Русский English

Хохлов Р.А., Лавлинская О.Ю., Филатова О.С.

Применение телекоммуникационных технологий для повышения эффективности лечения артериальной гипертонии

Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко

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

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)

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.


Список использованных источников:

1. Аналитическая записка "Современные проблемы медицинского обеспечения больных с кардиологическими заболеваниями". -http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat/ rosstatsite/main/population/healthcarе.

2. Артериальная гипертония: распространенность, осведомленность, прием антигипертензивных препаратов и эффективность лечения среди населения Российской Федерации/ С.А. Шальнова и др.// Российский кардиологический журнал.– 2006. – №4. – C.45-50.

3. Распространенность артериальной гипертонии по данным анализа одномоментной репрезентативной выборки/ Р.А. Хохлов, Э.В. Минаков, Г.И. Фурменко// От научных достижений до внедрения в практику: матер. съезда кардиологов и терапевтов центра России/ под ред. Р.Г. Оганова. – Рязань: Узорочье, 2008. – С. 330–333.

4. Шварц В.А. и др. Клиническая эффективность технологии динамического амбулаторного наблюдения за больными артериальной гипертонией с использованием компьютерной системы и мобильной телефонной связи// Саратовский научно-медицинский журнал. - 2009. – Т. 5. - № 3.

5. Киселев А.Р. и др. Профилактика и лечение артериальной гипертонии в амбулаторных условиях с использованием мобильной телефонной связи и интернет-технологий// Терапевтический архив – 2011- №4, с.46-52.

6. Bobrie G., Postel-Vinay N., Delonca J., Corvol P. Self-Measurement and Self-Titration in Hypertension// Am J Hypertens 2007; 20: 1314–20.

7. Madsen L.B., Kirkegaard P., Pedersen E. B. Blood pressure control during telemonitoring of home blood pressure. A randomized controlled trial during 6 months// Blood Pressure. 2008; 17: 78–86.

8. AbuDagga A., Resnick H. E., Alwan M. Impact of Blood Pressure Telemonitoring on Hypertension Outcomes: A Literature Review// Telemedicine and e-health. 2010; 16: 830-38.

9. McManus R.J. et al. Telemonitoring and self-management in the control of hypertension (TASMINH2): a randomised controlled trial// Lancet 2010; 376: 163–72.

10. Современные телекоммуникационные интерактивные решения в мониторинге различных заболеваний для людей с ограниченными физическими возможностями/ Р.А. Хохлов, О.С. Филатова, Т. В. Курченкова, О. Ю. Лавлинская// Интеллектуальные технологии и средства реабилитации людей с ограниченными возможностями: матер. Всеросс. молодежн. конф. – Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2012. – С 17-23.

11. Cisco выводит на рынок первое в отрасли решение Wi-Fi для телеметрических услуг с широкой функциональностью и простыми процедурами широкомасштабного развертывания. http://www.cisco.com/web/RU/news/releРases/txt/1236.html.

12. Разработка интегрального показателя тяжести течения артериальной гипертонии/ Н.А. Воробьева, А.П. Бабкин, О.Н. Чопоров// Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2009. – Т.9. №4. – С. 901-904.


01.02.2013 22:07:00