КТ в МБП зачёт. ответы на зачёт. Вопросы на зачет по дисциплине Компьютерные технологии в медикобиологической практике
 Скачать 28.42 Kb.
|
|
Вопросы на зачет по дисциплине «Компьютерные технологии в медико-биологической практике»: Введение в компьютерные технологии в МБП Использование компьютера в сочетании с измерительной и управляющей техникой в мед практике позволило создать новые эффективные ср-ва для обеспечения авто сбора информации о состоянии пациента, её обработки в реальном времени. Роль вычислительной техники в МБП компьютеры приобрели широкое распространение во многих ветвях медицины. Начиная с компьютеризованной системы предписаний врача (назначение анализов и/или медикаментов), заканчивая роботами-интернами, помогающими хирургам во время операций. Также не малое значение компьютеры играют и в работе клиник в целом, помогая планировать и выполнять различные административные задачи, Классификация компьютерных систем по решаемым задачам: информационно-справочные (поиск и выдача информации), консультативно-диагностические(для диагностики пат состояний и прогнозов), приборно-компьютерные(для автоматизации диагностики и лечения при непосредственном контакте с пациентом), автоматизированные рабочие места Операционные системы. Обмен данными с периферийными устройствами ОС — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем. Для обмена данными между компьютером и периферийным устройством в компьютере предусмотрен внешний интерфейс, т. е. набор проводов, соединяющих компьютер и периферийное устройство, а также набор правил обмена информацией по этим проводам Компьютерные сети. Топологии компьютерных сетей Компьютерная сеть – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации Шина - наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы передаваемые одним, могут получать все. Достоинства такой схемы: дешевизна конструкции, поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети. Недостатки шины: неполадки на любом участке, а это обрыв шины, нарушают работы всей системы; сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности; очень низкая производительность – в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности; сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля. В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя Достоинства соединения кольцом: возможность построения длинных сетей; устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных. Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков: каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства – сеть не работает; на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети, сложный поиск неисправностей и их устранение. Звезда – самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Достоинства: высокая скорость и большой объём обмена данными; повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети; широкие возможности для расширения, простая диагностика и ремонт; легкий монтаж и сопровождение. звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора: дополнительные затраты; он же — слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования; число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик. Также можно выделить: объединение нескольких звёзд – древовидная топология, двойное кольцо (первое – основной канал обмена, второе – резервный), смешанные, ячеистая – все компьютеры соединены, но топология напрямую связывает только обменивающиеся самыми большими объёмами данных и самые активные компьютеры. Остальные общаются посредством узловых коммутаторов. Основы спектрального анализа Спектральный анализ заключается в разложении сигнала на его частотные или спектральные составляющие и оценке или измерении их характеристик – амплитуды, фазы, мощности, спектральной плотности мощности и др Спектральный и корреляционный анализ сигналов ЭЭГ Спектральный анализ заключается в разложении сигнала на его частотные или спектральные составляющие и оценке или измерении их характеристик. Корреляционный анализ — метод обработки статистических данных, с помощью которого измеряется теснота связи между двумя или более переменными. В анализе сигналов ээг, Корреляционный анализ позволяет увидеть как соседние отведения влияют друг на друга, а спектральный анализ необходим чтобы упорядочить биоэлектрическую активность мозга в частотном диапозоне. Современное программное обеспечение КТ в БТС К программному обеспечению относят математические методы обработки медико-биологической информации, алгоритмы и собственно программы, реализующие функционирование всей системы. Основы спектрального анализа (Matlab) Спектральный анализ заключается в разложении сигнала на его частотные или спектральные составляющие и оценке или измерении их характеристик. . при спектральном анализе и фильтрации применяют анализ Фурье. В системе Matlab рассчитывается с использованием алгоритмов быстрого преобразования Фурье (БПФ). Система виртуальных приборов LabVIEW Программа, написанная в среде LabVIEW, называется виртуальным прибором (ВП). ВП симулируют реальные физические приборы, например, осциллограф или мультиметр. LabVIEW содержит полный набор инструментов для сбора, анализа, представления и хранения данных. ВП состоит из четырех основных компонентов – лицевой панели, блок-диаграммы, иконки и соединительной панели. Лицевая панель – это интерфейс пользователя ВП. Лицевая панель создается с использованием палитры Элементов (Controls). Эти элементы могут быть либо средствами ввода данных – элементы Управления, либо средствами отображения данных – элементы Отображения. Элементы Управления – кнопки, переключатели, ползунки и другие элементы ввода. Элементы Отображения – графики, цифровые табло, светодиоды и т.д. Данные, вводимые на лицевой панели ВП, поступают на блок-диаграмму, где ВП производит с ними необходимые операции. Результат вычислений передается на элементы отображения информации на лицевой панели ВП. С помощью программной среды LabVIEW можно разрабатывать программно-аппаратные комплексы для тестирования, измерения, ввода данных, анализа и управления внешним оборудованием. Интерфейс LabVIEW LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) – среда прикладного графического программирования, используемая в качестве стандартного инструмента для проведения измерений, анализа их данных, последующего управления приборами и исследуемыми объектами. В LabVIEW интерфейс пользователя — лицевая панель создается с помощью элементов управления (кнопки, переключатели и др.) и отображения (графики, светодиоды и др.). После этого на блок-диаграмме ВП осуществляется программирование с использованием графических представлений функций. С помощью программной среды LabVIEW можно разрабатывать программно-аппаратные комплексы для тестирования, измерения, ввода данных, анализа и управления внешним оборудованием. Основы цифровой фильтрации Фильтрация это выделение из сигнала его части, спектр которой лежит в определенной области частот. Фильтрация применяется для выделения полезного сигнала на фоне помех и частотного анализа.Фильтры характеризуются передаточной характеристикой. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) характеризует зависимость коэффициента передачи фильтра от частоты. По виду преобразований фильтры делятся на аналоговые и цифровые фильтры. Виды: ФВЧ, ФНЧ, полосовой, режекторный Цифровая фильтрация сигналов ЭКГ Сигналы ЭКГ могут содержать различные помехи: сетевую наводку, быть зашумленным, иметь сильный дрейф нулевой линии. Для фильтрации часто используют фильтры Баттерворта, которые имеют плоскую АЧХ в полосе пропускания. ФВЧ позволяют избавиться от дрейфа нулевой линии. Современное программное обеспечение КТ в БТС компьютеры приобрели широкое распространение во многих ветвях медицины. Начиная с компьютеризованной системы предписаний врача (назначение анализов и/или медикаментов), заканчивая роботами-интернами, помогающими хирургам во время операций. Также не малое значение компьютеры играют и в работе клиник в целом, помогая планировать и выполнять различные административные задачи, Одна из самых распространенных программ — это "1С:Медицина. Стоматологическая клиника" удобный механизм оформления и представления предварительных записей пациентов, назначение индивидуальных меток пациентам, графическое представление зубной формулы, ведение в программе полной цепочки лечения пациентов, эффективная работа с клиентам Medical Analyzer Software: медицинский анализатор, основанный на ПК программных обеспечений, разработанный для изучения физиологических переменных величин Компьютерный анализ биомедицинских сигналов Биомедицинские сигналы несут информацию о физических проявлениях физиологических процессов (событий) живого организма, которая может быть измерена и представлена в виде, удобном для обработки с помощью вычислительной техники К группе биомедицинских сигналов относятся: ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ, речь, температура, давление, и так далее. По этим данным системы автоматического анализа могут заранее предсказывать наступление приступов эпилепсии, фибрилляцию сердца, наличие патологий. Технологии ввода данных в ПЭВМ тут про любые у-ва ввода: клава, камера, микрофон, сканер Статистический анализ ВСР При нормальном состоянии сердечно-сосудистой системы временной интервал между двумя сокращениями сердечной мышцы изменяются случайным образом. Такая изменчивость названа вариабельностью сердечного ритма. Сущность вариационного анализа ВСР заключается в изучении закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин. При этом из статистического анализа должны исключаться случайные преждевременные сокращения. Алгоритм обнаружения QRS-комплекса Пана-Томпкинса (Matlab) алгоритм обнаружения QRS-комплексов, рассчитанный на работу в реальном времени и основанный на анализе наклона, амплитуды и ширины QRS-комплексов. Алгоритм можно представить в виде следующих блоков: фильтры нижних (ФНЧ) и верхних (ФВЧ) частот → оператор производной (d/dt) → возведение в квадрат (d/dt)^2 → сглаживание интегрирующим фильтром → адаптивная пороговая процедура и процедура поиска Интерфейс и возможности системы MatLab MATLAB — пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений. Язык MATLAB является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающим основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования. Система MATLAB это одновременно и операционная среда, и язык программирования. Типичное использование MATLAB — это математические вычисления, создание алгоритмов, моделирование, анализ данных, исследования и визуализация, научная и инженерная графика, разработка приложений, включая создание графического интерфейса. Интерфейс: командное окно, в котором набираются команды пользователя, подлежащие немедленному исполнению. Здесь же выдаются результаты выполненных команд. Workspace (Рабочее пространство) . Оно отображает текущий набор переменных, введенных пользователем в командном окне. На панели сверху находятся кнопки, дающие доступ к различным возможностям пакета. Основные: создание скрипта (.m файла), настройки, пакет Simulink, справка Платформа Ардуино функционал и возможности Arduino - эффективная аппаратно-программная платформа для проектирования и создания новых устройств, Бесплатная программная интегрированная среда разработки создана на базе языков программирования C/C++. Ардуино представляет собой плату с контактами для подключения дополнительных компонентов. Технические характеристики устройства зависят от модели используемого микроконтроллера. Программный код записывается на саму плату, благодаря встроенному в процессор программатору. Сопряжение компьютерных программ Если функционала одной проги мало, можно использовать несколько. Чтобы они там данными менялись)000)) Компьютерные вирусы и современные антивирусные программы Вирус – вредоносное по, способное внедряться в код других программ системные обл памяти, загрузочные секторы, распространять свои копии по каналам связи Антивирус – прога для обнаружения вирусов, предотвращения «заражения», а также восстановления «заражённых» файлов. На сегодняшний день не существует антивируса, защищающего на 100% Базы данных. СУБД СУБД — комплекс программ, позволяющих создать базу данных (БД) и манипулировать данными (вставлять, обновлять, удалять и выбирать). Базы данных служат для сбора, накопления, хранения и использования медицинской информации. К ним можно отнести электронные медицинские карты стационарных и амбулаторных больных, архивы результатов различных исследований, электронные системы учета лекарственных препаратов и т.д. Системы автоматизированного проектирования печатных плат Любая САПР печатных плат (ПП) – это. комплекс программ, который обеспечивает сквозной цикл проектирования, начиная с прорисовки и заканчивая генерацией файлов для управления оборудованием, использующимся непосредственно для создания плат. Эти средства обеспечиваются таблицами соединений схем, перечнями компонентов, правилами трассировки и другой информацией . В своем простейшем виде они позволяют проектировщику создавать схемы контактных площадок для выводов компонентов и форму печатной платы, а затем вручную соединять выводы компонентов медными трассами. Наиболее изощренные средства CAD в состоянии автоматически определять оптимальное положение каждого компонента печатной платы (авторазмещение) и затем автоматически соединять (автотрассировка) все выводы, соблюдая при этом правила компоновки с сохранением быстродействия Применение компьютерных технологий на разных этапах жизненного цикла медицинских приборов Аналитический этап – проектирование – разработка – внедрение – сопровождение – вывод из эксплуатации на каждом этапе можно применять компьютерные технологии )0)))00) Пакет для моделирования динамических систем Simulink Пакет имитационного моделирования Simulink предназначен для имитационного моделирования систем, поведение которых зависит от времени (динамических систем). Иными словами, Simulink позволяет создавать и редактировать компьютерные модели динамической системы и выполнять над ними компьютерные эксперименты. Моделируемая динамическая система представляется в виде функциональной блок-схемы, именуемой Simulink-моделью, S-моделью или просто моделью. |