CC BY
64
ИТ в здравоохранении
www.idmz.ru
F4H
гол г, № л
%
Г.А. БАЛАНЦЕВ,
к.т.н., доцент, Северный (Арктический) федеральный университет, г. Архангельск, Россия,
limenda@mail.ru
Е.И. НИКИШОВА,
к.м.н., заведующая организационно-методическим кабинетом ГУЗ «Областной клинический противотуберкулезный диспансер», г. Архангельск, Россия, tub29.omo@rambler.ru.
Д.В. ПЕРХИН,
главный врач ГУЗ «Областной клинический противотуберкулезный диспансер», г. Архангельск, Россия, tub29@rambler.ru.
А.О. МАРЬЯНДЫШЕВ,
д.м.н., профессор, заведующий кафедрой фтизиопульмонологии, Северный государственный медицинский университет, г. Архангельск, Россия, maryandyshev@mail.ru
ВНЕДРЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ТУБЕРКУЛЕЗА В ОБЛАСТНОМ КЛИНИЧЕСКОМ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНОМ ДИСПАНСЕРЕ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
УДК 61:658.011.56
Баланцев Г.А., Никишова Е.И., Перхин Д.В., Марьяндышев А.О. Внедрение автоматизированной системы мониторинга туберкулеза в Областном клиническом противотуберкулезном диспансере Архангельской области (ГУЗ «Областной клинический противотуберкулезный диспансер», г. Архангельск, Россия)
Аннотация. В нашей стране и за рубежом разрабатываются и внедряются информационные системы мониторинга социально опасных заболеваний, в том числе туберкулеза. Создание эффективной региональной информационной системы мониторинга подразумевает объединение в единое информационное пространство всех организаций системы здравоохранения региона, осуществляющих диагностику, регистрацию случаев заболевания и лечение туберкулеза. Необходимость обеспечения возможности совместной работы с общим набором данных для нескольких организаций различной ведомственной принадлежности диктует специфические требования к организации обработки данных, оказывает определяющее влияние на регламент информационного обмена. Задача создания региональной системы мониторинга туберкулеза может быть успешно решена на основе использования системы трехуровневой архитектуры с веб-интерфейсом и общей базой данных, подобной сайтам социальных сетей. В Областном противотуберкулезном диспансере Архангельской области успешно функционирует информационная система, построенная на этих принципах.
Ключевые слова: туберкулез; медицинская информационная система; мониторинг; диспансер; клиент-сервер.
UDC 61:658.011.56
Balanxev G.A., Nikishova E.I., Perhin D.B., Mariyandishev А.О. Introduction of automatic system of tuberculosis screening in Regional Clinic anti tuberculosis dispensary of Arkhangelsk region («Regional clinic anti tuberculosis dispensary», Arkhangelsk, Russia)
Annotation. Creation of efficient regional informational screening system expects to unite in one informational space all regions' healthcare organizations, processing diagnostics, registration of tuberculosis diseases and treatment cases. The goal of creating a regional tuberculosis screening system might be successfully fulfilled on the basis of using a three-level architecture system with a web-interface and common data base, similar to social networks web-sites. In the regional anti tuberculosis dispensary of Arkhangelsk region there is an informational system, constructed on the basis of these principals, that successfully operates.
Keywords: tuberculosis; medical informational system; screening; dispensary; client-server.
© Г.А. Баланцев, Е.И. Никишова, Д.В. Перхин, А.О. Марьяндышев, 2012 г.
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■■ ! п ■■ ■ ■ ■■■ ■■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■■ ■ ■
ВрЭЧ :::: ИТ в здравоохранении
™ и информационные
технологии
в
Введение
установлении контроля над распространением туберкулеза важно своевременно выявить заболевание и быть уверенным в том, что диагностированные больные получат необходимое лечение и будут излечены от туберкулеза [6, с. 372]. В современных условиях потребность в ускорении процессов обработки данных о случаях заболевания, результатах диагностики и лечения туберкулеза неизбежно приводит к необходимости разработки и внедрения автоматизированных медицинских информационных систем. Попытки решения задачи автоматизации процесса мониторинга туберкулеза в Российской Федерации активно предпринимаются с начала 1990-х годов [1, с. 152]. К настоящему времени можно выделить два характерных этапа в процессе развития концепции автоматизированной системы мониторинга туберкулеза.
На первом этапе в учреждениях и кабинетах противотуберкулезной службы внедрялись локальные информационные системы с файловой базой данных, например, Система управления базами медицинских данных Barclay, разработанная ООО «Центр медицинских информационных технологий «Логос-МИТ» [1]. Как правило, такие системы решали одну задачу — формирование статистической отчетности учреждения. Недостатком подобных систем было отсутствие возможности многопользовательской работы, все данные вводились одним оператором. Данные для подготовки ежеквартальной и ежегодной статистической отчетности передавалась в центр мониторинга в электронном виде (рис. 1). Как следствие, система лишь упрощала процесс подготовки отчетности, не оказывая влияния на обмен информацией внутри учреждения. Все информационное взаимодействие между отдельными подразделениями противотуберкулезной службы, за исключением передачи итоговой отчетности, осуществлялось по-прежнему на бумажном носителе.
На втором этапе встал вопрос интеграции различных структурных подразделений противотуберкулезного диспансера в единое информационное пространство. Клиент-серверная система, выполняющая такие функции, рассмотрена, например, в [5]. Разработчикам системы управления базами медицинских данных Barclay к 2010 году удалось обеспечить наличие аналогичных возможностей. Принцип построения системы обмена информацией между отдельными организациями изменений не претерпел.
К настоящему времени вопрос обмена информацией о случаях заболевания туберкулезом на региональном и всероссийском уровнях решается путем организации бумажного документооборота и параллельного файлового обмена между организациями по электронной почте. Учитывая современный уровень развития многоуровневых клиентсерверных систем, эта технология обмена данными представляется неэффективной, поскольку создает большие задержки при передаче информации.
Рассматривая технические решения, используемые при организации Интернетсайтов социальных сетей, можно убедиться, что они предоставляют принципиально новые возможности обмена информацией по сравнению с упомянутой выше передачей файлов по электронной почте. Миллионы пользователей сайтов социальных сетей успешно взаимодействуют друг с другом, используя общую базу данных и единый интерфейс. При этом вполне успешно обеспечивается соблюдение прав доступа к информации, размещаемой отдельными пользователями, и прозрачность взаимодействия. Пользование подобными системами не требует специальных навыков, а все административные функции выполняются на стороне сервера.
Модель веб-сайта социальной сети представляется наиболее вероятным вариантом реализации системы мониторинга туберкулеза на третьем этапе развития. Такая система с общей базой данных (рис. 2) могла бы обес-
32
ИТ в здравоохранении
печивать функционирование противотуберкулезной службы на уровне региона в целом. В предлагаемой Вашему вниманию статье описывается информационная система Областного клинического противотуберкулезного диспансера Архангельской области, в основу построения которой заложена модель информационного взаимодействия различных организаций региона с единой базой данных.
□писание объекта исследования
Объектом исследования является автоматизированная информационная система противотуберкулезной службы. Очевидно, что структура и размещение элементов и модулей информационной системы, регламенты и процессы обмена информацией определяются организационной структурой противотуберкулезной службы в регионе. В Архангельской области структура противотуберкулезной службы является централизованной: в областном центре расположен Областной клинический противотуберкулезный диспансер, являющийся головной организацией. Диспансер располагает современной диагностической лабораторией, отделением лучевой диагностики. В состав диспансера входят диспансерное отделение и стационар. Организационно-методический отдел диспансера осуществляет мониторинг туберкулеза в Архангельской области.
На территориях муниципальных образований, входящих в состав области, расположена сеть кабинетов участковых фтизиатров — противотуберкулезных координаторов. Кроме того, в области находится Областная больница УФСИН, осуществляющая диагностику и лечение туберкулеза у заключенных, имеющая тесные рабочие связи с диспансером: для диагностики туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью у заключенных используется современное диагностическое оборудование диспансера, включая молекулярно-генетическую установку GenoType MDRTBPlus. В диспансере осуществляется
www.idmz.ru
гал г, № л
■■■■
гш
Рис. 1. Схема процесса обмена информацией между подразделениями противотуберкулезной службы при использовании локальных баз данных
общая для гражданского и пенитенциарного секторов регистрация больных туберкулезом с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя.
Информационная система мониторинга туберкулеза и автоматизации деятельности противотуберкулезной службы должна соответствовать ряду специфических требований:
1. Обеспечивать быстрый и удобный доступ к данным для специалистов диспансера и участковых фтизиатров;
2. Иметь возможность интеграции с диагностическим оборудованием, расположенным в диспансере;
3. Быть простой в установке и обслуживании на местах, не требовать от персонала районных больниц специальных навыков по поддержке удаленных рабочих мест;
4. Обеспечивать надежную, устойчивую и бесперебойную работу по каналам связи с низкой пропускной способностью;
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 33 ■
ВрЭЧ :::: ИТ в здравоохранении
™ и информационные
технологии
Рис. 2. Схема процесса обмена информацией между подразделениями противотуберкулезной службы при использовании общей базы данных
5. Обеспечивать конфиденциальность данных, передаваемых между кабинетами участковых фтизиатров и диспансером по сетям передачи данных общего пользования.
Материалы и методы
В 2009 году в Областном клиническом противотуберкулезном диспансере была спроектирована и введена в эксплуатацию автоматизированная система мониторинга туберкулеза inIT-TB (АС inIT-TB). АС inIT-TB выполняет функции популяционного регистра больных туберкулезом и системы обмена клинической информацией.
В основу системы положена общая для всего региона база данных, которая содержит персональные данные пациентов, сведения о регистрации случаев заболевания туберкулезом, схемах химиотерапии и результатах лечения, результаты бактериологических анализов и другую связанную информацию. В качестве сервера баз данных исполь-
зуется сервер СУБД Firebird 2.5, работающий под управлением операционной системы (ОС) OpenSUSE Linux 11. СУБД Firebird — программный продукт с открытым исходным кодом, бесплатно распространяемый на условиях Interbase Public License. СУБД Firebird обеспечивает многоверсионный доступ к данным без блокировок при изменении записи пользователем. Синтаксис применяемого языка запросов соответствует стандарту SQL-92 Entry Level 1 и реализует большую часть стандарта SQL-99. В связи с выбором аппаратной платформы с двуядерным процессором Intel Core Duo в качестве сервера сервер СУБД Firebird 2.5 установлен в варианте Classic Server, наиболее эффективно использующем симметричные многопроцессорные конфигурации.
База данных системы имеет в своем составе 91 таблицу, из которых 20 содержат значимую клиническую информацию, 16 используются для описания структуры и персонала противотуберкулезной службы, 53 явля-
34
ИТ в здравоохранении
ются справочниками и классификаторами, 2 заполняются при формировании статистической отчетности.
В состав базы данных входят элементы логики, отвечающие за ведение протокола изменения записей, реализованные в виде триггеров и хранимых процедур. В базе данных хранится протокол изменения данных, включающий события вставки, изменения и удаления записей. Протоколирование действий пользователей позволяет установить круг лиц, вносивших изменения в данные при анализе спорных ситуаций, а также отслеживать записи в таблицах, претерпевшие изменения за определенный период времени.
На компьютерах, входящих в состав локальной вычислительной сети (ЛВС) ГУЗ ОКПТД, установлено клиентское приложение АС inIT-TB для среды Win32. Приложение взаимодействует с базой данных по протоколу TCP/IP. Для доступа к данным используется библиотека FIBPlus, разработанная компанией Devrace.
Интерфейс клиентского приложения выполнен интуитивно понятным и простым в освоении. Формирование отчетов осуществляется путем передачи данных в системы электронных таблиц Microsoft Excel или Ope-nOffice.org Calc. Все отчеты можно сохранять в формате MS Excel (xls). Клиентское приложение интегрируется с системой управления цифрового рентгенографического аппарата «Электрон», что позволяет пользователю осуществлять просмотр описаний рентгеновских снимков пациентов.
В состав АС inIT-TB входит модуль, предназначенный для взаимодействия с другими организациями, имеющий веб-интерфейс. Используется сервер приложений Glassfish 3, на котором выполняется веб-приложение, разработанное в соответствии со спецификацией JavaEE 6.
В системе функционируют следующие основные рабочие места, доступные как из клиентского приложения, так и через веб-модуль:
www.idmz.ru
гал г, № л
■■■■
гш
• «Пациенты» — рабочее место сотрудников регистратуры, позволяет вносить паспортные данные пациентов и записывать пациентов на прием к врачу.
• «Доктор» — рабочее место врачей-фтизиатров и специалистов организационнометодического кабинета. Используется для регистрации случаев заболевания туберкулезом, анализа эпидемиологической ситуации, просмотра результатов бактериологических анализов и описаний рентгенограмм.
• «Лаборатория» — рабочее место лаборанта бактериологической лаборатории. Позволяет вводить данные о результатах анализов.
• «Отчеты ОМК» — формирование статистической отчетности, когортный анализ.
Также имеются рабочие места, используемые только сотрудниками диспансера, доступ к которым через веб-интерфейс не предоставляется:
• «Прием больных» — рабочее место врача поликлиники, ведущего амбулаторный прием пациентов.
• «Лучевая диагностика» — рабочее место, в котором осуществляется ввод описаний рентгенограмм, взаимодействующее с базой данных аппарата «Электрон».
• «Отчеты лаборатории» — формирование реестров и сводных отчетов бактериологической лаборатории.
Внешними пользователями АС inIT-TB являются стационар и лаборатория Областной больницы УФСИН, а также участковые фтизиатры в 5 городах и районах области. Для того, чтобы обеспечить разграничение прав доступа к записям, внесенным в базу данных различными организациями, предусмотрен механизм контроля владельцев информационных объектов (рис. 3).
Запись в базе данных ассоциируется с организацией-владельцем, работник которой внес эту запись. Все организации-участники системы обмена информацией имеют право просмотра сведений, содержащихся в системе,
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 35 ■
I и информационные
технологии
Идентификатор Наименование Действует с Действует по
Пациенты
Идентификатор Идентификатор владельца Полное имя Пол
Дата рождения Адрес
Социальный статус Паспортные данные СНИЛС
Случ<
ши заболевания ТБ
. Идентификатор ЦЙ- Идентификатор владельца 0^* Идентификатор пациента Дата регистрации Регистрационный номер Категория
Дата начала лечения Дата окончания лечения Результат Локализации
Сопутствующие заболевания Образцы материалов
Идентификатор Идентификатор владельца -оЦ- Идентификатор пациента Дата забора Номер образца Материал
Релц|мы химиотерапии
. Идентификатор
Идентификатор случая ТБ Дата начала Дата окончания Фаза
Используемые препараты
Результаты бактериологических анализов
Идентификатор Идентификатор владельца Идентификатор образца Дата выполнения Дата ответа Результат
Метод исследования______
Рис. 3. Упрощенная схема базы данных системы
независимо от того, кто является владельцем конкретной записи. Однако права внесения изменений и удаления записей предоставляются только организации-владельцу и администраторам системы. Регламент обмена информацией допускает смену организации-владельца по запросу. К смене организации-владельца приходится прибегать в том случае, когда пациент меняет место лечения. Например, зарегистрированный в учреждении пенитенциарной системы пациент выходит на свободу и продолжает лечение туберкулеза в диспансере. Факты смены владельца информационных объектов автоматически протоколируются.
Для защиты персональных данных о состоянии здоровья, передаваемых по открытым каналам связи через глобальную сеть Internet, установлено средство криптографической защиты информации VipNET Custom 3, сертифицированное Федеральной службой по техническому и экспортному контролю Российской Федерации, для обработки персональных данных первого класса.
Результаты
Автоматизированная система мониторинга туберкулеза inIT-TB успешно функционирует в
ГУЗ ОКПТД с декабря 2009 года. На этапе ввода в эксплуатацию в систему были автоматически перенесены сведения из базы данных «Регистрация пациентов», ранее использовавшейся для регистрации случаев заболевания туберкулезом. По состоянию на 1 октября 2011 года в базе данных АС inIT-TB содержатся сведения о всех случаях заболевания туберкулезом в гражданском секторе с 1 января 2007 года, результатах бактериологических анализов за период с 2007 года. Сведения о регистрации случаев заболевания туберкулезом в пенитенциарной системе вносятся в полном объеме с 1 января 2011 года.
Разработанное программное обеспечение позволяет использовать накопленный объем данных для решения различных задач: проведения когортного анализа в соответствии с методикой, рекомендованной ВОЗ [4], а также подготовки отчетных форм, утвержденных приказами Минздравсоцразвития Российской Федерации [2,3]. Автоматизированы функции полицевого учета пациентов и квартального когортного анализа лекарственной чувствительности всех больных туберкулезом. Всего АС inIT-TB способна формировать свыше 40 различных отчетов.
36
ИТ в здравоохранении
Обсуждение результатов
Опыт реализации проектов в области здравоохранения показал, что централизованное на уровне субъекта РФ хранение данных является предпочтительным в силу следующих причин:
1. При построении статистических отчетов по данным из распределенной базы данных консолидация данных является необходимой частью процесса обработки, что не позволяет оперативно формировать текущую отчетность без предварительного сбора данных со всех структурных подразделений.
2. На большинстве территорий России, как и в Архангельской области, присутствует преимущественно очаговая инфраструктура. Компетентные специалисты имеются в областном центре и нескольких крупных городах. На месте установки компонентов распределенной инфраструктуры хранения данных — в районных центрах — в большинстве случаев нет квалифицированных специалистов, способных осуществлять администрирование баз данных и техническое обслуживание серверов. Расстояние от областного до районных центров в Архангельской области и ряде других территорий может быть весьма значительным (до 500-600 км), оперативное направление специалистов по технической поддержке для устранения неисправностей из областного центра затруднено.
3. При использовании распределенной системы с автоматической консолидацией остро встает вопрос идентификации пациента и случая лечения. Поскольку в составе больных туберкулезом весомую долю имеют лица БОМЖ, а пациенты при поступлении на лечение зачастую не имеют при себе документов, однозначная идентификация пациента по данным документа, удостоверяющего личность, оказывается невозможной. Поэтому при консолидации данных неизбежно возникают дубликаты записей об одном и том же пациенте, что вносит ошибку в последующие статистические расчеты.
www.idmz.ru
гал г, № л
■■■■
гш
Перечисленные проблемы могут быть успешно решены путем использования системы с централизованным хранением данных на уровне субъекта РФ. Создание единой базы данных персонифицированного учета пациентов в головной организации региона является основой построения эффективной системы мониторинга туберкулеза.
Использование веб-интерфейса имеет свои преимущества и недостатки. С одной стороны, система с веб-интерфейсом удобна тем, что не требует установки дополнительного программного обеспечения на рабочих местах пользователей и администрируется централизованно. С другой стороны, интеграция веб-приложений и «тонких» клиентов с медицинским диагностическим оборудованием представляет сложную задачу. Для автоматизации кабинетов участковых фтизиатров с учетом их удаленности от диспансера система с веб-интерфейсом является предпочтительным решением. Она позволяет оперативно вводить и просматривать клинические данные пациентов, при этом не требуя установки какого-либо дополнительного программного обеспечения, кроме веб-браузера и системы криптографической защиты информации. Также не требуется осуществлять на удаленных рабочих местах установку обновлений, поскольку все обновления устанавливаются только на сервер. Небольшой объем данных, передаваемых в цикле запрос—ответ, составляющий не более 50 кбайт, позволяет работать с системой по коммутируемым каналам связи низкой пропускной способности.
Однако в случае, когда для передачи данных может быть использована высокоскоростная локальная сеть стандарта Fast Ethernet или Gigabit Ethernet, реализация системы с использованием двухуровневой архитектуры и «толстого» клиента является предпочтительной. При использовании «толстого» клиента появляется возможность разработать более удобный пользовательский интерфейс, организовать на уровне клиента взаимодействие
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 37 ■
I и информационные
технологии
с диагностическим оборудованием. Поэтому для реализации модулей, используемых только в локальной сети диспансера, двухуровневая архитектура оказывается более эффективной.
Выводы
Результат исследования показал, что автоматизированная система мониторинга туберкулеза для субъекта Российской Федерации при централизованной структуре противотуберкулезной службы должна иметь в своем составе две подсистемы: внутреннюю подсистему головной организации, функционирующую по высокоскоростным каналам связи локальной вычислительной сети, и внешнюю подсистему, предназначенную для обеспечения удаленного доступа к данным из кабинетов участковых фтизиатров и сторонних организаций, входящих в систему обмена информацией о случаях лечения туберкулеза. При
этом, учитывая различные условия функционирования этих подсистем, для внутренней подсистемы целесообразно применять двухуровневое клиент-серверное приложение с «толстым» клиентом, а для внешней — приложение трехуровневой архитектуры с веб-интерфейсом. Обе подсистемы работают с общей базой данных, что обеспечивает оперативный обмен информацией между различными подразделениями противотуберкулезной службы.
Система разграничения прав доступа к записям, основанная на идентификации их принадлежности определенной организации, позволяет использовать общую базу данных для учета пациентов и случаев заболевания туберкулезом, зарегистрированных всеми организациями-пользователями системы. АС inIT-TB обеспечивает возможность формирования как индивидуальной отчетности для каждой организации, так и общих отчетных форм по всей территории Архангельской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белиловский Е.М. Организация государственной системы мониторинга туберкулеза в России//В кн. Материалы 1-го Российского научного форума «Медкомтех-2003». — М.: «Авиаиздат», 2003. — С. 152-156
2. О введении в действие учетной и отчетной документации мониторинга туберкулеза: Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 50 от 13 февраля 2004 года. — 2005. — С. 28.
3. Об утверждении статистического инструментария для организации Минздрав-соцразвития России федерального статистического наблюдения в сфере здравоохранения: Приказ Федеральной службы государственной статистики №12 от 28 января 2009 года. — 2009. — С. 21
4. Руководство по программному ведению лекарственноустойчивого туберкулеза/ ВОЗ. — Москва: Весь мир, 2007. — 208 с.
5. Саранчина С.В., Абдулов Н.А. Многоуровневая медицинская информационная система областного противотуберкулезного диспансера//В мире научных открытий. — 2010. — №4 (10). — Ч. 14. — С. 17-19.
6. Zellweger J.P. Outcome of patients treated for tuberculosis in Vaud Country, Swit-zerland/Eds. J. P. Zellweger, P. Coulon//Int. J. Tuberc. Lung. Dis. — 1998. — Vol. 2. — P. 372-377.
38
