 |
Информационные технологии клинической информатики
|
|
|
|
Автоматизированные системы обработки инструментальных и лабораторных данных, включающие автоматизированные рабочие места врачей.
Использование компьютерных технологий в клинических функциональных исследованиях позволяет значительно повысить точность и скорость обработки информации о состоянии пациента.
Применение персональных компьютеров обеспечивает надежное нахождение и распознавание информативных графоэлементов в записях биосигналов различных органов и систем организма, повышает точность измерительных процедур выделенных элементов сигнала, а также ускоряет процесс идентификации полученных данных с показателями нормы или с различными видами патологии.
Для решения этих вопросов необходимо наличие соответствующего алгоритмического и программного обеспечения, моделирующего процесс проведения функциональных исследований грамотным врачом-экспертом.
Таким образом, одной из основных целей применения компьютерных технологий в функциональных исследованиях является повышение надежности врачебной диагностики за счет применения математических методов, обеспечивающих высококачественное измерение и вычисление комплексных электрофизиологических характеристик и формализующих процесс принятия решений с учетом опыта ведущих специалистов в этой области.
Основная задача автоматизированных систем функциональной диагностики заключается в обеспечении врача добротной, наглядной и достаточной информацией для правильной постановки диагноза. Целый ряд автоматизированных систем функциональной диагностики направлен на формирование результатов анализа в виде словесных синдромальных заключений. Однако, несмотря на их достаточно высокую достоверность (70-95%), окончательный диагноз формируется врачом с учетом клинических проявлений.
|
|
|
Многие учреждения здравоохранения используют в своей работе автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов.
Определение. АРМ врача — рабочее место, оснащенное средствами вычислительной техники, программными средствами и, при необходимости, медицинским оборудованием для информационной поддержки выполняемых профессиональных задач.
Обеспечение потребностей врача в консультативной помощи при принятии решений по вопросам диагностики, прогнозирования и выбора методов обследования и лечения, то есть создание компьютерной системы поддержки врачебных решений, достигается путем включения в информационную систему на пользовательском уровне автоматизированных рабочих мест, имеющих специальное программное обеспечение, необходимое в деятельности конкретного врача- специалиста.
АРМ врача любой специальности должно выполнять ряд функций:
► ведение истории болезни или медицинской карты;
► поиск по прецедентам (в целях диагностики, выбора лечения);
► выбор оптимального плана обследования больного с учетом критерия альтернативы, включающего риск предполагаемого исследования;
► обработка и анализ данных функциональных исследований (ЭКГ, ЭЭГ и других, включая рентгенограммы) при непосредственном вводе биоэлектрических сигналов или оцифрованных изображений в ПК;
► анализ результатов лабораторных исследований;
► поддержка диагностических решений врача;
► прогноз течения заболевания, включая развитие осложнений;
выбор лечебной тактики (с прогностической оценкой терапевтических воздействий).
Интеллектуальные системы поддержки принятия врачебных решений выполняют задачи анализа, моделирования и прогноза.
Принятие решения — это акт целенаправленного воздействия на объект управления, основанный на анализе ситуации, определении цели, разработке программы достижения этой цели.
|
|
|
При оказании медицинской помощи пациентам выделяют следующие четыре вида поддержки принятия решений:
► предупреждение специалистов о возникновении угрожающей ситуации;
► критический анализ ранее принятых решений;
► предложения по лечебным мерам в ответ на запросы медиков;
ретроспективные обзоры с целью обеспечения контроля за качеством лечения.
Таким образом, можно выделить две разновидности систем поддержки принятия решений: системы выработки врачебных рекомендаций и системы подготовки данных для решения.
Системы выработки врачебных рекомендаций позволяют:
► сформировать множество альтернативных вариантов решения (далее — альтернатив);
► сформировать множество критериев оценки альтернатив;
► получить оценки альтернатив по критериям;
► выбрать лучшую альтернативу, которая и выдается системой в качестве рекомендации.
Реализация этого варианта СППР требует решения некоторых нетривиальных проблем. Например:
► учет важности критериев при диагностике определенного заболевания;
► выбор способа «лучшей альтернативы» при лечении больного. Например, выбор консервативного либо хирургического лечения при определении стратегии лечения больных с ишемической болезнью сердца. Системы подготовки данных для решения помогают решить следующие задачи:
► подготовить базы данных (часто объемные и содержащие сложные взаимосвязи);
► организовать гибкий и удобный доступ к базам данных через мощные средства формирования запросов;
► получить результаты запросов в форме, максимально удобной для последующего анализа;
► использовать мощные генераторы отчетов.
Экспертные системы. Интеллектуализация программных средств поддержки врачебных решений предполагает использование так называемых консультативных, систем (ЭС), построенных на основе использования знаний высококвалифицированных врачей-экспертов. Назначение экспертных систем заключается в выдаче системой искусственного интеллекта экспертных заключений, относящихся к проблемам какой-либо медицинской области.
|
|
|
Экспертное заключение часто оказывается ответом на обращение лица, принимающего решение, за консультацией в конкретной ситуации.
Основными чертами экспертных систем являются следующие:
► поддержка принятия решения возможна только в одной конкретной области;
► программная система использует механизм рассуждений, которые могут быть представлены в виде пар посылок и заключений типа «если..., то...»;
► система может объяснять ход решения задачи понятным пользователю способом;
► база знаний системы является открытой и наращиваемой;
► система способна обучаться, т.е. пополнение и (или) изменение базы знаний сопровождается увеличением эффективности ее работы.
Математическое моделирование — специальный инструмент, который позволяет оценить недоступные прямым измерениям свойства регуляторных систем и процессов. Математическая модель представляет собой систему математических соотношений — формул, функций, уравнений, систем уравнений и т.д., описывающих те или иные стороны изучаемого объекта, явления, процесса.
Модель — это не только отражение наших знаний об исследуемом объекте, но и источник новых сведений, полученных с помощью модели. Модель, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что изучение дает новую информацию об этом объекте.
Необходимость применения в медицине математических методов моделирования с использованием компьютерной техники диктуется тем, что с их помощью можно адекватно и в короткий срок обобщить сложную сущность явлений и процессов, описать и понять факты, выявить взаимосвязи, найти рациональное решение с гораздо большей полнотой и надежностью, чем это делается на базе словесных характеристик. Метод математического моделирования в медицине помогает систематизировать и объединять знания о физиологических системах, идентифицировать важные параметры и определять общую чувствительность системы к вариации каждого параметра, количественно оценивать трудноизмеряемые и вообще неизмеряемые показатели, быстро и эффективно проверять гипотезы без обращения к эксперименту, планировать эксперименты и исследования, предсказывать поведение реальной системы.
|
|
|
Телекоммуникационная инфраструктура в медицине строится на основе принципов, утверждающих создание единой региональной системы информационно - телекоммуникационного взаимодействия функциональных информационных систем и абонентов.
Некоторые медицинские учреждения имеют сегодня выход через некоммерческую сеть Free Net в глобальную сеть Интернет. Все центральные офисы страховых медицинских организаций пользуются службой электронной почты и ресурсами Интернет с доступом по выделенным и коммутируемым телефонным линиям. Большинством ЛПУ открыты медицинские WWW-сервера. Создаются центры телемедицины, на базе которых отрабатываются технологии дистанционного консультирования больных в режиме on-line и в режиме отложенных консультаций.
Можно выделить следующие основные направления применения телемедицинских технологий:
1. Телемедицинская консультация, или теленаставничество (связь организуется по схеме «точка — точка», что обеспечивает обсуждение больного лечащим врачом с консультантом, а также методическую помощь специалиста или преподавателя врачу или студенту).
2. Телемониторинг (телеметрия) функциональных показателей (связь организуется по схеме «много точек — точка», когда данные многих пациентов передаются в консультативный центр).
3. Телемедицинская лекция или семинар (связь организуется по схеме «точка — много точек», при которой лектор (преподаватель) может обращаться ко всем участникам одновременно, а они, в свою очередь, могут обращаться к лектору, при отсутствии возможности общаться друг с другом).
4. Телемедицинское совещание, консилиум или симпозиум (связь организуется по схеме «многоточки» (сети), в результате чего все участники могут общаться друг с другом).
Эти направления обеспечивают, соответственно, реализацию:
а) консультаций в ходе лечебно-диагностического процесса или эвакуационных мероприятий или обучения;
б) контроля жизненно важных функций организма;
в) образовательных (в том числе популярных) лекций и семинаров, дистанционного тестирования или экзаменов;
г) обмена мнениями (отчета) при дистанционном проведении коллегий (совещаний, советов), медицинских консилиумов, научных заседаний.
В зависимости от участников и используемых средств различаются следующие варианты телемедицинских консультаций:
1. Врачебная телемедицинская консультация (специалист консультирует врача с больным или врача без больного).
|
|
|
2. Телемедицинское функциональное или лабораторное обследование (передача объективных данных о больном с медицинской аппаратуры).
3. Советы спасателям (врач-специалист консультирует сотрудников мобильных спасательных отрядов).
4. Советы населению (предоставление жителям возможности советоваться с врачом). Развитие телемедицинских технологий основано на передовых информационных и телекоммуникационных технологиях.
Телемедицина, несомненно, может оказать значительное воздействие на систему лечебно-профилактической помощи населению, на управление системой здравоохранения и повышение эффективности ее функционирования в чрезвычайных ситуациях, на развитие науки, на внедрение новых медицинских технологий, на подготовку и усовершенствование кадров.
Итак, стратегические задачи использования информационных технологий в медицине включают:
1) повышение качества оказания медицинской помощи на основе повышения уровня информационной поддержки специалистов с помощью информационных технологий;
2) сокращение расходов на управление отраслью за счет снижения трудоемкости сбора, передачи и обработки информации на всех уровнях управления, оптимизации процессов управления, совместного использования (интеграции) общих информационных ресурсов заинтересованными сторонами;
3) повышение уровня квалификации медицинских работников на основе внедрения новых информационных технологий поддержки учебного процесса, включая последипломное образование; повышение уровня информационно-справочного обслуживания населения по вопросам охраны здоровья.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение информации.
2. Чем отличаются данные от информации?
3. Назовите основные свойства информации.
4. Как представлена информация в ЦВМ и АВМ?
5. Основные этапы преобразования аналоговой информации в цифровую.
6. Как представлена текстовая информация в ЦВМ?
7. Объясните принципы кодирования изображений и звука в ЦВМ.
8. Единицы измерения количества информации.
9. Укажите предмет и задачи информатики.
10. Приведите определение информационной технологии.
11. В чем заключается концепция новой информационной технологии?
12. Укажите основные виды информационных технологий.
13. Укажите основные направления применения информатики в медицине и здравоохранении.
14. Назовите перспективы развития телемедицины
|
|
|
