При современном уровне развития медицины исходы большинства хронических заболеваний во многом зависят от эффективности деятельности системы здравоохранения, в т.ч. уровня квалификации медицинских работников, качества деятельности медицинских учреждений, оказывающих помощь населению и доступности этой помощи.
В тех странах, где достигнуты реальные позитивные сдвиги в снижении смертности населения, не только менялось поведение населения, но деятельность системы здравоохранения, её активность в отношении внедрения в массовую практику новых эффективных технологий лечения болезней. Как отмечают эксперты ВОЗ необходимость улучшения качества медицинской помощи, оказываемой лицам с хроническими заболеваниями, не требует доказательств [1].
С учетом высокой распространенности в современном обществе артериальной гипертонии (АГ) актуальной становится задача разработки информационной системы мониторинга пациентов с гипертонической болезнью, основанной на принципах динамического наблюдения за показателями давления и пульса и правилах принятия решения (сценариях) в зависимости от оценки клинической картины в данный момент времени [2-9, 12].
В данной статье представлены основные особенности медицинской информационной системы (МИС) дистанционного наблюдения за пациентами с артериальной гипертонией [10].
Телемедицина определяет перспективу развития медицины в области взаимодействия врачей и пациентов не только в рамках привычного врачебного осмотра, но и дистанционно, с помощью оценки аудио- и видеосигнала, данных передаваемых специальными медицинскими устройствами, а так же на основе комплексных технологий для совместной работы и облачных вычислений [4, 5, 7-9].
Различные решения в задачах дистанционного наблюдения уже существуют достаточно давно, особенно активно удаленные технологии используются в западных клиниках. Фирмы-разработчики телекоммуникационного оборудования и программного обеспечения активно участвуют в разработке проектов по телемедицине. Так, например, CISCO мировой лидер в области сетевых технологий, имеет такие комплексные решения в области телемедицины как [11]:
- платформу Cisco HealthPresence® , которая устанавливает связь между пациентами и врачами с помощью видеотехнологий высокого разрешения, аудиосистем, цифровых медицинских устройств и инструментальных средств для совместной работы;
- технологию для дистанционного лечения (Care-at-a-Distance);
- планшетный компьютер для удаленной совместной работы с установленными на нем медицинскими приложениями (Cisco Cius);
- приложение Cisco Jabber™ для планшетных компьютеров Apple iPad (поддерживает функции учета присутствия, мгновенных сообщений, передачи голоса, видео и голосовых сообщений, совместной работы и конференц-связи);
- оконечные устройства Cisco Telepresence EX-90 и EX-60 (дают возможность проводить врачебные консультации в удаленном режиме). Использование предложений CISCO позволяет решить большое количество задач в области интерактивного общения пациентов и медицинского персонала.
Но для Российской Федерации эти задачи до сих пор являются нерешенными в силу различных причин. Главными сдерживающими факторами служат недостаточность покрытия телекоммуникационными сервисами, высокая степень неграмотности населения и врачей в области информационных технологий. В то же время темпы развития сетей телекоммуникаций (проводных и беспроводных) сейчас настолько высоки, что ограничение использования снимается, и все большее количество пользователей имеет возможность участвовать в программах интерактивного взаимодействия.
Разработка отечественных медицинских приложений на федеральном и локальном уровне позволит обеспечить качественное медицинское обслуживание населения, а использование современных сетевых интернет-технологий при разработке МИС явится гарантом их высокой адаптивности и масштабируемости. Это позволит расширить круг участников системы дистанционного наблюдения и принятия решения в различных областях медицины.
Перечислим задачи, которые должна решить система мониторинга артериальной гипертонии (МИС-МАГ):
- улучшить качество медицинского обслуживания;
- предоставить новые возможности в области наблюдения, анализа и диагностики состояния пациента;
- уменьшить риск возникновения осложнений;
- возложить задачу постоянного контроля состояния пациента на систему автоматического наблюдения;
- получить выборку статистических данных по одному или всем пациентам, участвующим в системе дистанционного наблюдения.
Рассмотрим схему реализации МИС на основе интернет-технологий.
На рис. 1 представлена схема работы МИС, основанная на принципах интерактивного общения врача, медицинской системы и пациента.
Рис. 1. Интернет-технология реализации МИС
Клиентская и серверная функции МИС явно не разделены и физически находятся в одном месте – web-сервере (хостинге).
Для более подробного знакомства с технологией реализации МИС на основе web-технологий поясним основные термины и понятия, а так же программный механизм реализации МИС.
Разрабатываемая МИС имеет четыре основные компоненты. Рассмотрим каждую из них:
I. Информационная компонента. Реализована в виде реляционной базы данных, которая состоит из набора взаимосвязанных таблиц, и логически делится на две части. Первая часть содержит справочную информацию, которая практически не подвергается изменению или изменяется редко. К этому типу информации относится информация о пациентах, врачах, справочники лекарственных препаратов, реквизитные данные и т.д. Вторая часть базы данных – динамическая и состоит из таблиц, которые собирают информацию в процессе мониторинга состояния пациента на основе SMS-рассылок и получения ответа от пациента в виде SMS-ответа или путем ввода информации о текущих клинических показателях с использованием формы обратной связи пользовательского интерфейса МИС.
Для организации SMS- запросов необходимо иметь SMS-шлюз, являющийся сервисным программным обеспечением сервера провайдера, он служит интерфейсом взаимодействия пациентов и лечащего врача посредством МИС.
Интернет-провайдеры предоставляют специальные службы, например, «Сервис SMS-рассылок», которые обеспечивают определенный режим взаимодействия с клиентами.
Чтобы выполнить SMS-запрос, необходимо сформулировать его в соответствии со следующей структурой:
Для информирования врача о текущем состоянии артериального давления необходимо измерить давления давление и отправить SMS 12344 с цифрами верхнего и нижнего (подряд без пробела) на номер #формат_номера#, где 123 - это ключевое слово (префикс), информирующее сервер о том, что это ваш сервис, а 44 - это номер участника.
В ответ система получит SMS со стандартным ответом. SMS-уведомление - это технология, позволяющая отправлять абоненту sms в автоматическом режиме. В уведомлении обычно содержится информация о наступлении или приближении какого-либо события.
Сервисный номер тарифицируется как обычное короткое сообщение (SMS), в начале сообщения указывается префикс, тот, что был получен при регистрации аккаунта в этом сервисе.
SMS шлюз - это веб-сервис отправки SMS с помощью HTTP-запросов.
Запрос - это сообщение, посылаемое клиентом серверу на основе http-протокола.
Пример 1.
Текст SMS-уведомления: «Вам необходимо измерить давление. Ответ - 12344 с цифрами верхнего и нижнего давления (подряд без пробела).
Пример 2.
Текст SMS-уведомления: «Вам необходимо принять назначение #верошпирон 1 таб.# подтвердите ответ - 12344.
Ответ на этот же номер – это SMS-запрос.
Short message peer-to-peer protocol (SMPP) — протокол, описывающий взаимодействие конечного клиента с SMS-сервером (SMSC). Используется для передачи SMS сообщений.
Шаблоны SMS – уведомления для предлагаемой системы (МИС).
Робот или бот, а также интернет-бот, www-бот и т.п. (англ. bot, сокр. от англ. robot) — специальная программа, выполняющая автоматически и/или по заданному расписанию, какие-либо действия через те же интерфейсы, что и обычный пользователь. При обсуждении компьютерных программ термин употребляется в основном в применении к Интернету. Обычно боты предназначаются для выполнения работы, однообразной и повторяемой, с максимально возможной скоростью (очевидно, намного выше возможностей человека).
В МИС актуальнее использовать бота для создания автоматического режима обработки текстовых сообщений.
Задача бота – распознать текст SMS-запроса и отправить данные в базу данных. Алгоритм работы:
1. В соответствии с заданной процедурой, определяющей периодичность обращения к базе данных (задается в параметрах настройки МИС), бот формирует SMS-уведомление для конкретного пациента. Для этого бот запрашивает базу данных, на основе SQL-запроса о том, к кому на текущей момент необходимо обратиться. SQL-ответ содержит информацию о пациенте, характере уведомления и выдает шаблон уведомления. Бот формирует уведомление и через систему SMS-рассылок отправляет информацию пациенту.
2. Пациент присылает ответ. Бот считывает текст SMS в виде строкового параметра.
3. Выделяет из строкового параметра символы, которые идентифицируют сервис, это не значимая информация для МИС. Например, цифры в примере 1 - «123» для МИС не имеют смысла
4. Считывает идентификатор пациента. Используя пример 1, «44» - идентификатор клиента. Далее бот должен установить связь с базой данных, идентифицировать запись, соответствующую идентификатору, поле таблицы базы данных, в которую заносятся данные систолического и диастолического давления, в соответствии со следующим правилом:
Если следующих цифр 5, например 12070, то первые три – верхнее давление, а две цифры – нижнее. Считать в переменную sis=’120’, в переменную ‘dis’=70. Если цифр шесть, например, 156120, то sis=’156’, а ‘dis’=120. Для этого использовать стандартные программные процедуры работы со строковыми параметрами.
5. В соответствии с алгоритмом работы, бот может отправить повторное SMS-уведомление пациенту или SMS-уведомление врачу о состоянии пациента. Например, «SOS, Иванов 190120».
Преимущество такого алгоритма в немедленном уведомлении врача о кризисе у больного, сразу после получения ответа от пациента.
II. Вторая компонента МИС – это пользовательский интерфейс, который реализован в виде web-страниц с использованием языка разметки страниц – HTML, т.е., сайт, на котором регистрируются пользователи.
III. Третья компонента МИС – функциональная. Эта часть обеспечивает функциональность управления системой, как самостоятельным программным приложением. Реализована функциональна компонента на языке php с использованием среды ZEND FRAMEWORK.
Функционально МИС предусматривает возможность заполнения базы данных, обработку информации о пациенте и взаимодействие с пациентом в автоматическом режиме по алгоритму, где все действия берет на себя роботизированная программа (бот), реализованная на основе скриптовых технологий.
Участие врача в работе МИС осуществляется на первом шаге, когда происходит занесение информации в базу данных МИС, проведении осмотра пациента, включая данные инструментальных исследований и составлении сценариев лечения, в зависимости от поставленного диагноза. На рис. 2 представлен фрагмент структуры базы данных МИС, та ее часть, которая содержит информацию о пациенте (таблица “dannye_pacienta”); данные сценария лечения, которые предполагают применение правил приема лекарственных препаратов, в соответствии с назначением наблюдающего врача (таблицы “scenarii_napominanij_po_samocontrol”, “tip_napominanija_po_samocontrolju_ad”, “scenarii_napominanii-o_prieme_preparatov”). Данные из этих таблиц формируют правило оповещения пациента о необходимости контроля АД и приема препаратов. Таблицы “monitoring_priema_preparatov” и “monitoring_ad” служат для приема данных от пациента о результатах измерения АД и подтверждении приема препарата.
Рис. 2. Структура базы данных МИС (подсистема мониторинга состояния и выполнения сценария лечения)
Далее врач может получить уведомление от системы в случае возникновения ситуации, которая по алгоритму работы требует вмешательства врача. Например, когда показатели давления, в результате проведения контрольного замера, превышают предельно допустимые показатели, врачу приходит SMS с информацией о критической ситуации у конкретного пациента и врач принимает решение в соответствии с правилами. Также врач имеет возможность просмотра, анализа статистической информации о конкретном пациенте и общей клинической картине в виде графиков, диаграмм и текстовых отчетов в разделе статистической информации МИС.
Пациент получает доступ к личному кабинету, где отображена форма обратной связи. На форме расположены элементы ввода информации, в которые вводится информация о значениях САД, ДАД и ЧСС и кнопка отправки сообщения. Бот обрабатывает полученную информацию и размещает ее в базе данных, в таблице мониторинга (monitoring_ad).
IV. Четвертая компонента МИС - интеллектуальная. Компонента основана на правилах принятия решения в зависимости от текущего состояния пациента. Сценарии принятия решения обрабатываются программно во внешних скриптах. Результатом является выдача информации для пациента и врача, в зависимости от ситуации.
Таким образом, разработка МИС-МАГ позволит решить проблему постоянного динамического наблюдения за наиболее многочисленной категорией больных АГ и обеспечит неограниченных доступ к медицинским услугам людей, которые нуждаются в подобной поддержке в процессе длительной терапии их неинфекционных хронических заболеваний.
Кроме того, сбор обширной статистической информации о состоянии больших групп пациентов за длительный период времени позволит получить новые данные о способах эффективного лечения резистентной АГ, а так же предупреждения развития гипертонических кризов и других сердечно-сосудистых осложнений.