Інтелектуальна інформаційна система стоматологічної клініки

Abstract

Медичні інформаційні системи (МІС) є ключовими для поєднання бізнес-процесів у сфері охорони здоров'я з технологіями обробки інформації, спрямованими на покращення медичного обслуговування [1]. Ця робота фокусується на аналізі клінічних інформаційних систем, які є спеціалізованим відгалуженням загальних медичних інформаційних систем [2]. Такі системи критично важливі для ефективної медичної допомоги, оскільки вони забезпечують збереження та централізоване управління даними пацієнтів [3]. Вони сприяють зниженню медичних помилок, підвищують точність документації, зменшують зайві витрати та підвищують якість лікування. Основна задача клінічних інформаційних систем полягає у зборі, збереженні, обробці та своєчасній передачі інформації медичним фахівцям для швидкого та точного ухвалення рішень. Розроблена в рамках цієї роботи інформаційна система призначена для стоматологів і спрямована на спрощення доступу до медичних карток пацієнтів. Система надає стоматологам функції реєстрації нових пацієнтів, завантаження медичних зображень з автоматичним визначенням рентгенівських знімків, ведення розкладу, пошуку потрібних пацієнтів, а також занесення інформації про проведені процедури у медичну картку. У межах дослідження було також звернуто увагу на імплементацію безпеки даних пацієнтів, що є критичною складовою будь-якої медичної інформаційної системи. Розроблена система забезпечує захист даних за допомогою сучасних методів шифрування та автентифікації, що дозволяє забезпечити конфіденційність і цілісність інформації. Особлива увага була приділена регулярному оновленню захисних механізмів відповідно до найновіших стандартів безпеки, що забезпечує надійний захист від зовнішніх та внутрішніх загроз. Такий підхід дозволяє стоматологам не тільки забезпечити надійне зберігання медичних записів, а й забезпечити їх доступність для конкретних медичних процедур. Відповідно до вступу об’єктом дослідження є визначення структури та процесу роботи стоматологічної клініки, а саме роботи стоматологів з пацієнтами для створення інформаційної системи. Предметом дослідження є методи і інструменти для створення інтелектуальної системи управління, яка дозволить стоматологам з однієї клініки спільно використовувати єдину базу даних пацієнтів. Наукова новизна одержаних результатів. В даній роботі використано технології створення нейромереж для визначення рентгенівських зображень. Метою виконання кваліфікаційної роботи є проектування та розробка інформаційної системи стоматологічної клініки, завданням якої буде зберігання та зручний доступ до даних пацієнтів. Система призначена для використання стоматологами з однієї клініки, що можуть мати спільних пацієнтів. В даній роботі була створена нейромережа для визначення рентгенівських зображень. Тестування розробленої моделі машинного навчання на базі ML.NET продемонструвало високу ефективність у класифікації медичних зображень. Модель була тренована на наборі з 8099 зображень, який включав 3982 рентгенівські знімки та 4117 звичайних фотографій. Після процесу тренування, модель досягла точності класифікації на рівні 99%. Цей високий рівень точності підтверджує здатність моделі ефективно розрізняти рентгенівські знімки від звичайних фотографій, що є ключовим для покращення діагностичних процедур в стоматологічних клініках. Відповідно до напрацювань та розрахунків, наведених у кваліфікаційній роботі, а саме: аналізу програм аналогів та інформації про предметну область у першому розділі, системного аналізу об’єкту досліджень у другому розділі та вибору технологічних засобів розробки у третьому розділі, було реалізовано інформаційну систему стоматологічної клініки вигляді клієнтського настільного додатку під назвою «DentalClinicClient» та серверного додатку «DentalClinicServer». «DentalClinicServer» розгортається на сервері, після чого можна підключатись до цього сервера з додатку «DentalClinicClient». Система призначена для невеликих стоматологічних клінік та є готова до практичного застосування.Medical Information Systems (MIS) are crucial for integrating healthcare business processes with information technologies aimed at improving medical services [1]. This work focuses on the analysis of Clinical Information Systems, which are a specialized branch of general medical information systems [2]. Such systems are critical for effective medical care as they ensure the preservation and centralized management of patient data [3]. They contribute to reducing medical errors, enhancing documentation accuracy, reducing unnecessary medical expenses, and improving the quality of care. The primary task of clinical information systems is to collect, preserve, process, and timely transmit information to medical professionals for quick and accurate decision-making. The information system developed in this study is designed for dentists and aims to simplify access to patient medical records. The system provides dentists with functionalities for registering new patients, uploading medical images with automatic identification of X-ray images, managing schedules, searching for necessary patients, and recording the procedures performed in the patient's medical record.. Within the scope of the research, attention was also paid to the implementation of data security for patients, which is a critical component of any medical information system. The developed system ensures data protection through modern encryption and authentication methods, which safeguard the confidentiality and integrity of the information. Special attention was given to the regular updating of security mechanisms in accordance with the latest security standards, providing robust protection against external and internal threats. This approach allows dentists not only to ensure the secure storage of medical records but also to maintain their accessibility for specific medical procedures. According to the introduction, the study object is the determination of the structure and process of the dental clinic's operations, specifically the work of dentists with patients for the creation of an information system. The scope of the research is the methods and tools for creating an intelligent management system that will allow dentists from a single clinic to jointly use a unified database of patients. The scientific novelty of the obtained results. This work utilizes neural network creation technologies to develop neural networks for the identification of X-ray images. The goal of the qualification work is the design and development of the information system of the dental clinic, the task of which will be storage and convenient access to patient data. The system is intended for use by dentists from one clinic, who may have common patients. In this work, a neural network was developed to identify radiographic images. Testing the developed machine learning model based on ML.NET demonstrated high efficiency in classifying medical images. The model was trained on a dataset of 8099 images, which included 3982 radiographic images and 4117 regular photos. After the training process, the model achieved a classification accuracy of 99%. This high level of accuracy confirms the model's ability to effectively distinguish radiographic images from regular photos, which is crucial for improving diagnostic procedures in dental clinics. In accordance with the developments and calculations presented in the qualification work, namely: analysis of analog programs and information on the subject area in the first section, systematic analysis of the object of research in the second section and the choice of technological development tools in the third section, in the form of a client desktop application called "DentalClinicClient" and a server application "DentalClinicServer". "DentalClinicServer" is deployed on a server, after which you can connect to this server from the "DentalClinicClient" application. The system is designed for small dental clinics and is ready for practical use. Key words: dentistry, patients, clinic, information system, medicine. Reference. 1. Ball, M.J., and Lillis, J., 2001. E-health: transforming the physician/patient relationship, Int. J. Med. Inform. 61 (1) 1–10. 2. Mohd. Nabil Almunawar, Muhammad Anshari. 2012. Health Information Systems (HIS), Concept and Technology. 3. Kuhn, K.A., and Giuse D.A., 2001, From Hospital Information systems to Health Information Systems; Problems, Challanges, Perspectives, Method Inform Med 4/2001.