The paper considers the formalization of the stages and modeling of the mammographic examination procedure in the design of medical computer decision support systems. The mammographic examination process is presented in a generalized model, which consists of functional, structural, and mathematical models. The functional model (context diagram) is made using the functional modeling methodology. When analyzing the context diagram, four main functional blocks were identified: register a patient; perform registration and analysis of mammograms; carry out diagnostics; form a survey protocol. If there are standards for maintaining medical records and drawing up examination protocols, the first and last blocks are easily automated. The article focuses on the second and third blocks. At the mammogram analysis stage, the sub-stages “Perform preliminary processing” and “Perform morphological analysis” are essential. Preprocessing of mammograms (adaptive filtering, changing brightness or increasing contrast, etc.) is carried out using digital image processing methods to improve visualization quality. The result of morphological analysis is selecting structural elements and forming a set of diagnostic signs in the form of parameters of the found structural elements. Because some elements of mammograms (microcalcifications) have an irregular structure, specialized morphological analysis methods are used, based on taking into account the features of the images under consideration and their transformation methods in the form of the useful signal, in particular, fractal dimension models. The developed formalized models made it possible to reasonably design the decision support system’s structure during mammographic examinations, information, mathematical, software, and hardware to increase medical services’ efficiency and minimize the risks of medical errors.

No abstract

No abstract

Робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі побудови системи підтримки прийняття рішень на основі реалізації розробленої моделі діагностичного вирішального правила засобами сучасних інформаційних технологій, використання яких дозволило забезпечити працездатність розробленої системи на різних апаратних платформах під управлінням різних операційних систем. На основі аналізу методів, які використовуються для побудови вирішальних правил в системах підтримки прийняття рішень, запропоновані складові комбінованого вирішального правила, що виражають два підходи до формулювання діагностичного висновку: об'єктивна, яка заснована на аналізі навчальної вибірки, і суб'єктивна, яка заснована на експертній інформації про структуру симптомокомплексів. Мета дослідження – синтез комбінованого вирішального правила на основі методу порівняння з прототипом, яке б дозволило врахувати як об’єктивну, так і суб’єктивну складову процесу постановки діагнозу. Результати. В роботі розроблена математична модель комбінованого діагностичного вирішального правила і обґрунтовано вибір його складових. В якості об'єктивної складової вибрано метод порівняння з прототипом, в якому діагностуємі стани представляються їхніми прототипами в просторі ознак. Формалізована експертна інформація про структуру симптомокомплексів шляхом представлення симптом окомплексів захворювань числовими інтервалами лінгвістичних змінних. Розглянуті варіанти врахування експертних оцінок щодо структури симптомокомплексів при обчисленні координат прототипів класів. Сформульовані вимоги до функціональних можливостей системи, визначено засоби проектування, основну платформу розробки (Java), систему управління базою даних (MySQL). Виконано проектування системи підтримки прийняття рішень та комплексна перевірка розробленої системи на реальних медичних даних, яка підтвердила ефективність роботи системи

The work is devoted to solving the actual scientific and technical problem of building a decision support system based on the implementation of the developed model of the diagnostic decision rule by means of modern information technologies. Based on the analysis of the methods used to build a diagnostic decision rule (DRU) in diagnostic decision support systems in medicine, the components of a combined DRU are proposed, which express two approaches to the formulation of a diagnostic conclusion: an objective component, which is based on the analysis of educational samples, and the subjective component, which is based on expert information about the structure of symptom complexes. The purpose of the study is the synthesis of the combined DRU based on the method of comparison with the prototype, which takes into account both the objective and subjective components of the diagnosis process. The paper developed a mathematical model of the combined DRU and substantiated the choice of its components. As an objective component, the method of comparison with a prototype was selected, in which the diagnosed conditions (a list of diagnoses in a given subject area of medicine) are represented by their prototypes in the space of signs. As a prototype of each class, the geometric center of the class grouping is calculated. Expert information on the structure of symptom complexes is formalized by presenting the symptom complex of each disease with numerical intervals of linguistic variables. Variants of taking into account expert evaluations about the structure of symptom complexes when calculating the coordinates of class prototypes (collective decision rules, weighting and summarization of evaluations) are considered. On the basis of the developed mathematical model of the combined DRU, the decision support system was designed and a comprehensive check of the developed system was performed on real medical data, which confirmed the effectiveness of the system.