Медицинская радиология. Л. Д. Линденбратена защищено 20 докторских и кандидатских диссертаций
 Скачать 10.64 Mb.
|
|
4.2. Программное обеспечение компьютеров Для того чтобы компьютер работал, нужны, как известно программы Их можно условно разделить на две большие группы — системные и прикладные Есть еще так называемые инструментальные но они интересны только для специалистов в области программирования. Системные программы сами по себе не решают никаких пользовательских задач. Их назначение — управлять компьютером. К системным программам относятся операционные системы, драйверы и утилиты Центральное место в системных программах, естественно, отводится операционной системе. Среди них длительное время, вплоть до концах годов, главной была программа MS-DOS. Затем на смену этой операционной системе пришли другие, более развитые и функциональные. Драйвер (от англ. drive — управлять) — это программа, обеспечивающая связь между операционной системой и различными периферийными устройствами (принтером, клавиатурой, мышью и др) и управление ими, а также регулирующая поток данных, проходящий через эти устройства. Если к компьютеру подключают какое-нибудь новое устройство, необходимо одновременно установить и новый, соответствующий этому устройству драйвер. С некоторыми оговорками можно считать драйвер частью операционных систем, тем более что в некоторых из них обязательно имеется большой пакет готовых к употреблению драйверов для наиболее распространенного периферийного оборудования Утилита — это также вспомогательная программа, позволяющая пользователю выполнять манипуляции с различными периферийными устройствами, например форматировать диски, оценивать состояние отдельных частей компьютера и т.д. Как и 52 Рис. 1.10. Планшетный сканер драйвер, наиболее распространенные утилиты входят в состав многих операционных систем. В операционной системе MS-DOS врачу работать очень неудобно для того чтобы выполнить на компьютере какие-либо действия, например напечатать протокол диагностического исследования, необходимо набрать на клавиатуре ряд слов — имена команды, файла, каталога, их путь. Это все нужно помнить, поэтому были созданы специальные программы-оболочки, которые позволяют просто с помощью клавиатуры или мыши выбрать определенное место на экране, и компьютер начнет выполнять желаемые действия. Одной из наиболее распространенных подобных оболочек стала программа Norton Commander, разработанная американским ученым. В 1990 г. американская компания «Microsoft» под руководством ее создателя В. Gates выпустила новый программный продукт — графический интерфейс Windows (окна, который значительно облегчил работу с компьютером, сделал ее доступной для самого широкого круга людей. Операционная среда Windows стала поистине всенародной. За короткий отрезок времени сменилось несколько версий Windows. Последними из них являются ив настоящее время разрабатывается Windows- 2000. Под их управлением работает большинство прикладных программ как общего назначения, таки медицинских. С созданием операционной системы Windows-95 (именно уже системы а не оболочки) осуществилась мечта о полном дружеском отношении между человеком и компьютером. При этом значительно упростилась процедура подключения к компьютеру различных периферийных устройств (принтеров, сканеров и др. Подобная концепция получила меткое название — «plug and play» (включай и рабо- тай»). Профессиональным вариантом данной операционной системы является которым оснащаются сложные вычислительные комплексы, серверы, в том числе используемые в медицине. Главными преимуществами стали не только его простота и доступность, но и многозадачность, те. возможность работать одновременно с несколькими программными приложениями (рис. 1.11). Каждой выполняемой программе в отводится одно окно. Все компоненты окон стандартизованы, окна могут свободно перемещаться по экрану с помощью мыши технология тащи и бросай, занимать весь экран, часть его или вообще сворачиваться, освобождая тем самым рабочую поверхность экрана для других приложений. Обычно окно содержит несколько стандартных элементов заголовок с именем приложения или документа, строку меню, содержащую перечень основных направлений работы с компьютером. Каждый пункт меню определяет подменю, в котором содержится набор раскрывающихся по команде диалоговых окон. Каждое из окон предназначено для выполнения определенного приложения — подготовки документа, таблицы, рисунка и др. Обычными элементами экрана являются панели, содержащие набор кнопок для выполнения отдельных задач, например печати, копирования, запоминания и др. Таких панелей около десятка, например стандартная па Подробнее см Ахметов К Windows для всех — Μ.: Компьютер-пресс, 1996. 53 54 Рнс. I. I I . Обработка медицинских изображений на автоматизированном рабочем месте врача. нель, панель для форматирования текста, рисования, создания базы данных и др. Управлять кнопками очень просто нужно лишь нажать на них курсором мыши. Кроме окон и панелей, на рабочем столе монитора имеются мнемонические картинки (или иконки) для управления программами. Нажав на иконку, можно вызвать соответствующее ей приложение Все изложенное делает работу на компьютере не только простой и удобной, но и весьма приятной. Существует набор наиболее важных и распространенных приложении, которые объединены в так называемый офисный пакет Microsoft umce . в него входит прежде всего текстовой процессор Word Эта программа предназначена для работы с текстом с ее помощью можно создавать все виды документов, например истории болезни, письма, служебные заметки ™ т Т До у менты п Р и чем очень сложные, состоящие одновременно из по ед н ^ ^ Г 8 ' Та К КЦ ' рисунков Программа электронных таблиц Excel TZ пп 2 об Работки числовых данных, при этом она дает возмож- Х П Т Ь рематические расчеты любой сложности Программа ш сложГе 0 ';,и*пп П те Ш Т и P ° Wer РоЫ1 п м воет превращать текс- в и ^ ь н ы е Ι π η κ . " Та б ЛИ Ч Н Ы е Да И Н Ы е 8 У д об н ь 'е Для восприятия визуальные формы - картинки, слайды, оформлять их для показа зрителям ' ю Я е С 9 9 б : КиИКОфФ Ш M i C T O S O f t O m c e : Π ε Ρ сан гл М : Компьютер База данных Access предназначена для сортировки и организации больших объемов данных, при этом можно оперировать любыми, сколь угодно обширными массивами информации, например результатами обследования больных за год или десятилетие. Наконец программа электронной почты In- ternet-Mail служит для посылки и приема электронной почты через компьютерную сеть. Дополнительно к офисному пакету может быть приложен один из графических редакторов, например PhotoShop, который позволяет работать с рисунками и медицинскими изображениями, подвергая их всевозможной обработке изменять форму и содержание отдельных их частей, характер контуров и фона, раскрашивать и т.д. Имеется ряд других интересных для врача программ-приложений. Например программа распознавания текста FineReader дает возможность, отсканировав печатный текст (книгу, статью и т.д.), перевести его сразу же в электронный формат для дальнейшего редактирования на компьютере. При этом ненужно пользоваться утомительным набором этого текста посредством клавиа- туры. Кроме названных, существует большое число прикладных программ, предназначенных для других видов работ статистической обработки данных, книгоиздания, проектирования и др. Следует отметить, что наряду с применяют другие операционные системы, в частности OS/2 и. Они отличаются более широким спектром предоставляемых пользователю программных услуг, но одновременно и более сложным характером работы на компьютере под их управлением. Для компьютеров Macintosh создана специальная операционная система В медицине, в частности в лучевой диагностике, применяют специализированные программы для обработки рентгенограмм, радионуклидных изображений, ведения деловой документации и др. Обычно их объединяют по родственному признаку в отдельные пакеты специализированных программ сокращенно ППП (пакет прикладных программ). Набор пакетов составляет библиотеку программ Оттого, насколько богат ассортимент пакетов и насколько рационально их используют, зависят в конечном счете качество диагностического исследования и эффективность работы всей службы компьютеризованной лучевой диагнос- тики. Наиболее важным информационным прорывом последнего десятилетия стала Всемирная Сеть (Интернет) — своего рода обширное сообщество взаимосвязанных сетей и отдельных компьютеров, предоставляющих информацию для общего пользования. При этом каждый компьютер имеет уникальный адрес, позволяющий идентифицировать и находить его вне- объятной Всемирной Сети. Посредством провайдера — организации, ведающей распределением информационных ресурсов в отдельно взятом регионе компьютер осуществляет связь с Интернетом. Когда говорят об адресах в Интернете обычно имеют ввиду адрес (Internet Protocol адрес), состоящий из набора цифр - от 4 до 12. Однако запоминать эти цифры достаточно сложно, поэтому была создана система адресов, состоящая из Подробнее см Пайк М Internet в подлиннике Перс англ- СПб.: BHV, 1996; Синицын BE., Тимонина Е.А. Интернет для врача. WWW: медицинская визуализация и кардиология М ВИДАР, 1998. 55 слов имеющих логический смысл (например, имя или фамилия пользователя' местонахождение компьютера в государстве и городе. Эти адреса являются уникальными, те. отдельно взятый адрес присваивается только одному компьютеру (как почтовый адрес. Под этим адресом понимается, конечно не географическое месторасположение компьютера, а локализация его в глобальной компьютерной сети. Такие адреса получили названия (от англ. Universal Resource Locator - универсальный указатель ре- сурсов). Пробиться сквозь необозримые лабиринты информационных ресурсов компьютеру позволяют специальные программы. Для удобства навигации по Интернету, те. поиска интересующей информации, служит особая структура большинства находящихся в нем документов. Эта структура получила название формата гипертекста Суть его состоит в том, что отдельные ключевые слова текста или наиболее важные ключевые детали изображений специально выделены (цветом, шрифтом или рамкой. При обращении к этому выделению курсором мыши пользователь автоматически попадает в другой документ, который тематически соответствует выделенному слову или части рисунка и полностью раскрывает его содержание. К основным ресурсам Всемирной Сети относятся Электронная почта (E-mail). Она служит для отправки и получения различных сообщений. Каждый абонент электронной почты имеет свой уникальный адрес, написанный в стандартной форме, общепринятой в Интернете, например ivanov@med.samara.ru, где iva- nov — имя пользователя, @ — условный разделительный знак — условное обозначение Самарского медицинского университета Протокол переноса файлов (FTP). Эта услуга Интернета предусматривает перенос информации с одного компьютера на другой. Такой информацией могут быть тексты, компьютерные программы, видеофильмы, различные изображения, в том числе медицинские Листы рассылки (Discussion lists) и Группы новостей (USENET). Листы рассылки предусматривают получение пользователем компьютера материалов по интересующей его и заранее заявленной проблеме (например, по проблеме компьютерной томографии или язвенной болезни желудка. Такая рассылка осуществляется автоматически с помощью почтового робота. Группы новостей обслуживаются отдельными предназначенными для этих целей серверами (новостные серверы. Они распределены по тематике и построены по иерархическому принципу — от общих (корневых) вопросов к более частным, специальным. Например, можно обратиться к серверу «Наука», от него перейти к серверу Медицина, далее — к серверу «Лучевая диагностика ив заключение — к серверу Компьютерная томография. Этаже система позволяет всем пользователям Интернета участвовать в групповых дискуссиях, так называемых телеконференцию на которых обсуждаются различные вопросы Всемирная паутина (WWW- World Wide Web) относится к наиболее распространенным ресурсам Интернета. WWW дает возможность работать с документами, содержащими текст, графические иллюстрации, звуковые фрагменты и даже анимацию Все это делает такие документы очень выразительными. В них есть гипертекстовые ссылки на другие, близкие по смыслу документы. В необозримых просторах Всемирной Паутины помогают ориентироваться специальные программы - Web-браузеры. В настоящее время наиболее распространены два браузера - Netscape Navigator (NN) и MS Internet Explorer (IE). С помощью браузеров можно выбрать интересующий пользователя сервер и отыскать на нем необходимую информацию по отдельным областям науки, образования, культуры. Крупные области информационных данных разделены по их назначению. Эти области называют доменами Крупных доменов (первого, или верхнего, уровня) несколько. Это — либо домены общего характера — com (коммерческий, edu (образовательный, .gov правительственный (военные учреждения, .net (сетевые организации, прочие организации, либо домены, относящиеся к отдельно взятым государствам га (Россия, .uk (Великобритания, .са (Канада) и т.д. Каждый из доменов первого уровня включает огромную сеть доменов второго уровня, относящихся к различным городам, территориям, областям знаний и др. Домены второго уровняв свою очередь содержат сеть доменов третьего уровня и т.д. Таким образом, Интернет, хотя и не упорядочен полностью, но все же содержит вполне понятную архитектуру, состоящую из нескольких древовидно делящихся стволов. Примером адреса может служить следующая запись http://www.rad.washington.edu, где http — протокол передачи данных (протокол — совокупность правил, по которым информация передается по компьютерной сети, www — символ Всемирной Паутины, rad.washington.edu — сервер, принадлежащий радиологическому обществу Вашингтона (США, который относится к образовательным ресурсам Интернета (Внутри лечебного учреждения ряд компьютеров может соединяться в общебольничную локальную компьютерную сеть — Эзернет (Ethernet). Применительно к больницам ее называют сокращенно HIS (Hospital Intercommuni- cation System), а применительно к отделениям лучевой диагностики и лучевой терапии — RfS (Radiology Information System) (рис. 1.12). Поскольку обмен информацией в этих системах происходит без модуляции, те. в цифровом виде, скорость передачи данных по ним достаточно высока — до 10 Мбит/с. Недостатком таких сетей является открытость информации, т.е. возможность несанкционированного доступа к ней, что в ряде случаев, например при наличии у больного злокачественного заболевания, требует определенных ограничений на передачу такой информации либо введения в систему элементов криптографии — специальной программы засекречивания данных. В лучевой диагностике в последние годы начинает распространяться телерадиология — обмен изобразительной информацией между отдельными лечебными учреждениями, находящимися в пределах одного региона, отдельной страны или даже между разными странами. Такой обмен позволяет оперативно и коллективно решать сложные диагностические задачи, проводить научные совещания, не тратя время и деньги на дорогу (рис. 1.13). 57 Рис. 1.12. Радиологическая информационная система «Симедос». 4.3. Оценка эффективности диагностических исследований 1 Лучевая диагностика, в распоряжении которой широкий ассортимент методов исследования — дешевых и дорогостоящих, инвазивных и необременительных для больного, высокоинформативных и ограниченной информативности ставит врача-диагноста перед выбором как обеспечить наиболее высокую эффективность диагностического процесса, каким методам отдать предпочтение, в какой комбинации и последовательности их применить. Очевидно, что подходы к диагностике будут значительно различаться в зависимости оттого, имеет место острое или хроническое заболе- 1 Подробнее см Власов ВВ. Эффективность диагностических исследований — Μ : Медицина, 1988. 58 Регистрация Исследование Исследование Научная работа Исследование Машинное бюро Секретариат Диагноз Рис. 1.13. Структура телекоммуникационной радиологической сети. вание, проводят плановое обследование или оказывают неотложную медицинскую помощь, выполняют детальное и углубленное обследование или организуют скрининг, охватывающий значительную часть населения. Во всех этих ситуациях необходимо уметь правильно оценивать эффективность метода диагностики, причем сделать это нужно на объективной, научной основе. Для оценки эффективности диагностических исследований существует большое число критериев. Многие из них универсальны, те. применимы во всех областях клинической медицины, другие, характеризующие медицинские изображения, имеют специфическое для лучевой диагностики зна- чение. Под диагностической эффективностью метода исыедования следует понимать способность данного метода (теста) выявить заболевание и охарактеризовать состояние организма при экономической доступности ме- тода. В лучевой диагностике выделяют качественную, или описательную, и количественную характеристики результатов Последняя включает в себя различные виды измерений радиоактивности биологических проб, величины органов, изображенных на экране дисплея, рентгеновской пленке, компьютерной томограмме и др. Все эти измерения, как бы точны они ни были, обязательно имеют некоторую степень погрешности. Это связано как с ограниченной точностью инструментов, с помощью которых проводят измерения (линейка, электронный прибор или другие технические средства) таки с вариабельностью измеряемого объекта колебаниями биологических параметров человека вовремя исследования, флюктуациями радиоактивного распада, неоднородностью потока электромагнитных квантов Перечисленные выше погрешности имеют случайный характер. Их влияние на точность измерения может быть уменьшено, если увеличить количество измерений объекта исследования или увеличить продолжительность каждого измерения. Погрешности такого рода называют случайными, или рандомизированными, ошибками. Погрешности другого типа возникают при неправильной работе аппаратуры, калибровке лабораторного оборудования, технологии приготовления радиофармпрепаратов или химических растворов, вследствие ошибок, допущенных в расчетах. Конечные результаты подобных измерений во всех случаях оказываются либо завышенными, либо заниженными, те. всегда однозначно искаженными Подобные погрешности носят название систематические ошибки. Единственный способ избежать этих погрешностей тщательно контролировать качество технических средств лучевой диагностики, следить за правильностью проведения диагностических процедур, корректно выполнять расчеты. Для оценки эффективности методов измерения в лучевой диагностике, как ив других разделах медицины и биологии, применяют ряд критериев, главными из которых являются точность измерения — соответствие результатов измерения истинному значению определяемой величины. Высокая точность измерения достигается при минимальных случайных и систематических погрешностях правильность измерения Это качество измерения характеризует величину систематических погрешностей. Чем они меньше, тем более правильным оказывается измерение сходимость измерений Данное качество измерений характеризует величину случайных ошибок. Чем они меньше, тем лучше сходимость измерений. Этот критерий показывает, насколько близки друг к другу измерения, выполненные в одинаковых условиях, те. водной и той же лаборатории и на одном и том же приборе воспроизводимость измерений Этот критерий показывает, насколько близки между собой результаты измерений, выполненных в различных условиях, те. в разных лабораториях и на разных аппаратах. Для того чтобы оценить диагностическую эффективность лучевого метода исследования, сравнивают его информативность, те. способность распознавать заболевание, с так называемым референтным, или эталонным, диагнозом Этот диагноз устанавливают на основании результатов гистологического исследования или вскрытия либо с учетом точных биохимических или клинических признаков болезни. Патологоанатомические данные иногда называют золотым стандартом при верификации диаг- Для оценки информативности метода результаты его применения у определенной группы пациентов сводят в таблицу, называемую матрицей решений (табл. 1.2). При этом в зависимости от совпадения результатов лучевого исследования и фактического наличия заболевания, те. референтного диагноза, ответ может оказаться правильным или неправильным Возможны следующие варианты результатов оценки метода: • интерпретация положительный у больных с наличием заболевания истинно положительные случаи; • интерпретация отрицательный у пациентов без заболевания (здоровые лица) — истинно отрицательные случаи; • интерпретация положительный у пациентов, не имеющих заболевания ложноположительные случаи (ошибки первого типа, или ошибки гипердиагностики, или ложные тревоги»); • интерпретация отрицательный у больных с заболеванием — ложноотрицательные случаи (ошибки второго типа, или ошибки гиподиагностики, или «пропуски»). Ложноположительные и ложноотрицательные ошибки представляют собой потери системы диагностики, они снижают диагностическую эффективность исследования. |