Применение информационных технологий в медицине. 3

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Сибирский государственный медицинский  университет

Федерального агентства по здравоохранению  и социальному развитию»

 

 

 

КАФЕДРА:медицинской и 

  биологической кибернетики

                                        

                                                                                        ПРЕДМЕТ _____

 

 

 

                            

Реферат:

«Применение компьютерных технологий

в медицине».

 

 

 

 

         

 

                                                                                

 

                                                                                  Выполнил:

                                                                                Студент_______курса ФЭУЗ

                                                                                Группы__________________

                                                                                 ________________________

                                                                                 ________________________

                                                                                Проверил________________

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    

 

 

 

Томск 2010

Понятие «Информационная  технология».

Непременным условием повышения эффективности  управленческого труда является оптимальная информационная технология, обладающая гибкостью, мобильностью и  адаптивностью к внешним воздействиям.

Информационная технология предполагает умение грамотно работать с информацией и вычислительной техникой.

Информационная технология - сочетание процедур, реализующих функции сбора, получения, накопления, хранения, обработки, анализа и передачи информации в организационной структуре с использованием средств вычислительной техники, или, иными словами, совокупность процессов циркуляции и переработки информации и описание этих процессов.

На выбор того или иного способа  обработки данных в ЭИС влияет очень большое количество факторов, связанных как с самим объектом управления, так и управляющей системой. Количество возможных вариантов построения технологического процесса обработки данных оказывается довольно значительным. Поэтому с целью облегчения изучения и проектирования этих процессов целесообразно выделять некоторые классы процессов.

При этом существенное влияние на классификацию оказывают возможные  режимы обработки данных в вычислительных системах (ВС). Целесообразно выделять режимы работы и режимы эксплуатации вычислительных систем.

Режимы эксплуатации во многом связаны с повышением эффективности работы пользователей. Режимы работы в основном определяют эффективность работы ВС.

Эффективность работы ВС часто характеризуется  ее производительностью. Большое влияние  на производительность оказывает возможность совмещения в системе работы устройств ввода-вывода и центрального процессора. Такую возможность обеспечивает использование в системе многопрограммного режима работы. Наличие нескольких процессоров также влияет на повышение производительности. Такой режим работы системы именуется многопроцессорным.

Полезно рассмотреть и некоторые  режимы эксплуатации вычислительной системы. К ним относится режим пакетной обработки (off-line), (объединение нескольких ПП в группу, называемую пакетом). Для данного режима характерно минимальное вмешательство оператора, высокая эффективность работы ВС, но большие затраты времени на ожидание результата. Ускорение выдачи результата возможно с использованием режима работы системы, называемого параллельной обработкой или квантованием времени для пакетной обработки. Т.е. каждой прикладной программе из группы выделяется квант времени, по истечении которого управление передается следующей программе. Это позволяет получить результаты по коротким программам до окончания обработки всего пакета.

Еще больше увеличивает скорость ответа системы пользователю возможность  непосредственного доступа, осуществляемого  в оперативном режиме обработки (on-line). При многопрограммном режиме работы ЭВМ с использованием квантования времени и режима непосредственного доступа получается режим, именуемый разделением времени (time-sharing).

Задачи, решаемые в АСУ можно  подразделить на задачи, которые требуют  немедленного ответа, и задачи, допускающие  определенную задержку ответа. Для  задач с немедленным ответом предназначен режим реального времени. Он характеризуется дистанционной обработкой информации, или телеобработкой. Телеобработка применима и для других режимов (например, для пакетного), позволяет передавать пакеты на обработку ЭВМ и получать результаты пользователям, находящимся на значительном расстоянии от нее. Для передачи данных часто используются каналы связи.

Выбор того или иного режима эксплуатации вычислительной системы определяется параметрами решаемых задач. Когда  пользователь имеет доступ к какому-либо терминалу и в обработке участвует небольшой объем данных (что характерно для информационного поиска и обработки сообщений) целесообразно использовать непосредственный доступ с немедленной обработкой.

Для больших объемов информации и некритичности времени обработки характерен пакетный режим. Он сочетается с телеобработкой, что обеспечивает более быструю доставку результатов пользователю.

Подготовленные и введенные  в ВС данные в процессе хранения располагаются, как правило, на внешних накопителях информации.

Идеология, положенная в основу организации  системы хранения, во многом определяет технологию внутримашинной обработки  данных. Т.е., рост избыточности информационных массивов, возрастание суммарного объема архивов данных на МН и соответственно рост машинного времени и численности работников приводят к необходимости организации хранения данных в виде банка данных, что облегчает внесение изменений в массивы.

Значительная часть информации подлежит переработке, хранению, передаче, сбору, доведению до пользователей, остальная часть информации поступает извне или вырабатывается внутри производства. Т.е. можно говорить о процессах циркуляции и переработке информации (информационных процессах).

Составляющие  информационных технологий

 

Информационная технология базируется и зависит от технического, программного, информационного, методического и  организационного обеспечения.

Техническое обеспечение - это персональный компьютер, оргтехника, линии связи, оборудование сетей. Вид информационной технологии, зависящий от технической оснащенности (ручной, автоматизированный, удаленный) влияет на сбор, обработку и передачу информации. Развитие вычислительной техники не стоит на месте. Становясь более мощными, персональные компьютеры одновременно становятся менее дорогими и, следовательно, доступными для широкого круга пользователей. Компьютеры оснащаются встроенными коммуникационными возможностями. скоростными модемами, большими объемами памяти, сканерами, устройствами распознавания голоса и рукописного текста.

Программное обеспечение, находящееся в прямой зависимости от технического и информационного обеспечения, реализует функции накопления, обработки, анализа, хранения, интефейса с компьютером.

Информационное обеспечение - совокупность данных, представленных в определенной форме для компьютерной обработки.

Организационное и методическое обеспечение представляют собой комплекс мероприятий, направленных на функционирование компьютера и программного обеспечения для получения искомого результата.

 

Основными свойствами информационной технологии являются:

• целесообразность,
• наличие компонентов и структуры,
• взаимодействие с внешней средой,
• целостность,
• развитие во времени.

1. Целесообразность - главная цель реализации информационной технологии состоит в повышении эффективности производства на базе использования современных ЭВМ, распределенной переработке информации, распределенных баз данных, различных информационных вычислительных сетей (ИВС) путем обеспечения циркуляции и переработки информации.

2. Компоненты и структура:

• функциональные компоненты - это конкретное содержание процессов циркуляции и переработки информации;

• структура информационной технологии:

 

 

Структура информационной технологии - это внутренняя организация, представляющая собой взаимосвязи образующих ее компонентов, объединенных в две большие группы: опорную технологию и базу знаний.

Модели предметной области - совокупность описаний, обеспечивающие взаимопонимание  между пользователями: специалистами  предприятия и разработчиками.

Опорная технология - совокупность аппаратных средств автоматизации, системного и инструментального программного обеспечения, на основе которых реализуются подсистемы хранения и переработки информации.

База знаний представляет собой совокупность знаний, хранящихся в памяти ЭВМ. Базы знаний можно разделить на интенсиональную (т.е. знания о чем-то "вообще") и экстенсиональную, (т.е. знания о чем-то "конкретно"). В интенсиональной базе хранятся оболочки, а в экстенсиональной хранятся оболочки с запоминанием, которые носят название баз данных. Иными словами, база знаний представляет отображение предметной области. Она включает в себя базу данных (директивная информация - плановые задания, научно-техническая информация, учетно-производственная. информация, вспомогательная информация, отражающие режимы работы подразделений предприятий).

Системные и инструментальные средства -

1).Аппаратные средства;

2).Системное ПО (ОС, СУБД);

3).Инструментальное ПО (алг. языки,  системы программир., языки спецификаций, технология программирования);

4).Комплектация узлов хранения  и переработки информации.

Результатом технологических описаний является совокупность реализуемых  в системе информационно-технологических  процессов.

3. Взаимодействие с внешней средой - взаимодействие информационной технологии с объектами управления, взаимодействующими предприятиями и системами, наукой, промышленностью программных и технических средств автоматизации.

4. Целостность - информационная технология является целостной системой, способной решать задачи, не свойственные ни одному из ее компонентов.

5. Реализация во времени - обеспечение динамичности развития информационной технологии, ее модификация, изменение структуры, включение новых компонентов.

Классификация информационных технологий.

Для того, чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и  использовать информационные технологии в различных сферах жизни общества необходима их предварительная классификация.

Классификация информационных технологий зависит от критерия классификации. В качестве критерия может выступать показатель или совокупность признаков, влияющих на выбор той или иной информационной технологии. Примером такого критерия может служить пользовательский интерфейс (совокупность приемов взаимодействия с компьютером), реализующийся операционной системой.

В свою очередь, операционные системы осуществляют командный, WIMP, SILK интерфейс.

Командный - предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды.

WIMP - (Window-окно, Image-изображение, Menu-меню, Pointer-указатель).

SILK - (Speech-речь, Image-изображение, Language-язык, Knowledge-знание). В данном интерфейсе при воспроизведении речевой команды происходит переход от одних поисковых изображений к другим, согласно семантическим связям.

Операционные системы подразделяются на однопрограммные, многопрограммные и многопользовательские.

Однопрограммные - SKP, MS DOS и  др. Они поддерживают пакетный и  диалоговый режимы обработки информации.

Многопрограммные - UNIX, DOS 7.0, OS/2, WINDOWS; позволяют совмещать диалоговую и пакетную технологии обработки информации.

Многопользовательские - (сетевые  операционные системы) - INTERNET, NOVELL, ORACLE, NETWARE и др. осуществляют удаленную  обработку в сетях, а также  диалоговую и пакетную технологии на рабочем месте.

Перечисленные формы информационных технологий широко используются в настоящее  время в экономических информационных системах (ЭИС).

Информационная технология классифицируется по типу информации (рис.1.2.).

Нельзя ограничиться представленной выше схемой. Информационная технология включает в себя системы автоматизации проектирования (САПР), где в качестве объекта может быть отдельная задача или элемент экономической информационной системы (ЭИС), например, CASE - технология, утилита Designer пакета Clarion.

Неотъемлемой частью информационной технологии является электронная  почта, представляющая собой набор  программ, позволяющий хранить и  пересылать сообщения между пользователями.

В настоящее время разработаны  технологии гипертекста и мультимедиа  для работы со звуком, видео, неподвижными картинками.

Классифицируя информационную технологию по типу носителя информации, можно  говорить о бумажной (входные и  выходные документы) и безбумажной (сетевая технология, современная оргтехника, электронные деньги, документы) технологиях.

Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: пооперационные и попредметные технологии. Пооперационная, когда за каждой операцией закрепляется рабочее место с техническим средством. Это присуще пакетной технологии обработки информации, выполняемой на больших ЭВМ. Попредметная технология подразумевает выполнение всех операций на одном рабочем , например, при работе на персональном компьютере месте, в частности, АРМ

 

Информационные  технологии в медицине.

 

Информационные технологии сделались  неотъемлемой составляющей здравоохранения. Они применяются на всех уровнях  управления и оказания медицинской  помощи. В настоящее время осуществляется переход к комплексной автоматизации отдельных направлений медицины, лечебно-профилактических учреждений и территориального здравоохранения.

    Высказывание известного  англо-американского терапевта Уильяма  Ослера гласит, что "медицина  – это наука неопределенности и искусство вероятности". Помочь в уменьшении неопределенности и увеличении вероятности может информатика – комплексная дисциплина, изучающая все аспекты проектирования, создания, функционирования компьютеризированных систем переработки информации, их воздействия на различные области социальной практики. Ее развитие предопределило переход к технологическим медицинским системам комплексного анализа данных.

 

Прогресс в охране здоровья населения  основан, прежде всего, на внедрении  в практику здравоохранения России современных научных разработок, обеспечивающих снижение заболеваемости, инвалидности и смертности. Существенное место в решении этих вопросов занимают информационные технологии, ориентированные на мониторинг социально значимых хронических заболеваний и консультативную поддержку лечебно-диагностического процесса. Современная медицина – это комплексный динамический подход к оценке индивидуального и общественного здоровья, это мониторинг, учитывающий разнообразные влияния окружающей среды (природные и техногенные) на организм плода, ребенка, взрослого человека. Появился даже термин “технология здоровья”, хотя и не совсем точно отражающий существо вопроса, но характеризующий новый этап в организации системы охраны здоровья населения.

 

Формальное представление системы  знаний о функционировании медицинского учреждения может служить основой  для оптимизации принятия оперативных  и долговременных решений. Оптимальным  решением оперативного обеспечения  информацией лиц, принимающих решения, может быть построение хранилища данных, интегрирующего необходимые сведения из существующих учрежденческих автоматизированных систем. В этом случае обеспечивается полноценная поддержка принятия управленческих решений. На государственном уровне США поставили целью формирование единой национальной базы данных (Uniform National Data Set), в которую должны войти данные о заболеваемости и смертности, факторах риска (профессиональных, окружающей среды, поведенческих) и статистика, характеризующая местные службы здоровья.

 

Сегодняшнее состояние информатизации здравоохранения России позволяет  перейти от автоматизации отдельных  процессов учета медицинских  услуг к созданию интегрированных  систем, обеспечивающих возможность  непрерывной автоматизированной обработки информации. Информационные ресурсы системы здравоохранения и ОМС включают в себя базы данных по различным направлениям деятельности. В качестве примеров можно назвать республику Удмуртию, в которой достигнут 100-процентный охват медицинских учреждений автоматизацией по направлениям "Стационар", "Поликлиника", "Стоматология", "Кадры" и г. Новокузнецк, где разработана и эксплуатируется интегрированная автоматизированная система управления охраной здоровья населения "Здоровье". Такие системы позволяют переходить от анализа данных к анализу ситуации и к прогнозированию состояния здоровья населения.

 

Медицинские ИС на уровне ЛПУ подразделяются на автоматизированные системы учреждений и автоматизированные истории болезни (АИБ). Последние подразделяются на АИБ общего назначения (в многопрофильных учреждениях) и специализированные (по отдельным видам патологии) и могут, точнее должны, являться ядром учрежденческих ИС, обеспечивающих автоматизированное ведение документооборота и поддержку процесса принятия управленческих решений. Примерами ИС такого рода могут служить разработки Института программных систем РАН (система автоматизации ЛПУ ИНТЕРИН), НЦ сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева и НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко (АИБ), МНИИПДХ (Федеральный генетический регистр). Подобные системы предполагают переход к безбумажной технологии.

 

Значительное место занимают информационные системы федерального значения, обеспечивающие одновременно ниже расположенные уровни здравоохранения. Анализ и прогнозирование  состояния здоровья населения – специальная область моделирования и построения интегральных показателей. Примером одного из подходов к этому вопросу может служить ФАИСС “Потенциал”, которая представляет собой совокупность автоматизированных баз данных, программных средств и правил работы с многомерной медико-демографической информацией. Модель основана на расчете потерь трудового потенциала вследствие заболеваемости населения и ее последствий – инвалидности и смертности (Ермаков С.П. и др.). В последние годы исследования в этом направлении активно проводятся проф. С.А. Гаспаряном. В его работах приведены новые подходы к анализу потерь, позволяющие получить объективные прогностические показатели. В области охраны здоровья детей и состояния здравоохранения в стране младенческая смертность представляет собой интегральный критерий для оценки общего положения. Приказ Минздрава России № 241 от 07.08.2000 г., которым была утверждена медицинская документация, удостоверяющая случаи рождения и смерти, заложил основу для сочетанного многофакторного анализа младенческой и перинатальной смертности с данными, наблюдаемыми при рождении детей, что обеспечивает разработанная МНИИПДХ (при поддержке фонда Сороса), автоматизированная система информационной поддержки сбора и анализа данных. Комплексный анализ данных является предпосылкой для оценки эффективности работы медицинских учреждений и факторов, определяющих уровень и перспективы дальнейшего снижения детской смертности, и основой для принятия обоснованных управленческих решений по широкому кругу вопросов детского здравоохранения, в том числе для определения приоритетов и объемов необходимого финансирования. Автоматизированный регистр детей-инвалидов «ДИСАРЕГ», разработка которого осуществлена в МНИИПДХ, обеспечивает ведение базы данных детей-инвалидов и получение однотипной учетно-отчетной документации в декретируемые сроки и по запросам, что соответствует Указу Президента РФ от 27.07.92г. №802 "О научном и информационном обеспечении проблем инвалидности и инвалидов". Медицинская карта соответствует требованиям учета характера нарушений и их динамики при различных причинах инвалидности, а также социальной адаптированности детей и их потребности в медико-психолого-педагогической коррекции и вспомогательных средствах. Этот регистр, включающий уровни учреждения, городской, региональный и федеральный, может послужить основой для системы государственной статистики детской инвалидности в России.

 

В настоящее время в структуре  детской заболеваемости и смертности в большинстве развитых стран на первое место выходят врожденные пороки развития. Последние встречаются примерно у 5% новорожденных, а их вклад в структуру причин младенческой смертности достигает 20%. В то же время, по данным ВОЗ может быть предупреждено не менее 10% случаев ВПР. С 1999 г. в Российской Федерации проводится мониторинг врожденных пороков. В нем участвуют более 40 субъектов Федерации, использующих разработанное в МНИИПДХ программное обеспечение, что способствует более полному и раннему выявления ВПР, позволяет получить объективную оценку эффективности проводимых профилактических мероприятий и поддерживать территориальные и федеральную базы данных. В результате мониторинга, только за первые три года, уровень выявления ВПР у новорожденных повысился в 2 и более раз в Архангельской, Новгородской и Московской областях.

 

С первых лет применения информационных технологий в здравоохранении одним  из ведущих направлений являлись системы поддержки процесса принятия клинических решений. За несколько  десятилетий они прошли путь от использования статистических и детерминистских методов до технологии интеллектуальных систем. Применение этих разработок в практике способствует оптимизации дифференциально-диагностического процесса, позволяет повысить качество диагностики и эффективность лечения. Можно привести ряд примеров из различных областей медицины. Так, около 50 ЛПУ России и СНГ используют созданную в МНИИПДХ автоматизированную систему ранней диагностики наследственных болезней «ДИАГЕН», позволяющей идентифицировать свыше 1200 форм (эффективность составляет 90% в сравнении с 60% у врачей медико-генетических консультаций). Там же создана система «КЛИНЭКО», ориентированная на раннее выявление у детей заболеваний, связанных с длительным воздействием экотоксических факторов (первоначально широкий перечень потенциально возможных экотоксикантов уменьшается после рассмотрения системой «признаков-маркеров», характерных для определенных веществ). Система «ЭСБАД», разработанная МНИИПДХ совместно с Институтом системного анализа РАН, предназначена в помощь врачу при дифференциальной диагностике бронхиальной астмы, определяет степень тяжести заболевания и дает рекомендации по лечению (эффективность – 87,2%). Программа "Неонатальные судороги" позволяет успешно диагностировать судороги периода новорожденности, встречающиеся при 78 заболеваниях и синдромах, и обеспечивает повышение эффективности диагностики на 30 % по сравнению с традиционными методами и снижение инвалидизации детей вследствие своевременного установления правильного диагноза и назначения адекватной терапии. Компьютерная технология “Айболит” (НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева, Бураковский В.И. и др.), включает математическую модель кровообращения, “реагирующую” на поступающую с датчиков текущую информацию. Она позволяет не только проводить диагностику и оценку состояния больного, но и помогать при выборе и последующей коррекции лечебных мероприятий. Мониторно-компьютерная технология с обратной связью позволяет реализовать индивидуальный подход к лечению больного (РГМУ, Гаспарян С.А., Зарубина Т.В.). Методы обработки и сегментации 3D-изображений, реализованные в программной системе (МГУ, Гаврилов А.В. и др.), позволяют объективизировать радиологические исследования и обеспечивают реалистическую визуализацию внутренних структур и органов человека. Представляет интерес система ТАИС (Терапевтическая Автоматизированная Информационная Система), рассчитанная на полное компьютерное ведение пациента в стационаре при одновременной поддержке постановки развернутых клинических диагнозов, назначении исследований и лечения (РГМУ, Устинов А.Г., Ситарчук Е.А.).

 

 

Таким образом, в результате внедрения  компьютерных технологий обеспечивается:

• совершенствование наблюдения пациентов  и повышение преемственности  на этапах оказания помощи различными медицинскими учреждениями;

• повышение эффективности диагностики  и лечения при одновременном  снижении экономических затрат за счет целенаправленного дообследования больных;

• многофакторный анализ причин, способствующие снижению заболеваемости и смертности.