медицина. реферат медицина2. Информатизация здравоохранения и некоторые проблемы построения интегрированных медицинских информационных систем
 Скачать 473.06 Kb.
|
|
Структура МИС и область медицинской информатики Примерную структуру медицинской информационной системы (МИС) можно рассмотреть на примере ВистА. Как уже отмечалось выше, система ВистА Администрации Ветеранов является одной из старейших МИС. Принцип открытости был заложен в основу ее разработки, и, как мы видим, эта политика последовательно проводится и в настоящее время. Архитектура ВистА разрабатывалась достаточно продуманно; насколько можно судить, при ее разработке применялись и методики, наработанные при построении систем военного назначения. Поскольку система де-факто является открытой, по ней имеется большое количество открытой документации, доступной, как правило через сеть Интернет, справочные материалы, концепты, описания, программные коды и т.д. В качестве примера можно привести схемы данных, лексикон, глобали, библиотеки документов ВистА 11. Поскольку при ее разработке проблемам открытых систем (интероперабельность, переносимость, масштабируемость) уделялось большое внимание, разработка ряда медицинских стандартов и спецификаций опосредованно также была связана с ВистА. Исторически путь к созданию больших автоматизированных медицинских систем проходил через ряд этапов. Параллельно с разработкой и развитием таких систем должны были появиться новые стандарты и описания, классификации, пригодные для автоматизации процессов, новые методы и средства разработки, новые математические и численные методы, аппаратура, иные регламентирующие документы и др. Очень приближенно, этот «исторический» процесс можно представить рис. 2, понимая, что отдельные его части могли развиваться независимо и параллельно.  Рис. 1. Система ВистА. Ядро и основные подсистемы. Исходя из опыта развития и претворения в жизнь других больших проектов, сложность исследований и разработок таких схем достаточно велика, кроме того, на разработку соответствующих информационных систем и среды для них затрачивается значительное время и средства и большое значение имеет надлежащая организация и планирование работ. Итак, для разработки и создания некоторой специфической компьютеризованной метасистемы 12 должны быть определены тезаурусы, предметные области, созданы концептуальные схемы, наборы правил для построения некоторой общей среды информационного обмена, а также специфические методы и средства разработки. В настоящее время к ним, в первую очередь, можно отнести: UMLS (Unified Medical Language System — унифицированный язык медицинских систем) — средство для разработки компьютерных систем «понимающих» биомедицинскую информацию и информацию в сфере здравоохранения. UMLS имеет три базы знаний (knowledge source): Метатезаурус, Семантическая Сеть, и SPECIALIST-лексикон. UMLS представляет собой набор файлов данных и программного обеспечения, которые позволяют «объединить» различные области здравоохранения и биомедицины, словари и стандарты для обеспечения операционной совместимости между компьютерными системами. UMLS может также использоваться для разработки и апгрейда приложений таких как электронные медицинские карты, классификации инструментов, разработки словарей и переводчиков (т.е. также для локализации и международного сотрудничества в сфере медицины). UMLS решает также ряд чисто практических вопросов, как например, связь терминов и кодов между лечащим врачом, аптекой и страховой компанией или координации амбулаторной и клинической информации. UMLS имеет также и много других применений - в системах поиска и анализа данных, здравоохранения, статистической отчетности, а также установления единой терминологии исследований.  Рис. 2. Развитие медицинской информатики как системный процесс. Цели UMLS: 1. создание исчерпывающих интеллектуальных компонент медицинских информационных систем; 2. предоставление бесплатно интеллектуальных компонент системным разработчикам для интерпретации и уточнения требований заказчиков, отображения терминов заказчиков в соответствующие контролируемые словари и классификационные схемы, интерпретации естественного языка, создании структур данных. Эти средства также полезны как справочный материал для создателей баз данных, библиотекарей и т. п. 3. база знаний унификации языковой среды. SNOMED CT (Систематизированная медицинская номенклатура - Клинические Термины). Содержит обширную медицинскую терминологию (344 тысячи концептов). Обеспечивает семантическое соответствие поискового запроса и поискового образа документа для заказа и получения результатов лабораторных исследований. Система комплементарна LOINC и другим системам и является частью метатезауруса UMLS содержащего порядка 857 тысяч концептов, 2 млн. терминов и 100 различных словарей, а также соответствует критериям машинной обработки. SNOMED имеет иерархическую классификационную схему состоящую из 11 осей (координат): T (топография — анатомические термины), M (морфология — клетки, ткани, органы) L (living — тип живого организма например бактерия, вирус) C (chemical — химия, лекарства) F (функции — признаки и симптомы) J (род занятий) D (диагностические термины) P (процедуры — административные, диагностические, терапевтические) A (физические агенты, силы, деятельность — приборы связанные с болезнью) S (социальный контекст — социальные условия и существенные отношения в медицине) G (general — синтаксические связи и определители) LOINC — Logical Observation Identifiers Names and Codes (имена и коды врачебных и лабораторных наблюдений/исследований) - терминологический стандарт, который используется для медицинских сообщений и документирования. Цель базы данных LOINC заключается в содействии обмену и объединению результатов для оказания медицинской помощи, управления и научных исследований. В настоящее время большинство лабораторий и клинических услуг использует спецификации HL7 для отправки своих результатов в электронном виде в системы отчетности и медицинской помощи. Однако при проведении исследований сообщения как правило идентифицируются с помощью своих «внутренних» значений кодов, а следовательно, в системе здравоохранения не может должным образом "пониматься" файл результатов. Таким образом, LOINC-коды являются универсальными идентификаторами для лабораторных и других клинических наблюдений, что помогает решить эту проблему. Сфера LONIC включает включает лабораторную и клиническую части исследований и наблюдений. Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем – МКБ (англ. International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems) — документ, используемый как ведущая статистическая и классификационная основа в здравоохранении. Периодически (раз в десять лет) пересматривается под руководством ВОЗ. МКБ является нормативным документом, обеспечивающим единство методических подходов и международную сопоставимость материалов. В настоящее время действует МКБ-10 (отдельно в онкологии – МКБ-0). Специфические медицинские стандарты Согласно общему определению, «стандарт» (от англ. standard - норма - образец), понимается как образец, эталон, модель, принимаемые за исходные для сопоставления с ними других подобных объектов. Стандарт как нормативно-технический документ устанавливает комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации. Стандарт может быть разработан как на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществ), так и на нормы, правила, требования в различных областях деятельности. В ИКТ одна из основных функций многих стандартов – создание некоторой общей среды, в которой обмен информацией происходит по общим установленным правилам и придающим системам свойство открытости. В медицинской информатике специфические стандарты играют огромную роль, являясь основой всего здания электронной медицинской информатики. HL7, Health Level 7 («Седьмой уровень») — стандарт обмена, управления и интеграции электронной медицинской информации, уровень 7 аналогичен высшему уровню коммуникационной модели открытых систем (OSI) и поддерживает выполнение таких задач как: структурирование передаваемых данных возможности проектирования систем достижение согласованности передач безопасность идентификация участников доступность Базовые концепты HL7 RIM (Reference Information Model, Эталонная Информационная Модель) Ключевой элемент идеологии HL7. RIM - информационная модель медицины - основной источник содержания данных всех HL7- сообщений и документов. Элементы информационной модели - классы, переходы состояний классов, типы данных и наложенные ограничения - используя системные концепции и графическое выражение UML. Типы информационных моделей: USAM - Unified Service Action Model - общая модель служебных действий - объектная модель всех клинических услуг-действий, часть RIM. Действие имеет модусы (mood) - дефиницию, целеполагание (план, намерение), порядок выполнения в заданном контексте, критерии выполнения, специализированные модусы. «Здравоохранение — последовательность действий выполненных для блага пациента». Физически - спецификация RIM состоит из файла rim0214nc.zip 15/64М, в котором упакованы: - UML-спецификации концепций (объектная модель медицины, класса действие (act), сущность (entity), действие (act), состояние действия (act status), передача (transmission) и т. п. - описание HL7 в XML. - словарь концептов HL7 с выходом на стандартные словари SNOMED, LOINC, DICOM. - обсуждения и предложения интересные для экспертов и участников разработки стандарта (94 файла 14М). - базы данных модельных элементов на Access. Помимо информационной модели есть также модели сообщений MIM (Message Information Model) и контекстно-привязанная модель R-MIM (Refined Message Information Model). Storyboard (раскадровка) Функциональная модель - в терминах системного проектирования, UML. Концепция раскадровки (storyboard) взята из киноиндустрии и позволяет представить средствами HL7 значимые моменты передачи сообщений как кадры. В каждом кадре описаны ключевые участники и их взаимодействие. Комплект кадров представляет как передачу сообщения, так и функционирование большой системы. Описание работы триггеров запускающих событий (например форма после заполнения переходит в состояние "заполненная" и/или "подписанная"). Каждое взаимодействие описывается раскадровкой (в UML диаграмма последовательностей). Средствами RIM и раскадровкой можно выразить как высокоперсонифицированную историю больного, так и функционирование комплекса: исследовательский институт — больница — фармакологическая лаборатория. Vocalbulary - Словари Значением словаря является концепция предметной области, а не слово или код (идеология UMLS - словарь является тезаурусом, онтологией) Атрибут в RIM-описании может быть элементом словаря. Словари могут быть: - многостолбцовая, построенная на принципах метатезауруса UMLS таблица описанная средствами HL7 - LOINC, SNOMED, HIPAA, местные, национальные словари. HMD Hierarchial Message Descriptor - определитель иерархической структуры сообщения. Принципы HMD: система передачи должна понимать генезис классов. сообщение при передаче выстраиваются в линейную структурированную последовательность. CDA Архитектура Клинического документа (АКД, CDA, Clinical Document Architecture) Стандарт сферы HL7, утверждён ISO (ISO/HL7 27932:2009 Data Exchange Standards -- HL7 Clinical Document Architecture, Release 2). В АКД определён синтаксис и комплекс структур (framework) для полного выражения семантики клинического документа. АКД использует язык разметки информационных объектов XML. Спецификация клинического документа (КД) создаётся на основе справочника данных RIM - другими словами, смысл КД при машинной обработке получается из RIM. CDA определяет разметку (markup) клинического документа, его структуру и семантику. Клинический документ по CDA является полным информационным объектом, с полностью определёнными компонентами. Он может содержать текст, изображения, звук и другое мультимедийное содержание. Одной из целей разработки CDA являлось обеспечение возможности сравнимости КД, позволяющей компьютеризованную обработку и анализ документа. EHR System (Electronic Health Record Systems - Система Электронной истории болезни (см. ГОСТ Р 52636-2006)). Описание полного функционала EHR состоящего из разделов · Управление оказанием медицинской помощи (Care Management), · Клинический документооборот (Clinical Support), · Информационная инфраструктура (Information Infrastructure) (всего 125 функций). Арден синтаксис (Arden Syntax). Спецификация принятая как набор правил для автоматизированной обработки медицинских данных и автоматизированной диагностики CDSS. Арден синтаксис является языком кодирования для Медицинских Логических Модулей (МЛМ), каждый из которых должен содержать достаточную информацию для принятия решения. При этом конкретные системы CDSS могут быть построены на различных принципах (байесовская сеть, нейрогенетические алгоритмы, экспертные системы и др., а также на их комбинации. Используются также для мониторинга/оценки состояния больного, в целях диагностики и при необходимости подачи сигналов тревоги (alarm). По мере развития технологий, могут быть использованы как в стационаре, так и на дому (вызов помощи). UML, Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) - основное выразительное средство HL7, язык графической концептуализации систем для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является открытым стандартом, использующим графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. DICOM (англ. Digital Imaging and COmmunications in Medicine) — Индустриальный Стандарт создания, хранения, передачи и визуализации медицинских изображений и документов обследованных пациентов. DICOM опирается на разработанную ISO референсную модель взаимодействия открытых систем OSI-RM и поддерживается основными производителями медицинского оборудования и медицинского ПО. Стандарт DICOM, разрабатываемый Национальной ассоциацией производителей электронного оборудования (National Electrical Manufacturers Association, NEMA), позволяет создавать, хранить, передавать и печатать отдельные кадры изображения, серии кадров, информацию о пациенте, исследовании, оборудовании, учреждениях, медицинском персонале, производящем обследование, и т. п. DICOM Network Protocol (Сетевой DICOM Протокол) использует TCP/IP для передачи медицинской информации от медицинского оборудования в систему PACS (Picture Archiving and Communication System) и для связи между PACS системами. Протокол трёхуровневый — нижний, сразу над TCP — DUL (DICOM Upper Layer); над ним — сервисы: DIMSE (DICOM Message protocol) и ACSE (Association Control protocol - standard OSI protocol); и выше DICOM Application Interface. Над ними расположено приложение - Medical Imaging Application. Этот стандарт позволяет производить интеграцию медицинского оборудования от разных производителей, включая DICOM серверы, DICOM сканеры, DICOM принтеры, автоматизированные рабочие места (АРМ) в единую Радиологическую / КлиническуюИнформационнуюСистему - RIS (Radiology Information System) и HIS (Hospital Information System). PACS (англ. Picture Archiving and Communication System) — Системы передачи и архивации изображений, предполагают архивирование на DICOM серверах, где объемный архив может быть доступным для поиска и просмотра интересующей информации по DICOM сети. Обеспечение в PACS системе функций интеграции и взаимодействия с медицинским радиологическим оборудованием (рентген, компьютерная томография, ЯМР томография (МРТ) и т. п.), DICOM станциями обработки и DICOM принтерами основано на сетевом TCP/IP Протоколе DICOM. Последний позволяет объединять в PACS систему медицинские DICOM комплексы, DICOM серверы, DICOM станции и DICOM принтеры, функционирующие под управлением различных операционных систем (открытость). При этом, как правило, устанавливаются доверительные отношений между территориально-распределенными PACS системами и/или клиентами через VPN соединение (либо к.-л. другим образом) VPN с образованием сети, функционирующей с использованием указанного выше протокола (DICOM). Функциональность и интеграция Архитектура физической реализации требует сопряжения систем различных уровней функциональности, зависящей как от классов систем, так и от роли, которую выполняет отдельный оператор. Эти представления могут также быть различными в зависимости от производителя того или иного оборудования или подсистемы. Так например, PACS интегрирует самые различные подсистемы, как например, компьютерная томография (КТ), УЗИ, ЯМР 13, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Все эти данные должны быть взаимоувязаны и привязаны к конкретному пациенту, с указанием дополнительной служебной информации. Также они должны быть интегрированы с системой радиологической информации, больничной информации и др. (это обычно связывается с рабочим процессом PACS). Как правило, системы включают веб-интерфейсы для использования в Интернете и/или других сетях или подсетях, при этом коммуникация обычно осуществляется через VPN и SSL. Программное обеспечение клиента может использовать ActiveX, JavaScript и/или Java-апплеты. Система PACS должна обеспечить единую точку доступа для изображений и связанных с ними данных. Она должна поддерживать все цифровые методы во всех отделах и в масштабах всего предприятия (организации). Однако исторически сложилось так, что на практике некоторые исследования первоначально проводятся и хранятся локально, и только по прошествии некоторого времени могут быть сделаны доступными через общую базу данных. |