МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра БТС
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Технологии автоматизации лечебного процесса»
Тема: Разработка базы знаний системы оценки состояния пациента методами ритмокардиографии
Студент гр. 7503 |
|
Исаков А.О. |
Преподаватель |
|
Садыкова Е.В. |
Санкт-Петербург
2022
Цель работы: разработка системы помощи принятия решения врачу при оценке состояния здоровья пациента методами ритмокардиографии.
Задание:
Анализ предметной области;
Проектирование базы знаний (БЗ) и создание структуры в SQLite (DB Browser);
Разработка интерфейса взаимодействия с БД в PyQT5 (Python 10.0)
Реализация алгоритмов классификации заболеваний
Ход выполнения работы
Анализ предметной области
Ритмокардиография – это метод оценки ритма сердца, основанный на графическом представлении последовательности значений длительности каридоцикла (RR-интервалов). Используются три вида графиков:
Ритмограмма – зависимость значений длительности RR-интервала от порядкового номера цикла измерения;
Гистограмма – относительное число RR-интервалов, относящихся к различным диапазонам значений их длительности;
Скаттерограмма – двумерное отображение ритма сердца, которое строится как совокупность точек, координаты каждой из которых на плоскости соответствуют величинам двух смежных RR-интервалов.
Для количественной оценки вариабельности сердечного ритма рассчитывается некоторые статистические показатели, в частности:
Среднее значение
Минимальное и максимальное значения
Вариационный размах
Мода
Амплитуда моды
Проектирование бз и создание структуры в sqLite
База данных SQLite разрабатывалась в приложении DB Browser. Она состоит из двух таблиц: users и diag (см. рисунок 1). Кроме этого, присутствует техническая таблица sqlite_sequence, содержащая общую информацию о наполнении БД (количество таблиц, ключевые поля, текущий номер счетчика id и т.д.).
Рисунок 1 – Структура базы знаний
Таблица users содержит информацию о пользователе, которую врач ввел в форму: ФИО и возраст. Через ключевое поле id она соединяется с таблицей diag по user_id (см. рисунок 2). В таблице diag располагаются пути к файлам ритмограммы и поставленный врачом диагноз. Параметры, на основе которых система принимает решение хранятся в diagnosis в формате REAL.
Рисунок 2 – Диаграмма базы знаний
Поля id, user_id и age сохраняют данные в формате INTEGER. Прочие поля (name, file, diagnosis) сохраняют данные в формате TEXT.
Разработка интерфейса взаимодействия с бз в PyQt5
Разработанная программа позволяет врачу визуально оценить последовательности значений длительности каридоцикла (RR-интервалов) используя три вида графиков: ритмограмму (см. рисунок 3), гистограмму (см. рисунок 6) и скаттерограмму (см. рисунок 7).
Рисунок 3 – Экранный вид программы
На рисунке 3 изображено первоначальное рабочее поле врача. Здесь необходимо указать ФИО, возраст пациента и выбрать соответствующий ему сигнал. Врачебное заключение сохраняется при нажатии на кнопку «Записать» (см. рисунок 8,9). Кроме того, исследователю доступна функция предварительной оценки заболевания по нажатию на кнопку «?». Если сигнал не выбран, программа выдаст предупреждение (см. рисунок 4)
Рисунок 4 – Предупреждение
Если же сигнал выбран корректно, то в поле ввода диагноза отобразится предположительное заболевание (см. рисунок 5). Решение о постановке первичного диагноза принимает врач, программа же оценивает вероятность отнесения объекта к одному из возможных классов на основе сравнительного анализа рассчитанных показателей с заданными пороговыми значениями среднего, максимального и минимального значения длительности RR интервала, а также вариационного размаха, моды и амплитуды.
Рисунок 5 – Постановка первичного диагноза
Рисунок 6 – Гистограмма диапазонов значений длительности RR интервалов
Рисунок 7 – Скаттерограмма двух смежных RR интервалов
Рисунок 8 – Экранный вид окна статуса выполнения операции
Рисунок 9 – Экранный вид базы данных приложения
Все выставленные врачом диагнозы хранятся во вкладке «База данных». При необходимости через двойной клик можно повторно вызвать соответствующее исследование и отредактировать/удалить запись прямо в этом окне. Пользуясь элементами управления, записи можно перемещать относительно друг друга.