М ІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ
імені П.Л.ШУПИКА
БОЛГОВ Михайло Юрійович
УДК: 616.43/45-07-08:002.6:681.3
ІНФОРМАЦІЙНЕ ВІДОБРАЖЕННЯ ЛІКУВАЛЬНО-ДІАГНОСТИЧНОГО ПРОЦЕСУ В ЕНДОКРИНОЛОГІЧНІЙ КЛІНІЦІ
14.03.11 – медична та біологічна інформатика і кібернетика
14.01.14 – ендокринологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора медичних наук
Київ - 2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті ендокринології та обміну речовин
ім. В.П.Комісаренка АМН України
Наукові консультанти:
доктор медичних наук, професор
Мінцер Озар Петрович
, Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л.Шупика, завідувач кафедри медичної інформатики,
доктор медичних наук, професор, член-кор. АМН України
Комісаренко Ігор Васильович
, Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П.Комісаренка АМН України, завідувач хірургічного відділу
Офіційні опоненти:
доктор медичних наук, Коваленко Олександр Сергійович
,
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАНУ і МОНУ, завідуючий відділом медичних інформаційних систем
доктор медичних наук, професор Годлевський Леонід Семенович
,
Одеський державний медичний університет, завідувач кафедри біофізики, інформатики та медичної апаратури
доктор медичних наук, професор Зубкова Світлана Тихонівна
,
Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П.Комісаренка АМН України, провідний науковий співробітник відділу функціональної діагностики
Захист відбудеться 4 березня 2008 року о 13 .00 годині
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.613.10 в Національній медичній академії післядипломної освіти імені П.Л.Шупика
(04112 м.Київ-112, вул. Дорогожицька, 9).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л.Шупика
(04112 м.Київ-112, вул. Дорогожицька, 9).
Автореферат розісланий “______”_____________________ 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради О.В. Гойко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність проблеми. Медична інформація стає дедалі більш складною, та, водночас, більш важливою. Біля 15% ресурсів лікувального медичного закладу витрачається на збір даних. Лікарі та медичні сестри витрачають 25% свого робочого часу на пошук необхідної їм інформації [Гулиев Я.И., Малых В.Л., 2004]. За даними US Institute of Medicine Report, біля 100 000 громадян США щорічно помирають від медичних помилок (восьме місце в упорядкованих за частотою чинниках смерті). Один з головних чинників помилок – недостатня чи неякісна інформація щодо пацієнта.
Ефективне інформаційне забезпечення медицини є однією з важливих передумов її якості на всіх етапах від первинного огляду в поліклініці до надання спеціалізованої допомоги в профільних закладах [Москаленко В.Ф., Гойда Н.Г., Вороненко Ю.В., Мінцер О.П., 2002; Сокольский В.С., 2001; Araki K., Ohashi K., Yamazaki S. et al., 2000; Мінцер О.П., 2002]. На сьогодні інформатизація охорони здоров’я насамперед означає використання інформаційних технологій, за допомогою яких можливо забезпечити швидке та цільове отримання, збереження, обробку та передачу необхідної інформації медичними працівниками [Минцер О.П., 2001; Назаренко Г. И., Гулиев Я. И., Ермаков Д. Е., 2005; Алпатов А.П., Прокопчук Ю.А., Костра В.В., 2005; Гусев А.В., Романов Ф.А., Дуданов И.П., 2005].
Спектр завдань, які відносяться до інформатизації, є надзвичайно широким і включає також отримання інформації з метою прийняття рішень, надання медичної допомоги, навчання, виконання наукових та організаційних запитів, тощо. Серед цього широкого кола важливим напрямом слід вважати інформатизацію лікувально-діагностичного процесу за допомогою медичних інформаційних систем (МІС). В літературі можна знайти узагальнення досвіду по великій кількості медичних інформаційних систем [Коваль Н.Ф., 2006]. Тільки їх перелік сягає десятків. В той же час, до останнього часу не вирішені питання стандартизації МІС, в тому числі створення єдиних термінологічних підходів.
Практично всі дослідники в області МІС підкреслюють різнорідність, складність та еволюційну природу медичних даних [Коваленко А.С., 1994; Минцер О.П., 2001; McDonald C.J., Schadow G., Barnes M. et al., 2003; Алпатов А.П., Прокопчук Ю.А., Костра В.В., 2005; Hasman A., Haux R., 2006; Гусев А.В., Романов Ф.А., Дуданов И.П., 2006]. До цього часу не подолано складності створення єдиного інформаційного простору навіть для громадян розвинутих держав. Одним з головних чинників такого становища є те, що спроби жорсткої шаблонної формалізації введення та викладення медичної інформації лікарями заперечуються як такі, що спотворюють суть самої інформації. З іншого боку, весь світовий досвід доводить необхідність стандартизації даних. Ефективність подібного підходу в багатьох галузях вже давно очевидна. Медицина також не повинна бути виключенням з правила.
Багато досліджень останніх десятиріч пов’язані з пошуком концептуальних рішень проблем стандартизації медичної інформації [Humber M., 2004; Cross M., 2006; Anderson G.F., Frogner B.K., Johns R.A., et al., 2006; Reinhardt U.E., Hussey P.S., Anderson G.F., 2002]. Головні надії сьогодні пов’язані з підвищенням рівню абстракції запропонованих формальних моделей [McDonald C.J., Schadow G., Barnes M. et al., 2003].
Однією з важливих переваг використання інформаційних технологій є можливість комп’ютерного аналізу великих масивів даних. Не є перебільшенням твердження, що спроможність медичної інформаційної системи забезпечити проведення аналізу даних при наукових дослідженнях - один з головних критеріїв її досконалості. Таким чином невід’ємною складовою проблеми інформатизації є створення та аналітичне використання електронних реєстрів пацієнтів, зокрема для виконання досліджень щодо вогнищевої патології щитоподібної залози.
До лікувально-діагностичної тактики при вогнищевих утвореннях щитоподібної залози (ЩЗ) прикута увага багатьох дослідників [Alexander E.K., Hurwitz S., Heering J.P. et al., 2003; Graf H., 2004; Liwinska L., Kowalska A., 2005; Sarkar S.D., 2006]. Розроблено низку стандартів щодо ведення пацієнтів з вогнищевими утвореннями ЩЗ [AACE/AME Task Force on Thyroid Nodules, 2006; Cooper D.S., Doherty G.M., Haugen B.R. et al., 2006], існують вітчизняні рекомендації [Стандарти діагностики та лікування ендокринних захворювань, 2005; Комиссаренко И.В., Рыбаков С.И., Коваленко А.Е. и др, 2006; Власенко М.В., Паламарчук А.В., Прудиус П.Г. и др, 2003].
В той же час, залишаються відкритими питання щодо темпів зростання та зменшення вогнищевих утворень ЩЗ серед мешканців України, які в переважній більшості зазнали впливу опромінення внаслідок Чорнобильської катастрофи. Не проводились також дослідження стосовно можливості зникнення вогнищевих утворень. До теперішнього часу в Україні відсутні загальноприйняті стандарти лікування, зокрема захворювань ЩЗ, які могли б бути покладені в основу практичного надання допомоги та об’єктивної оцінки дій лікаря, що набуває першочергового значення при впровадженні страхової медицини.
Таким чином, розробка досконалого лікувально-діагностичного алгоритму ведення хворих з вогнищевою патологією ЩЗ, який може бути покладений в основу відповідного стандарту надання спеціалізованої медичної допомоги (в першу чергу, в Україні), є актуальною та невирішеною проблемою.
Ще однією проблемою, тісно пов’язаною з попередніми, є розробка класифікаційних підходів щодо захворювань щитоподібної залози та наднирникових залоз (НЗ). Можливості ефективного аналізу даних починаються лише після адекватного відображення в МІС всіх особливостей конкретних ситуацій. Тому однією з важливіших проблем є вдосконалення існуючих класифікацій захворювань щитоподібної залози та надниркових залоз для використання в медичних інформаційних системах.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є результатом планових наукових досліджень Інституту ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України “Автоматизація ведення медичної документації в хірургічній ендокринології” (номер державної реєстрації №0102U006297, 2003-2005 рр.), “Розробка стандартів медичних інформаційних систем щодо захворювань щитоподібної залози та надниркових залоз” (номер державної реєстрації №0106U000845, 2006-2007 рр.), “Вивчити віддалені результати хірургічного лікування хворих, які захворіли у післячорнобильський період на рак щитоподібної залози з метою розробки диференційованих схем реабілітації” (номер держреєстрації 0105U000729, 2005-2007 рр.) та “Розробити алгоритм діагностики та лікування пухлин надниркових залоз” (номер держреєстрації 0105U000736, 2005-2007 рр.).
Мета дослідження. Створити та обґрунтувати системуінформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу та довести її ефективність в практичній і науковій діяльності ендокринологічної клініки.
Завдання дослідження:
1. Обґрунтувати принципи інформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу і на їх основі розробити відповідні моделі.
2. На основі запропонованих моделей створити медичну інформаційну систему та впровадити її в ендокринологічній клініці.
3. Адаптувати класифікації захворювань щитоподібної залози та надниркових залоз до використання в МІС.
4. На основі створеного електронного реєстру пацієнтів провести аналіз вогнищевої патології щитоподібної залози, визначити темпи змін розмірів вузлів та дослідити факти їх “зникнення”.
5. Визначити клінічні та ультразвукові фактори ризику наявності злоякісного росту у вогнищевих утвореннях щитоподібної залози на основі системи бальної оцінки.
6. На основі отриманих даних розробити систему прийняття рішень щодо діагностики та лікування вогнищевої патології щитоподібної залози.
7. Обґрунтувати інформаційні технології визначення лікувально-діагностичної тактики для хворих з вогнищевою патологією щитоподібної залози.
8. Провести апробацію розроблених підходів щодо вогнищевої патології щитоподібної залози в клінічній практиці.
9. Оцінити ефективність впровадження медичної інформаційної системи в умовах ендокринологічної клініки.
Об’єкт дослідження - лікувально-діагностичний процес в ендокрино-логічній клініці, реєстр ендокринних хворих.
Предмет дослідження - процеси інформатизації клініки, обстеження та диспансеризації хворих з вогнищевою патологією щитоподібної залози.
Методи дослідження - клінічне обстеження пацієнтів, ультразвукове дослідження щитоподібної залози, методи теорії інформаційних систем та інформаційного моделювання,варіаційна й альтернативна статистика, кореляційний аналіз, методи статистичного моделювання, анкетування користувачів.
Наукова новизна одержаних результатів. Створено оригінальні моделі інформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу: параметрів користувача, діагнозу, формалізації текстових даних, двохетапного аналізу даних, що дозволяє підняти ефективність збереження та обробки медичних даних на якісно вищий рівень.
Адаптовано представлення в медичних інформаційних системах класифікаційних рубрик щодо патології щитоподібної залози та надниркових залоз, що підвищило коректність збереження та розширило можливості аналізу даних за діагнозами.
Запропоновано модель впровадження створеної медичної інформаційної системи в ендокринологічній клініці, яка дозволяє в найкоротший термін налагодити практичне використання інформатизації.
Проведено оцінку ефективності впровадження розробленої медичної інформаційної системи в ендокринологічній клініці по виконанню основних функцій та за результатами анкетування користувачів.
За даними реєстру хворих з ендокринною патологією (мешканців України), визначено темпи збільшення та зменшення вогнищевих утворень щитоподібної залози (середнє 5,6±0,01 та 6,2±0,01 мм/рік відповідно). Проведено порівняльну характеристику ультразвукових ознак доброякісних та злоякісних вогнищевих утворень, а також дослідження щодо фактів зникнення вогнищевих утворень щитоподібної залози. Показано, що поступове зникнення вогнищевих утворень більших за 2 см в діаметрі спостерігається у 0,2±0,06 % хворих.
Доведено ефективність розробленої системи бальної оцінки ризику наявності злоякісного росту у вогнищевих утвореннях щитоподібної залози на основі клінічних та ультразвукових ознак.
Визначено умови застосування та ефективність розробленого лікувально-діагностичного алгоритму прийняття рішень щодо вогнищевої патології щитоподібної залози.
Практичне значення одержаних результатів. На основі розроблених моделей інформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу створено медичну інформаційну систему та успішно впроваджено її в клініці Інституту ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України та інших лікувальних установах, що підтверджено актами впровадження.
Адаптовані класифікаційні рубрики патології щитоподібної залози та надниркових залоз використано для відображення діагнозів в медичній інформаційній системі.
В результаті аналізу електронного реєстру хворих з ендокринною патологією (мешканців України) визначено термін “швидке зростання” вогнищевих утворень щитоподібної залози, межею застосування якого запропоновано вважати збільшення їх розміру на 6 мм/рік, що є темпом більше середнього.
Система бальної оцінки ризику наявності злоякісності у вогнищевих утвореннях щитоподібної залози в якості самостійного методу дозволяє визначати онкологічний ризик і, відповідно, необхідність проведення тонкоголкової аспіраційної пункційної біопсії чи оперативного лікування.
Запропонований лікувально-діагностичний алгоритм прийняття рішень щодо тактики ведення хворих з вогнищевою патологією щитоподібної залози покладено в основу автоматизованої системи. Її використання надає можливість забезпечити стандартизацію визначення лікувально-діагностичної тактики при вогнищевих утвореннях щитоподібної залози. Останнє в свою чергу сприяє підвищенню якості лікування хворих з цією патологією.
Особистий внесок здобувача. Дисертантом розроблено та обґрунтовано моделі інформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу в ендокринологічній клініці і на їх основі створена медична інформаційна система. На всіх етапах впровадження її в Інституті ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України дисертант особисто виконував чи керував проведенням тестування, робіт налагодження та запуску, навчання медичного персоналу. За консультативної допомоги професора О.П.Мінцера проведено дослідження щодо прогностичних факторів злоякісності. За консультативної допомоги професора І.В. Комісаренка та д.м.н. С.Й. Рибакова дисертант розробив вдосконалені до використання в МІС класифікації хвороб щитоподібної залози та надниркових залоз, створив лікувально-діагностичну систему прийняття рішень щодо вогнищевих утворень щитоподібної залози. Всі розрахунки щодо аналізу даних та виявлення закономірностей перебігу вогнищевих утворень щитоподібної залози дисертантом виконано особисто.
Апробація результатів дисертації. Результати дисертації викладені на VII з’їзді ендокринологів України, III міжнародній конференції “Телемедицина – досвід@перспективи” (2007), Першому Українсько-Російському симпозіумі ендокринної хірургії з міжнародною участю “Сучасні аспекти хірургічного лікування ендокринної патології” (2006); Міжнародній виставці “Охорона здоров’я 2006”; V конференції з міжнародною участю "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині" (2005); IV конференції з міжнародною участю "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині" (2004); Міжнародній науково-практичної конференції "Актуальні питання геріатричної хірургії" (2004); Науково-практичній конференції "Клінічна інформатика і телемедицина" (2004); Дванадцятому (чотирнадцятому) Російському симпозіумі хірургічної ендокринології з міжнародною участю "Современные аспекты хирургической эндокринологии" (2004); Міжнародній науково-практичній конференції "Актуальні питання геріатричної хірургії" (2004); IV Міжнародній конференції "Дети Чернобыля - медицинские последствия и социально-психологическая реабилитация" (2003); Науково-практичній конференції "Сучасні проблеми ендокринологічної допомоги дітям" (2003 р.); III конференції з міжнародною участю "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині" (2003 р.); XX з'їзді хірургів України (2002 р.); II конференції з міжнародною участю "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині" (2002); X з'їзді онкологів України (2001).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 48 наукових праць (2 монографії, 26 статей та 20 тез); отримано авторське свідоцтво. У виданнях, що входять до переліку, затвердженого ВАК України опубліковано 23 статті.
Обсяг та структура роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів, 6 розділів власних досліджень, обговорення результатів, висновків, практичних рекомендацій та переліку літератури, який включає 233 джерела (98 вітчизняних та 135 іноземних). Робота викладена на 262 сторінках (основний текст подано на 249 сторінках) і має 38 таблиць та 30 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вирішення проблеми створення єдиного інформаційного простору передбачається на шляху розробки “більш абстрактних моделей з невеликою кількістю, але високою виразністю абстрактних об’єктів. Модель даних щодо пацієнта слід зробити простішою та яснішою, для чого необхідно знайти уніфікований та коректний рівень абстракції” [McDonald C.J., Schadow G., Barnes M. et al., 2003]. Саме в цьому напрямку було проведено науковий пошук та на основі власного досвіду запропоновано оригінальний концептуальний підхід.
Моделі інформаційного відображення лікувально-діагностичного процесу. На рис. 1 наведено розподіл напрямків стандартизації МІС, які вже мають свої рішення у вигляді стандартів, що широко впроваджуються.
Рис. 1. Напрямки стандартизації МІС
Деякі напрямки стандартизації стосуються безпосередньо структури та функцій МІС (PRA, openEHR), проте цей шлях не може забезпечити достатнього рівня абстракції. Стандарти обміну медичною інформацією фактично повністю складаються з переліку параметрів, завдяки уніфікованості яких досягається можливість зв’язку та передачі пакетів між різними МІС та медичними пристроями. Зрозуміло, що за таких обставин відбувається постійне відновлення стандартів, чому сприяє постійний розвиток як медичної техніки, так і медичної науки.
Але є декілька типових проблем, які безпосередньо не стосуються ні рубрик класифікацій, ні стандартів обміну даними. До них належать: обробка текстових даних, обробка параметрів користувача, інформаційне відображення діагнозу, а також аналіз медичних даних.
Модель інформаційного відображення параметрів користувача. Універсальний підхід вимагає незмінними визначати тільки ті графи, які є загальними для всіх пацієнтів (П.І.Б., дата народження, адреса, діагноз тощо). Вся додаткова інформація повинна мати механізми додавання, корекції та аналізу в залежності від інформаційних потреб тієї чи іншої медичної установи. Нами запропонований механізм так званих "номінацій"(рис. 2), що призначені для збереження й обробки будь-яких параметрів користувача.
Рис. 2. Модель інформаційного відображення параметрів користувача
Запропонована модель інформаційного відображення параметрів користувача містить шість типів номінацій, що обслуговують (кожна свою) таблицю даних. Саме такий (розподілений) підхід є принциповою особливістю моделі та створює підґрунтя універсальності інформаційного відображення клінічних процесів. Спроби пов’язувати всі параметри користувача з будь-якою однією таблицею не дозволять відбивати ті чи інші дані в коректній залежності. В запропонованій моделі зникають проблеми з інтерпретацією різних даних чи дублюванням інформації, бо зберігається виключно рубрика номінації та число.
Треба зауважити, що саме такий перелік таблиць даних, до яких прив’язуються номінації, не є випадковим, а розкриває суть моделі. Саме представлена у такому вигляді медична інформація може бути ефективно доповнена відповідними номінаціями. Так, наприклад, таблиця обстежень за своїм інформаційним змістом використовується для всіх тих методів обстежень, що мають текстовий протокол та висновок (ультразвукове дослідження, комп’ютерна томографія, рентгенографія, електрокардіографія тощо). Саме наявність текстових даних є однією з головних передумов додавання таблиці номінацій, де можна зберігати рубриковану інформацію та числові значення. В той же час, відсутня в переліку таблиця аналізів не вимагає створення таблиці номінацій, бо за своїм призначенням вона використовується лише для тих аналізів (обстежень), результатом яких є одне число. В такому вигляді медична інформація вже є достатньо дискретною і може бути використана для універсального аналізу без додаткових зусиль.
Незважаючи на зручність рубрикації інформації, особливо для наступного аналізу, деяка первинна медична інформація може бути збережена тільки у вигляді тексту. До такої інформації відносяться, зокрема, протоколи операцій та обстежень, патогістологічні висновки тощо. З технічної сторони, існує стандартна проблема, пов’язана з обробкою текстової інформації, вирішення якої запропоновано в моделі формалізації текстових даних. Що ж до параметрів користувача, то залишається складність з інформацією, яку необхідно зберігати
8-09-2015, 22:13