CC BY
68
УДК 61:007; 616-082
МНОГОУРОВНЕВАЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА ЛИКВИДАЦИИ МЕДИКО-САНИТАРНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
З. М. Юлдашева, доктор техн. наук, профессор
аСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, РФ
Цель: разработка структуры многоуровневой пространственно-распределенной измерительно-информационной системы, обеспечивающей повышение эффективности устранения медико-санитарных последствий чрезвычайных ситуаций на различных его этапах. Методы: автоматизация сбора, обработки и анализа информации о пострадавших, наличии текущего резерва койко-местлечебных учреждений; поддержка принятия решений врачей-спасателей медицины катастроф при оценке тяжести состояния пострадавшего; поддержка принятия решений по эвакуации пострадавшего в профильные лечебные учреждения; телемедицинское прослеживание транспортировки пострадавшего; информирование персонала лечебного учреждения о динамике состояния поступающего пострадавшего. Результаты: описаны задачи, решаемые на этапах ликвидации медико-санитарных последствий чрезвычайных ситуаций, и предложены пути повышения эффективности их решения. Каждый уровень системы используется при решении задач конкретного этапа ликвидации последствий: поиска пострадавших, неинвазивной регистрации и оценки жизненно важных медико-биологических показателей, оценки тяжести состояния пострадавшего, сортировки, выбора лечебных учреждений для эвакуации, транспортировки и оперативного приема пострадавшего для оказания квалифицированной или специализированной медицинской помощи в лечебном учреждении. Эффективность использования системы обусловлена сокращением времени решения задач на этапах ликвидации медико-санитарных последствий, снижением уровня ошибок врачей-спасателей за счет информационной поддержки, повышением достоверности оценки тяжести состояния пострадавшего. Система содержит носимые измерительно-информационные системы врачей-спасателей для автоматизированной оценки тяжести состояния пострадавших; мобильную информационную систему руководителя бригад спасателей для решения задач сортировки пострадавших и выбора лечебных учреждений для их эвакуации; геоинформационную систему поиска пострадавших при чрезвычайных ситуациях, получающую информацию с шеЬ-камер оптического и инфракрасного диапазонов; информационную систему регионального центра медицины катастроф; информационные системы лечебных учреждений, обеспечивающих прием пострадавших и оказание им квалифицированной или специализированной медицинской помощи. Практическая значимость: предложенная структура информационной системы позволяет сократить потери времени и исключить ошибки врачей-спасателей на этапах ликвидации медико-санитарных последствий чрезвычайных ситуаций, повысить достоверность оценки тяжести состояния и сортировки пострадавших.
Ключевые слова — информационная система, чрезвычайные ситуации, ликвидация медико-санитарных последствий, эффективность, этапы ликвидации, автоматизация.
Введение
Статистика чрезвычайных ситуаций (ЧС) техногенного и природного характера последних десятилетий показывает увеличение количества ЧС в Российской Федерации и во всем мире (тайфуны, землетрясения, аварии на транспорте и промышленных объектах), в которых пострадало большое количество людей. Значительные потери людей при таких ЧС обусловлены сложностью сортировки и эвакуации большого количества пострадавших в течение ограниченного времени и, как следствие, несвоевременным оказанием им необходимой медицинской помощи. Поэтому проблема повышения эффективности ликвидации медико-санитарных последствий ЧС на всех этапах ее проведения является актуальной.
Основные причины, вызывающие снижение оперативности и эффективности устранения медико-санитарных последствий ЧС, — продолжительный поиск пострадавших; ошибки и недостаточный уровень достоверности оценки тяжести состояния пострадавшего из-за работы врачей-спасателей в экстремальных условиях; ошибки
сортировки и выбора профильной клиники для эвакуации пострадавших; потери ценного времени при транспортировке, приеме пострадавших в лечебные учреждения и переходе к оказанию квалифицированной или специализированной медицинской помощи.
Перечисленные причины могут быть устранены разработкой и внедрением на регионально-федеральном уровне многоуровневой пространственно-распределенной информационной системы, позволяющей на всех этапах ликвидации медико-санитарных последствий ЧС оперативно решать задачи поиска пострадавших, достоверной оценки тяжести состояния, сортировки, своевременной эвакуации и транспортировки пострадавших в профильные медицинские учреждения в соответствии с видом и характером полученной травмы за счет автоматизации решения задач этапов, использования информационной поддержки принятия решения врачей-спасателей.
Цель проводимого исследования — повышение эффективности устранения медико-санитарных последствий ЧС на различных этапах за счет использования многоуровневой пространственно-
распределенной измерительно-информационной системы, обеспечивающей автоматизацию сбора, обработки и анализа информации о пострадавших, наличии текущего резерва койко-мест в профильных клиниках лечебных учреждений различных ведомств; поддержку принятия решений специалистов медицины катастроф при оценке тяжести состояния пострадавшего; принятие решений по эвакуации пострадавшего в профильные лечебные учреждения; подготовку медперсонала лечебного учреждения к приему пострадавшего и оказанию ему квалифицированной или специализированной медицинской помощи.
Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи разработки:
1) геоинформационной системы оперативного поиска пострадавших с использованием web-камер оптического и инфракрасного диапазонов, установленных на беспилотных летательных аппаратах;
2) носимой измерительно-информационной системы врача-спасателя, обеспечивающей в течение ограниченного времени автоматизированный сбор, обработку и анализ жизненно важной медико-биологической информации в целях достоверной оперативной оценки тяжести состояния пострадавшего;
3) мобильной информационной системы (ИС) руководителя бригад спасателей, позволяющей автоматизировать процесс сортировки по тяжести состояния и характеру травмы пострадавших и выбор профильной клиники лечебного учреждения для их эвакуации с учетом вида и характера травм, тяжести состояния, ведомственной принадлежности лечебного учреждения, близости к эпицентру ЧС;
4) ИС регионального центра медицины катастроф, обеспечивающей взаимодействие ИС врачей-спасателей и лечебных учреждений при оценке тяжести состояния, телемедицинское сопровождение пострадавших во время транспортировки, формирование динамически изменяющейся базы данных о резерве койко-мест в лечебных учреждениях различных ведомств, формирование базы данных об эвакуации пострадавших в лечебные учреждения;
5) ИС лечебных учреждений для получения оперативной информации о виде и характере травмы, тяжести состояния и медико-биологических показателях пострадавших, поступающих в профильную клинику, в целях оперативного приема и назначения квалифицированной или специализированной медицинской помощи.
Решение задач исследования
Анализ сформулированных задач показывает, что на всех этапах ликвидации медико-санитарных последствий ЧС используются ИС. Для син-
теза архитектуры ИС, обеспечения необходимых каналов информационного обмена между уровнями и элементами системы, уточнения задач, решаемых на каждом уровне ИС, необходимо рассмотреть, какие задачи решаются на этапах ликвидации медико-санитарных последствий ЧС.
При ЧС, имеющих пространственно-распределенный характер разрушений (землетрясение, наводнение, ураганы и т. д.), на первом этапе осуществляется поиск пострадавших. В случае ограниченной в пространстве ЧС первый этап не всегда востребован.
На втором этапе спасательной операции врачу медицины катастроф необходимо оценить тяжесть состояния пострадавшего. Для этого он должен определить комплекс жизненно важных медико-биологических показателей пострадавшего: частоту пульса, частоту дыхания, уровень гематокрита, зрачковую реакцию, целостность организма — и на их основе оценить тяжесть состояния, пользуясь известными методиками. Эффективность решения задачи второго этапа (достоверность оценки тяжести состояния, продолжительность этапа) в значительной степени определяется точностью и оперативностью оценки жизненно важных медико-биологических показателей и ошибками, которые допускает врач-спасатель из-за работы в экстремальных условиях [1].
Третий этап — сортировка пострадавших на группы риска по стандартным методикам. Эффективность решения задачи определяется в основном оперативностью и ошибками врача-спасателя при использовании методики разделения на группы риска.
Четвертый этап — выбор лечебного учреждения для оказания медицинской помощи в соответствии с видом и характером травмы пострадавшего, тяжестью состояния и дальнейшая эвакуация пострадавшего в медицинское учреждение. Эффективность решения задачи данного этапа часто снижается из-за отсутствия у спасателя оперативной информации о резерве койко-мест профильных клиник лечебных учреждений различных ведомств, которые находятся вблизи эпицентра ЧС. И как следствие — эвакуация пострадавшего в лечебное учреждение, расположенное дальше, потеря времени на транспортировку пострадавшего.
Пятый этап — транспортировка пострадавшего в лечебное учреждение. Оперативность решения данной задачи зависит от выбора маршрута транспортировки. В связи с этим предлагается использовать систему навигации. На этом этапе целесообразно применять ИС для телемедицинского сопровождения пострадавшего. Это позволит оценивать динамику жизненно важных медико-биологических показателей пострадавших и передавать информацию в лечебные учрежде-
44 У ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
"7 № 1, 2014
ния, которые будут заранее готовиться к приему пострадавших с конкретным видом травм и состоянием тяжести.
Шестой этап — прием пострадавшего в профильную клинику лечебного учреждения и назначение квалифицированной или специализированной медицинской помощи. Для ее назначения врачи лечебного учреждения должны иметь полную информацию о динамике состояния пострадавшего, характере травмы, подготовить технические средства оказания медицинской помощи. Оперативность решения задачи этапа достигается за счет предварительного информирования врачей лечебного учреждения о времени поступления в клинику конкретного пострадавшего на основе телемедицинского сопровождения и получения информации о динамике состояния пострадавшего, характере изменения жизненно важных медико-биологических показателей.
Пути решения задач разработки многоуровневой информационной системы
Для повышения эффективности поиска пострадавших в случае значительных в пространстве разрушений могут быть использованы беспилотные летательные аппараты, снабженные синхронно работающими web-камерами оптического и инфракрасного диапазонов. Поиск пострадавших осуществляется в инфракрасном диапазоне, а локализация их на месте и скученность будут определяться по снимку местности в оптическом диапазоне. Эта информация будет оперативно передаваться спасателям при их передвижении к эпицентру ЧС через мобильную ИС руководителя бригады врачей-спасателей. Геоинформационная система поиска пострадавших представляет первый уровень системы.
Задача оперативного съема медико-биологической информации с пострадавшего и определения тяжести состояния решается за счет использования беспроводных микропроцессорных средств неинвазивной оценки уровня гематокрита, пульса, частоты дыхания. Показатели целостности организма и дополнительная информация о пациенте вводятся врачом-спасателем с помощью планшета с сенсорным экраном, на который выводятся пиктограммы и необходимые подсказки врачу-спасателю для исключения ошибок в его действиях. Носимая врачом-спасателем измерительно-информационная система представляет собой второй уровень многоуровневой системы [2].
Третий уровень системы — мобильная ИС, расположенная на автомобиле руководителя бригад врачей-спасателей. Она реализуется на вычислительном комплексе высокой производительности и должна обеспечивать получение и обмен информации с носимых систем врачей-спа-
сателей о пострадавших, сортировку пострадавших, а также, имея доступ к ИС регионального центра медицины катастроф по каналу космической связи, — автоматизированный выбор медицинских учреждений для эвакуации пострадавших на основе информации о резерве койко-мест профильных клиник лечебных учреждений.
Четвертый уровень системы образован ИС регионального центра медицины катастроф. Система получает от мобильной системы информацию об эвакуации пострадавших в лечебные учреждения, обеспечивает процесс телемедицинского сопровождения при транспортировке пострадавших в лечебные учреждения, направляет информацию в ИС лечебных учреждений о времени поступления пострадавшего, информацию о динамике состояния пострадавшего, формирует базу данных текущего резерва койко-мест профильных клиник лечебных учреждений на основе оперативного запроса этой информации с лечебных учреждений [3].
Пятый уровень системы представлен ИС лечебных учреждений региона. Она используется для обеспечения телемедицинских консультаций врачей-спасателей профильными специалистами лечебного учреждения при затруднениях в оценке тяжести состояния и выборе профильной клиники стационара, предварительного информирования врачей лечебного учреждения о динамике состояния пострадавшего в целях оперативного назначения квалифицированной или специализированной медицинской помощи. Эта система формирует базу данных о динамике резерва койко-мест профильных клиник лечебного учреждения, передает информацию в региональный центр медицины катастроф о динамике состояния здоровья пострадавших, поступивших в стационар.
В соответствии с изложенным структура многоуровневой пространственно-распределенной системы приобретает следующую архитектуру (рисунок).
Носимые измерительно-информационные системы врачей-спасателей и ИС лечебных учреждений образуют пространственно-распределенную архитектуру, а мобильная система руководителя бригады врачей-спасателей и ИС регионального центра медицины катастроф образуют верхний уровень системы.
Обмен информацией между носимыми системами врачей-спасателей и мобильной ИС целесообразно обеспечить по каналу Wi-Fi, так как эти системы работают в эпицентре ЧС. Канал информационного обмена между мобильной системой и системой регионального центра медицины катастроф целесообразно организовать с использованием космической связи, так как в условиях ЧС мобильная сотовая связь, как правило, не работает. Канал информационного обмена между си-
Поиск пострадавших в зоне ЧС
Оценка Сортировка Выбор медуч- Транспорти-тяжести пострадавших реждения и ровка
состояния эвакуация пострадавших
пострадавших пострадавших
Прием пострадавших
в медицинские учреждения
Этапы ликвидации последствий ЧС
■ Структура многоуровневой пространственно-распределенной системы и этапы ликвидации медико-санитарных последствий ЧС
стемами центра медицины катастроф и лечебных учреждений в условиях ЧС с точки зрения обеспечения надежности работы целесообразно организовать с использованием космической связи.
Заключение
Повышение эффективности ликвидации медико-санитарных последствий ЧС должно осуществляться путем снижения ошибок человеческого фактора — врачей-спасателей при оценке тяжести состояния пострадавшего, сортировке пострадавших, выборе профильной клиники лечебного учреждения для оказания квалифицированной или стационарной медицинской помощи в соответствии с характером и видом травмы; снижения потерь времени на этапах поиска пострадавших, съема и регистрации жизненно важных медико-биологических показателей пострадавших, оценки тяжести их состояния, сортировки, эвакуации, транспортировки пострадавших в профильные лечебные учреждения, назначения квалифицированной или специализированной медицинской помощи.
Многоуровневая пространственно-распределенная система ликвидации медико-санитарных последствий ЧС должна включать носимые измерительно-вычислительные системы врачей-спасателей, обеспечивающие неинвазивную достоверную оперативную регистрацию жизненно важных показателей пострадавших и автоматизированную оценку тяжести состояния пострадавших; мобильную систему руководителя бригад врачей-спасателей, обеспечивающую автоматизированный выбор профильных клиник лечебных учреждений для эвакуации пострадавших;
ИС регионального центра медицины катастроф, формирующую динамически изменяющуюся базу данных резерва койко-мест, телемедицинское прослеживание транспортировки пострадавших; ИС лечебных учреждений, обеспечивающих получение информации об эвакуации пострадавших и динамике тяжести состояния в целях оперативного назначения медицинской помощи.
На всех уровнях системы необходимо использовать возможность информационной поддержки принятия решений врачей-спасателей и телемедицинских консультаций профильными специалистами при оценке тяжести состояния пострадавших и выборе профильных клиник для эвакуации.
Информационный обмен между уровнями системы должен осуществляться на основе использования корпоративных каналов связи, способных сохранять работоспособность в условиях природных и техногенных ЧС.
Литература
1. Садыкова Н. А. Некоторые проблемы лечебно-эвакуационного обеспечения населения в ЧС // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 4. С. 69-72.
2. Юлдашев З. М., Абувда А. М. Мобильная система телеметрического сопровождения для задач медицины катастроф // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2005. № 4. С. 30-34.
3. Ильина А. В., Попечителев Е. П., Юлдашев З. М. К вопросу оценки эффективности ликвидации медико-санитарных последствий техногенных аварий // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2003. № 4. С. 8-11.
X"
46
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
№ 1, 2014
UDC 61:007; 616-082
A Multilevel Spatially Distributed System for Elimination of Medical-Sanitary Consequences of Emergency Situations
Yuldashev Z. M.a, Dr. Sc., Tech., Professor, yuld@mail.ru
a Saint-Petersburg State Electrotechnical University «LETI», 5, Professor Popov St., 197376, Saint-Petersburg, Russian Federation
Purpose: The objective is to develop a structure of a multi-level spatially distributed measurement-information system enhancing efficiency of elimination of medical-sanitary consequences of emergency situations at its different stages. Methods: Automation of collecting, processing and analyzing data on victims, availability of current reserves of beds in medical institutions; decision making support for doctors-rescuers when evaluating severity of victim condition; decision making support concerning evacuation of a victim to central medical institutions; tele-medical monitoring of victim transportation; personnel information of a medical institution on dynamics of a condition of an arriving victim. Results: The problems solved at elimination stages of medical-sanitary consequences of emergency situations have been described; the ways to enhance their efficiency have been proposed. Each level of the system is used for solving problems of a particular stage of consequences elimination: search of victims, non-invasive registration and estimation of vitally important biomedical indicators, evaluation of severity of victim condition, triage, selection of medical institutions for evacuation, transportation and prompt reception of a victim for rendering qualified or specialized medical aid at a medical institution. The system efficiency is determined by reduction of time for problems solution at the elimination stages of medical-sanitary consequences, decrease of error level of doctors-rescuers due to information support, increase of reliability of severity estimation of victim condition. The system contains portable measurement-information systems of doctors-rescuers for automated evaluation of victim condition, mobile information system of a head of rescue teams to solve problems of triage and selection of a medical institution for victims evacuation, geo-information system for victims search in case of emergency situations which receives information from optic and infrared range web-cameras, information system of a regional center for disaster medicine, information systems of medical institutions which provide victims reception and rendering qualified or specialized medical aid. Practical relevance: The proposed structure of the information system allows to reduce time and to eliminate errors of doctors-rescuers at the elimination stages of medical-sanitary consequences of emergency situations as well as to enhance reliability of evaluation of victim condition severity and triage.
Keywords — Information System, Emergency Situations, Elimination of Medical-Sanitary Consequences, Efficiency, Stages of Elimination, Automated Problem Solution.
References
1. Sadykova N. A. Some Problems of Medical-Evacuation Support of Population in Case of Emergency Situations. Biomeditsinskaia radioelektronika, 2010, no. 4, pp. 69-72 (In Russian).
2. Yuldashev Z. M., Abuvda A. M. A Mobile System for Telemetric Support when Solving Disaster Medicine
Problems. Izvestiia SPbGETU "LETI", 2005, no. 4, pp. 3034 (In Russian).
3. Il'ina A. V., Popechitelev E. P., Yuldashev Z. M. On the Issue of Elimination Efficiency Assessment of Medical-Sanitary Consequences of Anthropogenic. Izvestiia SPbGETU "LETI", 2003, no. 4, pp. 8-11 (In Russian).
№ 1, 2014
MHOOPMAIiMOHHO-ynPABAiroWME CMCTEMbl
47
