«Факультет экологической медицины Кафедра радиационной гигиены и эпидемиологии Р. А. Дудинская МЕДИЦИНСКАЯ ИНФОРМАТИКА Минск 2007 УДК 61:002(075.8) ББК 58:73я73 Д81 Рекомендовано к изданию научно-методическим советом ...»

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Международный государственный экологический

университет имени А. Д. Сахарова»

Факультет экологической медицины

Кафедра радиационной гигиены и эпидемиологии

Р. А. Дудинская

МЕДИЦИНСКАЯ ИНФОРМАТИКА

Минск

2007

УДК 61:002(075.8)

ББК 58:73я73 Д81 Рекомендовано к изданию научно-методическим советом МГЭУ им. А. Д. Сахарова (протокол № 1 от 20 сентября 2006 г.).

Автор:

старший преподаватель кафедры радиационной гигиены и эпидемиологии МГЭУ им. А. Д. Сахарова Р. А. Дудинская.

Рецензенты:

профессор кафедры гигиены и медицинской экологии БелМАПО, доктор медицинских наук В. И. Тернов;

доцент кафедры радиационной гигиены и эпидемиологии МГЭУ им. А. Д. Сахарова, кандидат технических наук С. А. Лаптенок.

Дудинская, Р. А.

Д81 Медицинская информатика / Р. А. Дудинская. – Минск :

МГЭУ им А. Д. Сахарова, 2007. – 77 с.

ISBN 978-985-6823-37-7.

Курс лекций составлен на основе базовой программы по модулю специализации "Медицинская информатика и основы анализа" и предназначен для изучения и самостоятельной работы студентов, специализирующихся на кафедре радиационной гигиены и эпидемиологии.

УДК 61:002(075.8) ББК 58:73я © Учреждение образования ISBN 978-985-6823-37- «Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова»,

1. ПРОГРАММА ИНФОРМАТИЗАЦИИ

ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Информатизация оказывает непосредственное влияние на прогресс в здравоохранении как в направлении развития самой службы, так и в области контроля за состоянием здоровья ее пациентов. Информационные технологии, системы связи, элементы инфраструктуры применяют все без исключения учреждения и организации здравоохранения.

Наибольший эффект от интеграционных усилий достигается в рамках целевых программ. Прежде всего это целостное, последовательное представление Программы от фундаментальных основ информатизации (концепции) через систему принципов (требований), которые предъявляет информатизация к своим составляющим и другим ресурсным компонентам отрасли (методологии), к обоснованным способам решения (методикам) и, наконец, к способам реализации (технологиям).

В последнее десятилетие ХХ века информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) стали одним из важнейших факторов, влияющих на развитие общества. Их революционное воздействие касается государственных структур и институтов гражданского общества, экономической и социальной сфер, науки и образования, культуры и образа жизни людей. Многие развитые и развивающиеся страны в полной мере осознали те колоссальные преимущества, которые несет с собой развитие и распространение ИКТ. Ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что движение к информационному обществу — это путь в будущее человеческой цивилизации. На этот путь встала и Республика Беларусь, что нашло отражение в Концепции государственной политики в области информатизации, одобренной Указом Президента Республики Беларусь от 6 апреля 1999 года № 195 [22].

В 2000 году была сделана попытка разработки такой программы. Ее проект был рассмотрен на заседании межведомственной комиссии по вопросам информатизации в Республике Беларусь, доработан с учетом замечаний, однако Советом Министров он не был утвержден в силу недостаточной целенаправленности и комплексности. Недостаточное развитие использования ИКТ усугубляется также рядом негативных факторов, к которым относятся:

• несовершенство нормативной правовой базы информатизации, разрабатывавшейся без учета современных возможностей ИКТ;

• отсутствие целостной информационной инфраструктуры и эффективной информационной поддержки рынка товаров и услуг;

• неготовность ряда государственных органов к применению эффективных технологий управления на базе ИКТ;

• высоким уровнем монополизации сетей связи, создающим барьеры на пути их использования и приводящей к перекосам в тарифной политике;

• недостаточный уровень подготовки кадров в области создания и использования ИКТ.

На устранение отмеченных негативных моментов и факторов и направлена Государственная программа информатизации Республики Беларусь на 2003 – 2005 годы и на перспективу до 2010 года «Электронная Беларусь», которая разработана во исполнение поручения Президента Республики Беларусь от 27 мая 2002 года № 09/540-20 коллективом специалистов различных организаций и учреждений под руководством Национальной академии наук Беларуси.

Программа имеет межотраслевой характер и базируется на основных положениях Концепции государственной политики в области информатизации. При ее подготовке Программы учтен опыт ряда иностранных государств по формированию аналогичных программ (Российской Федерации, Польши, Индии и др.).

1. 1. Цели, задачи, сроки и этапы реализации Программы Основной целью Программы является формирование в республике единого информационного пространства как одного из этапов перехода к информационному обществу, обеспечивающего создание условий для повышения эффективности функционирования экономики, государственного и местного управления, обеспечения прав на свободный поиск, передачу, распространение информации о состоянии экономического и социального развития общества.

Это должно быть обеспечено за счет создания общегосударственной информационной системы, предназначенной для сбора, обработки и накопления информации об основных элементах социально-экономических и политических процессов в обществе и формирования соответствующего национального информационного ресурса.

Программа должна обеспечивать информационную безопасность Республики Беларусь, создание и масштабное использование ИКТ, в том числе специального назначения.

Реализация Программы рассматривается как необходимое условие устойчивого социально-экономического развития и экономического роста, повышения эффективности модернизации экономики и системы государственного управления, укрепления влияния государства в выравнивании социально-экономического и культурного уровня жизни в регионах страны в соответствии с программами социально-экономического развития республики.

Программа предполагает поэтапную реализацию.

В ходе первого этапа сформированы системы мониторинга действующих в республике государственных программ в различных отраслях экономики и сферах деятельности, государственных научно-технических программ по решению наиболее значимых народнохозяйственных, экологических и социальных проблем в части координации их работ по следующим проблемам информатизации:

• мировые тенденции развития ИКТ и их использование в социально-экономической сфере;

• уровень распространения ИКТ в стране;

• эффективность расходования бюджетных средств в сфере информатизации;

• эффективность использования ИКТ, информационных ресурсов в государственных органах и организациях, обеспеченность их техническими средствами обработки информации и средствами связи;

• эффективность действующей нормативной правовой базы, регулирующей использование ИКТ.

Наряду с этим на первом этапе подготовлены нормативно-методические материалы, касающиеся совершенствования организации работ в республике в области информатизации.

На втором этапе (2004 – 2005 годы) реализованы проекты, обеспечивающие взаимодействие между автоматизированными информационными сетями государственных органов, создана основа единой информационной инфраструктуры для государственных органов, сформирован единый национальный информационный ресурс.

На третьем этапе (2006 – 2010 годы) завершатся работы по созданию общегосударственной автоматизированной информационной системы, будет сформирована единая информационная и телекоммуникационная инфраструктура, обеспечено внедрение системы электронной торговли для государственных нужд на республиканском уровне, стандартизированного электронного документооборота и систем обеспечения национальной безопасности.

Стандартизация, сертификация и лицензирование в сфере информационной безопасности должны сформировать механизм регулирования, обеспечивающий качество и конкурентоспособность отечественных информационных ресурсов и технологий на внешнем рынке, а также безопасность внутреннего рынка.

и переподготовки специалистов по ИКТ и квалифицированных пользователей Основной целью этого направления является совершенствование системы подготовки специалистов для работы с современными ИКТ, обеспечение современного материально-технического оснащения учебного процесса.

Широкое развитие ИКТ и их проникновение во все сферы жизни общества требует подготовки не только соответствующих специалистов в рамках профессиональных образовательных программ, но и квалифицированных пользователей. При этом необходимо прогнозировать потребности общества в специалистах на 10 – 15 лет вперед и способствовать организации этой работы в настоящее время.

Основными задачами данного направления являются:

• создание в учреждениях образования современной методической и материально-технической базы подготовки и переподготовки специалистов для сферы ИКТ;

• формирование необходимой кадровой, методической и материально-технической базы в образовательных учреждениях начального и среднего профессионального образования;

• создание нормативной правовой базы информатизации образования и развития системы дистанционного обучения;

• создание системы профориентации учащейся молодежи в области • развитие информационной и телекоммуникационной инфраструктуры в учреждениях среднего и высшего профессионального образования.

Реализация направления должна осуществляться с учетом Республиканской программы «Информатизация системы образования Республики Беларусь» на 1998 – 2006 годы и Государственной программы создания информационной компьютерной сети системы образования Республики Беларусь.

1.3. Информатизация системы здравоохранения Для системы здравоохранения Программа начинается с обоснования концептуальных положений. Всеохватывающий характер информатизации в здравоохранении объединяется концепцией через следующие направлении:

• создать систему комплексного, научно обоснованного анализа динамики состояния здоровья населения в связи с различными социальными, экономическими и экологическими факторами;

• разработать на основе компьютерной технологии национальные научно-практические программы борьбы с основными заболеваниями;

• значительно увеличить производительность труда медицинских работников для повышения качества лечебно-диагностического • повысить эффективность использования ресурсов здравоохранения.

"Основным условием развертывания процесса информатизации является повышение качества интеллектуальной среды через систему образования и переподготовки руководителей и медицинских кадров. Необходимо включить в аттестационный комплекс обязательных знаний для руководителей всех уровней раздел по информатике, а при аттестации на высшую категорию врачей всех специальностей – начальные сведения об этом предмете.

Необходимо направлять бюджетные и технические ресурсы в области информатизации на создание центров обучения руководящих кадров, развертывание профильных и специальных кафедр в вузах для обучения студентов.

Целесообразно на базе существующих кафедр в вузах начать целевую подготовку кадров профессорско-преподавательского состава для обеспечения развертывания новых кафедр медицинской информатики", – говорится в Программе.

Итак, информатизация зависит от качества интеллектуальной среды в отрасли, а точнее – от реально применимых информационных и компьютерных технологий и средств коммуникаций. Довести сведения о них до широкой медицинской общественности призвана медицинская информатика.

1.4. Цели и основные направления информатизации Главная цель информатизации может быть сформулирована следующим образом: способствовать реализации основной функции охраны здоровья населения – увеличению продолжительности активной жизни путем создания новых информационных технологий на всех уровнях управления здравоохранением и новых медицинских компьютерных технологий, повышающих качество лечебно-профилактической помощи.

Общие цели информатизации здравоохранения заключаются в :

1) информационной поддержке задач качественного медицинского обслуживания населения;

2) создании новых компьютерных технологий лечебно-диагностических процессов;

3) создании информационно-технической базы;

4) информационном обеспечении диагностики состояния здоровья населения, окружающей среды, самой системы здравоохранения;

5) анализе причинно-следственных связей развития тех или иных 6) прогнозировании будущих тенденций развития самой системы здравоохранения и «внешней» по отношению к ней социальной 7) Создании общегосударственной информационной системы научной медицинской информации на основе международных стандартов. Интеграция этой системы с аналогичными международными системами.

1.5. Концепция информатизации здравоохранения Первым приоритетным проектом программы информатизации является мониторинг состояния здоровья населения. При любой организации здравоохранения с течением времени роль профилактической медицины будет возрастать, так как при всех подходах, в том числе и экономическом, это позволит перейти к реальной стратегии развития отрасли. В числе главных задач:

1) организация в системе здравоохранения постоянно действующих курсов повышения квалификации в области информационных технологий;

2) создание в системе здравоохранения современной телекоммуникационной сети передачи данных.

Необходимость создания мощного современного телекоммуникационного узла в системе здравоохранения регламентирует ряд директивных документов: Указание Главы Администрации Президента "О размещении информации о Республике Беларусь в сети Интернет" (05.01.98), Программа развития ООН "Интернет. Проект Правительства Республики Беларусь», проект "Государственной программы информатизации системы здравоохранения Республики Беларусь".

1. Какова главная цель информатизации здравоохранения?

2. Как можно обосновать правомочность термина "эффективность" в социальной сфере вне денежных категорий?

3. Что вы можете рассказать о Концепции информатизации здравоохранения?

4. Какова роль медицинской информатики в информатизации отрасли?

5. На какие уровни здравоохранения рассчитана Программа информатизации здравоохранения?

6. Что Программа позволяет сделать для информатизации лечебно-диагностического процесса?

7. Если вы работаете с АС или БД, можете ли вы представить ее место и роль в системе управления службой (территорией) или в поддержке лечебно-диагностического процесса?

8. Что такое мониторинг вообще и мониторинг как ключевая задача отрасли?

9. Что такое регистры конкретных групп населения? По каким категориям, по вашему мнению, они должны вестись?

10. Какова главная цель создания мониторинга здоровья и какова роль ЛПУ в ее достижении?

11. Как вы понимаете межотраслевой и внутриведомственный характер работы с информацией для мониторинга здоровья?

12. Влияет ли введение мониторинга на статистическую основу здравоохранения?

13. Как, по вашему мнению, должна быть пересмотрена или дополнена практика работы с данными и информацией для эффективного мониторирования здоровья пациентов?

14. Стандартизация по основным направлениям деятельности в здравоохранении – это: а)процесс упорядочивания; б) целенаправленное обобщение данных и информации; в) приведение объектов к единообразию. Выберите правильный ответ.

15. Информатизация в здравоохранении – это: а) реализация комплекса мер по обеспечению полного и своевременного использования достоверных знаний в медицине и здравоохранении; б) реализация комплекса мер по масштабной компьютеризации отрасли; в) научное направление в медицинской науке.

Укажите правильный ответ.

2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В ЗДРАВООХРАНЕНИИ

Середина прошлого столетия (1949 год) ознаменовалась как начало эры "второй письменности" – создание компьютера английским исследователем Морисом Уилксом и середина 70-х годов – как время появления миникомпьютеров. С компьютеризацией связано создание качественно новой информационной инфраструктуры, особенно остро затрагивающей социальную сферу и, прежде всего, службу охраны здоровья. Системный подход к проблеме здоровья на индивидуальном, групповом и популяционном уровнях объединяет все специальности медицины и здравоохранения и делает взаимообогащающими предложения по каждому уровню информационных систем.

Информационная система – организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Решение задач здравоохранения в рамках информационных систем характеризуется:

• применением единой по идеологии системы и средств сбора, обработки и передачи информации;

• уровнем использования информации;

• комплексным решением вопросов обеспечения пользователей релевантной информацией;

• использованием информационных систем, технологий и средств их обеспечения самими медицинскими работниками.

Основополагающими принципами создания информационных систем являются:

• совмещение возможностей человека и технических средств;

• однократный ввод информации и многократное ее использование;

• динамичность;

• наличие обратной связи;

• отработка типовых решений в опорных зонах с последующим внедрением по всем территориям и регионам Республики;

• использование имеющихся программно-технических средств, средств связи и передачи информации с целью экономии ресурсов Ключевым моментом разработки и внедрения информационных систем является их ориентация на компьютеры. Вместе с тем компьютеризация медицинских учреждений не является самоцелью. Важно то, что облегчается и удешевляется создание, хранение и пользование массивами информации, обеспечивается ее полнота и адекватность, своевременность поступления.

2.1. История развития информационных систем (ИС) Чтобы лучше представить положение дел сегодня, необходимо оглянуться назад, в глубь истории. В стиле минувшего времени было при разработке любой системы представлять ее в виде последовательности операций, которая позволяла достичь заранее поставленной цели, отражающей общую полезность для здравоохранения. Она должна была обеспечивать решение определенного круга задач. Вот некоторые из примеров медицинских информационных систем (МИС) кибернетической поры, когда в представлениях разработчиков и заказчиков доминировало желание управлять этими системами, а не разумная обработка информации. Были предприняты первые попытки с помощью ИС управлять больницей, а точнее, обрабатывать данные, чтобы «обнаруживать заболевания, принимать решения по госпитализации, для стационарного наблюдения и лечения, выписки из клиники, а также наблюдения после выписки». Аппаратная платформа для таких систем основывалась на ЭВМ типа «Минск 22/23/32» и ЕС 1020/30/40. Основным информационным ресурсом для всех учетных МИС были данные из карты №261, практически государственного стандарта для различных служб Минздрава и других учреждений.

Сложившаяся ситуация весьма типична для всех достаточно развитых информационных систем здравоохранения. Это явление имеет вполне объективную историческую основу. В 1970-х годах, когда для автоматизации медицинских учреждений использовались в основном большие компьютеры, возникла идея создания так называемых тотальных информационных систем, которые должны были автоматизировать все жизненно важные функции медицинских учреждений, используя аппаратные средства одной фирмы-производителя, один и тот же язык программирования и одинаковый стиль ведения диалога между человеком и компьютером. Однако вскоре выяснилось, что многообразие лечебно-профилактической деятельности столь велико, что ни одна фирма-разработчик не в состоянии в разумные сроки охватить ее целиком. Поэтому стали появляться частные решения, в первую очередь автоматизация учета движения пациентов, оплаты лечения, расчета заработной платы персонала. Из-за дороговизны больших компьютеров многие лечебные учреждения кооперировались и создавали один вычислительный центр на несколько учреждений.

Появление мини-компьютеров существенно изменило ситуацию. В 1980-х годах лечебные учреждения могли позволить себе иметь несколько таких компьютеров для автоматизации работы отдельных подразделений.

Мини-компьютеры совершили буквально революцию в лабораторном деле.

Ими стали комплектоваться производительные автоанализаторы, на их базе создавались информационные системы лабораторий, охватывавшие все процессы обработки информации – от заказа исследования до получения его результата. В конце концов в одном лечебном учреждении нередко оказывалось несколько информационных систем, выполненных на различной аппаратной и программной базе. Основной причиной этому была отнюдь не недостаточная компьютерная или технологическая грамотность организаторов здравоохранения (чего тоже хватало), а экономическая нецелесообразность разового выделения значительных капиталовложений для единовременной закупки и запуска комплексной системы автоматизации лечебного учреждения. Поэтому системы приобретались или разрабатывались постепенно; а так как любая компьютерная система морально и физически устаревает менее чем за 10 лет, то вряд ли стоило приобретать новую систему на базе устаревших компьютеров только из-за соображений совместимости оборудования с самой старой, первой системой.

В этих условиях возникла концепция интегрированных систем, в которых не так уж важно, на каких компьютерах работают отдельные компоненты или подсистемы, зато тщательно продуманы и реализованы процедуры их взаимодействия.

Хотя к идеалу интегрированной системы удалось подойти ближе, чем к так и не реализованному идеалу тотальной системы, тем не менее и он оказался недостижим: слишком уж трудоемка разработка и реализация спецификаций взаимодействия отдельных систем, если это делается в рамках одного учреждения или даже группы учреждений. Поэтому к середине 1990-х годов появилась концепция создания открытых медицинских информационных систем. Определение «открытые» применительно к медицинским информационным системам означает, что в них реализованы процедуры обмена медицинскими и экономическими документами с другими системами, удовлетворяющие общепринятым и опубликованным правилам и стандартам. В идеале две открытые медицинские информационные системы могут взаимодействовать без всяких дополнительных усилий со стороны их разработчиков. (Подчеркнем, что «открытость» систем в данном случае отнюдь не означает общедоступность хранящейся в них информации. Хозяева каждой системы сами решают, какую информацию можно, а какую нельзя передавать в другие учреждения.) Для реализации концепции открытых медицинских информационных систем необходимо предварительно разработать правила и стандарты их взаимодействия. Таким образом, сложность разработки медицинских информационных систем переносится в другую плоскость и адресуется другим специалистам: если при разработке интегрированных систем голову приходилось ломать в основном специалистам с техническим образованием, то теперь ответственность в большей мере возлагается на экспертов, хорошо знающих предметную область здравоохранения и владеющих методами формализации ее описания.

Сначала появились МИС, в которых электронная запись о состоянии здоровья пациента формировалась на основе твердой копии стандартного документа, принятого в Минздраве, а ввод данных производился вручную или в лучшем случае с использованием сканера. Они еще встречаются в районных поликлиниках или травматологических пунктах.Затем были созданы МИС, где медицинская запись обрабатывалась на ПК и не требовалось твердой копии документа. Их сменили МИС, использующие только электронную форму записи. И, наконец, сейчас разрабатываются и внедряются МИС наиболее общего типа, предоставляющие пользователю доступ к системам электронных медицинских записей и, более того, записей о здоровье пациента, которые представляют собой динамически меняющуюся информацию, становящуюся со временем знанием о здоровье пациента.

Применение ПЭВМ в информационных системах обеспечивает:

• оперативное обслуживание всех информационных процессов в • сокращение в ЛПУ на основе централизации потоков персонифицированной информации на пациентов и/или ее упорядочивание;

• повышение степени и уровня использования информации;

• высвобождение персонала от трудоемких счетных работ;

• оптимизацию параметров, отражающих технологические процессы (медико-экономические стандарты, мониторинг здоровья и • повышение оперативности руководства медицинской и организационной деятельностью.

Кроме того, Применение компьютерных технологий (КТ), во первых не должно:

• увеличивать объем работы медицинского персонала;

• существенно изменять стиль работы персонала (технологическая • ориентироваться на введение в лечебно-диагностических структурах технического персонала.

Во вторых, прежде всего должны быть автоматизированы те этапы работы, где информация появляется – впервые фиксируется.

В третьих, следует минимизировать, а лучше исключить использование в технологическом процессе промежуточных документов.

Медицина и здравоохранение, несмотря на присущие им качественные категории оценки, расположены к внедрению ПЭВМ. Это вызвано тем, что:

• разработаны эффективные алгоритмы оптимизации и информационной поддержки деятельности служб охраны здоровья (невысокие темпы внедрения связаны не с инертностью персонала, а с материальными трудностями);

• в здравоохранении велика однородность расчетов;

• по стране в системе Госкомстата циркулирует и выходит на уровень принятия решений большой объем информации здравоохранного и медико-демографического плана;

• число показателей, отражающих биомедицинские процессы, существенно;

• ряд показателей, характеризующих медико-демографические процессы и состояние здоровья (средняя продолжительность жизни, смертность, рождаемость, уровень и структура социально опасных и инфекционных болезней и др.), носят поистине стратегический характер и без преувеличения влияют на безопасность страны;

• неизбежный рост числа ИВЦ и отделов АСУ не должен быть пущен на самотек, что связано с качеством статистической информации;

• в здравоохранении оперативное (административное) управление органически сливается с управлением лечебно-диагностическим процессом, особенно в условиях, когда во главу угла поставлена Несмотря на убедительность доводов в пользу тотальной (полной, всеобъемлющей и т.д.) компьютеризации здравоохранения, предварительно следует решить ряд принципиальных вопросов. Один из них – преодолеть или минимизировать противоречие между слабой структуризацией медицины и здравоохранения, с одной стороны, и требованием высокой степени упорядочения медицинской информации для компьютерных систем – с другой. В числе первых должно быть упорядочено техническое и программное обеспечение. Наибольшие преобразования связаны с самой информацией.

Она для использования в качестве информационного обеспечения в компьютерных системах должна отвечать основным требованиям единообразия, непротиворечивости, однородности ввода и полноты. Как мы видим, эти требования непосредственно связаны с показателями эффективности информационных процессов – от получения до использования информации.

От тщательности действий по унификации и стандартизации непосредственно зависит ценность информационных ресурсов отрасли.

При разработке ИС должна быть предусмотрена совместимость всех се подсистем. Для этого следует обеспечить:

• общность организационной структуры подсистем ИС;

• сопряженность технических средств;

• единую методику кодирования;

• совместимость ПО (предпочтительно использование стандартного • унификацию служебных документов, основных терминов и понятий;

• единый подход (стандартизация) к лечебному процессу.

Особо строго требования унификации и стандартизации предъявляются к сообщениям и документам. Те из них, которые обрабатываются средствами медицинской статистики, должны отвечать:

• отраслевым стандартам;

• требованиям КЗОТа;

• формам государственной и ведомственной статистики;

• инструкциям и классификаторам, принятым для системы здравоохранения;

• правилам и нормам формирования отчетной документации и ведения типовых ведомственных документов.

Одним из основных объектов стандартизации в здравоохранении являются информационные технологии (наряду с медицинскими услугами, лекарственным обеспечением, условиями оказания медицинской помощи, самой профессиональной деятельностью).

Информационные технологии – это преимущественно машинизированные способы обработки, хранения, передачи и использования информации. Они включают два элемента – машинный и человеческий, причем последний является главным. Конкретным воплощением информационных технологий в основном выступают автоматизированные системы и лишь в этом случае принято говорить о компьютерных технологиях.

В медицине и здравоохранении информационные, по средствам реализации - компьютерные технологии позволяют:

• достичь нового качества работы от конкретного рабочего места • создать и внедрить наукоемкие и ресурсосберегающие технологии;

• интегрировать средства информатизации здравоохранения в единое информационноге пространство страны и глобальные информационные сети.

2.2. Определение медицинских информационных систем. Задачи, решаемые МИС В современных условиях практически вся первичная медицинская помощь осуществляется в системе амбулаторно-поликлинических учреждений, которые и являются основным "держателем" информации о пациенте. Тем не менее в работе этих учреждений отмечается ряд недостатков, в том числе:

• большой объем медицинской документации, в значительной мере дублирующий содержащуюся в ней информацию, на заполнение которой затрачивается 40% рабочего времени врачей и среднего медицинского персонала;

• недостаточная полнота фиксированной в первичной медицинской документации информации при сборе анамнеза, объективном исследовании, оценке влияния социально-гигиенических • поспешность заполнения медицинской документации, неразборчивость записей, что сказывается на четкости и ясности записанной (от руки) информации, и затрудняет ее использование;

• отсутствие оперативной взаимосвязи между врачом и вспомогательными лечебно-диагностическими подразделениями поликлиники, что довольно часто приводит к увеличению сроков обследования и, как следствие, несвоевременности оказания адекватной медицинской помощи;

• частая потеря медицинской документации, восстановление содержания которой затруднительно, а иногда и невозможно;

• нечеткая организация регулирования потоков пациентов, создающая значительные очереди у кабинетов врачей;

• отсутствие должной связи и преемственности в лечении между участковым терапевтом и врачами – узкими специалистами и между поликлиникой и стационаром.

Следует отметить, что оставшаяся советская система организации здравоохранения выгодно отличается от системы большинства зарубежных стран, где первичная помощь осуществляется семейным врачом, а у нас она производится централизованно, в поликлинике по месту жительства, что позволяет собирать, накапливать и анализировать медицинскую информацию как по каждому субъекту, так и по всему контингенту населения, проживающего в зоне обслуживания поликлиники.

Развитие клинической и экспериментальной медицины сопровождается внедрением новых методов и приборов для исследования различных параметров и функций организма. Поток информации, поступающей к врачу, быстро и неуклонно растет, между тем как методы ее обработки остаются на прежнем уровне. Сопоставление и осмысливание большого количества медицинской информации с помощью так называемых ручных методов становится почти невозможным. Результаты наблюдений начинают искусственно расчленяться исследователями, обрабатываться частично, многие важные сведения при этом теряются или остаются неиспользованными.

Таким образом, применение компьютерной обработки для систематизации наблюдений стало настоятельной необходимостью.

Медицинские информационные системы (МИС) представляют собой совокупность систематизированных медицинских данных, приспособленных для компьютерной обработки с целью статистического анализа, диагностики, прогнозирования, оценки различного рода воздействий на организм, разработки оптимальных планов обследования и лечения больного и т.д. Другими словами, это массив (совокупность) унифицированных форм документов (карт обследования или историй болезней) с закодированной в них информацией, приспособленной для автоматической обработки, т.е. это своего рода систематизированный архив.

Современная концепция информационных систем предполагает объединение электронных записей о больных (electronic patient records) с архивами медицинских изображений и финансовой информацией, данными мониторинга с медицинских приборов, результатами работы автоматизированных лабораторий и следящих систем, наличие современных средств обмена информацией (электронной внутрибольничной почты, Internet, видеоконференций и т.д.).

По мнению сотрудников американского института медицинских записей (Medical Records Institute, USA), фактически можно выделить 5 различающихся уровней компьютеризации для МИС.

Первым уровнем МИС являются автоматизированные медицинские записи. Этот уровень характеризуется тем, что только около 50 % информации о пациенте вносится в компьютерную систему и в различном виде выдается ее пользователям в виде отчетов. Иными словами, такая компьютерная система является неким автоматизированным окружением вокруг "бумажной" технологии ведения пациента. Такие автоматизированные системы обычно охватывают регистрацию пациента, выписки, внутрибольничные переводы, ввод диагностических сведений, назначения, проведение операций, финансовые вопросы, идут параллельно "бумагообороту" и служат прежде всего для разного вида отчетности.

Вторым уровнем МИС является система компьютеризированной медицинской записи (Computerized Medical Record System). На этом уровне развития МИС те медицинские документы, которые ранее не вносились в электронную память (прежде всего речь идет об информации с диагностических приборов, получаемой в виде различного рода распечаток, сканограмм, топограмм и пр.), индексируются, сканируются и запоминаются в системах электронного хранения изображений (как правило, на магнитооптических накопителях). Успешное внедрение таких МИС началось практически только с 1993 года.

Третьим уровнем развития МИС является внедрение электронных медицинских записей (Electronic Medical Records). В этом случае в медицинском учреждении должна быть развита соответствующая инфраструктура для ввода, обработки и хранения информации со своих рабочих мест.

Пользователи должны быть идентифицированы системой, им даются права доступа, соответствующие их статусу. Структура электронных медицинских записей определяется возможностями компьютерной обработки. На третьем уровне развития МИС электронная медицинская запись может уже играть активную роль в процессе принятия решений и интеграции с экспертными системами, например при постановке диагноза, выборе лекарственных средств с учетом настоящего соматического и аллергического статуса пациента и т.п.

На четвертом уровне развития МИС, который авторы назвали системами электронных медицинских записей (Electronic Patient Record Systems или же по другим источникам Computer-based Patient Record Systems), сведения о пациенте имеют гораздо больше источников информации. В них содержится вся соответствующая медицинская информация о конкретном пациенте, источниками которой могут являться как одно, так и несколько медицинских учреждений. Для такого уровня развития необходима общегосударственная или интернациональная система идентификации пациентов, единая система терминологии, структуры информации, кодирования и пр.

Пятым уровнем развития МИС называют электронную запись о здоровье (Electronic Health Record). Она отличается от системы электронных записей о пациенте существованием практически неограниченных источников информации о здоровье пациента. Появляются сведения из областей нетрадиционной медицины, поведенческой деятельности (курение, занятия спортом, пользование диетами и т.д.).

Рассмотрим подробнее основные функции МИС. Как в любой ИС, к ним относятся сбор информации, которому предшествует получение первичных данных о пациенте в результате его осмотра или автоматически с помощью специального оборудования для регистрации состояния больного (принципиально такую информацию можно полагать технологической) и, наконец, из других специализированных МИС (например, по фармакологии, анестезиологии или из медицинских библиотек). Конечно, в такой системе информация нуждается в структурировании и хранении, а также в средствах поиска не только по базе данных (БД), но и в различных хранилищах, в частности рентгенограмм или кардиограмм. Большие объемы вычислений, связанные с количественной оценкой информации в системе, требуют включения в МИС разнообразных приложений. Современные МИС работают в сети, поэтому при их эксплуатации пользователи могут иметь доступ к распределенным БД или другим разнообразным информационным ресурсам, в том числе и находящимся в Internet. Существенное расширение круга оборудования, используемого в здравоохранении, и повышение качества медицинского обслуживания приводят к включению в ресурс МИС дополнительной информации. Таким образом, в современных МИС увеличение ресурса происходит в значительной мере за счет технологической информации. Сейчас стало вполне реальным включать, например на уровне больницы, сведения о лекарствах, закупаемых через аптеки. Итак, можно полагать, что теперь МИС может сколь угодно полно поддерживать функции любого медицинского учреждения.

Создание МИС в клинической медицине обеспечивает сохранение максимума информации о больном и ее рациональное и эффективное использование для научных исследований и в клинической практике, а наличие компьютеров дает возможность более широко применять при анализе медицинской информации статистические методы, устанавливающие обобщенные характеристики числовых результатов, достоверность их различия в сопоставляемых группах больных.

При помощи МИС можно справиться с рядом задач и проблем. Среди них:

• сортировка и выборка историй болезни по определенному признаку или комплексу признаков;

• многообразная статистическая обработка данных, позволяющая изучать закономерности "поведения" параметров организма в зависимости от патологии и таких воздействий на него, как лекарственная терапия, операция, наркоз, искусственное кровообращение, а так же сравнивать между собой группы больных по ряду показателей, выявлять взаимосвязь между параметрами и др;

• решение логических задач, в которых осуществляются и поисковые и статистические операции. Это задачи диагностики, прогнозирования, определения диагностической ценности признаков, оценки эффективности методов лечения, выработки оптимальных планов лечебного процесса и т.д.

По назначению эти системы многоцелевого и многоуровневого назначения делятся на три группы:

• системы, основной функцией которых является накопление данных и информации;

• диагностические и консультирующие системы;

• системы, обеспечивающие медицинское обслуживание.

Необходимость в накоплении больших объемов профессионально ценной информации – одна из проблем, с которой имеют дело врачи. Компьютер выступает в данном случае как средство надежного хранения профессиональных знаний, обеспечивающее доступный и быстрый поиск необходимых сведений.

Помимо деления по дисциплинарным и проблемным свойствам, в память компьютера может быть заложена информация, классифицированная по объектовому признаку (ЛПУ, материально-техническая база, лекарственные средства и многое-многое другое), по видам информации (экономическая, научная, нормативно-правовая и др.) или же по ее характеру (первичная, вторичная, оперативная, обзорно-аналитическая, экспертная, прогностическая и т.п.).

Хранение, обработка и использование информации является основой для создания информационной среды отрасли и компонентом современных организационных сред объектов, органов управления и отдельных пользователей.

Другая, стоящая перед врачами задача, в решении которой помогают МИСы, – проблема принятия решений в сложных и спорных ситуациях.

К примеру, специалист-эксперт может одновременно обдумывать до семи гипотез. Машина-эксперт позволяет рассмотреть все возникшие варианты.

Консультирующие системы, на которых строятся и обучающие программы, весьма полезны при предварительной и последовательной дифференциальной диагностике, поддержке врачебных решений в любой момент обследования и выбора патогенетического многофакторного лечения заболеваний, при получении рекомендаций (и их объяснении) о направлениях дальнейшего исследования пациента и прогнозирования течения болезни.

Следует отметить, что консультирующие системы, помимо прямых лечебно-диагностических целей, можно использовать для обучения студентов во время производственной практики и молодых, еще не имеющих достаточного клинического опыта врачей. Дифференциальную диагностику, патогенетическое лечение и т.д. студенты и врачи могут осуществлять по схемам, предложенным специалистами высшей квалификации. Такой подход делает проблему овладения современными знаниями путем непрерывного обучения и переподготовки весьма привлекательной, так как выезд в центральные учреждения не всегда возможен.

И, наконец, третий, относительно новый по времени появления, вид МИСов – системы медицинского обслуживания.

Обращает на себя внимание тот факт, что в течение последнего десятилетия получил распространение значительный класс приборов, позволяющих, используя современные вычислительные средства, определять косвенными методами важные физиологические функции, такие как сердечный индекс, объем предстательной железы, плотность печени, объем и положение кисты и др. К таким приборам относятся получившие широкое распространение во всем мире эхокардиографы, допплеры, реоплетизмографы, гаммакамеры.

1. Дайте своими словами формулировку информационных технологий.

2. Что объединяет и разъединяет понятия "информатизация" и "компьютеризация"? Какое понятие шире? Или они равнозначны?

3. Дайте определение МИС.

4. Какие приняты типы медицинских информационных систем?

5. Сформулируйте свое видение состояния и перспектив компьютеризации в сфере вашей будущей профессиональной деятельности.

6. Приведите примеры решения при помощи ЭВМ конкретных задач, связанных с вашей будущей работой. Что, на ваш взгляд, дало или даст использование ЭВМ?

7. Приведите классификацию компьютерных систем, которая может быть использована для их характеристики по уровням сложности? К какому уровню относятся системы, используемые в вашей работе?

8. Приведите примеры автоматизированной обработки информации с применением арифметических и логических операций.

Как называют соответствующие автоматизированные системы?

9. Как называются известные вам системы, выполняющие функции искусственного интеллекта и доступные в качестве консультирующих и обучающих систем. Если такие системы используются в вашей работе, опишите их медицинскую суть.

10. Как называются системы, которые являются хранилищем информации?

11. Если ввод информации проводится на различных рабочих местах и если формируется БД, то как она будет называться?

12. На каких участках работы в вашем учреждении может быть получен (или уже получен) наибольший эффект от внедрения вычислительной техники?

13. Объясните своими словами необходимость внедрения МИС.

14. Какие сложности, по вашему мнению, могут возникнуть при внедрении МИС?

15. Какие преимущества дают МИС для улучшения качества обслуживания в медицине?

16. Какие преимущества дают МИС для проведения научной работы?

17. Какие государственные задачи, по вашему мнению, решаются с внедрением МИС?

18. Какими знаниями должен обладать, по вашему мнению, пользователь МИС?

19. Каким требованиям должны отвечать формы и документы, использующиеся в медстатистике?

20. Какие этапы работы в системе здравоохранения должны быть автоматизированы в первую очередь? Почему?

21. Опишите историю развития информационных технологий в медицине.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСКИХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Системы этого класса предназначены для информационного обеспечения принятия решений в профессиональной деятельности врачей разных специальностей. Основная их цель – компьютерная поддержка работы врачей-клиницистов, гигиенистов, лаборантов и т.д. Имеют особую эффективность в условиях массового обслуживания.

По решаемым задачам МИС можно разделить на следующие группы.

1. Информационно-справочные системы (ИСС) – надежное средство хранения профессиональных знаний, обеспечивает удобный и быстрый поиск необходимых знаний. По запросу пользователя осуществляется допуск к базам и банкам данных, содержащих медицинскую информацию.

Системы такого плана не осуществляют обработку информации, а только быстрый доступ к требуемым сведениям. Обычно ИСС подразделяются по видам хранимой информации:

• нормативно-правовая и т.д.

По объектовому признаку:

• материально-техническая база;

• лекарственные средства и т.д.

В настоящее время существует большое количество коммерческих ИСС, растиражированных на CD.

2. Консультативно-диагностические системы (КДС). Первая зарубежная КДС появилась в 1956 году. Входной информацией для таких систем служат данные о симптоматике заболевания, которые вводят в компьютер в диалоговом режиме. Это так называемые экспертные системы, которые относятся к классу систем искусственного интеллекта. Однако пока КДС не получили достаточно широкого применения в практическом здравоохранении. Это связано в первую очередь со сложностью задач диагностики, так как на практике получается настолько много диагностических правил, что система разрастается и тогда снижается скорость.

3. Автоматизированное рабочее место (АРМ) врача. Создание АРМ является основой политики информатизации базового уровня.

Все рассмотренные выше системы должны входить в состав АРМ врача, обеспечивая автоматизацию всего технологического процесса медика. В частности, АРМ врача стационара решает следующие задачи:

1) ведение профильной формализованной истории болезни;

2) формирование диагностической гипотезы;

3) выдача рекомендаций по обследованию пациента;

4) дифференциальная диагностика с формированием клинического диагноза;

5) выдача рекомендаций по выбору лечебной тактики;

6) фиксация решений о назначенных методах решения;

7) ведение дневника истории болезни, отображающего динамику 8) формирование эпикриза, карты выбывшего из стационара и расчет стоимости лечения больного.

Рис. 1. Блок-схема типового варианта автоматизированного рабочего места врача-специалиста: А – анамнез; Ж – жалобы; Клд – клиническая диагностика; ПДИ – приборно-диагностическая информация;

Пд1…ПД – датчики первичной информации; УВПИ – устройство ввода первичной информации; КДИ – консультационно-диагностическая информация; СИ – справочная информация; СДИ – справочная диагностическая информация; ПД – первичная диагностика; ДД – дифференциальная диагностика; Л – лечение; Рег, В – регистрация, выписка; Д – диагноз; Н – назначения; АК – амбулаторная карта; ОСИ – отчетно-статистическая информация; БЛ – больничный лист;

УВОИ – устройство вывода обработанной информации; ПК – персональный компьютер; АРМ – автоматизированное рабочее место врача-специалиста; СЛИ – справочная лекарственная информация Стержневым документом является автоматизированное досье пациента – аналог его амбулаторной карты, в котором концентрируется вся информация о пациенте. Применение АРМ в стационарах позволяет получать ежедневные сводки на экране дисплея и в распечатанном виде для заведующих отделениями, отражающие не только "движение" больного, но и динамику диагностических и лечебных процедур, тяжесть и сложность пациентов, потребность в консультациях, ход и сроки решения лечебно-диагностических задач и прочие услуги вплоть до выполнения рекомендаций консультантов и проведения контрольных исследований. АРМ позволяют руководителям отделений рационально планировать свой рабочий день, уделять внимание самым безотлагательным проблемам, в первую очередь принятию решений ординаторами по лечению наиболее опасных больных. Можно так же послать информацию на уровень главврача о недостатках обеспечения лечебно-диагностического процесса ресурсами, об аварийных ситуациях с оборудованием и т.д.

Ежедневная работа врачей в диалоговом режиме с ПК дает возможность сократить объем рутинной работы: исключается написание дневников, справок, эпикризов, протоколов операций и других медицинских документов, имеющих юридическую значимость, – они стандартизированы и заполняются по запросу врача.

4. Приборно-компьютерные системы (медико-технологические комплексы (МТК) – предназначены для информационной поддержки и/или автоматизации диагностического и лечебного процесса, осуществляемых при непосредственном контакте с организмом больного, как правило, в режиме реального времени (например при проведении регистрации физиологических процессов).

Для работы с МТК кроме вычислительной техники необходимо специальное медицинское оборудование. Типичными представителями МТК являются системы мониторинга за состоянием здоровья больных (например, при проведении сложных операций, анализ томографических данных, УЗИдиагностика). Здесь существенно повышается качество диагностического и лечебного процесса за счет увеличения скорости обработки медико-биологических данных. Однако такие результаты получены за счет увеличения сложности системы и с такой системой работать может только профессионал с определенными навыками. МТК подразделяются на:

1) специализированные – однофункциональные (УЗИ, ЭКГ и 2) многофункциональные – позволяющие проводить исследования 3) комплексные – обеспечение комплексной автоматизации важной медицинской задачи (мониторные системы для автоматизации палаты интенсивного наблюдения, сопровождение при перелетах сложных больных).

1. ИС консультативных центров подразделяются на:

• врачебные КДС для служб скорой и неотложной помощи;

• системы для дистанционного консультирования и диагностики неотложных состояний в педиатрии и других клинических дисциплинах.

2. Скрининговые системы – предназначены для проведения доврачебного профилактического осмотра населения, а также для формирования групп риска и выявлении групп больных, нуждающихся в помощи специалиста. Скрининг осуществляется при помощи специально разработанных анкетных карт. Задачи, решаемые подобными ИС:

• повышение медицинской эффективности профилактических осмотров по всем профилям патологии (в 6 – 10 раз);

• повышение спектра здоровья не только отдельного пациента, но и коллектива людей и, соответственно, выявление в интегральных профилях негативных причин, непосредственно связанных с особенностями жизни данного коллектива;

• своевременное выявление заболевших (на ранних стадиях заболевания).

3. ИС ЛПУ в своей работе должна отображать фактически полный сценарий информационных событий, происходящих в ЛУ. Больной при поступлении в ЛУ должен быть принят в приемном отделении, на него заводится электронная карта, присваивается идентификатор, затем он отправляется в профильное отделение для прохождения лечения. Т.е. каждое событие может произойти только после выполнения предыдущего. Каждый из пользователей ИС имеет свою степень доступа к системе. В настоящее время в республике используются следующие МИС: поликлиника, диспансер, стационар.

3.3. МИС территориального уровня Это программные комплексы, обеспечивающие управление специализированными и профильными медицинскими службами, поликлинической, диспансерной службами, службой скорой помощи на уровне города, области, республики.

На этом уровне МИС представлены следующим основными группами.

1) ИС территориального органа здравоохранения (содержат: административно-управленческие ИС и статистические МИС);

2) ИС для решения медико-технологических задач, задач взаиморасчетов скорой медицинскойпомощи и различных регистров, лекарственного обеспечения и.т.д.;

3) компьютерные телекоммуникационные сети, обеспечивающие создание единого информационного пространства здравоохранения на региональном уровне.

1. Какова основная цель МИС базового уровня?

2. Как классифицируются МИС базового уровня по решаемым задачам?

3. Дайте характеристику ИСС.

4. Как классифицируются ИСС по видам хранимой информации?

5. Как классифицируются ИСС по объектовому признаку?

6. Дайте характеристику КДС.

7. Какие задачи решает АРМ врача?

8. Приведите пример работы АРМ специалиста узкого профиля (по блок-схеме).

9. Определите эффективность использования АРМ.

10. Дайте характеристику МТК.

11. Каково, по вашему мнению, значение МИС базового уровня?

12. Как классифицируются МИС уровня ЛПУ?

13. Какие задачи решают скрининговые системы?

14. Дайте определение своими словами персонифицированного регистра (ПР). Каково, по вашему мнению, значение ПР для решения основной задачи информатизации здравоохранения?

15. Какие вы знаете МИС уровня ЛПУ?

16. Какие задачи решают МИС территориального уровня?

17. Как вы представляете себе работу ИС в сфере здравоохранения исходя из классификации МИС?

18. Что, по вашему мнению, наиболее легко/тяжело внедрить в систему здравоохранения на современном этапе?

19. Какова эффективность, по вашему мнению внедрения МИС базового уровня?

20. Какова эффективность, по вашему мнению, внедрения МИС 21. Какова эффективность, по вашему мнению, внедрения МИС территориального уровня?

22. Как, по вашему мнению, осуществляется работа территориальной МИС – «сверху вниз» или «снизу вверх» ?

23. Какого типа МИС позволят создать единое информационное пространство на региональном уровне?

4. СТАНДАРТЫ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

К настоящему моменту практически все существующие стандарты медицинской информации носят не обязательный, а рекомендательный характер. В США разработка стандартов медицинской информации координируется соответствующими подкомитетами Американского национального института стандартизации АМ81, в Европе – подкомитетом ТС251 Европейского комитета по стандартизации СЕN. Особенность стандартизации медицинской информатики ярко выражена следующей дилеммой: чем уже круг экспертов, тем сложнее сделать стандарт общепризнанным; чем он шире, тем дольше разрабатываются стандартные решения. В настоящее время можно выделить два стандарта, ведущих свое происхождение из США, но получивших достаточно широкое признание и в других странах:

1) стандарт электронного обмена текстовыми медицинскими документами Неаlth Lеvеl Sevеn (НL7);

2) стандарт электронного обмена изображениями лучевой диагностики Digital Imaging and Communication in Medicine (DIСОМ).

Кроме названных стандартов de jure на разработку открытых медицинских информационных систем большое влияние оказывает комплекс коммуникационных стандартов de facto, получивший общее название технологии Internet/Intranet. Основным принципом этой технологии является обеспечение одной и той же формы доступа к информации, принадлежащей самым разным информационным источникам, использующим широкий спектр аппаратно-программных средств. В настоящее время технология Internet/Intranet используется и в лечебных учреждениях.

Открытые медицинские информационные системы создаются как комплексы специализированных компонентов. Например, типичная больничная информационная система включает в себя:

1) административно-финансовую систему;

2) клиническую информационную систему;

3) информационную систему аптеки;

4) информационные системы лабораторий и диагностических 5) информационные системы других вспомогательных подразделений.

Среди этих компонентов клиническая информационная система играет особую роль. Она является в основном потребителем информации, рождающейся в других системах. Ее база данных аккумулирует большие объемы получаемых извне результатов диагностических исследований и лабораторных анализов, данных мониторинга состояния пациентов в отделениях интенсивного лечения и т. д., формируя тем самым записи в электронные истории болезни пациентов. Будучи потребителем информации, получаемой от других систем, клиническая информационная система наследует структуру и форму передаваемых ей данных. Поэтому стандарты электронного обмена медицинскими документами, регламентирующие форму и структуру передаваемых данных, оказывают непосредственное влияние на состав базы данных клинической информационной системы и тем самым на электронное представление истории болезни пациентов.

Стандарты электронного обмена медицинскими документами и изображениями и связанные с ними международные классификации медицинских терминов играют особую роль в обеспечении эффективного взаимодействия врачей с помощью телемедицинских технологий. Следование этим стандартам позволяет обеспечить достичь взаимопонимания медицинским специалистам, находящимся в разных странах, говорящим на разных языках и имеющим различные подходы к медицинской практике.

Health Level Seven (HL7) предназначен для электронного обмена документами в учреждениях здравоохранения, особенно в тех, где пациенту оказывают интенсивную медицинскую помощь (например, в больницах). Он обобщает работу комитета организаторов здравоохранения (пользователей), производителей и консультантов, который был образован в марте 1987 года в рамках конференции, организованной госпиталем Пенсильванского университета, – как пользователей, так и производителей информационных технологий. Их объединила общая цель – упростить реализацию взаимодействия компьютерных приложений, созданных различными, нередко конкурирующими производителями. Этот комитет, который впоследствии получил название HL7 Working Group (Рабочая группа HL7), поставил перед собой задачу стандартизовать форматы и протоколы обмена определенных ключевых наборов данных между прикладными компьютерными системами здравоохранения. Его совещания проходили примерно раз в квартал в местах, разбросанных по всем Соединенным Штатам Америки. Санкционированные комитетом HL7 национальные группы существуют также за пределами США во многих других странах, включая Австралию, Германию, Японию, Нидерланды и Новую Зеландию.

Термин "Уровень 7" в названии стандарта ведет свое происхождение от модели взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection), принятой Международной организацией стандартов ISO (International Standards Organization). Но это вовсе не означает, что стандарт HL7 полностью удовлетворяет элементам седьмого уровня модели OSI. Спецификации передачи сообщений стандарта HL7 также не опираются на одобренные организацией ISO спецификации низлежащих шести уровней модели OSI. Однако при этом стандарт HL7 удовлетворяет концептуальному определению взаимодействия приложений, принятому для седьмого уровня модели OSI.

В концептуальной модели OSI функции как коммуникационного программного обеспечения, так и соответствующих аппаратных средств поделены на семь слоев, или уровней. Стандарт HL7 сосредоточен на вопросах обеспечения взаимодействия, характерных для седьмого, или прикладного, уровня. К ним относятся определения данных, которыми надо обмениваться, временные характеристики обмена, а также обмен сообщениями о специфичных для прикладного уровня ошибках передачи. Однако по мере необходимости в тексте стандарта иногда упоминаются протоколы более низких уровней модели OSI с тем, чтобы помочь разработчикам приложений понять контекст настоящего стандарта. Эти ссылки могут оказаться полезными при развертывании систем, созданных на основе стандарта HL7. В настоящее время стандарт HL7 рассчитан на ведение центрального банка данных, а также на более распределенную среду, в которой данные рассредоточены по информационным системам отдельных подразделений.

Если принять во внимание многообразие приложений информационных систем в здравоохранении, а также вариации той среды, в которой оказывается медицинская помощь, то становится очевидным, что существует гораздо большее число видов взаимодействия, реализация которых могла бы выиграть от стандартизации. Те виды взаимодействия, что были отобраны Рабочей группой для стандартизации, были наиболее актуальны для ее членов, участвовавших в процессе разработки стандарта. В планы Рабочей группы HL7 входила как подготовка полного стандарта для этих видов взаимодействия, так и создание фундаментальной основы, на базе которой может осуществляться поддержка других видов взаимодействия. Этот стандарт был пущен в дело и в настоящее время используется как база для расширения существующих определений взаимодействия, а также для добавления других определений.

4.1. Необходимость принятия стандарта Организация и оказание медицинской помощи связаны с интенсивной обработкой информации. Общепризнано, что автоматизация функций управления информацией существенно влияет на эффективность выполняемых в системе здравоохранения действий. Учреждения здравоохранения, не имеющие автоматизированных информационных систем, не смогут успешно конкурировать на рынке медицинских услуг.

В последние два десятилетия учреждения здравоохранения, и в первую очередь больницы, начали автоматизировать различные аспекты управления своей информацией. Первоначально основные усилия были направлены на уменьшение потока бумажных документов, ускорение обработки счетов и на улучшение принятия управленческих решений. В последние годы внимание фокусировалось также на способах улучшения работы клинических и вспомогательных подразделений, включая системы, обеспечивающие работу "у постели" больного (в больницах и других учреждениях, оказывающих стационарную помощь) и "рядом с больным" в амбулаторных условиях. За последние несколько лет сформировался особый интерес к интеграции всей информации, связанной с оказанием медицинской помощи пациенту в течение всей его жизни (например ведение электронной истории болезни). Предполагалось также, что по мере необходимости с помощью средств телекоммуникации к этой электронной истории болезни или соответствующей ее части смогут получать доступ все, кому это необходимо.

В настоящее время можно не так уж редко встретить в рядовой больнице действующую вычислительную систему, обеспечивающую учет движения коечного фонда и пациентов, автоматизацию клинических лабораторий, отделений радиологии и рентгенологии, бухгалтерский учет и многое другое. Нередко эти приложения разработаны различными производителями или несколькими самостоятельными группами специалистов так, что каждая подсистема имеет свой чрезвычайно специфичный формат хранения и представления информации.

По мере того как больницы продолжают расширять операции по управлению информацией, возникает настоятельная потребность в параллельном использовании ряда наиболее важных данных. Современные сложные системы, которые способны помочь в выполнении если не всех, то большинства операций по управлению информацией в здравоохранении, находятся в стадии разработки у отдельных производителей. Такие системы могут разрабатываться как централизованные либо распределенные. За исключением случая, когда разработка такой системы уже завершена, ее авторы непременно будут испытывать потребность с стандарте обмена внешними данными, например HL7.

Однако учреждение здравоохранения имеет много стимулов к приобретению или разработке отдельных приложений для своих подразделений на модульной основе. Один из возможных стимулов – специфичные нужды подразделения, которые не могут быть хорошо решены или даже вовсе не могут быть решены производителями сложных систем учреждений. Другой стимул – потребность в постепенной эволюции всей больничной информационной системы за счет ряда последовательных шагов на уровне подразделений вместо одного революционного скачка. Эти стимулы приводят к решению, когда сложная центральная информационная система дополняется рядом систем отдельных подразделений либо когда вместо центральной системы создается конгломерат из отдельных достаточно автономных систем.

Сетевая технология стала доступным и экономически эффективным подходом к интеграции различных по функциям и аппаратным средствам прикладных компьютерных систем в здравоохранении. Однако эти системы разрабатываются исходя из структуры рынка, а не из требований логической целостности информации, вследствие чего они могут получиться рассчитанными на частные случаи либо оказаться достаточно причудливыми. Для включения этих приложений в сетевую среду могут потребоваться значительные усилия по их доработке с учетом местной специфики, что может привести пользователя к значительным затратам и при этом не даст ему возможности заняться разработкой новых приложений. Затраты на доработку приложений с учетом местной специфики могут быть значительно снижены, если как пользователи информационных систем, так и их производители примут общие стандарты сетевого взаимодействия в здравоохранении.

Таким образом, и для пользователей, и для производителей очень важно не оказаться лицом к лицу с проблемами поддержания несовместимых структур коммуникации и выполнения трансакций. Во избежание такой ситуации необходимо создать базу, на основе которой можно минимизировать несовместимость и максимизировать однотипность обмена информацией между системами. Стандарт HL7 как раз и предлагается использовать в качестве сверхструктуры, обеспечивающей единство спецификаций и методологии при разработке сетевых систем. Действительно, разработка и внедрение стандартных способов взаимодействия компьютерных приложений является как практичной, так и экономически выгодной.

4.2. Основные цели разработки стандарта Стандарт HL7 предназначен для облегчения взаимодействия компьютерных приложений в учреждениях здравоохранения. Его основная цель состоит в такой стандартизации обмена данными между медицинскими компьютерными приложениями, при которой исключается или значительно снижается необходимость в разработке и реализации специфичных программных интерфейсов, требующихся при отсутствии стандарта. Это основная цель может быть подразделена на следующие более частные цели:

• стандарт должен поддерживать обмен информацией между системами, функционирующими на самом широком спектре технических средств. Его реализация должна оставаться достаточно практичной для широкого круга языков программирования и операционных систем. Он должен также поддерживать коммуникации в условиях применения разнообразных средств телекоммуникации;

• немедленная передача простых трансакций должна поддерживаться наряду с передачей файлов, состоящих из нескольких • должна быть достигнута наибольшая возможная степень стандартизации, совместимая с местными вариациями формата отдельных элементов данных и их использования. Стандарт должен включать в себя возможность местных вариаций. К ним должны относиться по меньшей мере местные таблицы значений, определения кодов и местные сегменты сообщений;

• стандарт должен обеспечивать постепенное расширение по мере выявления новых требований. Сюда относится поддержка процесса добавления расширений и перехода к новым версиям в существующих операционных средах;

• стандарт должен быть построен на основе опыта разработки и внедрения существующих производственных протоколов и принятых в промышленности стандартных протоколов. Однако он не должен предоставлять преимущество частным интересам отдельных фирм в ущерб интересам других пользователей стандарта HL7. В то же время стандарт HL7 должен обеспечить индивидуальному производителю возможность выйти на рынок со своим собственным продуктом;

• хотя в настоящем виде стандарт ориентирован на больничные информационные системы, в долгосрочном плане целью стандартизации должно быть определение форматов и протоколов для прикладных компьютерных систем всего здравоохранения.

4.3. История разработки стандарта DICOM К началу 1980-х годов проблема интеграции сложных цифровых устройств лучевой диагностики стояла уже достаточно остро, что побудило сотрудников Американского института радиологии (ACR) и Национальной ассоциации производителей электрооборудования CШA (NEMA) зaнятьcя разработкой стандарта передачи цифровых медицинских изображений. В 1983 году ими был создан объединенный комитет, в задачи которого входила разработка стандарта, обеспечивающего передачу цифровых медицинских изображений, не зависящую от производителей диагностического оборудования, и способствующую:

1) развитию систем архивирования и передачи изображений 2) обеспечению их взаимодействия с автоматизированными больничными информационными системами;

3) созданию баз данных, содержащих диагностическую информацию, получаемую с помощью большого числа удаленных друг от друга устройств различных типов.

Первая версия этого стандарта была опубликована в 1985 году, а в году – вторая. Новая, третья версия стандарта была выпущена в 1991 году и перерабатывалась до 1993 года. Она получила название DICOM 3.0 – английская аббревиатура от Digital Imaging and Comminications in Medicine (Standard) – и явилась существенным шагом вперед, поскольку ее можно было использовать в сетевых средах с использованием стандартных протоколов, например TCP/IP. В ней были описаны уровни совместимости со стандартом, семантика программных команд и ассоциированных с ними данных; структура стандарта была приведена в соответствие с директивами Международной организации по стандартам (ISO).

Поскольку медицинские изображения нужны прежде всего для профессиональной интерпретации, то каждому из них также должны сопутствовать описание условий, в которых они были сделаны, и сведения о состоянии пациента в момент получения изображения. Попробуйте самостоятельно классифицировать такую, казалось бы, несложную вещь, как пространственное положение пациента при получении снимка, и вы поймете, что формализация подобных данных представляет собой достаточно сложную задачу. К тому же ее постановка существенно зависит от того, как и для каких целей в дальнейшем будут использоваться указанные формализованные сведения.

Еще сложнее сделать такую формализацию общепринятой. Именно формализация описания условий получения и хранения изображений, а также сведений о состоянии пациента является основной целью разработки стандартов электронной передачи медицинских изображений.

С расширением парка высокотехнологичных медицинских устройств лучевой диагностики, называемых также устройствами медицинской визуализации (цифровые рентгеновские системы, компьютерные, магнитно-резонансные, позитронно-эмиссионные томографы, системы ультразвуковой диагностики и т.д.), проблема электронного обмена медицинскими цифровыми изображениями становится все более актуальной. Электронный обмен позволяет обеспечить дистанционный доступ нескольких специалистов к одному и тому же медицинскому изображению, что бывает важно, например, при подготовке к консилиуму. Электронная передача медицинских изображений из одного лечебного учреждения в другое (для проведения консультации и т.п.) может выполняться за минуты или в крайнем случае за десятки минут, в то время как пересылка снимков обычными способами нередко занимает несколько дней. Наличие изображения в электронной форме позволяет выполнять достаточно сложную компьютерную обработку (наложение изображений компьютерного томографа и магнитно-резонансного томографа и т.д.), значительно улучшающую возможность постановки диагноза и принятия решений о лечении пациента.

В целом электронная передача медицинских изображений лучевой диагностики способна ускорить процесс диагностики заболеваний и лечения пациентов и повысить обоснованность принимаемых медицинских решений.

Однако реализация электронной передачи медицинских изображений наталкивается на многие трудности. Одно из основных препятствий связано с тем, что и устройства медицинской визуализации, и их эксплуатация стоят очень дорого. Поэтому даже в крупнейших медицинских центрах они приобретаются постепенно, зачастую у разных поставщиков, предлагающих несовместимые аппаратные и программные средства. Не спасает положения и закупка этих устройств у одного поставщика, поскольку с течением времени меняются модели встраиваемых в них компьютеров, версии системного и прикладного программного обеспечения, форматы хранения и передачи данных.

Все это существенно затрудняет задачу интеграции устройств медицинской визуализации в единой сети лечебного учреждения.

Стандарт DICOM 3 распространяется на передачу растровых медицинских изображений, получаемых с помощью различных методов лучевой диагностики (рентгенография, ультразвуковая диагностика, эндоскопия, компьютерная и магнитно-резонансная томография и др., всего в нем перечислены 29 методов). Он получил широкое признание не только в США, но и во многих других странах, в том числе европейских. Стандарт DICOM был взят за основу разработки европейского стандарта MEDICOM, работа над которым велась рабочей группой WG4 технического комитета TC 251 Европейского института стандартизации CEN.

Стандарт состоит из 13 частей, из которых в текущей версии (DICOM 3.0) представлены первые 9.

Часть 1. Введение. Описываются история разработки стандарта, его назначение и структура.

Часть 2. Соответствие стандарту. Указываются структура сертификата соответствия стандарту и критерии, которым должен удовлетворять производитель диагностического оборудования, чтобы иметь право объявить его совместимым со стандартом DICOM.

Часть 3. Определение информационных объектов. Специфицируются используемые в стандарте информационные объекты. Предлагается информационная модель "реального мира", описывающая взаимоотношения между нормализованными объектами (пациент, устройство) и составными (исследования, изображения и др., наследующими некоторые атрибуты нормализованных объектов).

Часть 4. Спецификации классов операций. Специфицируются классы действий или операций, которые могут выполняться над информационными объектами. Вводится понятие операция-объект SOP (service-object pair).

Часть 5. Структура и семантика данных. Описываются типы данных и правила кодирования, используемые при передаче данных из одной системы в другую. Специфицируются форматы передачи изображений. Стандарт допускает передачу исходных и уплотненных изображений; особо описывается синтаксис передачи при использовании неискажающих и искажающих алгоритмов уплотнения JPEG. Допускаются другие, не специфицируемые в стандарте алгоритмы уплотнения.

Часть 6. Словарь данных. Приводится полный список элементов данных, описанных в стандарте DICOM. Каждый элемент данных идентифицируется парой целых чисел, например пара (0018,5100) идентифицирует описание положения пациента по отношению к устройству в момент проведения исследования. Кроме идентификатора, приводятся имя элемента, характеристика его значения (строка символов, число и т.д.) и допустимое число повторений элемента в сообщении.

Часть 7. Обмен сообщениями. Описывается структура команд и протокола обмена сообщениями в стандарте DICOM.

Часть 8. Обеспечение обмена сообщениями в сетевых средах. Определяются все необходимые компоненты системы обмена сообщениями в стандарте DICOM в сетевых средах, использующих протокол TCP/IP. Изложение этой части существенно опирается на соответствующие стандарты Модели взаимодействия открытых систем OSI (ISO 8222 и ISO 8649).

Часть 9. Обеспечение обмена сообщениями при прямой связи абонентов (point-to-point). Приводится подробное описание прямого взаимодействия двух устройств, включая назначение каждой ножки 50-контактного разъема, уровня передаваемых сигналов, их временные характеристики и т.д.

Часть 10. Носители данных и форматы файлов. Описываются теоретические основы хранения медицинских изображений на различных внешних носителях данных.

Часть 11. Прикладные характеристики хранения данных на внешних носителях. Описываются требования к данным, которые должны храниться на внешних носителях.

Часть 12. Форматы носителей и физическая среда хранения данных.

Специфицируются различные носители данных, которые могут использоваться для хранения медицинских изображений, например дискеты 3.5", компакт-диски CD ROM, магнитооптические диски и тд.

Часть 13. Управление выводом на печатающие устройства при прямом соединении. Описываются протоколы и операции, необходимые для вывода изображения на печатающее устройство. Вывод осуществляется системойисполнителем, имеющей прямое соединение с системой-инициатором вывода.

Достаточно одного взгляда на представленное оглавление, чтобы заметить определенную формализованность изложения стандарта DICOM. И действительно, структура этого документа приведена в соответствие с директивами организации ISO [ISO/IEC Directives, 1989 Part3: Drafting and Presentation of International Standards], что существенно отличает DICOM от стандарта электронной передачи текстовых медицинских документов HL7.

1. Для чего нужна стандартизация медицинской информации?

2. Для чего создан стандарт HL7?

3. Для чего создан стандарт DICOM?

4. Какие проблемы существуют с передачей и интерпретацией цифровых изображений?

5. Назовите наиболее важные части стандарта DICOM (по Вашему мнению).

6. Расскажите об истории создания стандарта DICOM.

7. Расскажите об истории создания стандарта HL7.

8. Что означает цифра 7 в названии стандарта HL7?

9. Каковы основные цели создания стандарта НL7?

10. Каким образом можно избежать проблем поддержания несовместимых структур коммуникации?

11. Какие проблемы, по вашему мнению, встретятся при введении стандартов НL7 и DICOM?

12. Какой эффект можно получить, по вашему мнению, от введения стандартов НL7 и DICOM?

13. Специалистам какого профиля наиболее выгодно введение стандартов НL7 и DICOM?

14. В чем, по вашему мнению, заключается особенность стандартизации медицинской информации?

15. Какова роль стандартизации медицинской информации в развитии телемедицинских технологий?

16. Приведите пример открытой МИС. Как осуществляется обмен информацией между службами?

С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования.

Первое направление – применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, налаживанию обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.

Второе направление, которое непосредственно касается темы нашего курса, – это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система (ИС) представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру. Классическими примерами ИС являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах, медицинские информационные системы и т.д.

На самом деле второе направление возникло несколько позже первого.

Это связано с тем, что на заре эры вычислительной техники компьютеры обладали ограниченными возможностями в части памяти. Понятно, что можно говорить о надежном и долговременном хранении информации только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная память этим свойством обычно не обладает. Вначале использовались два вида устройств внешней памяти: магнитные ленты и барабаны. При этом емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они больше всего похожи на современные магнитные диски с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но были ограниченного размера.

Легко видеть, что указанные ограничения не очень существенны для чисто численных расчетов. Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти, чтобы программа работала как можно быстрее. С другой стороны, для информационных систем, в которых потребность в текущих данных определяется пользователем, наличие только магнитных лент и барабанов неудовлетворительно.

Как кажется, именно требования к вычислительной технике со стороны нечисленных приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что явилось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.

С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. До этого каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждой порции данных на магнитной ленте или барабане и выполняла обмены между оперативной и внешней памятью с помощью программно-аппаратных средств низкого уровня (машинных команд или вызовов соответствующих программ операционной системы). Такой режим работы не позволяет или очень затрудняет поддержание на одном внешнем носителе нескольких архивов долговременно хранимой информации. Кроме того, каждой прикладной программе приходилось решать проблемы именования частей данных и структуризации данных во внешней памяти. Жесткая зависимость между данными и использующими их программами создавала серьезные проблемы в ведении данных и делала использование их менее гибкими.

Существуют по крайней мере две исторические причины, по которым применение ЭВМ привело к отделению данных от интерпретации. Во-первых, ЭВМ не обладали достаточными возможностями для обработки текстов на естественном языке – основном языке интерпретации данных. Во-вторых, стоимость памяти ЭВМ была первоначально весьма велика. Память использовалась для хранения самих данных, а интерпретация традиционно возлагалась на пользователя, который закладывал интерпретацию данных в свою программу. Это существенно повышало роль программы, так как вне интерпретации данные представляют собой не более чем совокупность битов на запоминающем устройстве.

Так как МИС представляют собой набор систематизированных данных, представленных в виде, удобном для обработки с целью проведения медицинского мониторинга и статистической обработки результатов, то они требуют создания в памяти ЭВМ динамически обновляемой модели предметной области с использованием единого хранилища - базы данных. Словосочетание «динамически обновляемая» означает, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обновляется не периодически, а в реальном режиме времени.

Основная особенность системы управления базами данных (СУБД) – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки данных, а затем базы данных (БД).

Сначала стали использовать иерархические модели. Простота организации, наличие заранее заданных связей между сущностями, сходство с физическими моделями данных позволяли добиваться приемлемой производительности иерархических СУБД на медленных ЭВМ с весьма ограниченными объемами памяти. Но если данные не имели древовидной структуры, то возникала масса сложностей при построении иерархической модели и желании добиться нужной производительности.

Сетевые модели также создавались для малоресурсных ЭВМ. Это достаточно сложные структуры, состоящие из "наборов" – поименованных двухуровневых деревьев. "Наборы" соединяются с помощью "записей-связок", образуя цепочки и т.д. При разработке сетевых моделей было выдумано множество "маленьких хитростей", позволяющих увеличить производительность СУБД, но существенно их усложнивших. Прикладной программист должен знать массу терминов, изучить несколько внутренних языков СУБД, детально представлять логическую структуру базы данных для осуществления навигации среди различных экземпляров, наборов, записей и т.п.

Реляционная модель предложена сотрудником компании IBM Е. Ф. Коддом в 1970 году. В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД. В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой. В статье Е. Ф. Кодда утверждается, что реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е.

без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления.

Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет математической теории отношений, которые удобно представлять в виде таблиц, имеющих следующие отличительные черты.

1. Каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя.

2. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.

3. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы.

4. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы).

5. Полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных, и такой метод представления является единственным.

6. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию.

Появление реляционных СУБД стало важным шагом вперед по сравнению с иерархическими и сетевыми СУБД: в этих системах стали использоваться непроцедурные языки манипулирования данными и была достигнута значительная степень независимости данных от обрабатывающих программ.

В то же время обнаружился ряд недостатков реляционных систем.

1. Реляционная модель данных не допускает естественного представления данных со сложной (иерархической) структурой, поскольку в ее рамках возможно моделирование лишь с помощью плоских отношений (таблиц). Все отношения принадлежат одному уровню, многие значимые связи между данными либо теряются, либо их поддержку приходится осуществлять в рамках конкретной прикладной 2. Кроме того, даже в том случае, когда сложный объект удается "уложить" в реляционную базу данных, его данные распределяются, как правило, по многим таблицам. Соответственно, извлечение каждого такого объекта требует выполнения многих операций соединения, что значительно замедляет работу СУБД.

Обойти это и предыдущее ограничения можно было бы в том случае, если бы реляционная модель допускала:

1) возможность определения новых типов данных;

2) определение наборов операций, связанных с данными определенного типа.

Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляционную модель. Она использует трехмерные структуры, позволяя хранить в полях таблицы другие таблицы. Тем самым расширяются возможности по описанию сложных объектов реального мира. В качестве языка запросов используется несколько расширенный SQL, позволяющий извлекать сложные объекты из одной таблицы без операций соединения.

5.3. Основные понятия в структуре БД Ядром информационной системы являются хранимые в ней данные. В любом медицинском учреждении данные различных служб, как правило, пересекаются, т.е. используются в нескольких подразделениях или вообще являются общими. Например, для целей управления часто нужна информация по всему учреждению. Заказ фармакологических средств невозможен без наличия информации о запасах. Хранящиеся в информационной системе данные должны быть легко доступны в том виде, в каком они нужны для конкретной производственной деятельности предприятия. Чтобы понять процесс построения информационной системы, необходимо знать ряд терминов, которые применяются при описании и представлении данных.

Предметной областью называется часть реальной системы, представляющая интерес для данного исследования.

При проектировании автоматизированных информационных систем предметная область отображается моделями данных нескольких уровней.

Число используемых уровней зависит от сложности системы, но в любом случае включает логический и физический уровни. Предметная область может относиться к любому типу организации (например, поликлиника, университет, больница или диспансер). Информация, необходимая для описания предметной области, зависит от реальной модели и может включать сведения о персонале, заработной плате, накладных, лабораторных тестах, историях болезней, т.е сведения о людях, местах, предметах, событиях и понятиях.

Объектом называется элемент информационной системы, информацию о котором мы сохраняем. В реляционной теории баз данных объект называется сущностью.