CC BY
52
Анализ данных
www.idmz.ru 2006, №6
W-ЩШШ I Ы.МЯЯ
Ш.М.ГИМАДЕЕВ,
Сармановская центральная районная больница (Сармановская ЦРБ), с.Сарманово, Республика Татарстан
А.И.ЛАТЫПОВ,
Кафедра общественного здоровья и организации здравоохранения КГМУ, г.Казань
С.В.РАДЧЕНКО,
к.м.н., Центр медицинских информационных технологий КГМУ, г.Казань
ИНТЕГРАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ: ЦЕЛИ И МЕТОДОЛОГИЯ
Анализируется эволюционное развитие информационных систем (ИС), приводящее к интеграции разнородных приложений и источников данных, и обсуждается значение различных источников информации для субъектов лечебно-диагностической деятельности и их интеграции в единую пользовательскую среду. Подвергаются критическому анализу современные методологии проектирования ИС с точки зрения задач здравоохранения.
На примерах демонстрируется роль пространства Web как среды отображения наиболее важных источников медицинской информации.
Статья впервые опубликована в «Электронном медицинском журнале» 1-й Городской клинической больницы г.Казани и воспроизводится с разрешения авторов и редакции журнала.
--------------—----------------f
ВВЕДЕНИЕ
Развитие ИС отражает эволюцию взглядов пользователей на роль вычислительной техники в профессиональной деятельности. Прослеживаемое направление эволюции - от автоматизации решения отдельных, преимущественно вычислительных задач, к автоматизации работы с данными, и далее - к работе со всеми видами предметной и околопредметной информации. В стороне от этих эволюционных процессов не осталась и медицина, однако в медицине они идут с некоторым (примерно 5-8 лет) запаздыванием. До сих пор в очень многих ЛПУ, особенно на местах, приходится сталкиваться с мнением, что сферой применения информационных технологий может быть только бухгалтерский учет и подготовка отчетности для страховых органов и ведомственной статистики.
Указанная ситуация в действительности характерна и для стран, которые в определенных кругах принято называть цивилизованными - в них больший исторический период автоматизации здравоохранения привел к значительно большей нынешней разобщенности медицинских программных продуктов, чем в странах ex-СССР.
Еще 15 лет назад термин «интегрированный пакет» применялся в отношении нескольких офисных программ, запускаемых в общей среде [1]. Показательно, что одно из изданий тех лет относило тот или иной пакет программ к интегрированным просто на основании возможности обмена данными между отдельными программами, входящими в состав такого пакета [2]. Это означает, что не-
© Ш.М.Гимадеев,А.И.Латыпов,С.В.Радченко, 2006 г.
61
Анализ данных
Мр
W-ЩШШ
kJH
I и информационные
технологии
сколькими годами ранее выхода в свет цитируемых публикаций целесообразность объединения даже офисных приложений на персональных компьютерах была неочевидной.
Как ни странно, и в современных условиях заказчики, идеологи и исполнители проектов не всегда ясно представляют себе, что должно являться объектом автоматизации при создании ИС в здравоохранении. При рассмотрении этого вопроса в других отраслях в качестве такого объекта очевидным образом выбирается основная деятельность. В силу примущественно исторических причин в здравоохранении это не так. Возможно также, что, помимо исторических причин, в медицине действует и фактор искаженного целепола-гания, ранее обсуждавшийся в работе Радченко С.В. [3].
ПРОЕКТИРОВАНИЕ: ДИВЕРГЕНЦИЯ ИЛИ КОНВЕРГЕНЦИЯ?
При рассмотрении подходов к проектированию ИС часто используется рабочая классификация проектов, исходя из выбора базовых объектов в феноменологической модели предметной области (табл. 1).
Как правило, в качестве базовых объектов предметной области выделяются:
♦ данные;
♦ документы;
♦ бизнес-процессы [4-6].
Современная литература содержит указания на успешное применение походов к проектированию ИС на основе любого из перечисленных объектов. При этом сторонники каждого из подходов часто подвергают критике все остальные [4,5,7].
Таблица 1
Классификация проектов ИС с точки зрения способа представления феноменологической модели
Модель ИС Основная единица хранения Способ представления предметной деятельности Разделяемый ресурс Подход к проектированию
Реляционная Содержимое табличной ячейки. Запись (строка плоской таблицы) Запрос к данным Реляционные таблицы От данных
Постреляционная Объект Определяется разработчиком Массив многомерных данных От бизнеспроцессов
Документо- ориентированная Документ Проводка документа Библиотека документов От документов
В приведенном выше списке сущности в действительности неоднородны, поскольку, с точки зрения реализации ИС, такой объект, как «бизнес-процессы», в свою очередь представляет собой метод, применяемый в отношении объектов «данные» и «документы». Традиционно в качестве базового объекта при проектировании предлагается выбирать тот, свойства которого в наименьшей степени изменяются во времени. Данное положение служит своего рода наследованием принципов математического моделирования, в котором в качестве параметров модели выделяют не изменяющиеся в течение времени наблюдения за системой величины, и в качестве переменных - величины, значение которых изменяется за то же самое время. Легко предположить, что в качестве времени наблюдения за системой в прикладной информатике выступает жизненный цикл ИС. Однако следует иметь в виду, что в проекте ИС приходится иметь дело не с одной, а минимум с тремя базовыми моделями: моделью предметной области, моделью создаваемой ИС и с собственно информационной системой. Практика показывает, что в общем случае понятия наиболее консервативных объектов для всех трех моделей не совпадают.
Таким образом, адекватность каждого из подходов (от данных, от документов, от бизнес-процессов) зависит преимущественно от выбираемых заранее инструмен-
Анализ данных
тальных средств и наоборот. Если, например, инструментальное средство или среда исполнения ИС позволяет легко манипулировать документами, то проектирование целесообразно вести «от документов», даже если на уровне предметной области свойства документов часто меняются. Проекты на основе реляционных СУБД в зависимости от вкусов и возможностей разработчика выделяют в качестве консервативной части бизнес-процессы либо данные. В целом соответствующая закономерность может быть отражена в табл. 2.
Информация, приведенная в табл. 2, адекватна с определенной степенью условности, поскольку на картину действительности решающий отпечаток может накладыватьличность разработчика. Данное утверждение блестящим образом проиллюстрировано в известном мультипликационном фильме «Крылья, ноги и хвосты» [8].
Инструментальные средства эволюционируют параллельно с прикладными ИС. В этом виде эволюции прослеживается та же самая тенденция: конвергенция в сочетании с функциональной интеграцией. Та часть читателей, которая застала эпоху операционной системы DOS, еще помнит разделение средств разработки на текстовые редакторы, трансляторы и компоновщики. Средства разработки ранее других пакетов прикладных программ прошли путь от взаимо-
www.idmz.ru , Щ| 2006, №6 ^
9 0 9
действия приложений до их бесшовной интеграции. Сегодня интеграция инструментария вышла на новый уровень: реальностью стали средства взаимодействия программных средств предметного моделирования, прототипирования ИС и получения рабочего кода [9].
За то же самое время сделало причудливый виток развитие доступа пользователей к вычислительным ресурсам - от терминальных систем коллективного использования к персональным компьютерам и затем к локальным сетям и приложениям «клиент-сервер». В последних разделение доступа происходит уже не на уровне индивидуальной работы с частью общих аппаратных ресурсов, а на уровне коллективной работы индивидуальными аппаратными средствами с частью общих программных или информационных ресурсов. Конвергенция же инструментальных средств наглядно проявляется, например, в том, что современные версии промышленных РСУБД позволяют в известной мере работать с нереляционными объектами (Oracle,
DB2 и др.), а нереляционные и постреляционные СУБД и средства разработки используют реляционные таблицы в качестве хранилища создаваемых объектов (Lotus Domino/Notes v.7, Cache).
МАСШТАБИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЦИИ: ПРИЛОЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ
В отношении системного ПО понимание того, что акцент в использовании компьютера при коллективной работе смещается с обработки общих данных на осуществление коммуникаций, пришло примерно 30 лет назад. Именно этому пониманию мы обязаны нынешним существованием протокола TCP/IP, понятия хост-машины, могущей выступать как сервером, так и клиентом, а также Интернета в качестве объединяющей пользователей среды. К разработчикам прикладного ПО то же самое понимание пришло в середине 80-х годов.
К этому периоду относится появление первого коммерческого продукта для коллективной работы - Lotus Notes. Информационные системы для медицины подвергаются соответствующей трансформации на наших глазах.
Таблица 2
Отношения между основными сущностями при проектировании ИС
Инструментальное средство Предпочтительный базовый объект при проектировании Пример инструментального средства
Реляционная СУБД Данные MS SQL
Объектная СУБД Бизнес-процессы InterSystems Cache
Документоориентированная СУБД Документы IBM Lotus Domino
Анализ данных
Мр
W-ЩШШ
kJH
I и информационные
технологии
В работе Радченко С.В. [3] ЛПУ рассматривается в качестве ремонтно-обрабатывающего предприятия, и основным бизнеспроцессом в нем становится проводка пациента. На уровне модели ИС, использующей в качестве базового понятия рабочие потоки, основным бизнес-процессом ЛПУ становится проводка документа «История болезни». В терминах рассматриваемой модели понятие «истории болезни» не ограничивается рамками документа «Карта стационарного больного», но включает также амбулаторную карту и все сопутствующие случаю многочисленные документы [10]. Очевидно, что «истории болезни» как в предметной области, так и в модели автоматизированной ИС служит тем объектом общего пользования, информационное наполнение которого по мере прохождения рабочего потока производится разнородными данными из различных источников (рис.1). В модели МИС приведенная на иллюстрации структура не меняется; различия сводятся к несовпадающим именам объектов, преимущественно в верхней части диаграмм. Например, для модели МИС имя объекта «Диагностическое и лабораторное оборудование» будет заменено на «Программно-аппаратный комплекс интеграции оборудования», а объекта «Персонал» - на «Специализированные АРМ».
Поскольку наиболее общей целью информатизации можно
Рис.1. Ввод и вывод данных из разнородных источников, сопряженный с проводкой пациента и документов, сопутствующих случаю
считать своевременное обеспечение субъектов деятельности всеми видами необходимой информации, основная задача информатизации деятельности ЛПУ при поддержке рабочих потоков сводится к интеграции разнородных источников данных в некоторую общую среду [10].
Общей средой уровня организации в модели медицинской ИС следует считать локальную вычислительную сеть. Интерфейсная часть специализированного («толстого») клиента (электронная история болезни, ЭИБ) при этом рассматривается не как общая среда, а как единая точка входа в среду уровня ЛПУ. В современных условиях сами понятия «толстого» и «тонкого» клиента, как ни странно, вновь стали предметом дискуссии. Поэтому в настоящей статье мы придерживаемся терминов «универсальный клиент» (для Web-браузера) и «специализированный клиент» (для локально запускаемого специализированного пакета программ, реализующего зна-
Таблица 3
Базовые объекты в моделях МИС при масштабировании
Уровень взаимодействия субъектов здравоохранения Общая среда Узел сети Единая точка входа Общее средство доступа
ЛПУ ЛВС Сервер Рабочая станция Интерфейс ЭИБ Специализированный клиент
Регион, территория Интернет Хост Web-портал Универсальный клиент
Анализ данных
Рис.2. Интеграция медицинского оборудования (ультразвуковая допплерография) в Web-версии медицинской информационной системы
Рис.3. Обработка диагностических изображений в среде Web
чительную часть бизнес-логики на стороне клиентского компьютера). Отметим, что вопреки мнению многих пользователей при использовании универсального клиента независимость от платформы обеспечивается серверной частью ИС, а само клиентское ПО оказывается платформозависимым, в то время как специализированный («толстый») клиент может быть как зависимым от платформы (например, созданный средствами Borland Delphi), так и не зависимым от нее (Java-клиент).
www.idmz.ru 2006, №6
ГЧЯЯ
I Ы.МЯЯ
В условиях современного здравоохранения рабочие потоки часто выходят за пределы одного ЛПУ. Косвенным подтверждением этого обстоятельства служит приведенная на рис.1 диаграмма, на которой из семи источников данных, обрабатываемых в ЛПУ, четыре находятся за его пределами. Обозначенный выше подход правомерно оставить без изменений и при проектировании территориально-распределенных МИС с той оговоркой, что ряд базовых объектов в модели проявляет полиморфизм. Общей средой уровня нескольких организаций становится Интернет, единой точкой входа в среду уровня нескольких организаций - Web-портал [10], средством доступа - универсальный («тонкий») Web-клиент (табл.3).
Необходимость отображения конкретных объектов предметной области в среду Интернет [11], возникающая как следствие масштабирования модели интеграции источников на уровень территории,ставит разработчиков перед рядом традиционных проблем и ограничений, свойственных Web-технологиям [5,12,13]. По опыту авторов, ограничения, накладываемые Web, преодолеваются в большинстве упоминаемых в данном контексте частных задач создания МИС, а именно, интеграции с оборудованием (рис. 2), обработки диагностических изображений (рис. 3), извлечения информации из массивов данных [14], поддержки принятия решений [15], клинического моделирования и прогноза (рис.4).
Однако в настоящее время практическое решение этих задач не носит системного характера не входит в область действия какого-либо принятого стандарта. Обсуждение путей и способов обхода ограничений Web-технологий выходит далеко за рамки настоящей статьи. В определенной части это является проблемой консорциума W3C и ведущих вендоров - разработчиков инструментальных средств для Web. Тем не менее, глубокое
Анализ данных
Мр
W-ЩШШ
kJH
I и информационные
технологии
>
Рис. 4. Индивидуальный прогноз результатов лечения хронической почечной недостаточности на модели с Web-доступом
Рис. 5. Интеграция разнородных медицинских приложений и источников данных в единую пользовательскую среду по принципу «одного окна»
Рис.6. Подмножество вариантов использования территориальной медицинской информационной системы для нужд телемедицины
Анализ данных
убеждение авторов состоит в том, что наблюдаемая сегодня тенденция [16] в последующие годы станет фактическим стартовым условием для разработчиков, а это уже сейчас требует приложения усилий в направлении смены парадигмы реализации медицинских приложений. С практической точки зрения это означает, что медицинские порталы должны создаваться как распределенные высокотехнологичные корпоративные ИС, а территориальные МИС - как системы специализированных порталов.
ЛИТЕРАТУРА
www.idmz.ru 2006, №6
ГЧЯЯ
I Ы.МЯЯ
9 0 9
ВЫВОДЫ
Задача интеграции различных источников медицинской информации в пользовательскую среду в современных условиях сводится к шлюзовой Web-интеграции путем организации регламентированного взаимодействия разнородных приложений и источников данных (рис. 5).
В рамках данной модели так называемая телемедицина становится просто подмножеством вариантов использования территориальной МИС (рис. 6).
. * 1. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. - М.: Наука. - Гл. ред. физ.-мат.
IV лит., 1988. - 272 с.
2. Синев А. «Виктория» бросает вызов Нортону//Компьютер Пресс. - 1991. - №6. - С.5-12.
3. Радченко С.В. Информационные технологии в деятельности ЛПУ: Рабочая книга главного вра-ча//Информационные технологии в здравоохранении. - 2002. - №13-14. - 36 с.
4. Акопянц А.Х. Автоматизация хаоса//Компьютерра. - 1999. - №17 (4).
5. Акопянц А.Х. Автоматизация хаоса-2//Компьютерра. - 2000. - №25 (7).
6. Шифрин М.А.и соавт. Технология MEDSET. - http://www.mml.nsi.ru/MEDSET.html
7. Лагутин М.С., Радченко С.В. Информационные технологии поддержки медицинского докумен-тооборота//Информационные технологии в здравоохранении. - 2002. - №13-14. - С.25-27.
8. Крылья, ноги и хвосты (мультфильм)//Википедия. - http://ru.wikipediа.org/wiki/Крылья,ноги и хвосты.
9. Программное обеспечение IBM Rational - организация проектирования и структурирования ПО//1ВМ в России и странах СНГ. - http://www.ibm.com/ru/software/rational/design/
10. Лагутин М.С., Латыпов А.И., Радченко С.В., Хазиахметов Д.Ф. Роль Web-порталов в интеграции источников медицинской информации//В сб. трудов Международной конференции по проблемам информатизации в третьем тысячелетии. - Казань: ПИК «Идель-Пресс», 2004. - С. 86-87.
11. Zhang J. et al. Web-based electronic patient records for collaborative medical applications//Comput. Med. Imaging Graph. - 2005. - №29(2-3). - Р.115-124.
12. BurkellJ., CampbellD.G.«What does this mean?» How Web-based consumer health information fails to support information seeking in the pursuit of informed consent for screening test decisions// J. Med. Libr. Assoc. - 2005. - №93(3). - Р.363-373.
13. de Lusignan S. Web-based health applications provide useful and cost-effective tools; however, they should include key clinical variables and incorporate a coding or classification system//Inform. Prim. Care. - 2005. - №13(1). - Р.42-44.
14. KarlssonJ., Eklund P., Hallgren C.G., SjodinJ.G. Data warehousing as a basis for web-based documentation of data mining and analysis//Stud. Health Technol. Inform. - 1999. - №68. - Р.423-427.
15. Jegelevicius D., Marozas V., Lukosevicius A., Patasius M. Web-based health services and clinical decision support//Stud. Health Technol. Inform. - 2004. - №105. - Р.27-37.
16. Gordon J.R. Capturing the benefits of web-based connectivity//Healthc. Financ. Manag. - 2005. -№59(12). - Р.78-82.
