Использование информационных технологий в медицине и здравоохранении

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АМУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Е.В. ПЛАЩЕВАЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ И
ЗДРАВООХРАНЕНИИ.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ
г. Благовещенск

2.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
СТУДЕНТОВ ПО ТЕМЕ: «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ И ЗДРАВООХРАНЕНИИ».
Цель занятия: изучение теоретического материала по данной теме.
Студент должен знать: теоретический материал в соответствии с поставленными вопросами.
Студент должен уметь: применять полученные знания на практике.
КАРТА-ЗАДАНИЕ.
Теоретические вопросы для самоподготовки:
1. Понятие информационной технологии.
2. Что называют информационной услугой?
3. Перечислите виды программных продуктов.
4. Перечислите свойства информационных технологий.
5. Значение информационных технологий в медицине.
6. Уровни информационных технологий в медицине.
7. Виды информационных технологий. Дайте характеристику каждого вида.
8. Технология обработки медицинской информации.
9. Проблемы внедрения современных информационных технологий в медицине и пути их разрешения.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Лекции.
2. Пособие для самоподготовки.
2

3.

БАЗИСНЫЕ ЗНАНИЯ.
ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
Прежде всего, необходимо выяснить, что же такое «информационные
технологии»? Однозначного определения термина «информационные технологии» не существует. Каждый автор этот термин трактует по-своему.
Большинство авторов считают, что под термином «информационные
технологии», следует понимать, совокупность методов получения, обработки, преобразования, передачи и предоставления информации.
На практике (особенно в медицине) этот термин употребляют в более
узком смысле, подразумевая использование некоторой компьютерной системы для решения указанных задач.
В настоящее время такая компьютерная система, как правило, включает в себя:
− компьютер,
− программу (или комплекс программ) осуществляющую регистрацию, обработку и предоставление информации врачу,
− базу данных, хранящую информацию о проведенных обследованиях,
− средства приема и передачи накопленной информации другому пользователю (рисунок № 1).
Биообъект
Система
регистрации
Система обработки
информации
ВРАЧ-ОПЕРАТОР
База данных
Компьютерная сеть
Рисунок 1. Получение, обработка, преобразование, передача и предоставление
информации
3

4.

Согласно представленной схеме, Информационная технология – это
процесс, использующий совокупность средств обработки первичной информации, в результате которых образуется информационный продукт.
Иными словами, «информационная технология» - это совокупность
средств и методов, с помощью которых происходит сбор, обработка, хранение, передача и отображение информации о состоянии объекта, процесса или
явления.
Следовательно информация, представляет собой один из важнейших
ресурсов (продуктов) современного общества. Получение и использование
информационного продукта называется информационной услугой. Например, услуги: поиск и подбор информации, обучение, консалтинг и т.д.
Цель информационной технологии - это производство информации
для её анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению
какого-либо действия.
В качестве инструментария информационной технологии используются распространенные виды программных продуктов:
1) текстовые процессоры;
2) издательские системы;
3) электронные таблицы;
4) системы управления базами данных;
5) электронные календари;
6) информационные системы функционального назначения.
Свойства информационных технологий:
1. Целесообразность.
2. Наличие компонентов и структуры (информационная база).
3. Взаимодействие с внешней средой.
4. Целостность.
5. Развитие во времени (обеспечение динамичности развития).
Значение информационные технологии в медицине:
1) помогают выявить и предотвратить развитие серьезных заболеваний нетрадиционными компьютеризированными методами;
2) используя большое количество автоматизированных алгоритмов, позволят
сделать качественный интеллектуальный анализ данных, визуализировать
4

5.

и предоставить доступную для прочтения информацию специалистам медицинской сферы;
3) позволяют качественно составить план лечения заболеваний, устранить
проблемы безоперационным методом;
4) вести электронный учет обращения граждан в медицинские учреждения;
5) дают возможность мониторинга, контроля и анализа физических параметров пациентов даже на расстоянии (видеоконференции, передача датчиков
движения и состояния пациента и их анализ и т.д).
Уровни информационных технологий в медицине.
Уровни информационных технологий в медицине можно представить в
виде следующей возрастающей последовательности (рисунок № 2). К их
числу можно отнести: сбор информации, обработку информации, проверку
информации, коммуникативный уровень, уровень искусственного интеллекта.
Уровень искусственного интеллекта
Уровень «Data mining» уровень проверки полученной
информации
Коммуникативный уровень
Уровень обработки информации
Уровень сбора информации
Рисунок 2. Уровни информационных технологий
5

6.

ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
К основным видам информационных технологий относят:
1) компьютерная технология обработки первичных данных;
2) информационная технология управления;
3) информационная технология автоматизированного рабочего места;
4) информационная технология поддержки принятия решений предназначена;
5) информационная технология экспертных систем.
Среди основных видов информационных технологий необходимо выделить КОМПЬЮТЕРНУЮ ТЕХНОЛОГИЮ ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНЫХ ДАННЫХ. Она предназначена для решения хорошо структурированных задач, алгоритмы, решения которых хорошо известны и для решения которых имеются все необходимые входные данные.
Приведена схема функционирования подобной информационной технологии. Здесь важны оперативность получаемых обработанных данных,
немедленное получение копии результатов на бумажные носители (рис.
3).
БАЗА ДАННЫХ
Сбор
данных
Группировка
данных
ВЫЧИСЛЕНИЕ
Сортировка
данных
Обработка данных
Создание
отчётов и
подготовка
документов
Рисунок 3. Схема функционирования технологии первичной обработки данных
6

7.

Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности
персонала. К таким технологиям можно отнести, например, работу регистратуры, аптеки, бухгалтерии лечебного учреждения.
Цель функционирования технологии обработки первичных данных - это снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса и повышение их надежности и оперативности.
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ предназначена для информационного обслуживания всех работников предприятий лечебных учреждений, связанных с принятием управленческих решений.
Информация представляется в виде регулярных или специальных
управленческих отчетов и содержит сведения о прошлом, настоящем и возможном будущем организации.
Структура информационной технологии управления:
*ЛПР – лицо принимающее решение
Рисунок 4. Структура информационной технологии управления.
Основные компоненты:
1) входная информация поступает из систем операционного уровня;
2) выходная информация формируется в виде управленческих отчетов
в удобном для принятия решения виде;
3) содержимое базы данных при помощи соответствующего программного обеспечения преобразуется в периодические и специальные отче-
7

8.

ты, поступающие к специалистам, участвующим в принятии решений в
организации;
4) база данных, используемая для получения указанной информации,
должна состоять из двух элементов:
− данных, накапливаемых на основе оценки операций, проводимых
учреждением;
− планов, стандартов, бюджетов и других нормативных документов, определяющих планируемое состояние объекта управления.
Управленческие информационные технологии в лечебном учреждении
можно разделить на три технологических уровня обработки информации.
СТРАТЕГИЧЕСКИЙ
УРОВЕНЬ
ТАКТИЧЕСКИЙ
УРОВЕНЬ
Высший менеджмент
Среднее звено
менеджмента,
специалисты
ОПЕРАТИВНЫЙ
УРОВЕНЬ
Медицинский (младший, средний) и вспомогательный персонал,
лечебный процесс, маркетинг, вспомогательные службы
Рисунок 5. Уровни информационных технологий в лечебном учреждении
Первый уровень – оперативный (операционный). В нем работают
основные исполнители лечебного процесса (врачи, медсестры, лаборанты) и
вспомогательные службы (аптека, бухгалтерия, транспортная служба и др.).
Задачи на этом уровне четко определены и структурированы.
8

9.

Второй уровень – тактический. Тактический уровень информационных технологий предназначен обеспечить работе специалистов и среднего
звена менеджмента – заведующих отделениями и автономными группами
специалистов (например, группой терапевтов). Технология этого уровня
обеспечивает медицинскому работнику автоматизацию офисных работ: ведение истории болезни, оформление документов для текущих мероприятий и
презентаций, обращение к базам данных лечебного учреждения.
Третий уровень – стратегический. Основная задача этого уровня –
оптимизировать управление лечебным учреждением на основе оперативного
контроля и долгосрочного планирования. Важным достоинством стратегического уровня является наличие в нем технологий, предусматривающих принятие решений в сложных, неординарных и компромиссных ситуациях.
Информационная ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
РАБОЧЕГО МЕСТА призвана дополнить существующую систему связи
персонала организации. Автоматизация рабочего места предполагает организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри лечебного учреждения, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.
Создание автоматизированных рабочих мест предполагает, что основные операции по накоплению, хранению и переработке информации
возлагаются на вычислительную технику, специалист же выполняет определенную часть ручных операций и операций, требующих творческого подхода при подготовке управленческих решений. Вычислительная техника при
этом работает в тесном взаимодействии с пользователем, который контролирует ее действия, меняет значения отдельных параметров в ходе решения задачи, а также вводит исходные данные для решения задач и функций управления. На практике для каждой группы работников такие функции регламентируются должностными инструкциями, положениями, законодательными
актами и др.
9

10.

В состав АРМ входят следующие компоненты:
1. Системный блок различной архитектуры, адаптированной к конкретной задаче работы пользователя (мощность процессора, объем оперативной памяти, характер видеокарты, наличие инфракрасного порта,
Bluetooth, сетевой карты и др.).
2. Мониторы с размером экрана не менее 19 мм по диагонали и с высокой
разрешающей способностью.
3. Накопители для хранения информации: магнитные, магнитооптические, CD-R, CD-RW, DVD-RAM, стримеры и др.
4. Устройства для получения твердых копий: принтеры различных типов – лазерные, струйные, термопринтеры, мультиформатные камеры.
5. Устройства для подключения к локальной вычислительной сети и
(при необходимости) к сети Интернет.
6. Системное и специализированное программное обеспечение, а также программы офисного назначения.
В медицине и здравоохранении основными целями разработки автоматизированных рабочих мест являются:
1. Внедрение в практику лечебно-диагностических методов, основанных
на математической обработке данных, выполнение которой без использования ЭВМ невозможно (магнитно-резонансная томография, ультразвуковое исследование).
2. Применение аппаратно-программных средств для выполнения (замены):
− весьма трудоемких и длительных при «ручном» выполнении операций (например, обработка ЭЭГ, ЭКГ) и, за счет этого, увеличение
диагностических возможностей методов исследований;
− повторяющихся (рутинных) операций, например, лабораторных исследований.
3. Исключение влияния «человеческого фактора» на процесс получения
и (или) результат обработки данных (например, ошибки в результате не10

11.

достаточной профессиональной подготовки, утомления, личностных психофизиологических особенностей и пр.).
Структура автоматизированного рабочего места и связи между его
составными частями. Структура АРМ представлена в виде схемы рисунок 6).
АРМ
Технические
средства
Программные
средства
Общее ПО
Информационное обеспечение и методическая документация
Функциональное ПО
Управление ресурсами вычислительной системы, обеспечение работы в сети
Средства для создания новых
программных средств
Рисунок 6. Структура АРМ
Информационная ТЕХНОЛОГИЯ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ
РЕШЕНИЙ предназначена для выработки управленческого решения, происходящей в результате интерационного процесса, в котором участвуют:
1) система поддержки принятия решений (вычислительное звено и
объект управления);
2) человек (управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат).
Особенность данной технологии в том, что человек участвует в данном процессе на начальной и завершающей стадиях (вводит первоначальные данные в компьютер и принимает окончательное решение на основе полученной информации). «Черновую» же работу по переработке заданной
информации проделывает компьютер.
11

12.

Подобное взаимодействие между человеком и компьютером, где человек выступает в качестве управляющего звена, а компьютер под управлением
человека создает новую информацию, называется итерационным процессом.
В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента:
1) база данных;
2) база моделей;
3) программная подсистема.
Структура информационной технологии поддержки принятия решений:
Рисунок 7. Структура информационной технологии поддержки принятия решений.
Дополнительно к этой особенности информационной технологии
поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличных характеристик:
− ориентация на решение плохо структурированных (формализованных)
задач;
− сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных
данных с возможностями математических моделей и методами решения задач на их основе;
− направленность на непрофессионального пользователя;
12

13.

− высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям имеющегося технического и программного
обеспечения, а также требованиям пользователя.
Информационная ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ основана на использовании искусственного интеллекта.
Экспертные системы основаны на использовании искусственного интеллекта. Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались
бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь
имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением.
Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем,
моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обучению.
Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их
в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет
необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного
интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в
форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки
принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Это делает возможным
использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются:
1) интерфейс пользователя;
2) подсистема приобретения знаний;
13

14.

3) базы знаний (БЗ);
4) базой данных (БД), называемой также рабочей памяти (РП);
5) механизм логического вывода;
6) объяснительного компонента.
Рисунок 8. Структура информационной технологии экспертных систем.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
При проектировании технологических процессов ориентируются на
режимы их реализации.
Режим реализации технологии зависит от следующих задач:
− периодичности и срочности;
− требований к быстроте обработки сообщений;
− требований к режимным возможностям технических средств, и в
первую очередь от ЭВМ.
Различаются следующие способы обработки данных:
− централизованная;
− децентрализованная;
− технология обработки первичных данных;
− распределённая;
− интегрированная.
14

15.

В медицине, используют первые три способа обработки информации.
Технология обработки первичных данных достаточно подробна, рассмотрена
нами в видах информационных технологий. Рассмотрим первые два способа
обработки данных.
Централизованная обработка информации предполагает наличие
вычислительных центров. Подобные центры обслуживают лечебные учреждения всего региона (области, республики) и подчиняются соответствующим органом управления здравоохранения.
При этом способе пользователь доставляет на вычислительные центры
исходную информацию, и получает результаты обработки в виде результативных документов.
Рисунок 9. Централизованная обработка информации
При централизованной обработке информации:
− все данные находятся в одном месте;
− все данные актуальны;
− легко сделать резервную копию;
− при правильном построении системы её поддержка менее затрата.
Децентрализованная обработка информации.
Децентрализованная обработка информации позволяет осуществлять
индивидуальную обработку информации отдельными пользователями.
Этот способ связан с появлением персональных компьютерных
устройств, дающих возможность автоматизировать конкретное, рабочие место.
15

16.

Рисунок 10. Децентрализованная обработка информации
ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ.
С какими конкретными проблемами сталкиваются ИТ-организации при
поддержке среды здравоохранения?
Проблемы внедрения современных информационных технологий:
1. Концептуальные проблемы внедрения ИТ. Разрешаются научным
обоснованием необходимого информационно-технологического обеспечения управленческой деятельности, как важнейшей составляющей
программы информатизации.
2. Планово-технологические проблемы внедрения ИТ. Разрешаются
разработкой и непрерывным развитием программы, перспективного и
текущих планов внедрения ИТ.
3. Материальные и финансовые проблемы внедрения ИТ. Разрешаются решением комплекса технических, архитектурно-планировочных,
строительных, экологических, эргономических и т.п. задач, связанных
с выполнением программы и плана внедрения и применения ИТ.
4. Организационные и кадровые проблемы внедрения ИТ. Разрешаются организацией скоординированного проведения всех без исключения работ в области внедрения и применения ИТ.
16