СТРУКТУРА вычислительной мониторинговой системы

В процессе работы я решила разобрать структуру вычислительной мониторинговой системы на примере мониторинговой пульсоксиметрии.

Пульсоксиметрия - неинвазивный метод измерения процентного содержания оксигемоглобина в артериальной крови (сатурации) соединение гемоглобина с молекулярным кислоро­дом. Оксигемоглобин переносит O2 от органов дыхания к тканям и определяет ярко-красный цвет артериальной крови.

Структура:

1. Ввод данных

2. ЭВМ

3. Память

4. Вывод данных

Ввод данных в ЭВМ:

· автоматически в режиме «on-line»

· ручной ввод

Ручным способом вводятся те данные о пациенте, которые невозможно вводить в режиме „on-line". Это могут быть описания пациента (фамилия, номер койки, пол, возраст) данные физических измерений (вес, рост), результаты анализов. В некоторых МС ручным способом вводятся план лечения, медицинские назначения, жизненно важные физиологические признаки, комментарии обслуживающего медицинского персонала. Устройства ручного ввода и пользуются стандартные устройства перфоввода (Пв), клавиатура (Кл) телетайпа или видеодисплейных терминалов.

В случае автоматического введения физиологические сигналы от пациента снимаются датчиков (Д) и поступают в блок предварительной обработки (БПО), где производится их усиление, фильтрация и другие преобразования сигнала для его нормализации перед аналого-цифровым преобразованием. Стоящий на выходе блока предварительной обработки аналого-цифровой преобразователь осуществляет дискретизацию сигнала (т. е. взятие отсчетов сигнала периодически через постоянный интервал времени) и квантование дискретных отсчетов по уровню, приводя их к цифровому представлению. Полученные цифровые данные вводятся в ЭВМ для запоминания и дальнейшей обработки

В случае мониторинговой пульсоксиметрии одновременно датчиком, блоком предварительной обработки и преобразователем является пульсоксиметр, на экране которого отображаются показатели как результат работы преобразователя.

ПК

На ПК в вычислительных МС перекладывается работа по расчету производных показателей, имеющих большое клиническое значение.

При непрерывной работе в реальном масштабе времени поток информации может быть обработан только ПК большой мощности, так как обрабатываемые сигналы имеют большой спектр частот. Для уменьшения скорости передачи информации используется предпроцессорный комплекс – специализированный ПК, включающий в себя со-процессор и дополнительный аналого-цифровой преобразователь. Таким образом, мы получаем экономичную многопроцессорную систему с оптимальной структурой.

 

Физиологические показатели, по которым осуществляется контроль за состоянием пациента, могут в течение длительного, времени накапливаться в оперативной памяти компьютера или, во внешних накопителях – жестких и внешних дисках.

Вывод информации

Накопленные и сформированные в виде отчетов данные периодически или по требованию могут отображаться на экранах мониторов ПК (МПК), а также печататься на принтерах9 в том числе медицинских (МП)): для вложения в медицинскую карту больного.

Выходные данные могут быть представлены в виде текстового документа, содержащего цифровые значения показателей на данный момент или графиков зависимости величины одного или нескольких показателей от времени. Для дискретных во времени показателей возможно получение статистической зависимости между двумя показателями в виде многоточечного изображения коррелограммы.

Ниже представлены результаты мониторинговой пульсоксиметрии во время сна у пациентов с нормой.

В верхней части рисунка: статистические данные по исследованию. В средней: 8-ми часовая развертка кривых сатурации и пульса. В нижней: 5-ти минутная развертка кривых сатурации и пульса.

 

Таким образом полная схема мониторинговой пульсоксиметрии имеет вид.
Здесь представлен каждый структурный элемент вычислительной мониторной системы – датчик, с одновременном БПО и преобразователем, ПК, а также вывод информации на монитор ПК.

 

Управление

Устройство тревоги
Большинство инструментальных МС автоматически могут принимать решения о наличии только одного из двух состояний больного: нормального и опасного в терминах пороговых значений снимаемых показателей (параметрический контроль). Применение ПК позволяет получать детальную информацию на основе использования более сложных процедур принятия решения, оперируя векторным описанием мгновенного состояния больного на основе учета всей предыстории изменения показателей во времени и данных, вводимых в режиме «off-line»

В некоторых системах врач может с клавиатуры набрать программу наблюдения в виде множества, подклассов, при появлении которых срабатывают устройства тревоги (УТ), которое обычно содержит динамик звуковой сигнализации или средство визуальной сигнализации. Существуют системы, в которых реализованы программы комплексной обработки данных для прогнозирования осложнения

Что касается мониторинговой пульсоксиметрии, то на экран выводятся графически представленные данные, по которым врач определяет состояние пациента, поэтом устройство тревоги как таковое в данном случае не требуется

Пациент 49 лет. Тяжелая форма синдрома обструктивного апноэ сна. В верхней: 8-ми часовая развертка кривых сатурации и пульса. В нижней: 15-ти минутная развертка кривых сатурации и пульса.

 

Устройство управления

Вычислительные мониторные системы по сравнению с инструментальными более приспособлены к режиму активного, управления состоянием больного. Управляющие воздействия поступают на физиологические входы организма либо через окружающую среду (например, температура), либо в виде составляющей лечебного процесса (например, скорость введения лекарств). В таком режиме МС действует как система управления. Управляющие сигналы МС с выхода устройств управления (УУ) поступают на исполнительные устройства, которые,, в свою очередь, управляют физиологическими параметрами пациента. Когда возникает условие, при котором контролируемый параметр выходит из допустимой области изменений, вырабатываемые управляющие сигналы через исполнительные устройства воздействуют на физиологические входы, чтобы вернуть, контролируемый параметр обратно в допустимую область. В таблице 2 приведены контролируемые и управляемые физиологические параметры, используемые в МС в режиме активного управления..

Таблица 2

Лечебный процесс	Исполнительное устройство	Показатели
Управляемые	Контролируемые
Поддержание дыхания	Аппарат ИВЛ	Дыхательный объем Плато вдоха Концентрация O2	Частота дыхания Давление на вдохе и выдохе Парциальное давление O2 Парциальное давление CO2 pHкрови
Переливание крови	Инфузионный насос	Скорость инфузии	Давление в легочной артерии Центральное венозное давление Масса эритроцитов Объем плазмы Ударный объем Сердечный индекс Выход мочи
Управление водителем сердца	Двухкамерный кардиостимулятор	Интенсивность импульсов Частота сокращений предсердий и желудочков	Сердечный индекс Ударный объем Давление в легочной артерии Центральное венозное давление Артериальное давление pH крови Содержание лактата

 

Инфузионный насос — медицинское изделие, предназначенное для длительного, дозированного, контролируемого введения растворов, высокоактивных лекарственных препаратов, питательных веществ пациенту. Синонимы: Инфузомат ®, линеомат, инфузор, шприцевой насос, шприцевой дозатор, дозатор медицинский и др. Возможности управления жидкостями инфузионного насоса превосходят возможности ручного введения препаратов медицинским персоналом. Так, например, инфузионный насос может вводить всего 0,1 мл жидкости в час, что очень мало для капельного введения, инъекции каждую минуту, инъекции по требованию пациента с заданными ограничениями.