Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г. И. НОСОВА"

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

На тему "Автоматизированная система учёта и управления сприрографического обследования"

Оглавление

• Введение
• 1. Теоретическое обоснование спирографического обследования
• 1.1 Болезни детей
• 1.2 Наименование и область применения
• 1.3 Классическая спирография
• 1.4 Постановка цели и задачи программы
• 2. Разработка программного продукта для спирографического обследования
• 2.1 Выбор названия программы
• 2.2 Структура базы данных программы "СпирографОтдел"
• 2.3 Выбор программного продукта
• 2.4 Руководство пользователя
• 2.4.1 Минимальные рекомендуемые требования к техническому и программному обеспечению
• 2.4.2 Авторизация пользователей в программе "СпирографОтдел"
• 2.4.3 Организация работы с программой "СпирографОтдел"
• 2.5 Вывод по главе 2
• 3. Безопасность и экологичность технических систем
• 3.1 Опасные и вредные производственные факторы на рабочем месте оператора ЭВМ
• 3.1.1 Рабочее место оператора
• 3.1.2 Требования к ПЭВМ
• 3.1.3 Требования к помещению для работы с ПЭВМ
• 3.1.4 Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
• 3.1.5 Требования к уровням звука и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
• 3.1.6 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
• 3.1.7 Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
• 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
• программный спирографический обследование пользователь

Введение

За последние 20 лет уровень применения компьютеров в медицине чрезвычайно повысился. Практическая медицина становится все более и более автоматизированной.

Сложные современные исследования в медицине немыслимы без применения вычислительной техники. К таким исследованиям можно отнести компьютерную томографию, томографию с использованием явления ядерно-магнитного резонанса, ультрасонографию, исследования с применением изотопов. Количество информации, которое получается при таких исследования так огромно, что без компьютера человек был бы неспособен ее воспринять и обработать.

В последнее время также получили распространение компьютерные гипертекстовые системы, которые позволяют таким образом организовать информацию, что она становится легко доступной для людей, не являющихся специалистами в компьютерном деле. Такие гипертекстовые системы могут включать в себя как текстовую информацию, так и звуковую и графическую, в том числе, движущиеся видеоизображения.

Это позволяет создавать информационные системы, осуществляющие информационную поддержку медиков в тех случаях, когда их квалификации или опыта недостаточно для принятия решений о комплексе лечебных мероприятий, например, на догоспитальном этапе. Эти же системы, оснащенные подсистемой вопросов и оценки ответов, могут использоваться для целей обучения.

В настоящее время с развитием современных прогрессивных технологий, внедряемых повсеместно применение ИС в медицине становится актуальным.

Целью работы является разработка "автоматизированная система учёта и управления спирографического обследования" на примере амбулаторного отделения восстановительного лечения детской городской больницы №3 г. Магнитогорска.

1. Теоретическое обоснование спирографического обследования

1.1 Болезни детей

Болезни органов дыхания у детей часто сопровождаются нарушениями проходимости воздухоносных путей, вследствие чего наблюдается затруднение тока воздуха, называемое обструктивным синдром. Наиболее частыми причинами обструктивного синдрома являются отек и инфильтрация слизистой оболочки воздухоносных путей, гиперсекреция слизи, бронхоспазм, преждевременное экспираторное закрытие воздухоносных путей (клапанный механизм). Кроме того, при хронических болезнях легких к ним присоединяются также механизмы обструкции как деформация бронхиального дерева, а при врожденной патологии - дефекты развития хрящевой основы структуры бронхов.

В зависимости от вида бронхолегочной патологии, от ее тяжести и периода заболевания (обострение или ремиссия) обструктивный синдром различается как по степени выраженности, так и по некоторым другим признакам. Так, например, существенно определение уровня обструкции - в крупных (центральных) или мелких (периферических) бронхах. Важна также обратимость обструкции: ее исчезновение или уменьшение после пробы со спазмолитическими препаратами с большей вероятностью указывает на бронхоспазм как основную причину обструкции.

Нарушение проходимости воздухоносных путей является основной причиной вентиляционной недостаточности, неравномерности распределения вентиляции и вентиляционно-перфузионных отношений в легких, артериальной гипоксемии.

Для диагностики нарушений бронхиальной проходимости применяется большое количество функциональных методов. Ряд методов применяется уже давно, они широко вошли в практику (пневмотахометрия, спирография). Другие методы, хотя и более информативны, но пока применяются реже в связи с недостаточным выпуском аппаратуры, а в ряде случаев и вследствие недостаточного знания их возможностей.

В настоящее время "Программой развития здравоохранения" в нашей стране предусмотрено значительное развитие медицинской промышленности. В связи с этим в настоящих методических рекомендациях представлены основные сведения о современных функциональных методах исследования бронхиальной проходимости у детей, включая и те методы, использование которых в отечественной педиатрии пока ограничены.

Спирография (лат. spiro дышать + греч. graphф писать, изображать) - метод исследования функции легких путем графической регистрации во времени изменений их объема при дыхании. С помощью спирографии определяют число дыханий в 1 мин (частота дыхания, ЧД); объем воздуха, поступающего в легкие в течение одного вдоха (дыхательный объем, ДО); объем воздуха, поступающего в легкие за 1 мин (минутный объем дыхания, МОД); объем кислорода, потребляемого организмом в течение 1 мин (потребление кислорода, ПО₂); объем кислорода, потребляемого организмом из 1 л поступающего в легкие воздуха (коэффициент использования кислорода, КИО₂); максимальный объем воздуха, выдыхаемого из легких при спокойном выдохе после максимального глубокого вдоха (жизненная емкость легких, ЖЕЛ), максимальный объем воздуха, выдыхаемого из легких при форсированном выдохе после максимально глубокого вдоха (форсированная жизненная емкость легких, ФЖЕЛ); максимальный объем воздуха, поступающего в легкие при спокойном вдохе после максимально глубокого выдоха (жизненная емкость легких на вдохе, ЖЕЛ_вд); максимальный объем газа, выдыхаемого из легких за 1 с при форсированном выдохе после максимального глубокого вдоха (объем форсированного выдоха за 1 с, ОФВ₁; отношение объема форсированного выдоха за 1 с к жизненной емкости легких, выраженное в процентах (индекс Тиффно, ИТ); максимальный объем воздуха, поступающего в легкие в течение 1 мин при форсированном дыхании с максимальной частотой и глубиной (максимальная вентиляция легких, МВЛ); отношение максимальной вентиляции легких к жизненной емкости легких, выраженное в процентах должных величин (показатель скорости движения воздуха, ПСДВ).

Из перечисленных функциональных величин наиболее полно отражают анатомо-физиологические свойства аппарата легочной вентиляции ЖЕЛ, ОФВ, и ИТ. Изменение этих показателей способствует распознаванию ранних стадий болезней бронхолегочной системы, позволяет оценить функциональные нарушения при клинически выраженных, в т. ч. прогрессирующих болезнях легких, что имеет значение для правильного выбора терапевтической тактики и оценки эффективности лечения. Определение ЖЕЛ, ОФВ, и ИТ является обязательным элементом С. Дополнительно могут быть измерены ЧД, ДО, МОД, ПО₂ и КИО₂ (при необходимости оценить характер дыхания, объем и эффективность легочной вентиляции в условиях покоя), МВЛ и ПСДВ (в случае невозможности измерения ОФВ₁). Выполнение С. невозможно при кровохарканье и других патологических состояниях, затрудняющих и исключающих форсированное дыхание.

Спирография осуществляется с помощью приборов закрытого и открытого типов. Простейший прибор закрытого типа - спирограф - представляет собой герметически закрытую емкость с подвижной частью в виде легкого уравновешенного противовесом и связанного с регистратором колокола или меха (рис. 1.1). При выдохе обследуемого в спирограф количество содержащегося в приборе воздуха увеличивается, в связи, с чем соответственно перемещается колокол или мех. При вдохе количество воздуха в спирографе уменьшается, вследствие чего колокол или мех смещается в противоположном направлении. Движение колокола или меха передается перу регистратора, вычерчивающему кривую, отражающую изменение объема воздуха легких (спирограмма). Направленная циркуляция и перемешивание воздуха в спирографе обеспечиваются воздушной помпой или (реже) с помощью клапанов, расположенных в воздуховодах. Накопление двуокиси углерода в приборе предотвращается за счет прохождения всего объема циркулирующего воздуха через химический поглотитель - натронную известь. Убыль кислорода, содержащегося в спирографе, из-за потребления его организмом обследуемого во многих современных спирографах восполняется специальным компенсирующим устройством, которое обеспечивает поступление необходимого количества кислорода из резервной емкости.

Рисунок 1.1 - пример спирографа

Приборы открытого типа - пневмотахографы - регистрируют объемные и скоростные параметры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, для исследования потребления кислорода и выделения двуокиси углерода они могут быть снабжены физическими газоанализаторами. В современных приборах, регистрирующих изменения объема легких при дыхании (как открытого, так и закрытого типов), имеются электронные вычислительные устройства для автоматической обработки результатов измерений.

Спирографию проводят обычно натощак или через 1-1¹/₂ ч после завтрака. Предварительная тренировка обследуемого не требуется, но очень важно рассказать ему о задачах исследования и дыхательных маневрах, которые предстоит выполнять. Обследуемого, находящегося в положении сидя, соединяют с прибором с помощью загубника, на нос накладывают зажим во избежание утечки воздуха. Подключение к приборам закрытого типа проводится в момент завершения спокойного выдоха, к приборам открытого типа - без учета положения легких и грудной клетки.

Полное спирографическое исследование начинают с записи самостоятельного дыхания в покое, для получения надежного результата она проводится не менее 3-5 мин. Обследуемому предлагают дышать спокойно, не фиксируя внимания на дыхании. При этом регистрируют ЧД, ДО и потребление кислорода. Затем после короткого перерыва (1-2 мин), во время которого прибор закрытого типа отключают, последовательно записывают ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ. Каждый из этих показателей определяют не менее 3 раз до получения максимальных значений. При регистрации ЖЕЛ рекомендуют максимально глубоко вдохнуть и затем максимально глубоко выдохнуть. В случае выраженной бронхиальной обструкции, когда затруднен даже спокойный выдох, целесообразно измерять ЖЕЛ_вд. Для этого сначала необходимо максимально глубоко выдохнуть, а затем максимально глубоко вдохнуть. При регистрации ФЖЕЛ следует выполнить максимально глубокий вдох и после небольшой задержки дыхания (на 1-2 с) максимально быстро и максимально глубоко выдохнуть (максимальное усилие должно быть достигнуто в начале выдоха и поддерживаться на всем его протяжении). Для определения МВЛ обследуемому предлагают дышать изо всех сил - как можно чаще и в то же время как можно глубже. Предварительно полезно продемонстрировать требуемый характер дыхания. Время регистрации МВЛ во избежание гипокапнии, проявляющейся головокружением, обмороком и др., не должно превышать 10-15 с.

Если обследуемый легко выполняет необходимые дыхательные маневры, продолжительность интервалов между отдельными измерениями ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ не превышает 1 мин. При возникновении усталости и одышки, что чаще наблюдается после требующей большого физического напряжения процедуры определения МВЛ, интервалы между отдельными измерениями удлиняются до 2-3 мин и более. Если этого недостаточно, исследование продолжают через 1-2 ч или переносят на следующий день. Скорость перемещения диаграммной бумаги на механических спирографах меняется с учетом характера регистрируемых функциональных величин. При определении ЧД, ДО, ПО₂ и ЖЕЛ она составляет 50-60 мм?мин^-1), при записи МВЛ - не менее 60 (лучше 600 мм?мин^-1), при исследовании ФЖЕЛ и ОФВ₁ - 1200 мм?мин^-1.

Спирография в сокращенном варианте включает регистрацию ЖЕЛ, ФЖЕЛ (для измерения ОФВ₁) и расчет ИТ. Если измерение ОФВ₁, а, следовательно, и расчет ИТ невозможны, проводят исследование МВЛ и вычисляют ПСДВ.

Результаты спирографического исследования обрабатываются автоматически или вручную. При ручной обработке ЧД определяют путем деления числа дыхательных зубцов спирограммы, зарегистрированных в течение 2-3 мин, на соответствующее время. Величину ДО устанавливают графически по средней амплитуде дыхательных зубцов спирограммы. МОД рассчитывают путем умножения ЧД на ДО. Объем кислорода, потребляемого организмом при наличии системы компенсации кислорода в спирографе определяют по наклону кривой поступления в него кислорода, при отсутствии такой системы - по наклону спирограммы спокойного дыхания. Разделив этот объем на число минут, в течение которых проводилась запись потребления кислорода, получают величину ПО₂. Путем деления ПО₂ на МОД вычисляют КИО₂. Для расчета ЖЕЛ и ФЖЕЛ измеряют расстояние между вершинами зубцов спирограммы, соответствующими максимальному вдоху и максимальному выдоху, спокойному или форсированному. ОФВ₁ определяют по кривой ФЖЕЛ, при этом важно правильно установить начало форсированного выдоха. Величину МВЛ находят путем умножения средней амплитуды максимальных дыхательных экскурсий на их частоту в 1 мин; ПСДВ - посредством деления МВЛ на ЖЕЛ (оба показателя должны быть выражены в процентах должных величин).

Полученные значения ДО, МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ₁ и МВЛ приводят с помощью таблиц к условиям BTPS (англ. аббревиатура - Body temperature and pressure, saturated with water vapour) - температуре 37°, давлению 760 мм рт. ст. и 100% насыщению водяными парами, т.е. к условиям, в которых находятся газы в легких. При расчете ИТ и КИО₂ значения исходных показателей (ОФВ, и ЖЕЛ - для ИТ, ПО₂ и МОД - для КИО₂) берут в одних условиях - в условиях ATPS (англ. аббревиатура - Ambient temperature and pressure, saturated with water vapour), т.е. в фактических условиях измерения, либо в условиях BTPS.

Оценка результатов спирографического исследования проводится путем сопоставления фактических величин функциональных показателей с так называемыми должными величинами, установленными при обследовании практически здоровых лиц. Должные величины ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ₁, ИТ и МВЛ рассчитывают по формулам, отражающим зависимость функциональных показателей от пола, возраста и роста, должные величины МОД - по должному или фактическому потреблению кислорода во время исследования. Нижней границей нормы для ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ₁, ИТ и МВЛ считают 80% должной величины, верхней границей нормы МОД - 120% должной, нижней границей КИО₂ - 33,3 мл. Снижение ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ₁, ИТ и МВЛ до 79-60% должных величин рассматривают как небольшое, до 59-40% - как значительное, до 39% и менее - как резкое.

Спириграфия - важный метод функциональной диагностики изменений внешнего дыхания. Заключение о наличии и степени снижения вентиляционной способности легких основывается главным образом на результатах измерения ОФВ₁ и МВЛ, тогда как для решения вопроса о типе вентиляционных нарушений первостепенное значение имеют результаты измерения ОФВ₁, МВЛ и ЖЕЛ. При обструктивном типе вентиляционных расстройств снижение ОФВ, и МВЛ превышает степень уменьшения ЖЕЛ. В противоположность этому при рестриктивном типе вентиляционных нарушений превалирует снижение ЖЕЛ. В связи с этим в случае обструкции закономерно снижены ИТ ПСДВ, которые нормальны или превышают норму при рестриктивных расстройствах. При смешанном типе вентиляционных нарушений снижение ЖЕЛ выражено больше, чем снижение ОФВ₁ и МВЛ, вследствие чего ИТ и ПСДВ изменены меньше, чем ОФВ₁ и МВЛ. При равной, а тем более при меньшей выраженности снижения ЖЕЛ диагноз смешанных вентиляционных нарушений недостаточно обоснован. Окончательное заключение формулируется с учетом исследований общей емкости легких - ОЕЛ и ее компонентов. Повышение МОД до 121% должной величины и более указывает на гипервентиляцию легких, а значения КИО₂ ниже 33,3 мл свидетельствуют о ее низкой эффективности.

Спирометрия, или изучение механических свойств аппарата вентиляции на основе измерения отношений поток-объем-время в процессе выполнения человеком медленных и форсированных дыхательных маневров с полной амплитудой изменения объема, является базисным методом функциональных исследований внешнего дыхания уже более 30 лет. В результате столь длительного опыта клинического применения метода в настоящее время можно считать завершенной работу по стандартизации методики выполнения дыхательных маневров, требований к измерительной и регистрирующей аппаратуре, а также обоснованию диагностических выводов. Рекомендации по стандартизации требований к измерительной аппаратуре, проведению тестов, обработке получаемых данных были разработаны Европейским сообществом угля и стали и одобрены Европейским респираторным обществом в 1983 и 1993гг. Аналогичные рекомендации были разработаны и Американским торакальным обществом в 1979, 1987 и 1995гг. В 1993г. Журналом "Пульмонология" был опубликован перевод требований по стандартизации легочных функциональных тестов Европейского респираторного общества. Казалось бы, что при наличии перечисленных публикаций нет необходимости в методических рекомендациях по проведению спирометрии. Но поскольку в этих стандартах не было уделено внимания последовательности отдельных методических приемов и подходов, то разработчики аппаратуры реализуют различные алгоритмы исследования. Наиболее наглядно это прослеживается при сопоставлении автоматизированных приборов, выпускаемых различными фирмами, как отечественными, так и зарубежными. Поскольку в настоящее время учреждения практического здравоохранения оснащены автоматизированными приборами различных фирм, реализующими разные способы измерения не только отдельных параметров, но и разные методики исследования, то для получения сопоставимых результатов необходима определенная последовательность его проведения. Поэтому данные рекомендации составлены как алгоритм автоматизированного исследования, основанного на применении персонального компьютера.

1.2 Наименование и область применения

Первыми приборами, с помощью которых проводилось данное исследование, были спирографы, в которых динамика объема воздуха у рта человека регистрировалась как колебания объема закрытого контура прибора, вызванных дыханием подсоединенного к нему человека. Поэтому методика была названа спирометрией или спирографией. В последние годы с внедрением компьютерной техники более широко используются приборы, не имеющие закрытого контура, в которых первично с помощью расходомеров измеряется поток воздуха, а объем рассчитывается путем интегрирования потока. Некоторые зарубежные фирмы продолжают использовать спирометры, в которых поток рассчитывается путем дифференциации объема. Если следовать принципу измерения, то прибор нужно определять как "пневмотахометр (расходомер) с интегратором" и "спирометр с дифференциатором". В целях краткости, простоты, а также следуя традициям, все приборы независимо от того, какой сигнал первично измеряется, продолжают называть спирометрами. Если прибор обеспечивает автоматизацию методики проведения исследования и обработки получаемых результатов, то его принято определять как "спирометр автоматический".

Современная методика исследования состоит в последовательном выполнении человеком двух дыхательных маневров: жизненной емкости легких (ЖЕЛ) спокойного вдоха и форсированной ЖЕЛ выдоха (ФЖЕЛ_выдоха). Эти два маневра являются одной из форм функциональной нагрузки, направленной на выявления общего сопротивления, оказываемого аппаратом вентиляции потоку воздуха. В условиях максимальных дыхательных экскурсий при максимальном мышечном напряжении практически все патофизиологические механизмы изменения анатомо-физиологических свойств аппарата вентиляции (бронхоспазм, отечно-воспалительные изменения бронхов и паренхимы легких, повышение или понижение упругости легких, истощение дыхательных мышц, изменение податливости грудной клетки и пр.) находят свое отражение в том или ином характере замедления форсированного выдоха и/или сокращении амплитуды экскурсий объема. Хотя разделить влияние изменений анатомо-физиологических свойств легких и грудной клетки на динамику регистрируемых у рта потока и объема легких не представляется возможным, в условиях патологии легких основной причиной замедления форсированного выдоха является ухудшение проходимости дыхательных путей (ДП), а сокращения амплитуды дыхательных экскурсий - повышение упругости легких. Поэтому спирометрия является методом изучения механических свойств аппарата вентиляции на основе измерения отношений поток объем - время в процессе выполнения амплитудой изменения объема легких.

Такой подход к определению метода приведен в рекомендациях Американского торакального общества, но в рекомендациях Европейского респираторного общества исходят из того, что получаемые при оценке ЖЕЛ_вдох и ФЖЕЛ_выдоха данные позволяют оценить способность легких к вентиляции или вентиляционную способность легких. Последний подход представляется не совсем точным и дезориентирующим клинициста, так как способность организма поддерживать адекватную уровню энергообмена вентиляцию легких не всегда определяется состоянием статических (ЖЕЛ_вздох) и динамически (ФЖЕЛ_выдоха) легочных объемов. Так, например, при многих диссеминированных заболеваний легких показатели механики дыхания могут быть, и изменены (вентиляционная способность легких "нормальная"), а вследствие нарушений газообмена легких переносимость физической нагрузки может быть существенно снижена до уровня малой мощности. Известен и обратный вариант, когда при небольшом снижении показателей механики дыхания ("умеренном снижении вентиляционной способности легких") переносимость физической нагрузки может быть не изменена из-за сохранения достаточной эффективности газообмена.

Относительная простота и доступность, как аппаратуры, так и методики сделали спирометрию наиболее широко применяемым методом исследования функционального состояния легких. Она используется для качественной и количественной оценки изменений функционального состояния легких, обусловленных различными заболеваниями, на разных этапах лечебно-диагностического процесса (выявление нарушений, оценка их выраженности, обоснование и оценка эффективности проводимой терапии, прослеживание динамики заболевания), при экспертизе трудоспособности и пригодности к работе в определенных условиях, при массовых и эпидемиологических обследованиях групп населения. Кроме того, эти исследования используются в диагностике чувствительности дыхательных путей к различным воздействиям. Во всех перечисленных случаях ставится задача персональной оценки результатов исследования с вынесением заключения о наличии или отсутствии отклонений от нормы, их способностях, а также о достоверности сдвигов, происходящих в определенный промежуток времени под влиянием терапии или каких-либо воздействий. Поэтому спирометрия является базовым методом исследования функционального состояния легких в учреждениях практического здравоохранения различного (не только пульмонологического) уровня (поликлиники, районные, городские больницы, диагностические центры), а также в аналогичных медицинских учреждениях профессионально-патологического и противотуберкулезного профиля и спортивной медицины.

1.3 Классическая спирография

Спирометрия и спирография являются наиболее распространенными методами исследования функции внешнего дыхания. Спирография обеспечивает возможность не только измерения, но и графической регистрации основных показателей вентиляции при спокойном и форсированном дыхании, физической нагрузке и проведении фармакологических проб. В последние годы использование компьютерных спирографических систем значительно упростило и ускорило проведение диагностических исследований и, главное, сделало возможным проводить измерение объемной скорости инспираторного и экспираторного потоков воздуха как функции объема легких, т. е. анализировать петлю поток-объем. К таким компьютерным системам относятся, например, спирографы фирмы "Fukuda" (Япония) и "Erich Eger" (Германия).

Техника исследования

Простейший спирограф состоит из наполненного воздухом подвижного цилиндра, погруженного в емкость с водой и соединенного с регистрирующим устройством, например, с откалиброванным и вращающимся с определенной скоростью барабаном, на котором записываются показания спирографа (рис. 1.2). Пациент в положении сидя дышит в цилиндр с воздухом. Изменения объема легких при дыхании регистрируются по изменению объема цилиндра, соединенного с вращающимся барабаном.



Рисунок 1.2 - Схематическое изображение простейшего спирографа. Объяснение в тексте

Исследование проводится обычно в двух режимах:

1. В условиях основного обмена - в ранние утренние часы, натощак, после 1-часового отдыха в положении лежа; за 12-24 ч до исследования должен быть отменен прием лекарств.

2. В условиях относительного покоя - в утреннее или дневное время, натощак или не ранее, чем через 2 ч после легкого завтрака; перед исследованием необходим отдых в течение 15 мин в положении сидя.

Исследование проводится в отдельном слабо освещенном помещении с температурой воздуха 18-24°С, после предварительного знакомства пациента с процедурой. При проведении исследования важно добиться полного контакта с пациентом, поскольку его негативное отношение к процедуре и отсутствие необходимых навыков могут в значительной степени изменить результаты и привести к неадекватной оценке полученных данных.

Основные показатели легочной вентиляции

Классическая спирография позволяет определять:

1) величину большинства легочных объемов и емкостей;

2) основные показатели легочной вентиляции;

3) потребление кислорода организмом и эффективность вентиляции.

На рис. 1.3 схематично изображены различные легочные объемы и емкости, определяемые с помощью спирографии и некоторых других методов (см. ниже). Различают 4 первичных легочных объема и 4 емкости. Последние включают два или более первичных объемов. На рисунке и в тексте приведена общепринятая отечественная и международная аббревиатура объемов и емкостей.

Рисунок 1.3 - Легочные объемы и емкости

Легочные объемы

Дыхательный объем (ДО, или VT, - tidal volume) - это объем газа, вдыхаемого и выдыхаемого при спокойном дыхании.

Резервный объем вдоха (РО_вд, или IRV - inspiratory reserve volume) - максимальный объем газа, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.

Резервный объем выдоха (РО_выд, или ERV - expiratory reserve volume) - максимальный объем газа, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха.

Остаточный объем легких (ООЛ, или RV - reserve volume) - объем газа, остающийся в легких после максимального выдоха.

Легочные емкости

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, или VC - vital capacity) представляет собой сумму ДО, РО_вд и РО_выд, т. е. максимальный объем газа, который можно выдохнуть после максимального глубокого вдоха.

Емкость вдоха (Е_вд, или IC - inspiratory capacity) - это сумма ДО и РО_вд, т. е. максимальный объем газа, который можно вдохнуть после спокойного выдоха. Величина этой емкости характеризует способность легочной ткани к растяжению. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ, или FRC - functional residual capacity) представляет собой сумму ООЛ и РО_выд, т. е. объем газа, остающегося в легких после спокойного выдоха.

Общая емкость легких (ОЕЛ, или TLC - total lung capacity) - это общее количество газа, содержащегося в легких после максимального вдоха.

Использование обычных спирографов, распространенных в клинической практике, позволяет определить только 5 легочных объемов и емкостей: ДО, РО_вд, РО_выд, ЖЕЛ, Е_вд (или, соответственно, VT, IRV, ERV, VC и IC). Для нахождения важнейшего показателя легочной вентиляции - функциональной остаточной емкости (ФОЕ, или FRC) и расчета остаточного объема легких (ООЛ, или RV) и общей емкости легких (ОЕЛ, или TLC) необходимо применение специальных методик, в частности, методов разведения гелия, вымывания азота или плетизмографии всего тела (см. ниже). Основным показателем традиционной методики спирографии является жизненная емкость легких (ЖЕЛ, или VC). Чтобы измерить ЖЕЛ, пациент после периода спокойного дыхания (ДО) делает сначала максимальный вдох, а затем возможно полный выдох. При этом целесообразно оценить не только интегральную величину ЖЕЛ, но и инспираторную и экспираторную жизненные емкости (соответственно, VC_in и VC_ex), т. е. максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть или выдохнуть. Второй обязательный прием, который используется в традиционной спирографии, - это тест определения форсированной (экспираторной) жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, или FVC - forced vital capacity expiratory), позволяющий определить наиболее информативные скоростные показатели легочной вентиляции при форсированном выдохе, характеризующие, в частности, степень обструкции внутрилегочных воздухоносных путей. Так же, как и при выполнении пробы ЖЕЛ (VC), пациент делает максимально глубокий вдох, а затем, в отличие от пробы ЖЕЛ, выдыхает воздух с максимально возможной скоростью (форсированный выдох). При этом регистрируется экспоненциальная постепенно уплощающаяся кривая (рис. 1.4). Оценивая спирограмму такого экспираторного маневра, рассчитывают несколько показателей:

1. Объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ₁, или FEV₁ forced expiratory volume after 1 second) - количество воздуха, удаленного из легких за первую секунду выдоха. Этот показатель уменьшается как при обструкции дыхательных путей (за счет увеличения бронхиального сопротивления), так и при рестриктивных нарушениях (за счет уменьшения всех легочных объемов).

2. Индекс Тиффно (ОФВ₁/ФЖЕЛ, %) - отношение объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ₁, или FEV₁) к форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, или FVC). Это основной показатель экспираторного маневра с форсированным выдохом. Он существенно уменьшается при обструктивном синдроме, поскольку замедление выдоха, обусловленное бронхиальной обструкцией, сопровождается уменьшением объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ₁, или FEV₁) при отсутствии или незначительном уменьшении всей ФЖЕЛ (FVC). При рестриктивных расстройствах индекс Тиффно практически не изменяется, так как ОФВ₁ (FEV₁) и ФЖЕЛ (FVC) уменьшаются пропорционально.

3. Максимальная объемная скорость выдоха на уровне 25%, 50% и 75% форсированной жизненной емкости легких (МОС_25%, МОС_50%, МОС_75%, или MEF₂₅, MEF₅₀, MEF₇₅ - maximal expiratory flow at 25%, 50%, 75% of FVC). Эти показатели рассчитывают путем деления соответствующих объемов (в литрах) форсированного выдоха (на уровне 25%, 50% и 75% от общей ФЖЕЛ) на время достижения этих объемов при форсированном выдохе (в секундах).

4. Средняя объемная скорость выдоха на уровне 25-75% от ФЖЕЛ (СОС_25-75%, или FEF_25-75). Этот показатель в меньшей степени зависит от произвольного усилия пациента и более объективно отражает проходимость бронхов.

5. Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС_выд, или PEF - peac expiratory flow) - максимальная объемная скорость форсированного выдоха.

На основании результатов спирографического исследования рассчитывают также: 1) число дыхательных движений при спокойном дыхании (ЧДД, или BF - breathing freguency) и 2) минутный объем дыхания (МОД, или MV - minute volume) - величину общей вентиляции легких в минуту при спокойном дыхании.

Рисунок 1.4 - Спирограмма экспираторного маневра

Области применения спирометрии

1. Диагностическая

1) объективизация влияния заболевания на функциональное состояние легких;

2) объективизация изменения функционального состояния легких при первичном обследовании и наличии определенных клинических (одышка, кашель, свистящее дыхание, изменение перкуторного тона и характера дыхания, выявление различных хрипов и пр.) и лабораторных (изменение рентгенологической картины и др.) признаков;

3) определение риска развития заболевания легких (у курильщиков, работников вредных производств, при работе с определенным типом напряжений);

4) оценка операционного риска;

5) оценка прогноза заболевания;

6) оценка состояния здоровья.

2. Динамического наблюдения (мониторинга):

1) оценка эффективности терапевтических мероприятий;

2) оценка динамики развития заболеваний (легочных, сердечнососудистых, нервно-мышечной системы);

3) оценка воздействия пребывания во вредных условиях или контактов с вредными веществами;

4) оценка эффективности реабилитационных программ.

3. Экспертная:

1) временной утраты трудоспособности;

2) пригодности к работе в определенных условиях;

3) трудоспособности.

4. Оценка здоровья населения:

1) эпидемиологические исследования;

2) сравнение здоровья населения в разных географических, климатических и прочих условиях;

3) массовые обследования.

1.4 Постановка цели и задачи программы

Каждый год процедуру спирографии проходит тысячи людей, поэтому целесообразнее разработать программный продукт, позволяющий отслеживать все пройденные обследования, ведя их отчёт, поэтому программный продукт должен обладать следующими возможностями:

– ведение журнала учёта приёма пациентов;

– ведение учёта пациентов;

– формирование и печать отчетов.

2. Разработка программного продукта для спирографического обследования

2.1 Выбор названия программы

Согласно заявленной темы дипломного проекта, надо создать автоматизированную систему учета и управления спирографического обследования. Поэтому надо придумать название программы, которое наиболее полно отражает это в своем содержание. "СпирографОтдел" удовлетворяет данным требованиям.

2.2 Структура базы данных программы "СпирографОтдел"

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 хранения данных была выбрана СУБД Microsoft Access. Приложение Microsoft Access является мощной и высокопроизводительной 32-разрядной системой управления реляционной базой данных (далее СУБД).

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. С этой точки зрения СУБД не отличаются от программ электронных таблиц (Microsoft Excel), которые могут эмулировать некоторые функции баз данных. Существует три принципиальных отличия между СУБД и программами электронных таблиц:

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.

Access - мощное приложение Windows. При этом производительность СУБД органично сочетаются со всеми удобствами и преимуществами Windows. Как реляционная СУБД Access обеспечивает доступ ко всем типам данных и позволяет одновременно использовать несколько таблиц базы данных. Можно использовать таблицы, созданные в среде Paradox или dBase. Работая в среде Microsoft Office, пользователь получает в своё распоряжение полностью совместимые с Access текстовые документы(Word), электронные таблицы(Excel), презентации(PowerPoint).С помощью новых расширений для Internet можно напрямую взаимодействовать с данными из World Wide Web и транслировать представление данных на языке HTML, обеспечивая работу с такими приложениями как Internet Explorer и Netscape Navigator.

МS Access специально спроектирован для создания многопользовательских приложений, где файлы базы данных являются разделяемыми ресурсами в сети. В Access реализована надёжная система защиты от несанкционированного доступа к файлам.

Несмотря на то, что Access является мощной и сложной системой, его использование не сложно для непрофессиональных пользователей.

База данных может содержать до 32768 объектов.

В состав Access входит множество мастеров, построителей и надстроек, которые позволяют упростить процесс создания объектов базы данных.

Основываясь на постановку задачи, была разработана база данных модуля, схема которой приведена на рисунке 2.1. Описание представленных на схеме данных таблиц приведено в таблице 2.1.



Рисунок 2.1- Схема структуры базы данных программы "СпирографОтдел"

Таблица 2.1 - Описание таблиц базы данных программы "СпирографОтдел"

Название	Описание	Поля	Описание полей
Пациенты	Содержит информацию по пациентам спирографического отделения	IdPa	Идентификатор
		Фамилия	Фамилия пациента
		Имя	Имя пациента
		Отчество	Отчество пациента
		Дата рождения	День рождения пациента
		Адрес	Место проживания пациента
		Телефон	Телефон, по которому можно связаться с пациентом
Доктора	Содержит информацию по докторам, относящихся к отделу спирографии	IdDoc	Идентификатор
		Фамилия	Фамилия доктора
		Имя	Имя доктора
		Отчество	Отчество доктора
		Дата рождения	День рождения доктора
		Адрес	Место проживания доктора
		Телефон	Телефон, по которому можно связаться с доктором
Обследование	Список обследований, которые могут пройти пациенты	Id	Идентификатор
		Обследование	Название обследования
Проба	Результат пробы	Id	Идентификатор
		Проба	Перечисление возможных проб
Журнал учёта	Журнал, где записывают поступающих пациентов	Id	Идентификатор
		Текущая дата	Дата приёма пациента
		Id_Пациента	Идентификатор пациента
		Id_Доктора	Идентификатор доктора
		Возраст	Количество полных лет пациента
		Обследование	Название обследования, которое проходит пациент
		Единицы	Индекс Тиффно
		Проба	Значение пробы
		Диагноз	Поставленный диагноз пациента
		Результат	Результат обследования пациента
		Категория	Дневной или амбулаторный приём
		Приём	Первичный или вторичный приём
Результат	Результат обследования	Id	Идентификатор
		Результат	Возможные результаты обследования
Приём	В зависимости от того, когда пациент приходил в последний раз	Id	Идентификатор
		Приём	Перечень названий приёма
Категория	Дневной или амбулаторный приём	Id	Идентификатор
		Категория	Перечень категорий пациентов
Диагноз	Диагноз после обследования пациента	Id	Идентификатор
		Диагноз	Перечень диагнозов
Единицы	Индекс Тиффно ставится в зависимости от возраста пациента и его обследования	Возраст	Количество полных лет пациента
		Обследование	Перечень обследований
		Единицы	Индекс Тиффно
Возраст	Возраст пациента	Возраст	Количество полных лет пациента

2.3 Выбор программного продукта

Программным средством для создания программы "СпирографОтдел" 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.

Вот она - масштабируемость на практике - одно и то же приложение можно использовать как для локального, так и для более серьезного клиент-серверного вариантов.

2.4 Руководство пользователя

2.4.1 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 30 MB при пустой базе с материалом. При добавлении материала рекомендуемый размер 1 ГБ.

Программное обеспечение: операционная система - Windows 9x и выше, пакет Microsoft Office (Microsoft Access).

2.4.2 Авторизация пользователей в программе "СпирографОтдел"

После запуска программы появляется окно авторизации пользователей (рисунок 2.5), пользователю необходимо ввести свой логин. Если у него нет логина, то нужно попросить пользователя с логином "admin", что тот зарезервировать новый логин.

При некорректном вводе данных пользователя система выдаст ошибку и предложит новый ввод данных пользователя (рис.2. 2.).

Рисунок 2.2 - вид окна авторизации пользователей

Пользователь с логином "admin" может в самой программе ввести нового пользователя для этого у него есть кнопка "Администрирование" (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 - кнопка администрирование

Где может зарезервировать новый логин с паролем и указать права (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 - панель администрирования

2.4.3 Организация работы с программой "СпирографОтдел"

После авторизации пользователя в программе он непосредственно попадает на основную рабочую форму. В верхней части программы расположено меню, осуществляющее работу пользователя с программой (рис. 2.5).

Рисунок 2.5 - основное меню программы

Кнопка "Журнал учёта" доступен пользователю, с любыми правами. При нажатии на эту кнопку появляется форма журнала, где выводится все записи, которые были до этого (рис. 2.6).

Рисунок 2.6 - Журнал учёта

На этой форме при нажатии кнопки "Редактировать" появляется меню (рис. 2.7):

Рисунок 2.7- меню журнала учёта

Если пользователь хочет добавить новую запись о поступившем пациенте он нажимает кнопку "Добавить" (рис. 2.8).

Рисунок 2.8 - ввод данных журнала учёта

Число выставляется в соответствии с текущей датой, а остальные данные, кроме возраста и единиц 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 "Редактировать", а в случае если ему захочется удалить какую-нибудь запись, то он нажимает на кнопку "Удалить". При нажатии на кнопку "Закрыть", либо на крестик справа вверху, пользователь возвращается в главное окно. Следующие кнопка главного меню это "Карты пациента" и "Врачи". Эти кнопки видит только пользователь с правами. Нажимая на эти кнопки, пользователь видит список всех пациентов и врачей, содержащихся в базе данных. Он может добавить, отредактировать или удалить любого из пациентов или врачей в отдельных таблицах. Следующая кнопка в главном меню программы это "Отчеты" (рис. 2.9).



Рисунок 2.9 - кнопка "Отчёты"

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 сколько единиц в целом они все получили.

2.5 Вывод по главе 2

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.