Классификация медицинских информационных систем (МИС).
Информационная система – организационно упорядоченная совокупность документов и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.
Обработка информации в информационной системе может осуществляться ручным, механизированным, автоматизированным и автоматическим способом.
Применение компьютерной техники в медицине происходит на различных уровнях в структуре здравоохранения:
1) базовом (клиническом) уровне (врачами разных профилей),
2) уровне учреждений (поликлиники, стационары, диспансеры, скорая помощь),
3) территориальном уровне (специализированные службы и регион. органы управления),
4) федеральном уровне (федеральные учреждения и органы управления).
В пределах каждого уровня информационные системы обычно еще делятся по функциональному принципу, т. е. по целям и задачам, которые они решают
Медицинские информационные системы базового уровня.
МИС базового уровня – это системы информационной поддержки технологических процессов. Системы этого уровня предназначены для информационного обеспечения принятия решенийв профессиональной деятельности врачей разных специальностей. Они позволяют повысить качество профилактической и лечебно-диагностической работы, особенно в условиях массового обслуживания при дефиците времени и квалифицированных специалистов.
Цель МИС базового уровня: компьютерная поддержка работы врача-клинициста, гигиениста, лаборанта и др.
По решаемым задачам медико-технологические ИС разделяют на группы:
1) информационно-справочные системы;
|
|
2) консультативно-диагностические системы;
3) приборно-компьютерные системы;
4) автоматизированные рабочие места специалистов.
1.1. Медицинские информационно-справочные системы.
МИСС – простейший вид ИС, который используется на всех уровнях здравоохранения. Это фактически базы и банки данных, они предназначены для ввода, хранения, поиска и выдачи медицинской справочной информации по запросу пользователя, это может быть научная информация по различным медицинским дисциплинам, справочная статистическая и технологическая информация широкого профиля, учетно-документальная информация.
Информационно-справочные системы (ИСС) – это средство надежного хранения профессиональных знаний, обеспечивающее удобный и быстрый поиск необходимых сведений.
Особенность систем этого класса:
1) они не осуществляют обработку информации, а только предоставляют ее;
2) обеспечивают быстрый доступ к требуемым сведениям.
Информационно-справочные системы разделяют:
1) по видам хранимой информации (клиническая, научная, нормативно-правовая и т.д),
2) по её характеру (первичная, вторичная, оперативная, обзорно-аналитическая),
3) по объектовому признаку (ЛПУ, лекарственные средства и др.).
ИСС делят на:
- документальные,
- фактографические,
- полнотекстовые информационно-справочные системы.
Документальные ИСС содержат сведения о документах, которые нужно еще изучить.
Фактографические ИСС сообщают уже готовые результаты поиска информации, например, противоядия, физиологические нормы, фармакодинамика (сочетаемые и не сочетаемые медикаменты, их дозировка, замена и т.п.), симптоматика, течение и лечение конкретного заболевания, антибактериальная терапия, антибиотики.
|
|
Т.к. в текущей работе врача, в организационно-управленческой деятельности, в научно-медицинских исследованиях оперативный доступ к фактографическим данным более важен, чем доступ к документальным данным, поэтому растёт число фактографических ИСС.
Примером такой ИСС является система по ядовитым веществам, созданная в 1985г. в Институте токсикологии (Санкт-Петербург). Система предназначалась для решения задач идентификации неизвестного вещества и поиска его свойств. Система включает базы данных по сильнодействующим ядовитым веществам (110 веществ) и по пестицидам (650 веществ). Каждое вещество характеризовалось 21 показателем, которые отражают общие данные, физико-химические свойства, токсичность, проявление токсического действия, безопасные уровни содержания в окружающей среде и продуктах питания и др.
В настоящее время имеется большое число коммерческих ИСС, распространяемых обычно на компакт-дисках (CD). Примерами таких систем являются:
1. «Кокрановская электронная библиотека» (Кокрановское Сотрудничество, Москва). Это библиографическая система, представляющая собой базу данных научных медицинских исследований, содержащая систематические обзоры.
2. «РКТ в диагностике легких и средостения» (ПО ВИДАР, Москва) – это электронный атлас, где представлены основы нормальной КТ-анатомии, коллекция КТ «срезов», сагиттальных и фронтальных реконструкций при наиболее часто встречающихся заболеваниях органов грудной полости.
|
|
3. «Ремедиум: производство лекарственных средств в России» (Ремедиум, Москва). Фактографическая система, содержащая данные по объемам производства лекарственных средств на территории России, осуществляет поиск по торговому наименованию лекарственного средства, производителю, фарм-группе в ИСС.
4. Информационно-поисковая система по международной классификации МКБ-10 (БМС, Мурманск).
При построении ИСС наблюдается тенденция перехода от централизованных систем к распределенным ИСС и базам данных (на уровне учреждения, города, региона) в рамках создания единой информационной среды.
Особое значение имеет интеграция МИСС в единую информационную сеть Интернет, что обеспечивает доступ любого врача-пользователя к информации и обмен этой информацией. В настоящее время МИСС широко представлены в Интернете.
1.2. Медицинские консультативно-диагностические системы.
Исторически консультативно-диагностические системы (КДС) начали развиваться одними из первых медицинских информационных систем. Первая зарубежная КДС появилась в 1956 г.
Назначение МКДС: диагностика патологических состояний при заболеваниях различного профиля и для разных категорий больных, включая прогноз и выработку рекомендаций по способам лечения.
Входной информацией для таких систем служат данные о симптомах заболевания, которые вводят в компьютер в диалоговом режиме, или в формате специально разработанных информационных карт.
По способу решения задач диагностики МКДС делятся на:
1) вероятностные системы. В них реализуется так называемый байесовский статистический подход, который позволяет проводить вычисления вероятности заболевания по его априорной и условной вероятностям, связывающим процессы с их характерными признаками. Априорная вероятность определяется путем подсчета частоты появления того или иного состояния в выборке. Условные вероятности рассчитываются, исходя из частоты появления отдельного признака при определенном состоянии;
2) экспертные системы. ЭС принадлежат к классу систем «искусственного интеллекта», включающих базу знаний с набором эвристических алгоритмов, где реализуется логика принятия диагностического решения опытным врачом.
Примеры ЭС для диагностики, прогнозирования и мониторинга:
1. Одной из самых известных является система «МYСIМ», разработанная в начале 80-гг. в Стэнфордском университете (США). Система МYСIМ – это экспертная система, предназначенная для работы в области диагностики и лечения заражения крови и менингитных инфекции. Система ставит соответствующий диагноз, исходя из представленных ей симптомов, и рекомендует курс медикаментозного лечения любой из диагностированных инфекций. Она состоит в общей сложности из 450 правил, применение которых к исходных данным, приводит к решению задач. Поэтому качество диагностики системы оценивается, как стоящее на уровне квалифицированного врача.
2. ЭС «ДИАНА-5» (СПбМАПО, С.-Петербург). Это экспертная система для диагностики и выбора тактики при болях в животе, предназначенная для фельдшера. Система осуществляет формирование предварительных диагностических предположений при подозрении на острое хирургическое заболевание органов брюшной полости или другие заболевания, сопровождающиеся болями в животе и/или рвотой.
3. ЭС «ПсихоНевролог» разработана в научно-медицинском центре «РАДИКС» (Москва). Система используется при лечении больных с пограничными психическими нарушениями как при соматических, так и при собственно психических заболеваниях (прежде всего различных формах неврозов).
4. «SETH» (Франция, 1992-94 гг.) – экспертная система, специализирующаяся на клинической токсикологии. Цель SETH: оказание квалифицированную помощь при назначении пациенту лекарственного средства и выполнении текущего контроля хода заболевания. Это система оказания срочной медицинской помощи.
5. «PERFEX» (США, 1992-1997 гг.) является экспертной системой для автоматической интерпретации кардиотонических спектральных данных. Эта система определяет длительность и серьезность заболеваний коронарной артерии из анализа распределений перфузии. Система относится к лабораторным экспертных систем, использующих алгоритмы распознавания образов.
Наиболее важные области применения МКДС:
- неотложные и угрожающие состояния, которые характеризуются дефицитом времени, ограниченными возможностями обследования и консультаций и нередко скудной клинической симптоматикой при высокой степени угрозы для жизни больных и быстрых темпах развития процесса;
- для дистанционной консультативной помощи - это особенно актуально в условиях значительной удаленности стационара, специализированных лечебных учреждений.
Опыт использования МКДС доказывает существенное повышение качества диагностики, что не только уменьшает неоправданные потери, но и позволяет более эффективно использовать ресурсы помощи, регламентировать объем необходимых обследований и, наконец, повысить профессиональный уровень врачей, для которых такая система выступает одновременно и как обучающая.
В настоящее время, консультативно-диагностические системы не получили достаточно широкого распространения в практической медицине и, в основном, используются как составная часть других систем, например, медицинских приборно-компьютерных систем. Это связано, в первую очередь, со сложностью задачи диагностики: в реальной жизни число всевозможных ситуаций и, соответственно, «диагностических правил» оказалось так велико, что система либо начинает требовать большего количества дополнительной информации о больном, либо резко снижается точность диагностики.
1.3. Медицинские приборно-компьютерные системы.
В настоящее время одним из основных направлений информатизации медицины является компьютеризация медицинской аппаратуры. Использование компьютера в сочетании с измерительной и управляющей техникой в медицинской практике позволило создать новые эффективные средства для обеспечения автоматизированного сбора информации о состоянии больного, ее обработки в режиме реального времени и целенаправленного воздействии на пациента. Этот процесс привел к созданию медицинских приборно-компьютерных систем (МПКС), которые подняли на новый качественный уровень инструментальные методы исследования и интенсивную терапию.
Назначение МПКС: информационная поддержка и автоматизация диагностического и лечебного процесса, осуществляемого при непосредственном контакте с организмом больного (например, при проведении хирургических операций с использованием лазерных установок или ультразвуковая терапия заболеваний пародонта в стоматологии).
Особенность МПКС: работа в условиях непосредственного контакта с объектом исследования в режиме реального времени.
МПКС представляют собой сложные программно-аппаратные комплексы. Для работы МПКС, помимо вычислительной техники, необходимы специальные медицинские приборы, оборудование, телетехника, средства связи.
Системы этого класса позволяют повысить качество профилактической и лечебно-диагностической работы, особенно в условиях массового обслуживания при дефиците времени и квалифицированных специалистов. Это достигается за счет увеличения скорости и полноты обработки медико-биологической информации. Однако такие результаты стали возможны за счет определенного усложнения системы, что предъявляет дополнительные требования уже к пользователю-врачу.
Классификация МПКС.
По функциональным возможностям МПКС подразделяются на:
1) Специализированные (однофункциональные) системы предназначены для проведения исследований одного вида (например, электрокардиографических).
2) Многофункциональные системы позволяют проводить исследования нескольких видов (например, электрокардиографические и электроэнцефалографические).
3) Комплексные системы обеспечивают комплексную автоматизацию. Например, мониторная система для автоматизации палаты интенсивного наблюдения, позволяющая отслеживать важнейшие физиологические параметры пациентов, а также контролировать функционирование аппаратов искусственной вентиляции легких.
По назначению МПКС разделяют на ряд классов:
1) системы для проведения функциональных и морфологических исследований;
2) мониторные системы предназначены для длительного непрерывного наблюдения за состоянием пациента в первую очередь в палатах интенсивной терапии, операционных и послеоперационных отделениях;
3) системы управления лечебным процессом и реабилитации – это автоматизированные системы интенсивной терапии, системы биологической обратной связи, а также протезы и искусственные органы, создаваемые на основе микропроцессорной технологии;
4) системы лабораторной диагностики – системы, предназначенные для автоматизированной обработки данных лабораторных исследований (системы для анализа крови, мочи, клеток, тканей человека и т.п., данных для микробиологических и вирусологических исследований и др.);
5) системы для научных медико-биологических исследований, позволяющих осуществлять более детальное и глубокое изучение состояния организма больного.
Структура МПКС.
МПКС – это сложный программно-аппаратный комплекс, в нём выделяют три основные составляющие: медицинское, аппаратное и программное обеспечение.
Медицинское обеспечение – это комплекс медицинских предписаний, нормативов, методик и правил, обеспечивающих оказание медицинской помощи посредством этой системы. Это могут быть наборы используемых методик, измеряемых физиологических параметров и методов их измерения (точность, пределы и т. д.), определение способов и допустимых границ воздействия системы на пациента.
Под аппаратным обеспечением понимают способы реализации технической части системы, включающей средства получения медико-биологической информации, средства осуществления лечебных воздействий и средства вычислительной техники (специализированные микропроцессорные устройства или универсальные ЭВМ).
В самом общем виде блок-схема аппаратной части МПКС представлена на рис. 1.
 |
Рис. 1. Общая структура МПКС.
К программному обеспечению относят математические методы обработки медико-биологической информации, алгоритмы и собственно программы, которые обеспечивают функционирование всей системы.
Медицинское обеспечение разрабатывается постановщиками задач – врачами соответствующих специальностей, аппаратное – инженерами, специалистами по медицинской и вычислительной технике. Программное обеспечение создается программистами или специалистами по компьютерным технологиям.