диссертации / 101
.pdf61
клинической оценки рубца назначает консервативное лечение и при необходимости направляет пациента на консультацию к специалисту; данные осмотров (были выделены как самостоятельная сущность), диагностические исследования, диагноз – регистрируются в медицинской карте амбулаторного больного (форма 025/о);
обращение в больницу в связи с необходимостью в реконструктивно-
пластических операциях на этапе реабилитации — при госпитализации пациента в связи с возникшими рубцовыми деформациями и контрактурами также проводится клиническая оценка рубца (врачом-специалистом),
определяющая в последующем методы консервативного и хирургического лечения.
В действиях всех указанных медицинских сотрудников можно выделить две основные категории действий: оценка состояния больного и принятие решения о тактике ведения пациента, то есть собственно оказание помощи.
К оценке состояния пациента относится расчет площади ожоговой поверхности, определение степени ожога, расчет прогностических индексов,
а также клиническая оценка рубца на этапе реабилитации. Так как данная работа посвящена анализу оценки площади пораженной поверхности и типа рубцовой ткани, иные параметры, характеризующие состояние пациента, в
разрабатываемой системе не учитывались.
Построенная модель, включающая описание концепции взаимодействия пациента и медицинских сотрудников на каждом этапе оказания помощи, представлена на рисунке 13.
Рисунок 13. Инфологическая модель модуля регистрации случаев обращения пациентов с ожоговой травмой
Даталогическое проектирование Даталогическое проектирование подразумевает разработку схемы базы
данных на основе конкретной модели. В работе использовалась реляционная модель данных, где даталогическая модель представляет собой набор отношений (таблиц) с указанием первичных ключей и связей между ними.
Обязательным условием для реляционных моделей является нормализация схемы данных, то есть приведение отношений к виду, отвечающему нормальным формам. Целью нормализации является оптимизация структуры БД посредством решения проблем непротиворечивости и избыточности данных. Схема базы данных модуля регистрации случаев обращения пациентов, содержащая информацию о вышеуказанных этапах оказания помощи при термической травме, представлена на рисунке 14.
Рисунок 14. Схема базы данных
Физическое проектирование
Под физическим проектированием понимается реализация схемы базы данных: создание таблиц, ключей, определение особенностей хранения
64
данных. Данная задача была выполнена с использованием средств MS Access 2003.
Разработка экранных форм интерфейса системы осуществлялась также в указанной СУБД. Примером экранной формы может служить рисунок 15,
на котором представлена форма ввода анкетных данных пациента.
Рисунок 15 Форма для внесения анкетных данных пациента
Информация, введенная пользователем в форму, проходит проверку на форматный и логический контроль. Для кодирования данных используются различные справочники и классификаторы (МКБ-X, канал поступления,
операции, исход госпитализации, направившее учреждение, термический агент и др.). В модуле предусмотрен авторизованный вход пользователей.
В последующем в разработанный программный модуль были внесены сведения о госпитализации детей с острой ожоговой травмой, а также об обращениях в поликлинику и реконструктивно-пластическое отделение с послеожоговыми рубцами и деформациями.
65
3.2 Разработка модуля «Электронная скица» для оценки площади
пораженной поверхности
С целью автоматизировать расчет площади пораженной поверхности был разработан модуль «Электронная скица». Согласно требованиям,
сформулированным на начальном этапе работы, приложение должно обладать следующим функционалом:
выделение на двухмерной проекции тела человека произвольных областей, соответствующих различным участкам пораженной поверхности (ожогам I/II/III степени, донорским участкам, ампутациям,
различным типам рубцовой ткани);
расчет площади пораженной поверхности как в процентах от общей площади поверхности тела, так и в квадратных сантиметрах;
требование к вычислению площади в квадратных сантиметрах обусловлено необходимостью расчета количества требуемого для закрытия раневой поверхности трансплантата;
расчет площади донорских участков кожи;
масштабирование участков скицы;
прикрепление к полученным в разные сроки лечения электронным скицам цифровых изображений.
Для создания двухмерной проекции был оцифрован эскиз тела ребенка,
на котором в последующем с помощью процедуры, написанной на языке программирования JavaScript, были определены координаты начала и конца отрезков, являющихся границами различных анатомических областей. Расчет доли пораженной поверхности производился по модифицированной таблице Ланда и Браудера (табл. 17, 18), в которой учитываются возрастные изменения пропорций не только головы и нижних конечностей, но и предплечий, стоп, спины и живота. Кроме того, для вычисления площади возможных донорских участков и удобства работы с приложением, в
качестве дополнительных областей были выделены локти и колени.
66
Таблица 17. Модифицированная таблица Ланда и Браудера для расчета площади ожога (проекция спереди)
|
до 1 |
|
1-5 |
5-7,5 |
7,5-9 |
10 - |
Более |
|
года |
|
лет |
лет |
15лет |
15 лет |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Кисть |
1,25 |
|
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Плечо |
1,25 |
|
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Локоть |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Пах |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Коленка |
1,5 |
|
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
|
Меняющиеся с возрастом: |
|
|
|||
Голова |
9,5 |
|
8,5 |
6,5 |
5,5 |
4,5 |
3,5 |
Шея |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Живот |
12,5 |
|
12,5 |
12,5 |
13 |
13 |
13 |
Стопа |
1,75 |
|
1,75 |
1,75 |
1,75 |
1,75 |
1,75 |
Бедро |
1,75 |
|
2,25 |
3 |
3,25 |
3,5 |
3,75 |
Голень |
2 |
|
2 |
2,25 |
2,5 |
2,75 |
3 |
Предплечье |
2,25 |
|
2,25 |
2,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Таблица 18. Модифицированная таблица Ланда и Браудера для расчета площади ожога (проекция сзади)
|
до 1 |
|
1-5 |
5-7,5 |
7,5-9 |
10 - |
Более |
|
года |
|
лет |
лет |
15лет |
15 лет |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Кисть |
1,25 |
|
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Плечо |
1,25 |
|
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Локоть |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Коленка |
1,5 |
|
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
|
Меняющиеся с возрастом: |
|
|
|||
Ягодицы |
4 |
|
4 |
4 |
5 |
5 |
5 |
Голова |
8,5 |
|
7,5 |
5,5 |
5,5 |
4,5 |
3,5 |
Шея |
0,5 |
|
0,5 |
0,5 |
1 |
1 |
1 |
Спина |
12,5 |
|
12,5 |
12,5 |
13 |
13 |
13 |
Стопа |
1,5 |
|
1,5 |
1,5 |
1,75 |
1,75 |
1,75 |
Бедро |
1,75 |
|
2,25 |
3 |
3,25 |
3,5 |
3,75 |
Голень |
2 |
|
2 |
2,25 |
2,5 |
2,75 |
3 |
Предплечье |
2,25 |
|
2,25 |
2,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Расчет коэффициентов объемности
Для снижения величины погрешности в оценке площади боковых поверхностей тела в силу двухмерности изображения, была разработана специальная система коэффициентов, полученных путем аппроксимации дуг окружности прямыми линиями (рис. 16). За основу были взяты горизонтальные проекции различных участков тела (головы, шеи, туловища,
67
верхних и нижних конечностей). Для автоматизации получения координат границ тела на горизонтальных проекциях использовалась процедура,
написанная на языке JavaScript. Полученные координаты были внесены в табличный процессор MS Excel 2007, где в последующем были аппроксимированы на полиномиальную кривую, погрешность аппроксимации оценивалась с помощью значения R2 .
Рисунок 16. Расчет коэффициентов объемности на примере области шеи
Далее на языке программирования VBA был реализован алгоритм оптимального разбиения полученной кривой на три отрезка, для каждого из которых был определен угол наклона. Коэффициенты рассчитывались как величины, обратные значениям косинуса углов наклона полученных прямых
(табл. 19).
68
Таблица 19.
Значения коэффициентов объемности для различных областей
Название анатомической |
Проекция спереди |
Проекция сзади |
||
области |
1/COS(α) |
1/COS(β) |
1/COS(α) |
1/COS(β) |
Голова |
1,42 |
3,52 |
1,53 |
3,29 |
Шея |
1,36 |
6,57 |
1,04 |
2,13 |
Верхние конечности |
1,23 |
2,20 |
1,23 |
3,08 |
Туловище |
1,06 |
1,89 |
1,09 |
2,51 |
Нижние конечности |
1,18 |
6,10 |
1,72 |
2,14 |
Расчет площади ожога в квадратных сантиметрах осуществлялся на основе вычисления общей площади поверхности тела (ОППТ) по формуле Хейкока, разработанной специально для пациентов детского возраста [84]
(формула {3}).
Программная реализация приложения была выполнена ведущим научным сотрудником научного центра новых информационных технологий Обособленного структурного подразделения «Научно-исследовательский клинический институт педиатрии» ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И.Пирогова» к.ф.-м.н.
Акименковым А.М. в среде Visual Studio с использованием языка программирования С#.
Описание работы приложения
Основное окно приложения представляет собой графический редактор,
в котором после выбора типа «карандаша», каждый из которых соответствует какому-либо виду поражения (ожогам различных степеней, ампутациям,
рубцам), возможно «закрашивание» произвольных областей на двух проекциях тела ребенка (рис. 17, 18). Каждому виду поражения соответствует свой цвет. Для удобства «рисования» небольших областей предусмотрено увеличение масштаба рисунка.
После выделения необходимых участков проекции (областей тела), при нажатии на кнопку «Вычислить» (рис. 17), автоматически происходит расчет
69
площади ожога в процентах от общей площади поверхности и в квадратных
сантиметрах.
Рисунок 17. Основное окно работы программы "Электронная скица". Выделение пораженных областей на проекции спереди
В рамках одной госпитализации возможно многократное создание
«раскрашенных» электронных скиц (с рассчитанными значениями площади выделенной поверхности), соответствующих осмотрам и перевязкам,
выполненным на протяжении всего времени нахождения пациента в стационаре, что крайне важно для динамического наблюдения за процессом заживления ожоговой раны.
70
Рисунок 18. Основное окно работы программы "Электронная скица". Выделение пораженных областей на проекции сзади
В программе также предусмотрена возможность внести значения площади, измеренные самим врачом. К каждой скице возможно прикрепление цифровых фотоизображений пораженных поверхностей с возможностью их просмотра на последующих этапах оказания помощи, при этом они сохраняются в специальной директории (рис.19).