Медицинская информатика: цели и перспективы (Г.А. Хай, "Врач и информационные технологии", N 6, ноябрь-декабрь 2007 г.)

Медицинская информатика: цели и перспективы

Основные понятия

Термин "информатика" был придуман в конце ХХ столетия в связи с появлением компьютера. Между тем, информатика существовала с момента возникновения человеческого общества, хотя и не имела этого наименования.

Информатика - это наука, изучающая технологию удовлетворения информационных потребностей общества. Соответственно, медицинская информатика - потребностей медицины и здравоохранения.

Технологии удовлетворения потребностей в материальных ресурсах изучает экономика, в энергетических ресурсах - энергетика, а в информационных ресурсах - информатика.

Принципиальное различие информационных технологий человека и высших животных состоит в том, что человек создал систему отчуждения (абстрагирования) приобретаемых им в течение жизни ненаследуемых знаний и записи их в символической форме на внешних носителях для передачи другим людям и другим поколениям. В противном случае эти знания безвозвратно утрачиваются с гибелью индивида.

Наскальные рисунки и скульптуры, иероглифы, клинопись, алфавит, - не считая иных специальных символических языков (математических, химических, нотных и др.), - книгопечатание, компьютер - основные этапы способов записи знаний.

Твердые и мягкие естественные материалы, искусственные ткани, папирус, пергамент, бумага, магнитные и лазерные ленты, диски и иные технические носители таких записей - этапы их совершенствования и усложнения.

Практически все упомянутые способы записей и виды их носителей, несмотря на периодическое совершенствование, в какой-то мере сохраняются до сих пор. Сегодня мы живем в эпоху широчайшего и очень быстрого распространения как компьютерных технологий, так и совершенствования самих компьютеров и связанных с ними информационных систем. Естественно, что в такой период трудно, а иногда и невозможно, объективно оценить происходящее и отделить усложняющееся от прогрессивного. Поэтому все, сказанное ниже, следует рассматривать только как личную точку зрения автора.

К чему мы пришли?

В 1986 г. Минздрав СССР опубликовал данные об обеспеченности ЛПУ СВТ советского производства, распределяемыми по разнарядке: 1 ЭВМ на 58 больниц и 1 ЭВМ на 156 поликлиник. В 1999 г. в России имелось в среднем по 3 зарубежных ПК на одно ЛПУ. При этом уже сформировались раздельные информационные пространства систем здравоохранения, служб ГСЭН и ТФОМС. Последние 2 структуры были обеспечены компьютерами лучше здравоохранения. Решение об их хотя бы частичном объединении, учитывая общность решаемых задач, так и осталось "повисшим в воздухе". Какова сегодня обеспеченность ЛПУ компьютерами, едва ли достоверно известно, однако крупные стационары и некоторые поликлинические центры уже достигли уровня необходимого насыщения. За короткий срок сделан очень большой количественный рывок.

Возникает естественный вопрос - как загружены имеющиеся ПК, чем они заняты, какие задачи решают и каковы фактические результаты столь обширной компьютеризации? Этим проблемам было посвящено немало представительных конференций и полезных нормативных документов. Систематически издается научно-практический журнал "Врач и информационные технологии".

В рамках журнальной статьи я остановлюсь только на некоторых вопросах, которые во-первых, смогут заинтересовать медицинских работников и во-вторых, побудят кого-либо принять активное участие в их решении.

Немного истории. Около 30 лет назад правительственная комиссия изучила экономическую эффективность внедрения АСУ в учреждения различных отраслей народного хозяйства страны. В ряде учреждений она оказалась близкой к нулю. Причины - фактические правила управления не соответствовали научно обоснованным рекомендациям, вложенным разработчиками АСУ в их информационную базу. Возник вопрос - а не закрыть ли эту затею вообще и не прекратить ли непродуктивные затраты на дорогостоящую вычислительную технику? Возобладал здравый смысл и от данного предложения, к счастью, отказались.

Тем не менее, вопрос об эффективности "АСУ в здравоохранении", "АСУ ЛПУ" и АРМов сотрудников медицинских учреждений остается актуальным и сегодня. Не вызывает никакого сомнения практическая полезность ПК на всех уровнях оснащения сотрудников практических учреждений, научных работников и служащих органов управления. Не вызывает сомнения и практическая полезность сетевых технологий - от локальных, территориальных и корпоративных сетей до Интернета. Компьютерная информационная технология и электронный документооборот существенно экономят рабочее время огромного количества ведущих категорий персонала ЛПУ, высвобождая его для профессиональной деятельность, уменьшая число ошибок, а также сокращая сроки подготовки всех видов документов и их прохождения, что, - также по идее, - должно улучшить процессы управления. Все это наступает не сразу, и мы сегодня находимся "в гуще событий", где - помимо очевидных достижений - наблюдаются и очевидные ошибки, не зависящие от трудностей, в которых оказалась вся система здравоохранения России. На некоторых типичных ошибках я и остановлюсь.

АСУ ЛПУ

Полноценная Автоматизированная Система Управления ЛПУ, - помимо локальной сети, БД и вспомогательных программных комплексов, - в обязательном порядке должна включать в себя три подсистемы:

1) медико-технологическую, объединяющую все АРМы сотрудников медицинских функциональных подразделений, и предназначенную для информационной поддержки профессиональной деятельности (диагностика, лечение, реабилитация);

2) организационную, использующую инструмент теории массового обслуживания, который обеспечивает: а) - сокращение периода ожидания (госпитализации, обследования, операции и иных видов медицинской помощи), что влечет за собой улучшение результатов для пациентов, б) - одновременную равномерную загрузку всех видов ресурсов ЛПУ (начиная от кадров и кончая материально-технической базой), что влечет за собой увеличение его пропускной способности и сокращение очередей;

3) административную [кадры, финансы, материально-технические ресурсы, специфические медицинские ресурсы (медикаменты, аппаратура, оборудование), документооборот, учет и отчетность, статистика].

Если административная подсистема в том или ином объеме внедряется в первую очередь, а медико-технологическая - по ряду преимущественно субъективных причин, очень медленно начинает занимать свое первостепенное место, в последнюю очередь, то организационная - как была так и остается редчайшей экзотикой. Есть только одна объективная причина - это дороговизна хороших медико-технологических (клинических) информационных систем.

Анализ комплекса этих причин убедительно представлен в статье М.В. Глазьева с соавт. в N 1 за 2004 г. данного журнала.

Информационные потоки в медицинских системах

Совершенствование, унификация и широкое распространение в отрасли информационных систем различного назначения ставит перед специалистами множество проблем. Одной из важнейших оказывается содержательное преобразование информации в иерархических системах управления. Доступность исходной информации на любом уровне эксплуатации этих систем накладывает колоссальные и ненужные нагрузки на пользователей.

При движении информационных потоков в иерархических системах управления снизу вверх и сверху вниз содержание информации претерпевает изменения. Это агрегация исходных сведений и декомпозиция директив. И тот, и другой процесс должен иметь четко выраженный системный характер.

Преобразования осуществляются на каждом иерархическом уровне. Смысл - отбор необходимой информации и форм ее представления для наиболее эффективного использования;

Типичные системы управления имеют древовидную структуру. Поскольку управление - это целенаправленное воздействие ЛПР на объект управления, то цель должна быть внятно сформулирована и ей должен быть поставлен в соответствие (задан исполнительным средствам) адекватный критерий (оценочный показатель), как количественная мера достижения цели (можно в интервальной или качественной оценке). Эффективность = результат / затраты.

К сожалению, до сих пор ведущими оценочными критериями качества медицинской помощи остаются показатели ее процесса. Нет сомнения в необходимости разработки и соблюдения медико-технологических стандартов и соответствующих им протоколов работы с больными. Однако, основой оценки качества любой деятельности являются ее результаты.

Нами разработаны и неоднократно опубликованы критерии оценки результатов деятельности врачей, ЛПУ и территориальных медицинских служб.

Системный характер преобразования информации означает, что сведения нижнего уровня, агрегируемые для представления на вышележащий уровень, рассматриваются в виде данных, которые объединяются через внутренние связи для получения качественно нового информационного объекта - знания. Этот новый объект обладает иными свойствами и меньшим их числом, чем сумма свойств элементов исходного уровня. При декомпозиции информационных потоков происходят обратные описанным преобразования.

Наибольшей трудностью при искусственной организации информационных потоков в социальных системах управления является отбор необходимых сведений и выбор адекватной формы их агрегации для представления "наверх". Сказанное относится и к системам представления различных видов преобразованной статистической информации, практически - к сожалению- нередко сводящимся к процедуре простого суммирования.

Основой содержательного наполнения информационных систем должно быть правило: "Пользователю системы автоматически предоставляется та, и только та информация, которая необходима ему для решения стоящих перед ним задач". Рассмотрим с этих позиций содержание информационных потоков в иерархической системе здравоохранения.

Базовым уровнем такой системы является клинический (индивидуальный), на котором представлена в необходимом объеме вся информация о пациенте.

Нужны ли все эти сведения на более высоком уровне информационной системы? Из деонтологических и правовых соображений большая часть из них представляет персонифицированную конфиденциальную врачебную информацию. Полагаю, что наиболее высокий уровень, на котором они могут быть доступны, - это уровень клинического отделения (стационара, поликлиники, скорой помощи). Эти клинические сведения, - за исключением некоторых формальных, а также связанных с оплатой лечения больного, - не должны быть доступны административным, хозяйственным и финансовым подразделениям данного ЛПУ.

Поэтому, в любую информационную систему, начинающуюся на клиническом уровне, должен быть алгоритмически включен инструмент, блокирующий эти сведения от передачи "наверх", либо в "боковые ветви" этой системы. В то же время, должен быть создан инструмент, позволяющий по запросу, имеющему правовые основания, получить ЛПР - от главного врача ЛПУ до министра - все необходимые ему данные о каждом пациенте.

На уровне и клинического отделения, и ЛПУ при движении информационных потоков вверх должна быть обеспечена их агрегация, преобразующая индивидуальную информацию в форму обезличенных статистических характеристик клинического, медико-социального и экономического содержания, дающих представление о результатах деятельности каждого врача, отделения и ЛПУ в целом за некий период - в динамике и сопоставимых показателях.

При переходе на территориальный уровень дальнейшая агрегация информационных потоков исключает ненужные для ЛПР частности и приобретает характер статистических медико-демографических показателей, а также преобразование экономических данных о деятельности подведомственных ЛПУ.

На федеральном уровне этот процесс носит наиболее выраженный характер. Здесь агрегируются результаты деятельности территориальных медицинских служб. В то же время, необходимо предусмотреть возможность запроса снизу о предоставлении в автоматизированном режиме статистических сведений верхнего уровня, при продуманной регламентации такого доступа.

Я не касаюсь процессов декомпозиции целей, директив и критериев оценки достигнутых результатов при движении информационных потоков сверху вниз. В принципе, эти цели, директивы и критерии также алгоритмическим путем должны формулироваться на основании результатов объективного анализа информации, поступающей снизу на данный уровень управления. Однако, до этого еще очень и очень далеко.

Трудности усугубляются еще и тем, что, Орган управления использует в качестве информации о состоянии Объекта управления лишь обезличенную, усеченную и часто недостоверную статистическую характеристику происходящих процессов. Нередко, получаемые цифры пытаются использовать для выводов о причинно-следственных связях между наблюдаемыми событиями, игнорируя тот факт, что наука статистика предназначена только для количественного анализа массовых событий, но отнюдь не для выявления их взаимной детерминированности, каким бы заманчивым это не представлялось. Поэтому речь может идти только о создании более или менее удачной структуры управления уровнем здоровья населения.

Кстати, приемлемую количественную характеристику этого уровня дает разработанный нами Индекс медицинского благополучия населения.

Создание электронной истории болезни - необходимый элемент формализации информационных потоков в таком документообороте. Он предоставляет клиницисту целый ряд удобств, облегчающих его работу. Но чрезмерное усердие не клиницистов в ее разработке, неизбежно приводит к насильственному внедрению таких формальных рамок ее написания, которые выхолащивают из этого важнейшего единственного свидетельства истории заболевания человека, значительную часть его содержательного смысла. Любые предлагаемые и внедряемые в директивном порядке "Формализованные истории болезни", начиная от скорой помощи и кончая специализированными стационарами, к сожалению, обладают теми же дефектами. И любые аргументы в пользу того, что "врачам нравится" и что обрабатывать потом такие истории болезни для научных целей очень легко, не являются состоятельными.

Кадры информатизации здравоохранения

Известный тезис "кадры решают все" - в полной мере применим и к этой сфере. И во многом, - неблагополучие в ней имеет в основе своей ту же причину. Поясняю. Понятно, что компьютеризация любой отрасли, - прямая задача инженеров - специалистов по информационным технологиям. Понятно, что разработка любого, в том числе прикладного программного обеспечения, прямая задача математиков - программистов. Для этих целей выделено достаточно штатных должностей, которые занимают профессионалы достаточной квалификации. Это образованные люди, знающие свои специальности. Однако, о такой своеобразнейшей предметной области, которую они призваны информатизировать, какой является клиническая медицина ("совокупность науки, искусства и шаманства"), подавляющее большинство из них имеет представление на уровне опыта собственных заболеваний, недугов родственников и знакомых, либо, - в лучшем случае, - телевизионных передач "Здоровье" и популярной литературы сомнительного свойства. Этого недостаточно, чтобы осмысленно обеспечить информатизацию отрасли. Для этого необходим достаточный штат профессионалов с высшим медицинским образованием и соответствующим опытом работы как во всех клинических специальностях, так и в сфере управления на разных ее уровнях. Причем, это должны быть врачи, знающие принципы разработки информационных систем различного назначения. В первую очередь - медико-технологических систем. Такого штата нет, и занимаются этим единичные энтузиасты, немногие из которых сами стали профессионалами в новой для себя области. На них-то все с трудом и держится. И существенные недостатки в многочисленных медицинских информационных системах закладываются еще в процессе их разработки именно по этой причине. Целый ряд сложностей в сопровождении и эксплуатации АСУ ЛПУ и систем более высокого иерархического уровня зависит от того, что сотрудники информационных отделов и центров разговаривают с пользователями этих систем на разных профессиональных языках, с трудом понимая друг друга. Если же в штате такого отдела или центра изредка оказывается врач, то эффективность этого подразделения и его практическая полезность для информатизируемого учреждения или территории многократно возрастает.

По нашим подсчетам средняя потребность во врачах, прошедших специальную подготовку по информатике, составляет: 1 - 3 штатные единицы на ЛПУ в зависимости от их мощности, 2 - 4 - на территориальные ИВЦ органов здравоохранения и ЦГСЭН, 1- на медучилище, 2 - 5 - на медВУЗ и НИИ. Таким образом, фактическая потребность достаточно велика, а кафедра медицинской кибернетики и информатики РГМУ удовлетворить ее не может. Краткосрочную подготовку проводят кафедры многих медВУЗов и ГИДУВов, но они ограничиваются, в основном, обучением пользовательским навыкам, что безусловно необходимо. На протяжении 21 года занимается этим и наша кафедра.

Тем не менее, ситуация меняется. Компьютерный "ликбез", осуществляется в школах, медицинских колледжах, медВУЗах, на рабочих местах. Многие медицинские работники имеют ПК дома, потребность в первичном обучении постепенно снижется, а в профессиональном растет. Понимая это, на протяжении последних ряда лет наша кафедра обращалась в Минздрав РФ о необходимости введения в номенклатуру врачебной специальности "медицинская информатика и статистика". Последний раз в 2002 г., получив положительное заключение Экспертной комиссии, в Минздрав был направлен комплекс необходимых документов (Паспорт специальности, Учебная программа на 576 часов, позволяющая обеспечить дополнительное профессиональное образование и др.). Положительного решения до сего времени нет.

В службе информатизации здравоохранения и медицины трудятся тысячи человек. Отсутствие официального наименования фактически существующей специальности является противоестественным и во многом затрудняет привлечение кадров необходимой квалификации, что неизбежно сказывается на качестве всего дела.

Кстати ГСЭН, когда он был независим от Минздрава, такую специальность в свою номенклатуру включил.

Единственным выходом из создавшегося сегодня положения я вижу организацию внеплановых тематических циклов последипломной подготовки врачей по этой специальности в рамках разработанной нами и одобренной Экспертной комиссией бывшего Минздрава Учебной программы. И если из числа врачей, прочитавших эту статью, появятся желающие стать слушателями такого цикла, то мы будем готовы их принять.

Перспективы

Прогнозирование в основе своей недостоверно и потому - в известной мере - безответственно. Однако, заниматься им необходимо.

Я не стану останавливаться на информационных проблемах телемедицины, дистанционного обучения, медицинских робототехнических системах и новых приборно-компьютерных диагностических устройствах, в том числе программно-аппаратных комплексов. Скажу только о том, что мне представляется реализуемым в ближайшее время при условии привлечения в эту сферу подготовленных специалистов:

Управление качеством медицинской помощи будет переориентировано на оценку деятельности по критериям конечных результатов и показателей эффективности;

ЛПУ будут обеспечиваться компьютерами по их фактической потребности;

По мере насыщения АСУ административными подсистемами будет расширяться обеспечение врачей клиническими информационными (медико-технологическими), в том числе экспертными консультативными системами;

Коллективы разработчиков медицинских информационных систем любого уровня будут включать в себя постановщиков задач, имеющих должное медицинское образование;

Число подготовленных пользователей ЭВМ за счет школьного образования достигнет того уровня, когда в специальных учебных заведениях можно будет отказаться от "ликбеза" и перейти на профессиональное обучение информационному обеспечению по каждой специальности. К этому будут привлекаться и специалисты различных предметных областей.

Программы такого дифференцированного совместного обучения нами разработаны в рамках плановой НИР кафедры в 2005 году:

Курсы типовой учебной программы

1. Медицинская информатика - наука, изучающая технологию удовлетворения информационных потребностей здравоохранения и медицины

2. Основы компьютерных технологий. Информационные системы

3. Проблемы информатизации здравоохранения и медицины. Нормативные документы

4. Управление и информация. Принятие решений

5. Элементы моделирования в биологии, медицине и общественном здравоохранении

6. Основы системного анализа и статистики в биологии, медицине и здравоохранении

7. Информационное обеспечение управления качеством медицинской помощи

8. Информационное обеспечение экспериментальных и клинических медицинских технологий

9. Элементы обработки медико-биологической информации (приборно-компьютерные и микропроцессорные системы)

10. Логика диагностики, прогнозирования и принятия решений в клинической медицине

11. Информационное обеспечение учебной, научной и организационной работы кафедры, ГИДУВа, ФУВов

12. Информационное обеспечение профессиональной, административной, хозяйственной и финансовой деятельности ЛПУ и учреждения ГСЭН

13. Основы постановки задач на разработку информационных систем

14. Особенности информационного обеспечения в различных медицинских профилях и специальностях (с демонстрацией имеющихся справочных, экспертных, обучающих и тестирующих информационных систем)

15. Основы медицинских знаний для ИТР, математиков и программистов отделов АСУ ЛПУ, ГИДУВов, ФУВов и территориальных ИВЦ, административно-хозяйственного и управленческого персонала ЛПУ без медицинского образования

По профилям (специальностям)

1. Общая врачебная практика, семейная медицина, реабилитация и гериатрия

2. Санитарно-гигиенический и экологический профиль

3. Инфекционные болезни, токсикология и эпидемиология

4. Общественное здравоохранение, медицинская статистика, управление и экономика здравоохранения. Неинфекционная эпидемиология.

5. Медицинская экспертиза (все виды)

6. Фармацевтический профиль

7. Хирургический профиль

8. Травматологичекий профиль

9. Терапевтический профиль

10. Педиатрический профиль

11. Акушерско-гинекологический профиль

12. Стоматологический профиль

13. Психоневрологический профиль

14. Медико-биологический и патофизиологичекий профиль

15. Теоретическая и экспериментальная медицина. "Доказательная" медицина

16. Лабораторно-диагностический профиль

17. Фнкционально-диагностический и лучевой профиль

18. Ургентный профиль, включая реаниматологию и ЭМП при ЧС

19. Онкологический профиль

20. Медико-генетический профиль

21. Морфологический профиль

22. Профиль: "ИТР, математики, программисты и специалисты по информационным технологиям в здравоохранении и медицине"

23. Организация учебной и научной работы

Придет достаточно широкое понимание того, что вынужденная математизация всего и вся, необходимая для создания компьютерных информационных систем, в ряде случаев, - особенно в клинической медицине, - приводит к неизбежной - хотя бы и частичной - утрате смысла при описаниях сложных биологических, физиологических и патологических процессов. Это ограничит излишнее стремление инженеров и математиков к сплошной формализации данной предметной области;

Научные достижения в области нанотехнологий приведут к дальнейшей миниатюризации компьютеров и микропроцессорных информационных систем, в том числе и для различных медицинских нужд.

Выражаю свою признательность коллегам - д.т.н., доценту Ю.П. Сердюкову и зав. кафедрой А.С. Афанасьеву за советы и замечания, сделанные ими при подготовке этой статьи.

Использованная литература и документы

1. Хай Г.А. О специальности "медицинская информатика и статистика" (со списком литературы 23 наименования). - Врач и информационные технологии. 2004. - N 6. - С. 46-50.

2. Информатика и системы управления в здравоохранении и медицине / Учебное пособие (со списком литературы и нормативных документов) // Под ред. проф. Г.А. Хая. - СПб.: МАПО, 1998. - 128 с.

3. Типовая программа повышения квалификации медицинских кадров по теме: "Информатизация здравоохранения России" / Составители: С.А. Гаспарян и Г.А. Хай. - М.: МЗ РФ, 1996 / Утв. Нач. Упр. учебн. заведений МЗ РФ Н.Н. Володин. - 8 с.

4. Программа по медицинской информатике для студентов высших медицинских учебных заведений. - М.: МЗ РФ, Всеросс. учебно-науч.-метод. Центр по непрерывн. мед. и фарм. образованию, 2000. / Утв. Руков. Департ. образоват. мед. учреждений и кадровой политики МЗ РФ Н.Н. Володин. - 9 с.

Г.А. Хай,

д.м.н., профессор каф. информатики и управления в медицинских

системах СПбМАПО, академик Международной академии информатизации

"Врач и информационные технологии", N 6, ноябрь-декабрь 2007 г.