Перспективи розвитку медичних інформаційних систем

 

Класифікація медичних інформаційних систем

Медичні апаратно-комп'ютерні системи

Інформаційні системи в медичній діагностиці

Інформаційні системи медичного моніторингу

Системи управління лікувальним процесом

Перспективи розвитку медичних інформаційних систем

Список використаної літератури

 

 

Ключовою ланкою в інформатизації охорони здоров'я є інформаційна система. Класифікація медичних інформаційних систем грунтується на ієрархічному принципі і відповідає багаторівневій структурі охорони здоров'я. Розрізняють:

1) медичні інформаційні системи базового рівня, основна мета яких – комп'ютерна підтримка роботи лікарів різних спеціальностей, вони дозволяють підвищити якість профілактичної і лабораторно-діагностичної роботи, особливо в умовах масового обслуговування при дефіциті часу кваліфікованих фахівців. За розв'язуваними завданнями виділяють:

інформаційно-довідкові системи (призначені для пошуку і видачі медичної інформації на запит користувача) ;

консультативно-діагностичні системи (для діагностики патологічних станів, включаючи прогноз і рекомендації зі способів лікування, при захворюваннях різного профілю) ;

апаратно-комп'ютерні системи (для інформаційної підтримки або автоматизації діагностичного і лікувального процесу при безпосередньому контакті з організмом хворого) ;

автоматизовані робочі місця фахівців (для автоматизації всього технологічного процесу лікаря відповідної спеціальності і забезпечення інформаційної підтримки при прийнятті діагностичних і тактичних лікарських рішень) ;

2) медичні інформаційні системи рівня лікувально-профілактичних установ. Представлені наступними основними групами:

інформаційними системами консультативних центрів (призначені для забезпечення функціонування відповідних підрозділів та інформаційної підтримки лікарів при консультуванні, діагностиці і прийнятті рішень при невідкладних станах) ;

банками інформації медичних служб (містять зведені дані про якісний і кількісний склад працівників установи, прикріпленого населення, основні статистичні відомості, характеристики районів обслуговування та інші необхідні відомості) ;

персоніфікованими регістрами (містять інформацію щодо прикріпленого або спостережуваного контингенту на основі формалізованої історії хвороби або амбулаторної карти) ;

скрінінговими системами (для проведення долікарського профілактичного огляду населення, а також для виявлення груп ризику і хворих, що потребують у допомоги фахівця) ;

інформаційними системами лікувально-профілактичної установи (засновані на об'єднанні всіх інформаційних потоків у єдину систему і забезпечують автоматизацію різних видів діяльності установи) ;

інформаційними системами НДІ і медичних вузів (вирішують 3 основні завдання: інформатизацію технологічного процесу навчання, науково-дослідної роботи і управлінської діяльності НДІ і вузів) ;

3) медичні інформаційні системи територіального рівня. Представлені:

системи територіального органу охорони здоров'я;

системи для вирішення медико-технологічних завдань, які забезпечують інформаційною підтримкою діяльність медичних працівників спеціалізованих медичних служб;

комп'ютерні телекомунікаційні медичні мережі, які забезпечують створення єдиного інформаційного простору на рівні регіону;

федеральний рівень, призначений для інформаційної підтримки державного рівня системи охорони здоров'я.

 

 

Важливим різновидом спеціалізованих медичних інформаційних систем є медичні апаратно-комп'ютерні системи (МАКС).

На сьогодні одним з напрямків інформатизації медицини є комп'ютеризація медичної апаратури. Використання комп'ютера у поєднанні з вимірювальною і управляючою технікою в медичній практиці дозволило створити нові ефективні засоби для забезпечення автоматизованого збору інформації про стан хворого, її обробки в реальному масштабі часу і управління її станом. Цей процес привів до створення МАКС, які підняли на новий якісний рівень інструментальні методи дослідження та інтенсивну терапію. МАКС відносяться до медичних інформаційних систем базового рівня. Основна характерна риса систем цього класу – робота в умовах безпосереднього контакту з об'єктом дослідження і у реальному режимі часу. Вони являють собою складні програмно-апаратні комплекси. Для роботи МАКС, крім обчислювальної техніки, необхідні спеціальні медичні прилади, устаткування, телетехніка та засоби зв'язку.

Типовими представниками МАКС є медичні системи моніторингу за станом хворих, наприклад, при проведенні складних операцій, системи комп'ютерного аналізу даних томографії, ультразвукової діагностики, радіографії, системи автоматизованого аналізу даних мікробіологічних і вірусологічних досліджень, аналізу клітин і тканин людини.

У МАКС можна виділити три основні складові:

медичне забезпечення;

апаратне забезпечення;

програмне забезпечення.

З точки зору МАКС медичне забезпечення містить у собі способи реалізації медичних завдань, розв'язуваних відповідно до можливостей апаратної і програмної частин системи. До медичного забезпечення відносять набори методик, вимірюваних фізіологічних параметрів і методів їх вимірювання, визначення способів і допустимих меж впливу системи на пацієнта.

Під апаратним забезпеченням розуміють способи реалізації технічної частини системи, які включають засоби одержання медико-біологічної інформації, засоби здійснення лікувального впливу і засоби обчислювальної техніки. До програмного забезпечення відносять математичні методи обробки медико-біологічної інформації, алгоритми і власне програми, які реалізують функціонування всієї системи.

 

 

Розробка і впровадження інформаційних систем в області медичних технологій є досить актуальним завданням. Аналіз застосування персональних ЕОМ у медичних установах показує, що комп'ютери в основному використовуються для обробки текстової документації, зберігання і обробки баз даних, статистики. Частина ЕОМ використовується разом з різними діагностичними і лікувальними приладами. У більшості цих областей використання ЕОМ застосовують стандартне програмне забезпечення – текстові редактори, СУБД та ін., тому створення інформаційної організаційно-технічної системи, здатної вчасно і вірогідно встановити діагноз хворого і обрати ефективну тактику лікування, є актуальним завданням інформатизації.

Завдання діагностики в області медицини можна визначити як знаходження залежності між симптомами (вхідними даними) і діагнозом (вихідними даними). Для реалізації ефективної організаційно-технічної системи діагностики необхідно використовувати методи штучного інтелекту. Доцільність такого підходу підтверджує аналіз даних, використовуваних при медичній діагностиці, що показує, що вони володіють цілим рядом особливостей, таких як якісний характер інформації, наявність пропусків даних, велике число змінних при відносно невеликому числі спостережень.

Крім того, значна складність об'єкта спостереження (захворювань) нерідко не дозволяє побудувати навіть вербальний опис лікарем процедури діагнозу. Інтерпретація медичних даних, отриманих у результаті діагностики і лікування, стає одним з серйозних напрямків нейронних мереж. При цьому існує проблема їх коректної інтерпретації. Широке коло завдань, розв'язуваних за допомогою нейромереж, поки що не дозволяє створити універсальні потужні мережі, змушуючи розробляти спеціалізовані нейронні мережі, які функціонують за різними алгоритмами. Основними перевагами нейронних мереж для вирішення складних завдань медичної діагностики є відсутність необхідності задання у явній формі математичної моделі і перевірки справедливості серйозних допущень для використання статистичних методів, інваріантість методу синтезу щодо розмірності простору, ознак і розмірів нейронних мереж тощо. Однак використання нейронних мереж для завдань медичної діагностики також пов'язано з рядом серйозних труднощів. До них варто віднести необхідність великого обсягу вибірки для настроювання мережі, орієнтованість математичного апарата на кількісні змінні та ін.

 

 

Завдання оперативної оцінки стану пацієнта виникає в ряді досить важливих практичних напрямків у медицині і у першу чергу при безперервному спостереженні за хворим у палатах інтенсивної терапії, операційних і післяопераційних відділеннях. У цьому випадку потрібно на підставі тривалого і безперервного аналізу великого обсягу даних, які характеризують стан фізіологічних систем організму забезпечити не тільки оперативну діагностику ускладнень при лікуванні, але й прогнозування стану пацієнта, а також визначити оптимальну корекцію виникаючих порушень. Для вирішення цього завдання призначені моніторні МАКС.

До числа найбільш використовуваних при моніторингу параметрів відносяться електрокардіограма, тиск крові в різних крапках, частота дихання, температурна крива, вміст газів у крові, хвилинний об’єм кровообігу, вміст газів у видихуваному повітрі.

Апаратне забезпечення моніторних систем і аналогічних систем для функціональної діагностики принципово практично не відрізняється. Важливою особливістю моніторних систем є наявність засобів експрес-аналізу і візуалізації їх результатів у режимі реального часу. Це дозволяє відображати на екрані монітора динаміку різних похідних від контрольованих величин. Все це здійснюється в різних тимчасових масштабах, причому чим вища якість системи, тим більше можливостей спостереження динаміки контрольованих і пов'язаних з ними показників вона надає. Найчастіше моніторні системи використовуються для одночасного спостереження за станом від 1 до 6 хворих, причому в кожного з них може вивчатися до 16 основних фізіологічних параметрів.

 

 

До систем управління процесами лікування і реабілітації відносяться автоматизовані системи інтенсивної терапії, біологічного зворотного зв'язку, а також протези і штучні органи, створені на основі мікропроцесорних технологій. У системах управління лікувальним процесом на перше місце виходять завдання точного дозування кількісних параметрів роботи, стабільного утримання їх заданих значень в умовах динаміки фізіологічних характеристик організму пацієнта.

Під автоматизованими системами інтенсивної терапії розуміють системи, призначені для управління станом організму в лікувальних цілях, а також для його нормалізації, відновлення природних функцій органів і фізіологічних систем хворої людини, підтримки їх у межах норми. За реалізованою у них структурною конфігурацєюї системи інтенсивної терапії поділяють на два класи – системи програмного управління і замкнуті керуючі системи.

До систем програмного управління відносяться системи для здійснення лікувальних впливів, наприклад, фізіотерапевтична апаратура, оснащена засобами обчислювальної техніки, пристрої для вливання лікарських препаратів, апаратура для штучної вентиляції легенів та інгаляційного наркозу, апарати штучного кровообігу і т. д.

Замкнуті системи інтенсивної терапії структурно є більше складними МАКС, оскільки вони поєднують у собі завдання моніторингу, оцінки стану хворого і проведення управляючих лікувальних впливів, тому на практиці замкнуті системи інтенсивної терапії створюються тільки для дуже часткових, строго фіксованих завдань.

Системи біологічного зворотного зв'язку призначені для надання пацієнтові поточної інформації про функціонування його внутрішніх органів і систем, що дозволяє шляхом свідомого вольового впливу пацієнта досягати терапевтичного ефекту при певному виді патологій.

 

 

Медичні інформаційні технології містять у собі засоби впливу на організм зовнішніми інформаційними факторами, опис способів і методів їх застосування і процес навчання навичкам практичної діяльності. Відповідно подальший розвиток цих технологій вимагає розгляду і вирішення наступних практичних питань.

На першому місці стоїть гостре питання про необхідність широкого впровадження в клінічну практику апробованих засобів і методів інформаційного впливу, які відповідають таким вимогам, як безпека і простота їх використання, висока терапевтична ефективність застосування.

Наступним актуальним питанням є стимулювання і заохочення розробки і створення нових засобів і методів впливу на організм людини, які відповідають принципам і постулатам інформаційної медицини. Подальший розвиток і вдосконалення даної області медицини пов'язане з оптимізацією засобів і методів зворотного біологічного зв'язку при інформаційному впливі, адекватних змінах в організмі відповідно до принципів і постулатів інформаційної медицини.

Один з головних шляхів вирішення ряду медичних, соціальних та економічних проблем на сьогодні представляє інформатизація роботи медичного персоналу. До цих проблем відноситься пошук дієвих інструментів, здатних забезпечити підвищення трьох найважливіших показників охорони здоров'я: якості лікування, рівня безпеки пацієнтів, економічної ефективності медичної допомоги.

Базовою ланкою інформатизації є використання в лікарнях сучасних клінічних інформаційних систем, обладнаних механізмами підтримки прийняття рішень. Однак ці системи не одержали широкого розповсюдження, оскільки досі не розроблені наукові і методологічні підходи до створення клінічних інформаційних систем.

 

 

Ковальчук О. Я., Іваницький Р. І. Експертні системи в медицині. – Тернопіль: Тернопільська державна медична академія імені І. Я. Горбачевського, 2004.

Минцер О. П., Угаров Б. Н., Власов В. В. Методы обработки медицинской информации. – К. : Вища школа, 1991.

Хаїмзон І. І., Желіба В. Т., Основи медичної інформатики: Навч. посіб. – К. : Вища шк., 1998.