Інформаційна система терапії та контролю стану пацієнта з діабетом

Abstract

Інформаційні технології широко застосовуються у найрізноманітніших галузях людської діяльності, в тому числі у медицині. Використання інформаційних технологій у медицині суттєво покращує якість та ефективність медичної допомоги; це сприяє зниженню захворюваності та смертності у населення, дозволяє підвищити точність діагностики [1]. Існує окремий клас інформаційних систем для застосування в медичній сфері – медичні інформаційні системи (МІС). Вони забезпечують збір, обробку, зберігання і виведення медичної інформації, такої як дані медперсоналу і пацієнтів, історія хвороби, електронні направлення до лікаря, фізіологічні показники стану пацієнта тощо. Деякі МІС забезпечують підтримку прийняття рішень у діагностиці та розробці алгоритму лікування. Залежно від призначення існують різні види медичних інформаційних систем. До них належать: • системи для управління роботою медзакладу; • електронні медичні картки пацієнта; • системи для діагностики хвороб; • системи моніторингу стану пацієнта тощо. Окреме місце в цьому переліку займають системи моніторингу стану пацієнта, які забезпечують постійний контроль над станом здоров’я пацієнта, збираючи дані про фізіологічні показники, такі як наприклад артеріальний тиск, частота пульсу, насиченість крові киснем, рівень глюкози в крові тощо. Такі системи мають дуже велике значення в медицині, адже вони суттєво полегшують лікування тих чи інших хвороб та допомагають уникнути ускладнень або суттєвого погіршення стану хворого, водночас спрощуючи сам процес спостереження за станом пацієнта і дозволяючи лікарям віддалено отримувати доступ до даних про стан хворого та на їх основі надавати рекомендації щодо лікування. Такі системи використовуються, в тому числі, і для лікування діабету, де особливо важливий постійний контроль над станом здоров’я, зокрема моніторинг рівня глюкози, контроль харчування тощо. Повністю вилікувати діабет неможливо, хворий повинен постійно слідкувати за своїм станом та дотримуватися дієти впродовж життя. Використання спеціальної інформаційної системи у лікуванні цього захворювання значно полегшує життя пацієнта, а також допомагає лікарям в організації подальшої терапії. Цим і зумовлена актуальність теми магістерської кваліфікаційної роботи, а також тим, що число людей, хворих на діабет, у світі постійно зростає, і згідно прогнозів, воно може вирости від 537 мільйонів у 2021 році до 643 мільйонів у 2030 році [2]. Метою дослідження є розробка програмного рішення, яке допоможе людям, хворим на діабет, у лікуванні та контролі їх стану здоров’я, а лікарям – отримувати миттєвий доступ до усіх даних, пов’язаних зі станом пацієнта, та здійснювати аналіз цих даних. Об’єкт дослідження – основні підходи до лікування пацієнтів з діабетом та контролю їх стану. Предмет дослідження – методи автоматизації процесу терапії та контролю за станом пацієнта з діабетом. В процесі виконання роботи було досягнуто наступних результатів: • здійснено огляд та аналіз літературних джерел, що стосуються теми роботи, та існуючих розробок-аналогів, в результаті чого виділено основні особливості цих розробок, їх переваги та недоліки; • виконано системний аналіз та обгрунтування проблеми – за допомогою методу аналізу ієрархій було визначено тип та конфігурацію системи, побудовано UML-діаграми для моделювання функціональності системи і взаємодії між її компонентами, визначено мету розроблення інформаційної системи, описано її призначення; • обрано методи і засоби для практичної реалізації системи, а саме фреймворк Flutter для написання мобільного додатку, React.js для створення веб-платформи, Node.js для сервера, MySQL Server для створення і керування базою даних інформаційної системи; здійснено детальний опис кожної технології; • реалізовано інформаційну систему з використанням обраних методів та засобів розробки, представлено контрольний приклад розробки, детально описано роботу системи. Інформаційна система складається з двох компонентів – мобільний застосунок для пацієнтів та веб-платформа для лікарів, яка надає всю необхідну інформацію про пацієнтів, дозволяє відстежувати їх стан і керувати процесом терапії. Основні функції розробленої системи: • обчислення точної кількості одиниць інсуліну, необхідного користувачеві в конкретний момент; • визначення кількості спожитих вуглеводів залежно від страви і її маси; • моніторинг стану пацієнта, ведення статистики, журналу подій.Information technologies are widely used in various areas of human activity, including medicine. The use of information technologies in medicine significantly improves the quality and efficiency of medical care; this contributes to the reduction of morbidity and mortality and allows to increase the accuracy of diagnosis [1]. There is a separate class of information systems for use in the medicine - medical information systems (MIS). They provide collection, processing, storage and output of medical information, such as medical personnel and patient data, medical history, electronic referrals to the doctor, physiological indicators of the patient's condition, etc. Some MIS’s provide support for decision-making in diagnosis and treatment algorithm development. Depending on the purpose, there are different types of medical information systems. They include: • systems for managing the work of a medical facility; • patient's electronic medical records; • systems for diagnosing diseases; • systems for monitoring the patient's condition, etc. A special place in this list is occupied by patient condition monitoring systems, which provide constant control over the patient's health by collecting data on physiological indicators, such as blood pressure, pulse rate, blood oxygen saturation, blood glucose level, etc. Such systems are very important in medicine, because they significantly facilitate the treatment of certain diseases and help to avoid complications or significant deterioration of the patient's condition, at the same time simplifying the process of monitoring the patient's condition and allowing doctors to remotely access data about the patient's condition and provide relevant treatment recommendations. Such systems are used, in particular, for the treatment of diabetes, where constant control over the health status is especially important, for example, glucose level monitoring, nutrition control, etc. It is impossible to completely cure diabetes, the patient must constantly monitor his condition and follow a diet throughout his life. The use of a special information system in the treatment of this disease greatly facilitates the patient's life, and also helps doctors in organizing further therapy. This is the reason for the relevance of master’s thesis topic, as well as the fact that the number of people with diabetes in the world is constantly increasing, and according to forecasts, it may grow from 537 million in 2021 to 643 million in 2030 [2]. The goal of the research is to develop a software that helps people with diabetes in the treatment and control of their health condition, and allows doctors to get instant access to all data related to the patient's condition and to perform analysis of this data. The study object is the main approaches to the treatment of patients with diabetes and the control of their condition. The scope of research is methods of automating the therapy process and monitoring the condition of the patient with diabetes. In the course of work, following results were achieved: • a review and analysis of literary sources related to the thesis topic was performed and analysis of existing analogues was carried out, as a result the main features, advantages and disadvantages of the analogues were highlighted; • system analysis and justification of the problem was performed - the type of the system was determined using the method of hierarchy analysis, UML diagrams were built to model the functionality of the system and the interaction between its components, a goal of the information system development was determined, and its purpose was described; • methods and tools for the practical implementation of the system were selected: Flutter framework for writing a mobile application, React.js for creating a web platform, Node.js for a server, MySQL Server for creating and managing an information system database; each technology was described in detail; • implementation of information system was performed using the selected methods and tools, a control example of the development was presented, and the operation of the system was described in detail. The information system consists of two components - a mobile application for patients and a web platform for doctors, which provides all the necessary information about patients, allows to monitor their condition and manage the therapy process. The main functions of the developed system: • calculation of the exact number of insulin units needed by the user at a specific moment; • determining the amount of consumed carbohydrates depending on the dish and its weight; • monitoring of the patient's condition, keeping statistics, log of events.