медицина. реферат медицина2. Информатизация здравоохранения и некоторые проблемы построения интегрированных медицинских информационных систем

• Название: Информатизация здравоохранения и некоторые проблемы построения интегрированных медицинских информационных систем
• Анкор: медицина
• Дата: 19.09.2022
• Размер: 473.06 Kb.
• Имя файла: реферат медицина2.docx
• Тип: Реферат; #684570
• страница: 2 из 5

Архетиктуры систем и проблемы сложности
 

Вопросы построения достаточно сложных (распределенных, региональных и.т.д.) систем, обеспечение свойств открытости в самом широком понимании этого слова и построение оптимальных архитектур взаимодействующих систем определяют ряд фундаментальных и прикладных проблем и методов исследования. Вне зависимости от конкретного назначения таких систем, вопросы оптимизации архитектур таких систем, взаимодействия «человек-машина»  и ряд других выходят на первый план, что связано, прежде всего, с малопредсказуемым поведением недостаточно проработанных моделей и вытекающими из этого большими коммерческими и иными рисками. Вопросы разработки, унификации, стандартизации, объединения систем и компонент, выработки и применения «рамочных» архитектурных решений, равно как и систем для разработки последних, несмотря на предпринимаемые в последнее время значительные усилия, остаются не до конца проработанными. Как следствие – несмотря на довольно значительные затраты на медицину в целом включая оборудование, программное обеспечение, стоимость исследований и разработок и др., так, «имеются многомиллиардные потери по ряду ИТ-проектов в области интеграции медицинских систем» [30]. В общем случае, все эти недостатки возникают из-за проблем сложности, имеющих, как правило, междисциплинарный характер и возникающих как при расширении и объединении систем, так и в процессе выработки общих стандартов, архитектурных моделей и методик их разработки и анализа. Положение дополнительно усугубляется вследствие морального и физического старения уже существующих систем и значительного списка проблем, связанных с обеспечением принципов открытости (open systems – interoperability, portability, scalability), в том числе в ряде существующих и частично стареющих систем. Таким образом, время здесь оказывается фактором, естественным образом нарушающим некоторое установившееся “status quo”.

Нельзя не отметить и то важное обстоятельство, что, несмотря на то, что происходит объективный процесс ИТ-интеграции ресурсов различных медицинских учреждений, ресурсы эти зачастую состоят из разрозненных, плохо сопоставимых реализаций, которые необходимо сделать взаимодействующими с другими системами [30]. По этой причине затруднительно использовать разработанные к настоящему времени достаточно мощные методы системного проектирования, так как любое агентство, занимающееся общей интеграцией и разработкой архитектуры, может не подпадать под определение субъекта (если проблема известна, а лица, заинтересованные в ее решении, не удовлетворяют определению субъекта, то метод концептуального проектирования систем организационного управления не может быть применен – С. Никаноров [31]). При этом, поскольку различные методы анализа и проектирования будут иметь общие проблемные области, другие методы анализа и проектирования также могут быть применяемы с известными оговорками (отметим, что задачи развития и интеграции медицинских ИТ-систем имеют свою специфику и, как следствие, свои пути и методы решения проблем, вытекающие из существующего положения вещей и имеющихся в настоящее время возможностей). Таким образом, следуя известным схемам, должны быть в первую очередь сделаны следующие вещи: а – необходимо «обозначить» положение дел «на сегодня», “as is”; б – что реально может быть сделано «завтра» в направлении развития и глобальной интеграции медицинских ИТ-систем, с учетом того, что в пределе должно быть – “to be”; в – определить необходимые для этого ключевые подходы, методы и технологии. На основе анализа имеющихся к настоящему времени разработок, опыта эксплуатации, выявленных их преимуществ и недостатков могут быть сформулированы некоторые базовые решения.

Итак, рассмотрим ряд результатов в области интеграции медицинских ИТ – систем, полученных как на основе фактических данных и анализа публикаций, так и путем сопоставления предметных областей публикаций [30].

Прежде всего, «правительственные и частные учреждений здравоохранения, в силу ряда внутренних и внешних факторов оказываются вынужденными приступить к интеграции своих электронных записей и ресурсов», и в пределе планируется создание глобальных систем. Основной трудностью при разработке таких систем, согласно правительственным отчетам, является проблема описания плохо предсказуемого поведения больших систем, когда система в целом превосходит сумму своих частей (имеется в виду сложность) – явление, вообще говоря, известное из современной физики (прим. авт.). При этом ставится задача адекватного моделирования сложных систем в целом, без отвлечения на несущественные детали. В качестве основных методов, рассматриваются разработанные MIT (Массачусетский технологический институт) методы динамического моделирования ([32], см. также [33] и разрабатываемые теории систем из систем (Systems of Systems – SOS) – [34]. Значительные трудности в построении полностью интегрированных медицинских систем появляются прежде всего вследствие сложности интеграции разнородных и стареющих систем. Проведенный  анализ большого массива других источников  (см. напр. [30] ) приводит к аналогичному выводу, и, как мы отмечали выше, фактор времени здесь действует отрицательно, приводя к дополнительному усложнению уже поставленных задач. Существенные трудности по-прежнему остаются в сфере обеспечения интероперабельности (interoperability) систем [30], при этом отмечается, что «недостаточное внимание разработчиков к вопросам архитектур ломает саму основу, на которой такие системы могут быть построены» ⁷ [30]. Отмечается, что, возможно, становится необходимым пересмотреть основы архитектурного проектирования таких систем, чтобы преодолеть фактор разнородности и учесть в должной мере эволюционные аспекты систем.

Проведенный в [30] анализ по ключевым словам значительного количества публикаций выделил наиболее значимые аспекты в разработке больших медицинских систем: интероперабельность, взаимодействующие системы, коммуникации, стандартизация, системные архитектуры. Дополнительно, одним из существенных аспектов оказывается влияние человеческого фактора, существенным образом воздействующего на поведение систем. Ключевые диаграммы показывают, что специфические информационные системы такие как VistA и основополагающие концепты как CHCS и HealthEVet (также, очевидно, и CDSS ⁸) рассматриваются в терминах определений, а не отношений к архитектурам систем [30]; таким образом имеется значительный пробел (gap) в литературе (т.е. также и в разработках – авт.) относительно предлагаемых макро-архитектур для взаимной увязки этих вопросов и разработки систем. Важным вопросом остается, какие уровни и типы планирования в настоящее время используются, и что из этого может быть применимо для разработки и/или интеграции больших медицинских систем.

Отмечается, что «рассмотренные концептуальные диаграммы больших правительственных систем такие как EAMMF (Enterprise Architecture Management Maturity Framework ⁹ - см. напр. [35]) представляет собой схему разработки и/или эволюции предприятия как линейную прогрессию во времени.» Характеристики, возникающие при объединении систем (системы из систем, SOS) описываются как недостаток некоторого конечного состояния в непрерывно эволюционирующей структуре [36]. Согласно [30, 36] это приводит к новой сложной проблеме – при объединении систем увеличивается сложность и проявляются некоторые ранее отсутствующие свойства (качества), характеризующие систему как целое, но отсутствующие в ее частях. Поведение результирующей системы может стать плохо предсказуемым.

Одной из фундаментальных проблем моделирования систем остается то, что последние не могут быть представлены полностью в виде той или иной схематической формы [30]; нюансы и процедуры реальных процессов могут оставаться в ментальных моделях, являющихся «побочным продуктом» организационного планирования. Эта информация может быть нечетко определенной и представлять трудности для определения спецификаций, используемых в традиционных моделях [30].

Согласно [30] отдельной проблемой являются пролонгированные во времени задержки проявления новых свойств и/или изменений в поведении систем, редко являющие собой упорядоченное, «линейное» поведение. Чем более причина и следствие оказываются разнесенными во времени, тем труднее оказывается учесть в разработках эту закономерность. Дополнительные трудности появляются, когда на чисто инженерные проблемы накладываются эффекты, связанные с человеческим фактором в сложных системах. Эти моменты, как правило, трудно бывает учесть используя принятые в настоящее время модели построения и анализа архитектурных решений. Следует отметить, что сложные и плохо  предсказуемые (на некотором уровне) свойства системы могут проявляться и как следствие взаимодействия системы с окружением (environment).

К характеристикам таких комплексных систем относятся:

1.     Системы более чем 4-го порядка;

2.     Системы содержащие множественные петли обратной связи (о.с.) – 3 или 4 взаимодействующие цепи с изменяемым приоритетом и имеющие

3.     а – положительные о.с. – расходимость между «целью» и реальным положением системы имеет тенденцию нарастать экспоненциально,

4.     б – отрицательные о.с. – уменьшающие невязку между «целью» и положением системы,

5.     Нелинейность – одна из о.с. начинает доминировать, распространяя влияние на другие части системы, начинающие вести себя «неожиданным» образом;

6.     Возможные характеристики, не выявленные в процессе разработки (но оказывающие реальное влияние) [30].

Отметим, что проблематика относящаяся к п. 6 является, может быть, одной из самых сложных. Выявление таких характеристик определяется искусством разработчика и, по нашему мнению, требует проведения экспертных оценок по целому ряду возникающих проблем.

Проблемы взаимодействия систем (systems interoperability) для медицины исследовались в ряде работ методами системной динамики, в частности, в плане взаимодействия между администрацией ветеранов (VA) и минобороны США. При этом также было установлено, что наиболее распространенные методы системного планирования неспособны учитывать нелинейные соотношения. К наиболее серьезным проблемам относятся неудачи применения (внедрения) и недостаточный прогресс в понимании вопросов связанных с человеческим фактором. Там же было отмечено, что в общем случае может иметь место неоднозначность в определении interoperability, т.е. в конечном счете открытости, а также необходимо определить «размерности и непротиворечивые модели» для ее описания [30]. Действительно, по ряду других работ, можно сделать обоснованное предположение, что ситуация типа “architecture mismatch” непосредственным образом повлияет на свойство открытости, и, например, может возникнуть по причине, когда сама возможность применения в полной мере некоторых сложных стандартов может оказаться зависимой от тех или иных архитектурных решений.

Недостаточность в описании систем может быть следствием их трактовок в терминах целей, а не процессов. Так, EAMMF и другие «инспирированные Захманом» схемы пытаются концептуализировать фундаментальные вопросы «что, как, где, кто, когда, зачем»  и абстрагируясь от частностей описания задач [30]. Однако такие статические описания систем могут скрыть ряд показателей системы, которые, тем не менее, необходимо учитывать [30, 36]. Фундаментальной проблемой в рассмотрении сложной системы здесь является отсутствие учета возможных положительных о.с., уводящих систему от положения равновесия экспоненциально по времени [30]. При этом взаимодействие между собой различных о.с. может оказываться определяющим в поведении системы в целом.

Здесь следует отметить следующее. Взгляды Джона Захмана на проблемы архитектуры и его «рамочную» концепцию изложены в [37], где также приведен список основополагающих работ автора. Как пишет сам Захман, «кроме того, я уверен, что есть много других возможных инструментов, которые доступны и много других работ, выполненных к настоящему времени... Жизнь слишком коротка. Я просто не в состоянии увидеть каждый инструмент или прочитать каждую книгу. Я даже не знаю все книги и инструменты, где обсуждается или поддерживается моя рамочная концепция». Подчеркивая насущную необходимость применения современных архитектурных методов, Захман подчеркивает, что «более нет каких-либо принципиальных препятствий, теоретических или технических, для построения архитектуры предприятия». Работы Захмана, безусловно, - новая эпоха в продвижении современных информационных технологий. На наш взгляд, сущность рассматриваемых проблем заключается не в чьих-то «ошибках», а в высокой стоимости выработки реальных решений, поскольку такие исследования и разработки могут быть выполнены только силами групп высококвалифицированных специалистов. Поэтому, по мнению некоторых из них, существует тенденция к «упрощению» моделей рассматриваемых задач, что может повышать риски и приводить к иным трудностям ¹⁰.

Итак, прогресс медицинских и ИТ-технологий, потребности общества и законодательные новации являются основой для разработки и интеграции систем электронного здравоохранения. Вышеуказанные факторы требуют разработки адекватных систем проектирования архитектуры, которые могли бы учитывать новые свойства, появляющиеся в процессе функционирования эволюционирующих сложных систем. [30]. При этом «обычные» методы системного проектирования не в состоянии учитывать нелинейность возникающих связей. Исследование сложных «систем из систем» возможно с применением методов системной динамики [30, 33, 34], при этом исследование проблем связанных с человеческим фактором (включая, естественно, и факторы, связанные с взаимодействием «человек-машина») имеет первостепенное значение.

Отметим, что работы Дж. Форрестера [38, 39, 32]в области системной динамики имеют основополагающее значение. Подходы на основе методов системной динамики с успехом применялись и применяются для моделирования сложных систем и процессов, в известной мере можно утверждать, что в настоящее время эти методы переживают как бы второе дыхание. В этом смысле возврат к «линейным» методам при исследовании системных объектов заключает в себе опасность значительных деловых и иных рисков - «пришло понимание невозможности простых квадратурных соотношений, позволяющих однозначно описать мироздание» [39]. Следует также отметить практическую полезность подходов на основе теорий сложности - см.напр. [40] и структурной динамики ( [39], Приложения) что, по нашему мнению, необходимо для корректного рассмотрения свойств взаимодействующих подсистем.

На основе рассмотренного материала можно сделать следующие выводы и рекомендации.

·       Полностью интегрированные глобальные медицинские системы пока являются лишь вопросом будущего [30]. Разработке глобальных систем препятствует ряд факторов, прежде всего связанных с трудностями анализа, оптимизации и интеграции существующих разнородных систем, а также невозможностью применения в полной мере уже имеющихся теоретических и инструментальных средств интеграции (отсутствие «субъекта» управления) и связанными с этим существенными коммерческими и иными рисками.

·       Основным инструментом интеграции на настоящем этапе являются теория и методы открытых систем и построение среды открытой системы, максимально пригодной для всех субъектов управления. Следует иметь в виду, что задача эта в общем случае является весьма и весьма сложной, многоаспектной, с рядом недостаточно проработанных проблемных областей, как например, совместное рассмотрение факторов имеющих различные уровни сложности, проблемы интероперабельности связанные с несоответствием архитектур (architecture mismatch) и др.

·       На основе имеющегося массива публикаций, отчетов, нормативных и др. документов должен быть выработан список проблемных вопросов, указаны наиболее существенные трудности, а также оптимальные пути развития.

·       В качестве первоосновы следует выбирать наиболее удачные архитектурные решения в области медицинских ИТ-систем. На основе теории открытых систем должны быть разработаны возможности интеграции таких систем в более крупные распределенные системы, а также интеграции с современными диагностическими системами CDSS и автоматизированными системами управления предприятием. 

Положение и тенденции в сфере применения ИТ в медицине
 

В целом, процесс внедрения ИТ в отечественной медицине находится на стадии становления, поднимая при этом круг проблем, которые в том или ином виде имеют глобальный характер. В одном из последних (2009) обзоров [41] по результатам проведенных C-News опросов указывается, в частности, на недостаточный интерес руководителей ЛПУ, психологические барьеры приобщения к высоким технологиям, наличие разнородного программного обеспечения (что в может привести к сложностям его интеграции, обновления, сопровождения и др.), отсутствие ориентировочной ИТ-стратегии и в ряде случаев самих отделов ИТ. При этом подчеркивается важность учета международного опыта, где со многими из этих проблем сталкивались ранее [41]. Это же касается вопросов разработки архитектурных решений медицинских систем различных классов и назначений. При тех огромных суммах, которые в целом тратятся в мире на медицину и здравоохранение, очень высока важность согласованного принятия решений в области организации, развития, стандартов, технологий и оптимальных архитектурных концепций на различных уровнях и этапах построения информационных медицинских систем. На сегодняшний день становится очевидным, что последние имеют свои особенности, касающиеся методов сбора, обработки и хранения информации, взаимодействия между различными ЛПУ и системами здравоохранения в целом (в случае необходимости должна немедленно предоставляться вся информация о пациенте), организация баз знаний для научной работы и повышения квалификации специалистов, научно-практической работы и т.д.

К настоящему времени разработано довольно большое количество медицинских информационных систем (МИС); большинство из них описывается в приложениях монографии [11], а также на сайте Ассоциации Развития Медицинских Информационных Технологий (ARMIT) [42]. В одной из последних коллективных монографий [43] опубликованы работы, посвященные развитию электронных медицинских систем и технологий в РФ.

Согласно [11] к настоящему времени в эксплуатации имеется большое количество систем от разных производителей и обладающих различной функциональностью: от систем локального уровня, выполняющих достаточно узкий круг задач, как например автоматизация аптеки, телемедицинские модули, автоматизация индивидуальных рабочих мест, автоматизация медицинского документооборота, медицинские информационно-аналитические системы и др., с одной стороны, и системы, допускающие большой уровень интеграции как в рамках одного учреждения, так и в рамках региональных инфраструктур – с другой. Совершенно естественно, что ряд систем оказываются конкурирующими между собой, тем не менее, по большинству из них нет данных по востребованности. В России, в частности, создаваемые системы нацелены на решение ряда конкретных задач, в первую очередь, это мониторинг состояния здоровья, консультативная поддержка в клинической медицине включая системы CDSS, осуществление перехода к ERP’s, учет услуг по полисам медицинского страхования, формирование массивов данных по ряду заболеваний, а также комплексная автоматизация отдельных ЛПУ. Отмечается [44], что на сегодняшний день менее 20% мед. учреждений имеют медицинские системы, однако около 90% из них оснащены системами расчетов по ОМС. Распространенность полнофункциональных систем является недостаточной; отмечается, что «сложившаяся на сегодняшний день практика направлена на автоматизацию фискальных и отчасти отчетных функций, а не на снижение неоднозначности информации с целью повышения эффективности врачебных решений и реализации процедур в соответствии со стандартами лечения и эффективности использования ресурсов ЛПУ» [44]. Там же отмечается, что внедрение информационных систем сталкивается с рядом проблем, как то: наличие большого количества классификаций и терминов не связанных между собой, практическое отсутствие отраслевых тезаурусов, терминологические нестыковки в толковании основных терминов и понятий в сочетании со слабостью технологий их семантического анализа, недостаточная стандартизация информационного обеспечения и др.

Очевидно, большая часть этих трудностей относится к вопросам системным. Ряд из них возникали и раньше, при разработке других систем и построении окружения (environment), а также, как уже указывалось выше, при формулировании подлежащих решению проблем в терминах целей, а не процессов. Существенные трудности, например, могут иметь место при переносе (адаптации) каких-либо стандартов и приравниваемых к ним документов, вследствие необходимости максимально точно доносить до разработчиков их смысл [45]. Одной из основных проблем здесь будет обеспечение открытости, т.е. возможности максимально полного обмена информацией и информационного взаимодействия систем. Следует ожидать, что, несмотря на то, что локальные системы строятся по модульному принципу, наиболее востребованными окажутся интегрированные системы, включающие в себя не только все необходимые медицинские модули и системы интеграции, но также и системы управления предприятием.

Зарубежные системы электронного здравоохранения как правило многофункциональные, рассчитаны как на обслуживание отдельной клиники, так и на построение более крупных корпоративных систем. Имеются также специализированные системы, например для онкологической клиники – система IMPAC. Их серверная часть функционирует как под ОС Windows так и под другими ОС (Unix/Linux, IBM AIX), используются различные «движки» баз данных с разной архитектурой. Среди производителей указаны США, Великобритания, Германия, Индия и нек. др. страны. Большие системы как правило являются интегрированными и содержат не только медицинские модули, но и обеспечивают работу со счетами, учет кадров, бухгалтерию и управление. В некоторых случаях имеются модули ERP – Enterprise Resource Planning (планирование ресурсов предприятия, обычно применяется для оптимизации работы предприятия и сокращения издержек).

Распространенность той или иной системы оценить не всегда возможно. Так система H.I.S. (Индия) обслуживает больницы в 16 регионах страны (в сумме 18000 мест). Старейшая мед. система VA VistA (Vista=Veterans Integrated System Technology – ВистА ветеранов) имеет на обслуживании 4 млн. пациентов, 180000 сотрудников в 800 клиниках, 163 госпиталях и 135 домах ухода, а также установлена в 50 госпиталях за рубежом.

VistA, является, повидимому, первой системой корпоративного уровня, начало разработки ее приходится на 70-е г.г. прошлого века. И хотя при разработке в нее были заложены многие интересные идеи, а ее архитектура разрабатывалась достаточно тщательно с применением известных на то время системных методик, ее естественное старение привело к тому, что стоимость ее эксплуатации в настоящее время существенно выросла. Поэтому до января 2012 г. предполагается ее доработка с введением механизма транзакций удовлетворяющего HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act). По самым последним сообщениям, Департамент по делам ветеранов передает исходные коды ВистА открытому сообществу (open source community), таким образом, ВистА де-юре и де-факто становится системой с открытым исходным кодом. Как заявил директор по технологиям Департамента ветеранов Петер Левин, «это является историческим моментом для медицинской информатики» [46, 47]. Как отмечают источники,  ВистА имеет большой потенциал развития и значительно более взаимоувязанна, чем другие среды.

Тем не менее, нельзя не признать, что стоящие перед разработчиками и интеграторами трудности в области модернизации системы ВистА весьма велики. Так, согласно требованиям Минобороны, архитектура объединенной электронной записи (iEMR – а следовательно, и архитектура ВистА) должны быть взаимоувязаны с рамочной архитектурой Министерства обороны (DoD Architecture Framework 2.x) [48] и согласованы со спецификациями физического обмена (PES) и метамоделью DoDAF PM2. Это делается с целью интеграции всей медицинской и связанной с ней информации в рамках одной структуры (DoD), при этом переход на iEHR с указанными требованиями потребует от 4 до 6 лет [49]. Далее, ряд программ в рамках VA и DoD [50, 51, 52, 53] развивается в направлении совместимости индивидуальных электронных карточек пациента с базой данных системы и в области интеграции с другими системами здравоохранения. По нашему мнению, архитектурные и иные трудности развития в указанных направлениях могут оказаться значительными. Большая часть из них так или иначе будет связана с проблемами открытости.