Разработка программного обеспечения для спирографического обследования

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г. И. НОСОВА»

Институт Энергетики и Автоматики

Кафедра Вычислительной техники и прикладной математики

Допустить к защите

Заведующий кафедрой /Девятов Д.Х./

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Д.АВ.230105.003.ДП.11.ПЗ.

На тему: Разработка программного обеспечения для спирографического обследования

Студента: Иванова Антона Владимировича

Руководитель: дипломной работы доцент,

к.п.н. Гладышева Мария Михайловна

Консультанты: Гусев А.М., Сиволапов В.Г.

Оглавление

• Введение
• 1. Теоретическое обоснование спирографического обследования
• 1.1 Исследование функции внешнего дыхания
• 1.2 Методы исследования функции внешнего дыхания
• 1.3 Клинико-физиологические возможности спирографии
• 1.4 Цели и задачи проекта
• 2. Разработка программного обеспечения для спирографического обследования
• 2.1 Выбор программных средств
• 2.2 Разработка базы данных
• 2.3 Руководство пользователя
• 2.5 Вывод по главе 2
• 3. Безопасность и экологичность технических систем
• 3.1 Опасные и вредные производственные факторы на рабочем месте оператора ЭВМ
• 3.2 Обеспечение безопасных условий труда на рабочем месте оператора ПЭВМ
• 3.3 Чрезвычайные ситуации
• 3.4 Выводы по главе 3
• 4. Анализ технико-экономических показателей и обоснование экономической целесообразности принятых в проекте решений
• 4.1 Постановка задачи технико-экономического анализа
• 4.2 Выбор и обоснование организационно правовой формы предприятия для разработки программного обеспечения
• 4.3 Порядок регистрации частного предпринимателя
• 4.4 Условия договора на создание компьютерной программы
• 4.5 Расчет общей трудоемкости работ по созданию компьютерной программы
• 4.6 Исходные данные для расчета финансового состояния в течение периода разработки программы
• 4.7 Расчет нематериальных активов
• 4.8 Расчет экономических затрат на производство программного продукта
• 4.9 Налогообложение
• 4.10 Амортизация
• 4.11 Расчет заработной платы
• 4.12 Расчет продажной стоимости
• Заключение
• Библиографический список
• Приложение A

Введение

Неблагополучное состояние российской медицины заставляет государство и представителей системы здравоохранения всерьез задумываться над тем, что необходимо сделать, чтобы в кратчайшие сроки изменить ситуацию к лучшему. Опыт развития других отраслей убедительно показывает, что информатизация является одним из важнейших способов повышения эффективности и рентабельности любого бизнеса.

Современные медицинские организации производят и накапливают огромные объемы данных. От того, насколько эффективно эта информация используется врачами, руководителями, управляющими органами, зависит качество медицинской помощи, общий уровень жизни населения, уровень развития страны в целом и каждого ее территориального субъекта в частности. Поэтому необходимость использования больших, и при этом еще постоянно растущих, объемов информации при решении диагностических, терапевтических, статистических, управленческих и других задач, обуславливает сегодня создание информационных систем в медицинских учреждениях. При этом требования управляющего персонала медицинского учреждения к информационной системе подобны требованиям руководства любого предприятия:

- иметь быстрый доступ к актуальной и полной информации своего учреждения;

- располагать отчётной информацией за любой выбранный промежуток времени или по выбранному критерию;

- контролировать и анализировать работу персонала;

- обладать эффективным средством анализа стекающейся информации;

- качественно изменить уровень медицинского обслуживания в лечебных учреждениях и повысить эффективность их работы.

До недавнего времени в российском здравоохранении почти полностью отсутствовали хоть какие-то признаки автоматизации. Карты, бюллетени, процедурные отчеты, учет пациентов, лекарственных препаратов - весь документооборот производился на бумаге. Это сказывалось на скорости, а следовательно, и качестве обслуживания пациентов, затрудняло работу врачебного, медицинского персонала, что вело к врачебным ошибкам, большим затратам времени на заполнение карт, составление отчетов.

Наиболее значимым фактором, сдерживающим информатизацию в медицине, является недостаточное финансирование. Существует множество программных продуктов, используемых в медицине (Сфера-4, Спироком, Ариадна и др.) для разных целей, но все они дорогостоящие. Среди клиентов российских компаний-поставщиков медицинских информационных систем около 65% составляют государственные лечебные учреждения. Еще 20% проектов приходится на коммерческие клиники и 15% - на ведомственные лечебно-профилактические учреждения.

Такие трудности испытывают врачи при проведении спирографического обследования в амбулаторном отделении восстановительного лечения детской городской больницы №3 г. Магнитогорска.

Поэтому целью дипломной работы является создание программного продукта «СпироТест», который будет использоваться для обработки результатов при спирографическом обследовании.

1. Теоретическое обоснование спирографического обследования

1.1 Исследование функции внешнего дыхания

Все показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания, условно можно разделить на четыре группы. К первой группе относятся показатели, характеризующие легочные объемы и емкости. К легочным объемам относятся: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха и остаточный объем (количество воздуха, остающееся в легких после максимального глубокого выдоха). К емкостям легких относятся: общая емкость (количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха), емкость вдоха (количество воздуха, соответствующее дыхательному объему и резервному объему вдоха), жизненная емкость легких (состоящая из дыхательного объема, резервного объема вдоха и выдоха), функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха - остаточный воздух и резервный объем выдоха). Ко второй группе относятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания, минутная альвеолярная вентиляция, максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательных резервов.

К третьей группе относятся показатели, характеризующие состояние бронхиальной проходимости: форсированная жизненная емкость легких (проба Тиффно и Вотчала) и максимальная объемная скорость дыхания во время вдоха и выдоха (пневмотахометрия). В четвертую группу входят показатели, характеризующие эффективность легочного дыхания или газообмен. К этим показателям относятся: состав альвеолярного воздуха, поглощение кислорода и выделение углекислоты, газовый состав артериальной и венозной крови.

1.2 Методы исследования функции внешнего дыхания

Общее спирографическое исследование дает возможность определить основной обмен по количеству поглощаемого кислорода, глубину и частоту дыхания, минутный объем дыхания, максимальную вентиляцию легких, фракционную жизненную емкость легких (пробу Тиффно и Вотчала), коэффициент использования кислорода, дыхательный эквивалент Антони.

Количественная оценка спирографических показателей производится путем сопоставления их с нормативами, полученными при обследовании здоровых людей. Значительные индивидуальные различия, имеющиеся у здоровых людей, вынуждают, как правило, использовать не общую среднюю того или иного показателя, а учитывать пол, возраст, рост и вес обследуемых.

Индивидуальный норматив, рассчитанный с учетом влияния нескольких или всех указанных факторов, принято называть должной величиной. Для большинства спирографических показателей разработаны должные величины, для некоторых - определен диапазон индивидуальных различий здоровых людей. Для расчета должных величин многих функциональных показателей наиболее широко используются величины должного основного обмена. Должную величину в каждом конкретном случае принимают за 100%, а полученную экспериментально - выражают в процентах должной. Использование должных величин уменьшает, но не устраняет полностью индивидуальных различий здоровых людей, которые для большинства показателей находятся в пределах 80-120% должной, а для некоторых - в еще более широком диапазоне. Это создает значительные трудности в оценке спирографических показателей, особенно при диагностике начальных нарушений. Дело значительно меняется, если имеются данные повторных исследований. Даже небольшие отклонения от результатов предшествующего обследования больного могут указать на величину и направленность происшедших изменений. Правильно их оценка может быть дана только с учетом воспроизводимости показателя. Под воспроизводимостью понимают диапазон повторных измерений с принятой надежностью различает свойственную методу погрешность от фактически происшедших сдвигов. Суммарная погрешность спирографического исследования включает случайные и систематические ошибки, связанные с конструктивными особенностями прибора, субъективные ошибки снятия отсчетов по спирограмме и физиологически обусловленные колебания, свойственные исследуемым. Мерой воспроизводимости является среднее квадратичное отклонение разброса повторных измерений. Воспроизводимость биологических параметров принято оценивать в 95% доверительном интервале. Важно также иметь ввиду, что если в процессе одного исследования в ряде повторных измерений оказывается величина, превышающая предел воспроизводимости, то она должна быть отброшена, как недостоверный результат.

При этом следует отметить, что при оценке конечного результата исследования физиологически более оправдано использование наибольшей величины, а не средней нескольких измерений, независимо от числа повторений.

Ниже подробно будут разобраны критерии оценки отдельных спирографических показателей.

Общеизвестно, что одним из основных клинических проявлений легочной недостаточности является учащение и поверхностный характер дыхания. Однако по данным инструментального исследования эти признаки имеют весьма ограниченное диагностическое значение.

Частота дыхания у здоровых людей в условиях основного обмена составляет у мужчин 15 (9-22), у женщин 17 (10-23) в мин. В условиях относительного покоя границей нормы следует считать частоту дыхания 24 дыхания в мин.

Объем дыхания у здоровых людей колеблется в очень широких пределах, в условиях основного обмена у мужчин от 250 до 800, у женщин от 250 до 600, а в условиях относительного покоя соответственно от 300 до 1200 и от 250 до 800 мл, что практически лишает эти показатели диагностической ценности. Так, при хронической пневмонии ЧД более 24 в минуту обычно наблюдается всего лишь у 6-8% больных, ОД меньше 300 мл - у 1?3%.

Минутный объем дыхания в условиях основного обмена при спирографическом исследовании составляет от 4 до 10 л BTPS. Тесная зависимость уровня вентиляции от интенсивности газообмена позволяет выразить должную величину МОД через должный основной обмен.

Поскольку МОД следует выражать в BTPS за норму следует принимать не 100, а 120% должной. В условиях относительного покоя МОД составляет 160 (100-280)% должной, хотя потребление кислорода увеличивается всего на 10-20%. Налицо гипервентиляция, связанная с эмоциональным фактором. Выявлению гипервентиляции в покое раньше придавалось большое диагностическое значение. С ее наличием чуть ли не отождествлялось представление о легочной недостаточности. Действительно, у больных при частом и поверхностном дыхании и увеличении мертвого пространства вследствие неравномерного распределения воздуха в легких эффективность вентиляции ухудшается. Доля объема дыхания, участвующего в вентиляции альвеол, снижается до 1/3 против 2/3-4/5 в норме. Для обеспечения нормального уровня альвеолярной вентиляции необходимо увеличить МОД, что приходится наблюдать во всех случаях, даже при гиповентиляции альвеол. При некоторых же патологических состояниях возникает гипервентиляция, компенсаторная реакция в ответ на нарушения в других звеньях системы дыхания. Получается, что представление о гипервентиляции в покое как о ценном диагностическом показателе - справедливо. С этим можно согласиться, при условии, что исключено влияние на вентиляцию эмоционального фактора. Достичь этого удается только при строгом соблюдении условий основного обмена. Условия же относительного покоя, о чем упоминалось ранее, никаких гарантий в этом отношении не дают. При относительном покое у больных выявляется тенденция к большему, чем у здоровых увеличению МОД. Так при хронической пневмонии МОД более 200% наблюдается в 35-40% случаях, тогда как у здоровых людей в 15-25%. МОД ниже нормы, но не меньше 90% наблюдается крайне редко - всего лишь в 2-5% всех случаев.Это доказывает малую ценность этого показателя. потребление кислорода в основных условиях составляет от 160 до 300 мл в минуту, или 85-125%. Расчет должного ПО2 производится по формуле.

В условиях относительного покоя ПО2 составляет от 115 до 150%. ПО2 характеризует уровень энергетического обмена и ни в какой степени не отражает состояние аппарата вентиляции. Количественно газообмен в покое обеспечивается вплоть до крайних степеней нарушения внешнего дыхания. Только при физической нагрузке больные часто оказываются неспособны значительно увеличивать интенсивность газообмена.

Коэффициент использования кислорода в норме в полном покое составляет 40 (25-55) мл/л. КИО2 в значительной мере дублирует МОД в % должного, так как расчет должной МОД исходит из формального КИО2.

К оценке КИО2 в покое, как показателя эффективности вентиляции, следует подходить с большой осторожностью: он в равной степени может указывать на низкую эффективность вентиляции, связанную с изменением характера дыхания, так и на неадекватный, относительнео интенсивности газообмена, уровень вентиляции, обусловленный чаще всего, эмоциональным фактором.

Жизненная емкость легких у здоровых составляет от 2.5 до 7.5 л, такой разброс в значениях требует обязательного использования должных величин. Из множества предложенных формул расчета должной ЖЕЛ можно рекомендовать следующие. Для людей старше 50 лет коэффициенты должны быть уменьшены на 0.2. При определении ЖЕЛ в положении лежа коэффициенты уменьшаются на 0.1. Границы нормы находятся в диапазоне 80-120% должной. Воспроизводимость ЖЕЛ составляет 5-7% исходной величины. Следовательно, изменение в указанных пределах при повторных исследованиях не могут рассматриваться как фактически происшедшие сдвиги.

У больных с начальной патологией ЖЕЛ ниже нормы регистрируется в 25% случаев. При второй стадии хронической пневмонии этот показатель возрастает почти вдвое и составляет 45-65%. Т.о. ЖЕЛ имеет высокую диагностическую ценность. Снижение ЖЕЛ до 65% должной следует рассматривать как умеренное, от 60 до 50 - как значительное и ниже 50% - как резкое.

Резервный объем вдоха в норме составляет сидя 50 (35-65)% ЖЕЛ, лежа 65 (50-80)% ЖЕЛ. Резервный объем выдоха - сидя 30 (10-50)%, лежа - 15 (5-25)% ЖЕЛ. При паталогии обыно имеет место снижение показателей Ровд, Ровыд в % ЖЕЛ.

Форсированная ЖЕЛ у здоровых людей фактически воспроизводит ЖЕЛ и, таким образом, является ее повторением. Различия ЖЕЛ и ФЖЕЛ у мужчин составляют -200 (-600+300) мл, у женщин -130 (-600+300) мл. В случае, если ФЖЕЛ больше ЖЕЛ, что хотя и не часто, но может наблюдаться как в норме, так и при патологии, по общим правилам она должна приниматься в расчет как наибольшая величина ЖЕЛ.

Диагностическое значение приобретают величины, выходящие за предел воспроизводимости ЖЕЛ.

Для оценки кривой форсированного выдоха предложено более десятка количественных показателей. В практической работе используют обычно не более двух из общего числа. Наиболее часто - объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1), который часто неверно называют ФЖЕЛ1, временной ЖЕЛ и так далее.

Общепринятой должной ОФВ1 не существует, так как величина показателя в значительной мере зависит от типа используемой аппаратуры. Именно поэтому нормативы, представленные в зарубежной литературе, оказываются непригодными. Для большинства типов отечественных спирографов установлено, что в среднем ОФВ1 у мужчин в положении сидя в возрасте 18-30 лет составляет 3,3 л/сек ATSP со снижением в каждом последующем десятилетии на 0,3 л/сек. В положении лежа ОФВ1 меньше на 0,1 л. Нижней границей нормы в возрасте до 50 лет следует принять 2,2 л/сек, в возрасте 51-60 - 2,0 л/сек. У женщин ОФВ1 составляет в положении сидя 2,35 (1,4-3,0) л/сек. Воспроизводимость показателя составляет 10%, при резкик нарушениях - 15% исходной величины. Диагностическая значимость ОФВ1 приблизительно равна ЖЕЛ, а при нарушениях, обусловленных ухудшением бронхиальной проходимости, превышает ЖЕЛ. К умеренному должно быть отнесено снижение ОФВ1 у мужичин до 1,5 л/сек, у женщин - до 1 л/сек, к значительному - до 1,0 и 0,7 л/сек, к резкому - ниже указанных пределов.

Скорость форсированного выдоха находится в тесной зависимости от объема легких. поэтому ограничить ее оценку абсолютными значениями нельзя. Широко принято относить ОФВ1 к объему ЖЕЛ и выражать это отношение в %. Этот показатель получил название теста Тиффно. Так, при ОФВ1 3,0 л/сек и ЖЕЛ 4,0 л отношение ОФВ1 к ЖЕЛ составит 75%. Относительно того, к какому объему следует относить ОФВ1: к ФЖЕЛ, ЖЕЛ или должной ЖЕЛ - единого мнения нет. ЖЕЛ в условиях патологии отражает не объем легких, а некую экспираторную позицию, при которой происходит спадение бронхов. Физиологически наиболее оправдано использование фактической ЖЕЛ, взятой в системе ATPS. Отношение ОФВ1/ЖЕЛ составляет во всех возрастных группах в равной мере у мужчин и женщин независимо от положения тела 70 (55-90)%. воспроизводимость показателя 7%. За умеренное отклонение принимают ОФВ1/ЖЕЛ до 45%, за значительное - от 45 до 35%, и ниже 35% - за резкое. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) у здоровых мужчин составляет 70-170 л/мин, у женщин - 45-120 л/мин BTPS. К сожалению значительное влияние на значение этого показателя методики исследования, положения тела и пр. резко затруднили выработку общепринятых должных величин. Для расчета можно рекомендовать следующую формулу ДМВЛ BTPS = ДЖЕЛ-N, где N=25 для мужчин и N=26 для женщин. В возрасте 50-60 лет коэффициент N уменьшается на 2. За норму принимается диапазон 70-135 и более % должной. Т.о. убрать индивидуальные различия с помощью должных величин удается лишь частично. Большое влияние на значение МВЛ имеет частота дыхания при выполнении пробы МВЛ. Хотя методикой предусмотрена произвольная частота дыхания, она не должна быть меньше 40 в мин. Обязательный учет ЧД, при которой выполнялась МВЛ, во многом способствует правильной оценке показателя. Воспроизводимость МВЛ составляет около 15% исходной величины. Снижение МВЛ до 50% следует рассматривать как умеренное, от 50 до 35% как значительное, и ниже 35% как резкое.

Показатель скорости движения воздуха (ПСДВ) есть отношение МВЛ/ЖЕЛ. ПСДВ принято выражать в л2/мин. У здоровых мужчин он составляет 25(20-30), снижаясь в среднем до 22 в возрасте 50-60 лет. у женщин ПСДВ на 2 л2/мин больше. С его помощью удается дифференцировать ограничительные нарушения вентиляции от нарушения бронхиальной проходимости. У больных бронхиальной астмой он может быть снижен до 8-10, при ограничительном процессе - увеличен до 40 и более.

1.3 Клинико-физиологические возможности спирографии

Система легочного дыхания организма, обеспечивающая артериализацию крови в легких, осуществляется благодаря строгой согласованности между собой трех процессов: вентиляции альвеол, обеспечивающей постоянство состава альвеолярного воздуха; непрерывного кровотока через капилляры легкого и распределения крови в строгом соответствии с интенсивностью вентиляции отдельных ее участков; диффузии биологических газов через легочную ммебрану с необходимой скоростью. При спирографическом исследовании удается судить о состоянии лишь одного из звеньев системы легочного дыхания - аппарата вентиляции. Однако этого вполне достаточно, поскольку именно нарушения вентиляции при подавляющем большинстве заболеваний легких оказываются ведущими в комплексе патофизиологических растройств и в значительной мере определяют клиническую картину легочной недостаточности, снижая функциональные возможности больного с паталогией легких.

Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.

Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, в которых он нагревается, увлажняется и фильтруется. В полости носа заключены также обонятельные рецепторы. Наружная часть носа образована треугольным костно-хрящевым остовом, который покрыт кожей; два овальных отверстия на нижней поверхности-ноздри-открываются каждое в клиновидную полость носа. Эти полости разделены перегородкой. Три легких губчатых завитка (раковины) выдаются из боковых стенок ноздрей, частично разделяя полости на четыре незамкнутых прохода (носовые ходы). Полость носа выстлана богато васкуляризованной слизистой оболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничками эпителиальные и бокаловидные клетки служат для очистки вдыхаемого воздуха от твердых частиц. В верхней части полости лежат обонятельные клетки.

Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортани разделена двумя складками слизистой оболочки, не полностью сходящимися по средней линии. Пространство между этими складками - голосовая щель защищено пластинкой волокнистого хряща - надгортанником. По краям голосовой щели в слизистой оболочке лежат фиброзные эластичные связки, которые называются нижними, или истинными, голосовыми складками (связками). Над ними находятся ложные голосовые складки, которые защищают истинные голосовые складки и сохраняют их влажными; они помогают также задерживать дыхание, а при глотании препятствуют попаданию пищи в гортань. Специализированные мышцы натягивают и расслабляют истинные и ложные голосовые складки. Эти мышцы играют важную роль при фонации, а также препятствуют попаданию каких-либо частиц в дыхательные пути. Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи; стенка ее образована соединительной тканью и хрящом. У большинства млекопитающих хрящи образуют неполные кольца. Части, примыкающие к пищеводу, замещены фиброзной связкой. Правый бронх обычно короче и шире левого. Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки (бронхиолы), самые мелкие из которых-конечные бронхиолы являются последним элементом воздухоносных путей. От гортани до конечных бронхиол трубки выстланы мерцательным эпителием.

В целом легкие имеют вид губчатых, пористых конусовидных образований, лежащих о обеих половинах грудной полости. Наименьший структурный элемент легкого - долька состоит из конечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолу и альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешка образуют углубления - альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательную поверхность, которая в 50-100 раз превышает поверхность тела. Относительная величина поверхности, через которую в легких происходит газообмен, больше у животных с высокой активностью и подвижностью.Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и окружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта поверхностно-активным веществом сурфактантом. Как полагают, сурфактант является продуктом секреции гранулярных клеток. Отдельная альвеола, тесно соприкасающаяся с соседними структурами, имеет форму неправильного многогранника и приблизительные размеры до 250 мкм. Принято считать, что общая поверхность альвеол, через которую осуществляется газообмен, экспоненциально зависит от веса тела. С возрастом отмечается уменьшение площади поверхности альвеол.

Каждое легкое окружено мешком - плеврой. Наружный (париетальный) листок плевры примыкает к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний (висцеральный) покрывает легкое. Щель между листками называется плевральной полостью. При движении грудной клетки внутренний листок обычно легко скользит по наружному. Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного (отрицательное). Межплевральное пространство между легкими называется средостением; в нем находятся трахея, зобная железа (тимус) и сердце с большими сосудами, лимфатические узлы и пищевод.

Легочная артерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуют капилляры, оплетающие стенки альвеол.

Воздух в альвеоле отделен от крови в капилляре 1) стенкой альвеолы, 2) стенкой капилляра и в некоторых случаях 3) промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые в конце концов соединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левое предсердие.

Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, а оттуда-в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшое количество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены.

Дыхательные мышцы - это те мышцы, сокращения которых изменяют объем грудной клетки. Мышцы, направляющиеся от головы, шеи, рук и некоторых верхних грудных и нижних шейных позвонков, а также наружные межреберные мышцы, соединяющие ребро с ребром, приподнимают ребра и увеличивают объем грудной клетки. Диафрагма-мышечно-сухожильная пластина, прикрепленная к позвонкам, ребрам и грудине,отделяет грудную полость от брюшной. Это главная мышца, участвующая в нормальном вдохе. При усиленном вдохе сокращаются дополнительные группы мышц. При усиленном выдохе действуют мышцы, прикрепленные между ребрами (внутренние межреберные мышцы), к ребрам и нижним грудным и верхним поясничным позвонкам, а также мышцы брюшной полости; они опускают ребра и прижимают брюшные органы к расслабившейся диафрагме, уменьшая таким образом емкость грудной клетки.

Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосферного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легких совершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.

Расслабление всех связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующая мышечная активность может перевести это положение во вдох или же усилить выдох.

Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активным процессом. Благодаря своему сочленению с позвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние от позвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберный или грудной тип дыхания).Сокращение диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, что увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди-существа двуногие, при каждом движении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы. При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размер грудной полости. Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).

Около 0,3% О2, содержащегося в артериальной крови большого круга при нормальном РО2, растворено в плазме. Все остальное количество находится в непрочном химическом соединении с гемоглобином (НЬ) эритроцитов. Гемоглобин представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой. Fе+ каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной молекулой О2. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл. О2 на 1 г Нb (в некоторых источниках указывается 1,34 мл). Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (НbО2) обладает более сильными кислотными свойствами, чем восстановленный гемоглобин (Нb). В результате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мм О2 из НbО2 делает возможным усвоение 0,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О2 оказывает буферное действие. Соотношение между числом свободных молекул О2 и числом молекул, связанных с гемоглобином (НbО2), описывается кривой диссоциации О2. НbО2 может быть представлен в одной из двух форм: или как доля соединенного с кислородом гемоглобина (% НbО2), или как объем О2 на 100 мл крови во взятой пробе (объемные проценты). В обоих случаях форма кривой диссоциации кислорода остается одной и той же.

Транспорт О2 из крови в те участки ткани, где он используется, происходит путем простой диффузии. Поскольку кислород используется главным образом в митохондриях, расстояния, на которые происходит диффузия в тканях, представляются большими по сравнению с обменом в легких. В мышечной ткани присутствие миоглобина, как полагают, облегчает диффузию О2. Для вычисления тканевого PО2 созданы теоретически модели, которые предусматривают факторы, влияющие на поступление и потребление О2, а именно расстояние между капиллярами, кроваток в капиллярах и тканевой метаболизм. Самое низкое О2 установлено в венозном конце и на полпути между капиллярами, если принять, что кровоток в капиллярах одинаковый и что они параллельны. Основные показатели регистрируемые на обследовании представлены в таблице (табл.1)

Таблица 1 - Показатели спирографического обследования

	Indexes & Definitions		Индексы и определения
F,f	Frequency	ЧД	частота дыхания
RV	Residual Volume	ОО	остаточный объем
TLC	Total Lung Capacity	ОЕЛ	общая емкость легких
VC	Vital Capacity	ЖЕЛ	жизненная емкость легких
MBC	Maximal Breathing Capacity	МВС	максимальная вентиляционная способность легких
MVVf	Maximal Voluntary Ventilation	МВЛ	максимальная произвольная вентиляция легких
TLV	Total Lung Ventilation	ОВЛ	общелегочная вентиляция

1.4 Цели и задачи проекта

Для достижения намеченной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Анализ существующего программного обеспечение.

2. Переработка ранее разработанной программы «СпирографОтдел».

3. Создание базы данных.

4. Обеспечение быстрого доступа к текущей, наиболее полной и достоверной информации (сюда входят все данные о пациенте, его амбулаторная карта, результаты спирографического обследования и т.п.).

5. Создание условий для обеспечения конфиденциальности информации согласно врачебной этике.

6. Избавление врачей и администрацию от трудоёмкого процесса составления отчётов.

7. Избавление от многократного, повторного ввода данных.

8. Избежание потерь информации.

9. Оборудование рабочего места, отвечающее современным требованиям: удобный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс, показ только необходимых для работы форм, быстрое формирование отчетов.

10. Реализация просмотра и редактирование данных отдельными врачами и администрацией.

11. Возможность вывода сведений и отчетов на устройство печати.

12. Разработка рекомендаций пользователю для облегчения работы с программой.

2. Разработка программного обеспечения для спирографического обследования

2.1 Выбор программных средств

Программным средством для создания программы «СпироТест» является среда разработки Borland Delphi 7.0.

Delphi - система программирования, базирующаяся на языке программирования (Object Pascal), имеющая свой редактор, компилятор и отладчик. Написание приложения на Delphi сводится к компоновке на экране объектов, имеющих определенную графическую интерпретацию, и подключению строк кода, как и в программе на любом другом языке. Другими словами, Delphi просто реализует визуальную концепцию программирования.

Delphi - это мощная среда разработки, значительно облегчающая труд разработчика приложений, это настоящий объектно-ориентированный язык, который позволяет объединять данные и код в один класс, создавать дочерние классы и обращаться с классами-потомками, как с родительскими классами. Delphi оперирует четырьмя типами шаблонов: формами, приложениями, компонентами и кодами. Шаблоны формы, приложения и компонента дают возможность повторно использовать созданные ранее коллекции объектов либо в отдельных программах, либо в качестве основы для новой программы. Шаблон кода - это новое средство, которое значительно уменьшает потребности во вводе повторяющихся фрагментов кода

Была выбрана среда разработки Borland Delphi 7.

Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий:

– высокопроизводительный компилятор в машинный код;

– объектно-ориентированная модель компонент;

– визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;

– масштабируемые средства для построения баз данных.

Компилятор, встроенный в среду Borland Delphi, обеспечивает высокую производительность, необходимую для построения приложений. Этот компилятор в настоящее время является самым быстрым в мире, его скорость компиляции составляет свыше 120 тысяч строк в минуту. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока и в то же время обеспечивает качество кода.

В процессе построения приложения разработчик выбирает из палитры компонент готовые компоненты как художник, делающий крупные мазки кистью. Еще до компиляции он видит результаты своей работы - после подключения к источнику данных их можно видеть отображенными на форме, можно перемещаться по данным, представлять их в том или ином виде. В этом смысле проектирование в Borland Delphi мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции мы получаем код, который исполняется в 10-20 раз быстрее, чем-то же самое, сделанное при помощи интерпретатора. Кроме того, в Borland Delphi компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной. Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения.

Основной упор этой модели в Delphi делается на максимальном реиспользовании кода. Это позволяет разработчикам строить приложения весьма быстро из заранее подготовленных объектов, а также дает им возможность создавать свои собственные объекты для среды Delphi. Никаких ограничений по типам объектов, которые могут создавать разработчики, не существует. Действительно, все в Delphi написано на нем же, поэтому разработчики имеют доступ к тем же объектам и инструментам, которые использовались для создания среды разработки.

В стандартную поставку Borland Delphi 7 входят основные объекты, которые образуют удачно подобранную иерархию из 270 базовых классов. На Delphi можно одинаково хорошо писать как приложения к корпоративным базам данных, так и, к примеру, игровые программы. Во многом это объясняется тем, что традиционно в среде Windows было достаточно сложно реализовывать пользовательский интерфейс. Событийная модель в Windows всегда была сложна для понимания и отладки. Но именно разработка интерфейса в Delphi является самой простой задачей для программиста.

Объекты БД в Delphi основаны на SQL и включают в себя полную мощь Borland Database Engine. В состав Delphi также включен Borland SQL Link, поэтому доступ к СУБД Oracle, Sybase, Informix и InterBase происходит с высокой эффективностью. Кроме того, Delphi включает в себя локальный сервер Interbase для того, чтобы можно было разработать расширяемые на любые внешние SQL-сервера приложения в офлайновом режиме. Разработчик в среде Delphi, проектирующий информационную систему для локальной машины (к примеру, небольшую систему учета медицинских карточек для одного компьютера), может использовать для хранения информации файлы формата .dbf (как в dBase или Clipper) или .db (Paradox). Если же он будет использовать локальный InterBase for Windows 4.0 (это локальный SQL-сервер, входящий в поставку), то его приложение безо всяких изменений будет работать и в составе большой системы с архитектурой клиент-сервер.

2.2 Разработка базы данных

Правильная разработка базы данных на начальном этапе является одним из ключевых факторов дальнейшего успешного проектирования программы, а также скорости ее работы во время использования.

Для создания БД были использованы стандартные стредства Delphi7 - BDE Administrator и Database Desktop. В качестве драйвера БД был выбран драйвер STANDART(PARADOX 7).

База данных - это совокупность структурированных и взаимосвязанных данных и методов, обеспечивающих добавление выборку и отображение данных.

Реляционная база данных. Практически все СУБД позволяют добавлять новые данные в таблицы.

СУБД разрабатываются с целью обеспечения эффективной обработки больших объёмов информации, намного больших, чем те, с которыми справляются электронные таблицы.

СУБД может легко связывать две таблицы так, что для пользователя они будут представляться одной таблицей. Реализовать такую возможность в электронных таблицах практически невозможно.

СУБД минимизируют общий объём базы данных. Для этого таблицы, содержащие повторяющиеся данные, разбиваются на несколько связанных таблиц.

Основываясь на постановку задачи, была разработана база данных модуля.

Таблица 2 - Описание таблиц базы данных

Название таблицы	Поле
TestInfo	ID
	Номер обследования
	Частота дыхания
	Остаточный объем
	Общая емкость легких
	Жизненная емкость легких
	Максимальная вентиляционная способность легких
	Максимальная произвольная вентиляция легких
	Общелегочная вентиляция
	Диагноз
	Дата обследовани
Pacients	Ф.И.О.
	Адрес
	Дата рождения
	Телефон
	Идентификатор
Doctors	Ф.И.О.
	Пароль
	Телефон
	ID
	Привет

2.3 Руководство пользователя

2.3.1 Минимальные рекомендуемые требования к техническому и программному обеспечению

Аппаратное обеспечение:

- процессор - Celeron 1000 МГц и выше;

- ОЗУ - минимум 128 MB;

- видео адаптер - 32 MB;

- свободное место на жестком диске - минимум 5 MB при пустой базе с материалом;

- при добавлении материала рекомендуемый размер 200 МВ.

Программное обеспечение: операционная система - Windows 9x и выше, BDE.

Для работы программы необходима установка на компьютере BDE Administrator. В нём нужно указать папку, в которой содержится база данных «SpiroTest».

2.3.2 Авторизация пользователей в программе «СпироТест»

После запуска программы появляется окно авторизации пользователей (рисунок 2.1), пользователю необходимо ввести свой логин.

Рисунок 2.1 - вид окна авторизации пользователей

Данные об учетных записях содержатся в таблице Doctors базы данных. Существуют 3 уровня доступа к программе:

– Администратор (может редактировать все таблицы БД и имеет полный доступ к программе);

– Врач (нет возможности добавлять учетные записи, но может редактировать таблицу пациентов и обследований);

– Пользователь(имеет доступ только к просмотру данных).

При неверном вводе логина или пароля программа выдаст сообщение о некорректном вводе логина/пароля.

2.3.3 Организация работы с программой «СпироТест»

После авторизации пользователя в программе он непосредственно попадает на основную рабочую форму. В верхней части программы расположено меню, осуществляющее работу пользователя с программой. Кнопка «Просмотр» (рис. 2.3) доступен пользователю, с любыми правами. При нажатии на эту кнопку появляется форма «Обследование», где выводятся все записи о пациетах и раздел поиска по базе (рис. 2.4).

Рисунок 2.3 - Кнопка «Просмотр»

Рисунок 2.4 - Обследование(просмотр)

Вкладка «Обследование» состоит из двух таблиц и поля поиска по базе данных. Основная таблица отображает результаты поиска по пациентам. Возможны 4 вида поиска:

– Отображение всех записей таблицы;

– Поиск по имени или его части;

– Поиск по адресу или части адреса;

– Поиск по дате рождения.

Таблица «Результаты обследований» отображают все данные о спирографическомском обследовании активной записи первой таблицы.

Следующая вкладка в разделе «Просмотр» программы это «Отчеты» (рис. 2.5).

Рисунок 2.5 - кнопка «Отчёты»

Для создания годового отчета по болезням необходимо ввести в окне желаемый год. Программа производит подсчёт по каждому диагнозу поквартально, выводит значения за год в процентном соотношении, а так же для наглядности строит диаграмму. Для построения диаграммы была создана таблица «YearQ». Эта таблица автоматически заполняется при нажатии кнопки рассчитать и очищается при закрытии программы

Эти отчеты помогают пользователю, когда это нужно (в конце месяца или в конце года), сделать отчеты автоматически. Составление отчетов в ручную заняло бы значительно больше времени, чем это делает ЭВМ. Например надо в запросе подсчитать количество всех людей, которые прошли за определенный промежуток времени, сколько исследований было проведено и т.д.

При нажатии кнопки «Редактировать» (рис 2.6.) появляется форма редактирования таблиц базы данных.

Рисунок 2.6- Кнопка «Редактировать»

Вкладка «Обследование» (рис 2.7) предназначена для внесения результатов обследования в таблицу «TestInfo». Все поля имеют ограничение на ввод поэтому невозможно ввести в таблицу некорректные данные.

Рисунок 2.7- Вкладка «Обследование»

Данные пользователь выставляет сам. Таким образом, пользователь добавляет в журнал запись о том, что некий пациент проходит обследование в спирографическом отделении. Чтобы отредактировать неправильно введенные данные, пользователь нажимает на кнопку «+», а в случае если ему захочется удалить какую-нибудь запись, то он нажимает на кнопку «-».

Описание характеристик полей приведено в таблице ниже (табл. 3).

Таблица 3 - Описание характеристик полей вкладки «Обследование»

Наименование показателей	Характеристики показателей
	идентификатор	тип	длина	тип элемента
ID пациента	ID	число	6	поле
Номер обследования	TestCount	число	1	поле
Дата	TestDate	дата	10	поле
Частота дыхания	Freqency	число	2	поле
Остаточный объем	ResidualVolume	число	3	поле
Общая ёмкость легких	TotalLungCapacity	число	3	поле
Жизненная ёмкость легких	VitalCapacity	число	4	поле
Макс. вентиляц. способность	M BCapacity	число	3	поле
Макс. Произвольная вентиляция	M VVentilation	число	3	поле
Общелегочная вентиляция	Total Lung Ventilation	число	3	поле
Диагноз	Diagnos	символьный	30	список

Следующая вкладка- «Пациенты» (рис. 2.8). Предназначена для внесения личных данных пациента. Все поля так же имеют ограничения на ввод соответственно в таблицу невозможно будет занести некорректную запись.

Рисунок 2.8 - Вкладка «Пациенты»

Каждому пациенту присваивается его ID. По которому связываются таблицы «TestInfo» и «Pacients».

Таблица 4- Характеристики полей вкладки «Врачи»

Наименование показателей	Характеристики показателей
	идентификатор	тип	длина	тип элемента
Ф.И.О.	Name	строковый	30	поле
Адрес	Adres	строковый	30	поле
Дата рождения	Birth	дата	10	поле
Телефон	Phone	число	11	поле
ID	ID	число	6	поле

Далее идёт вкладка «Врачи» (рис. 2.9). Данная вкладка доступна только пользователям с правами администратора и служит для добавления учетных записей и контактной информации врачей. Каждый врач имеет свой ID который является логином для входа в систему.

Рисунок 2.9- Вкладка «Врачи»

Таблица 5- Характеристики полей вкладки «Врачи»

Наименование показателей	Характеристики показателей
	идентификатор	тип	длина	тип элемента
Ф.И.О.	Name	строковый	30	поле
Пароль	DPassord	число	8	поле
Телефон	Phone	Число	11	поле
ID	DocId	число	6	поле
Приоритет	Priority	число	1	поле

2.5 Вывод по главе 2

спирография дыхание обследование программирование

В главе 2 были выполнены описания решения поставленных задач. Изображена структура функционирования программного продукта, схема данных, схема функционирования программного продукта. Описано проектирование пользовательского интерфейса и квантификация. Приведены результаты работы программного продукта.

3. Безопасность и экологичность технических систем

Целью данного дипломного проекта является автоматизированная система учета и управления спирографического обследования. Поскольку решение поставленной задачи осуществляется с помощью ПЭВМ, целесообразно в данном разделе рассмотреть опасные и вредные факторы при работе с ПЭВМ, а также трудовую деятельность диспетчера автоматизированной системы с позиций эргономики и информационной нагрузки.

Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей, инфракрасного и ионизирующего излучений, звука и вибрации, статического электричества и др. Влияние вредного воздействия на оператора приводит к снижению работоспособности, ухудшению здоровья.

Для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работу с ПЭВМ, существуют определенные правила. На всей территории Российской Федерации действуют Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03), которые устанавливают санитарно-эпидемиологические требования к персональным электронно-вычислительным машинам (ПЭВМ) и условиям труда.

3.1 Опасные и вредные производственные факторы на рабочем месте оператора ЭВМ

3.1.1 Рабочее место оператора

При организации рабочего места оператора ПЭВМ следует располагать элементы ПЭВМ согласно эргономичным требованиям и учитывать характер осуществляемой оператором деятельности.

При размещении рабочих мест с ПЭВМ расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

Рабочие места с ПЭВМ в помещениях с источниками вредных производственных факторов должны размещаться в изолированных кабинах с организованным воздухообменом.

Рабочие места с ПЭВМ при выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, рекомендуется изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5 - 2,0 м.

Элементы управления компьютером (клавиатура, мышь и т.д.) следует располагать так, чтобы руки при их использовании занимали обычное удобное положение. Клавиатура должна находиться на небольшом расстоянии от оператора непосредственно перед ним. Высота стола, на котором находится клавиатура, должна быть такой, чтобы угол в угловом сгибе составлял примерно прямой угол.

Видеомонитор рекомендуется устанавливать на расстоянии от глаз оператора не меньше 50 см. На экране монитора не должно быть бликов от освещения, которые резко повышают утомляемость. Поэтому рекомендуется не устанавливать монитор, обращенный к окну.

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей. Поверхность рабочего стола должна иметь коэффициент отражения 0,5 - 0,7.

Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста пользователя, характера и продолжительности работы с ПЭВМ.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

3.1.2 Требования к ПЭВМ

Санитарными правилами предусмотрены различные показатели для ПЭВМ, значения которых не должны быть превышены. К таким показателям относятся уровень звукового давления и звука (таблица 3.1)

Таблица 3.1 - Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот и уровня звука, создаваемого ПЭВМ

Уровни звукового давления, дБ	Уровни звука, эквивалентные уровни звука, дБА
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
86	71	61	54	49	45	42	40	38	50

Измерение уровня звука и уровней звукового давления проводится на расстоянии 50 см от поверхности оборудования и на высоте расположения источника (ков) звука.

Для дисплеев на ЭЛТ частота обновления изображения должна быть не менее 75 Гц при всех режимах разрешения экрана, гарантируемых нормативной документацией на конкретный тип дисплея и не менее 60 Гц для дисплеев на плоских дискретных экранах (жидкокристаллических, плазменных и т.п.).

Концентрации вредных веществ, выделяемых ПЭВМ в воздух помещений, не должны превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для атмосферного воздуха.