T. A. Druzhinina программное и алгоритмическое обеспечение визуализации в медицинской диагностической системе
Скачать 86.69 Kb.
|
| УДК 004.891.3 Т.А. ДРУЖИНИНА T.A.DRUZHININA ПРОГРАММНОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВИЗУАЛИЗАЦИИ В МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ THE SOFTWARE AND ALGORITHMIC SUPPORT FOR VISUALIZATION IN THE MEDICAL DIAGNOSTIC SYSTEM В данной статье автор описывает проблемы визуализации многомерных данных медицинского характера в диагностических системах. Для решения поставленных задач автор предлагает разрабатываемое алгоритмическое и программное обеспечение. Ключевые слова: визуализация; многомерные данные; медицинская диагностика. In this article the author describes the problems of multi-dimensional data visualization in medical diagnostic systems. To solve the problems author propose the development of algorithms and software. Keywords: visualization; multidimensional data; medical diagnostics. При проведении медицинской диагностики пациент зачастую не имеет возможности самостоятельно оценить результаты лечения, отследить изменения своего состояния. Специалисты в данной области также сталкиваются с проблемой обработки больших объемов данных медицинского характера для принятия решения, и эта проблема отчасти решается медицинскими информационными системами. В настоящий момент существует множество медицинских информационных систем, реализующих обработку данных медицинского характера, в том числе с модулями визуализации данных. Однако данные системы предназначены прежде всего для специалистов в области медицины, у пациентов же нет возможности самостоятельно оценить свое состояние. Целью работы является разработка математического и программного обеспечения для визуализации разнородных данных в медицинской диагностической системе. В ходе работы планируется решить ряд задач:
Разработка алгоритмов визуализации многомерных данных является одной из важнейших задач, решение которой может быть востребовано в различных областях. Данная работа является вариантом решения задачи формирования комплексного визуального отображения результата оценки состояния человека. Предложенные в работе алгоритмы применимы также и в других областях. Выполнение данной работы предварял ряд исследований, связанных с визуализацией психосоматического состояния человека. Отличительной особенностью решаемой задачи является то, что при разработке модельного и алгоритмического обеспечения большое внимание уделялось проверке адекватности формируемого графического объекта состоянию респондента. Для этого были проведены эксперименты, позволившие сформировать библиотеку визуальных моделей и алгоритмов формирования результатов тестирования в виде одного графического объекта. Важным результатом предшествующей работы является возможность использования разработки в практической деятельности. Разработанный модуль настройки визуальных моделей позволяет комплексировать разнородные данные в единый графический объект и применять полученные алгоритмы в среде системы автоматизированной диагностики психосоматического состояния учащихся. В ходе предварительных исследований был проведен эксперимент, состоявший в исследовании психологического состояния людей. Результаты психологического тестирования могут быть представлены многими способами. Если речь идет об он-лайн тестировании, пользователь получает на выходе некоторый результат и его расшифровку сразу после прохождения теста. При этом графическое представление результата более наглядно, чем текстовое или числовое. Для психологической диагностики важным параметром образа является его интуитивная понятность. По результатам анализа различных графических образов для исследования был выбран графический образ – лицо Чернова. Лицо Чернова являются одним из самых наглядных пиктографиков. Для каждого наблюдения рисуется отдельное «лицо», где значения выбранных переменных представлены как формы и размеры отдельных черт лица. С целью создания алгоритмов, формирующих графический образ, максимально тождественный пользовательскому, было проведено анкетирование учащихся. Всего в эксперименте приняли участие более 500 человек. Для разработки алгоритмов визуализации результатов тестирования были рассмотрены результаты анкетирования 120 человек. Исследование проводилось как в форме анкетирования (анкеты заполнялись учениками школ и студентами вручную), так и в системе он-лайн тестирования, разработанной студентами Новосибирского государственного технического университета. В среде системы респондент имеет возможность онлайн отвечать на вопросы анкет и получать результаты в текстовом и графическом виде. В ходе анкетирования респонденту предлагался набор валидных опросников, а также визуальный блок, в котором тестируемый изображал свое обычное состояние в виде человеческого лица, обращая внимание на такие детали, как изгиб бровей, рта, наличие дополнительных деталей (прическа, одежда). Эти изображения и стали основой исследования. При наличии комплексного графического образа респондент и специалист смогут лучше воспринять результаты оценки психосоматического состояния. Для этого графический образ должен адекватно отображать состояние тестируемого. Адекватность отображения автоматически формируемого графического образа обеспечивается тем, что при разработке алгоритмов визуализации в качестве выходных данных используют результаты кодирования пользовательских графических образов. Входными данными алгоритма будут результаты анкетирования респондентов. После того, как экспериментальные данные были получены и преобразованы, была проведена работа по выявлению взаимосвязи диагностических параметров. Для применения методов кластеризации были сформированы новые интегральные характеристики, составленные по формулам, рекомендованным психологами для обработки ответов валидных опросников, а также характеристики, описывающие графический объект семантически. Следующий этап – разработка алгоритмов визуализации. Алгоритмы разрабатывались несколькими методами, у каждого из которых существуют определенные достоинства и недостатки, применительно к решаемой задаче. Были рассмотрены различные классы алгоритмов. По итогам анализа результатов их применения можно сделать вывод о том, что МГУА наиболее подходит для реализации в разработанном программном модуле. Также можно сделать вывод о том, что комбинация различных методов позволяет задействовать достоинства каждого из них и является наиболее эффективной при разработке алгоритмов визуализации. Для реализации в разработанном настроечном модуле были взяты алгоритмы, сформированные с помощью МГУА. Этот метод дает возможность установить функциональную зависимость между параметрами тестирования и параметрами визуального образа. Настроечный модуль, разработанный в ходе выполнения диссертации, позволяет хранить, просматривать, редактировать, тестировать и использовать различные алгоритмы визуализации. Разработанный модуль был протестирован на алгоритмах, разработанных в ходе исследования, и используется в системе автоматизированного тестирования. Имея данные о прохождении тестирования для каждого члена группы, можно составить групповой портрет всего коллектива. Рассматривая психологические характеристики учащихся, распределенные по группам, можно сделать вывод о наличии индивидуального характера распределения параметров для каждой социальной группы Следовательно, для коллективов школьников, студентов и сотрудников организаций можно говорить о наличии групповых характеристик, отличающихся от характеристик отдельных членов групп. Ранее были рассмотрены алгоритмы визуализации результатов тестирования отдельных членов групп. Групповые портреты могут быть построены различными способами:
Алгоритм формирования групповых характеристик также может быть получен первым или вторым способом или комбинацией этих способов. Рассмотрев различные способы формирования групповых портретов, можно сделать следующие выводы:
Основными результатами, достигнутыми на данный момент, можно считать:
Разрабатываемое в настоящий момент математическое и программное обеспечение позволит не только представлять разнородные данные медицинского характера с помощью комплексных визуальных образов, но и оценивать изменение как психосоматического, так и физического состояния человека, в соответствии с этим предлагая те или иные способы представления данных или формируя рекомендации по его дальнейшему лечению. Таким образом, будет реализован подход к сопровождению лечебного процесса, включающий механизмы обратной связи. Автор благодарит за помощь в постановке задач данной работы и проведении исследований научного руководителя д.т.н., проф. Губарева В.В., а также к.т.н., доц. Швайкову И.Н. (Новосибирский государственный технический университет, кафедра вычислительной техники). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Дружинина Татьяна Алексеевна Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск м.н.с., аспирант Тел.: +7(952)920-30-47 E-mail: tiana.alteras@gmail.com |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Алгоритмическое и программное обеспечение подсистемы «Аналитик» многофункционального веб-портала Алгоритмическое и программное обеспечение подсистемы «аналитик» многофункционального | | Системное программное обеспечение реферат студента 1 курса экономического факультета ПО. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных. Все программное обеспечение,... |
 | Прикладное программное обеспечение реферат студентки 1 курса экономического факультета «телом», то программное обеспечение (software) – это его «мозг». Именно правильно подобранное и грамотно установленное программное... | | “Алгоритмическое и программное обеспечение для решения задач профотбора... Исходные данные к работе Результаты тестирования студентов, подавших заявление для обучения на военной кафедре |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: рассмотреть программное обеспечение компьютера и прикладное программное обеспечение компьютера | | Тема: Программное обеспечение компьютера Цель: будут уметь различать программное обеспечение компьютера, знать о назначении прикладного по, системного по, Систем программирования,... |
| Рабочая программа дисциплины “Физическая культура” для специальности... Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности... | | Проектирование базы данных реферат студента 1 курса экономического факультета «телом», то программное обеспечение (software) – это его «мозг». Именно правильно подобранное и грамотно установленное программное... |
| Российской федерации Целью курса является формирование устойчивых навыков применения основных прикладных программных средств (гис, сапр, офисное программное... | | Темы рефератов Офисное программное обеспечение турагентства примеры... Офисное программное обеспечение гостиничного комплекса – примеры для конкретных фирм |
| Методы и алгоритмы обработки изображений в системе телевизионного... Специальности: 05. 13. 11 математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей | | Методические указания по выполнению внеаудиторной самостоятельной... Составлены в соответствии с учебным планом и рабочей программой мдк 04. 01 Документальное и программное обеспечение страховых выплат... |
| Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов... Методические указания разработаны в соответствии со стандартом бнту по дипломному проектированию и отражают специфику специальностей... | | О доступе к информационным ресурсам и информационно – телекоммуникационным... Программное обеспечение: «Первая помощь. 0 + пакет свободного программного обеспечения» |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальностям... Умк составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для специальностей... | | Программа для подготовки к вступительным экзаменам в аспирантуру... Ифвэ по направленности (профилю) 05. 13. 11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных... |
