5 курс / ОЗИЗО Общественное здоровье и здравоохранение / Хай Г.А. Информатика для медиков

ГЛАВА 12.

МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Медицинские информационные системы используются для решения различных задач. Важнейшие из них - диагностика, прогнозирование, выбор оптимального метода лечения и математическая обработка данных исследований. В случаях, не требующих сложных вычислений, используют таблицы и графические блок-схемы в виде "дерева решений". Трудоемкие вычислительные и логические процедуры реализуют на компьютере.

Разработке таблиц, логических блок-схем и, в особенности, алгоритмов и программ для компьютера предшествует большая совместная работа врачей и программистов.

Диагностика. В настоящее время для широкого круга заболеваний наиболее приемлемыми являются автоматизированные экспертные системы. В этом классе систем используется обработка профессиональных знаний, а алгоритм распознавания в наибольшей мере приближается к диагностической клинической логике.

Прогнозирование. Математические модели прогнозирования основываются на установлении численной значимости признаков и их совокупностей в оценке вероятностей возникновения, течения и исходов заболеваний. Наиболее труден индивидуальный прогноз, и здесь немаловажную роль играют методы поиска клинических прецедентов, что возможно при наличии компьютера, хранящего информационные массивы на множество больных.

Выбор оптимального метода лечения. Математические модели этого выбора основываются на теории принятия оптимальных решений, которая находит применение и в клинической медицине. Особенно важен такой выбор в случае неопределенного диагноза и прогноза - при недостаточной информации.

Математическая обработка результатов исследований. Автоматизированные системы обработки медико-биологической информации можно разделить на две группы.

К первой группе относятся комплексы программ, реализующие на компьютере сложные вычисления, необходимые для получения результатов различных лабораторных исследований, в частности биохимических. Ко второй группе относятся приборнокомпьютерные системы, предназначенные для расшифровки электрофизиологических сигналов (ЭКГ, ЭЭГ) и для цифровой обработки изображений (радионуклидное сканирование, КТ, МРТ, УЗИ и др.). В этом случае компьютер конструктивно объединен с аппаратом. Диагностические возможности и практическое значение таких систем трудно переоценить.

Разработаны также различные микропроцессорные системы для автоматического управления нарушенными функциями организма и искусственными органами, например для выбора дозы инсулина в искусственной поджелудочной железе.

Базы данных предназначены для работы с большими информационными массивами - архивом историй болезни, контингента-ми больных и др. БД снабжены специальной программой, позволяющей пользователю получить необходимые сведения в заданных комбинациях в виде таблиц или распечаток по отдельным наблюдениям. Эти задачи успешно решаются с помощью различных систем управления базами данных.

Автоматизированные информационные системы обеспечивают самые разнообразные виды организационной и административной деятельности лечебных учреждений и специализированной медицинской помощи - от ведения документации до управления ресурсами.

АИС "Скорая помощь" оптимизирует распределение выездных бригад по профилю и по территории, оценивает срочность вызова, направление госпитализации и загруженность дежурящих стационаров, оказывает врачам консультативную помощь.

АИС в лечебном учреждении имеет ряд периферийных устройств - терминалов, связанных локальной сетью, которыми обеспечиваются персональные автоматизированные рабочие места (АРМ). Это дает врачу возможность получить необходимые сведения из центрального хранилища информации, а также использовать ряд программ, в том числе справочного характера, нужных ему для работы. АРМ врача обеспечивается ПК.

Структура информационного обеспечения автоматизированного рабочего места врача стационара (на примере АРМ хирурга)

Наиболее важные области в практике работы хирурга общего профиля:

-неотложные состояния, вызванные заболеванием органов брюшной полости, включающие широкий спектр патологических состояний различного генеза (воспалительные и деструктивные процессы, сосудистые поражения, травма, кровотечения из пищеварительного тракта, абдоминальные послеоперационные осложнения и т. п.);

-хирургическая инфекция (гнойно-септические заболевания - локализация, возбудитель, распространенность, динамика);

-своевременная диагностика рака пищеварительного тракта;

-поражение брюшной аорты и ее ветвей;

-тромбоэмболии;

-поражение воротной вены, портальная гипертензия, цирроз печени;

-язвенная болезнь, желчнокаменная болезнь, панкреатит;

-"неспецифические" болевые синдромы;

-язвенный колит;

-кишечные инфекции,

-токсикоинфекции; гепатиты;

-острые отравления;

-сахарный диабет;

-почечная недостаточность;

-лейкозы;

-пиелонефрит;

-неотложные гинекологические заболевания;

-васкулиты;

-коллагенозы.

Традиционно целью создания АРМ считается информационное обеспечение на базе современной компьютерной технологии разнообразных сторон деятельности работника в период его пребывания в служебном помещении. Предполагается также, что в это время он может использовать технику не только для решения служебных проблем, но и для личных нужд. В то же время особенности работы хирурга требуют его присутствия в различных помещениях стационара, поэтому доступ к компьютеру должен быть обеспечен ему повсюду. Таким образом, понятие АРМ не связывается со стабильным местом, например, с письменным столом в ординаторской, а охватывает все точки, где он должен иметь выход в локальную информационную сеть или доступ к компьютеру.

Такими точками для хирурга являются:

-ординаторская своего отделения и любого другого отделения, где он консультирует

иработает;

-перевязочная, смотровые и диагностические кабинеты;

-приемное отделение;

-операционный блок;

-палата (на портативном компьютере или терминале);

-библиотека;

-конференц-зал;

-комната для бесед с родственниками;

-отделение реанимации и интенсивной терапии;

-кабинет консультативного приема в поликлиническом отделении.

Таким образом, персональным местом оказывается только рабочий стол, а остальные точки являются рабочими местами коллективного пользования, что в известной мере вписывается в понятие коллективного участия в лечебном процессе. При этом степень независимости врача ограничивается, а контроль его деятельности усиливается.

Часть перечисленных рабочих мест может быть обеспечена только терминалами, другие точки, в том числе и основное место, должны иметь ПК полной конфигурации.

Поскольку работа врача стационара только в каждый отдельный момент является индивидуальной работой врача с больным, а в целом является работой с потоком, множеством пациентов, ее информационный аспект должен быть связан с динамикой этого потока, т. е. с организационной подсистемой АИС "Стационар" - с сетевым графиком движения больных. Кроме того, работа клинициста в крупном стационаре связана со всем многообразием деятельности самого учреждения и потому ее информационный аспект не может существовать независимо от административной и

хозяйственной подсистем АИС "Стационар".

Если же речь идет о клиническом учреждении, на базе которого работают кафедры медицинских институтов или НИИ, то неизбежно возникает необходимость в информационных связях с подсистемами "Кафедра", включая задачи "Учебный процесс" и "Научная работа".

Конфигурация локальной информационной сети ЛПУ является не только технической проблемой. Она зависит от функций каждой категории рабочих мест, а эти функции, в свою очередь, в значительной мере зависят от структуры административного управления в данном учреждении и от особенностей маршрутов больных каждого профиля (а иногда "обладателей" каждой нозологической формы) внутри больницы, т. е. от сетевого графика в рамках организационной подсистемы.

Таким образом, построение информационной сети и определение конкретных функций каждого рабочего места не может быть самостоятельной проблемой, а является вторичной задачей и для каждого учреждения решается по-разному. Это обстоятельство существенно сужает перспективы использования типовых разработок. В любом случае общий типовой проект информационной системы должен

быть адаптирован к особенностям структуры и связей каждого ЛПУ, даже построенного по типовому проекту.

Для построения структурной схемы информационной сети целесообразно "наложить" ее на схему служебной иерархии и на сетевой график. В любом случае необходимо иметь в виду два обстоятельства:

Центральной должностной фигурой в больнице, лицом, обеспечивающим решение главной задачи, ради которой существует стационар, является ординатор. Вся администрация и все службы должны обеспечить ему комфортные условия оптимальной деятельности и доступ к необходимой информации.

Вся работа ординатора в известном смысле направлена на выполнение сетевого графика (графиков) прохождения потока больных через "свои койки" в оптимальном режиме при соблюдении высокого профессионального уровня (качества) лечения и нормативной меры надежности результатов.

Для составления таких графиков целесообразно использовать оптимизационные математические модели, но их реализация требует обеспечения нормальных режимов работы всех подразделений стационара, что сегодня может рассматриваться лишь как перспектива, так как в реально существующих условиях человеческие решения оказываются предпочтительнее. На самом же деле структура и служебная иерархия ЛПУ должны быть подчинены решению главной задачи стационара - качественному лечению тех больных, которые не могут быть излечены в иных условиях.

Основные типы информационных систем для АРМ ординатора

Консультативные диагностические системы

Из них наиболее перспективны сегодня экспертные системы. Они ориентированы на конкретного пользователя с учетом его возможностей получения информации о больном и реальных условий осуществления лечебных мероприятий в необходимом объеме.

Для лечебных учреждений разного ранга (районная больница, ЦРБ, областная больница, больница скорой помощи, специализированная клиника) база знаний и алгоритм работы таких систем имеют различия.

Наиболее важные области применения - неотложные и угрожающие состояния, характеризующиеся дефицитом времени, ограниченными возможностями обследования и консультаций и нередко скудной клинической симптоматикой при высокой степени угрозы для жизни и быстром развитии процесса.

Справочные системы

Медицинские справочные системы отличаются от консультативных тем, что при получении справки не используется информация о конкретном больном. Такие справки носят не персональный, а предметный характер.

Например:

-симптоматика, течение и лечение конкретного заболевания;

-клинические нормативы, статистические данные по ряду нозологических форм;

-сведения из оперативной хирургии и топографической анатомии;

-физиологические нормы;

-фармакодинамика, сочетающиеся и не сочетающиеся лекарственные средства, их дозировка и целесообразные прописи, замена и т. п.;

-антибактериальная терапия, антибиотики;

-противоядия.

Справочные системы могут иметь и немедицинский характер, но в случае их хранения в общей базе данных они касаются деятельности врача и больницы, а в случае хранения на рабочем месте врача они не имеют никаких ограничений.

Системы прогнозирования

Сюда входят:

-системы оценки операционного (хирургического и анестезиологического) риска;

-прогнозирование хирургических осложнений при хронических заболеваниях

(ущемление грыжи, перфорация гастродуоденальной язвы и т. д.);

-прогнозирование послеоперационных осложнений;

-прогнозирование возникновения заболеваний (выявление предрасположенности);

-прогнозирование течения и исходов заболеваний и травм;

-прогнозирование эффективности различных методов лечения.

Системы принятия решений

Сюда входят:

-выбор оптимального плана лечения при альтернативном диагнозе;

-выбор оптимальной тактики при высоком операционном риске (определение предела допустимого риска хирургических операций);

-выбор оптимальной тактики при неопределенном прогнозе в случаях, как острых, так

ихронических заболеваний;

-выбор метода профилактики послеоперационных осложнений;

-выбор метода профилактики возникновения заболеваний при высокой предрасположенности к ним;

-выбор оптимальной тактики в условиях массового поступления пострадавших при ограниченных ресурсах;

-принятие решения о необходимости очной консультации - как по своей, так и по смежным и иным специальностям.

Вспомогательные информационные системы

Сюда входят:

- системы поиска клинических прецедентов. Создание таких систем станет возможным по мере накопления банков данных о лечившихся больных. При этом необходим доступ к коллективному

банку данных, объединяющему сведения по материалам многих учреждений;

-системы прогнозирования используют соответствующие статистические модели, но могут оперировать также знаниями экспертов;

-системы принятия решений могут использовать опыт экспертов, но в основном опираются на оптимизационные математические модели выбора решений.

Целесообразно объединение ряда задач в одной консультативной системе. Например:

- неотложная диагностика, оценка операционного риска, выбор оптимальной тактики с учетом допустимого периода наблюдения и уточнения диагноза;

- прогнозирование обострения хронического заболевания и определение допустимого предела риска плановой операции и т. д.

Информация для решения этих задач может храниться как в единой базе данных (больничная, территориальная, консультативный центр) так и на диске ПК.

К медико-технологическим системам относятся также системы обработки данных исследований (например, биохимических) и мониторно-компьютерные системы, однако они не являются непосредственной областью работы хирурга.

Впрочем, при хорошей оснащенности СВТ возможны не только использование компьютерного надзора за состоянием жизненно важных систем в условиях отделения интенсивной терапии и реанимации, но и систематическое и периодическое автоматизированное наблюдение за рядом процессов у больных, находящихся в удовлетворительном состоянии в хирургическом отделении, суммирование и анализ данных такого наблюдения, выдача заключений и рекомендаций врачу.

Такая обработанная телеметрическая информация может быть отнесена к непосредственной компетенции ординатора.

Прочие служебные информационные системы

Сюда входят:

-системы учета и анализа работы;

-медицинская документация;

-сервисные системы.

В общем деле компьютеризации лечебного учреждения решающая доля успеха зависит от информационного обеспечения АРМ клиницистов и от того, насколько удастся при этом учесть и удовлетворить их специфические запросы.

ГЛАВА 13.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ НА РАЗРАБОТКУ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

В создании любой информационной системы участвуют две стороны: постановщик задачи, представляющий интересы потенциального пользователя, и разработчикпрограммист или специалист по компьютерной технологии, выдающий конечную продукцию - программное средство. Для решения простейших задач современные программные средства общего назначения иногда позволяют хорошо подготовленному пользователю совместить эти две стороны в одном лице. Что же касается более серьезных и сложных разработок, то этим должны заниматься профессионалы - каждый в своем деле.

Любая постановка задачи складывается из последовательных этапов:

-формулировка цели, т. е. ответ на вопрос: "что надо?";

-мысленное моделирование, включающее представление о предмете, путях решения задачи и формулировку желаемых результатов;

-словесное (лингвистическое) описание вышеизложенного, лучше не устное, а на бумаге, с обязательным перечислением исходных данных (входной информации) и желаемых форм представления результатов решения(выходной информации);

-формализованное (математизированное) описание вышеизложенного,

учитывая, что чем глубже уровень формализации, тем надежнее будут результаты работы программиста, хотя в принципе формализация является не благом, а вынужденной мерой, обусловленной устройством компьютера;

-необходимо также сформулировать критерий эффективности работы будущей системы, т. е. численную меру достижения поставленной цели; иными словами, надо ответить на вопрос: "что является объектом подсчета при получении искомого

результата?";

-и, наконец, алгоритмизация решения, т. е. описание последовательности действий, которые необходимо произвести с входной информацией, чтобы получить искомые результаты на выходе;

-если речь идет о типичных стандартных вычислительных процедурах, или о создании электронных таблиц, или о построении некоторых баз данных, то используют готовые пакеты прикладных программ с заложенными в них типовыми алгоритмами получения решений.

Задачи, решаемые с помощью компьютерной технологии в клинической, профилактической медицине и в здравоохранении, чрезвычайно многообразны. Они

различаются как по целям и содержанию, так и по областям и по уровню использования в иерархической структуре отрасли. Весьма схематично их можно классифицировать следующим образом:

• Управление здравоохранением (и системой ГСЭН):

-на федеральном уровне;

-на территориальном уровне.

•Управление специализированными медицинскими службами.

•Управление лечебно-профилактическими учреждениями.

•Управление учебными заведениями.

•Информационная поддержка работы медицинского персонала.

•Информационное обеспечение экстренной медицинской помощи при чрезвычайных ситуациях (ЭМП при ЧС).

•Мониторинг уровня здоровья населения.

•Информационное обеспечение научной работы.

В известной степени самостоятельной задачей является разработка системы информационного обмена при работе в компьютерных сетях.

Несмотря на очевидное различие информационных систем, предназначенных для решения таких задач, сама по себе постановка каждой из них, помимо приведенных выше этапов, имеет обязательную внутреннюю структуру, состоящую из шести основных характеристик.

1.Назначение информационной системы, программного средства, базы данных и т. п. Этот пункт включает не только формулировку цели разработки, но и определение содержания и объема входной и выходной информации, а также способов ее дальнейшего использования для достижения поставленной цели.

2.Уровень медицинской помощи (доврачебный, врачебный догоспитальный, стационарный - неспециализированный или специализированный) или уровень управления (территориальный, учрежденческий и т. п.), на котором будет использоваться разработка. Необходимо четко сформулировать, кто, где и когда может стать пользователем задуманной системы.