Особенности в проектировании и практической разработке медицинской информационной системы

Дата: 12.03.2014

		

Гусев А.В., член-корр. РАМН Дуданов И.П., Романов
Ф.А., Дмитриев А.Г., Карельский научно-медицинский центр СЗО РАМН, Петрозаводск

В
последние годы в России появился целый ряд уникальных разработок в области
комплексных медицинских информационных систем (МИС), предназначенных для
автоматизации работы учреждений здравоохранения. Одними из самых интересных
являются: ин-формационная система «Интерин» (Институт программных
систем РАН), МИС «Артемида», МИС «Амулет» и некоторые
другие. Эти системы не только разработаны, но и активно раз-виваются —
распространения и признания в практическом внедрении они получили за по-следние
2-3 года. В литературе опубликованы положительные отзывы коллективов клиник
самого разного профиля и масштабов об опыте применения информационных систем в
рабо-те [1, 3, 5, 10, 13, 14, 17-20]. Наметилась тенденция на комплексное
решение разносторонних задач лечебного учреждения, что особенно радует и
свидетельствует о качественном росте отечественных разработчиков в области
медицинской информатики.

Однако
при более глубоком изучении этого процесса все сильнее выделяется сущест-венная
проблема: несмотря на наличие глубоко проработанных программных решений,
практически отсутствует опыт полного перехода на электронный принцип хранения и
обра-ботки информации в лечебном учреждении [8, 11]. Имеется ряд серьезных
преград, через ко-торые не могут перешагнуть даже современно оснащенные клиники
в своем стремлении от-казаться от бумажных носителей информации и повысить
эффективность в организации сво-ей работы. Все они могут быть объединены в
несколько групп.

Во-первых,
существующая в России правовая база не обеспечивает должного уровня юридической
защиты медицинских работников, применяющих информационные технологии в
повседневной практике. Во-вторых, финансовые ресурсы большинства учреждений
здра-воохранения пока не могут позволить им приобрести достаточное количество
компьютерной техники и дорогостоящего программного обеспечения для комплексной
автоматизации. По-этому этот процесс успешно протекает лишь в некоторых,
зачастую далеких от медицинской направленности, разделах работы ЛПУ:
статистика, бухгалтерия, автоматизация работы ад-министративного звена и т. д.
В третьих, в России практически отсутствует школа, которая бы готовила
профессионалов высокого уровня в области разработки и внедрения именно комплексных
медицинских информационных систем, людей по определению работающих на стыке
сложнейших наук — медицины и прикладной математики. Для становления
отечест-венной школы в этой области творческим коллективам необходимо
обмениваться наблюде-ниями и мнениями в разработке программных продуктов,
накапливая тем самым специаль-ные знания и формируя потенциально выгодные
направления в поиске эффективных реше-ний разработки и внедрения комплексных
МИС.

Коллектив
авторов имеет 5-летний опыт в разработке медицинской информационной системы. За
это время изучена на практике эффективность различных подходов. Применя-лись
Microsoft FoxPro разных версий, CA Clipper, Lotus Notes, начиная с версии 4.6,
СУБД Microsoft SQL Server, Microsoft Access, Borland Paradox, MySQL и IBM DB2.
Апробирован вариант написания программного обеспечения на Borland Delphi,
сервлеты на Java, применя-лись Lotus Designer и мультиплатформенный Lotus
Script и некоторые другие технологии. Серверная часть системы работала под
управлением Microsoft Windows NT Server, Microsoft Windows 2000 Server и Red
Hat Linux 6.0. В качестве клиентской операционной системы применялись все
версии Windows, начиная с Microsoft Windows 95. Кроме инструментария, была
проведена работа по изучению эффективности различных методик проектирования
ба-зы данных МИС. В итоге мы остановились на применении принципа
объектно-реляционной парадигмы в проектировании БД МИС [4]. Кратко концепция
этого подхода выражается в том, что в силу особенностей предметной области
необходимо разрабатывать информацион-ную систему на базе синтеза двух,
различных по своей природе, систем управления базами данных (СУБД) —
объектно-ориентированной и реляционной. Только на основе этого синтеза удается
исключить недостатки обоих СУБД и использовать их достоинства. В качестве
ос-новной СУБД используется Lotus Domino Server R6.0.3 для функционирования
объектной части МИС и MySQL 4.0.17 для реляционной составляющей системы.
Разработка программ-ного обеспечения ведется в среде Lotus Designer R6.0.2 и
Borland Delphi 6 Professional SP3. В ходе изучения эффективных способов
создания приложений для системы найдено несколько, на наш взгляд, интересных
находок.

Во-первых,
одной из самых существенных причин увеличения стоимости МИС мы считаем высокую
стоимость самой разработки. Изучив причины этого явления, мы пришли к выводу,
что не последнюю роль в этом сыграла традиция создания медицинских
информа-ционных систем на основе так называемых АРМ-ов (автоматизированных
рабочих мест). Причем зачастую под АРМ-ом понимается именно клиентское
программное обеспечение, хотя изначально этот термин имел более широкое
толкование [10]. Чаще всего разработка АРМ-ов ведется по следующей методике:
разработчики выбирают некоторую общую задачу (например, создание электронной
истории болезни для стационара), проектируют структуру базы данных,
разрабатывают приложение для работы с ней. Нередко это приложение выпол-няется
в виде нескольких версий — АРМ главного врача, АРМ регистратора, АРМ лаборанта
и т. д. Разработка систем в 65% случаев ведется на Borland Delphi. При этом
даже на выпуск очень сырой версии АРМа тратится 4-8 месяцев. Затем столько же
времени уходит на обкат-ку. Вместе с тем, по нашим оценкам, разработчику
приходится 10-20% времени тратить на создание специфичного для медицинской
области кода. Остальная часть, причем самая тру-доемкая и ответственная,
приходится на разработку механизмов, обеспечивающих целост-ность данных,
подсистему безопасности и администрирования МИС, связь с периферийным
медицинским оборудованием и т. д.

Однако,
не вызывает сомнений, что эти решения значительно уступают промышлен-ным
решениям для корпоративного рынка, над которыми трудятся лучшие специалисты и
которые прошли многолетнюю проверку. В связи с этим вызывают недоумение
подобные попытки «изобрести велосипед». На наш взгляд, разработка МИС
не должна осуществляться созданием и дальнейшей интеграцией отдельных АРМов.
Для создания МИС необходимо применять готовые программные платформы для
групповой работы, уже имеющие в своем арсенале мощные средства для
мультиплатформенной разработки программы, готовые тех-нологии для развертывания
и управления подсистемой безопасности. В своей работе мы вы-брали пакет
групповой работы Lotus Notes/Domino, разрабатываемый в настоящее время
корпорацией IBM. Эта платформа является за рубежом стандартом «де
факто» для создания мощных информационных систем, ориентированных на
обработку электронных документов и мы считаем, что она наиболее подходит для
создания медицинских информационных сис-тем.

Работа
над созданием МИС «Кондопога» на основе Lotus Notes/Domino версии 4.6
на-чата в сентябре 1999 года. Через 2 месяца МИС, включающая подсистемы работы
врача, клинической и биохимической лаборатории, функциональной и
рентгенологической диагно-стики, аптеки и планирования рабочего времени была
поставлена в эксплуатацию. А еще че-рез 2 месяца лечебное учреждение,
использующее систему, полностью перешло на элек-тронный способ хранения
информации, отказавшись от бумажных носителей.

Вторым
важным решением явился отказ от проектирования базы данных МИС по
функциональному назначению, когда для отдельной задачи (например, подсистема
лабора-тории, функциональной диагностики, консультационная и т. д.) создавалась
своя база дан-ных. Хотя такой подход имеет ряд преимуществ, главным из которого
является снижение требований к аппаратной мощности сервера за счет разделения
потоков пользовательских запросов к отдельным БД. Однако было избрано
проектирование БД МИС таким способом, что вся информация собиралась вокруг
пациента и хранилась физически в одной БД.

Однако
количество таких БД в МИС является вариабельным и зависит от количества
функциональных групп пользователей, имеющихся в ЛПУ. Так, в стационаре это
может быть выделенная БД для каждого отделения или корпуса. Для поликлиники —
это могут быть БД, разделенные по участкам обслуживания. Кроме того, в этих БД
специальным образом хра-нится только актуальная информация, а неиспользуемые
данные помещаются в БД архива. Для решения ряда задач может быть принята либо
связанная с объектно-ориентированным ядром реляционная БД, либо специальным
образом сконструированные представления, ко-торые мы называем регистрами (рис.
1).

Особенности в проектировании и практической разработке медицинской информационной системы

Рис.
1. Укрупненная схема объектно-реляционной базы данных медицинской
информационной системы

Проектирование
структуры БД, таким образом, позволяет достичь стабильно малого объема БД МИС в
течение практически всего срока ее эксплуатации, а тем самым обеспе-чить
максимально возможную производительность работы МИС. Так, начиная с 1999 года
база данных историй болезни пациентов, проходящих реабилитацию в медицинском
центре, имеет объем 26-29 Мбайт. При этом вся информация за время работы центра
сохранена, а скорость работы остается стабильно высокой. Сложностью указанной
методики является то, что программное обеспечение информационной системы должно
поддерживать любое коли-чество физических баз данных в ядре системы,
объединенных в одну логическую структуру.

Таким
образом, необходимо разработать алгоритмы всех программ МИС так, чтобы они
могли корректно работать с базой данных текущих документов, состоящей из одной или
не-скольких частей. Это вызвано тем, что в некоторых случаях программам
необходимо обра-ботать данные не только по отдельной части базы данных, но и по
всей имеющейся в ней информации. В связи с этим необходимо перед каждым
обращением к серверу выполнять ряд последовательных шагов:

определить,
какое количество физических баз данных и их имен соответственно установ-лено на
сервере;

определить
возможность доступа к каждой базе данных в отдельности;

выполнить
соответствующий запрос к каждой базе данных, указав в правильном формате полный
адрес, включающий имя сервера и имя базы данных на нем;

обработать
и запомнить полученный ответ;

повторить
шаги 2-4 для каждой базы данных;

сложить
накопленные ответы и обработать их, как единый пакет информации.

Доказано
[5, 10, 16, 17, 19, 20, 22], что для эффективного решения такой задачи
необхо-димо исключить в текстах программ МИС прямое обращение к базам данных.
Взамен этого предложено использовать специальное промежуточное программное
обеспечение, называе-мое сервисами middleware. Схема работы МИС на базе
сервисов middleware показана на ри-сунке 2. С целью определения эффективности
разработки системы с применением объектно-ориентированной технологии на
основании использования сервисов middleware, авторами был выполнен анализ
работы по созданию информационной системы в период 1999-2001 гг. Были получены
следующие данные (таблица 1).

Таблица
1

Использование
однотипного программного кода в различных подсистемах МИС

Подсистема

Общий код

Уникальный код

Скачать реферат

Метки:
Автор: 

Опубликовать комментарий