EDV -VERWALTUNG + Intensiv - MONITORING
//Systembeschreibung 4/84//Uni Stuttgart
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Kurzfassung:
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Um die in realtime anfallenden Monitoring Daten sichern und
statistisch aufbereiten zu koennen, haben wir einen PC d. 8 Bit-
Klasse an die Biosignal-Darstellung gekoppelt. Der Datenverwaltung
wurde ein Experten-System angeschlossen, das die Biosignale speziell
zeitabhaengig verwaltet. Diese Software wurde in Datenbank-Sprache und
in Assembler erstellt.
1. Massnahmen
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Wir haben bei der grafischen Umsetzung auf Kurvengrafik verzichtet und
nur Balkengrafik verwendet, weil die Daten nicht unschaerfer gemacht
werden sollten, durch "Mittelwerte". Folgende Berechnungen erfolgten:
Vernetzung aller Biosignale durch MW, Einzelabweichung
(v.MW,NORMAL,MINMAX, ALARMMARKEN), Varianzen, Varianzanalysen,
Regressionen, Korrelationen; Zerlegung in Module (zeitabhaengige und
Verrechnung der Module miteinander (ein voller Statistik- durchgang
pro Messreihe (=Biosignale), erfolgte in 80s, sodass kein
Datenverlust der gepufferten Biosignale erfolgte).
2. Das Expertensysten
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Das Expertensystem ist eine "intelligente" Datenbank, die per
Algorithmus logische Zugriffe ermoeglicht (das ist das System). Der
Experte ist der Mediziner, der die aus vorliegenden Krankengeschichten
uebertragenen Daten einer Interpretationsmatritze zugeordnet hat (Wir
hatten besonders negative Zustaende der Patienten als
Abfrage-Bedingung im Netzwerk markiert, sodass bei vergleichbarer
Entwicklung im Bericht (des Systems hingewiesen werden konnte).
Die Grundueberlegungen unserer Arbeit:
1.1 Unterstellung, der "indirekten" Korre-
lation die zwischen allen Biosignalen
besteht, bedingt durch den Patienten.
1.2 Das "Gemeinsame aller Biosignale ist
der mathematisierte Patient.
2.1 Alle Biosignale sind mathematische Ab-
leitungen, z.T. in verschieden Zahlen-
bereichen.
2.2 Unterstellt wird ein beliebig grosse
"Unschaerfe der Messung, die normal-
verteilt sei"
2.3 Die Unschaerfe entsteht beim Heraus-
greifen (Isolieren einer Submenge)
durch Wandlung in eine arithmetrische
Funktion, plus hardware u. messbedingte
Messfehler.
3.1 Unterstellung, dass es einen Entschei-
dungsbaum gibt, der den Haushalt des
Patienten steuert.
3.2 Unterstellung, dass der "E-Baum"
analog einer beliebig dimensionierten
Matrix angelegt ist, die im Makrobe-
reich determiniertes Verhalten erwar-
ten lassen kann.
3.3 Unterstellung, dass durch Analyse der
Veraenderungsraten der Biosignale (in
der Zeit) auf das Zeitverhalten des
"E-Baums" mit definierter Wahrschein-
lichkeit geschlossen werden kann.
3.4 Unterstellung, dass durch Analyse der
Korrelationsvarianzen auf die Maechtig-
keit des Entscheidungsbaums mit defi-
nierter Wahrscheinlichkeit geschlossen
werden kann.
4.1 Unterstellung, dass alle Ableitung Teil
der unerfuellbaren Gleichung
BIOSIGNAL= ENTSCHEIDUNGSHAUSHALT ist.
5.1 Unterstellung, dass das Maximale fuer
den Patienten getan wird und die Ana-
lyse der Medikamentation zur Aussagen-
verdichtung hier nichts beitragen kann,
weil im BioSignal bereits enthalten.
A GRUNDLAGEN
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Wir haben nur Verbrennung/Verbruehungs-
Daten fuer die Initialisierung des Systems
verwendet. Sie sind handgemessen und ent-
sprechend unscharf. Wir verzichteten da-
rauf, sie, nach entsprechenden Tests, zu
korrigieren, da grossteils die Entschei-
dungsfindung mit diesen und folgenden Daten
getroffen wurde und sie ein System bilde-
ten.
Nach Pruefung der Experten-Systeme fuer
Mikros haben wir uns fuer eine der Pascal-
Sprache nahestehende Struktur entschieden
und die in Maschinensprache entwickelte
Datenbank dBase gewaehlt. Wir erwei-
terten die Rechen-und Grafikmoeglichkeit
durch eigene Routinen.
Wir meinen, dass Expertensysteme als Basis
eine zuverlaessige Datenbank haben muessen,
damit das Problem der multiplen Logik
zuerst mit einem (theoretisch) unbegrenztem
"Gedaechtnis" angegangen werden kann.
Wir haben nur die notwendigsten logischen
Kalkuels gesetzt, beschraenkten uns auf
einfache Bedingungen und vermieden so un-
uebersichtliche Folgerungen.Der Bereich
Datenverwaltung wurde optimiert.
B BESCHRAENKUNGEN:
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Mit der Konzentration auf Datensicherung und
Datenverwaltung haben wir auf moegliche
Aussagen verzichtet, die wohl in Experten-
kreisen angezweifelt werden (muessen),
jedoch oft brauchbare Begleitung der Erwar-
tungshaltung der Mediziner sein koennen.
Wir sehen unser System als direkte Fort-
setzung des Monitorings.
Wir unterwarfen die Daten einem Statistik-
paket, das Strukturen ZEITABHAENGIG
herausarbeitete.
Mit dem Aufzeigen der Datensituation endet
das System, es ist nur Buchhalter. Der
Mediziner kann seine Entscheidungen auf das
Zahlenwerk (und die automatisch erstellten
"Berichte" abgleichen.
C METHODEN
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Die Basis des Systems sind Biosignale, die
derzeit statistisch auf 2.4 Mio. Netzwerk-
punkte hochgerechnet wurden. Diese Basis
wird laufend erweitert, jedoch kann sie
nicht wesentlich die Logistik der Intensiv-
medizin erweitern, sondern dient nur der
fortwaehrenden Ueberarbeitung und
"Verschaerfung" der Aussagen.
Wir haben die ueblichen statistischen
Methoden eingesetzt.
Wie erwartet gab es keine wesentlichen,
neuen Aussagen, ob die Ableitung Bio-
Signal allein, durch die Methodik der
Medizin, deutlicher ist.
Um zu Aussagen zu kommen, teilten wir das
Problem in Biosignalwert (z.B. 39.5 T.)
und Biosignalveraenderungsrate (z.B. in
welcher Zeit wurden 39.5 T. erreicht).
Erstes ist der uebliche Beurteilungsrahmen,
waehrend die Veraenderungsrate im
Monitoring nicht annaehernd einzuschaetzen
ist.
Ferner gaben wir dem System testweise
beliebige Normal-und Grenzwerte (Alarm-
Marken) ein, um Aussagen nur durch Berech-
nung zu erzwingen.
D ERGEBNISSE
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Es wurde der mathematisierbare Patient
unterstellt, der analog seiner "Wirklichkeit"
in ein mehrdimensionales Netzwerk
eingebunden werden kann. Alle Ableitung von
ihm steht quasi fuer den in seiner Zeit
gebundenen Kraeftehaushalt.
Ferner: der "E-Baum" seines Haushalts
sei gepuffert und das System muss sein
Timing schnellstens analysieren
= (Organfunktionalitaet).
Zweitens muss das System die Maechtigkeit
seines "E-Baums" aufdecken (Relation:
Biosignal-Mittelwert zu "NORMAL").
Das Zeitmodus und das Relationsmodus
werden vom System "selbstlernend" eingear-
beitet in die Datenverwaltung und
definieren stichprobenweise und fort-
geschrieben das Verhaeltnis zu den
Alarmmarken, auf die regressiv zugegrif-
fen wird bei Erstellung der Berichte.
Das Zeitmodus wird entwickelt indem die
Veraenderungsrate der Biosignale auto-
matisch errechnet wird (Regressionen zur
Zeitachse). Die Ergebnisse werden in der
Datenbank abgelegt und routinemaessig
abgefragt, sodass Veraenderungen im Zeit-
verhalten sofort gemeldet werden koennen.
Das Relationsmodus wird fortwaehrend
kontrolliert (Varianzanalysen), gesavt
und fortgeschrieben, sodass relationaler
Zugriff automatisch erfolgen kann.
Die Regressions - Analyse: Veraenderungsrate
zu Maechtigkeit ergibt das spezielle
Leistungsprofil des Patienten.
E LITERATUR
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1/ BUTENANDT,I., COERDT,I.: Verbrennungen
im Kindesalter, Enke Stuttgart
2/ EIGEN,Manfred, WINKLER,Ruthild
Das Spiel, Piper Muenchen
3/ HOFFMANN,Oscar: Biomedizinische
Statistik, Luther Sprendlingen
4/ KAISER,E.,MUEHLBAUER,J.Die Elementare
Tests z. Beurtlg.v.Messd. B.I.Mannheim
5/ RAMM,B., HOFMANN,G.: Biomathematik,
Enke Stuttgart
6/ REINHARDT,F.,SOEDER,H.: dtv-Atlas zur
Mathematik, dtv Muenchen
7/ WAISMANN,Friedrich: Einfuehrung i.d.
mathem. Denken, dtv Muenchen
8/ WALLIS,W., ROBERTS,H.: Methoden d.
Statistik, Rowohlt Hamburg
9/ WIENER,Norbert: Kybernetik,
Rowohlt Hamburg
10/ WINGERT,Friedrich: Medizinische
Informatik, Teubner Stuttgart
11/ WIRTH,Niklaus: Systematisches
Programmieren, Teubner Stuttgart
Systembeschreibung 5.4.86 (fuer Prof.W***)
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Uebernahme von 7 Parametern analog + 1 Alarmleitung
Monitor?Rechner + 1 Alarmleitung Tape/EKG-Schreiber.
Abtastrate beliebig. Wandlung in digitale Daten.
Saven der Daten alle 5 m (=MW aus 5 m).
Berechnung: MW,Varianz(analyse),Tendenz (Hochrechnung),
Zeitmodulentwicklung. Schnittstelle zum
Expertensystem (Mustererkennung + Entwicklung)
Darstellung: Grafik auf dem Bildschirm (Histogramm) mit
eingeblendeten MW. Zeitumfang ca. 30 h.
Tendenz-Hochrechnung f. naechsten 6 h;dabei
werden Software-Alarmmarken gesetzt, sodass
bei definierter Abweichung (Ist/Soll Analyse)
"stiller" Alarm vor dem Monitor gegeben
werden kann.
Dokumentation: Ausdruck aller Daten beliebiger Zeitraeume
(bis 8 Tage zurueck) moeglich. Ausdruck der
Zeitmodule, Varianzanalysen, Medikamentationen,
etc.
(In Entwicklung eine Monitior-Alarm-Schaltung, bei der das
analoge Herzsignal auf Tape geschrieben wird, zwecks spaetere
Auswertung E-System; Alarmmitschreibung des EKG-Schreibers
soll integriert werden)
Bei einem 8 Betten-Monitoring ist als Hardware MDT
erforderlich; Software: Mehrplatzbetriebsssystem+Echtzeit-
betriebssystem etc.
Empfehlenswert waere Datensicherung auf Tape und Konver-
tierung, sodass die Daten fuer Wissenschaftspakete auf
anderen Rechnern eingesetzt werden koennen.
//10-2009//