Информационные технологии в медицине

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФБГОУ ВПО Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова

Институт энергетики и автоматизированных систем

Факультет информатики

Кафедра информационных систем

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Информационные системы и технологии»

на тему: «Информационные технологии в медицине»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка гр: ФИ4ПИб14

Комиссарова О.Р.

 

проверила: к.п.н., доц. каф ИС

Масленникова О. Е.

 

 

 

 

 

Магнитогорск

2014

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Информационные технологии сегодня становятся неотъемлемой составляющей здравоохранения, потому что медицинские организации на данный момент производят и накапливают огромные объемы данных. Однако процесс внедрения информационных технологий в сферу медицины по России далеко не равномерен. Некоторые регионы уже довольно далеко продвинулись на пути информатизации и получают вполне осязаемые результаты. В то же время, большинство российских территорий находятся, скорее, в начале этого сложного процесса.

Актуальность темы объясняется тем, что внедрение информационных технологий в медицину  и эффективность их использования врачами, руководителями, управляющими в сфере здравоохранения напрямую влияет на качество медицинской помощи, общий уровень жизни населения, уровень развития страны в целом и каждого ее территориального субъекта.

 

Целью данной работы является исследование направлений внедрения информационных технологий в сферу медицины.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• исследовать понятие информационных технологий,
• представить классификацию основных медицинских информационных технологий,
• изучить медицинские информационные технологии, внедряемые в РФ,
• выявить наиболее актуальные  проблемы использование ИТ в здравоохранении.  
  1.Этапы внедрения ИТ в медицину

 

Процесс внедрения вычислительной техники в учреждения здравоохранения нашей страны имеет почти полувековую историю. Первые попытки применения ЭВМ для решения медицинских задач относятся к пятидесятым годам. В то время компьютеры занимали целые этажи зданий и обслуживались десятками людей. Естественно, что ни одно медицинское учреждение страны ими не располагало. Однако крупные научно-исследовательские институты арендовали в вычислительных центрах машинное время. В первую очередь это были задачи по статистической обработке данных для научно-медицинских исследований, а также предпринимались первые попытки по автоматизации процесса диагностики. 

В 1959 году в институте хирургии имени Вишневского была организована первая лаборатория медицинской кибернетики и информатики, а в 1961 году в этой лаборатории появилась ЭВМ, первая в медицинских учреждениях Советского Союза. Были организованы также лаборатории медицинской кибернетики в ряде институтов Академии Наук. (рисунок1)

Рисунок 1- Первая медицинская лаборатория.

 

В 60-70 годы, подобными лабораториями располагали уже многие ведущие научно-исследовательские институты. ЭВМ стали более компактными и дешевыми, их общее число в стране превысило тысячу. Доступ к ним сотрудников медицинских учреждений упростился, возросло число решаемых с их помощью медицинских задач. Помимо статистической обработки данных, активно развивались работы по консультативной диагностике и прогнозированию течения заболеваний. Делались первые шаги в телемедицине - космической и традиционной: первые опыты по дистанционной диагностике с помощью ЭВМ были проведены в Институте хирургии им. А.В. Вишневского. В конце шестидесятых годов для координации работ в области медицинской информатики был создан Главный вычислительный центр Министерства здравоохранения СССР при Институте социальной гигиены и организации здравоохранения имени Семашко.

В 70-80 годы ЭВМ стали доступными не только для научно-исследовательских институтов, но и для многих крупных клиник. Помимо проводившихся ранее работ появились первые автоматизированные системы профилактических осмотров населения; начались попытки совместить медицинскую аппаратуру с ЭВМ; появились сообщения о первых мониторных системах, системах для функциональных исследований. Развитие консультативно-диагностических систем привело к созданию консультативных центров.

Во второй половине восьмидесятых годов появились персональные компьютеры, и процесс компьютеризации медицины принял лавинообразный характер. Появилось большое количество разнообразных систем для функциональных исследований. Различные информационные системы начинают разрабатываться и внедряться в учреждения практического здравоохранения. Создаются первые компьютерные сети в медицине.

С начала 90-х годов произошла фактическая стандартизация средств вычислительной техники в здравоохранении. Основным типом ЭВМ стал персональный компьютер, совместимый с IBM PC, а операционной системой Windows.[2]

С появлением медицинского страхования начали активно внедряться соответствующие информационные системы. Для создания медицинской отчетности стали применять статистические информационные системы.

Сегодня компьютеры стали неотъемлемым компонентом оснащения всех медицинских учреждений. Однако в большинстве случаев их возможности не используются в полной мере. Одной из причин этого является недостаточная обеспеченность аппаратно-программными средствами, особенно коммуникационными устройствами, что не позволяет наладить транспортировку данных и оперативное обеспечение ими всех специалистов учреждения. Другая причина, вероятно более значимая, видится в отсутствии у медицинских работников знаний и навыков, необходимых для работы с современными персональными компьютерами.

2.Классификация медицинских  информационных технологий

Классификация медицинских информационных технологий основана на иерархическом принципе и соответствует многоуровневой структуре здравоохранения. Различают следующие группы. (рисунок 2)

1. Медицинские информационные технологии  базового уровня, основная цель которых – компьютерная поддержка работы врачей разных специальностей. Они позволяют повысить качество профилактической и лабораторно-диагностической работы, особенно в условиях массового обслуживания при дефиците времени квалифицированных специалистов. По решаемым задачам выделяют:

• информационно-справочные системы (предназначены для поиска и выдачи медицинской информации по запросу пользователя),

• консультативно-диагностические системы (используют для диагностики патологических состояний, включая прогноз и выработку рекомендаций по способам лечения, при заболеваниях различного профиля),
•   приборно-компьютерные системы (применяют для информационной поддержки или автоматизации диагностического и лечебного процесса, осуществляемых при непосредственном контакте с организмом больного),
• автоматизированные рабочие места специалистов (необходимы для автоматизации всего технологического процесса врача соответствующей специальности, обеспечивают  информационную поддержку при  принятии диагностических и тактических врачебных решений)

 

2. Медицинские информационные системы уровня лечебно-профилактических учреждений.  Представлены следующими основными группами:

 

• информационные технологии консультативных центров (предназначены для обеспечения функционирования соответствующих подразделений и информационной поддержки врачей при консультировании, диагностике и принятии решений при неотложных состояниях);
• банки информации медицинских служб (содержат сводные данные о качественном и количественном составе работников учреждения, прикрепленного населения, основные статистические сведения, характеристики районов обслуживания и другие необходимые сведения);
• персонифицированные регистры (включают в себя информацию на прикрепленный или наблюдаемый контингент на основе формализованной истории болезни или амбулаторной карты);
• скрининговые технологии (нужны для проведения доврачебного профилактического осмотра населения, а также для выявления групп риска и больных, нуждающихся в помощи специалиста); [4]
• информационные технологии лечебно-профилактического учреждения (основаны на объединении всех информационных потоков в единую систему и обеспечивают автоматизацию различных видов деятельности учреждения);
• информационные технологии НИИ и медицинских вузов (решают 3 основные задачи: информатизацию технологического процесса обучения, научно-исследовательской работы и управленческой деятельности НИИ и вузов).

3. Медицинские информационные технологии территориального уровня представлены:

• ИТ территориального органа  здравоохранения;
• ИТ для решения медико-технологических задач, обеспечивающие информационной поддержкой деятельность медицинских работников специализированных медицинских служб;
• компьютерные телекоммуникационные медицинские сети, обеспечивающие создание единого информационного пространства на уровне региона.

4. На федеральном уровне  медицинские информационные технологии предназначены для информационной поддержки государственного уровня системы здравоохранения.[10]

Важной разновидностью специализированных медицинских информационных систем являются медицинские приборно-компьютерные системы (МПКС).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

                                

Рисунок 2-Классификация медицинских ИТ.

 

В настоящее время одним из направлений информатизации медицины является компьютеризация медицинской аппаратуры. Использование компьютера в сочетании с измерительной и управляющей техникой в медицинской практике позволило создать новые эффективные средства для обеспечения автоматизированного сбора информации о состоянии больного, ее обработки в реальном масштабе времени и управление ее состоянием. Этот процесс привел к созданию МПКС, которые подняли на новый качественный уровень инструментальные методы исследования и интенсивную терапию. МПКС относятся к медицинским информационным системам базового уровня. Основное отличие систем этого класса – работа в условиях непосредственного контакта с объектом исследования и в реальном режиме времени. Они представляют собой сложные программно-аппаратные комплексы. Для работы МПКС помимо вычислительной техники, необходимы специальные медицинские приборы, оборудование, телетехника, средства связи.

Типичными представителями МПКС являются медицинские системы мониторинга за состоянием больных, например, при проведении сложных операций; системы компьютерного анализа данных томографии, ультразвуковой диагностики, радиографии; системы автоматизированного анализа данных микробиологических и вирусологических исследований, анализа клеток и тканей человека.

В МПКС можно выделить три основные составляющие: медицинское, аппаратное и программное обеспечение (рисунок 3) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3- Основные составляющие МПКС.

 

 

1. Применительно к МПКС медицинское обеспечение включает в себя способы реализации выбранного круга медицинских задач, решаемых в соответствии с возможностями аппаратной и программной частей системы. К медицинскому обеспечению относятся наборы используемых методик, измеряемых физиологических параметров и методов их измерения, определение способов и допустимых границ воздействия системы на пациента.

2. Под аппаратным обеспечением понимают способы реализации технической части системы, включающей средства получения медико-биологической информации, средства осуществления лечебных воздействий и средства вычислительной техники.

3. К программному обеспечению относят математические методы обработки медико-биологической информации, алгоритмы и собственно программы, реализующие функционирование всей системы.[1]

Одним из важнейших направлений в медицине является диагностика, поэтому создание информационной организационно-технической системы, способной своевременно и достоверно установить диагноз больного и выбрать эффективную тактику лечения, является актуальной задачей информатизации.

Задачу диагностики в области медицины можно поставить как нахождение зависимости между симптомами (входными данными) и диагнозом (выходными данными). Для реализации эффективной организационно-технической системы диагностики необходимо использовать методы искусственного интеллекта. Целесообразность такого подхода подтверждает анализ данных, используемых при медицинской диагностике, который показывает, что они обладают целым рядом особенностей, таких как качественный характер информации, наличие пропусков данных; большое число переменных при относительно небольшом числе наблюдений.

Кроме того, значительная сложность объекта наблюдения (заболеваний) нередко не позволяет построить даже вербальное описание врачом процедуры диагноза. Интерпретация медицинских данных, полученных в результате диагностики и лечения, становится одним из серьезных направлений нейронных сетей. При этом существует проблема их корректной интерпретации.

Широкий круг задач, решаемых с помощью нейросетей, не позволяет пока создать универсальные мощные сети, вынуждая разрабатывать специализированные нейронные сети, функционирующие по различным алгоритмам. Основными преимуществами нейронных сетей для решения сложных задач медицинской диагностики являются: отсутствие необходимости задания в явной форме математической модели и проверки справедливости серьезных допущений для использования статистических методов; инвариантность метода синтеза от размерности пространства, признаков и размеров нейронных сетей и др.