Применение информационных технологий в медицине.

Компьютер все больше используется в области здравоохранения, что бывает очень удобным, а порой просто необходимым. Благодаря этому медицина, в том числе и нетрадиционная, приобретает сегодня совершенно новые черты

Жизненный путь каждого человека в той или иной степени пересекается с врачами, которым мы доверяем свое здоровье и жизнь. Но образ медицинского работника и медицины в целом в последнее время претерпевает сильные изменения, и происходит это во многом благодаря развитию информационных технологий.

И хотя присутствие ИТ становится для пациента уже заметным, тем не менее, это только малая видимая часть айсберга. Сегодня роль ИТ в современной медицине становится просто огромной. Итак, медицина и компьютерные технологии — что связывает вместе эти понятия и как этот дуэт работает сегодня за рубежом и в нашей стране?

ЦИФРОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Пожалуй, наиболее яркими и многочисленными представителями медицинской компьютеризированной техники являются различного рода установки лучевой диагностики, производством которых занимаются довольно известные в мире ИТ-компании: General Electric, Hewlett-Packard, Olympus, Philips, Siemens, Toshiba и др.

Накопление и систематизация данных исследований, точная настройка параметров (глубины, ширины и пр.) исследуемой области, расчет в реальном времени различных параметров участка тела (линейные размеры, объем) и сравнение их с нормальными показателями — эти возможности компьютерной начинки сразу избавляют врача от значительного объема рутинной работы.

Кроме того, цифровой монитор современной диагностической установки позволяет легко получить изображение исследуемого участка тела в нужном масштабе и удобном ракурсе, что помогает поставить быстрый и качественный диагноз проблемы. Однако сама лучевая диагностика позволяет получить лишь серию срезов изображений участков тела на определенной глубине, что дает представление об объекте в целом, но не обладает достаточной наглядностью. Благодаря же применению компьютеров стала возможной трехмерная реконструкция тела пациента.

Очевидно, что здесь должны задействоваться большие вычислительные мощности, и стоить такое решение будет недешево (вообще говоря, стоимость любой современной компьютеризированной медицинской техники измеряется в десятках и сотнях тысяч долларов). Комплекс, позволяющий выполнять 3D-моделирование, обычно состоит из сканирующей аппаратуры и компьютерной рабочей станции со специальным ПО, собственно выполняющим моделирование (примером такой техники являются Marconi SeleCT SP, Philips CT Aura и рабочие станции Siemens MagicView).

Но визуализация данных — это только часть задач, которые можно поручить вычислительным машинам. Точность выполняемых ими операций позволяет использовать их также в роли наблюдателей и координаторов.

ИДЕАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ

Жизнь — это непрерывное изменение состояния организма, и в случае медицинского вмешательства эти изменения необходимо контролировать, чтобы иметь возможность правильно и вовремя отреагировать на критическую ситуацию. Этим целям и служат мониторы состояния пациента — трудяги, на плечи которых ложится наблюдение, протоколирование и, по возможности, корректировка состояния пациента.

Они состоят, как правило, из набора датчиков и компьютерного блока, занимающегося обработкой и отображением информации. Такие мониторы сегодня получают достаточно большое распространение: их производством широко занимаются как зарубежные компании (такие как General Electric, Hewlett-Packard, Olympus, Philips, Siemens), так и украинские разработчики (Диагностические Системы, МИДА, Научно-технологическое общество «Бэта»). Причем отечественные разработки в основном выполняются на базе привычных Windows-ПК.

Более сложными разработками являются целые инкубаторы, позволяющие создавать и поддерживать для пациента необходимый микроклимат. Из подобной техники, которая уже появилась в Украине, можно назвать инкубаторы для новорожденных Isolette компании Hill-Rom.

По части проведения наблюдений, компьютерной аппаратуре нет равных, однако сегодня ей позволяют не только смотреть, но и действовать. Так, недавно разработанный американскими специалистами робот da Vinci уже успешно используется хирургами на практике для проведения различных операций, в том числе и на сердце. Движениями робота хирург управляет с помощью джойстика, абсолютно не касаясь пациента. Это делает возможным проведение операций при нахождении специалиста в другой комнате или даже в другой больнице.

РАБОТА В КОМАНДЕ

Без возможности передачи данных на другую аппаратуру работа компьютеризированной медицинской техники по сбору, обработке и накоплению информации была бы неполноценной и не позволила бы интегрировать различную технику в единый процесс обследования и лечения пациента.

Большинство современных медицинских диагностических установок (таких как ATL HDI 5000 или GE Logiq 500 Pro) имеют сетевой интерфейс или Web-сервер, с помощью которого имеется возможность удаленно получать информацию с аппарата. Данные передаются по сети (в основном в качестве среды используется обычный Ethernet) на выделенный сервер для дальнейшего их хранения и обработки.

При этом используется стандартизированный протокол представления графической информации Dicom (Digital Imiging and Communication in Medicine), что позволяет совместно использовать аппаратуру различных производителей. Собранные таким образом данные о многочисленных пациентах представляют собой удобный статистический материал, помогsize=2ающий лучше изучать развитие и лечение различных заболеваний.

Возможность передачи данных по сети в стандартизированном виде дала жизнь новому направлению в медицине — телемедицине, то есть проведению медицинских консультаций и обследований без привязки к местонахождению медицинского специалиста. Сегодня телемедицина только зарождается, как за рубежом, так и в Украине, но, учитывая растущий интерес самих врачей к данному вопросу, возможно, в ближайшее время она получит быстрое развитие.

АРМ ВРАЧА

Медицинская аппаратура, объединенная в сетевое содружество, — это лишь инструмент в руках врача, использование которого должно быть простым и удобным. По этой причине, зайдя в современную поликлинику, можно встретить на столе врача персональный компьютер, который выполняет роль автоматизированного рабочего места (АРМ). Какие возможности это дает?

Прежде всего, централизованное ведение базы данных пациентов (включая всю информацию об обследованиях и лечениях), доступ к которой можно получить из любого кабинета, оснащенного АРМ. Таким образом, карточка пациента никогда не потеряется (при правильной организации системы хранения данных), а поиск ее будет максимально упрощен. Кроме того, все заключения и результаты обследования и лечения могут быть в любой момент распечатаны на принтере(стандартным и всем понятным шрифтом) и выданы на руки пациенту.

Обслуживание пациентов становится более удобным как для них самих, так и для врачей. А централизованное ведение базы данных позволяет вести планирование приема пациентов и избегать возникновения очередей в коридорах лечебного заведения.

Сегодня отечественными разработчиками (такими как Diagnostic Systems, DX-Complexes, DX-Системы и НТО «Бэта») предлагаются различные недорогие решения на базе персонального компьютера, как АРМ, так и систем анализа кардио- и энцефалограмм (такие как DX-NT32, «Сфера-4», «Ритм»).

Примером построения сети АРМ и диагностических установок может служить киевское лечебное заведение МНПО «Медстрой», где диагностическая аппаратура ATL (сегодня ATL стало подразделением Philips) работает в кооперации с АРМ врачей, построенными силами собственного отдела АСУ.

Другим подходом к построению медицинской информационной инфраструктуры является комплексное решение от одного производителя. В Украине пока существует только один подобный крупный проект — киевский диагностический центр «Здоровье пожилых людей», на котором стоит остановиться подробнее.

ГЛОБАЛЬНЫЙ ПОДХОД

Проект «Здоровье пожилых людей» (его стоимость около $15 млн) стал реализацией специализированного подхода к построению современных медицинских учреждений, предлагаемого компанией Siemens. В основе диагностического комплекса лежит так называемая архитектура SieNet (Siemens Net), позволяющая сразу интегрировать все медицинские аппараты в единую сеть.

Процесс обследования полностью автоматизирован. Когда пациент приходит в диагностический центр, вся информация о нем вносится в базу данных. Затем, в соответствии с загрузкой диагностических кабинетов, составляется план обследования: когда и в какое время какие кабинеты нужно посетить. При этом пациенту выдается лист с назначениями и специальным уникальным штрихкодом. В дальнейшем, при прохождении обследования врачу достаточно будет считать с помощью сканера этот штрихкод, чтобы вся информация автоматически была занесена в базе данных в карточку пациента. Какой механизм реализует весь этот процесс?

Все оборудование (также производства Siemens) включено в специальную сеть SieNet, в основе которой используется обычный Ethernet. В состав сети входит архивный сервер Siemens MagicStore с RAID-накопителем, емкость которого кратна объему информации, накапливаемой за сутки на всех аппаратах. Обычно в нем остается вся информация недельной давности.

Все данные о пациентах, которые предназначены для архивного хранения, записываются на магнитооптические носители в jukebox (дисковод с автоматической сменой дисков). В тот же jukebox переносится информация при достижении максимального процентного значения заполнения RAID-массива сервера. При этом сам RAID-массив никогда не опустошается (всегда свободно не более 10 % от общего объема массива), ведь скорость доступа к данным, хранящимся в нем, гораздо выше скорости доступа к jukebox. Таким образом обеспечивается высокая скорость и производительность сети в целом.

Всего в центре установлено 2 jukebox, каждый из которых содержит по 156 5-дюймовых дисков емкостью по 1,7 ГБ (таким образом, общая емкость 2 jukebox составляет 530,4 ГБ, что эквивалентно около 294,6 млн страниц печатного текста формата А4). И хотя диагностический центр никогда не простаивает и пациентов всегда хватает, тем не менее за два года работы магнитооптические хранилища заполнились меньше, чем на 50 %.

Что же произойдет после заполнения накопителей? В этом случае под управлением оператора хранилища будет происходить выгрузка заполненных магнитооптических дисков «на полку» (диски jukebox выгружаются из системы для их дальнейшего отдельного хранения). При этом база данных сервера всегда знает, где искать те или иные данные пациента: в RAID-массиве, в jukebox или же на полке.

Ну, а что же представляет собой тот программно-аппаратный комплекс, который управляет всей этой медицинской сетью?

Unix или Windows?

Помимо сервера MagicStore в сеть SieNet входят еще 9 рабочих станций MagicView для диагностики, построенные на компьютерах Sun (в качестве ОС используется Solaris — представитель семейства Unix). Некоторые из них привязаны к одному из видов оборудования, например, одна рабочая станция привязана к компьютерному томографу (устройство лучевой диагностики). Некоторые — общего пользования, и стоят в нескольких кабинетах-ординаторских.

Там доктор может войти в систему под своим именем и паролем и просмотреть снимки и данные, касающиеся его пациента или обследования. После — подписать снимки или заключение и отправить все в архив или сохранить на сервере в RAID-массиве (оттуда впоследствии данные попадут в архив автоматически).

То, что в качестве платформы рабочих станций и сервера используется RISC-архитектура, имеет свои причины, обусловленные спецификой работы медицинского учреждения. Дело в том, что в процессе диагностики пациентов рабочей станции приходится обрабатывать поток из сотен снимков, каждый из которых представляет собой высококачественную картинку. Задача достаточно ресурсоемкая, и для ее решения на каждой станции используется по 2 процессора Ultraspark с частотой 300—350 МГц при оперативной памяти системы 512 МБ. При этом для повышения производительности в рабочей станции по возможности везде использована SCSI-шина.

Может сложиться впечатление, что платформа Intel в медицинской области осталась вообще на третьем плане, но это не так. В то время, когда разрабатывалась эта сеть, построить ее на базе персональных компьютеров было достаточно сложно. Однако в последнее время наблюдаются тенденции перехода на архитектуру Intel, и в частности у медицинского подразделения Siemens.

Пока разработанные Siemens на базе Intel компьютерные станции нельзя назвать диагностическими, поскольку по своим возможностям они не достигают уровня станций Sun. Эти компьютеры называются Wiewing Station (для просмотра), они намного проще машин Sun и используют ОС Windows NT.

Как правило, такие станции расставлены в определенных местах клиники, и с них врач просто может оперативно просмотреть снимки или данные о пациенте, но не проводить какие-то диагностические исследования или измерения. Например, они стоят в операционных, где во время операции можно просмотреть результаты предварительно проведенных диагностических исследований.

Однако в своих последних разработках Siemens постепенно уходит в сторону построения SieNet на базе архитектуры Intel. Причина достаточно очевидна: стоимость таких решений гораздо ниже, чем аналогичные продукты на платформе Sun. Сегодня у Siemens уже есть разработки медицинских сетей, в которых и клиентская и серверная часть оборудования строится на базе Intel под управлением ОС Windows NT. О широком внедрении речь пока не идет, но, возможно, это только дело времени.

Видеорепортаж о роли компьютерных технологий в современной медицине, размещенный на CHIP-CD этого номера, позволит ближе познакомиться с современными разработками Siemens, использованными в центре «Здоровье пожилых людей».

ИДЯ РУКА ОБ РУКУ

Итак, информационные технологии довольно активно внедряются в самые различные направления медицины, становясь мощным инструментом в руках врачей. И даже более: ИТ становится платформой, на которой пересекаются традиционная и нетрадиционная медицина.

Дело в том, что сейчас специалисты МедИнТех разрабатывают программу, которая позволит производить диагностику не только в условиях медицинского центра, но и делать экспресс-анализ на дому.

Выглядеть будет все довольно просто: пациент самостоятельно у себя дома будет с помощью двух щупов замерять электрокожное сопротивление в определенных точках, и затем через Internet передавать эту информацию в специализированные центры, где ее будут анализировать врачи и, задавая определенные вопросы (через экспертную систему), принимать решение о доисследовании. Таким образом, мы опять сталкиваемся с системой, развитие которой обозначили ранее, — это телемедицина.

И со стороны МедИнТех в этой области сделано уже достаточно много: специалистами этой организации разработан аппарат с возможностью записи всей информации об обследовании и назначенном лечении на смарт-карту, и управления на основе этой информации лечащим прибором (устройством, обеспечивающим терапевтическое воздействие и находящимся дома у пациента, либо в медицинском центре).

При возникновении каких-либо проблем всегда можно будет обратиться в консультативный медицинский центр через Internet, где смогут откорректировать эту или дать новую карту. С помощью этой же смарт-карты пациенты будут производить оплату за медицинские услуги. В перспективе за подобные консультации пациент сможет расплачиваться и через Internet-магазин.

Макет аппаратной части нового устройства уже готов, и сейчас специалисты МедИнТех занимаются созданием соответствующего ПО. Первое внедрение аппарата будет, скорее всего, уже в этом году в Ялте в медицинском объединении санаторно-курортных учреждений.

Подробнее эта и другие разработки МедИнТех представлены в видеорепортаже о роли компьютерных технологий в современной медицине, размещенном на CHIP-CD этого номера.

Итак, роль ИТ в медицине сегодня настолько же разнопланова, насколько разнообразна сама медицина, и уже можно с уверенностью сказать: ИТ не просто дополняют медицину, они выводят ее на новый уровень, как для врачей, так и для их пациентов.