Registration Number
0822U100407, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
29-12-2021
popup.evolution
.
Title
Methods and means of assessing the human condition in medical cyberphysical systems
Author
Havano Bohdan Ivanovych,
popup.head Kytsun Hennadiy Vasyljovych
popup.opponent Rak Taras Yevgenovych
popup.opponent Lupenko Serhiy A.
popup.review Ivakhiv Orest Vasylyovych
popup.review Nakonechny Adrian Josyphovych
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Дисертація присвячена розв’язанню актуального науково-технічного завдання розроблення методів та засобів оцінювання стану людини на основі обробки виміряних життєвих показників сенсорами в медичній кіберфізичній системі.
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, сформульовано мету дослідження та науково-технічні завдання, необхідні для її досягнення, показано зв’язок дослідження з науковими програмами та темами, наведено наукову новизну отриманих результатів, їх практичну цінність та особистий внесок здобувача, надано інформацію про апробацію результатів роботи.
В першому розділі проведено аналіз існуючих підходів до побудови медичних кіберфізичних систем, а саме їх структури та архітектурних рішень серверного програмного забезпечення. Аналіз показав, що при проектуванні та реалізації медичних КФС, потрібно враховувати, що медичні дані є великими даними, а їх обробка повинна відбуватись паралельно. Згідно проведеному аналізу визначено архітектурні та функціональні вимоги до медичних КФС. Проведено аналіз принципів зберігання даних в медичних КФС. Постановлено задачі оцінювання стану людини.
У другому розділі запропоновано засоби обробки інформації в медичних кіберфізичних системах, результат виконання функцій яких є оцінюванням стану людини. Запропоновано модель обробки інформації в медичних КФС. Для розмежування засобів обробки інформації на окремі незалежні логічні елементи запропонована модель обробки інформації базується на основі мікросервісної архітектури, де кожен засіб є у вигляді мікросервісу. Запропоновано метод виявлення критичних подій в медичній кіберфізичній системі, який базується на одному з найбільш використовуваних посібників EWS та агрегованій оцінці життєвих показників стану людини. Запропоновано алгоритм класифікації пацієнтів та алгоритм діагностики захворювань.
У третьому розділі, згідно запропонованій моделі та засобам обробки інформації, пропонується структура медичної кіберфізичної системи. З даної структури виділено запропоновану архітектурно-інформаційну модель обробки інформації, яка базується на моделі обробки даних, в основі якої лежить мікросервісна архітектура з використанням API шлюзу. Проведено опис функціональних елементів архітектурно-інформаційної моделі обробки інформації. Чітка взаємодія функціональних елементів в архітектурно-інформаційній моделі обробки інформації є засобом оцінювання стану людини в медичній кіберфізичній системі. Описано бізнес логіку роботи медичної КФС, а саме систему зв’язків та залежностей елементів бізнес-даних та правил обробки цих даних.
У четвертому розділі описано реалізацію серверного програмного забезпечення медичної кіберфізичної системи, яке базується на запропонованій архітектурно-функціональній моделі обробки інформації. Реалізовано засіб автентифікації та авторизації користувачів; сервіс декларування фонових задач; засіб сповіщення про події, використовуючи 2 канали зв’язку; засіб виявлення критичних показників, в основі якого лежить запропонований метод виявлення критичних показників; засіб, який включає адаптовані алгоритми класифікації пацієнтів та діагностики захворювань; засоби обробки та агрегації виміряних показників. Описано принципи організації зберігання даних в реалізованій медичній кіберфізичній системі, з використанням сховищ різного типу, в залежності від потреби засобів обробки інформації. Описано принцип роботи медичної кіберфізичної системи «HealthyLungs», в якій впроваджувались запропоновані методи, засоби та модель обробки інформації.
Registration Date
2022-01-26
popup.nrat_date
2022-03-09 / 2026-07-01
