OF MEDICAL INFORMATION SYSTEM FOR INTENSIVE CARE UNITS

Full Text

Введение Вопросы системной информатизации различных сторон деятельности современного общества во многом определяет его эффективность и качество. Применение информационных систем (ИС) в медицине для повышения эффективности процессов - относительно новое направление в российской науке, требующее обширной исследовательской работы. На сегодняшний день уже создано немало алгоритмов, методов, универсальных программных комплексов, ориентированных на всесторонний анализ данных. Но для обеспечения условий их эффективного использования этого недостаточно. Необходимы информационные технологии (ИТ), информационно-аналитические системы, включающие компоненты, обеспечивающие реализацию процессов сбора, хранения, защиты, доступа, анализа и предоставления информации конечному пользователю. При этом средства анализа должны базироваться как на апробированных статистических, так и на современных интеллектуальных методах и алгоритмах. Проблема создания и грамотного применения таких ИТ и систем приобретает особую значимость для здравоохранения, его научно-практических и лечебных учреждений [1-2; 9]. В настоящее время при разработке медицинских ИС отсутствует системный подход. Администрация больницы и врачи не могут самостоятельно поставить задачу на проектирование и разработку, не понимая возможностей ИТ, структуры данных и логику разработки. Разработчик в свою очередь, не имея возможности детально изучить организацию работы медицинских подразделений и их взаимодействие, не имея в штатах медицинских экспертов, берет на себя весь процесс постановки задач, и на основе этого ведет разработку медицинской информационной системы, что приводит к недостаточному отражению в системе специфики бизнес-процессов. В России практически отсутствует школа, которая бы готовила профессионалов высокого уровня в области разработки и внедрения комплексных медицинских ИС, специалистов, по определению работающих на стыке сложнейших наук - медицины, информатики и прикладной математики. Для становления отечественной школы в этой области творческим коллективам необходимо обмениваться наблюдениями и мнениями в разработке программных продуктов, накапливая тем самым специальные знания и формируя потенциально выгодные направления в поиске эффективных решений, связанных с разработкой и внедрением комплексных медицинских ИС [3-4; 9]. В статье отражен опыт проектирования медицинской ИС на примере Отделения реанимации интенсивной терапии (ОРИТ) №2, Самарской областной клинической больницы им. В.Д. Середавина (далее СОКБ). Имеющиеся наработки построения медицинской ИС для ведения электронной истории болезни могут быть использованы при создании ИС для лечебного заведения в целом. Характеристика объекта информатизации ОРИТ №2 организовано в составе Регионального Сосудистого Центра (РСЦ) на базе СОКБ. С 2010 г. по настоящее время, отделение работало на фактически развернутых 12 койках. Деятельность ОРИТ №2 регламентируется приказами Минздрава РФ №919н, №928н, №918н, №931н от 15 ноября 2012 года. Рисунок 1. Организационная диаграмма: структурные подразделения РСЦ Структура РСЦ представлена на рисунке 1. В ОРИТ №2 подлежат госпитализации больные со всеми вариантами острых нарушений мозгового кровообращения (ишемический инсульт, геморрагический инсульт, субарахноидальное кровоизлияние, транзиторная ишемическая атака); острым коронарным синдромом (с подъемом и без подъема сегмента ST, острый инфаркт миокарда и нестабильная стенокардия) в первые сутки заболевания, а также ведение больных после неотложных и отсроченных рентгенэндоваскулярных и открытых вмешательств на коронарных артериях. Принцип работы отделения Отделение реанимации является вспомогательным отделением и оказывает услуги по реанимации и интенсивной терапии больным, которые закреплены за клиническими отделениями. Кроме того, ОРИТ работает со специалистами клинических отделений. Врачи анестезиологи-реаниматологи занимаются сбором и обработкой информации, диагностикой, принимают решения по поводу лечения и реализуют данные решения. Бизнес-процесс поступления и убытия пациента (упрощенная схема), представлен на рисунке 2. Основные показатели, которые надо учитывать в отделение реанимации и интенсивной терапии (по потребностям врачей анестезиологов-реаниматологов для планирования и принятия управленческих решений, для оптимизации расходов и проведение исследовательских работ): - число больных, прошедших через отделение, структура по патологии, структура по клиническим отделениям, время нахождения больных в отделение реанимации - койко-дни, структура по патологии, по клиническим отделениям и т.п.; - учет первичных и повторных поступлений в отделение реанимации, откуда больные поступают (приемный покой, палаты клинических отделений, операционные); - исходы лечения в условиях отделения реанимации, их различное соотношение, смертность, летальность по патологиям, по отделениям; - учет у больных различных факторов: таких как сахарный диабет, сердечная недостаточность, различные формы аритмий, наличие кардиостимулятора; - число и различные виды специфических манипуляций: интубации трахеи, катетеризации сосудов, операции, так же необходим учет расходных материалов затраченных на выполнения этих манипуляций, число методик, проведенных конкретным врачом и т.п.; - учет различных методик вентиляции легких (инвазивная вентиляция, неинвазивная вентиляция, различные режимы); - учет эфферентных методов лечения, показаний, эффективности назначений; - учет осложнений при нахождении в условиях реанимации: пролежни, пневмонии, тромбозы и тромбоэмболии и их исходы. Рисунок 2. Диаграмма бизнес-процесса «Поступление и убытие пациентов» При планировании в различных отделениях по оказанию интенсивной помощи могут быть включены другие показатели. Представление данных в готовой ИС должно быть удобным с возможностью поиска и сортировки по различным признакам. Предсказать нужные соотношения показателей и атрибутов не всегда возможно, например, если это «Число больных с острым нарушением мозгового кровообращения в бассейне правой среднемозговой артерии, которым потребовалось применение методик искусственной вентиляции легких и исходы их лечения, показатели смертности, длительности пребывания в условиях реанимации с возможностью группировки по возрасту и полу», «Число повторных госпитализаций в отделение реанимации больных закрепленных за кардиологическим отделением и исходы их лечения» и т.п. Создание специализированной ИС реализует логику связей таблиц в базе данных (БД), которая является основой построения всей медицинской системы и практически недоступна для понимания лиц, не вовлеченных в лечебно-диагностический процесс. Проектирование медицинской ИС Перечислим основные особенности проектирования ИС для отделений реанимации: - отделения реанимации и интенсивной терапии являются вспомогательными подразделениями, включать их в общий список всех клинических отделений нецелесообразно; - при проектировании ИС для отделений реанимации, целесообразнее делать это в рамках всей медицинской ИС или в электронной истории болезни, за основу построения БД, берется пациент и данные о нем; - информация, которая необходима врачам-реаниматологов для ввода и учета, крайне важна всем врачам других клинических специальностей, участвующих в лечении конкретного пациента. Создание автоматизированного рабочего места для подразделений реанимаций и интенсивной терапии нецелесообразно. При проектировании ИС использовалась реляционная модель БД. Рассмотрим особенности структуры взаимодействия данных в БД. Изначально, концепция медицинской ИС была выражена через таблицу, построенную в MS Excel и напоминала ее бумажный вариант: «Журнал движения больных». Данная таблица прошла апробацию в реальных условия, файл таблицы находился на рабочем столе ЭВМ и данные вводились непосредственно в таблицу, несколько полей были расчетные по формулам. Отчеты формировались с использованием средств программы. Впоследствие таблица была переформатирована в 13 таблиц БД под управлением программы My Visual DataBase, были добавлены атрибуты для проведения анализа по данным показателям, разработаны формы для ввода данных, функции обработки и составления отчетов путем импорта данных в MS Excel. При обработке возникало множество проблем в фильтрации и сортировке, а также с экспортом типа данных в табличный редактор. Дальнейшее изучение вопроса проектирования ИС и БД, а также увеличения числа атрибутов требовало более компактное размещение данных с максимальным возможным доступом к этой информации. Для решения задачи была применена «нормализация отношений» [3; 5]. Оптимизация данных в разрабатываемой ИС предусматривала преобразование до третьей нормальной формы с тем, чтобы получить оптимальную структуру БД. Были произведены выявление определенных «сущностей» и выделение их в отдельные таблицы, осуществлено обозначение «таблиц-справочников» [2; 6-7]. В связи с тем, что отделение реанимации не могло находится в общем списке всех отделений больницы, так как является вспомогательным отделением и оказывает помощь в интенсивной терапии клиническим подразделениям (см. рисунок 1), факт «Госпитализации в реанимацию» был выделен в отдельную таблицу. После этого возник второй вопрос: как связывать таблицы, какую таблицу сделать главной, «Пациент» или «Госпитализация в реанимацию»? Необходимо учитывать, что пациенты могут повторно попасть в реанимацию, а также и то, что отделение реанимации проводит манипуляции по выполнению катетеризации центральных вен больным, которые не находятся в отделении. Исходя из этого, таблица «Пациент» должна быть главной, к которой привязаны все другие таблицы, такие как «Центральный венозный катетер» (информация о дате постановке, виде методике, осложнениях и т.д.), «Вентиляция легких» (информация о дате и длительности и виде методике), так как при привязке этих данных к «Госпитализация в реанимацию» информация останется только в этом разделе, а врачам важно знать, какие манипуляции проводились в условиях реанимации, в том числе при повторных поступлениях в отделение. Упрощенная схема модели данных взаимодействия таблиц в БД представлена на рисунке 3. На основе разработанной модели была создана ИС лечебного учреждения, которая не только помогла упростить работу врача с медицинскими документами, но и помогла создать уникальный инструмент для хранения медицинских данных, сортировки и поиска (см. окно приложения на рисунке 4.) Рисунок 3. Упрощенная схема БД. а - главная таблица; в, д - второстепенные таблицы (связанные с главной как «много к одному»); б, г, е - таблицы-словари (связанные как «один ко многим») Рис. 4. Форма в готовом приложении медицинской ИС Дальнейшее подключение дополнительных атрибутов (таблиц) с использованием данной схемы возможно в существенно больших масштабах: например, при необходимости учета дополнительных данных о пациенте и т.п. Адекватная созданная схема данных послужит толчком к дальнейшему развитию медицинской информационной системы, применению элементов экспертных систем, интеллектуальных алгоритмов обработки медицинских данных, моделирующих систем, что в конечном итоге позволит вывести управление медицинскими процессами на новый уровень и в разы снизить число врачебных ошибок [8; 10-11]. Заключение Исследования, проведенные в данной работе, затрагивают специфику разработки медицинских ИС для отделений реанимации и интенсивной терапии. Показано, что необходим системный подход к рассмотрению задач медицинской информатики. Особое внимание, как в теории, так и в практических реализациях, должно уделяться вопросам архитектуры данных, что требует взаимодействия компаний-разработчиков со специалистами, понимающими, каким образом осуществляются бизнес-процессы медицинских учреждений. Изложенная концепция построения БД показала свою эффективность в готовых продуктах, разработано приложение с возможностью получения различных статистических показателей, сортировки и поиска по заданным параметрам с сохранением логики медицинских данных.

About the authors

Igor Alexandrovich Malahov

Samara Regional Clinical Hospital

Email: malahow@bk.ru

Elena Alexandrovna Matveeva

Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics

Email: elenaa_matveeva@mail.ru

Nikolay Nikolayevich Shuk

Samara Regional Clinical Hospital

Email: kalabus@mail.ru

References

Supplementary files