CC BY
30
гчшш
ЬЛ1
и информационные
технологии
А.Г.УСТИНОВ,
д.м.н., профессор кафедры медицинской кибернетики и информатики Российского государственного медицинского университета, г.Москва
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МЕДИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ОРИЕНТИРОВАННАЯ НА ВРАЧА
□ бъем профессиональных знаний, необходимых для успешной практической деятельности врача, всегда был значителен. И если еще в начале прошлого века овладение всей необходимой информацией было хотя и сложной, но осуществимой задачей, то в настоящее время ситуация изменилась. Объем медицинских знаний увеличился во много раз и продолжает постоянно расти. Приемлемый еще несколько десятилетий назад способ преодоления недостатка новых знаний путем постоянного использования справочной литературы и изучения периодических изданий исчерпал свои возможности.
Сократить возможное отставание практических врачей от современного уровня медицинской науки и практики здравоохранения возможно путем переработки увеличивающегося потока сведений в информационный продукт, пригодный для массового использования практическими врачами.
Информационный продукт нового поколения представляется как компьютерная система (АРМ), предлагающая те или иные научно обоснованные врачебные решения в зависимости от особенностей клинической ситуации, складывающейся на каждом конкретном этапе ведения больного. Такая система, выступающая в качестве полноправного участника медицинского технологического процесса, в состоянии обеспечить недостижимое для обычных клинических рекомендаций сочетание широты охвата решаемых проблем и детальности их проработки.
Можно предположить, что эффективная работа в этом направлении возможна только на основе универсальной методологии, объединяющей все аспекты процесса создания медико-технологической компьютерной системы, начиная от принципов организации деятельности привлекаемых специалистов и заканчивая рекомендациями по формированию экранных форм, обслуживающих общение врача-пользователя с готовой системой. Центральное место в такой методологии должны занимать принципы и конкретные способы приведения имеющихся медицинских знаний к формализованному виду. Технология разработки компьютерной системы состоит из следующих элементов: ♦ создание информационной модели системы, отражающей состав участников разработки, выполняемые ими функции, методики решения отдельных задач и формирования информационной системы в целом;
© А.Г.Устинов, 2005 г.
2005, №6
♦ методика структуризации и формализации различных типов медицинских знаний, обеспечивающих возможность их алгоритмизированного содержательного анализа;
♦ способы структуризации и формализации процедурных медицинских знаний, позволяющие на любом этапе ведения пациента автоматически получать рекомендации по постановке развернутого клинического диагноза, определению программы дальнейшего обследования, назначению терапии.
Предложенная методика структуризации и формализации медицинских данных и знаний должна позволить врачам самостоятельно разрабатывать информационное обеспечение, ориентированное на компьютерное ведение утвержденной медицинской документации, включающее оперативную интеллектуальную поддержку деятельности врача-пользователя на уровне автоматического формирования рекомендаций по принятию всех основных типов решений (сбор информации, диагностика, программа обследования, назначение терапии).
В деятельности врача при выполнении медицинского технологического процесса можно выделить следующие элементы, связанные с работой с медицинской информацией:
♦ фиксация данных, полученных в процессе опроса, объективного и инструментального исследования больного;
♦ формулировка диагноза;
♦ выбор необходимых параклинических исследований;
♦ определение схемы леченых мероприятий;
♦ формирование тактических решений (о выписке, переводе);
♦ ведение медицинской документации.
Для органичного внедрения в лечебно-диагностический процесс (ЛДП) компьютерная система, во-первых, должна поддерживать все эти элементы одновременно и, во-вторых, в полной мере отражать современные достижения медицинской науки, что сможет только система, в которой степень автоматизации поддерживаемых функций доведена до уровня автоматического формирования рекомендаций по принятию решений.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Организацию процесса разработки информационного обеспечения АРМ рекомендуется осуществлять в соответствии с перечнем требований:
♦ ориентация на формализацию общедоступных медицинских знаний, изложенных в разного рода специальной литературе (учебники, тематические монографии, публикации о результатах научных исследований, клинические рекомендации и стандарты оказания медицинской помощи, распространяемые органами управления здравоохранением) в их традиционном виде.
Преимуществом такого подхода являются, во-первых, минимизация влияния субъективных факторов, а именно, исходных знаний разработчика и их структуризации в его сознании, на конечный результат деятельности и; во-вторых, выполнение требования о научной обоснованности знаний, предлагаемых конечным пользователям;
♦ разрабатываемое информационное обеспечение должно быть нозологически ориентированным;
♦ лицом, приводящим преобразование знаний к формализованному виду, должен быть квалифицированный врач, владеющий методами поиска источников информации и ее критического осмысления;
♦ содержание проблем, стоящих перед врачом-разработчиком информационного обеспечения, должно соответствовать уровню и содержанию задач, решаемых им в ходе своей профессиональной деятельности.
Работа по созданию нозологически ориентированного информационного обеспечения АРМа распределяется между независимыми врачами-разработчиками, каждый из которых занимается отдельным заболеванием или ограниченной группой сходных нозологических форм.
Каждая отдельная разработка осуществляется под наблюдением врача-администратора проекта. Задача врача-администратора - контроль за входящими в состав информационного обеспечения общемедицински-
>
гчшш
ЬЛ1
и информационные
технологии
ми знаниями. К таковым относятся, например, классификации болезней, методов исследований, лекарственных средств, физических и активных методов лечения и другая подобная информация.
Функцией администратора является также формирование так называемых системных справочников, в которые включаются однотипные фрагменты вопросников, описания лабораторных и инструментальных тестов, бланки исследований, характеристики медикаментов и т.п., которые используются при описании различных заболеваний.
СОСТАВ РАЗРАБОТКИ
В процессе разработки формируются следующие элементы информационного обеспечения:
♦ структуры развернутых клинических диагнозов для всех входящих в разработку нозологических форм;
♦ формализованный вопросник, поддерживающий сбор информации на первом и втором этапах диагностического поиска;
♦ описания лабораторных и инструментальных методов исследований, использование которых может потребоваться при ведении пациентов с рассматриваемыми нозологиями;
♦ перечень консультаций врачей-специалистов;
♦ вспомогательные сообщения, поясняющие конечному пользователю смысл тех или иных вопросов, используемых при сборе информации;
♦ описание медикаментов и немедикаментозных методов лечения, которые могут потребоваться при лечении пациентов данного профиля;
♦ диагностические знания, устанавливающие связи между первичной информацией и вероятностью наличия рассматриваемых заболеваний;
♦ знания, позволяющие на любом этапе лечебно-диагностического процесса сформировать наиболее целесообразный план обследования пациента;
♦ знания, позволяющие выбрать оптимальную схему лечения в каждом конкретном клиническом случае;
♦ знания, лежащие в основе возможных тактических решений.
В результате информационное обеспечение готовой системы, лежащее в основе информационной и интел-
лектуальной поддержки врачебной деятельности, представляет собой набор отдельных, сохраняющих определенную независимость, блоков, каждый из которых обслуживает лечебно-диагностический процесс для той или иной группы заболеваний.
ФОРМИРОВАНИЕ ВОПРОСНИКОВ ДЛЯ СБОРА ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Сбор первичной информации, лежащей в основе принятия всех типов врачебных решений, является начальным этапом лечебно-диагностического процесса. Задача формирования вопросников состоит в том, чтобы обеспечить наличие всех необходимых данных в формализованном, пригодном для автоматического анализа виде. Поскольку особенностью медицины как отрасли знаний является очень большое количество исходных данных, ключевое значение имеет оптимизация процесса сбора информации.
Вопросы, являющиеся исходными для всех видов решений, целесообразно сгруппировать по источникам информации, образовав, во-первых, вопросник, ориентированный на лечащего врача; во-вторых, вопросники для консультирующих пациента врачей-специалистов, в-третьих, бланки-вопросники для регистрации результатов лабораторных и инструментальных методов исследования и, в-четвертых, протоколы, описывающие так называемые физические и активные методы лечения (операции, лечебные процедуры и т.п.).
Для унификации построения вопросников рекомендуется придерживаться определенной методики:
♦ последовательность расположения вопросов для лечащего врача и врачей-консультантов должна соответствовать традиционной последовательности опроса и осмотра пациента;
♦ последовательность вопросов, формирующих бланки для регистрации результатов параклинических исследований, должна соответствовать формам бланков, используемым на практике;
♦ последовательность вопросов для описания инструментальных методов исследования, физических и активных методов лечения должна определяться соответствующими протоколами;
2005, №6
♦ сведения о качественных признаках должны быть представлены высказываниями в утвердительной форме;
♦ сведения о количественных признаках вписываются в виде числа в заготовку, представляющую собой утвердительное предложение.
Вопросник следует строить как древовидную ветвящуюся структуру. Наряду с безусловно задающимися вопросами, в его состав входят вопросы, которые включаются в диалог только в случае тех или иных ответов на предшествующие вопросы.
Каждый вопрос может быть охарактеризован рядом дополнительных данных, определяющих особенности его использования при вовлечении в диалог с врачом-пользователем, и может снабжаться комментарием-подсказкой, способствующим однозначности заполнения вопросника.
Врач-разработчик создает только тот фрагмент вопросника, который имеет непосредственное отношение к рассматриваемой нозологической форме.
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ
ВЫРАБОТКИ
РЕКОМЕНДАЦИЙ
ПО ДИАГНОСТИЧЕСКИМ
РЕШЕНИЯМ
Необходимым условием эффективной работы диагностических алгоритмов является учет при их построении особенностей осуществления диагностического процесса в реальной клинической практике.
Рекомендуемая методика построения диагностических алгоритмов позволяет проверять выдвинутые диагностические гипотезы при любом количестве накопленной к моменту анализа информации.
Для оценки степени уверенности диагностических заключений рекомендуется использовать 3 степени для правил, устанавливающих наличие диагностической характеристики: «точно»,
Бронхиальная астма
1: Классификация по МКБ
- 1.1: неуточненная Л45.9 /
1.2: с преобладанием аллергического компонента Л45.0 / 1.3: неаллергическая Л45.1 / 1.4: смешанная Л45.8 / 2: По патогенетическому = 2.1: атопическая
2.2: инфекционно-зависимая
3: Тяжесть течения = 3.1: ступень
V 3.1.1: легкая интермиттирующая (1 ступень) 3.1.2: легкая персистирующая (2 ступень) 3.1.3: умеренная персистирующая (3 ступень) 3.1.4: тяжелая персистирующая (4 ступень)
4: Фаза
- 4.1: Обострение
= 4.1.1.: по тяжести V 4.1.1.1: легкое
4.1.1.2: умеренно-тяжелое 4.1.1.3: тяжелое 4.1.2: по динамике - 4.1.2.1: стихающее 4.2: Ремиссия
Рис. 1. Фрагмент структуры развернутого клинического диагноза «Бронхиальная астма»
«нельзя исключить» и «можно заподозрить», и для правил, устанавливающих ее отсутствие, - «исключается» и «маловероятно».
Процесс построения диагностического алгоритма представляет собой определенную последовательность действий, позволяющую добиться изолированного анализа каждого отдельного признака с точки зрения диагностического понятия, в логическое обоснование которого он входит. Краткое описание этапов разработки алгоритма следующее.
На первом этапе определяются разделы, включаемые в формулировку развернутого клинического диагноза, и варианты представления сведений, относящихся к каждому разделу. Развернутый клинический диагноз представляется в виде древовидной структуры, приведенной на рис. 1.
На втором этапе строится иерархическая древовидная структура, отражающая взаиморасположение и связь всех понятий, анализ которых может потребоваться для постановки нозологического диагноза. Ее «корнем» является наименование нозологической формы, а конечными элементами - признаки болезни.
>
гчшш
ЬЛ1
и информационные
технологии
Построение такой структуры ведется послойно. Сначала в нее включаются все признаки, связанные с данным заболеванием. В качестве таких признаков могут приводиться не только первичные данные, но и некоторые комплексные диагностические характеристики (синдромы или симптомокомплексы). Каждая такая характеристика требует дальнейшей расшифровки, которая проводится до уровня элементарных сведений, выявляемых при распросе и осмотре пациента, а также при проведении лабораторных и инструментальных исследований (рис. 2).
На третьем этапе выделяются те элементарные и комплексные характеристики, непосредственно связанные с рассматриваемым заключением, которые сами по себе или совместно являются достаточным основанием для постановки точного диагноза, то есть специфические признаки болезни.
Каждый патогномоничный признак (синдром, симптомокомплекс) является основанием для формирования отдельного точного правила. В случае, если достаточным основанием для постановки точного диагноза является определенная комбинация характеристик, соответствующее точное правило должно описывать взаимосвязь этих характеристик с использованием логического оператора «И».
Сокращение количества признаков, входящих в точное правило, уменьшает степень уверенности в проверяемой диагностической гипотезе. Поэтому следующим этапом разработки диагностических правил является анализ возможных редуцированных сочетаний признаков, входящих в точное правило, с целью установления степени уверенности в итоговом заключении для каждого из возможных сочетаний.
Наличие признаков, на которых основывается точное правило, не всегда может быть надежно установлено. Поэтому на следующем, пятом этапе рекомендуется провести редукцию точных правил в соответствии со степенью уверенности в исходных данных.
Рис. 2. Иерархическая структура, отражающая взаимосвязь между первичными и комплексными признаками, которые позволяют установить диагноз
Разрабатываются также правила для анализа первичных признаков и комплексных характеристик, недостаточно специфичных и в связи с этим не входящих в точные правила.
После разработки правил, связанных с нозологическим диагнозом, аналогичным способом должны быть разработаны правила для всех комплексных характеристик, входящих в диагностические правила.
На шестом этапе отсутствие всех специфических признаков болезни позволяет сформировать правило исключения предполагаемого заболевания, которое имеет наивысший приоритет по отношению ко всем другим диагностическим правилам.
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО НАЗНАЧЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ
В рамках каждой нозологической формы известны различные типы решений, базирующиеся на анализе результатов параклинических исследований и консультаций врачей-специалистов:
2005, №6
Исследования, назначаемые для поддержки перечисленных решений, можно охарактеризовать как исследования, назначающиеся ПО клиническим ПОКАЗАНИЯМ.
На определенных этапах медицинского технологического процесса набор исследований, назначаемых по показаниям, может дополняться тестами вступительного скрининга и тестами, определяемыми стандартами обследования для конкретных болезней.
Решения о составе планируемых исследований принимаются на основании анализа имеющейся к моменту принятия решения информации о пациенте.
Для каждого типа решений (клинической цели) может потребоваться разработка отдельного фрагмента подсистемы управления назначением параклинических исследований.
Назначение параклинических исследований представляет собой многошаговую процедуру, основанную на анализе текущей ситуации с больным, осуществляемом при каждом осмотре пациента лечащим врачом.
Исходным этапом разработки информационного обеспечения для формирования рекомендаций является формализованное описание параклинических методов, применяемых при рассматриваемой нозологической форме. Описание каждого единичного (характеризующегося возможностью независимого назначения) исследования, помимо его наименования, должно включать:
♦ индивидуальный номер-идентификатор исследования;
♦ перечень методов, используемых при его проведении;
♦ возможные варианты условий проведения;
♦ возможные подготовительные процедуры, допустимые субстраты;
♦ абсолютные и относительные противопоказания; характеристики пациента, требующие внимания лечащего врача при проведении исследования;
= 1: [+] Исследование для постановки клинического диагноза = 1.1: [+] Исследования для установления синдромов = 1.1.1: [-] Общий анализ крови
1.1.2: [-] Микроскопическое исследование мокроты 1.2: [+] Исследования для установления элементов
диагноза = 1.2.1: [-] Исследование ФВД 1.2.2: [-] ...
Рис. 3. Фрагмент «дерева назначения исследований»
♦ дополнительную справочную информацию в свободном формате;
♦ вопросы, входящие в бланк данного исследования.
Вторым этапом разработки информационного обеспечения
является построение древовидной иерархической структуры, отражающей последовательность логических шагов, реализующих решение задачи о выборе оптимального для каждого отдельно взятого этапа ведения пациента набора обследований. Такая структура, далее называемая «деревом исследований», разрабатывается для каждой нозологической формы.
В качестве элементов «дерева исследований» могут использоваться понятия следующих типов: цель исследований;
наименование исследования/консультации; методы проведения исследования; субстраты; условия проведения; подготовительные процедуры; признак срочности (cito!).
В разработку рекомендуется включать описание всех исследований, которые могут когда-либо понадобиться при ведении пациента с описываемым заболеванием.
На первом уровне «дерева» располагается перечень возможных целей. Далее для каждой цели формируется древовидная структура, поэтапно отражающая все допустимые варианты ее реализации: от исследований к сопровождающим их параметрам.
Формирование управляющей информации для получения списка индивидуальных рекомендаций для каждого конкретного клинического случая и этапа лечебно-диагностического процесса завершает формирование «дерева исследований». Фрагмент «дерева назначения исследований» приведен на рис. 3.
>
W-ЩШШ kJH
и информационные
технологии
1: [+] Медикаментозное лечение = 1.1: [+] Бронхорасширяющие средства = 1.1.1: [+] Адреномиметики - 1.1.1.1: [00] Salbutamol
1.1.1.1.1: [00] ингаляция
- 1.1.1.1.1.1: [00] 4 раза в день по 20 мг 1.1.1.1.1.2: [00] 3 раза в день по 20 мг
1.1.1.1.2: [01] per os
- 1.1.1.1.2.1: [00] 4 раза в день таблетки по 2 мг 1.1.1.1.2.2: [00] 3 раза в день таблетки по 2 мг
1.1.2: [+] Холинолитики
Рис. 4. Фрагмент «дерева назначения терапии»
На завершающем этапе формируются правила, управляющие отдельными элементами «дерева исследований» в соответствии с имеющимися данными о состоянии пациента и параметрах лечебно-диагностического процесса. Рекомендуется разрабатывать правила двух типов - показаний к назначению и противопоказаний к назначению. Условия правил представляют собой описания клинических ситуаций. С каждым элементом «дерева исследований» может быть связано произвольное количество правил обоих типов.
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО НАЗНАЧЕНИЮ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ И НЕМЕДИКАМЕНТОЗНОЙ ТЕРАПИИ
Назначение лечения производится на основе информации, заложенной в разрабатываемом для каждой нозологии «дереве терапии», имеющем иерархическую структуру.
В качестве элементов «дерева терапии» могут выступать следующие понятия: режим; диета;
направление терапии; фармакологическая группа; препарат; способ введения; лекарственная форма; схема введения/применения; немедикаментозный метод лечения.
«Дерево лечения» должно содержать суммарное описание всех возможных при данном заболевании вариантов лечебного воздействия. Как правило, на первом уровне располагается перечень возможных направлений терапии. Далее для каждого направления формируется древовидная структура, поэтапно отражающая все допустимые пути его реализации. В случае медикаментозного лечения этапами могут быть выбор фармакологической группы, далее - конкретного препарата, способа введения и, наконец, схемы введения. Однако такое строение «дерева лечения» не обязательно. Допускаются различные варианты описания терапии вплоть до задания на первом уровне жесткого списка рекомендуемых препаратов. В целом можно сказать, что структура «дерева лечения» должна соответствовать структуре имеющихся знаний о лечении данного заболевания.
«Дерево терапии» дополняется управляющей информацией, служащей основой для автоматического формирования индивидуальных рекомендаций в каждом конкретном клиническом случае. Фрагмент «дерева назначения терапии» приведен на рис. 4.
Предусматриваются 3 типа управляющей информации.
♦ переключатели, определяющие допустимое количество одновременно активируемых элементов на каждом уровне;
♦ «безусловное назначение» (совокупность указателей, определяющих влияние на выбор лечения сведений, не относящихся к конкретной клинической ситуации, например, данных о преимуществах тех или иных лекарственных средств);
♦ правила, управляющие отдельными элементами «дерева терапии» в соответствии с имеющимися данными о состоянии пациента и параметрах лечебно-диагностического процесса.
Предусматриваются 3 типа правил:
♦ правила, определяющие показания к назначению того или иного элемента лечения;
2005, №6
♦ правила, определяющие противопоказания к назначению лечения;
♦ правила коррекции осложнений, выявленных при лечении данным элементом.
Для каждого препарата, указанного в «дереве терапии», должно быть указано: наименование;
место в фармакологической классификации; список синонимов; возможные лекарственные формы; возможные способы введения; разовые, суточные и курсовые дозировки (минимальные, максимальные, среднетерапевтические, максимально допустимые);
♦ описания применяемых курсов;
♦ характер взаимодействия с другими препаратами;
♦ абсолютные и относительные противопоказания к применению;
♦ варианты комментариев, которыми может сопровождаться назначение.
Каждый врач-разработчик указывает только те лекарственные формы, способы введения и дозировки, ко-
торые непосредственно используются при лечении рассматриваемого заболевания.
Изложенная методика структуризации и формализации медицинских данных и знаний позволяет врачам-разработчикам создавать компьютерные системы, обеспечивающие полноту информатизации лечебно-диагностического процесса в сочетании с высоким уровнем информационной и интеллектуальной поддержки деятельности врачей различного профиля.
Ведение больных с помощью АРМ, разработанных с применением предлагаемой технологии, позволяет:
♦ повысить качество медицинской помощи в лечебных учреждениях общей практики путем поддержки врачебных решений на основе современных достижений в области медицины;
♦ интенсифицировать деятельность врача за счет отказа от ведения бумажной документации;
♦ накапливать большие объемы качественно формализованных клинических данных, которые в дальнейшем могут служить основой научных исследований и статистического анализа лечебно-диагностического процесса.
ЛИТЕРАТУРА
%Ь
1. Устинов А.Г, Ситарчук Е.А., Кореневский Н.А. Автоматизированные медико-технологические системы. Монография/Под ред. А.Г.Устинова. - Курск. гос. техн. ун-т, 1995. - Ч.1 - 128 с., Ч.2 - 139 с., Ч.3 - 104 с.
Софт для восстановления поврежденных файлов
Компания «Кварта Технологии», системный интегратор и поставщик ПО нескольких десятков весьма известных производителей, подписала дистрибьюторское соглашение с фирмой 1?есоуеготх на право продвижения ее продуктов на территории России и Украины.
Речь идет о решениях, предлагаемых под торговой маркой OfficeRecovery и предназначенных для восстановления поврежденных файлов с документами, почтовыми сообщениями, базами данных и т. д., а также для извлечения данных с жестких дисков и дискет, на которых появились дефектные блоки. Партнеры уверены в динамично растущем спросе на такого рода ПО и смело смотрят на долгосрочные перспективы взаимовыгодного сотрудничества.
Источник: PCWeek.ru
