклинических экспериментов по распространению ультразвука в системе урофлоуметрического мониторинга сведены в таблицу (см. Таблица 3.4), в которой приведены параметры распространения ультразвукового луча.
С учётом специфики требований к медицинскому оборудованию разработана структурно-функциональная схема ультразвукового урофлоуметра с зондированием через газ (см. Рисунок 3.4). Конструкция, представленная на этом рисунке, является реализацией теоретических расчётов конструктивных параметров ультразвукового урофлоуметра, в состав которого входят воронка, соединительные трубки, измерительный цилиндр, съёмный электронный блок, который работает автономно (на аккумуляторах), позволяет хранить данные проведенных урофлоуметрий и передавать эти данные на электронный блок (ПК уродинамического кабинета) как в составе урофлоуметра, так и отдельно от него.
Медико-технические требования
Выводится сам график номограммы. Выводятся точки с координатами выделенный объём, мл / максимальная скорость, мл/с на плоскость графика мониторинга. Для этого производится поиск в таблице параметров урофлоуграммы Table4 урофлоуграмм, относящихся к данному мониторингу по индексу MOMTORING. После этого курсор навигации помещается на начальную урофлоуграмму для данного мониторинга.
Также на график номограммы наносится кривая регрессии 2-го порядка и выводятся Ливерпульские номограммы, что является диагностически важным в соответствии с источником [13].
Расчёт коэффициентов кривой регрессии. Кривая регрессии на графике номограммы представляет собой кривую 2-го порядка, у которой коэффициенты А, В и С рассчитываются из условия минимума квадратичного отклонения кривой от данных точек.
Вывод Ливерпульских номограмм. Для вывода Ливерпульских номограмм необходимо получить их математическое описание. На основании графиков, приведённых в [13] было принято аппроксимировать Ливерпульские номограммы степенными функциями.
Удаление данных урофлоуметрий. При доступе к базе данных и осуществлении навигации полезно иметь возможность удалять данные конкретных урофлоуметрий (возможно, неправильных или со сбоями, вызванными техническими или другими неполадками) и мониторингов.
Для удаления данных конкретной урофлоуметрий был разработан следующий алгоритм. После нажатия на кнопку «Удалить урофлоуграмму» запрашивается подтверждение удаления при помощи MessageBox с кнопками MBOKCANCEL и знаком вопроса MBCONQUESTION (Рисунок 4.6).
При утвердительном ответе в таблице замеров ТаЫеЗ в поле UroflowID ищутся те значения, которые соответствуют UroflowCD из таблицы параметров урофлоуметрии Table4. Далее все отсчёты, которые соответствуют выбранной (в DBGridl) урофлоуграмме, удаляются. Удаляются ссылки на урофлоуграмму в таблице визитов Table2. Во всей таблице ищутся записи с идентификатором выбранной урофлоуграммы и поле с идентификатором урофлоуграммы UroflowID очищается. Данные урофлоуграммы содержатся в таблице визитов в виде просматриваемых полей. Удаляется вся урофлоуграмма с её параметрами из таблицы Table4 и её первичным ключом. Автоматически курсор навигации базы данных перемещается на следующую урофлоуграмму и выполняется процедура вывода следующей урофлоуграммы на Image2. Заново выполняется вывод графика номограммы в соответствии с удалённой точкой состояния. Удаление данных мониторинга. Алгоритм удаления данных мониторинга аналогичен алгоритму удаления данных урофлоуметрии.
В таблице параметров урофлоуграммы Table4 ищутся все урофлоуграммы, соответствующие данному мониторингу с полем MonitoringCD в цикле while. Для каждой найденной урофлоуграммы производится следующее:
На основании медицинских требований разработаны программные компоненты интерфейса ПОСУМ, который представлен ниже (см. Рисунок 4.8). \Ин формация о пациенте Фамилия Имя Отчество Дата рождения Возраст Пол Аверин Дмитрий Иванович 19.01.1336 М .-- гЧужской
На рисунке (см. Рисунок 4.8) в окне «Мониторинг» представлен интерфейс ПО урофлоуметрического мониторинга, где программно организована визуализация данных: выводятся номограммы в поле Ливерпульских номограмм, урофлоуграммы и их количественные параметры, здесь же врач осуществляет считывание данных и по результатам обследования ставит диагноз.
Задачи отчёта. Необходимо разработать алгоритм вывода на печать отчёта о проведённом урофлоуметрическом мониторинге. Отчёт должен формироваться по нажатию на соответствующую кнопку ПОСУМ. Отчёт предназначен для выдачи на руки пациенту, а также документации и визуализации результатов проведённого обследования.
Отчёт должен содержать всю информацию, относящуюся к конкретному мониторинговому обследованию. Была разработана следующая структура отчёта (Таблица 4.16). Структура отчёта представлена ниже (Таблица 4.16). Для реализации вывода отчёта на печать предложено использовать компоненты системы QuickReport, применённые параметры и свойства которых описаны ниже. Компоненты системы QuickReport. Система компонентов QuickReport использует генератор отчётов, состоящий из многих полос. Полоса (band) является контейнером для других компонентов, вносящих в отчёт информацию или графику. Если полоса связана с базой данных, то её компоненты полосы будут печататься столько раз, сколько соответствующих элементов имеется в базе данных.
Апробация программной части системы урофлоуметрического мониторинга
Для исследования эффективности разработанных алгоритмов создана методика, позволяющая поставить «вероятностный» диагноз, основываясь на положении номограммы пациента в поле Ливерпульских номограмм. Методика заключается в следующем.
По нажатию на кнопку «Сравнить результаты исследований» (см. Рисунок 4.8) на поле одного графика (левого, см. Рисунок 4.8) выводятся выбранные номограммы, к примеру, до и после лечения. На том же графике отображаются Ливерпульские номограммы - серии кривых, соответствующих различным процентилям.
Основываясь на том, что значение каждого процентиля распределения означает долю распределения нормального мочеиспускания, которая лежит ниже кривой этого процентиля, проводится расчёт соответствующего процента для полученной номограммы. Для этого рассчитывается соответствующий процент для каждой точки номограммы в зависимости от её попадания в области между Ливерпульскими номограммами, после чего показатель усредняется по количеству анализируемых точек.
Этот процент, то есть насколько вероятна норма при данном урофлоуметрическом исследовании выводится в отдельном поле окна «Мониторинг» (Рисунок 4.8).
Также рассчитывается и выводится такое показатель уродинамики, как вариабельность объёма мочеиспускания. В норме вариабельность должна изменяться в широких пределах - примерно от 80 мл до 580 мл, т.е. общий диапазон должен быть порядка 500 мл.
Для расчёта вариабельности расстояние между крайними точками номограммы по оси абсцисс, соответствующими наибольшему и наименьшему объёму мочеиспускания за период мониторингового исследования, делится на диапазон, принятый за норму, - 500 мл.
Были введены следующие диагностические критерии: при значении вероятности нормы более 50%, можно говорить о нормальном мочеиспускании. От 50 до 25 % - о подозрении на обструкцию. Менее 25% соответствуют обструктивному типу мочеиспускания.
Анализ сигналов из медицинской базы данных проводился с помощью использования двух текстовых файлов. В первый были помещены данные урофлоуметрии за срок 2 суток для больного с ДТП (доброкачественной гиперплазией простаты). Во второй - данные, полученные через полтора месяца после назначенного лечения альфузозином.
После считывания данных была произведена оценка эффективности лечения. По нажатию на кнопку «Сравнить результаты исследований» на левом графике окна «Мониторинг» (Рисунок 4.8) отображаются номограммы (Рисунок 5.7).
Исследование работы программы на сигналах из медицинской базы данных показывает, что медицинские заключения совпадают с введёнными диагностическими критериями. Следовательно, они могут и в дальнейшем использоваться как предоставляющие врачу диагностическую информацию.
На рисунке (см. Рисунок 5.8) приведены результаты «вероятностной» диагностики для пациента с доброкачественной гиперплазией простаты (а) и для него же после проведённого лечения (б) альфузозином.
Таким образом, Рисунок 5.8 иллюстрирует, что введённые диагностические критерии подтверждают патологию (низкий процент вероятности нормы и вариабельности говорят об обструкции мочевыводящих путей), а рисунок 161 говорит об улучшении состояния мочевыделительной системы (показатель вероятности нормы говорит о подозрении на обструкцию, а показатель вариабельности объема соответствует норме).
Разработан стенд поверочных испытаний, описан метод поверки урофлоуметра с применением сменных жиклеров и предложена методика оценки погрешностей урофлоуметра во время поверки.
В результате исследований установлены диагностические критерии оценки результатов урофлоуметрического мониторинга при помощи показателей вероятности нормы и вариабельности объёма: значения показателей более 50% соответствуют норме, от 25 до 50% - подозрению на обструкцию, менее 25% -обструкции мочевыводящих путей.
Проведена апробация ПОСУМ на сигналах из медицинской базы данных, которая показала, что медицинские заключения совпадают с введёнными диагностическими критериями, которые могут быть в дальнейшем использованы как диагностическая информация для врача.