Features of designing and evaluating databases for medical information systems

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2026-51-1-197-203

Keywords:

medical information system, МIS, database design, interoperability, HL7 FHIR, Halstead metrics, Kingman's formula, integral quality indicator, data reliability, database architecture

Abstract

The article investigates the features of designing and evaluating databases (DB) for medical information systems (HIS). It examines the modern paradigm of transition to digital ecosystems and the role of HL7 FHIR and DICOM standards in ensuring interoperability. Particular attention is paid to the mathematical justification of design quality using Halstead metrics, queuing theory (M/M/1 model), and Kingman's formula for performance analysis. The author proposes a methodology for calculating an integral DB quality indicator, considering complexity, speed, reliability, and resource efficiency. The design stages based on DFD and ERD models are defined, and the advantages of hybrid architecture combining relational and NoSQL solutions for protecting sensitive medical data according to Ukrainian legislation are analyzed.

Author Biographies

S.V. Kostishyn, Vinnytsia National Technical University

Кaндидат технічних нaук, доцент кaфедри біомедичної інженерії та оптико-електронних систем

S.V. Tymchyk, Vinnytsia National Technical University

Кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри біомедичної інженерії та оптико електронних систем

I.O. Krivoruchko, Vinnytsia National Technical University

Ph.D., старший викладач кафедри біомедичної інженерії та оптикоелектронних систем

References

Voloshyn S. O. Analysis of technologies for creating medical information systems // Medical Informatics and Engineering. – 2009. – No. 3. – P. 71-75.

Problems of storing medical and biological information / V. V. Petrov, O. P. Mintser, A. A. Kryuchin, E. A. Kryuchina // Medical Informatics and Engineering. – 2017. – No. 3. – P.52-58.

Technical and technological issues of creating a medical electronic passport of a citizen of Ukraine / O. P. Mintser, L. Yu. Babintseva, I. V. Gorbov, M. S. Denysiuk // Medical Informatics and Engineering. – 2010. – No. 3. – P.21-26.

Makarenko M. V. Features of the implementation of Internet of Things technologies (Internet of things, IoT; Internet of medical things, IoМT) in the field of healthcare // Cybernetics and systems analysis / M.V. Makarenko // Scientific notes of V.I. Vernadsky TNU. Series: State administration. – 2021. – Vol. 32 (71). – No. 2. – P. 64-68.

Approach to software code analysis using Halstead metrics / O.V. Barmak, V.V. Kudryavtsev, Yu.V. Forkun, O.M. Yashina // Bulletin of the Khmelnytsky National University – 2021. – No. 3 (297). – P. 25-29.

Guillemin F. Analysis of the M/M/1 queue with processor sharing via spectral theory / Guillemin F., Boyer J. // Queueing Systems. – 2001. – №39 (4). – 377 p.

Shanthikumar J. Queueing theory for semiconductor manufacturing systems: a survey and open problems / IEEE Transactions on Automation Science and Engineering // Shanthikumar J., Ding S., Zhang, M. – 2007. – 4. – Р. 513. – URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/4312834

Sheldon R. What is high availability (HA)? Definition and guide / Robert Sheldon. – URL: https://www.techtarget.com/searchdatacenter/definition/high-availability

Pavlov S. V., Avrunin O. G., Zlepko S. M., Bodiansky E. V., Kolisnyk P. F., Lysenko O. M., Chaykovsky I. A., Filatov V. O. Intelligent technologies in medical diagnostics, treatment and rehabilitation: monograph. Vinnytsia: PP "TD "Edelweiss and K", 2019. 260 p.

Kozhemʼyako V. P. Optical-electronic methods and tools for processing and analyzing biomedical images [monograph] / V. P. Kozhemʼyako, S. V. Pavlov, K. I. Stanchuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM, 2006 – 203 p.

Pavlov S. V. Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages.

Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.

Downloads

Abstract views: 0

Published

2026-06-18

How to Cite

[1]
S. Kostishyn, S. Tymchyk, and I. Krivoruchko, “Features of designing and evaluating databases for medical information systems”, Опт-ел. інф-енерг. техн., vol. 51, no. 1, pp. 197–203, Jun. 2026.

Issue

Vol. 51 No. 1 (2026)

Section

Biomedical Optical And Electronic Systems And Devices

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).