Условия повышения эффективности функционирования медицинских систем локального уровня (Ю.В. Чеганова, А.В. Чеганов, "Врач и информационные технологии", N 1, январь-февраль 2007 г.)

Условия повышения эффективности функционирования
медицинских систем локального уровня

Все медицинские системы классифицируются на несколько уровней (региональный, лечебно-профилактического учреждения, локальный - организм человека), каждый из которых характеризуется своими законами функционирования и кругом решаемых задач [1, 2].

Отметим, что на локальном уровне широко используются автоматизированные системы, призванные повысить эффективность и качество оказания медицинской помощи за счет тех возможностей, которые обеспечивает компьютер в осуществлении сбора, обработки, хранения, представления и использования медицинской информации, необходимой для адекватного решения лечебно-диагностических задач [1, 3].

Как правило, для каждого пациента все этапы лечебно-диагностического процесса подлежат отражению в хронологическом порядке в определенных медицинских документах. Врач и другие медицинские работники, участвующие в курации больного, вносят в них записи, отражающие как характер их деятельности, так и ее конкретные результаты. На ведение медицинской документации, являющееся элементом повседневной врачебной деятельности, в некоторых случаях затрачивается до 40% рабочего времени[5]. Очевидно, что вся эта работа может быть более эффективно организована при использовании компьютера.

Специфика деятельности структурных подразделений лечебно-профилактических учреждений определяет специфику аппаратного и программного обеспечения АРМов врачей соответствующих специальностей[5].

В отделениях реанимации и интенсивной терапии, в операционных компьютер обычно работает в комплексе с мониторными системами. Его применение позволяет организовывать обработку и представление мониторируемых сигналов в реальном масштабе времени. Благодаря которому удается использовать результаты обработки информации для своевременной коррекции нарушенных функций организма. Такая коррекция может быть реализована под контролем ЭВМ, которая осуществляет управление аппаратурой, реализующей воздействие на организм. Следует отметить, что необходимая для адекватного решения задача скорость обработки данных может быть реализована только в условиях автоматизированной системы, которая позволяет осуществлять лечебно-диагностический процесс на качественно новом уровне [2]. Основной алгоритм управления обычно являются представления о функционировании физиологических систем организма, сформулированные на языке математических моделей.

В отделениях функциональной диагностики компьютер осуществляет анализ регистрируемых при проведении функциональных проб биоэлектрических сигналов (электрокардиограмма, электроэнцефалограмма, импедансная плетизмограмма и др.), обеспечивая выдачу заключения на привычном для врача языке. Это позволяет повысить эффективность профилактических осмотров населения, оценить динамику состояния при повторных обследованиях пациентов, получить необходимые данные для решения задач дифференциальной диагностики. Наряду с численными алгоритмами анализа электрофизиологических сигналов, в АРМах врачей функциональной диагностики используются алгоритмы интерпретации, основанные на знаниях. Программное и аппаратное обеспечение АРМа позволяет организовать управление нагрузкой на исследуемую физическую систему. Во всех случаях, когда в составе АРМа включается медицинская аппаратура, появляется возможность автоматизированного контроля ее работоспособности, что значительно повышает надежность результатов диагностического исследования в целом.

Среди диагностических методов значительное место занимают такие, которые представляют информацию и пациенте в виде изображения (рентгенологическое, ультразвуковое и др. исследования). Алгоритм автоматической или автоматизированной обработки изображений с выдачей диагностических заключений различной степени детализации являются ядром математического обеспечения АРМов врачей в этих службах.

В АРМах врачей лечебных отделений основу программного обеспечения составляют диагностические, прогностические алгоритмы и алгоритмы планирования лечения. Значительная их часть базируется на методологии экспертных систем. Сохраняют свое значение и алгоритмы, основанные на теории распознавания образов. Обычно эти подходы не конкурируют между собой и там, где это, возможно, используются параллельно, дополняя друг друга при решении конкретных задач. Типовая схема АРМа врача и информационные связи между отдельными компонентами представлены на рисунке 1.

                             /------------\                    /------------\

 /-------\                   | Подсистема |                    | Подсистема |

 |Пациент|------------------|клинических |                    |типовых схем|

 \-------/                   |исследований|                    |   лечения  |

                            \------------/                    \------------/

  /--+-----------------------------+-------------------------------\  |

 /-------\                   /----------------\                /------------\

 |Лечащий|       /----------|   Подсистема   |                | Подсистема |

 | врач  |------+----------|историй болезней|---------------|выбора схемы|

 \--------\     |    /-----------------------------------\    |   лечения  |

         \-----+----+--------------+---------------\    |    \------------/

     |  \--------+----+--------------+----------\    |    \-----\

                |    |                        |    |          

 /-----------\   |    |      /-------------\    |    |         /--------------\

 | Подсистема|--/    |      |  Подсистема |    \----+--------|  Подсистема  |

 |диагностики|-------+------|моделирования|---------+--------|выбора тактики|

 \-----------/        |      \-------------/         |         \--------------/

                      |             |                |

                      |             |                |

 /---------------\    |             |                |         /---------------\

 |  Подсистема   |    |             |                |         |Информационо - |

 |прогнозирования|---+-------------/                \---------|справочная под-|

 \-------------------/                                        |система        |

                                                               \---------------/

Рисунок 1 - Структурная схема АРМ врача

Подсистема клинических исследований включает в себя комплекс средств для проведения лабораторных, инструментальных, физиологических и других функциональных исследований, предусмотренных в плане изучения какой-либо конкретной проблемы. Клинические исследования должны давать объективные, достоверные, надежные, воспроизводимые результаты. Клиническая информация отражает проявление болезней и ее особенностей через параметры проведенных исследований, измеряемых в процессе лечения и отражающих динамику изменения состояния больных.

Подсистема историй болезней представляет собой базу данных, содержащую информацию о пациентах в виде электронных медицинских карт. На основе данных, хранящихся в электронной карте, осуществляется постановка диагноза, выбор тактики лечения, а также формирование эпикриза при выписке больного.

Подсистема историй болезней является источником статистической информации для формирования моделей заболеваний и работы подсистемы прогнозирования.

Подсистема диагностики предназначена для интеллектуальной поддержки врача и выбора тактики лечения. Диагностический поиск понимается как определенным образом организованное обследование больного, направленное на выявление признаков, которые могут быть расценены как отклонение от нормы и позволяют установить наличие определенной болезни[5].

Под болезнью (нозологической единицей) понимается выделенный в классификации под определенным названием набор таких признаков, который принят за эталон и может быть выявлен при диагностическом поиске. Сопоставление признаков, выявленных у больного, с эталонами болезней называется нозологической диагностикой. Если при таком сопоставлении выявлено совпадение признаков с эталоном определенной болезни, говорит, что установлен нозологический диагноз болезни.

При использовании нозологического подхода к диагностике генеральной установкой является ориентация на максимально полное описание максимального числа болезней и использование широкого круга диагностических исследований, с помощью которых можно выявлять признаки болезней.

В основе диагностических заключений лежат суждения, устанавливающие принадлежность объекту классу объектов.

Сущность нозологической диагностики состоит в том, чтобы по признакам, симптомокомплексам, синдромам определенного класса болезней установить наличие данной болезни у конкретного больного.

В основу работы подсистемы диагностики могут быть заложены следующие подходы:

1. Нозологическая диагностика, основанная на нечеткой логике (для каждого признака болезни врачом может быть установлена степень уверенности в его истинности, аналогичным образом может быть задана степень истинности для каждого диагностического правила; заключение формулируется уже не как точный вывод, а возможный, надежность которого тоже должна характеризоваться определенной степенью уверенности);

2. Нозологическая диагностика, основанная на теории распознавания образов (в пространстве признаков, описывающих нозологические формы, если это пространство содержит признаки, позволяющие их дифференцировать, могут быть найдены такие подпространства, в которых вероятность одного класса превосходит вероятность всех остальных в такой степени, которая необходима для постановки достаточно надежного диагноза).

3. Разработка диагностических правил, основанных на логическом подходе (строится иерархическая древовидная структура, "корнем" которой является наименование нозологической формы, а конечными элементами - признаки болезни, значения которых выявляются при исследовании пациента различными способами).

Устанавливаемый при различных болезнях диагноз строится практически по единому образу и отражает:

- этиологию болезни;

- клинический (клинико - морфологический) вариант болезни;

- фазу болезни (ремиссия, обострение и т.д.);

- стадию течения (начальная, развернутая и т.п.);

- отдельные наиболее выраженные синдромы (результат вовлечения в патологический процесс различных органов и систем);

- осложнения[4, 5].

Основная цель диагностики болезней - назначение адекватного лечения и, таким образом, если выявлено необходимое соответствие между обнаруженными у больного признаками и имеющейся в классификации нозологической формой, имеются все основания для назначения лечения, рекомендуемого при данной болезни.

Подсистема прогнозирования позволяет на основании заложенных в нее моделей заболеваний осуществлять прогноз дальнейшего развития болезни для конкретного пациента при использовании различных схем лечения, а также прогнозировать развитие возможных осложнений.

Для осуществления контроля за действием препаратов (или любого другого терапевтического воздействия) необходимо разработать методы, подходы и принципы оценки реакции организма на внешнее воздействие. Требуется не только дать ответ, какой например, из двух сравниваемых препаратов лучше, но и сформулировать показания и противопоказания к их применению и оценить побочный эффект.

Подсистема моделирования предназначена для обработки статистической информации, хранящейся в подсистеме историй болезней, и построения моделей заболеваний, используемых в подсистемах прогнозирования и выбора тактики лечения.

Подсистема типовых схем лечения представляет из себя базу данных, содержащую возможность схемы лечения для различных заболеваний, а также информацию об используемых препаратах (назначение, противопоказания, возможные аналоги и т.д.).

Подсистема типовых схем лечения является одним из источников информации при выборе вида и величины лечебного воздействия, которая формируется по отдельным диагнозам с помощью логических моделей. В основном подсистема типовых схем лечения взаимодействует с подсистемами планирования лечебных мероприятий и автоматизированного выбора тактики лечения и является одним из ее источников информации, хотя может функционировать и независимо по запросу лечащего врача.

Подсистема планирования лечебных мероприятий в результате анализа текущего состояния больного, осуществляет выбор оптимальной схемы лечебных воздействий.

Целью лечебных назначений является регуляция деятельности патологически измененных органов и систем организма с помощью медикаментозных и немедикаментозных воздействий.

Основная задача при назначении лечения состоит в определении набора лечебных средств, показанных больному на данной стадии заболевания, подборе индивидуальной дозы для каждого препарата (разовой, суточной с распределением ее по времени приема в течение суток, курсовой, если необходимо длительное лечение), определении способа введения лекарственного вещества.

От выбора начальной схемы лечебных воздействий в значительной мере зависит весь дальнейший процесс лечения.

Подсистема выбора тактики лечения предназначена для управления процессом лечения. При отклонении контролируемых показателей от желаемого значения, в результате работы адаптивных алгоритмов [4], осуществляется корректировка дозы препаратов или всей схемы лечебных воздействий. Контроль и корректировка осуществляется при взаимодействии с врачом, на протяжении всего срока лечения.

Таким образом, подводя итог вышесказанному, отметим, что процесс управления состоит из этапов, которые циклически повторяются и имеют поступательное развитие по спирали. Как правило, за основу берется алгоритм классического цикла: наличие проблемы, формулирование целей и задач, сбор, подготовка и анализ необходимой информации, моделирование проблемы, экспертиза возможных решений, принятие управленческого решения, организация его исполнения, контроль исполнения и оценка эффективности, и корректировка результатов. Каждый этап имеет широкий круг возможных вариантов, поэтому конечные результаты могут быть как очень эффективные, среднеэффективные, малоэффективные и неэффективные. Поэтому поиск оптимальных вариантов для локальных медицинских систем является насущной проблемой.

Литература

1. Васильев С.Л., Ченцов С.Л., Чопорнов О.Н. использование интегральных показателей и прогностических моделей для анализа ситуации в системе здравоохранения региона // Сб. науч. тр. "Компьютеризация в медицине", Воронеж, 2003. С. 70 - 75.

2. Гасников В.К. Методика изучения степени достижения целей здравоохранения на основе системного анализа и экспертных оценок (методические рекомендации). Ижевск, 2004. 19 с.

3. Ематлетдинова Л.Ю., Куценко Т.И., Автоматизированные информационные системы управления в учреждениях здравоохранения. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2003. 218 с.

4. Камышев А.А., Кузнецов С.И., Чопорнов О.Н. Разработка подсистемы автоматизированного построения прогностических моделей // Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине: Тез. докл. всерос. сов.- сем. Воронеж, 1996. С. 118.

5. Кореневский Н.А. Построение автоматизированных компьютерных медицинских систем. - Курск: Изд-во КГТУ, 2003. 185 с.

Телефон автора для контактов 3852 62-30-62 Чеганов Алексей Владимирович e-mail cheganov@list.ru

Ю.В. Чеганова,

врач-эндокринолог МУЗ Городская больница N 5 г. Барнаула

А.В. Чеганов,

врач-инфекционист МУЗ Городская больница N 5 г. Барнаула

"Врач и информационные технологии", N 1, январь-февраль 2007 г.