Дисертації (ПЗКС)
Постійне посилання зібрання
У зібранні розміщено дисертації, які захищені працівниками кафедри.
Переглянути
Перегляд Дисертації (ПЗКС) за Автор "Дичка, Андрій Іванович"
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Алгоритмічне та програмне забезпечення процесів автоматичної ідентифікації на основі багатоколірних завадостійких штрихових кодів у медичних інформаційних системах(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Дичка, Андрій Іванович; Сулема, Євгенія СтаніславівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 12 Інформаційні технології за спеціальністю 121 Інженерія програмного забезпечення. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2023. Автоматична ідентифікація є технологією введення інформації в систему обробки шляхом сканування спеціальної позначки, нанесеної на поверхню об’єкта обліку. Введення даних на основі штрихового кодування інформації є одним з найпоширеніших видів автоматичної ідентифікації, перевагами якої є висока швидкість та точність введення даних в обчислювальну систему. Технологію штрихового кодування інформації використовують в різноманітних галузях, її застосування є актуальним і для медичної галузі. З розвитком інформаційних технологій постає задача інформатизації медичної галузі. Цифрова медицина є важливим компонентом суспільного життя. Однією з важливих складових електронної охорони здоров’я є медичні інформаційні системи. Медична інформаційна система є програмно-технічним комплексом, використання якого дозволяє підвищити ефективність функціонування медичної установи та поліпшити організацію обслуговування пацієнтів. Аналіз існуючих медичних інформаційних систем показує, що недостатнім є ступінь автоматизації процесів при наданні медичних послуг; необхідно посилити захист та цілісність персональних і медичних даних пацієнтів, автоматизувати для пацієнта доступ до власних медичних даних тазабезпечити електронну візуально-захищену взаємодію лікаря та пацієнта з використанням мобільних пристроїв. Вирішення цих завдань можливе за рахунок використання в медичній інформаційній системі багатоколірного штрихового кодування інформації, яке дозволяє у декілька разів підвищити інформаційну щільність штрихкодових позначок порівняно з чорно-білими штриховими кодами. Окреслені завдання та тенденції розвитку цифрової медицини визначають актуальну науково-технічну задачу вдосконалення та розвитку теоретичних основ створення алгоритмічного та програмного забезпечення процесів автоматичної ідентифікації у медичних інформаційних системах на основі багатоколірного завадостійкого штрихового кодування персональних та медичних даних пацієнтів з використанням мобільних пристроїв, яка вирішується в цій дисертаційній роботі. Метою дисертаційної роботи є удосконалення технології розроблення спеціалізованого класу прикладного програмного забезпечення у складі медичних інформаційних систем на основі автоматичної ідентифікації об’єктів медичного документування з використанням багатоколірного завадостійкого штрихового кодування інформації. У першому розділі дисертаційної роботи проаналізовано алгоритмічнопрограмні рішення для автоматичної ідентифікації в медичних інформаційних системах. Вивчено сучасний стан програмного забезпечення в медичній галузі, зокрема спеціалізовані програмні продукти для різних секторів медицини, а також програмні рішення, пов’язані із застосуванням мобільних пристроїв для охорони здоров’я. Досліджено особливості багатоколірного штрихового кодування інформації. Це дозволило сформувати вимоги до розроблення архітектури програмної системи, яка б надавала пацієнтам додаткові можливості щодо автоматизованого доступу до своїх медичних даних на основі багатоколірного штрихового кодування інформації. У другому розділі розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення процесів створення багатоколірних завадостійких штрихкодових знаків як мінімальних структурних одиниць штрихкодового зображення. Запропоновано створювати штрихкодові знаки так, щоб вектор (цифровий еквівалент) кожного штрихкодового знака був кодовим словом многозначного коректувального коду Хемінга або БЧХ. Розроблено метод синтезу символіки заданої потужності та колірності завадостійкого штрихового коду для реалізації в медичній інформаційній системі на основі багатоколірного штрихового кодування інформації. У третьому розділі розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення завадостійкості багатоколірних штрихових кодів у медичних інформаційних системах. Запропоновано метод підвищення завадостійкості багатоколірних штрихових кодів, який грунтується на застосуванні дворівневого контролю ушкоджень з використанням двох многозначних коректувальних кодів: коду, який виправляє одно- або двократні ушкодження у межах штрихкодового знака, та коду Ріда-Соломона – на рівні усієї штрихкодової позначки. Четвертий розділ присвячено удосконаленню технології проєктування програмного забезпечення процесів автоматичної ідентифікації у медичних інформаційних системах на основі багатоколірного завадостійкого штрихового кодування інформації. На основі аналізу та пріоритизації функціональних вимог розроблено архітектуру програмного забезпечення у складі медичної інформаційної системи, характерною особливістю якої є застосування багатоколірного штрихового кодування для автоматичної ідентифікації об’єктів медичного документування. Запропоновано організацію моніторингу функціонування програмного забезпечення у складі медичної інформаційної системи на основі метрик. У дисертаційній роботі отримано низку нових наукових результатів, зокрема уперше запропоновано архітектуру програмної системи як ядро медичної інформаційної системи, характерною рисою якої є забезпечення багатоколірного завадостійкого штрихового кодування персональних даних пацієнтів та розподіленого зберігання мультимодальних медичних даних, що дозволяє: забезпечити швидке і безпомилкове введення даних пацієнта, гарантувати цілісність даних, а також спростити процеси створення програмного забезпечення для галузі охорони здоров’я нового покоління – медичних інформаційних систем з автоматичною ідентифікацією об’єктів медичного документування. Уперше розроблено метод синтезу символіки (множини штрихкодових знаків) заданої потужності та колірноcті завадостійкого штрихового коду для реалізації у медичній інформаційній системі на основі багатоколірного штрихового кодування інформації, який грунтується на тому, що цифрові еквіваленти (вектори) багатоколірних штрихкодових знаків символіки є кодовими словами многозначного коректувального коду, здатного виправляти одно- або двократні помилки (ушкодження) в межах кожного штрихкодового знака, що при зчитуванні (скануванні) з носія штрихкодових знаків – як структурних одиниць багатоколірного штрихкодового зображення, забезпечує достовірне відтворення даних або виявлення значної частини багатократних ушкоджень елементів штрихкодового знака, і таким чином утворює нижній рівень забезпечення завадостійкості багатоколірних штрихкодових зображень (рівень штрихкодових знаків). Уперше розроблено метод підвищення завадостійкості багатоколірних штрихових кодів при їх використанні в медичній інформаційній системі, який грунтується на застосуванні дворівневого контролю ушкоджень (спотворень), що виникають при скануванні багатоколірного штрихкодового зображення, з використанням двох многозначних коректувальних кодів: коду, який виправляє одно- або двократні ушкодження – на рівні штрихкодових знаків (нижній рівень), та коду Ріда-Соломона – на рівні усієї штрихкодової позначки (верхній рівень), та полягає в тому, що особливістю застосування многозначного коректувального коду на нижньому рівні контролю ушкоджень є те, що цифровий еквівалент (вектор) багатоколірного штрихкодового знака має бути кодовим словом цього коректувального коду, а особливістю застосування многозначного коректувального коду на верхньому рівні контролю ушкоджень є те, що він має виправляти спотворення двох видів – помилки та стирання, де факт виявлення багатократного ушкодження елементів штрихкодового знака на нижньому рівні контролю кваліфікується на верхньому рівні контролю як стирання, що, завдяки удвічі меншому витрачанні ресурсу в коді Ріда-Соломона на виправлення стирання порівняно з виправленням помилки, дозволяє істотно поліпшити завадостійкість штрихкодових позначок: при застосуванні на нижньому рівні контролю многозначного коду БЧХ – на (35 - 45)%, а многозначного коду Хемінга – на (12 - 25)%. Удосконалено теоретичні засади розроблення вимог до проєктованого програмного забезпечення, які полягають у тому, що на відміну від існуючого підходу до визначення пріоритетності функціональних вимог якісними (нечисловими) показниками – “ключова”, “необхідна”, “бажана” тощо, запропоновано - на основі п’яти числових критеріїв (“вигода”, “втрата”, “вартість”, “ризик”, “близькість вигоди”), яким присвоюють числові значення з діапазону 1…10 на основі їх експертного оцінювання, кількісно визначати загальний пріоритет вимоги шляхом формульного обчислення, що дозволяє упорядковувати вимоги за спаданням пріоритету та на цій підставі ефективно планувати та розподіляти роботи між командами виконавців з урахуванням їх кваліфікації та кількісного складу, а також виконувати поквартальне планування робіт з розроблення програмного забезпечення. Основні наукові результати дисертаційної роботи опубліковано у 7 наукових працях, зокрема у 5 наукових статтях, з яких 1 статтю опубліковано у виданні, включеному до переліку наукових фахових видань України з присвоєнням категорії «А», і 4 статті опубліковано у фахових виданнях, включених до переліку наукових фахових видань України з присвоєнням категорії «Б», та у 2 матеріалах наукових конференцій. Ключові слова: прикладне програмне забезпечення, архітектура програмного забезпечення, медичні інформаційні системи, автоматична ідентифікація, багатоколірне штрихове кодування, цифрова медицина.