CC BY
724
О ПРОЕКТИРОВАНИИ МЕДИЦИНСКИХ БАЗ ДАННЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Абдуманонов Ахроржон Адхамжонович,
администратор сети и безопасности Ферганского филиала Республиканского научного центра экстренной медицинской помощи, Фергана, Узбекистан, [email protected]
Алиев Руслан Элдарович,
программист Ферганского филиала Республиканского научного центра экстренной медицинской помощи, Фергана, Узбекистан, [email protected]
Карабаев Мухаммаджан Карабаевич,
Профессор кафедры "Биофизика, информационные технологии и спорт" Ферганский филиал Ташкентской медицинской академии. Академик международной академии информатизации при ООН, Фергана, Узбекистан, [email protected]
Хошимов Вохиджон Гуламатович,
врач хирург Ферганского филиала Республиканского научного центра экстренной медицинской помощи, Фергана, Узбекистан
Ключевые слова: медицинские информационные системы, электронной истории болезни, баз данных, база знаний, интеллектуальная поддержка, автоматизированные рабочие места, информационная технология, лечебно-диагностический процесс.
Рассмотрены вопросы проектирования автоматизированных, интегрированных информационных систем и их баз данных (БД), созданных авторами для обеспечения информационно и интеллектуальную поддержку организаций и управление лечебно-диагностических процессов в многопрофильных стационарах. Анализированы схемы информационно-интеллектуальной поддержки основных этапов деятельности врача при организации лечебно-диагностических процессов и обоснованы эффективности перехода на электронный документооборот и ведения истории болезни пациентов. Описаны методики и этапы процесса проектирования БД подобных систем. Представлены модели данных, основанные на реляционных принципах и учитывающие особенности информационного обеспечения организации медицинской помощи в условиях клинического стационара экстренной медицины. Освящены также вопросы создания БД, реализуемые с учетом специфики медицинских регламентов, стандартов и связанные с ними проблемы формализации и стандартизации представления информации, проблемы выбора систем управления базами данных (СУБД), в том числе для медицинских приложений, вопросы интеллектуализации БД и формирование база знаний. Показаны решающие значения разработки моделей предметной области - объекта автоматизации т.е. в рассматриваемом в статьи случае - лечебно-диагностический процесс. Сформулированы основные требовании к БД комплексных медицинских информационных систем. Рассмотрены вопросы формализации вводимых в БД медицинских и других информаций, решения которых авторами осуществлены путём создания специальных электронных шаблонов для всех аспектов медицинской деятельности стационара. Будучи разработанными ведущими специалистами-медиками клиники, они не только облегчают оформление, но и напоминают, что надо выяснить, спросить, обследовать и помогают выбрать оптимальную тактику. Это некая технология человеко-компьютерного взаимодействия - элемент программирования действий врача. Данный вариант решения задачи по формализации, вводимых в БД медицинской информации обеспечить единый стандарт используемой медицинской информации, стандартизовать порядок вводимой в БД информации. Представлены результаты анализа эффективности работы разработанной информационной системы и характеристики работы его БД в процессе их использование в клинических условиях. В частности изучены производительность, время отклика и загрузка сервера при работе пользователей различной категорий - врачи, медсёстры, администраторы и др., которые показали применимость разработанной медицинской информационной системы и его БД для оптимизации организации лечебно-диагностических процессов в условиях эксперимента.
Для цитирования:
Абдуманонов А.А., Алиев Р.Э., Карабаев М.К., Хошимов В.Г. О проектировании медицинских баз данных и информационных систем для организации и управления лечебно-диагностических процессов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Том 10. - №1. - С. 45-53. For citation:
Abdumanonov A.A., Aliyev R.E., Karabayev M.K., Hoshimov V.G. About design medical databases and information systems for the organization and management of clinical processes. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.1, рр. 45-53. (in Russian).
В современных медицинских лечебных учреждениях (ЛУ) формируются и накапливаются огромные объемы медицинских данных и от того, насколько своевременно и эффективно эта информация используется врачами, специалистами и руководителями учреждений зависит качество оказываемой ими медицинской помощи. Для оптимизации организации лечебно-диагностических процессов (ЛДП) и управление деятельности ЛУ, особенно важным является не только максимально-эффективное использование накопленной информации, но и использование спрятанных в них неявных тенденций и закономерностей, выявляемых с помощью специального анализа, а в случае экстренной медицины и обеспечение требуемой скорости обработки и передачи информации. Решение этих задач обуславливает актуальность создания и использования автоматизированных информационно-аналитических и коммуникационных систем в клинической практике.
Отметим, что медицинская информационная система (МИС) - это совокупность программно-технических средств, баз данных и знаний, которые обладая рядом функциональных возможностей, при наличии соответствующих сетей, позволяет автоматизировать организации и управлении ЛДП, перейти к электронному документообороту и ведение электронной истории болезни (ЭИБ) [1, 13]. Она также позволяет обеспечить информационную и интеллектуальную поддержку принятия врачебных и управленческих решений, анализ и контроль работы учреждений, а также оптимизации использования его ресурсов.
Обычно такие системы имеют дело с большими объемами информации, имеющей достаточно сложную структуру. Приводим рекомендуемые [14] схемы информационной и интеллектуальной поддержки деятельности врача (рис. I), предусматривающие основные этапы врачебной деятельности при организации ЛДП. Практически все подобные системы в той или иной степени связаны с функциями долговременного хранения информации баз данных (БД) - машинное средство накопления и хранения, а также организации больших массивов данных, на основе которых решаются все задачи предметной области (ПО). БД позволяют сохранять данные о пациенте и собранные медицинские данные. В ходе наблюдения за больным записи в базе пополняются данными текущих осмотров, консультаций, консилиумов и обследований. Поэтому БД должна иметь возможность накапливать, хранить и обновлять данные, а также предоставлять различным категориям пользователей быстрый доступ к требующимся данным. Для этого данные в БД должны быть структурированы и организованы в соответствии с некоторой моделью предметной области (в нашем случае ЛДП), представляющей собой совокупность объектов, их свойств и связей между ними.
В данной работе представлены основные принципы, использованные при проектировании БД комплексной информационно-аналитической системы ЕхгегЫЕТ и его ЭИБ, разработанные нами для автоматизированной организации и управления лечебно-диагностическими процессами [8, 9]. Данная система внедрена в клиническую практику в многопрофильном стационаре (350 коек) Ферган-
ского филиала Республиканского научного центра экстренной медицинской помощи (Узбекистан).
ЛЕЧЕБНО ЛИ- ; \ ■ : С 1 ПЧЕС.КИИ ПР'ОЦЕСС
Обследование бол=н ого
Дифференциальный д
Пресное ггост течения и о: лоокнМиА :
Прение и№нтро/ъ* состояния богъ-ного
Эхижртия
лен не медттскси документации_
СИСТЕМА КОМПЬЮТЕРНЫХ технолргий ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ
Лбгичм строение КСМПСнентОМ 1'^»" между врачом. БД и БЭ1
:дицинскмх данных
БАЗЫ МЕДИЦИНСКИХ ЗНАНИИ
О-« I ем а эксперт ньк прегрэмм
Ген ер а тер мед иди неких текст ов
Активные медл41**ские справочники и словари
Рис. I
Отметим, что комплексная компьютеризация медицинских учреждений, создание специализированных интегрированных медицинских информационно-технологических систем и сетей, помимо развития общей методологии требует проработки большого ряда специфических вопросов. К ним, в частности, относятся проблемы электронного документооборота, реализуемые с учетом специфики медицинских регламентов и стандартов и связанные с ними проблемы формализации и стандартизации представления информации; проблемы выбора систем управления базами данных (СУБД), в том числе для медицинских приложений; вопросы интеллектуализации БД; формирования, на основе содержащейся информации в БД, «оперативной» и «аналитической» форм информации; проблемы надежности и безопасности; проблемы перехода на попностью цифровые технологии с возможностью автоматизированного анализа данных, а также большой круг вопросов, связанных с горизонтальной и вертикальной интеграцией информации, и др.
Традиционно медицинские записи ведутся в виде «человекочитаемого» текста и рассчитаны на прочтение, обработку, оценку и анализ именно человеком, медицинским сотрудником. Такой способ обработки информации является пока основным в лечебно-диагностическом процессе.
Автоматизированная обработка выдвигает дополнительные требования к ведению медицинской информации, а именно к ее формализации и кодированию. Именно формализация и кодирование информации обеспечивают огромные успехи и преимущества компьютерной обработки [3].
Под формализацией в данном случае понимается структурирование информации, разделение ее на конкретные раздель! и подразделы, вплоть до выделения признаков и атрибутов каждой медицинской сущности и четкого описания всех этих признаков в медицинском документе.
Таким образом, проектирование комплексной предметной направленности, интегрированной в большую по размеру БД, какой и является БД комплексных клинических информационных систем, является сложной задачей [2,4-6].
Проектирование БД - это итерационный, многоэтапный процесс принятия обоснованных решений в процессе анализа информационной модели ПО, требований к данным со стороны прикладных программистов и пользователей, синтеза логических и физических структур данных, а также анализа и обоснования выбора программных и аппаратных средств.
Основными задачами проектирования БД являются: обеспечение хранения в БД всей необходимой информации; обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам; сокращение избыточности и дублирования данных; обеспечение целостности данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных; исключение потери данных и т.д.
В соответствие с этими задачами, при проектировании БД и их эксплуатации, к ним предъявляются следующие общие требования:
- адекватность отображения предметной области {полнота, целостность, непротиворечивость данных, актуальность);
- возможность взаимодействия пользователей разных категорий;
- обеспечение высокой эффективности доступа;
- дружественность интерфейса;
- обеспечение секретности и конфиденциальности;
- обеспечение взаимной независимости программ и данных;
- обеспечение надежности БД;
- защита данных от случайного и преднамеренного разрушения;
- возможность быстрого и полного восстановления данных в случае их разрушения.
- в случае корпоративных БД - обеспечение максимальных возможностей для каждого пользователя, то есть поддержка выполнения всех бизнес-функций работником, который и получает конечный результат.
Процесс разработки БД можно разбить на несколько этапов: исследование предметной области; создание инфологической (информационно-логической) модели; создание даталогической модели; создание физической модели.
Важнейшим этапом проектирования базы данных является разработка инфологической модели предметной области, не ориентированной на СУБД. В инфологической модели средствами структур данных в интегрированном виде отражаются состав и структура данных, а также информационные потребности приложений (задач и запросов). Данная модель отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.
Информация о предметной области, с которой работают пользователи, отображается сначала в инфологической модели, затем в даталогической и, наконец, в физической модели. Представления отдельных пользователей оформляются внешними инфологическими и даталогиче-скими моделями. Какими же средствами воспользоваться для составления инфологического описания предметной области? На этот вопрос нет однозначного ответа.
Существует несколько методик, и соответственно применяются разные инструментальные средства. Составляемая модель должна быть проста, наглядна, содержать все сведения для дальнейших этапов проектирования, легко преобразовываться в модели БД для распространенных СУБД. Исходя из этих требований, в описываемой методике проектирования используется модель, названная «сущность-связь» (или «объекты-связи»).
При проектировании БД осознаны и интегрированы в стройные схемы также методы выполнения таких проектных этапов, как сбор сведений о ПО; выбор языка представления так называемой "семантической" модели для фиксации сведений о ПО, их последующего анализа, а также синтеза модели БД;
Анализ собранных сведений о ПО предусматривает: классификацию, формализацию и интеграцию структурных элементов описания ПО, формализацию как структурных, так и процедурных ограничений целостности элементов в будущей модели ПО, определение динамики экземпляров объектов ПО;
Синтез концептуальной модели БД включает в себя;
- проектирование целостной концептуальной схемы БД на выбранном языке семантического моделирования;
- выбор конкретной модели данных и СУБД для реализации БД;
- проектирование логической схемы БД для выбранной СУБД (называющееся также "проектирование реализации");
- разработка физической структуры БД ("физической" или "внутренней" схемы, она же - "схема размещения"), включая размещение БД по узлам;
- разработка технологии и процедур начального создания и заполнения БД;
- разработка технологии и процедур сопровождения БД;
- разработка универсальных программ доступа к БД и соответствующих интерфейсов пользователей;
- тестирование БД, ее развитие и улучшение (настройка) ее структуры.
- концептуальное проектирование это - сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:
- обследование предметной области, изучение ее информационной структуры;
- выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами;
- моделирование и интеграция всех представлений.
По окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто она представляется в виде модели "сущность-связь".
На этапе разработки БД СУБД служит для описания структуры БД т.е.: определения таблиц; определения количества полей; типа данных, отображающихся в них; размеров полей; определения связей между таблицами.
Помимо таблиц большинство СУБД предусматривает создание специальных средств для работы с данными -форм, запросов.
Во время эксплуатации БД СУБД обеспечивает редактирование структуры БД, заполнение ее данными, поиск, сортировку, отбор данных по заданным критериям, формирование отчетов.
Теперь попытаемся составить полную инфологическую модель задачи «Истории болезни». Для этого перечислим те правила, которым должна удовлетворять модель «сущность-связь»:
- модель должна давать полное представление о предметной области;
- должны быть перечислены все необходимые для реализации задачи сущности и их атрибуты соответственно;
- имена сущностей должны быть уникальны;
- имена атрибутов в пределах одной сущности должны быть уникальны;
- мы должны гарантировать однозначную трактовку модели;
- в каждой сущности должна быть выделена идентифицирующая совокупность атрибутов;
- модель должна быть гибкой, т.е. при возникновении новых задач расширяться без существенных изменений существующей модели.
Представленная на рис. 2 модель позволяет решить основные задачи истории болезни. Она является одним из многих возможных вариантов решения.
Идентифицирующий атрибут {идентифицирующая совокупность атрибутов, ИСА) - атрибут {несколько атрибутов), значение которого определяет уникальность экземпляра сущности.
Почти все современные системы основаны на реляционной (relational) модели управления БД [7].
В реляционной СУБД все обрабатываемые данные представляются в виде плоских таблиц. Информация об объектах определенного вида представляется в табличном виде: в столбцах таблицы сосредоточены различные атрибуты объектов, а строки предназначены для сведения описаний всех атрибутов к отдельным экземплярам объектов.
Паспортные данные
щ lMsst>a*atdbo)
¡•(rtcotun**) №-----
¡krn-ame Patronytrie Efttöatc BrthVe»
Ux
Material£y P«i5eri« PassDate
PAitSöUT«
RfflCountr-
История
ЗНИ
В CoKltHwdf (dbn fS
■p----
MAOpen Oatsöwd RegMeTra ÖPMStWi.U
MHftjtljd
OnCW»
iPlrt
Location
Room
Осморты
m
J1D
ОгввЬвШв
QLÖÜJ
1 ¡RMuks 1
ResOaU
l ¡ReiText
"Itognw*
! ir«jiiUoc!d
'Operator*
□ i--- _ _ J
: Joocft»
opwd
Г [leePtf деЗДде
rjExtemConsJt
Пользователь системы
Рис. 2. Модель ключей идентифицируемых атрибутов
Модель, созданная на этапе мифологического моделирования, в наибольшей степени удовлетворяет принципам реляционности. Однако для приведения этой модели к
реляционной необходимо выполнить процедуру, называемую нормализацией.
Теория нормализации оперирует с пятью нормальными формами. Эти формы предназначены для уменьшения избыточности информации, поэтому каждая последующая нормальная форма должна удовлетворять требованиям предыдущей и некоторым дополнительным условиям.
Рациональные варианты концептуальной схемы БД должны удовлетворять третьей нормальной форме, а также следующим требованиям: выбранный перечень отношений должен быть минимален; отношение используется, если только его необходимость обусловлена задачами; выбранный перечень атрибутов должен быть минимален; атрибут включается в отношение только в том случае, если он будет использоваться.
Первичный ключ отношения должен быть минимальным. То есть невозможно исключить ни один атрибут из идентифицирующей совокупности атрибутов, не нарушив при этом однозначной идентификации. При выполнении операций над данными не должно возникать трудностей.
Даталогические и физические модели непосредственно реализуются в СУБД. При этом физическая модель определяет структуру хранения данных на физических носителях.
Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения наименование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных {выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.
На каждом уровне проектирования проводится структуризация информации таким образом, чтобы на третьем уровне информация могла быть представлена в виде структур данных, реализуемых в памяти ЭВМ. Таким образом:
На первом уровне, который называется инфологиче-ским, определяется, какая информация о предметной области будет храниться и обрабатываться в компьютере, и в результате исследования предметной области строится ее инфологическая модель. Информация в инфологической модели представляется вне зависимости от того, какие программные и технические средства будут использованы в дальнейшем для ее хранения и обработки. На этом уровне предметная область описывается в терминах классов объектов и их взаимосвязей, которые являются понятными конечным пользователям и людям, работающим в предметной области, не знакомым с принципами организации баз данных.
На втором уровне, который называется даталогиче-ским, или концептуальным, информация представляется в виде данных и логических связей между данными вне зависимости от того, что представляют собой данные и какие технические средства будут использованы для хранения данных, но с учетом программных средств (СУБД). Существует несколько видов даталогических моделей данных: сетевая, иерархическая, реляционная, объектная и другие.
поименованная единица данных (аналог «поля» в файловых системах), к которой СУБД может адресоваться непосредственно и с помощью того, что выполняет построение всех остальных структур. Имя элемента данных используются для его идентификации в схеме структуры данных высокого уровня. Агрегат данных - поименованная совокупность элементов данных внутри записи, которую можно рассматривать как единое целое. Набор - поименованная совокупность записей, образующих двухуровневую иерархическую структуру. Чтобы реализовать в модели возможность представления подобной информации, необходимо организовать соответствующие связи между сущностями пациент и врач.
Обеспечение эксплуатационных характеристик БД по-прежнему остается непростой задачей. При этом определение временных характеристик работы с БД и обеспечение сохранения этих характеристик в процессе эксплуатации БД относится к труднейшим проектным задачам. Общеизвестно [10], что для анализа эффективности работы информационной системы любого назначения используется следующие основные показатели:
(. производительность работы информационной системы, выраженная в количество выполняемых операций в единицу времени;
2. время отклика (response time) информационной системы;
3. загрузка сервера информационной системы {процент использования процессора сервера).
Показатели Прочтено информация (кб) Записано информация (кб) Обновленная информация (Кб)
Общие данные (работа 50 пользователей) 1239650,80 (±503499,50) 40483,20 (±29784,90) 10438,10 (±10564.50)
На одного пользователя 27493,0! (±¡3013,40) 809,66 (±794,264) 208,76 (±281.72)
Анализ показал, что в период исследования врачи использовали возможности МИС на 100%, медсестры использовали 80% возможностей МИС, пользователи параклинических отделении - 75%, пользователи административно-управленческого статуса - 20%, администраторы системы - 100%.
При заполняемое™ клиники 80% в среднем врачи просматривает 280,03 (±И9,0) ЭИБ в день, из них в 83,20 (±48,3) добавляет записи (осмотры, назначении, манипуляции и др.). Медсестры за день просматривают 417,10 (±216,7) ЭИБ, записывают в 178,50 (±111,50). С учетом реального использования системы, эти показатели для ЛПУ при полном переходе на ЭИБ может возрастать до 542,23 ЭИБ в день.
За день для каждого врача клинических отделений, информационная система обрабатывает 2 i 176,60 {±[ 1526,10) кбайт информации, что составляет 68,4% от всего объема
базы данных. В модуле «аптеке» для каждого врача обрабатывались 37136,40 (±18326,2) кбайт информации.
Таким образом, наиболее ресурсоемкой является операция получения и запись информации врачами и медсестрами о пациентах. Во время выполнения этой операции СУБД выполняет ряд сложных, требующих значительных вычислительных ресурсов, подзапросов:
1. Проверка прав доступа пользователя к БД;
2. Загрузка программ и объектов на клиентское рабочее место пользователя с учетом его уровня доступа;
3. Загрузка интерфейсных элементов, используемых для работы приложений, в том числе графические файлы инструментальных и лабораторных анализов и т.д.;
4. Открытие базы данных, представляющее собой обновление всех представлений в ней с учетом изменений, которые произошли после последнего выполнения команды на открытие БД и с учетом текущего уровня доступа пользователя;
5. Передача сформированного при открытии БД списка документов на клиентское рабочее место пользователя;
6. Обработка полученного списка, клиентскими информирующими и работающими данными о пациентах, и вывод его на экран.
7. Формирование списка лекарственных препаратов из БД аптечных и отделенческих складов.
8. Формирование шаблона осмотров по выбору врача из БД осмотров.
Как видно из указанного перечня, операция подключения к базе данных в широкой мере использует самые различные виды запросов и операций обмена информацией между клиентским рабочим местом и сервером информационной сети. Таким образом, время подключения к БД может адекватно характеризовать эффективность применяемой методики проектирования структуры БД.
В работе МИС используется широкий спектр различных видов запросов. С целью определения их характеристики в условиях работающей МИС «ExterNET» выполнено хронометрическое исследование [10], результаты которого приведены в табл. 2. В ходе исследования выполнялись измерения времени работы некоторых основных видов запросов, для чего во время исполнения команд программного обеспечения МИС запоминалось время после подачи команды пользователем и время вывода результата работы на экран. Разница между указанными промежутками времени записывалась в специальную таблицу БД с помощью специально созданной программы в течение исследования, а по окончании исследования рассчитывалось среднее значение длительности выполнения запроса и количество выполненных запросов за день. При этом в данный промежуток времени фиксировался показатель нагрузки процессора сервера. Выявлено, что самую большую нагрузку на информационную систему оказывают врачи отделений, поэтому для анализа были взяты, только запросы с их клиентских рабочих мест, которые выполнялись в момент одновременного обслуживания сервером 50-55 пользователей. Указанные замеры многократно повторялись и учитывались их средние значения. Как видно из табл. 2, наибольшая нагрузка на сервер и наибольшее время отклика зафиксиро-
Таблица I
Общая информация о нагрузке на МИС
вано при выполнении запросов на формирование шаблонов для осмотра. Однако использование этого вида запроса можно отменить по желанию пользователя, но при шаблонном заполнении осмотра врачу требуется меньше времени для выполнения осмотра, чем в произвольном варианте заполнения осмотра пациента. Шаблонная форма заполнения осмотров имеет и другие преимущества.
Таблица 2
Характеристики основных видов запросов вМИС«Ех1егЫЕТ»
Описание запроса Средняя длительность выполнения. сек. Средняя частота выполнения, в день Средняя загрузка процессора сервера во время выполнения запроса. %
Подключение к базе данных, идентификация пользователя 5,2 72,1 19,2
Подключение к базе данных с архивами данными 2,2 2,8 17,2
Формирование списка пациентов, находящихся в отделении 0,5 152,6 16,3
Формирование полных данных о выбранном пациенте 0,5 588,7 10,8
Запись нового осмотра в базу данных 0,6 278,7 11,2
Добавления или обновления медицинских данных пациента базу данных 0,4 101,8 5,4
Формировать шаблонов осмотра 10 278,7 15,8
Подключение к базе данных с лабораторными данными 0,4 458,1 5,7
Подключение к базе данных лекарственных препаратов 2 278,7 8,4
Подключение к базе данных МКБ 10 0,3 278,7 7,8
Подключение к П"Р-серверу для получения видео и графических файлов в инструментальных и лабораторных обследованиях ( 41,2 4,2
Как отмечалась ранее применение электронных носителей информации требует формализации вводимой информации. Достижение поставленной цели мы осуществили путём создания специальных электронных шаблонов для введения информации в БД на всех звеньях оказываемой помощи, будь то врачебная информация, сестринская или результат дополнительного обследования. Под термином «шаблон» не подразумевается ни трафаретного описания, ни шаблонного ведения больного. Это специально заготовленный набор медицинских терминов и выражений, для оформления врачебного осмотра, дневников, эпикризов, описания результатов лабораторного и инструментального обследований и т.д. Будучи разработанными ведущими специалистами-медиками нашей клиники, они не только облегчают оформление, но и напоминают, что надо выяснить, спросить, обследовать и помо-
гают выбрать оптимальную тактику. Это некая технология человеко-компьютерного взаимодействия - элемент программирования действий врача. В результате мы не только достигли максимальной формализации вводимой информации, но и упорядочили последовательность их ввода в БД. Данный вариант решения задачи по формализации, вводимых в БД медицинской информации имеет следующие преимущества:
1. Достигается единый стандарт используемой медицинской информации,
2. Стандартизируется порядок вводимой в БД информации (врачебный осмотр, назначения по лечению, обследованию, выбор тактики лечения, результаты измерения объективных параметров пациента, и т.д.).
В связи с вышеотмеченным, основным условием применения разработанной нами технологии, является использование врачом электронных шаблонов при оформлении своего осмотра. В этом случае все врачебные записи имеют строго определённую структуру и содержат только формализованную медицинскую информацию. При протоколировании врачебной записи в послеоперационном периоде, информация автоматически проходит программную обработку через принятый алгоритм.
С помощью формализации также можно построить экспертные системы для оказания интеллектуальной помощи врачам при диагностике и выборе тактики лечения. Формализованная ЭИБ даёт возможность постоянного накопления информации конкретной патологии и позволяет анализировать дальнейший ход лечения по рекомендуемым критериям. Со временем в МИС будет накоплена база знаний (БЗ), которая будет постоянно пополняться, и система сама будет ее использовать в задачах диагностики и выбора тактики лечения [II]. Отметим, что БЗ - это в нашем случае совокупность единиц достижения медицинских знаний, логических правил и алгоритмов, которые представляют собой формализованное, с помощью некоторого метода представления, знаний, отражающие объектов предметной области и их взаимосвязей [12]. Они обеспечивают возможность формирования и вывода медицинских заключений и рекомендаций, основанных на системе заложенных в нее алгоритмов принятия решений. Кроме того, в базах медицинских знаний содержатся сценарии синтеза текста для истории болезни и других медицинских документов, автоматически формируемых, генератором медицинских текстов на основе собранных данных о пациенте.
Таким образом, в созданном на основе ИКТ и его БД едином информационном пространстве центра экстренной медицинской помощи, формируется, генерируется, и транспортируется по информационным каналам только формализованная и достоверная информации, в необходимом объёме, строго упорядочений, предотвращая информационный беспорядок, предоставляя каждому участнику процесса оказания экстренной медицинской помощи необходимую для выполнения своих функциональных обязанностей информационную и интеллектуальную поддержку, охватывая при этом, специалистов с самого низкого звена до первого руководителя ЛУ.
Литература
1. Назаренко Г.И., Гулиев Я.И., Ермаков Д.Е. Медицинские информационные системы: теория и практика. Москва: ФИЗМАТ -ЛИТ, 200S. - 320 с.
2. Методика формирования баз данных [Эпектронный ресурс] URL: h tt p://www. bu dgetrf. ru/P u Ы ications/M agazi n e s/Vesm i kS F/ 2006/vestniksf289-1 /vestniksf289-1090.htm.
3. Зингерман Ь.В., Емепин И.В., Лебедев Г.С. Проблемы определения ключевых терминов медицинской информатики. II Информационные технологии в медицине. 2009-2010, Тематический научный сборни. - М.: Радиотехника, 2010. - С. 20-33.
4. Туманов В.Е., Маклаков С.В. Проектирование реляционных хранилищ данных. - М,: Диапог-МИФИ, 2007. - 333 с.
5. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 351 с.
6. Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных. 8-е издание. Москва Спб., Киев: Вильяме, 2005, 1327 с.
7. /Иеиер М. Теория реляционных баз данных. - М.: Мир, 1987. - 608 с.
8. Абдуманонов A.A., Карабаев М.К., Хошимов ВI. Информационно-коммуникационная технология организации лечебно-диагностических процессов в стационарах экстренной медицины
// Международный журнал Информационные технологии моделирования и управления, 20Î2, №5(77). - С. 378-385.
9. Карабаев М.К., Абдуманонов A.A. Алгоритмы и технологии обеспечения безопасности информации в медицинской информационной системе ExterNET II Программные продукты и системы, Научно-практич. издание № 1(101), 2013. - С. I50-IS5.
10. Григорьев /O.A., Матюхин 6.Г. Оценка времени выполнения спожного sql-запроса в субд ms sql server It Организация баз данных 2004. №2(8). - С. 3-11.
! I. Гаврилова ТА, Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллекту-апьных систем. Учебник. - СПб.: Питер, 2000. - 384 с.
12. Абдуманонов A.A., Карабаев М.К., Махмудов Н.И. Об интеллектуализации медицинских информационных систем II Научно-практический журнал «Современная наука: актуапьные проблемы теории и практики» Серия «естественные и технические науки» № 9-10, 2013, Воронеж. - С.60-64,
13. Гусев A.B., Романов ФА, Драное И.П., Воронин A.B. Медицинские информационные системы: Монография / Петрозаводск: Издательство, ПетрГУ, 2005. - 404 с.
14. Клюжев 8.Л1, Ар За шее В.Н., Саблин В.М., Мальцев Э.Г., Грехов ММ. Проект концепции автоматизации ЛПУ МО РФ и телемедицины, 2008.
ABOUT DESIGN MEDICAL DATABASES AND INFORMATION SYSTEMS FOR THE ORGANIZATION AND MANAGEMENT OF CLINICAL PROCESSES
Abdumanonov Ahrorjon Adhamjonovich, the network administrator and security of the Fergana branch of the Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid, Fergana, Uzbekistan, [email protected]
Aliyev Ruslan Eldarovich, programmer Fergana branch of the Republican Scientific Center for Emergency Medical Aid,
Fergana, Uzbekistan, [email protected]
Karabayev Muhammajan Karabaevich, Professor of "Biophysics, Information Technology and Sports" Ferghana branch of the Tashkent Medical Academy. Academician of the International Academy of Informatization at the United Nations,
Fergana, Uzbekistan, [email protected]
Hoshimov Vokhidjon Gulamatovich, Surgeon Fergana branch of the Republican Scientific Center for Emergency
Medical Aid, Fergana, Uzbekistan, [email protected]
Abstract
In article questions of development of automated, integrated information systems and databases (DB), created by the authors to ensure that the information and intellectual support of organizations and management of clinical processes in a general hospital. Analyze the schema information and intellectual support for the main stages of activity of the doctor in the organization of clinical processes and proved the effectiveness of the transition to electronic document management and management of patient records. The techniques and steps in the process of designing a database of such systems. Presented data models based on relational principles and taking into account the peculiarities of information provision of medical care in a clinical hospital emergency medicine. Sanctified issues for creating a database implemented taking into account the specifics of health care regulations, standards and related problems of formalization and standardization of information, the problem of choice of database management systems (DBMS), including for medical applications, the issues of intellectualization of the database and the formation of a knowledge base.
Showing crucial modeling domain - automation object articles in this case - the diagnostic and treatment process. The main requirements to the database integrated health information systems.
Questions of formalization entered into the database of medical and other information, the solution of which the authors carried out through the creation of special electronic templates for all aspects of medical practice hospital. Being developed by leading medical specialists clinic, they do not only facilitate the design, but also remind us that we should find out, to ask to examine and help select the best tactics. This kind of technology is human-computer interaction - an element of the programming actions of the doctor. This option is the task of formalizing entered into the database of medical information used to provide a single standard of medical information, standardize the order of the information entered into the database
The results of the analysis of the effectiveness of the developed information system and performance of its database in the course of their use in the clinical setting. In particular, we studied the performance, response time and server load when working with different categories of users - doctors, nurses, administrators, and etc., which have shown the applicability of the developed health information system and its database to optimize the organization of clinical processes in the conditions of the experiment.
Keywords: medical information systems, electronic medical records, databases, knowledge base, intellectual support, workstations, information technology, medical-diagnostic process.
References
1. Nazarenko G.I., Guliyev Y.I., Ermakov D.E. Medical Information Systems: Theory and Practice. Moscow: FIZMATLIT, 2005. 320 p.
(in Russian)
2. Methodology of database [Electronic resource] URL: http://www.budgetrf.ru/Publications/Magazines/VestnikSF/2006/vestniksf289-l/ vestniksf289-l090.htm. (in Russian)
3. Zingerman B.V., Emelin I.V., Lebedev G.S. Problems of definition of key terms of medical informatics. // Information technologies in medicine. 2009-2010. Thematic research collection. Moscow: Radio Engineering, 2010. Pp. 20-33. (in Russian)
4. Tumanov V.E., Maklakov S.V. Design of relational data warehouses. Moscow: Dialog-MIFI. 2007. 333 p. (in Russian)
5. Boiko Vladimir, Savinkov V.M. Database design of information systems. Moscow: Finance and Statistics, 1989. 351 p. (in Russian)
6. Data, C.J. Introduction to database systems. 8th edition. Moscow, St. Petersburg, Kiev: Williams, 2005 1327 p. (in Russian)
7. Meyer M. Relational database theory. Moscow: Mir, 1987. 608 p. (in Russian)
8. Abdumanonov A.A., Karabayev M.K., Hoshimov V.G. Information and communication technology organization of clinical processes in a hospital emergency medicine. Int. Well. Information technology modeling and management. 2012, no.5 (77). Pp. 378-385. (in Russian)
9. Karabayev M.K., Abdumanonov A.A. "Algorithms and technologies of information security in the health information system ExterNET" Program mnye products and systems, Scientific-practical. edition number 1 (101), 2013, pp 150-155. (in Russian)
10. Grigoriev Y.A., Matyuhin V.G. Execution time assessment of a complex sql-search database in ms sql server. The organization database 2004. No.2 (8). Pp.3-ll. (in Russian)
11. Gavrilova T.A., Khoroshevsky V.F. Knowledge Databases Intelligent Systems. Textbook. SPb.: Peter, 2000. 384 p. (in Russian)
12. Abdumanonov A.A., Karabayev M.K., Mahmudov N.I. "On the intellectualization of medical information systems" / Scientific and practical journal "Modern science: actual problems of theory and practice" series of "natural and technical sciences" No. 9-10, 2013 Voronezh, pp. 60-64. (in Russian)
13. Gusev A.V., Romanov F.A., Dudanov I.P., Voronin A.V. Medical information systems: Monograph / Petrozavodsk: Publishing, Petrozavodsk State University, 2005. 404 p. (in Russian)
14. Klyuzhev V.M., Ardashev V.N., Sablin V.M., Maltsev E.G., Sins M.M. The draft concept of automation LPU Russian Defense Ministry and telemeditsiny. 2008. (in Russian)
