Информационная технология поддержки врачебных решений при диагностике заболеваний бронхиальной астмы

Работа посвящена разработке алгоритма и созданию модуля информационной системы, позволяющей с определенной долей вероятности диагностировать психологическую природу бронхиальной астмы на основании данных медицинских исследований с использованием аудиовизуальной стимуляции. Лечение бронхиальной астмы психологической природы и не психологической различны. При этом, для того чтобы диагностировать психогенную природу бронхиальной астмы необходим длительный диалог пациента с психологом, что требует серьезных временных и финансовых затрат. Разработанный модуль позволяет существенно ускорить работу врача и минимизировать затраты на диагностику.

Реферат ……………………………………………………………………………………………………. 10
Определения ……………………………………………………………………………………………. 11
Обозначения и сокращения ………………………………………………………………………. 12
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 17
Обзор литературы…………………………………………………………………………………….. 19
1. Предметная область ………………………………………………………………………….. 21
1.1. Современное положение систем поддержки принятия решений в
медицине. ……………………………………………………………………………………………… 21
1.2. Бронхиальная астма ………………………………………………………………………. 30
1.3. Классификация бронхиальной астмы …………………………………………….. 31
1.4. Психологическая природа бронхиальной астмы. …………………………… 36
1.5. Аудиовизуальная стимуляция (ссылки из диплома магистра) ………… 38
1.6. Описание данных ………………………………………………………………………….. 44
2. Интеллектуальный анализ данных …………………………………………………….. 45
2.1. Проблема обработки многомерных данных …………………………………… 45
2.2. Методы и средства анализа данных ………………………………………………. 46
2.3. Предварительная обработка данных ……………………………………………… 49
2.4. Результаты анализа ……………………………………………………………………….. 51
2.5. Информативность. ………………………………………………………………………… 53
2.6. Методы оценки информативности ………………………………………………… 54
2.6.1. Оценка информативности по Кульбаку …………………………………. 55
2.7. Анализ данных с учетом информативности …………………………………… 58
3. Разработка модуля информационной системы …………………………………… 62
3.1. Существующая информационная система……………………………………… 62
3.2. Доработка базы данных нового модуля …………………………………………. 64
3.3. Разработка модуля «Диагностика бронхиальной астмы» ……………….. 66
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………………………… 70
4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ……………………………………………………………………………….. 70
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования ……….. 70
4.1.2. Анализ конкурентных технических решений ………………………… 72
4.1.3. Технология QuaD …………………………………………………………………. 73
4.1.4. SWOT-анализ ……………………………………………………………………….. 75
4.2. Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований ………………………………………………………………………………………… 76
4.3. Планирование научно-исследовательских работ ……………………………. 77
4.3.1. Структура работ в рамках научного исследования …………………………. 77
4.3.2. Определение трудоемкости выполнения работ………………………………. 78
4.3.3. Разработка графика проведения научного исследования ……………….. 79
4.3.4. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………….. 82
4.3.5. Расчет материальных затрат НТИ………………………………………………….. 83
4.3.6. Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ …………………………………………………………………… 85
4.3.6.1. Основная заработная плата исполнителей темы……………………….. 85
4.3.6.2. Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………….. 87
4.3.6.3. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) … 88
4.3.6.4. Расчет затрат на научные и производственные командировки ….. 88
4.3.6.5. Контрагентные расходы ………………………………………………………….. 89
4.3.6.6. Накладные расходы…………………………………………………………………. 89
4.3.6.7. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта 89
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 90
5. Социальная ответственность …………………………………………………………….. 94
5.1. Производственная безопасность. …………………………………………………… 95
5.1.1. Повышенный уровень электромагнитных излучений …………………….. 95
5.1.2. Отклонение показателей микроклимата ………………………………………… 96
5.1.3. Недостаточная освещённость рабочей зоны ………………………………….. 98
5.1.4. Расчет искусственного освещения ……………………………………………….. 100
5.1.5. Повышенный уровень шума на рабочем месте …………………………….. 103
5.1.6. Электробезопасность…………………………………………………………………… 103
5.2. Экологическая безопасность ……………………………………………………….. 105
5.2.1. Отходы ……………………………………………………………………………………….. 105
5.3. Организационные мероприятия обеспечения безопасности …………. 106
5.4. Особенности законодательного регулирования проектных
решений. ……………………………………………………………………………………………… 107
5.5. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. ……………………………………. 107
5.5.1. Оценка пожарной безопасности помещения ………………………………… 107
5.5.2. Анализ возможных причин загорания …………………………………………. 108
5.5.3. Мероприятия по устранению и предупреждению пожаров …………… 108
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 110
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 111
Список литературы ………………………………………………………………………………… 112
Приложение A ……………………………………………………………………………………….. 115
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 116
Приложение В ………………………………………………………………………………………… 117
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 118

В результате выполнения выпускной квалификационной работы, был
разработан алгоритм выявления скрытых закономерностей, который
основывается на системе поддержки медицинских исследований БА, а также
был создал модуль информационной системы, отвечающий за поддержку
принятия решения относительно типа бронхиальной астмы на основании
анализа клинико-лабораторных показателей.
Стоит также отметить, что медицинская информационная система,
созданная нами на бакалавриате оказалась легко расширяемой для новой
функциональности, что подтверждает качество ранее выполненной нами
работы. Не все информационные системы так легко могут принять новую
функциональность.
Данная система позволит существенно сократить временные и
финансовые затраты, связанные с диагностикой психологической природы
бронхиальной астмы. Пациентам не придется безосновательно тратить время
и средства на психолога, система позволит направить ход диагностики и
лечения в нужном направлении. Конечно, система не заменит доктора, однако
поможет повысить эффективность работы и сократить количество врачебных
ошибок. Не всегда врачи всерьез задумываются о психологической
составляющей болезни. Очень много информации приходится им держать в
голове. А это чрезвычайно важно, ведь пациентам БАПИ нужно лечение не
медикаментозное, а в первую очередь психологическое. Для таких пациентов
не работают классические назначения, а любое неправильно назначенное
серьезное лечение может нанести серьезный ущерб здоровью.
Точности алгоритма 84% была принята медиками достаточной,
однако в ходе работы нам удалось улучшить точность до 91% с помощью
метода «Случайный лес». Этот метод в связи с ограниченностью во времени
не был реализован в данной системе в рамках данной работы, однако
планируется расширять систему новыми алгоритмами, и новыми модулями по
поддержке принятия медицинских решений.
Список публикаций
1. Бочарова А.Е. Методы интеллектуального анализа данных для
прогнозирования форм бронхиальной астмы // Информационные
технологии в науке, управлении, социальной сфере и
медицине. Сборник научных трудов IV Международной конференции.
Национальный исследовательский Томский политехнический
университет. — 2017. — С. 329-330.
2. Бочарова А.Е., Воронецкая Н.А. Формирование набора данных для
медицинских исследований // Информационные технологии в науке,
управлении, социальной сфере и медицине. Сборник научных трудов III
Международной конференции. Национальный исследовательский
Томский политехнический университет. — 2016. — С. 851-852.
3. Бочарова А.Е., Воронецкая Н.А. Проблемы учета и обработки анкетных
данных медицинских исследований // Информационные технологии в
науке, управлении, социальной сфере и медицине. Сборник научных
трудов II Международной конференции. Национальный
исследовательский Томский политехнический университет. — 2015. —
С. 846-847.