|
ИНФОРМАТИКА В МЕДИЦИНЕ
М. В. Кононов, зав. кафедрой медицинской радиофизики Киевского национального университета имени Тараса Шевченко,
С. П. Радченко, ассистент кафедры.
Появление персонального компьютера в конце 80-х годов послужило бурным толчком для развития многих отраслей науки и техники. Компьютеризация коснулась и медицины. Нельзя сказать, что до появления настольных вычислительных систем в медицине вычислительная техника вообще не использовалась. Например, один из наиболее мощных методов диагностики – рентгеновская томография – принципиально основана на применении сложных математических методов обработки приборной информации и даже получила другое название – компьютерная томография. Однако в данном случае врача касается только результат – набор диагностических изображений, получаемых на приборе. Непосредственная работа с компьютером возлагается на инженерный персонал томографа. Компактность, относительная доступность и простота использования персонального компьютера значительно приблизили современную вычислительную технику ко всем, кто имеет отношение к работе с информацией, в том числе и непрофессионалам в области использования математических методов обработки данных. В настоящее время уже практически никто не может себе представить, как можно подготовить научную статью, деловое письмо, доклад без компьютера. Появляется компьютер и на столах врачей в нашей стране. Но, к сожалению, для многих это мощное средство обработки информации является только комбинацией умной пишущей машинки с средством для домашних развлечений. В действительности, возможности компьютера значительно шире. Давайте попробуем разобраться, что может получить от применения настольного или мобильного компьютера практикующий врач.
Медицина, в особенности диагностика, тесно связана с накоплением и обработкой информации. Соответственно от качества методов работы с информацией зависит надежность диагностики и в дальнейшем эффективность лечения. В плане работы с информацией диагностика опирается на получение данных о текущем состоянии пациента и их интерпретацию. Получение данных основывается на имеющихся на настоящий момент методах исследования и в контексте данной статьи не представляет особого интереса. Что касается интерпретации полученных данных, вопрос не столь простой, как он может показаться на первый взгляд. Традиционно врач при анализе полученных данных исходит из наличия определенных признаков заболеваний, которые выявляются данным обследованием. Наиболее простым является случай, когда заболеванию соответствует однозначный набор признаков. Но организм – очень сложная система, такой случай встречается редко. Чаще наблюдаются признаки, которые с некоторой вероятностью соответствуют каким-либо заболеваниям. Хорошо, если есть возможность провести дополнительное исследование для получения увеличения количества признаков. Однако такой возможности может и не быть. Именно в связи с неполнотой данных и зачастую отсутствием четкого порога в интерпретации параметра часто возникают проблемы в постановке надежного диагноза, а на первое место в качестве работы врача-диагноста выходит опыт предыдущей работы.
Таким образом для повышения качества диагностики есть потребность в накоплении и статистическом анализе данных, получаемых при наблюдении многих пациентов, детальном отслеживании состояния пациента на протяжении длительного периода, использовании компьютерных экспертных систем – программ, которые помогают поставить диагноз на основе сравнения текущих данных с ранее накопленными.
Для отслеживании состояния пациента на протяжении жизни используется медицинская карта (история болезни) пациента – бумажный многостраничный документ заполняемый в основном рукописно. На протяжении десятилетий этот документ был единственной возможностью накопления систематизированной информации о пациенте.
В таком бумажном виде медицинская карта не отвечает многим современным требованиям, особенно в условиях страховой и коммерческой медицины, когда неточность диагноза, нечеткость записи или даже ее даты может повлечь сложное судебное разбирательство с исками на большую сумму. У нас в стране подобное – пока экзотика, но как показывает мировой медицинский опыт, качество ведения документации во многом является гарантией юридического статуса врача или клинического учреждения. Современное состояние медицинской карты как юридического документа далеко от идеала. Что касается непосредственно медицинского использования, большой проблемой, например, является анализ временных зависимостей из-за слабой структурированности карты и неопрятности самих рукописных записей. В ряде случаев сохраняется только последний вариант анализов, значительное количество приборных исследований имеет характер выписок, то есть комментариев врачей-диагностов, которые выполнили интерпретацию диагностической информации, а сами данные, если и сохраняются, то в архиве диагностического отделения и получить к ним оперативный доступ довольно сложно.
Внедрение в медицинскую практику информатиционных технологий позволяет коренным образом изменить ситуацию, хотя на пути к этому есть еще множество проблем, которые необходимо решать совместными усилиями программистов-разработчиков и врачей-практиков.
Что же представляет из себя электронная медицинская карта и что она дает для врача? Такой вариант медицинской карты является информационной системой, которая опирается на технологию реляционных баз данных. Реляционной базой данных является некоторая таблица (или несколько связанных таблиц), в которой хранится произвольное количество записей – четко структурированных строк данных. Такой способ хранения информации позволяет удобно, в автоматическом режиме, отбирать данные по некоторому признаку или набору признаков, упорядочивать их отображение по различным столбцам таблицы, например, по дате, фамилии, диагнозу. Эта технология позволяют накапливать и хранить информацию, осуществлять ее быстрый поиск. Подобные информационные системы активно используются в управлении производством, банковском деле, других областях хозяйственной и научной деятельности. Современные средства разработки прикладных программ позволяют совместить базы данных с функциями дополнительной обработки данных – рассчитывать статистические параметры, строить диаграммы, упрощать создание отчетов.
При работе с медицинской информацией такая информационная система относится не к определенному пациенту а к широкой группе (уровень клинического учреждения, района, города, страны). Таким образом медицинской карте пациента соответствует выборка из общей базы данных соответствующего уровня по признаку данного пациента. Электронная форма медицинской карты облегчает решение многих задач:
-
документирование (накопление, надежное хранение, возможность удобного просмотра) произвольной медицинской информации о пациенте с привязкой к календарной дате и пациенту;
-
поиск (фильтрацию по набору признаков) необходимой информации;
-
отслеживание временной зависимости отдельных диагностических параметров;
-
исследование эффективности работы – отслеживание корреляции отдельных зависимостей для пациента, формирование интегральных статистических зависимостей уровня клинического учреждения и т.д.
Естественно, такая информационная система предполагает наличие удобных средств ввода и отображения информации. Для ввода текстовой и цифровой информации предоставляются формы (бланки), отображаемые на экране компьютера. При возможности формализации данных (формирование конечного или дополняемого списка значений вводимого параметра) выбор значения делается из предоставляемого списка. В систему могут добавляться всевозможные электронные справочники (классификатор диагнозов, лекарственных средств, адресная книга и т.д.). Предусматриваются средства импорта данных аппаратных обследований. Многие современные медицинские приборы (томографы, флюорографы, ультразвуковые сканеры, кардиографы и т.д.) формируют результат непосредственно в электронном виде. Имеются даже международные стандарты, например, DICOM, для приборной диагностической информации. Для защиты данных от случайной потери в результате аварии оборудования или преднамеренного взлома хранилища данных такие информационные системы размещаются на хорошо защищенных серверах, имеющих средства резервного копирования данных и журналирования состояния.
При работе с информационной системой врач может достаточно быстро вводить новую информацию (естественно при соответствующей квалификации работы с клавиатурой), ее систематизировать в виде таблиц и графиков, сравнить имеющийся случай с подобными для уточнения диагноза и оценки перспектив развития состояния пациента, быстро составлять отчеты и выписки, значительная часть текстов которых может формироваться автоматически и методом копирования. При глобализации такой системы кроме имеющейся выписки врач может получить быстрый доступ непосредственно к диагностической информации. Эти преимущества способствуют достаточно быстрому внедрению информационных технологий в современную западную медицину.
К сожалению, даже в условиях клиник, имеющих самое современное оборудование, достаточное количество компьютеров, соединенных в единую сеть, имеются значительные проблемы для максимально широкого использования подобных систем, и активно ведутся разработки как методов работы, так и стандартов, программного и аппаратного обеспечения. Ведется также обучение персонала. В условиях нашей страны ситуация является намного более сложной. Только некоторые клинические учреждения имеют локальные компьютерные сети и выход в Интернет, причем даже в этом случае количество компьютеров явно недостаточное. Прямой перенос западных разработок (и даже стандартов) на условия Украины часто прсто невозможен. Имеются проблемы работы с славянским алфавитом, необходимость перенастройки структуризации данных. Поэтому информатизация медицины в Украине требует активной работы местных специалистов, как в области информационных технологий, так и в области медицины.
Переход украинских медиков к современным информационным технологиям возможен по пути создания и внедрения локальных информационных систем диагностических центров, отдельных врачей, формирование единых и в то же время гибких форматов хранения диагностических данных, с последующим объединением таких индивидуальных рабочих мест в единые сети, сначала – уровня клинического учреждения, затем более высокого, вплоть до общегосударственного. Параллельно с этим врачи-практики должны осознать такую потребность, в чем-то побороть консерватизм. Эффективность медицинской информационной системы во многом зависит также от максимально возможной формализации диагностической информации, для которой требуется активное сотрудничество разработчиков и медиков.
В рамках первых этапов информатизации украинской медицины активно могут развиваться системы телемедицинских консультаций – эффективный способ взаимопомощи врачей-практиков в диагностировании наиболее сложных случаев. Под телемедициной обычно понимают совместное применение информационных и телекоммуникационных средств для потребностей медицины – удаленное консультирование, медицинская телеметрия, использование Интернета для повышения квалификации и распространения медицинских знаний. Телемедицинская консультативная служба предполагает создание сети рабочих мест для отправки диагностической и сопутствующей информации специалистам-консультантам из заранее определенной группы. Может предусматриваться также возможность интерактивной сеансовой связи с консультантом или с коллегами. При этом в зависимости от пропускной способности коммуникационных каналов может использоваться голосовая связь или текстовый диалог, возможна также работа с диагностическими изображениями, мультимедийной информацией.
Среди других применений компьютера для медицины можно отметить автоматизацию диагностики. Одним из таких приложений является скрининг – фильтрация по некоторому набору диагностических параметров пациентов при масовых обследования и выделение группы риска для проведения более полного обследования. При этом не требуется высокой достоверности первичной диагностики, поскольку порог отбора может быть задан с достаточным запасом. Для скрининга могут использоваться довольно простые алгоритмы типа дерева признаков или расчета некоторой весовой метрики входных параметров. Более сложные диагностические программы – экспертные системы – опираются на некоторую базу знаний, формируемые накоплением опыта из применения других методов диагностики. Они используют сложные алгоритмы, основаные на анализе связей между признаками или опираються на модели нейронных сетей, которые могут самонастраиваться по некоторой обучающей выборке, что делает их практически универсальными. Для получения объективной диагностической информации может использоваться текстурный анализ томограмм или ультразвуковых изображений, автоматическое выделение объектов, определение кроличественных характеристик с последующей их идентификацией и классификация при помощи систем распознавания образов.
Такие системы компьютерной диагностики могут использоваться как совместно с информационными системами типа электронной истории болезни, так и автономно, например непосредственно в диагностических центрах или в кабинетах приема врачей-специалистов. Совместно с диагностическим оборудованием могут использоваться также специальные прикладные программы, оптимизированные под узкое использование – настройку оптимальной визуализации, построение произвольных срезов или проекций, трехмерное моделирование, совмещение изображений, форматирование групп изображений для печати. Все это избавляет врачей-диагностов от и вспомогательный персонал от рутинных операций, значительно упрощает, облегчает и в конечном счете ускоряет их работу. В Украине такие программные продукты активно разрабатываются и внедряются.
Таким образом, совмесно с физичскими методами диагностики, информатика постепенно осваивает рабочее место врача. Образование таких новых сложных направлений, как медицинская информатика и медицинская физика, требует и подготовки новых специалистов. Среди активных разработчиков в этой сфере кафедра медицинской радиофизики (http://www.univ.kiev.ua/medrph.html) Киевского национального университета имени Тараса Шевченко. Она заинтересована в контактах с врачами-практиками для ведения научных разработок в области медицинской информатики и развития методов приборной диагностики, обучение студентов и подготовки специалистов. Кафедра была создана в 1995 году на радиофизическом факультета университета для подготовки специалистов-физиков, знающих медико-биологическую специфику, ориентированных на использование физических методов для иследования быологических робьектов, на работу с медицинским оборудованием, разработку и развитие методов аппаратной диагностики, компьютерной обработки диагностической информации. В рамках научной работы, проводимой сотрудниками кафедры, ведутся разработки экспертных систем, получение дополнительных диагностических данных, основанных на физических принципах современной диагностики, локальных информационных систем для диагностических центров, телемедицинских консультативных систем. Выполненные разработки используются в Институте нейрохирургии АМН Украины, Институте онкологии, некоторых клиниках Киева и других городов. Ведутся совместные работы с Центром радиационной медицины АМН Украины. Кафедра медицинской радиофизики готова к любому взаимодействию с медиками любых уровней и специализаций для развития подобных разработок и уверена во взаимной выгодности подобного сотрудничества.
|