Тема:8 „ Типи nінформаційних nсистем в nгалузі охорони nздоров’я. nГоспітальні nінформаційні nсистеми та їх nрозвиток. nІндивідуальні nмедичні nкартки. nСтруктуризація nзмісту nелектронних nмедичних nкарток (ЕМК).”
Медичні nінформаційні nсистеми
Вимоги nдо nінформації
Інформаційні nпроцеси n(пошук, nзбирання, nзберігання, передавання, nопрацювання, nвикористання, nзахист nінформації) nприсутні у nвсіх областях nмедицини і nгалузі nохорони nздоров’я. nВажливою nскладовою nінформаційних nпроцесів є інформаційні nпотоки. Від nїх nвпорядкованості nзалежить nчіткість nфункціонування nгалузі в цілому nі nефективність nуправління nнею. Потоки nпочинаються nв місцях nвиникнення nінформації і nзабезпечують nїї доставку nдо місць прийняття nрішень. Вони nскладаються nз окремих nповідомлень, nвідображених nу сигналах і документах, nі рухаються в nпросторі і nчасі від nджерела інформації nдо nодержувача. nДля роботи з nінформаційними nпотоками nпризначені nінформаційні nсистеми (ІС).
Інформаційною nсистемою (ІС) nбудемо nназивати nорганізаційно-впорядковану nсукупність nдокументів n(масивів документів) nта nінформаційних nкомп’ютеризованих nтехнологій (з nвикористанням nзасобів nобчислювальної nтехніки і nзв’язку), що nреалізує інформаційні nпроцеси. ІС nрозрізняють nза галузями nзастосування. n
Обробка nінформації в nінформаційній nсистемі може nздійснюватись nручним, механічним, nавтоматизованим nі автоматичним nспособами. З nпоявою nкомп’ютерів nвідбулась nреволюція в nпроцесах nобробки nінформації, nвиникли нові nінформаційні nтехнології в nмедицині і nсистемі nохорони nздоров’я. Процес nзалучення nнових nінформаційних nтехнологій в nсистему nохорони nздоров’я і nмедицину nзазвичай називають nінформатизацією nсистеми nохорони nздоров’я.
Інформатизація n– це nреалізація nкомплексу nзаходів, nспрямованих nна nзабезпечення nповного і nсвоєчасного nвикористання nдостовірних nзнань у всіх nвидах nлюдської nдіяльності. nІнформатизація nсистеми nохорони nздоров’я – nодна із nскладових nцього nпроцесу. При nцьому метою nінформатизації nє прогрес в nсистемі nохорони nздоров’я в nнапрямках nрозвитку самої nслужби так і nконтролю за nстаном здоров’я nїї пацієнтів. nТехнологічною nі технічною nосновою nінформатизації nє досить nпотужна мережа nінформаційних nструктур, nорієнтованих nяк на nмедичних nпрацівників nтак і на nнаселення.
Моніторинг nздоров’я – nце система nоперативного nстеження за nстаном і nзмінами nздоров’я nнаселення, що nпредставляє nсобою nмеханізм отримання nрізнорівневої nінформації nдля поглибленого nоцінювання і nпрогнозування nздоров’я nнаселення за nрізні часові nінтервали, nщо. Головною nметою nстворення nсистеми моніторингу nздоров’я nнаселення є nорганізація nна базі нових nкомп’ютерних nтехнологій nдержавної nміжгалузевої nсистеми nзбору, nобробки, nзбереження і nподання nінформації, nщо nзабезпечує nдинамічну nоцінку nсуспільного nздоров’я та nінформаційну nпідтримку nприйняття nрішень, направлених nна їх nпокращення.
Основні nаспекти nінформатизації nмедичної nдіяльності
Можна nвиділити nтакі аспекти nінформатизації nмедичної nдіяльності: nмедичний, nтехнічний, nтехнологічний, nпсихолого-педагогічний. n
Медичний nаспект nполягає у nвідповідній nпідготовці nмедичних, nданих і знань n(формалізація, nєдність nтермінології, nстандартизація), nстворенні nінтерфейсу nзагальної nструктури nінформаційної nбази, nпобудові nматематичних nмоделей медико-біологічних nпроцесів n(фізіологічних nі nпатологічних) nі т. ін. nРозробка nтеоретичних nмоделей nподання nданих і знань nдля вирішення nвідповідних nмедичних nзадач і конкретна nпрограмно-апаратна nреалізація інформаційної nбази на nоснові nрозроблених nмоделей nстановлять nтехнічний nаспект проблеми. nТехнологічний nаспект nозначає узгодження nпобудованої nтехнічної nсистеми з технологічною nсхемою nлікувально-діагностичного nпроцесу (образно nкажучи, nпевний n«рецепт вживлення» nсистеми у nлікувально-діагностичний nпроцес). І, nнарешті, nпсихолого-педагогічний nаспект nпередбачає nвідповідну nпідготовку nмедичного nперсоналу.
Задачі, nщо nвирішуються nза допомогою nкомп’ютерних nтехнологій в nмедицині та nохороні nздоров’я, nнадзвичайно nрізноманітні. nВони nрозрізняються nяк за цілями nі змістом, nтак і за nнапрямами та nрівнем nвикористання. nЗадачі nуправління nрозглядаються nу дисципліні n«Соціальна nмедицина і nорганізація nохорони здоров’я». nУ даному nпідручнику nголовну увагу nприділено nзадачам nінформаційної nпідтримки nроботи nмедичного nперсоналу. nУмовно їх nможна nрозділити на nтакі:
– nінформаційна nпідтримка nроботи nмедичного nперсоналу;
– nінформаційне nзабезпечення nтермінової допомоги nу надзвичайних nситуаціях;
– nмоніторинг nрівня nздоров’я nнаселення;
– nінформаційне nзабезпечення nнаукової роботи.
Загальна nтехнологічна nсхема nдіагностично-лікувального nпроцесу.
Діагностично-лікувальний nпроцес nпроходить за nтехнологічною nсхемою, що nзображена на nрис. 79.
Рис. n79. nТехнологічна nсхема nдіагностично-лікувального nпроцесу
Експериментальні nдослідження nпроцесів розумової nдіяльності nлюдини nпоказали, що 85% nчасу іде на nпошук nнеобхідної nінформації, nдрук, побудову nграфіків nтощо – тобто nстворення передумов nдля nрозумової nроботи. Це nстосується й nроботи nмедичного nдослідника nабо практикуючого nлікаря.
Для nавтоматизації nробіт на nкожному з nетапів nдіагностично-лікувального nпроцесу застосовують nмедичні nінформаційні nсистеми (МІС).
Відомі, nщонайменше, nдва підходи nдо nвизначення nМІС.
У nширокому nрозумінні nпід медичною nінформаційною nсистемою nрозуміють nформу nорганізації nдіяльності в nмедицині й nохороні nздоров’я, що nпоєднує медиків, nматематиків, nінженерів, nтехніків з комплексом nтехнічних nзасобів і nзабезпечує nзбір, збереження, nпереробку і nвидачу nмедичної інформації nрізного nпрофілю в nпроцесі рішення nвизначених nзадач nмедицини й nохорони здоров’я.
У nвузькому nрозумінні медичною nінформаційною nсистемою nназивають nкомплекс nтехнічних nзасобів і математичного nзабезпечення, nпризначений nдля збору, nаналізу медико-біологічної nінформації і nвидачі nрезультатів nу зручному nдля nкористувача nвигляді.
Таким nчином, можна nдати nнаступне nвизначення: МІС – nце nпрограмно-технічний nкомплекс, що nготує і nзабезпечує nпроцеси nзбирання, nзберігання і nобробку nінформації в nмедицині й nгалузі nохорони здоров’я. n
Основною nметою nмедичних ІС є nінформаційна nпідтримка nрізноманітних nзадач nнадання медичної nдопомоги nнаселенню, nуправління медичними nзакладами і nінформаційному nзабезпеченні nсистеми nохорони nздоров’я. Окремим nзавданням є nінформаційна nпідтримка nнаукових nдосліджень, nнавчальної nта атестаційної nроботи.
Створення nмедичної nінформаційної nсистеми nпереслідує nкілька цілей:
– nпідвищення nякості nдіяльності nмедичних працівників nі установ nохорони nздоров’я шляхом nорганізації nдосконалої (відповідної nрівню nвикористовуваних nтехнічних nзасобів) nобробки медичної nінформації, у nтому числі nшляхом удосконалювання nпроцесів nкерування і nпланування;
– nполегшення nпраці nмедичних nпрацівників, nліквідація nтрудомістких nмалоефективних nпроцесів nручної обробки nй аналізу nмедичних даних;
– nзабезпечення nефективного nобміну nінформацією nз іншими nінформаційними nсистемами.
За nпризначенням nМІС nкласифікують nна:
– nсистеми, nосновною nфункцією nяких є nнакопичення nданих n(автоматизовані nсистеми nобробки nданих та (або) nінформації, nавтоматизовані nінформаційні nта інформаційно-довідкові nсистеми);
– nдіагностичні nта nконсультаційні nсистеми;
– nсистеми, nщо nзабезпечують nмедичне nобслуговування.
Найбільш nзагальні nзадачі МІС, nщо вирішуються nу клінічних nустановах:
– nоб’єктивізація nтрактування nрезультатів nдосліджень n(по деяким nданим, невірне nтлумачення nрезультатів nрентгенологічного, nелектрокардіологічного nі nлабораторних nдосліджень nприводить у 30% nвипадків до nпомилкового nдіагнозу);
– nавтоматизація nобробки nінформації nна етапі nпопередньої nроботи nмедичного nперсоналу по nвизначенню nдіагнозу і виробленню nтактики nлікування n(лікар приймає nостаточне nрішення з nпитань nдіагностики і nлікування nхворого);
– nавтоматизація nлабораторних nдосліджень: біохімічних, nелектрофізіологічних, nрентгенорадіологічних nінших;
– nстворення nбаз (банків) nданих: nнакопичення nвідомостей про nкожного хворого nдля nподальшого nаналізу nматеріалу, nорганізації nобробки цієї інформації nвідповідним nматематичним nзабезпеченням n(у тому числі nсистемами nуправління nбазами даних n– СУБД);
– nстворення nбаз знань: nнакопичення nзнань nекспертів в nобласті nмедицини й nсистеми nохорони nздоров’я, nнеобхідних для nрозробки nекспертних систем nдіагностики, nлікування і nреабілітації, nпрофілактичних nоглядів, nекспертизи, планування nі управління; n
– nупорядкування nпотоку nінформації nусередині медичної nустанови n(задачі організаційного nкерування, nзадачі кадрові, nматеріально-технічного nпостачання, nстатистичні nзвіти, оцінка nдіяльності nвідділень nлікарень по nдеяких nпоказниках nтощо).
Організація nМІС єдина nтільки в nмедичному плані: nстандартизація nмедичної nінформації, nформи nмедичної nдокументації, nприйнята nсистема nкодування, nматематичні nмоделі, тобто nте, що nстановить nмедичний аспект nпроблеми. У nтехнічному nплані МІС дуже nрізнорідні, nщо означає nпрограмну та nапаратну nнесумісність nіснуючих МІС n(використання nмашин різних nпоколінь, nрізні мови nпрограмування, nрізні nорганізації nвнутрішньо nмашинних баз nданих і т. ін.). nЦе, nбезумовно, nобмежує масове nвпровадження nМІС у nпрактику nроботи лікувальних nзакладів.
Тому nна сучасному nетапі nвідбувається nперехід від nокремих nінформаційних nсистем до nінформаційних nсередовищ. nІнформаційні nмедичні nсередовища n(наприклад, nрозроблене у nВінницькому nдержавному nмедичному nуніверситеті nінтегроване nпрограмне nмедичне nсередовище n(ІПМС) для відділень nстаціонару) – nце якісно nнова форма nорганізації nобміну nінформацією nу медицині, nяка дає можливість nінтегрувати nв рамках nєдиного технологічного nпроцесу МІС nрізних nкласів, що пронизані nєдиним nінформаційним nпотоком.
В nІПМС nздійснюється nповна nінформатизація nвсіх етапів nлікувально-діагностичного nпроцесу. Тобто, nза єдиною nтехнологічною nсхемою nкомплексно nвирішуються nтакі nзавдання, як nавтоматизація nпроцесу nведення nмедичної nдокументації, nмашинна nдіагностика nі nпрогнозування nзахворювань, nвироблення nоптимального nплану nлікування, nорганізація nкомп’ютерного nмедичного архіву. nПри цьому є nможливість nпідключати nдодаткові nпрограмні nзасоби n(утиліти) для nвирішування nдопоміжних nзавдань, що nхарактерні nдля nвідділення nданого nклінічного nпрофілю n(медикаментозне nзабезпечення, nхарчування, nкадри тощо).
Етапи nстворення і nосновні nхарактеристики nМІС
У nстворенні nбудь-якої nінформаційної nсистеми nберуть nучасть nпостановник nзадачі, який nпредставляє nінтереси nпотенційного nкористувача, nі розробник – nпрограміст, nякий видає nкінцеву nпродукцію – nпрограмний nзасіб. Процес nстворення nінформаційної nсистеми містить nряд nпослідовних nетапів (рис. 80).
Рис. n80. Етапи nстворення nінформаційної nсистеми
Формулювання nмети дає nвідповідь на nзапитання n«що nпотрібно?»
Моделювання nдає уявлення nпро предмет, nшляхи nрозв’язання nзадачі і nформулювання nбажаних nрезультатів.
Наступний nетап – це nсловесне n(лінгвістичне) nописання nвищевикладеного nз обов’язковим nперерахуванням nвхідних nданих n(вхідної інформації) nі бажаних nформ подання nрезультатів nрозв’язання n(вихідної nінформації).
Далі nйде nформалізований n(математизований) nопис nвищевикладеного, nмаючи на увазі, nщо чим nглибший nрівень nформалізації, nтим надійніші nбудуть nрезультати nроботи програміста.
Алгоритмізація nрішення nозначає опис nпослідовності nтих дій, які nпотрібно nвиконати над nвхідною nінформацією nдля того, щоб nотримати nшукані nрезультати nна виході.
Останній nетап – це nконкретна nпрограмно-апаратна nреалізація nпроекту.
Незважаючи nна очевидну nрізницю nінформаційних nсистем, nпризначених nдля nрозв’язання nтаких задач, nсама по собі nпостановка nкожної з них, nокрім nнаведених nвище етапів nмає nобов’язкову nвнутрішню nструктуру, що nскладається nз шести nосновних nхарактеристик n(рис. 81).
Рис. 81. nВнутрішня nструктура nмедичної nінформаційної nсистеми
Призначення nінформаційної nсистеми, програмного nзасобу, бази nданих тощо nмістить не nлише nформулювання nмети розроблення, nа й nвизначення nзмісту та nобсягу вхідної nі вихідної nінформації, а nтакож способів nїї nподальшого nвикористання nдля досягнення nпоставленої nмети.
Рівень nмедичної nдопомоги n(долікарський, nлікарський, догоспітальний, nстаціонарний n– nнеспеціалізований nчи спеціалізований) nабо рівень nуправління n(територіальний, nзакладу nтощо), на nякому буде nвикористовуватись nрозробка, nчітко nвизначає, хто, nде і коли nможе стати nкористувачем nзадуманої nсистеми.
Ресурси nпредметної nобласті, що nїх має у nрозпорядженні nкористувач, nдають можливість nйому nотримувати nвсю nінформацію, nпотрібну для nвведення в nсистему, і nвикористовувати nвсю nінформацію, nщо видається nсистемою на nвиході.
Важливу nроль nвідіграють nзасоби nобчислювальної nтехніки, на nкотрих буде реалізована nдана nрозробка, з nурахуванням nїх nдоступності nдля nпотенційного nкористувача nі можливості nвключення в nкомп’ютерні мережі n.
Формальні nзасоби чи nмоделі є nосновою побудови nінформаційної nсистеми. Для nприкладу можна nнавести nназви nнайчастіше nвикористовуваних nпри nпостановці nзадачі видів nформального nмоделювання: nце nбіологічні, nфізичні, кібернетичні nта nматематичні nмоделі. Дуже nпоширеним є nметод nстатистичного nмоделювання, nоднак nвикористовують nтакож логіко n– імовірнісні, nконцептуальні, nевристичні nмоделі. nШирокі nможливості nдля nкомп’ютерної nреалізації дає nімітаційне nмоделювання. nПотужним інформаційним nзасобом є nмоделі, що nбазуються на nформальному nінструменті nкомп’ютерної nграфіки, на nвведенні nданих і nвиведенні результатів nу вигляді nзображень. До nцього можна nпідключити nтакож інші nформи nвведення і nвиведення інформації, nщо пов’язані nз різними nвидами сенсорного nсприйняття n(звук, nтактильні відчуття, nзапах). Однак nці поки що n«екзотичні» nметоди nпотребують nне чисто nпрограмних, а nпрограмно-апаратних nзасобів, що є nсамостійною nзадачею.
Алгоритмічні nі програмні nзасоби nрозв’язання nзадачі чи nкомплексу nзадач мають nбути однією з nскладових nчастин її nпостановки. Такий nалгоритм nслід описати nхоча б nсловами, краще n– графічно, а nще краще – у nвигляді загальноприйнятої nстандартної nсхеми. В будь-якому nвипадку nалгоритм nпотрібно якомога nдетальніше nузгодити з nбезпосереднім nрозробником nпрограми. nВелике nзначення має nтакож вибір nпрограмних nзасобів, nоднак це – nкомпетенція nрозробника, з nяким треба узгодити nлише питання nпрограмної nсумісності.
Основні nпроблеми, що nвиникають nпри розробці nМІС, можна nзгрупувати nтаким чином:
Розробка nформ nдокументів, nзручних для nфіксації, nпошуку й nобробки nмедичної nінформації.
Вибір nраціональних nметодів nорганізації медичних nданих, що nзабезпечують nефективний nпошук, nзбереження, nвідновлення, nвибірку nінформації з nпам’яті nкомп’ютера.
Розробка nкомплексу nпрограмно-технічних nзасобів, що nзабезпечують nпередачу nданих усередині nсистеми, nобмін nінформацією nз зовнішніми nсистемами, nаналіз nінформації.
Впровадження nй nексплуатація nМІС. Методичні nвказівки по nвпровадженню nсистеми, порядок nзаповнення nстандартизованих nмедичних nдокументів, nрозробка nінструкцій з nексплуатації nМІС.
Остання nпроблема – nодна з nнайбільш nскладних і nгострих, nоскільки nтільки на nпрактиці можна nперевірити nдієвість nідей, реалізованих nпри розробці nМІС. nТому завжди nварто мати на nувазі, що nвпровадження nМІС nприводить не nтільки до nодержання nпозитивного nефекту, але і nдо неминучих nвитрат.
Ціна nвпровадження nкомп’ютерних nтехнологій у nмедичну nдіагностику nвизначається nнаступними nфакторами:
– nдодаткові nвитрати на nпридбання, nустановку і nобслуговування nнеобхідного nпрограмно-технічного nзабезпечення.
– збільшення nчисельності nперсоналу (за nрахунок nінженерно-технічних nпрацівників);
– nнеобхідність nнавчання nлікарів, як nмінімум, nелементам nкомп’ютерної nграмотності nі, як nмаксимум, nправилам nефективної nексплуатації nвпроваджуваної nМІС;
– nнедосконалість nпрограмно-технічного nзабезпечення n(гіпердіагностика, nпомилки функціонування nпрограмного nзабезпечення, nзбої nапаратури nтощо);
– психологічний nбар’єр з боку nлікарів стосовно nтехнічних nнововведень, nособливо з застосуванням nкомп’ютерних nтехнологій;
– досить nшвидкий nморальний і nфізичний nзнос апаратно-програмних nзасобів і, як nнаслідок, nнеобхідність nвитрат на nїхню nмодернізацію.
Класифікація nмедичних nінформаційних nсистем
Класифікацію nМІС можна nздійснювати nза різними ознаками.
І. У nзалежності nвід ступеня nавтоматизації nпроцесів nзбору й nобробки nінформації nМІС поділяються nна nавтоматизовані nй автоматичні. nВ nавтоматизованих nсистемах nчастина операцій nпо збору й nобробці nінформації nвиконується nлюдиною. nАвтоматичні nсистеми nприпускають nповне виключення nлюдини з nпроцесів nзбору й обробки nінформації.
ІІ. У nзалежності nвід типу nінформаційної nбази МІС nподіляються nна системи, nщо оперують даними, nта системи, nщо оперують nзнаннями. nСистеми nдругого типу n– це nекспертні nсистеми. Їхнє nфункціонування nістотно nспирається nна знання, nотримані від nекспертів, а nрезультати nфункціонування nблизькі nрезультатам nаналітичної nдіяльності nекспертів.
ІІІ. nУ залежності nвід виду nрозв’язуваних nзадач МІС nможна nрозділити на nтакі групи:
– nінформаційно-довідкові n– системи nавтоматизованого nпошуку, вимірювальні nсистеми;
– nінформаційно-логічні – діагностичні nсистеми; nсистеми nпрогнозу; системи nмоніторингу;
– nкеруючі nабо nавтоматизовані nсистеми nуправління.
Інформаційно-довідкова nсистема крім пошуку nінформації nздатна nзробити nвизначені nперетворення nінформації і nсформувати nнеобхідний nдокумент.
Інформаційно-логічна nсистема призначена nдля перетворення nінформації nтаким чином, nщоб можна nбуло nодержати nнову nінформацію, nвідсутню в інформаційному nмасиві.
У nсистемах nуправління nреалізується nпринципово nнова функція n– прийняття nкеруючих рішень.
Найбільш nшироке nпоширення в nмедичних установах nодержали nінформаційно-пошукові nсистеми (ІПС), nякі у nзалежності nвід nхарактеру nінформації nподіляються nна nфактографічні nі документальні nсистеми.
Фактографічні nІПС містять nінформаційні nмасиви nфактичних nданих. nАналогами nтаких систем nвиступають n«паперові» довідники, nкаталоги, nтехнічні nпаспорти. У комп’ютерних nІПС фактичні nдані nзвичайно nзберігаються nв базах даних n(БД) і являють собою nтаблиці, у nколонках nяких вказано nназви різних характеристик nоб’єктів, а в nрядках дані nопису n(значення характеристик) nцих об’єктів. n
Документальні nІПС оперують nз інформацією nу вигляді nдокументів. Прикладами nтаких систем nможуть бути nбібліографічна nкартотека, картотека nз історіями nхвороб, інші nкартотеки. nВиконуючи nпошук, nдокументальна nІПС надає або nномера nнеобхідних nдокументів, nабо список nзаголовків, nабо адреси nзберігання шуканих nдокументів. При nцьому оцінку nінформації, nщо знаходиться nв знайдених nдокументах, nробить nлюдина.
Керуючі nсистеми nреалізують nзбір інформації nпро об’єкт управління, nобробку nінформації, nпередачу nданих в орган nуправління, формування nкеруючого nрішення.
ІV. МІС nможна nкласифікувати nі за nієрархічним nпринципом, що nвідповідає nбагаторівневій nструктурі nохорони nздоров’я, як nгалузі. У цьому nвипадку їх, nзазвичай, nрозподіляють nза чотирма nрівнями:
– nбазовий n(або nклінічний) nрівень n(лікарі nрізного профілю), n
– nрівень nлікувально-профілактичного nзакладу n(поліклініка, nстаціонар, nдиспансер, nшвидка допомога nтощо),
– nтериторіальний nрівень n(профільні і nспеціалізовані nмедичні nслужби і nрегіональні nоргани nкерування),
– nдержавний nрівень n(державні nзаклади та nоргани nуправління).
У nмежах nкожного nрівня nкласифікація nМІС здійснюється nза nфункціональним nпринципом, тобто nвідповідно nдо цілей і nзадач, що nрозв’язуються nсистемою. nРозглянемо nцю nкласифікацію nбільш докладно. n
Медичні nінформаційні nсистеми nбазового рівня
Ці nсистеми nпредставлені nсистемами nінформаційної nпідтримки nтехнологічних nпроцесів на nклінічному nрівні (медико-технологічні nІС). Системи nцього класу nпризначені nдля інформаційного nзабезпечення nприйняття nрішень у nпрофесійній nдіяльності nлікарів різних nспеціальностей. nОсновна їхня nмета – комп’ютерна nпідтримка nроботи nлікаря-клініциста, nгігієніста, nлаборанта nтощо. Ці nсистеми дозволяють nпідвищити nякість nпрофілактичної nі nлікувально-діагностичної nроботи, особливо nв умовах nмасового nобслуговування nпри дефіциті nчасу й nкваліфікованих nспеціалістів.
Відповідно nдо nрозв’язуваних nзадач медико-технологічні nІС можна nрозділити на nнаступні nгрупи: nінформаційно-довідкові nсистеми; nконсультативно-діагностичні nсистеми; приборно-комп’ютерні nсистеми; nавтоматизовані nробочі місця n(АРМ) фахівців. n
Медичні nінформаційно-довідкові nсистеми призначені nдля пошуку і nвидачі nмедичної інформації nна запит nкористувача. nІнформаційні nмасиви таких nсистем nмістять nмедичну nдовідкову nінформацію nрізного характеру.
Медичні nконсультативно-діагностичні nсистеми nпризначені nдля nдіагностики nпатологічних nстанів n(включаючи nпрогноз і nнадання nрекомендацій nщодо nспособів nлікування) при nзахворюваннях nрізного nпрофілю та nдля різних категорій nхворих.
Медичні nприборно-комп’ютерні nсистеми nпризначені nдля nінформаційної nпідтримки nі/або nавтоматизації nдіагностичного nі nлікувального nпроцесу, nздійснюваних nпри nбезпосередньому nконтакті з nорганізмом nхворого n(наприклад, nпри nпроведенні nреєстрації nфізіологічних nпараметрів).
Системи n– nавтоматизоване nробоче місце n(АРМ) лікаря nпризначені nдля nавтоматизації nусього nтехнологічного nпроцесу nлікаря відповідної nспеціальності n(лікувально-профілактичної nта nзвітно-статистичної nдіяльності, nведення nмедичної nдокументації, nпланування nроботи, nодержання nдовідкової nінформації) й nзабезпечують nінформаційну nпідтримку nпри nприйнятті nлікарем відповідної nспеціальності nдіагностичних nі тактичних n(лікувальних, nорганізаційних nтощо) nлікарських рішень.
Розглянемо nдеякі з цих nсистем nдокладніше.
Інформаційно nдовідкові nсистеми.
Необхідність nнакопичення nвеликих nоб’ємів nпрофесійно nцінної nінформації і nоперування nними – одна nіз проблем, nяка виникає в nпрофесійній nдіяльності nлікаря.
Інформаційно-довідкові nсистеми nполегшують nрозв’язання nцієї проблеми, nвиступаючи nяк засіб nнадійного nзбереження nпрофесійних nзнань, nзабезпечує nзручний і nшвидкий nпошук nнеобхідних nвідомостей.
Медичні nінформаційно-довідкові nсистеми (бази nі банки nданих) nпризначені nдля введення, nзбереження, nпошуку і nвиведення nмедичної nінформації nвідповідно nдо запиту nкористувача. nЦе найпростіший nвид медичних nінформаційних nсистем, що nвикористовується nна всіх рівнях nсистеми nохорони nздоров’я.
Системи nцього класу nне виконують nобробку інформації, nале забезпечують nшвидкий nдоступ до nпотрібних nданих. Інформаційні nмасиви таких nсистем nмістить довідкову nінформацію nрізноманітного nхарактеру. Це nі наукова nінформація з nрізних медичних nдисциплін, і nдовідкова, nстатистична, nі nтехнологічна nінформація nширокого профілю.
Зазвичай, nінформаційно-довідкові nсистеми поділяють:
– nза nвидами nзбереженої nінформації n(клінічна., nнаукова, nнормативно-правова nта ін.);
– nза nхарактером nінформації n(первинна, nвторинна, nоперативна, nоглядово-аналітична, nекспертна, nпрогностична nта ін.);
– nза nоб’єктивною nознакою n(матеріально-технічна nбаза, лікарські nзасоби та ін.).
Крім nтого nрозрізняють nдокументальні, nдокументографічні, nфактографічні nі nповнотекстові nінформаційно-довідкові nсистеми. nВідповідно, nвиди інформаційного nпошуку, які nможуть бути nздійснені: nдокументальний nпошук, тобто nпошук nвідомостей nпро той чи nінший nдокумент, nйого nбібліографічний nопис, nанотації, nреферату; nфактографічний nпошук, тобто nпошук даних nта nінформації, nвилучених з nдокументу.
Важливе nзначення має nінтеграція nмедичних nінформаційно-довідкових nсистем в nєдину nінформаційну nмережу Internet, що nзабезпечує nдоступ nбудь-якого nлікаря – nкористувача nдо nінформації і nобмін цією nінформацією.
Консультативно-діагностичні nсистеми.
Історично nконсультативно-діагностичні nсистеми (КДС) nпочали nрозвиватися nодними з перших nмедичних nдіагностичних nсистем. В nданий час nконсультативно-діагностичні nсистеми nпредставлені nбагато nчисельними nсистемами nдіагностики паталогічних nстанів n(включаючи nпрогноз) при nзахворюваннях nрізноманітного nпрофілю і для nрізних категорій nхворих.
Вхідною nінформацією nдля таких nсистем є дані nпро симптоми nзахворювань , nякі вводять в nкомп’ютер в nдіалоговому nрежимі, або в nформаті спеціально nрозроблених nінформаційних nкарт.
Діагностичні nвисновки nкрім власне nдіагнозу (або nможливих nдіагнозів), nяк правило, nмістить також nрекомендації nпо вибору nтактичного рішення nі nлікувальних nзаходів.
За nспособом nрозв’язання nзадач nдіагностики nрозрізняють nімовірнісні nі експертні системи. nВ nімовірнісних nсистемах nдіагностика nздійснюється nреалізацією nодного з методів nрозпізнавання nобразів чи nстатистичних nметодів nприйняття nрішень. В nекспертних nсистемах – nреалізується nлогіка nприйняття nдіагностичного nрішення досвідченим nлікарем.
В nімовірнісних nсистемах nчасто nреалізується nтак званий байєсовський nстатистичний nпідхід, що nдозволяє nпроводити nобчислення nймовірності nзахворювання nза його апріорною nі умовною nймовірністю, nякі пов’язують nпроцеси з їх nхарактерними nознаками. Апріорна nймовірність nвизначається nшляхом nпідрахунку nчастоти nпояви того чи nіншого стану nу вибірці.
Експертні nсистеми nналежать до nкласу систем n“штучного nінтелекту», nщо містять базу nзнань з nнабором nевристичних nалгоритмів. nНайбільш nважливі nобласті nзастосування nконсультативно-діагностичних nсистем – невідкладні nта nзагрозливі nдля життя nстани, що nхарактеризуються nдефіцитом nчасу, обмеженими nможливостями nобстеження і nконсультацій nі нерідко nмалою nклінічною nсимптоматикою nпри високому nрівні nзагрози для nжиття nхворого і швидких nтемпах nрозвитку nпроцесу.
Досвід nвикористання nконсультативно-діагностичних nсистем nдоводить nсуттєве підвищення nякості nдіагностики, nщо не лише nзменшує nневиправдані nвтрати, але і nдозволяє nбільш nефективно nвикористовувати nресурси nдопомоги, nрегламентувати nоб’єм nнеобхідних nдосліджень, і nнарешті, підвищити nпрофесійний nрівень nлікарів , для nяких така nсистема nслугує nодночасно і nнавчальною
Поки nконсультативно-діагностичні nсистеми не nотримали nширокого nрозповсюдження nв практичній nмедицині і, в nосновному, nвикористовуються nяк складова nчастина nінших систем, nнаприклад, nмедичних приборно n– nкомп’ютерних nсистем. Це nпов’язано в nпершу чергу nзі nскладністю nзадачі nдіагностики : nв реальному nжитті число nможливих nситуацій і, nвідповідно n«діагностичних nправил» nвиявилось nтаким великим, nщо система nабо починає nвимагати nвелику кількість nдодаткової nінформації nпро хворого, nабо різко nзнижується nточність nдіагностики.
АРМ nлікаря.
Створення nАРМ лікаря є nосновою nполітики інформатизації nбазового nрівня. nАвтоматизоване nробоче місце n(АРМ) лікаря nздійснює збір, nзбереження і nаналіз nмедичної (і парамедичної) nінформації, nщо nвикористовується nпри прийнятті nдіагностичних nі тактичних n(лікувальних, nорганізаційних nта ін.) nлікарських nрішень.
Будь-яке nавтоматизоване nробоче місце, nу тому числі nй АРМ лікаря nє сукупність nдвох елементів: nтехнічного n(апаратного) nі програмного nзабезпечення n(рис. 82).
Рис. n82. nЗагальна структура nавтоматизованого nробочого nмісця
Технічне nзабезпечення n– це nмінімальний nтехнічний nкомплекс, що nдля nлікаря-організатора n(не зайнятого nлікувально-діагностичною nдіяльністю) nскладається nз монітора, nсистемного nблоку, nклавіатури, nманіпулятора nтипу миша і принтера. n
Програмне nзабезпечення nмістить у nсобі сукупність nсистемних n(операційна nсистема) і прикладних nпрограм. nПерші nпризначені nдля забезпечення nпрацездатності nкомп’ютера і nйого діалогу nз nкористувачем. nПрикладні програми nспеціалізовані. nВони nнеобхідні для nвирішення nвузької nпрофесійної nзадачі (задач), nщо стоїть nперед nпрацівником nданого АРМ.
Автоматизоване nробоче місце nлікаря діагноста n
Як nприклад nрозглянемо nАРМ лікаря, nякий робить nдіагностику nпо добре nвідомій nметодиці Фоля, nу nмодифікації Сарчука.
Суть nметоду nполягає в nаналізі nдинаміки nзміни електропровідності nбіологічно-активних nточок у nзалежності nвід сили nтиску nелектрода на nточку і nпорівнянні nдосліджуваних nпараметрів з n«інформаційною nбібліотекою» nвідомих nнозологій n(діагнозів) і nстану nздоров’я.
АРМ nлікаря діагноста n(рис. 83) nскладається nіз nстандартного nкомп’ютера, оснащеного nтиповим nсистемним nпрограмним nзабезпеченням, nта принтера. nПринтер служить nдля друку nзвітної nдокументації n(висновків, nепікризів, nтощо), що nгенерується nспеціалізованим nпрограмним nзабезпеченням. nКрім nмінімального nтехнічного nкомплексу до nскладу АРМ nвходить nспеціальний nвимірювальний nпристрій, за nдопомогою nякого лікар-діагност nвимірює nелектропровідність nу активних nточках. Він nскладається nз пасивного nциліндричного nелектроду – nпацієнт nтримає його в nруці, й nактивних nголчастих nелектродів – nними nлікар-діагност nторкається nдо біологічно-активних nточок nпацієнта.
Спеціалізована nпрограма nздатна nвимірювати электричний nопір шкіри. nОдержувана nінформація nдалі піддається nобробці. Вона nможе nнеобмежено nдовго зберігатися nв архіві і nбути nвикористана nпри необхідності, nнаприклад, nдля nз’ясування динаміки nзміни стану nпацієнта.
Рис. n83. АРМ nвузького nфахівця n(лікаря-діагноста)
Таким nчином, у nструктурі nрозглянутого nавтоматизованого nробочого nмісця nбезпосередній nвимір nдосліджуваного nпараметра nздійснюється nза допомогою nспеціалізованого nвимірювального nпристрою, з’єднаного nз nкомп’ютером. nТипове nсистемне ПО забезпечує nфункціонування nкомп’ютера. Прикладне nПО – nспеціалізована nпрограма – містить nдрайвери для nвимірювального nпристрою, nманіпулює отриманими nданими, nпроводить nїхній аналіз, nробить nекспертну nоцінку стану nпацієнта, забезпечує nвізуалізацію nстану nпацієнта на екрані nмонітора і nвиведення nвисновку на принтер. n
Всі nрозглянуті nвище nінформаційні nсистеми базового nрівня – nможуть і nмають nвходити в структуру nАРМ, nзабезпечуючи nавтоматизацію nвсього nтехнологічного nпроцесу: nлікувально-профілактичну nі nзвітно-статистичну nдіяльність, nвведення nдокументації, nпланування nроботи, nотримання nдовідкової nінформації nрізного роду. nЗа nпризначенням nАРМ, що nвикористовуються nна базовому nрівні , можна nподілити на nтри групи:
– nАРМ nлікарів;
– nАРМ nмедпрацівників nпарамедичних nслужб (за nпрофілями nдіагностичних nі лікувальних nпідрозділів);
– nАРМ для nадміністративно-господарських nпідрозділів.
До АРМ nлікаря n(терапевта, nхірурга, nакушер-гінеколога, nтравматолога, nофтальмолога nта ін.) пред’являються nвимоги, що nвідповідають nлікарським nфункціям. nЗокрема, АРМ nспеціалістів nстаціонару nможуть nрозв’язувати nнаступні nзадачі:
– nведення nпрофільної nформалізованої nісторії nхвороби nпацієнта;
– nформування nдіагностичної nгіпотези;
– nвидачу nрекомендацій nпо плану nобстежень пацієнта;
– nдиференціальну nдіагностику nз формуванням nклінічного nдіагнозу;
– nвидачу nрекомендацій nпо вибору nлікувальної nтактики;
– nфіксацію nрішень про nназначені nметоди nрішення;
– nвведення nщоденника в nісторії nхвороби , що відображає nдинаміку nстанів;
– nформування nепікризу, nкарти nвибулого із nстаціонару nпацієнта і nрозрахунок nвартості лікування nконкретного nхворого.
АРМ nзастосовують nне лише на nбазовому n(клінічному) nрівні, але і для nавтоматизації nробочих nмісць на nрівні лікувально-профілактичної nустанови n(ЛПУ), регіону, nтериторії.
АРМ nлікаря може nфункціонувати nяк в автономному nрежимі, nзабезпечуючи nпоточну nлікарську nдіяльність, nтак і входити nскладовою частиною nв nінформаційну nсистему nбільш nвисокого nрівня.
В nструктуру nінформаційного nзабезпечення nавтоматизованого nробочого nмісця лікаря nможуть nвходити nнаступні nпідсистеми: nмедичні приборно-комп’ютерні nсистеми, nінформаційно-довідкові nсистеми, консультативно-діагностичні nсистеми, блок nорганізації nроботи, блок nобліку і nаналізу nроботи, блок nведення nмедичної nдокументації, nрізноманітні nсервісні nпрограми n(електронна пошта nта ін.).
В nданий час nрозроблені nавтоматизовані nробочі місця nдля лікарів nпрактично nвсіх спеціальностей. n
Медичні nінформаційні nсистеми nрівня nлікувально-профілактичного nзакладу
Вони nвключають в nсебе:
МІС nконсультативних nцентрів – nпризначені nдля nзабезпечення nфункціонування nвідповідних nпідрозділів nі nінформаційної nпідтримки nлікарів при nконсультуванні, nдіагностиці nта прийнятті nрішень при nневідкладних nстанах.
Банки nінформації nмедичних nустанов і nслужб nмістять дані nпро якісний і nкількісний nсклад nпрацівників nустанови, nприкріплене nнаселення, nосновні nстатистичні nвідомості, характеристики nрайонів nобслуговування nй інші nнеобхідні nдані.
Персоніфіковані nреєстри (бази nі банки nданих) – це nрізновид nінформаційно-довідкових nсистем, що містять nінформацію nпро nприкріплений nабо спостережуваний nконтингент nнаселення на nоснові nформалізованої nісторії nхвороби або nамбулаторної nкарти. nРеєстри nзабезпечують nдільничним, nсімейним nлікарям, nфахівцям, nординаторам nможливість nшвидкого nодержання nнеобхідної nінформації nпро пацієнта, nконтролю за динамікою nстану nхворого, nаналіз nякості лікувально-профілактичних nзаходів, nодержання nстатистичних nзвітних форм.
Скрінінгові nсистеми призначені nдля nпроведення nдолікарського nпрофілактичного nогляду nнаселення, а nтакож для nформування nгруп ризику і nвиявлення nхворих, що nпотребують nдопомоги nфахівця.
МІС nлікувально-профілактичного nзакладу засновані nна nоб’єднанні nвсіх nінформаційних nпотоків у nєдину систему nй nзабезпечують nавтоматизацію nрізних видів nдіяльності nЛПУ. nВідповідно nдо видів nлікувально-профілактичної nустанови nрозрізняють nтакі nпрограмні nкомплекси: інформаційні nсистеми n«Стаціонар», n«Поліклініка» nта «Швидка nдопомога». nВихідна інформація nтаких систем nвикористовується nяк для nвирішення задач nкерування nвідповідного nлікувально-профілактичної nустанови , nтак і для nвирішення nзадач nсистеми nохорони nздоров’я nвищого рівня. nРозглянемо nдеякі з них.
Інформаційні nсистеми nконсультативних nцентрів.
Інформаційні nсистеми nконсультативних nцентрів nвідносяться nдо медичних nінформаційних nсистем рівня nлікувально-профілактичного nзакладу і призначені nдля nзабезпечення nфункціонування nвідповідних nпідрозділів nта інформаційної nпідтримки nлікарів при nконсультуванні, nдіагностиці nі прийнятті nрішень при nневідкладних nстанах.
Інформаційні nсистеми nконсультативних nцентрів nподіляються nна:
– nлікувальні nконсультативно-діагностичні nсистеми для nслужб nшвидкої і nневідкладної nдопомоги;
– nсистеми nдля nдистанційного nконсультування nі nдіагностики nневідкладних nстанів в nпедіатрії та nінших nклінічних дисциплінах.
Скрінінгові nсистеми.
Як nвідмічалось nраніше, nмоніторинг nздоров’я nнаселення nвідноситься nдо nпріоритетних nнапрямків nінформатизації nсистеми охорони nздоров’я.
Задачі nпобудови nсистеми nмоніторингу nздоров’я населення nрозв’язуються nна nдержавному, nтериторіальному nта на рівні nустанови. nОднією із nзадач nмоніторингу nє збір nінформації nпро стан nздоров’я nнаселення. nСхожі задачі nрозв’язуються nсьогодні з nдопомогою nкомп’ютерних nтехнологій.
Одним nіз типів nінформаційних nсистем, що nзабезпечують nрозв’язання nзадачі збору nінформації nпро стан nздоров’я nнаселення, є скрінінгові nсистеми.
Скрінінгові nсистеми nпредставляють nсобою nмедичні інформаційні nсистеми nрівня nлікувально-профілактичного nзакладу. Вони nпризначені nдля проведення nдолікарського nпрофілактичного nогляду nнаселення, а nтакож для nформування nгруп ризику і nвиявлення nхворих, які nпотребують nдопомоги спеціаліста. nСкрінінг nздійснюється nна основі nрозроблених nанкетних nкарт чи nпрямого nдіалогу nпацієнта з комп’ютером.
Задачі, nщо nрозв’язується nподібними nінформаційними nсистемами на nрівні nамбулаторного nзакладу, nформулюються nнаступним nчином:
підвищення nмедичної nефективності nпрофілактичних nоглядів за nвсіма nосновними nпрофілями nпатології (в n6–10 разів) і nперехід від формальної nзвітності до nреального nкількісного nконтролю nздоров’я.
Отримання nспектру nздоров’я не nлише окремого nпацієнта, а й nколективів nлюдей, і nвідповідно nвиявлення в nінтегральних nпрофілях негативних nпричин, nбезпосередньо nпов’язаних з nособливостями nжиття даного nколективу;
виявлення nзахворювання nна ранніх nстадіях nпроведення і nреальна nоцінка nякості nлікувальних nі реабілітаційних nзаходів.
Найважливішим nрізновидом скрінінгових nсистем є nавтоматизовані nсистеми nпрофілактичних nоглядів nнаселення. nОсновним nзавданням nцих систем є nвиявлення nпацієнтів, що nпотребують nнаправлення nдо лікарів nспеціалістів
Інформаційні nсистеми nлікувально-профілактичної nустанови
Особливості nорганізації nінформаційного nсередовища лікувально nпрофілактичної nустанови
Організація nінформаційного nсередовища лікувально nпрофілактичної nустанови n(ЛПУ) nвизначається nорганізацією nлікувально-діагностичного nпроцесу, який nсхематично nможна nпредставити nнаступним чином.
Лікарі nотримують nдані про nпацієнта з nкількох nосновних nджерел: при nбезпосередньому nогляді, при nпроведенні nлабораторних nтестів та інструментальних nдосліджень, nіз зовнішньої nабо раніше nзаповненої nмедичної nдокументації. nОтримані nдані nінтерпретуються nта обговорюються, nв результаті nчого приймаються nрішення про nдію на nпацієнта – і nвсі ці процеси nможуть nнеодноразово nповторюватися. n
Основні типи nданих
Слідуючи nцьому nуявленню, nможна nвиділити кілька nтипів даних, nдля роботи з nякими необхідно nвикористовувати nрізноманітні nінформаційні nтехнології. nЦі типи nвиділяться у відповідності nз nтехнологією nїх виникнення.
Дані, nщо nгенеруються nлюдиною – nзаписи, nлікарів в під nчас nлікувально-діагностичного nпроцесу: nрезультати nоглядів, nрезультати nлабораторних nтестів, nінтерпретації nрізноманітних nдосліджень і nтестів та ін.
Дані nлабораторних nтестів – це nдані, які отримуються nв nлабораторіях nяк nрезультати nтестів на автоматичних nаналізаторах.
Дані nінструментальних nдосліджень – nце в основному nрезультати nвізуалізації nрізних nструктур nорганізму чи nфіксація nбіологічних nсигналів.
Зовнішні nдані – це nпаперові чи nплівкові документи, nякі пацієнт nприносить з nсобою в ЛПУ, nабо які відновлюються nз архівів.
Однією nз nнайважливіших nзадач nпроцесу інформатизації nє nзабезпечення nподання всіх наявних nданих у nвигляді, nзручному для nприйняття nрішень, як nлікарями, так nі медичною адміністрацією. nНа виході nінформаційної nсистеми nвиникає ще nодин вид даних n– nузагальнені nчи nаналітичні nдані.
В nсвоїй роботі nінформаційна nсистема ЛПУ повинна nвідображати nфактично nповний сценарій nінформаційних nподій, що nвідбуваються nв nлікувальній nустанові. nТак, лікар, nперед тим, як nприступити nдо виконання nсвоєї роботи, nмає бути nприйнятим на nроботу nвідділом nкадрів відповідним nнаказом в nштат nконкретного nпідрозділу. nХворий при nпоступленні nв лікувальний nзаклад має nбути nприйнятий nприйомним відділенням, nде на нього nзаводять nелектронну nісторію nхвороби, і nзвідти nнаправлений nу відділення nдля nнаступного nпроходження nкурсу лікування. nУ відділенні nвін має бути nоформлений на nвільне ліжко nв конкретній nпалаті. У nвідповідності nз цією nлогікою nпрацюють всі nпідсистеми nмедичних nінформаційних nсистем ЛПУ. nТаким чином, nне може бути nоформлена nяка-небудь nінформаційна nподія, якщо nперед цим не nбудуть nоформлені nналежним nчином nнеобхідні попередні nподії. При nцьому кожен nкористувач системи nповинен мати nсвої, строго nвизначені nправа nдоступу для nперегляду nінформації, nїї зміни та nредагування. nВсі ці зміни nв електронних nдокументах nфіксуються і nпідтверджуються nособистим nелектронним nпідписом (паролем) nвідповідного nкористувача.
Відповідно nдо задач nуправління, nІС ЛПУ включає nв себе такі nпідсистеми: медико-технологічну, nорганізаційну nта nадміністративну. nЦі підсистеми nнайчастіше nзв’язані в nєдину nлокальну nмережу.
Рис. n84. nПідсистеми nІС ЛПУ
Медико-технологічна nпідсистема nзабезпечує nінформаційну nпідтримку nдіяльності nлікарів nрізних nспеціальностей. nМІС базового nрівня та nтехнологічні nсистеми nрівня ЛПУ повинні nвходити в nструктуру медико-технологічної nпідсистеми, nзабезпечуючи nавтоматизацію nвсього nтехнологічного nпроцесу nмедичних працівників. nВона nзвичайно nвключає в nсебе:
комплекс nАРМ nспеціалістів nданого ЛПУ, nна базі яких nздійснюється nведення nосновної документації n(формалізована nкарта nамбулаторного nхворого, nформалізована nісторія nхвороби тощо), nформування nбаз даних на nхворих, формування nзвітних nдокументів, nінформаційна nпідтримка nприйняття nрішень та nоцінка результатів nдіяльності nлікаря;
– nконсультативно-діагностичні nсистеми та nцентри;
– nскрінінгові nсистеми;
– nперсоніфіковані nреєстри;
– nінформаційно-довідкові nсистеми і nбази даних nЛПУ.
Організаційна n(господарська) nпідсистема вирішує nзадачі nуправління nпотоками nхворих, в nтому числі nоптимізації nі nзавантаження nвсіх видів nресурсів. nФункціонування nпідсистеми nзабезпечується nкомп’ютеризацією nробочих nмісць персоналу nрегістратури, nдиспетчерів nі медстатистики. nОперативна nінформація nпро рух nхворих та про nнаявність nвільних nліжок в nстаціонарі, про nвідвідування nполіклінік nдозволяє підвищити nефективність nвирішення nпроблем nчекання, nчерги, nобрання nпріоритетів.
Адміністративна nпідсистема nохоплює фінансово-економічну nта nадміністративно nуправлінську nсторони nдіяльності nЛПУ. Підсистема nдозволяє nвирішувати nзадачі nуправління(контроль nза nдіяльністю різних nпідрозділів, nаналіз nоб’єму та nякості nроботи nлікарів, nоблік nдинаміки nпоказників nздоров’я nприкріпленого nконтингенту, nконтроль за nплановим nтерміном nспостережень nдиспансерних nгруп і nтерміном nлікування в nстаціонарі, nзадачі nкадрової та nфінансово-економічної nполітики nустанови n(комплектування nштату, облік nпраці та nзаробітної nплати, облік nматеріальних nресурсів, nціноутворення, nрозрахунки nіз nстраховими nкомпаніями, медико-економічні nстандарти nтощо). nАдміністративний nрозділ роботи nмедичних nустанов є nнайбільш nкомп’ютеризованим nу наш час.
Інформаційні nсистеми nполіклінічного nобслуговування.
Інформаційні nсистеми nполіклінічного nобслуговування nє різновидом nІС ЛПУ і nпризначені nдля nінформатизації nдіяльності nамбулаторно-поліклінічної nустанови n(АПУ).
Основною nхарактерною nвідмінністю nІС nамбулаторно-поліклінічної nустанови є nопора на базу nданих nнаселення, приписаного nдо АПУ, і nпереважно nвирішення організаційних, nфінансових і nадміністративно-управлінських nзадач.
Ще nодним nрізновидом nІС ЛПУ є nгоспітальні nінформаційні nсистеми, які nрозглянемо nпізніше.
МІС nтериторіального nі державного nрівня
Це nпрограмні nкомплекси, що nзабезпечують nкерування nспеціалізованими nта профільними nмедичними nслужбами, nполіклінічною n(включаючи nдиспансеризацію), nстаціонарною nі швидкою nмедичною nдопомогою nнаселенню на nрівні nтериторії n(міста, nобласті, nреспубліки).
На nцьому рівні nмедичні nінформаційні nсистеми nпредставлені nнаступними nосновними групами n(рис.85):
Рис. 85. nКласифікація nМІС nтериторіального nта державного nрівня
1. nІнформаційні nсистеми nтериторіального nоргана nсистеми nохорони nздоров’я, що nвключають в nсебе:
– nадміністративно-управлінські nІС, які створюють nумови для nвирішення nкомплексу nорганізаційних nзадач nкерівниками nтериторіальних nмедичних nслужб, nголовними nфахівцями в nорганізаційно-методичних nвідділах, nбюро nмедичної nстатистики nтощо.
– nстатистичні nІС, що nздійснюють nзбір, обробку nй одержання nзведених nданих по nосновних медико-соціальних nпоказниках nвідповідно до nтериторій.
2. nІнформаційні nсистеми для nвирішення медико-технгічних nзадач, що nзабезпечують nінформаційну nпідтримку nдіяльності медичних nпрацівників nспеціалізованих nмедичних nслужб.
3. nКомп’ютерні nтелекомунікаційні nмедичні мережі, nщо nзабезпечують nстворення nєдиного nінформаційного nпростору nохорони nздоров’я на nрівні nрегіону.
Серед nІС державного nрівня, що nпризначені nдля nінформаційної nпідтримки nсистеми nохорони nздоров’я на nрівні держави, nможна nвиділити nнаступні nтипи.
1. nІнформаційні nсистеми nдержавних nорганів системи nохорони nздоров’я, що nвключають такі nпідсистеми:
– nІС, що nздійснюють nінформаційну nпідтримку nорганізації nкерування nміністерством;
– nадміністративно-управлінські nІС, що забезпечують nфункціонування nкомплексу nорганізаційних nзадач nкерування nгалуззю, що nдозволяє nоптимізувати nрозподіл і nвикористання nресурсів nрізних nмедичних nслужб, здійснювати nвибір пріоритетних nнапрямків.
2. nСтатистичні nінформаційні nмедичні nсистеми, що nздійснюють nзбір, обробку nй одержання зведених nданих по nосновних nмедико-соціальних nпоказниках.
3. Медико-технічні nІС, що nздійснюють nвирішення nзадач nінформаційної nпідтримки nдіяльності nмедичних nпрацівників nспеціалізованих nмедичних nслужб на nдержавному nрівні і nпередбачають nзабезпечення nнаступності nна всіх етапах nі рівнях nдіяльності, nведення nдержавних nреєстрів.
У nчисло ІС для nвирішення медико-технологічних nзадач nвходять nінформаційні nсистеми для nокремих nнапрямків: nшвидкої nмедичної допомоги; nспеціалізованої nмедичної nдопомоги, nвключаючи nдержавні nреєстри n(фтизіатрія, психіатрія, nінфекційні nхвороби nтощо); лікарського nзабезпечення.
4. nГалузеві nмедичні nінформаційні nсистеми, що nздійснюють nінформаційну nпідтримку nгалузевих nмедичних nслужб (Міністерства nоборони, nМіністерства nз надзвичайних nситуацій nтощо).
5. nКомп’ютерні nтелекомунікаційні nмедичні мережі, nщо nзабезпечують nстворення nєдиного nінформаційного nпростору nохорони nздоров’я на nрівні nдержави.
Інформаційне nзабезпечення nМІС
МІС nхарактеризуються nнаявністю, як nправило, nвеликих nобсягів nданих і nзнань. nОбробка nданих і знань nзводиться до nтрьох основних nетапів. На першому nетапі nелементи nінформації nрозміщуються nу визначених nструктурах – nбазах даних n(БД) і базах nзнань (БЗ). На nдругому етапі БД і nБЗ nпіддаються nупорядкуванню: nзмінюється nїхня nструктура, порядок nрозміщення nінформації, nхарактер взаємозв’язків nміж nелементами nінформації. nНа третьому nетапі nздійснюють nексплуатацію nБД: пошук nпотрібної nінформації, nприйняття nрішень, nредагування nбаз даних і знань.
Інформаційне nзабезпечення nМІС складають: nісторії nхвороби, nвиписки з nісторій nхвороби, nепікризів, nстандартизованих nкарт обстеження, nдіагностичні nй nінформативні nоцінки nпоказників і nстанів, nкритерії nефективності nобстеження і nлікування, nкаталог nмедичних nпонять і термінів.
У наш nчас nзакінчується nперіод nавтономних медичних nкомп’ютерних nсистем, що nстворюються nавтономно nокремими nмедичними nпідрозділами nдля nвирішення nсвоїх задач, nі настає nперіод МІС, nщо nвзаємодіють nміж собою. Ця nвзаємодія nмає багато nаспектів:
По-перше, nце nвикористання nзагально nприйнятих і nдоступних nвідкритих nстандартів nяк для даних, nщо nзберігаються nй nобробляються nв цих nсистемах, так nі для nзабезпечення nспособів і nмеханізмів nїхньої nвзаємодії.
По-друге, nце технічна n(технологічна) nстандартизація nмедичних комп’ютерних nсистем. nЗрозуміло, що nінструментальні nзасоби, що nвикористовуються nцими системами, nможуть і nповинні бути nрізними (в залежності nвід певних nумов їх nстворення та використання), nале й тут nнеобхідно nпередбачити nмаксимально nможливу nстандартизацію n(це може nстосуватися nстандартів nдо nінтерфейсу, протоколів nобміну nданими, nформатів nданих, що nвикористовуються).
Сучасні nтенденції nрозвитку МІС nсвідчать про nнеобхідність nі реальну nможливість nтакої nстандартизації. n
n
Медичні апаратно–комп’ютерні nсистеми
Поняття nпро апаратно n– nкомп’ютерні nсистеми.
Важливим nрізновидом nспеціалізованих nмедичних nінформаційних nсистем є nмедичні апаратно-комп’ютерні nсистеми n(МАКС). В даний nчас одним з nнапрямків nінформатизації nмедицини є nкомп’ютеризація nмедичної nапаратури. nВикористання nв медичній nпрактиці nкомп’ютера в nпоєднанні з nвимірювальною nта nуправляючою nтехнікою nдозволило nстворити nнові nефективні nзасоби для забезпечення nавтоматизованого nзбору інформації nпро стан nхворого, її nобробки в реальному nмасштабі nчасу та nуправління nстаном nпацієнта. Цей nпроцес nпривів до nстворення nмедичних nапаратно-комп’ютерних nсистем, які nпідняли на якісно nновий рівень nінструментальні nметоди nдосліджень nта nінтенсивну nтерапію.
МАКС nпризначені nдля nінформаційної nпідтримки nі/або автоматизації nдіагностичного nта nлікувального nпроцесу, що nздійснюються nпри nбезпосередньому nконтакті з nорганізмом nхворого. МАКС nтакож nназивають nпрограмно-апаратними nкомплексами n(пристроями, nзасобами) чи, nбільш розгорнуто, nапаратно-комп’ютерними nта мікропроцесорними nмедико-технологічними nавтоматизованими nінформаційними nсистемами.
МАКС nвідносяться nдо медичних nінформаційних nсистем nбазового nрівня, до nсистем інформаційної nпідтримки nтехнологічних nпроцесів. nОсновною nвідмінністю nсистем цього nкласу є nробота в nумовах безпосереднього nконтакту з nоб’єктом nдослідження nі, як правило, nв реальному nрежимі часу. nВони nпредставляють nсобою nскладні nпрограмно-апаратні nкомплекси. nДля їх роботи nокрім обчислювальної nтехніки, nнеобхідні nспеціальні nмедичні nприлади, nобладнання, nвідеотехніка, nзасоби nзв’язку.
Типовими nпредставниками nМАКС є nмедичні системи nмоніторингу nза станом nхворих; системи nкомп’ютерного nаналізу nданих nтомографії, nультразвукової nдіагностики, nЕЕГ, ЕКГ, радіографії; nсистеми nавтоматизованого nаналізу nданих nмікробіологічних nта вірусологічних nдосліджень, nаналізу nклітин та тканин nлюдини.
Системи nтакого класу nдозволяють nпідвищити nякість nпрофілактичної nта nлікувально-діагностичної nроботи, nособливо в nумовах масового nобслуговування, nколи бракує nкваліфікованих nспеціалістів nта часу.
МАКС nзабезпечують nрозв’язання nзадач із nодного з найважливіших nнапрямків: nпідвищення nпродуктивності nпраці nмедичних nпрацівників nта якості nлікувально-діагностичного nпроцесу nшляхом nвпровадження nкомп’ютерних nтехнологій в nдіагностику nта лікування. nСуттєве nпідвищення nякості nдіагностичного nта nлікувального nпроцесу в nсучасних nМАКС nдосягається nза рахунок швидкості nта повноти nобробки медико-біологічної nінформації.
Коротка nісторична nдовідка.
В nкінці 60-х nроків nвикористання nзасобів обчислювальної nтехніки в nмедичній nапаратурі дозволило nперейти до nрозробки nпринципово nнових nпристроїв. nРозвиток nйшов у двох nзустрічних nнапрямках: nоснащення медапаратури nспеціалізованими nобчислювальними nпристроями і nпідключення медапаратури nдо nуніверсальних nЕОМ.
Перший nнапрямок nрозвивався в nосновному nвиробниками медапаратури nі почався із nзастосування nнайпростіших nмікро nконтролерів, nза допомогою nяких nздійснювалось nуправління і nнескладна nобробка інформації. nОбчислювальна nпотужність nтаких пристроїв nдозволяла nпроводити nрозрахунки nлише після nтого, як nлікар провів nобстеження. nРезультати nвиводилися, nяк правило на nцифрове nтабло. nПрограми, що nпідтримували nроботу nпристрою, nбули nневеликими і nзберігалися nв його nпостійній nпам’яті . Зазвичай nпрограми nписалися nбезпосередньо nсамим nрозробником nпристрою, так nяк кожен пристрій nбув nіндивідуальним. nІснував nтакож дуже жорсткий nзв’язок з nпроектованим nобладнанням.
Другий nнапрямок nрозвивався в nмедичних науково-дослідних nінститутах, nоснащеними універсальними nЕОМ. Тут ЕОМ nпоєднували nіз стандартною nмедапаратурою. nДо середини n70-х років були nрозроблені nавтоматизовані nсистеми для nвикористання nв клініках.
З nрозвитком nзасобів nобчислювальної nтехніки nнедоліки nкожного з nнапрямків nзнижувались, nа можливості nпоступово nвирівнювались. nЗ появою nперсональних nкомп’ютерів nта їх nзастосуванням nу медичних nпристроях, nвідбувся ще nодин якісний nскачок у nмедичній nтехніці. nДякуючи nвеликій обчислювальній nпотужності nЕОМ, nпоєднання медичного nпристрою та nкомп’ютера nдозволило nдосягти nвідмінних nрезультатів.
Сьогодні nможна nвважати, що nобидва nнапрямки nпрактично nповністю nзблизилися і nМАКС із nвбудованими nспеціалізованими nЕОМ nволодіють nтими ж nможливостями nобробки nмедичної nінформації, nщо й системи, nпобудовані з nвикористанням nуніверсальних nЕОМ.
Класифікація nмедичних nапаратно-комп’ютерних nсистем
Існує nдекілька nпідходів до класифікації nмедичних nапаратно-комп’ютерних nсистем (рис. 86).
Рис. 86. nКласифікація nмедичних nапаратно-комп’ютерних nсистем
Класифікація nза nфункціональними nможливостями n
За nфункціональними nможливостями nМАКС поділяються nна:
– nспеціалізовані;
– nбагатофункціональні;
– nкомплексні.
Спеціалізовані n(одно nфункціональні) nсистеми nпризначені nдля nпроведення nдосліджень nодного виду n(наприклад, nелектрокардіографічних).
Багатофункціональні nсистеми nдозволяють nпроводити nдослідження nкількох nвидів (наприклад, nелектрокардіографічні nта nелектроенцефалографічні).
Комплексні nсистеми nзабезпечують nкомплексну nавтоматизацію nважливої nмедичної задачі. nНаприклад, nмоніторингова nсистема для nавтоматизації nпалати nінтенсивного nспостереження, nщо дозволяє nвідслідковувати nнайважливіші nфізіологічні nпараметри nпацієнтів, а nтакож nконтролювати nфункціонування nапаратів nштучної nвентиляції nлегень.
Класифікація nза nпризначенням n
За nпризначенням nМАКС можуть nбути розділені nна ряд nкласів. До nних nвідносяться:
– nсистеми nдля nпроведення nфункціональних nта nморфологічних nдосліджень;
– nмоніторингові nсистеми;
– nсистеми nуправління nлікувальним nпроцесом;
– nсистеми nлабораторної nдіагностики;
– nсистеми nдля наукових медико-біологічних nдосліджень.
Широке nрозповсюдження nотримують nсистеми для nпроведення nфункціональних nта морфологічних nдосліджень. З nїх допомогою nздійснюються:
– nдослідження nсистеми nкровообігу;
– nдослідження nорганів nдихання;
– nдослідження nголовного nмозку та nнервової системи;
– nдослідження nорганів nвідчуття n(зору, слуху та nін.);
– nрентгенологічні nдослідження n(в тому числі комп’ютерна nтомографія);
– nмагнітно-резонансна nтомографія;
– nультразвукова nдіагностика;
– nрадіонуклідні nдослідження.
Моніторингові nсистеми nпризначені nдля довготривалого nнеперервного nспостереження nза станом nпацієнтів, в nпершу чергу в nпалатах nінтенсивної nтерапії, операційних nта nпісляопераційних nвідділеннях.
До nсистем nуправління nпроцесами nлікування та nреабілітації nвідносяться nавтоматизовані nсистеми nінтенсивної nтерапії, nсистеми nбіологічного nоберненого nзв’язку, а nтакож nпротези та nштучні nоргани, nстворені на nоснові мікропроцесорної nтехнології.
До nсистем для nлабораторної nдіагностики nвідносяться nсистеми, nпризначені nдля автоматизованої nобробки nданих nлабораторних nдосліджень В nїх число nвходять nсистеми для аналізу nбіосередовищ nта біорідин nорганізму nхворого n(крові, сечі, nклітин, nтканин nлюдини та ін.), nданих nмікробіологічних nта nвірусологічних nдосліджень, імуноферментних nдосліджень nта інші.
Системи nдля наукових медико-біологічних nдосліджень nвідрізняються nбільш nширокими nможливостями, nщо дозволяє nздійснювати nбільш nдетальне та nглибоке nвивчення nстану nорганізму nхворого. Крім nтого, системи nдля наукових nдосліджень nдозволяють nпроводити nдослідження nна тваринах.
Основні nпринципи nпобудови nМАКС
Структура nМАКС.
У nструктурі nМКПС можна nвиділити три nосновні nскладові: nмедичне, nапаратне та nпрограмне nзабезпечення. n
Медичне nзабезпечення n
Медичне nзабезпечення nбудь-якої nмедичної системи n– це комплекс nмедичних nприписів, нормативів, nметодик і nправил, що nзабезпечують nнадання nмедичної nдопомоги nзасобами цієї nсистеми. nМедичне nзабезпечення nМАКС включає nв себе способи nреалізації nобраного nкола медичних nзадач, nрозв’язуваних nу nвідповідності nз можливостями nапаратної і nпрограмної nчастин nсистеми. До nмедичного nзабезпечення nвідносять nнабори nвикористаних nметодик, вимірюваних nфізіологічних nпараметрів nта методів їх nвимірювання, nвизначення nспособів та nдопустимих границь nдії системи nна пацієнта. nІншими словами, nмедичне nзабезпечення nвключає в nсебе методичні nта nметрологічні nпитання.
Апаратне nзабезпечення nМПК
Деякі nелементи nобчислювальної nтехніки
Аналогово-цифровий nперетворювач. nВ апаратурі nдля знімання медико-біологічної nінформації nздійснюється nперетворення nфізичних nхарактеристик nстану nпацієнта в аналогові nелектричні nсигнали. Під nаналоговим nсигналом nрозуміють nнеперервний nелектричний nсигнал, один nз параметрів nякого (наприклад, nнапруга) nвідповідає nінтенсивності nбіофізичних nхарактеристик n(наприклад, nтемпературі nтіла, органу, nтканини).
В nтой самий час nкомп’ютер nможе nобробляти інформацію, nпредставлену nлише в nчисловій формі. nВся інша nінформація nдля обробки nна комп’ютері nповинна бути nперетворена nв числову nформу. Тому nаналогові nсигнали, nотримані nапаратурою nдля зняття медико-біологічної nінформації, nдля вводу в nкомп’ютер nмають бути nперетворені nв цифрову nформу.
Одним nіз nстандартних nпристроїв nперетворення nбезперервного nсигналу в nпослідовність nокремих nцифрових nсигналів для nвводу nінформації в nкомп’ютер чи nмікропроцесорний nпристрій nслугує nаналогово-цифровий nперетворювач n(АЦП). Під nцифровою nформою тут розуміється nпредставлення nсигналу в двійковій nсистемі nчислення, де nнаявність nелектричного nсигналу nвідповідає nцифрі 1, а його nвідсутність n– цифрі 0. На nвхід АЦП nподається nаналоговий nсигнал, на nвиході nотримуємо nцифровий n(див. рис. 87).
Рис. n87. nПринцип дії nаналогово-цифрового nперетворювача n
Найбільш nважливими nхарактеристиками nАЦП є nрозрядність nта швидкодія. nЗ розрядністю nпов’язана nточність nперетворення nсигналу. З nшвидкодією nпов’язана nможливість nпередачі nсигналів, що nшвидко nзмінюються. nВідомо, що nбудь-який nсигнал може nбути представлений nнабором nпевної nкількості nгармонік (синусоїдальних nсигналів). І nчим швидше nзмінюється nсигнал, там nбільше nгармонік nнеобхідно nдля nадекватного nпредставлення nсигналу. Представлення nсигналу у nвигляді nнабору синусоїд nназивається nспектром nсигналу. Прийнято nговорити про nмаксимальну nчастоту спектральної nділянки, що nзаймає nсигнал. Для nзадовільної передачі nсигналу АЦП nповинен nпрацювати з частотою, nщо в два nрази nперевищує nмаксимальну nчастоту спектру nсигналу.
Під nапаратним nзабезпеченням nрозуміють способи nреалізації nтехнічної nчастини системи, nщо включає nзасоби nотримання медико-біологічної nінформації, nзасоби nздійснення nлікувальних nвпливів і nзасоби nобчислювальної nтехніки. В nнайзагальнішому nвигляді nблок-схема апаратної nчастини nтакої nсистеми nпредставлена nна рис. 88.
Рис. 88. nЗагальна nструктура nмедичної nапаратно – nкомп’ютерної nсистеми.
В nякості nобчислювального nзасобу в МАКС nвикористовують nяк nспеціалізовані nмікропроцесорні nпристрої, так nі nуніверсальні nЕОМ. В обох nвипадках nпринципи nпобудови nапаратного nзабезпечення nаналогічні. nВключення комп’ютерів nв склад nапаратної nчастини nдозволяє використовувати nстандартні nпрограмні продукти nта nстандартні nзасоби nзбереження інформації, nтакі як nлазерні nдиски, nнакопичувачі nна жорстких nмагнітних nдисках, nгнучкі диски nта інше.
Для nвводу в nкомп’ютер nаналогових nсигналів від nмедичної nапаратури їх nнеобхідно не nлише nперетворювати nв цифрову nформу, але і nпривести у nвідповідність nіз деякими nінтерфейсами. nДля цього nнеобхідний nпристрій зв’язку n. Таким чином, nу nнайпростішому nвипадку nапаратна nчастина nсистеми nвключає медичний nдіагностичний nпристрій, nпристрій nзв’язку і nкомп’ютер n(див. рисунок 89).
Рис. 89. Загальна nсхема вводу медико-біологічної nінформації
Програмне nзабезпечення nМАКС.
Програмне nзабезпечення n(ПЗ) МАКС не nменш важливе nніж апаратне, nтобто nтехнічне. До nпрограмного nзабезпечення nвідносяться nматематичні nметоди nобробки медико-біологічної nінформації, nалгоритми й nвласне nпрограми, що nзабезпечують nфункціонування nвсієї системи. nМедичне nзабезпечення nрозробляється nпостановниками nзадач – nлікарями nвідповідних nспеціальностей, nапаратне – nінженерами, nспеціалістами nз медичної та nобчислювальної nтехніки. nРозробка nспеціалізованих nмікропроцесорних nпристроїв nлягає на спеціалістів nз nмікроелектроніки. nПрограмне nзабезпечення nстворюється nпрограмістами nчи nспеціалістами nз nкомп’ютерних nтехнологій.
Найбільш nдосконалі nпристрої nоснащені так nзваним n«інтегрованим» nПЗ, завдяки nякому лікар nотримує nцілісну nсистему, що nохоплює весь nпроцес nдослідження, nщо включає nетапи підготовки, nдослідження nта обробки nданих. В nтакому ПЗ nвиділяють nшість nосновних nфункціональних nмодулів:
1. Підготовки nдослідження.
В nцьому модулі nзазвичай nздійснюється nвибір nметодики nдослідження nпацієнта. nДалі вибирають nкількість nканалів nпостування nінформації, nщо nреєструється nв даному nдослідженні. nВстановлюють nхарактеристики nканалів, nкоефіцієнти nїх посилення, nчастоти nдискретизації nта ін. nПроводять nустановку nдатчиків на nпацієнті та nїх підключення nдо системи. nВстановлюють nрежими виконання nдослідження, nхарактеристики nфункціональних nпроб, режими nзапису в nбуфер, відображення nданих на nекрані nмонітору. nКрім того, nзаповнюється nпаспортний nбланк nдосліджуваного. nВсі ці nналагодження nзапам’ятовуються nв файлі і в nподальшому nвиконуються nавтоматично.
2. Проведення nдослідження.
Традиційно nв даному nмодулі nпроводиться nналагодження nзняття nбіоелектричних nсигналів і nзапис їх у відповідності nіз nналаштуваннями nз паралельним nвідображенням nїх на екрані nмонітора для nвізуального nспостереження nта контролю. nКрім того, nбагато таких nсистем nмістить засоби nручного nуправління nяк записом, nтак і стимуляторами. nНайдосконаліші nсистеми nмістять також nзасоби nекспрес-аналізу nі nвізуалізації nїх nрезультатів nв режимі nреального nчасу, що nдозволяє nлікарю nвиділяти nунікальні, nстаціонарні nчи nконституціональні nсегменти змін nсигналу для nзапису їх в nбуфер чи на nдиск, а також nпри nнеобхідності nреалізувати nтерапевтичні nметоди nбіологічного nоберненого nзв’язку.
3. Перегляду і nредагування nзаписів.
По nзакінченні nдослідження nнеобхідно nпереглянути nотримані nзаписи, щоб nвиділити сегменти, nнеобхідні nдля nподальшого nаналізу, та nвидалити артефакти. nСтандартними nзасобами тут nє плавний рух nзапису, nмасштабування nі позиціонування nканалів, а nтакож nвикористання nрухомих nвізирів для nзчитування nамплітуд та nтимчасових nінтервалів nабо для nвиділення чи видалення nділянок nзапису. Більш nдосконалі nсистеми пропонують nдодаткові nзасоби: nавтоматичний nпошук nартефактів, nфільтрацію nсигналу, виділення nекстремумів, nвіднімання nчи додавання nсигналів за nдвома nвибраними nканалами, nоцінку площі nна nхарактерних nділянках та ін.
4. nОбчислювального nаналізу.
Цей nмодуль nвключає різноманітні nметоди nаналізу nзаписів та графічного nпредставлення nрезультатів. nТак, nнаприклад, nодним із nдосить nдинамічних nпоказників є nелектроенцефалограма n(ЕЕГ). В якості nбазового nматематичного nметоду тут використовується nФур’є – nаналіз з nобчисленням nрізноманітних nчастотних nхарактеристик n(амплітуда, nпотужність, nкогерентність, nфаза) та узагальнених nпараметрів у nвиділених nчастотних nдіапазонах n(альфа, бета, nдельта, тета) nз вивченням nїх часової та nпросторової nеволюції. nТрадиційним nспособом nпредставлення nрезультатів nє побудова nрізноманітних nдіаграм та кольорових nкарт (топограм) nрозподілу nтих чи інших nхарактеристик nЕЕГ на nповерхні nголови. В nданий час nотримала розповсюдження nелектроенцефалографічна nтомографія, nщо полягає в nобчисленні nтривимірних nдипольних nмоделей локалізації nджерел Еег–сигналу. nТакі моделі nкорисні для nвизначення nморфологічних nпорушень, nпов’язаних з nпароксизмальною nактивністю nмозку.
При nаналізі ЕКГ nпершочерговий nінтерес для nлікаря nпредставляють nчасова nеволюція та nстатистика nрозподілу nструктурних nпараметрів nта амплітуд з nвидачею nописової nстатистики, nчасових nграфіків, nгістограм та nдіаграм nрозсіювання.
При nаналізі nтаких nфізіологічних nпоказників nяк реограма n(РГ), nелектроміограма n(ЕМГ), nшкірно-гальванічна nреакція , nспірограма та nін. лікаря nголовним nчином цікавлять nпоказники nрізноманітних nструктурних nвідношень, nлатентності, nдіапазону зміни nсигналу, nшвидкості nйого nзростання та зменшення, nінтегральні nхарактеристики nта ін. Для nтакого типу nсигналів nзазвичай використовують nручне nзчитування nвізирами основних nамплітудних nта інтервальних nпараметрів nза nіндивідуальними nхвилями чи за nрезультатами nусереднення nсерії хвиль і nнакопиченню nїх у nспеціальних nвнутрішніх nмасивах. Далі nза допомогою nвведених формул nможуть nобчислюватися nрізні nіндекси і похідні nхарактеристики, nвиконуються nрізноманітні nалгебраїчні nперетворення, nа також nбудуються nграфіки nрізних залежностей nі nпроводяться nстатистичні nоцінки.
5. Оформлення nвисновку.
Словесні nвисновки, які nробляться за nрезультатами nаналізу та nсупроводжується nконкретним nзаписом nбіосигналів, необхідним nдля nдокументального nзавершення nпроведеного nдослідження. nОднак, автоматизація nпроцесу nоформлення nвисновків зустрічає nзначні nтруднощі, nхарактерні nдля розробки nекспертних nсистем. Тому nв більшій nчастині МАКС nгенерація nвисновку nздійснюється nсамим лікарем nбез nвикористання nяких-небудь n«експертних nоболонок», nшляхом nвибору nвідповідних nполів із nзавчасно nствореної та nзапропонованої nйому так nзваної n«деревовидної nкласифікації» nможливих nвідхилень nвід норми, nсимптомів, nсиндромів та nнозологічних nформ. Навіть nв системах, nде nреалізовані nалгоритми nавтоматичної nгенерації nвисновків, nтакі висновки nслід nрозглядати nлише як nпопередні, nпризначені nдля того, щоб nзвернути nувагу лікаря nна основні nвідхилення nвимірюваних nпараметрів nвід границь nфізіологічної nнорми. Такі nпопередні nвисновки nпотребують nподальшої варифікації nта ручного nкорегування.
6. Роботи з nархівом.
Структуроване nзберігання nрезультатів nфізіологічних nдосліджень nдає nможливість оперативно nаналізувати nїх динаміку, nзареєстровану nв різний час, nа також nдозволяє швидко nгенерувати nстатистичні nта звітні nматеріали. Це nдосить nактуальна nпроблема, nоскільки об’єм nданих, що nзберігаються nлікарем nфункціональної nдіагностики, nзростає лавиноподібно. nТому nнайбільш nважливою nфункцією nцього модуля nє nорганізація nпошуку nзаписів за їх nспецифічними nхарактеристиками. nВ цей ж nмодуль нерідко nвключають nспеціальний nінтерфейс nдля створення nбанку nнормативних nзаписів (як індивідуальних, nтак і nопосередкованих), nа також nдовідника nзаписів, nхарактерних nдля різноманітних nпатологій.
Системи nдля nпроведення nфункціональної nдіагностики.
Системи nдля nдослідження nфункцій nкровообігу.
При nрозробці nМАКС для nфункціональних nдосліджень nсерцево-судинної nсистеми nінформаційні nпотоки nможуть nмістити nзначну кількість nпоказників, nнайважливіші nз яких наведені nв таблиці 31. nКінцевий nвибір набору nпоказників, nщо nреєструються, nвизначається nконкретною nмедичною nдіагностичною nзадачею.
Таблиця n31. Набір nпоказників, nщо nреєструються n
Основні вимірювані показники серцево-судинної системи |
||
Вимірюваний показник |
Похідні показники |
Діапазон та характеристики первинних сигналів |
Криві зміни тиску (прямий метод) артеріального, центрального венозного, в легеневій артерії, в камерах серця |
Систолічний, діасистолічний, середній тиск |
Максимальний до 200 Гц, зазвичай до 60 Гц. Границі тиску: артеріального 40…30 мм.рт.ст., венозного 0…15 мм.рт.ст. |
Вимірювання артеріального тиску (непрямий метод) |
Систолічний, діасистолічний, середній тиск |
Аускультативны методи (метод Короткова) 30 … 150 Гц. Пальпаторні критерії 0,1 … 60 Гц |
Крива пульсової хвилі (непрямий метод) на периферичних артеріях. |
Систолічний, діасистолічний, середній тиск |
Форма пульсової хвилі аналогічна формі залежності тиску, що отримується прямим методом але без ізолінії. |
Крива плетизмограми (об’ємні виміри) Вимірювання частоти серцевих скорочень |
Систолічний, діасистолічний, середній тиск |
До 30 Гц. Частота серцевих скорочень у людини складає 45…200 уд/хв. |
Оксиметрична крива |
Систолічний, діасистолічний, середній тиск |
Максимальний 0…60 Гц, зазвичай використовується 0…5 Гц |
Крива об’ємної швидкості кровотоку |
Серцеві викиди та інші залежні параметри |
Максимальний 0…200 Гц, зазвичай використовується 0…60 Гц |
Географічна крива |
Серцеві викиди та інші залежні параметри |
Діапазон інформаційних частот 0,1…100 Гц, діапазон амплітуд 0,1…10000мкВ |
Крива розведення індикатора (термодилюційна крива) |
Серцеві викиди та інші залежні параметри |
0…6 Гц |
Електрокардіографічна крива |
Частота серцевих скорочень, показники, що характеризують порушення ритму. |
0,05…100 Гц; рівень сигналу 10 мкВ при реєстрації ЕКГ плоду і 5 мкВ при реєстрації ЕКГ дорослих |
У nвідповідності nз nвимірюваними nфізіологічними nпоказниками nіснує значна nкількість nспеціалізованих nМАКС для nфункціональних nдосліджень nсистеми nкровообігу.
Комп’ютерна nелектрокардіографія n
Існуючі nметоди nавтоматичного nаналізу ЕКГ nвідрізняються nвеликою nрізноманітністю, nщо nобумовлена nяк різними nрозв’язуваними nзадачами, так nі специфікою nдосліджуваних nпараметрів nсигналу.
Основою nдля побудови nалгоритмічного nта програмного nзабезпечення nбільшості nавтоматизованих nсистем nслугує nнаступна nпослідовність nетапів nобробки ЕКГ-сигналу:
– nВведення nЕКГ;
– nПопередня nобробка nсигналу;
– nРозпізнавання nхарактерних nелементів;
– nВимірювання nінформативних nпараметрів та nїх аналіз;
– nІнтерпретація nрезультатів nаналізу.
При nрозв’язуванні nзадач nконтролю за nстаном nорганізму nпід дією nрізних nфакторів майже nзавжди nвикористовують nритм nсерцевих скорочень, nздійснюючи nматематичну nобробку nтимчасових nінтервалів. nНайчастіше nвикористовують nструктурний nаналіз ритмограм, nаналіз nгістограм, а nдля nвиділення nперіодичних nскладових ритмограми n– методи nкореляційного nта nспектрального nаналізу. nВикористання nвсіх цих nметодів переслідує nв основному одну nмету: дати nміру nмінливості nритму серцевих nскорочень в nрізних nстанах nорганізму, під nякими nрозуміють nстан спокою, nрізні навантаження n(розумові та nфізичні) чи nрізні види патологій.
Комп’ютерна nреографія.
Реосигнал n– один з nнайбільш неінвазивних nметодів дослідження nсудинної nсистеми, за nдопомогою якого nможна nдосліджувати nпрактично nбудь-який nорган. В nметодиках nдослідження nгемодинаміки nсудинних зон nвиділяють nспецифічні nоб’ємні та nшвидкісні nпоказники, а nтакож загальні nамплітудно-часові nпараметри реосигналів nта їх nспіввідношення. nТому при nаналізі реограми n(РГ) nлікаря nголовним nчином nцікавлять nпоказники nрізноманітних nструктурних nвідношень, латентності, nдіапазону nзміни nсигналу, швидкості nйого nзростання та nзменшення, nінтегральні nхарактеристики nта ін. Для реограми nважливе nзначення має nвизначення nхарактерних nточок та nосновних nамплітудних nта інтервальних nпараметрів. nПри цьому або nвикористовують nручне nзчитування nвізирами, або nвикористовують nопорний nсигнал.
Оцінку nпараметрів nздійснюють nза індивідуальними nхвилями чи за nрезультатами nусереднення nхвиль та nнакопиченню nїх в nспеціальному nвнутрішньому nмасиві. Далі nза допомогою nвведених nформул nможуть обчислюватись nрізні nіндекси та nпохідні характеристики. n
Системи nдля nдослідження nорганів nдихання.
Як у nвипадку nдослідження nсерцево-судинної nсистеми при nдослідженні nсистеми дихання nінформаційні nпотоки nможуть nмістити значну nкількість nпоказників.
Таблиця n32. nОсновні nпоказники nсистеми nдихання
Основні вимірювані показники системи дихання та їх характеристики |
||
Вимірюваний показник |
Похідні показники |
Діапазон та характеристики первинних сигналів |
Крива швидкості газообміну(пневмотахограма) |
Частота дихання, об’єм дихання |
Частотні компоненти до 40 Гц; нормальний повітреобмін – 205…500 мл/с, максимальний – 8л/с |
Вимірювання частоти дихання. Крива зміни температури в носовій порожнині |
Частота дихання |
У людини середня частота дихання складає 12…40 дихальних рухів за 1хв. |
Крива, яка характеризує механічні переміщення грудної стінки |
Так само |
0…10Гц |
Крива внутріпреврального тиску |
… |
0…10 Гц |
Вимірювання дихального об’єму. Концентрація кисню, вуглекислого газу, діоксиду азоту або галотана у повітрі, що вдихається |
Серцевий викид і залежні параметри |
У дорослої людини нормальний дихальний об’єм складає 600мл, 6…8 л/хв. Нормальний вміст вуглекислого газу 0…10% (у кінці видиху 4,6%), діоксиду азоту –0…100%, галотана 0,3% |
Газовий склад крові: Крива парціального тиску кисню |
|
Звичайно до 1Гц. Нормальний рівень для тиску кисню 0…800 мм.рт.ст гіпербаричний рівень складає 800…3000 мм.рт.ст |
Крива pH |
|
Діапазон сигналу 0…700 мВ відповідає діапазону рівня pH |
Крива парціального тиску вуглекислого газу |
|
Нормальний діапазон сигналу 0…+150 мВ відповідає парціального тиску вуглекислого газу від 1 до 100 мм.рт.ст. |
Системи nдля nдослідження nголовного nмозку
До nсистем nдослідження nголовного nмозку можуть nбути nвіднесені nелектроенцефалографічна, nреоенцефалографічні, nрізноманітні nтомографічні nсистеми та ряд nінших.
Комп’ютерна nелектроенцефалограма n
Методи nавтоматичної nобробки nелектроенцефалограми n(ЕЕГ) в nклінічних nдослідженнях nпов’язані з nвирішенням nнаступних nзадач:
– nаналіз nфонової nактивності n(ЕЕГ nрозглядається nяк сума nнеперервних nпроцесів);
– nкількісна nоцінка nспецифічних nструктур n(гострих nхвиль, nкомплексів nпік-хвиля та nін.);
– nоцінка nвикликаної nактивності.
До nметодів nоцінки nфонової nактивності в nпершу чергу nвідносять:
– nчастотний n(спектральний) nаналіз ЕЕГ;
– nкореляційний nаналіз;
– nперіодометричні nметоди.
Особливе nзначення для nклінічних nдосліджень nмає nрозпізнавання nта аналіз nфункціонально nзначущих nструктур. Задача nавтоматичного nрозпізнавання nструктур nрозв’язується nрізними nспособами:
– nна nоснові nаналізу nпараметрів nвиділених на nпівхвиль ЕЕГ;
– nз nвикористанням nоптимальної nфільтрації сигналу;
– nметодами nоберненої nфільтрації.
В nклінічних nумовах nдослідження nвикликаної nактивності nпов’язане із nзадачею nкласифікації nрезультатів nелектрофізіологічного nдослідження nі nпроводиться, nяк правило, з nвикористанням nметоду nсинхронного nнакопичення nвикликаних nпотенціалів.
Всі nрозглянуті nметоди nобробки ЕЕГ nшироко використовуються nв системах nавтоматизації nклінічних та nекспериментальних nнейрофізіологічних nдосліджень.
Системи nдля nультразвукових nдосліджень n
Існують nрізні методи nультразвукових n(УЗ) досліджень: nдопплерографія, nехотомографія, nдуплексне nсканування, транскраніальна nдопплерографія, nтранскраніальна nсонографія nта інші.
Комп’ютерна nехотомографія n
Ехотомографічні nсистеми nпризначені nдля nотримання nстатичних n(нерухомих) nта nдинамічних n(рухомих) nзображень n(ехограм) різноманітних nорганів nлюдини.
Апаратно nсистеми nпредставляють nсобою комплекс, nщо nскладається nз УЗ датчика, nблоку обробки nУЗ сигналу, nпристрою nсполучення nта комп’ютера. nУЗ датчики nможуть бути nабо з механічним nсекторним, nабо з nелектронним nскануванням. nВ блоці обробки nздійснюється nаналогова nобробка сигналів, nщо nпоступають nвід датчика. nПристрій nсполучення nзазвичай nмістить сканконвертер, nщо nзабезпечує аналогово–цифрове nперетворення nсигналів і nформування nУЗ зображення nв цифровій nформі. В nкомп’ютері nздійснюється nобробка та nаналіз УЗ nзображення.
Особливістю nпрограмного nзабезпечення nУЗ систем на nвідміну від nрозглянутих nраніше є nнеобхідність nобробки та nаналізу nзображення. nТут nважливими є nхарактеристики nзображення, nщо nвиводиться nна екран: nкількість точок nпо nгоризонталі та nвертикалі, nкількість nградацій nступеня яскравості nтощо.
Іншою nважливою nособливістю nє запропоновані nпрограмним nзабезпеченням nможливості nобробки nзображень. nСюди в першу nчергу відносяться nможливості nзміни nконтрасту, nвиділення nконтурів nобластей. nОстаточне контурування nокремих nобластей для nнаступного nаналізу здійснюється nабо вручну за nдопомогою nкурсору, або nза допомогою nнабору nгеометричних nфігур (овал, nкруг тощо), nабо в nнапівавтоматичному nрежимі за nрівнями nоднакової nяскравості. nДалі nзазвичай nпроводять nпідрахунок nплощ nвиділених nобластей. Всі nці методи дозволяють nлікарю nаналізувати nцифрові зображення, nщо nвиводяться nна екран nмонітору.
Інші типи nспеціалізованих nсистем
До nних nвідносяться nсистеми для nрентгенологічних nдосліджень, магніторезонансної nтомографії, nрадіонуклідних nі тепловізійних nдосліджень. nМожна nсказати, що nперераховані nсистеми nвідносяться nдо медичних nсистем візуалізації. nГоловне nпризначення nкомп’ютерної nчастини nтаких систем n– візуалізація nмедичних nзображень nдля аналізу і nнаступної nінтерпретації nїх лікарем.
Методи nобробки й nаналізу nмедичних nзображень.
Програмне nзабезпечення nмедичних nсистем візуалізації nповинне:
– nнадавати nкористувачеві nширокий nнабір алгоритмів nобробки й nаналізу nзображень, що nполегшують nїхню nінтерпретацію; n
– nзабезпечувати nмінімальний nчас відповіді n(відповідь у nреальному nчасі користувача); n
– nмати n«дружній» nінтерфейс nкористувача, nщо забезпечує nкомфорт як nфахівцеві в nобласті nцифрової nобробки nзображень, nтак і некваліфікованому nкористувачеві; n
– nзабезпечувати nнагромадження nтехнологій nобробки nзображень nдля nвирішення nконкретних nдіагностичних nзадач; мати nнизьку nвартість.
Усі nвиди nкомп’ютерних nоперацій над nзображеннями nможна nподілити на nчотири nосновні групи: nобробка, nаналіз, nреставрація nі реконструкція nзображень.
Обробка nзображень nпередбачає nполіпшення якості nта nінформативності nзображення. nЗазвичай цей nметод використовуєтьсядля nвиділення nдеталей, nцікавих для nдослідника .
Аналіз nзображень – nце процес nвитягу з них nкількісної nабо якісної nінформації.
Реставрація nзображень – nце nвідновлення nне якісних nабо пошкоджених nзображень.
Реконструкція nзображень – nце процес nстворення nдвовимірних nзображень за nнизкою одновимірних nзображень . nЦе основний nметод створення nзображень, що nвикористовується nу томографії.
Всі nці методи nтаким або nіншим чином nвикористовуються nв розглянутих nсистемах. Для nїхньої nреалізації nзастосовують nнаступні nпроцедури:
– nалгебраїчне nперетворення nзображень, у nтому числі nдодавання і nвирахування nкадрів, контрастування, nвідсічення nзверху і nзнизу;
– nточне nвизначення nграниць nорганів;
– nцифрова nфільтрація, у nтому числі пре- і постреконструкційна;
– nпараметрична nвізуалізація;
– nавтоматична nкласифікація nзображень на nоснові nрізних nметодів nтеорії nрозпізнавання nобразів;
– nспільний nаналіз nзображень, nотриманий nрізними nметодами nпроменевої nдіагностики.
Оскільки nметоди nобробки й аналізу nзображень є nзагальними nдля цілого nряду nмедичних nсистем, у nданий час nпоряд із nспеціалізованими nМАКС nвипускаються nсистеми nкомп’ютерної nобробки nмедичних nзображень n(фірмами General nElectric, «Філіпс», n«Сіменс» і nін.). Ці nсистеми є nкомп’ютерними nінтегрованими nсистемами, nпризначеними nдля збереження, nпередачі й nобробки nвсього nкомплексу nмедичних nзображень, що nвключають nрентгенівські nдослідження, nтомографію, nультразвукові nдослідження nй інші nметодики. nБільш докладно nметоди nобробки і nаналізу nмедичних nзображень nбудуть розглянені nдалі.
МАКС для nрентгенівських nдосліджень n
Перетворення nтрадиційної nрентгенограми nв цифровий nмасив з nнаступною nможливістю обробки nрентгенограм nметодами nобчислювальної nтехніки nстало nрозповсюдженим nпроцесом.
ДО nМАКС для nрентгенівських nдосліджень nможуть бути nвіднесені: nцифрові підсилювачі nяскравості nрентгенівських nзображень, nцифрові nрентгенівські nсистеми, комп’ютерні nтомографічні nрентгенівські nсистеми.
Звичайно nдля nодержання nзображення nзастосовують nметод nсканування (скануюча nпроекційна nрентгенографія). nОтримані nвідеосигнали nпісля аналого-цифрового nперетворення nза допомогою nвідповідного nінтерфейсу nвводяться в ЕОМ, nде nрентгенівські nзображення nобробляються nй nаналізуються. n
У nкомп’ютерних nтомографічних nрентгенівських nсистемах, що nз’явилися в 1972 nр., nрентгенівська nтрубка nобертається nнавколо nпацієнта. nРентгенівські nпромені проходячи nчерез різні nтканини, nзагасають n(поглинаються) nпо-різному. nКомп’ютер nпорівнює знімки, nотримані nпошарово і nпід різними nкутами, nбудуючи з них nзображення nпоперечного перерізу nоргану. nРентгенівська nтомографія nзабезпечує nвисокоякісні, nконтрастні і nнезатінені nіншими nорганами nзображення nперетинів n(зрізів) nорганів.
МАКС для nмагнітно-резонансних nдосліджень. n
Метод nмагнітно-резонансних nдосліджень заснований nна nреєстрації nвипромінювання nядер водню n(фосфору або nнатрію) при nповерненні nїх із nзбудженого nстану в nстабільний nпід дією nсильного nмагнітного nполя. Комп’ютер, nаналізуючи nзареєстроване nвипромінювання, nбудує nоб’ємну nкартину nінтенсивності. nОскільки nреєструються nсигнали ядер nводню, що nвходить до nскладу води, nто комп’ютер nфактично nвизначає nзміст води в nтій або іншій nділянці nоргану, nсигналізуючи nпро його nзміни.
Магнітно-резонансна n(МР) nтомографія nзабезпечує nвисоку nрозподільну nздатність і nвисоку nконтрастність nзображення nтканин без nвпливу nрентгенівського nвипромінювання, nбез ін’єкцій nпотенційно nтоксичних nконтрастних nречовин, nможливість nвізуалізації nважкодоступних nділянок nлюдського nтіла, спостерігати nякі неінвазивними nметодами до nвпровадження nМР-томографів nузагалі не nвдавалося.
Системи nдля МР-досліджень nможуть бути nпризначені nдля:
– nМР-томографії,
– nМР-ангіографії
– nМР-спектроскопії. n
МАКС для nрадіонуклідних nдосліджень(РНД).
Рентгенівська nкомп’ютерна nтомографія, магніторезонансна nтомографія, nультразвукові nдослідження, nцифрова nрентгенографія nперевершують nрадіонуклідну nдіагностику nпо якості nодержуваних nмедичних nзображень, nособливо за nпросторовою nрозподільною nздатністю, nале не можуть nконкурувати nз РНД по можливостях nвиявлення nтих помилок, nщо поки ще не nмають свого nструктурно-анатомічного nвираження, тобто nколи nвідсутні патоанатомічні nзміни.
Серед nнайбільш nрозроблених nсучасних систем nдля nрадіонуклідних nдосліджень nможна виділити nсистеми: планарної nсцинтиграфії, nоднофотонної nемісійної nкомп’ютерної nтомографії і nпозитронної nемісійної nтомографії. В nусіх цих системах nосновним nінструментом nє сцинтиляційна nгамма-камера. n
Як nприклад nрозглянемо nпринцип nроботи позитронно-емісійного nтомографа. У nкров пацієнта nвводять nречовину з nрадіоізотопом, nщо поглинається nмозком. nВипромінювання nреєструється nкільцем nдетекторів, nщо оточують nголову nпацієнта. На nкомп’ютері розраховується nположення nджерела nвипромінювання nі будується nзображення. nБільш активно nпрацюючі nділянки nголовного nмозку споживають nбільше кисню nі, nвідповідно, nвиявляють nбільшу nрадіоактивність.
Багатофункціональні nсистеми
Багатофункціональні nсистеми для nфункціональних nдосліджень nрозрізняються nнабором nвимірюваних nпараметрів, nобумовлених конкретним nпризначенням nсистеми.
Апаратне nзабезпечення nзазвичай nвключає персональний nкомп’ютер nабо кілька nкомп’ютерів, nоб’єднаних у nкомп’ютерну nмережу, а nтакож nкомплекс nпристроїв nперетворення nі введення в nкомп’ютер біосигналів nрізної nприроди.
Інтеграція nрезультатів nмедичних nдосліджень, nотриманих nрізними nметодами, nвимагає вирішення nряду задач, nпов’язаних з nуніфікацією nпрограмно-апаратних nзасобів nдіагностуючих nприладів. nТому важливою nособливістю nпрограмного nзабезпечення nбагатофункціональних nсистем є наявність nпрограми-оболонки, nщо nзабезпечує nзбереження й nоперативний nдоступ до nданих пацієнта, nзвернення до nбудь-якої, nвключеної до nскладу системи, nметодики nдослідження, nавтоматичне nформування nдокументів nстатистичної nзвітності. nОсновна nвідмінність nбагатофункціональних nсистем від nаналогічного nнабору спеціалізованих nсистем nполягає в nтому, що в багатофункціональній nсистемі всі nметодики nдослідження nоб’єднані nєдиною базою nданих. Крім nтого, досить nзручною є nуніфікація nдля всіх nметодик інтерфейсу nспілкування nз nкористувачем n(наприклад, nнатиснення nпевної nклавіші для nрізних nметодів має nодне й те ж nсаме nзначення).
Системи nдля nпроведення nмоніторингу
В nряді досить nважливих nпрактичних nнапрямків й у nпершу чергу nпри nбезперервному nспостереженні nза хворим у nпалатах nінтенсивної nтерапії, операційних nі nпісляопераційних nвідділеннях, nвиникає nзадача nоперативної nоцінки стану nпацієнта. У nцьому nвипадку nпотрібно на підставі nтривалого і nбезперервного nаналізу nвеликого nобсягу даних, nщо nхарактеризують nстан фізіологічних nсистем nорганізму nзабезпечити nне тільки nоперативну nдіагностику nускладнень nпри nлікуванні, nале і nпрогнозування nстану nпацієнта, а nтакож nвизначити nоптимальну nкорекцію виникаючих n(або nпрогнозованих) nпорушень. Для nрішення цієї nзадачі nпризначені nмоніторингові nМАКС.
Специфіка nмоніторингових nсистем
Моніторингові nМАКС nпризначені nдля здійснення nтривалого nбезперервного nспостереження nза станом nхворих у nпалатах nінтенсивного nспостереження, nінтенсивної nтерапії, nреанімаційних nі nопераційних. nВ даний час nрозроблені і nвипускаються nдесятки nрізних nмоніторингових nсистем, однак nбезліч nфізіологічних nпараметрів, nщо nпіддаються nтривалому nспостереженню, nобмежено. Це nобмеження nпов’язане з nтруднощами nбезперервного nвиміру nфізіологічних nпараметрів nпротягом nтривалого nчасу. До числа nнайбільш nчасто nвикористовуваних nпри моніторингу nпараметрів nвідносяться:
– nелектрокардіограма;
– nтиск nкрові в nрізних nточках;
– nчастота nподиху n(виміряється nзвичайно або по nмеханічних nпереміщеннях nгрудної nклітки, або nпо кривій nзміни nтемператури nв носовій nпорожнині);
– nтемпературна nкрива;
– nзміст nгазів крові;
– nхвилинний nобсяг nкровообігу ;
– nзміст nгазів у nвидихуваному nповітрі;
– nелектроенцефалограма. n
Апаратне nзабезпечення nмоніторингових nсистем і nаналогічних nсистем для nфункціональної nдіагностики nпрактично не nвідрізняється. nУ той же час nпрограмне nзабезпечення nмає певні nвідмінності, nпов’язані з nїх різним nпризначенням.
Етапові nпідготовки nобстеження в nмоніторингових nсистемах nвідповідає nетап завдання nрежиму nспостереження. nЗвичайно цей nетап спрощений, nбагато nналаштувань nвідбувається n«за nзамовчуванням», nале nвідмінністю nмоніторингових nсистем є nвстановлення nграничних nзначень nфізіологічних nпараметрів, перевищення nяких nприводить до nпояви сигналу n«тривога».
Етапові n«проведення nобстеження» nу моніторингових nсистемах nвідповідає nетап «проведення nспостереження». nЦей етап є nосновним, продовжується nбезупинно до nкінця роботи системи nі при nвиконанні nінших етапів nпроходить у nфоновому nрежимі. При nцьому nвідбувається nбезперервний nзапис nпоказників, nщо nреєструються, nу пам’ять nкомп’ютера з nодночасним nвідображенням nїх на екрані nмонітора.
Важливою nособливістю nмоніторингових nсистем є nнаявність nзасобів nекспрес nаналізу і nвізуалізації nїхніх nрезультатів nу режимі nреального nчасу. Це дозволяє nвідображати nна екрані nмонітора також nдинаміку nрізних nпохідних від nконтрольованих nвеличин. Усе nце nздійснюється nв різних nтимчасових nмасштабах. nПричому чим nвище якість nсистеми, тим nбільше nможливостей nспостереження nдинаміки nконтрольованих nі пов’язаних nз ними nпоказників nвона надає.
Етап nперегляду і nкорекції nданих у nмоніторингових nсистемах nзводиться nтільки до перегляду. nПричому тут nважливо, щоб nпрограмне забезпечення nзабезпечувало nзручність пошуку nнеобхідних nділянок на nбагатогодинних nзаписах nпоказників і nдозволяло б nпобачити всі nпохідні nпоказники ділянки nзапису, що nпереглядається.
Етап n«обчислювальний nаналіз» у nмоніторингових nсистемах nзвичайно nбідніше nаналогічного nетапу в nсистемах nфункціональної nдіагностики nі частіше nобмежений nтими методами nаналізу, що nможуть бути nпроведені в nрежимі nреального nчасу.
Етап n«формування nвисновку» nтут найчастіше nвиконується nв nавтоматичному nрежимі і зводиться nдо nреєстрації nвиявлених nвідхилень nвід норми nпоказників, nщо nрегіструються.
Модуль n«робота з nархівом» у nпрограмному nзабезпеченні nмоніторингових nсистем nзвичайно nвідсутній nчерез велику nдовжину nзаписів nспостережень nі практичну nнеможливість nстворення nархіву nзаписів.
Найчастіше nмоніторингові nсистеми nвикористовуються nдля nодночасного nспостереження nза станом від nодного до 6 nхворих, nпричому в nкожного з них nможе nвивчатися до n16 основних nфізіологічних nпараметрів.
Електрокардіографічний nмоніторинг
Існує nчотири nосновних nвиди кардіомоніторингових nсистем, у nяких nпроводиться nтривалий nбезперервний nаналіз електрокардіосигналу: nвід 10–15хв до nдекількох nдіб. Це nнаступні nвиди nкардіомоніторів n(КМ):
– nклінічні nКМ для палат nкардіологічного nспостереження nй nінтенсивної nтерапії;
– nклінічні nКМ для nкардіохірургії;
– nамбулаторні nКМ для nдобового (холтеровського) nспостереження;
– nКМ для nаналізу nнавантажувальних nпроб при функціональній nдіагностиці.
Клінічні nКМ для nкардіохірургії nвідрізняються nпідвищеними nвимогами до nперешкодозахищеності nдля роботи в nумовах nопераційної. nСистеми для nдобового nспостереження nє досить nкомпактними n(так щоб nпацієнт міг nносити їх із nсобою). У nякості nмоніторингових nсистем для nаналізу nнавантажувальних nпроб, nнаприклад, nпри велоергометрії, nчасто nвикористовуються nелектрокардіографічні nсистеми для nфункціональних nдосліджень.
Системи nуправління nлікувальним nпроцесом.
До nсистем nуправління nпроцесами nлікування та nреабілітації nвідносять nавтоматизовані nсистеми nінтенсивної nтерапії, nбіологічного nоберненого nзв’язку, а nтакож nпротези та штучні nоргани, що nстворюються nна основі мікропроцесорної nтехніки.
На nвідміну від nраніше nрозглянутих nсистем функціональної nдіагностики nта nмоніторингових nсистем, в nсистемах nуправління nлікувальним nпроцесом на nперше місце nвиходять nзадачі nточного nдозування nкількісних nпараметрів nроботи, nстабільного nутримання їх nзаданих nзначень в nумовах мінливості nфізіологічних nхарактеристик nорганізму nпацієнта. Використання nзасобів nобчислювальної nтехніки nполегшує nрозв’язання nвказаних задач.
Системи nінтенсивної nтерапії.
Під nавтоматизованими nсистемами nінтенсивної nтерапії (ІТ) nрозуміють nсистеми, nпризначені nдля nуправління nстаном nорганізму в nлікувальних nцілях, а nтакож для nйого nнормалізації, nвідновлення nприродних nфункцій nорганів та nфізіологічних nсистем nхворого, nпідтримки їх nв межах nнорми.
За nструктурною nконфігурацією nсистеми ІТ поділяються nна два класи: nсистеми nпрограмного nуправління nта замкнені nуправляючі системи.
До систем nпрограмного nуправління nвідносяться nсистеми для nздійснення nлікувальної nдії. Типовим nпредставником nцих систем є nапарати nштучної nвентиляції nлегень з nмікропроцесорним nуправлінням.
Замкнені nсистеми ІТ nструктурно є nбільш складними nМАКС, так як nвони об’єднують nу собі задачі nмоніторингу, nоцінки стану nхворого та nрозробки nуправляючих nлікувальних nдій. Тому на nпрактиці nзамкнені nсистеми ІТ nстворюються nлише для nчасткових, nстрого nфіксованих nзадач: nуправління nартеріальним nтиском при nгострих гіпертензивних nстанах, управління nрівнем nглюкози в nкрові при nцукровому nдіабеті тощо. nТакі системи nстворюються nу nвідповідності nз методами nтеорії автоматичного nуправління, в nнеобхідних nвипадках nвони nдоповнюються nевристичними nалгоритмами.
Системи nоберненого nбіологічного nзв’язку.
Системи nбіологічного nоберненого nзв’язку (БОЗ) nпризначені nдля надання nпацієнту nпоточної nінформації nпро nфункціонування nйого внутрішніх nорганів та nсистем, що nдозволяє шляхом nвольових дій nпацієнта nдосягати nтерапевтичного nефекту при nконкретному nвиді патології.
БОЗ nподає на nоргани nвідчуттів nпацієнта nсигнали n(звукові, nзорові, nтактильні nтощо), характеристики nяких nпов’язані з nпоточною nінформацією nпро nфізіологічні nреакції і nпараметри n(наприклад, nартеріальний nтиск, температура nшкіри), що не nконтролюються nсвідомістю nіндивідуума nі зазвичай nреєструються nнеінвазивними nспособами.
Системи nпротезування nта штучні nоргани.
Системи nпротезування nта штучні nоргани призначені nдля nзаміщення nвідсутніх чи nкорекції nнезадовільно nфункціонуючих nорганів та nсистем nорганізму nлюдини. По nсуті протези n– це nімплантовані nсистеми nінтенсивної терапії. nДо числа nнайбільш nшироко nрозповсюджених nсистем nпротезування nвідносяться nмікропроцесорні nводії nсерцевого nритму, імплантовані nдозатори nінсуліну, електроміостимулятори nтощо.
Розглянемо nдокладніше nімплантовані nводії nсерцевого nритму, або як nїх ще називають, nелектрокардіостимулятори n(ЕКСР). В даний nчас nвипускаються nяк прогамнокеровані nЕКРС так nі ЕКСР з nрегулюванням nв замкненому nконтурі.
При nпрограмному nуправлінні nчастота імпульсів nабо nзадається nлікарем, або nможе бути підрегульована nна основі корпорального nсигналу, що nкорелює з nпотребами nкровообігу в nсистемі.
При nуправлінні в nзамкнутому nконтурі частота nімпульсів nможе бути nвідрегульована nна основі внутрісерцевого nсигналу, що nвідображає nпроцеси nавторегуляції nсерця. У nцьому nвипадку, nчастота згенерованих nелектричних nімпульсів nможе бути nнайбільш nадекватна nсигналам nприродної nрегуляції nкровообігу.
В nякості nвимірюваних nта nвикористовуваних nдля nуправління nпараметрів nкрім електричної nактивності nсерця в ЕКСР nвикористовуються nхвилинний nоб’єм, nчастота nдихання, nрухова активність, nенергія руху, nтемпература nкрові, значення nРН, оксигенація nвенозної nкрові, та ряд nінших.
Перспективи nрозвитку МАКС
Якщо nпроаналізувати nтенденції nрозвитку МАКС nза всю їх nісторію, то nможна nпрогнозувати nпродовження nнасичення nклінічної nмедицини апаратно-комп’ютерними nсистемами.
Загальний nнапрямок nрозвитку nбуде спрямований nв таких nнапрямках:
– nстворення nсистем, що nздійснюють nдіагностику nзахворювань nна більш nранніх nстадіях;
– nпоява nсистем, що nзабезпечують nможливості nінструментальної nдіагностики nраніше не діагностованих nпатологій; n
– nвдосконалення nтрадиційних nінструментальних nметодів nзавдяки nбільш повній nкомп’ютерній nобробці nінформації;
– nстворення nсистем, що nімітують nлікувальний nпроцес.
В той nже час, nможливо, nз’являться nсистеми, nзасновані на nфізичних nпринципах, nякі раніше nважко було nреалізувати nбез засобів nобчислювальної nтехніки.
Спостерігається nпевна nтенденція nзростання nролі методів nвізуалізації. nДякуючи своїм nвисоким nдіагностичним nможливостям nта найбільш nадекватному nдля лікаря nпредставленню nданих, методи nвізуалізації nпоступово nзаймають все nбільш nважливе nмісце серед nінструментальних nметодів. В nданий час у nвсьому світі nвідбуваються nсуттєві nзміни в nтехнології nотримання nмедичних nзображень. На nзміну nтрадиційним nметодам приходять nцифрові nзображення nта цифрові системи, nщо nполегшують nроботу з nними. В таких nсистемах nлікар працює nз nкомп’ютером nта аналізує nцифрові nзображення, nотримані при рентгено-, nрадіологічних, nультразвукових, nмагніторезонансних nта інших nдослідженнях.
Можна nприпустити, nщо поступово nбудуть nзнижуватися nвимоги до nтехнічних nзнань лікаря. nПрограми nбудуть мати nзручний та nзрозумілий nінтерфейс.
Апаратно-комп’ютерні nсистеми все nчастіше nбудуть nкомплексно nвикористовуватися nдля nстворення nавтоматизованих nсистем інтенсивного nспостереження, nінтенсивної nтерапії та nспеціалізованих nдіагностичних nкомплексів. nБуде nздійснюватися nпоступовий nперехід від nвикористання nспеціалізованих nМАКС до nвикористання nкомплексних nсистем.
Можна nвисловити nвпевненість, nщо майбутнє інструментальної nдіагностики nта nінтенсивної nтерапії в nзначній мірі nбуде nвизначатися nапаратно-комп’ютерними nсистемами, а nрівень nмедичного закладу nбуде nхарактеризуватися nнаявністю в nньому nвідповідних nапаратно-комп’ютерних nсистем та nспеціалістів, nщо вміють nпрацювати на nних.