Введение 5
1. Мультиагентные системы и технологии 9
1.1 Мультиагентный подход 9
1.2 Понятие «агент» 11
1.3 Мультиагентные системы 13
1.4 Структура сложных сетевых систем 15
1.5 Управление мультиагентными системами 17
1.6 Современные международные стандарты создания агентов
и платформ МАС 18
2. Использование мультиагентного подхода для мониторинга
состояния пациента 21
2.1 Общие сведения о периоде реабилитации пациента 21
2.2 Возможности Интернета вещей 23
2.3 Архитектура Интернета вещей 25
2.4 Когнитивный Интернет вещей 26
2.5 Диагностика на основе мобильных систем 27
2.6 Алгоритм принятия решения в системе агентов 29
2.7 Протоколы взаимодействия агентов 31
2.8 Техническое обоснование 33
3. Разработка мультиагентной системы для
непрерывного контроля состояния пациента 35
3.1 Общее описание системы 35
3.2 Мета-агент «Пациент» 39
3.2.1 Агенты «Термометр, тонометр, пульсометр, глюкометр, ЭКГ» 39
3.2.2 Агент «Пульсоксиметрия» 43
3.2.3 Агент «Темп движения» 44
3.2.4 Агент «Гироскоп» 45
3.2.5 Агенты «УФ-излучение, Калории, Осанка» 47
3.3 Мета-агент «Служба оповещения» 48
3.3.1 Агент «Т екстовые сообщения» 48
3.3.2 Агент «SOS» 49
3.4 Процесс мониторинга и архитектура уровня приложений и
инфраструктуры 50
3.5 Создание интерфейса для реализации системы мониторинга
пациента 51
3.5.1 Средства для разработки интерфейса 51
3.5.2 Описание структуры базы данных 52
3.5.3 Примерный пользовательский интерфейс приложения 54
Заключение 60
Список литературы 61
Приложения 67
Приложение 1 67
Приложение 2 68
Приложение 3 68
Приложение 4 69
Приложение 5 69
Приложение 6 76
Приложение 7 77
Приложение 8 78
Начало XXI века стало новым этапом перехода от постиндустриального к информационному обществу. Информатизация многих сфер общественной жизни достигла глобальных размеров. Медицина не стала исключением. В последние годы российская система здравоохранения активно использует технологии и инструменты информатизации во всех ее проявлениях, поскольку прогрессивные технологии в области медицины способны дополнить количественные улучшения процесса предоставления медицинских услуг качественными. Благодаря привлечению информационных технологий (IT) и микроэлектроники зарождаются новые направления такие, как Medtech, телемедицина, Digital Healthcare и другие. В ближайшем будущем применение информационных технологий в медицине должны справляться с такими проблемами как:
• повышение качества оказания медицинских услуг и минимизация врачебных ошибок;
• устранение очереди в больницах;
• уменьшение времени на этап диагностики и повышение ее достоверности;
• снижение вне лечебной нагрузки на врачей-специалистов;
• устранение побочных эффектов лечения;
• снижение процента случайных потерь и необоснованных трат медицинских материалов, оборудования и инвентаря;
• совершенствование внутреннего медицинского учета;
• разработка новых методов в лечении многих серьезных
заболеваний c использованием новых технологий;
• оптимизация процесса обязательной отчетности перед вышестоящими организациями, представлять результаты работы учреждений здравоохранения (УЗ) для руководства в реальном времени;
• повышение лояльности врачей и среднего медицинского персонала.
Отметим, что на сегодняшний день в нашей стране распространение медицинских информационных систем постепенно начинает набирать обороты, что призвано привести к успешному функционированию больниц, поликлиник, госпиталей, клиник и т. д.
Среди всевозможных медицинских услуг наиболее важными и сложными являются хирургические вмешательства, но не менее важен и период реабилитации после проведения операции. Восстановительная терапия позволяет предупреждать возможные осложнения операции, снимать боли и ограничения подвижности, возвращать пациента к активной здоровой жизни. Однако, в то время как у одного пациента процесс выздоровления может произойти в кратчайший срок, у другого может затянуться надолго. Зачастую, ввиду перегруженности медицинских учреждений , пациент недополучает надлежащий контроль, что приводит к тяжким последствиям, ухудшая здоровье пациента.
В диссертационной работе описан алгоритм, в основу которого лег мультиагентный подход, позволяющий посредством современных гаджетов и сетевых технологий вести постоянный и эффективный контроль за состоянием пациента в период реабилитации. Определены основные понятия мультиагентных систем. Разработка и применение данного подхода в нашей работе означает содержание ее научной новизны.
Концептуально-функциональный прототип мультиагентной системы является достаточно универсальным и может быть легко внедрен в любое медицинское учреждение. Исходя из этого, объектом исследования является любое медицинское учреждение (больница, поликлиника, санаторий и т. д.), которое имеет систему информационной поддержки и сопровождения медицинской деятельности, предмет исследования - мультиагентные технологии и системы и их использование в целях разработки концептуально-функционального прототипа мультиагентной системы.
Современные методы, применяемые для контроля за состоянием пациента в период реабилитации, характеризуются, с одной стороны, большим числом различного, как правило, стационарного оборудования, и, с другой стороны, большим числом задействованных медицинских работников. При этом практически всегда есть необходимость собирать и систематизировать данные, полученные с помощью медицинских приборов, вручную. Таким образом, целью данной работы является разработка концептуально-функционального прототипа мультиагентной системы с использованием технологий Интернета вещей, позволяющей отслеживать и контролировать состояние больного, а также управлять корректирующими мероприятиями в реабилитационный период в режиме online.
Разработанный прототип программного продукта позволяет:
• предупреждать осложнения, а также критические ситуации в состоянии пациента в послеоперационный период;
• задавать нормальные показатели и допустимые отклонения от них в соответствии с индивидуальными показателями пациента;
• увеличить частоту проводимых замеров для повышения качества и достоверности анализа;
• максимально повысить скорость реагирования медицинского персонала в критические ситуации;
• сократить личные встречи с лечащим врачом при нормальном восстановлении пациента в послеоперационный период;
• идентифицировать местоположение пациента в критических ситуациях;
• минимизировать количество необходимых медицинских гаджетов.
Для достижения поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи:
1. исследовать специфику работы с мультиагентными системами (МАС);
2. проанализировать методы, применяемые для стационарного контроля за состоянием пациента в период реабилитации;
3. изучить рынок физических датчиков, релевантных для исполь-зования в разрабатываемой МАС;
4. разработать концептуально-функциональный прототип и макет пользовательского интерфейса мультиагентной системы, позволяющего контролировать процесс реабилитации
дистанционно.
Информатизация сферы медицинского обслуживания только начинает активно развиваться в России. Тем не менее, задача удаленного медицинского контроля за физиологическими показателями пациента уже является одной из наиболее востребованных на рынке. Развитие новых технологий и миниатюризация средств измерения способствуют решению данной задачи.
В нашей работе мы рассмотрели возможность использования мультиагентного подхода для решения задачи дистанционного мониторинга состояния пациента в период реабилитации. Такой подход позволяет сократить время пребывания пациента в лечебном учреждении, повысить качество контроля путем увеличения частоты производимых замеров физиологических показателей и минимизировать человеческое вмешательство при нормальном протекании периода восстановления.
В начале мы изучили специфику работы с мультиагентыми системами.
Затем нами были проанализированы методы, применяемые для контроля за состоянием пациента, изучены миниатюрные медицинские датчики и рассмотрена возможность применения мультиагентного подхода для поставленной задачи удаленного мониторинга состояния пациента.
Для решения поставленной задачи был составлен алгоритм работы системы, которая состоит из двенадцати агентов, представленных в виде набора стандартных процедур.
Нами был разработан концептуально-функциональный прототип и примерный пользовательский интерфейс системы, решающей задачу эффективного дистанционного наблюдения за физиологическим состоянием пациента и управления корректирующими мероприятиями в период реабилитации на основе мультиагентного подхода в режиме online.
Подводя итог нашей работе, хочется отметить, что решение задачи дистанционного контроля за физиологическими показателями на основе мультиагентных технологий имеет большие перспективы не только в медицинской сфере, но и во всех сферах, где здоровье людей подвержено риску, в таких как космонавтика, нефтедобыча в условиях крайнего севера, добыча полезных ископаемых в шахтах и др.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
