Download pdf - ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ ТУЛЬСКОЙ

1 ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ – 2011 – Т. ХVIII, № 1 – С. 166

стве датчика давления выбран датчик MPX5010, измеряющий дифференциальное давление в диапазоне от 0 до 10кПа. Микро-контроллер представляет собой 8-разрядный микроконтроллер PICmicro. Функцию приемопередатчика выполняет последова-тельный порт RS-232C.

Результатом работы созданного макета являются графики изменения давления в ротовой полости при различных значениях площади пропускного отверстия S (рис. 3).

Рис. 3 Графики изменения давления в ротовой полости в процессе выдоха для различных режимов работы АТКДМ

Полученные результаты указывают на зависимость дли-

тельности вдоха и выдоха, пиковой величины и скорости измене-ния давления в ротовой полости от площади пропускного отвер-стия дросселя и таким образом не противоречат теоретическим представления о дыхании с резистивной нагрузкой.

Выводы. Предложена методика построения автоматизиро-ванного тренажерного комплекса дыхательной мускулатуры, которая позволит повысить эффективность тренировки дыха-тельной мускулатуры за счет индивидуального дозирования ре-зистивной нагрузки на дыхательную систему. Создан тренажер-ный комплекс, характеризующийся простотой и удобством экс-плуатации, точным регулированием сопротивления на вдохе и/или выдохе. Он позволяет измерять и регистрировать давление в ротовой полости пациента, по величине которого рассчитыва-ются количественные показатели, характеризующие функцио-нальное состояние дыхательной системы пациента во время тре-нировки. Дальнейшее совершенствование комплекса позволит автоматически оценивать результаты дыхательных тренировок и выбирать оптимальный режим его работы.

Литература

1. Щербаков Д.В. Механокоррекция бронхообструктивного

синдрома пиковыми перепадами давления в дыхательных путях [Текст]: дис. ... канд. мед. наук: 14.00.51; 14.00.05 / Щербаков Денис Валериевич. Тула, 2006. 145 с.

CONSTRUCTING METHOD OF AUTOMATED TRAINING COMPLEX

FOR RESPIRATORY MUSCLES

O.V. MERKULOVA

Tula State University The article describes a new method of constructing an auto-

mated training complex for respiratory muscles. The advantage of this complex is in the opportunity to select the training effect value ac-cording to the value of the oral cavity pressure individually for each patient and regulating separate resistance to breathing while inspira-tion and expiration and with high accuracy. Experimental data for one of such kind of technical realization of this method are presented.

Key words: respiratory muscles, automated training complex, regulated throttle.

УДК 351.77

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

В.Г. ВОЛКОВ, И.Ю. КОПЫРИН, К.А. ХАДАРЦЕВА*

В работе показаны возможности использования сервиса облачных вычислений при реализации государственных программ информати-зации и модернизации здравоохранения. На примере Тульского об-ластного перинатального центра представлена возможная структура

* ГОУ ВПО «Тульский государственный университет», 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92

облачной архитектуры, которая может быть использована для по-вышения эффективности работы учреждений здравоохранения Тульской области. Приведены основные функциональные возмож-ности разделов оперативной структуры облака, с учётом особенно-стей деятельности лечебных учреждений. Ключевые слова: информатизация, облачные вычисления, элек-тронная медицинская документация, поддержка принятия клиниче-ских решений.

В соответсвии с принципами концепции информатизации

здравоохранения, для создания единого информационного про-странства здравоохранения могут быть активно использованы технологии облачных вычислений. Они позволят улучшить каче-ство предоставляемых услуг и уход за больными, прежде всего, за счет более оперативной системы обмена информации между медиками [1,2,3]. Модули обработки информации позволят при-нимать решения по постановке диагноза, используя в качестве помощи аналитические ресурсы облака [3,4]. Благодаря управле-нию всеми медицинскими данными и информационно-технологическими ресурсами в среде облачных вычислений, система сможет обеспечивать координацию обслуживания паци-ентов между всеми вовлеченными сторонами [5]. Лечащие врачи, средний и младший медицинский персонал, врачи-консультанты и фармацевты смогут получать и совместно использовать данные о пациентах из единого информационного источника. Решение также позволит отслеживать и отображать статистику и тенден-ции того, как пациенты реагируют, на назначенные курсы лече-ния, как они придерживаются графика приема лекарств, и авто-матически уведомлять медицинский персонал о нарушениях соответствующих предписаний [5,6].

Все это позволит сделать оказание медицинской помощи более эффективным и действенным, а также – более экономным.

Ограничения распространения, разглашения и хранения медицинской информации определённые законодательством РФ ограничивают возможности использования в здравоохранении действующих крупнейших платформ облачных вычислений: Amazone Web Services, Microsoft Azure, Rackspace, Oracle. В свя-зи с этим целесообразна разработка локальной специализирован-ной облачной структуры с возможностью дальнейшей интегра-ции с другими платформами и портированием на национальную облачную платформу.

Так, для оптимизации работы Тульского областного пери-натального центра целесообразно использовать решение на базе облачных технологий следующей структуры. (Рис. 1).

При формировании основы облака заложить следующие функциональные области:

1. Область, обеспечивающая вычислительные мощности поддержки принятия решений и обработки заявок.

2. Область хранения базы данных системы 3. Область обеспечивающая отражение защищённого веб-

интерфейса пользователя. В своей совокупности предполагается функционирование

областей облака с целью обеспечения работы 5 основных опера-тивных разделов системы с учётом возможности запроса или освобождения мощностей каждой из подсистем – в зависимости от текущей нагрузки.

Оперативная структура представляется в совокупности 4 взаимодействующих разделов:

1. Раздел электронной регистратуры. Данный раздел по-зволит автоматизировать процесс записи пациентов на приём в медицинских учреждениях в целях уменьшения очередей в реги-стратурах лечебных учреждений. Будет способствовать более быстрой и продуктивной маршрутизации медицинской информа-ции на этапах оказания медицинской помощи.

Предлагаемые функциональные возможности: – позволяет осуществлять просмотр расписания врачей ме-

дицинского учреждения. Выбор врача может осуществляться как по специальности так и пофамильно.

– позволяет посмотреть место и время приёма интересую-щего врача

– просмотреть количество доступных талонов на приём к врачу на заданный период времени

– самостоятельно в режиме он-лайн записаться на приём к врачу из дома.


Рис 1. Архитектура облачной структуры Тульского областного перинатального центра

2. Раздел ведения ведения электронной медицинской

документации. В соответсвии с концепцией информатизации здравоохранения предусматривает создание системы юридически значимого электронного документооборота в региональном и национальном масштабах. Поэтапный переход к технологии создания и ведения всей документации (включая первичную) используемой в системе здравоохранения, в электронном виде (переход к безбумажной технологии) диктует необходимость детальной проработки и внедрения электронной истории болезни.

В основу принципа работы составления, учета и хранения медицинской информации в электронном виде, заложена идея создания единого информационного ресурса, который позволяет оперировать с личными данными пациентов, а также обменивать-ся такими данным с другими медицинскими учреждениями. В случае необходимости – медицинская документация может пре-доставляться в компетентные организации: страховые компании, органы контроля над оказанием медицинской помощи, правоох-ранительные органы и так далее. При этом передача сведений о пациенте третьим лицам и документооборот медицинской доку-ментации должны отвечать всем требованиям, предусмотренным для работы с особо охраняемой информацией, в том числе с уче-том положений о врачебной тайне.

Электронная история болезни имеет определенную струк-туру, которая позволяет существенно сократить время на состав-ление, как амбулаторной карты пациента, так и других видов медицинских документов. Таким образом, медицинская докумен-тация заполняется комплексно, как правило, используется три базовых раздела:

«Паспортная часть» - общие сведения о лице, обратившем-ся за медицинской помощью в лечебное учреждение: возраст, пол, местожительства, место работы или учебы, вид страхования.

«Социальная характеристика» - наличие социальных дан-ных у конкретного пациента, информация о которых может су-щественно повлиять на оказание медицинской помощи.

«Медицинское состояние» - информация, предназначенная для медицинских работников, которая дает полное представление о состоянии здоровья пациента, позволяя проводить курс лечения или профилактики в отношении конкретного лица.

Предлагаемые функциональные возможности: – все трудоемкие рутинные операции автоматизируются на

100 процентов; – процессы формирования истории болезни осуществляют-

ся в электронном виде; – полностью представляются все необходимые поля для за-

полнения медицинской карты; – быстрый и корректный ввод данных обеспечивается гото-

выми шаблонами (включены в комплект поставки) при использо-вании классификаторов МКБ10;

– режим совместного заполнения медицинской карты вра-чом и медсестрой существенно ускоряет ввод данных о пациенте;

– рациональная маршрутизация электронных документов, историй болезни обеспечивает эффективный обмен информацией между врачами и отделениями;

– в электронной истории болезни полностью отражаются результаты лабораторных, инструментально-диагностических, рентгенологических исследований;

– в распоряжение главных врачей, заведующих отделения-ми, старших медсестер предоставляются эффективные средства проверки и контроля;

– стандартные отчетные формы заполняются в автоматиче-ском режиме и максимально быстро; эти формы могут быть легко дополнены и изменены в соответствии с потребностями ЛПУ;

– разветвленная система средств экономического и лечеб-но-профилактического анализа, обработки, анализа и представле-ния статистических данных повышает эффективность управления ЛПУ;

– нормативные и справочные документы предоставляются в электронном виде;

– интеграция в информационную систему электронного ме-дицинского документооборота ранее накопленных данных и электронной регистратуры;

– для объединения в сеть отдельных врачей или мед. учре-ждений необходим только доступ в интернет (Online-Версия);

– возможна установка в локальную сеть; – защищенный распределенный доступ и права для врачей

и пациентов к медицинским данным; – надежность и безопасность данных электронной истории

болезни; – доработка и адаптация под нужды конкретного медицин-

ского учреждения. 3. Раздел поддержки принятия клинических решений.

Для функционирования данного раздела предполагается разрабо-тать аналитическую систему, которая, комбинируя информацию из электронных историй болезней, медицинских страховых до-кументов и результатов лабораторных анализов и, поставляя эту информацию через среду облачных вычислений от IBM, позволит врачам принимать более оперативные и точные решения о такти-ке наблюдения и лечении пациентов. Такой подход также помо-жет уменьшить число медицинских ошибок, излишних и дорого-стоящих курсов лечения.

Предлагаемые функциональные возможности: – на основании анализа накопленных клинических и лабо-

раторных данных осуществлять разделение пациентов на группы риска по возникновению акушерской патологии;

– выполнять алгоритмы прогнозирования развития кон-кретной акушерской патологии;

– предоставлять информацию о возможных вариантах кли-нического наблюдения оцениваемого случая;

– возможность корректировки результатов прогнозирова-ния и повышения точности прогноза по мере увеличения данных, поступающих в облако.

4. Раздел сбора и обработки статистической информации. Возможности данного раздела будут позволять оперативно соби-рать статистическую информацию акушерско-гинекологических служб районов Тульской области в локализованном виде посредст-вам использования хранилищ данных интернет ресурсов облака. Решение предоставит возможность ограничения использования множества единиц статистических оболочек на носителях лечеб-ных учреждений. Данная возможность имеет большую экономиче-скую целесообразность при организации сбора и обработки стати-стической информации.

С целью увеличения функциональности и повышения удоб-ства сбора и обработки медицинской информации возможна интеграция с сервером ТО МИАЦ, что позволит в локальном виде сформировать весь объём статистических данных по облас-ти и предоставить возможность санкционированного доступа из любой точки.

Литература

1. Тарнавский Г.А., Алиев А.В., Анищик В.С., Тарнавский

А.Г., Жибинов С.Б., Чесноков С.С. Информационные технологии и проблемы создания Центра компьютерного моделирования в Интернете // Информационные технологии. 2009. №8. C. 63–69.

2. "The Emerging Cloud Service Architecture". Aws. type-pad.com.. http://aws.typepad.com/aws/2008/06/the-forthcoming.html .

3. Aaron W. Computing in the clouds.// J netWorker. 2007. Vol.11. №4. Р. 16–25

4. Pepus G. "The world of super integration" http://www.kmworld.com/Articles/ReadArticle.aspx?ArticleID=35771


5. Lohr S. "Microsoft to Offer Software for Health Care Indus-try". The New York Times http://www.nytimes.com/2006/07/27/ technology/27soft.html?th&emc=th

6. Greene J. "A deal they just couldn't refuse". Modern Health-care http://www.modernhealthcare.com/apps/pbcs.dll/article?Date= 20061024&Category=FREE&ArtNo=61024003&SectionCat=newsletter02&Template=

APPLICATION OF INFORMATIONAL TECHNOLOGIES CLOUD

CLUSTER CALCULATIONS IN PUBLIC HEALTH SERVICES OF THE TULA REGION

V.G. VOLKOV, I.Y. KOPYRIN, K.A. KHADARTSEVA

Tula State University

The article highlights possibilities of using cloud computing

while realization of governmental programs dealing with information and public health services modernization. The example of the Tula regional perinatal centre a possible structure of cloud architecture which can be used for rising overall effectiveness of public health service institutions in the Tula area is presented. The basic possibili-ties of section functionality of a cloud operative structure, taking into account features of medical institution activity are given.

Key words: information, cloudy computing, the electron medi-cal documentation, support of acceptance of clinical decisions. УДК 61

ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ

В.Г. ВОЛКОВ, И.Ю. КОПЫРИН, К.А. ХАДАРЦЕВА*

Представлен обзор информации по возможностям и перспективам использования технологии облачных вычислений в медицине и здравоохранении. Приводятся положительные стороны работы в сфере данных технологий, приведены примеры использования об-лачных технологий в здравоохранении при ведении электронных медицинских карт и формировании системы учёта в лечебных уч-реждениях. Определены перспективы применения облачных вычис-лений в здравоохранении. Ключевые слова: информационные технологии, облачные вычисления, кластер.

В настоящее время информационно-коммуникационные

технологии, как высоко востребованная область знания, развива-ются в самых разнообразных направлениях. Расширению спектра применимости компьютерной техники способствует развитие Интернета с высокой пропускной способностью его каналов и сверхбольшой емкостью памяти серверов Всемирной Сети [1]. Хорошо развитая аппаратная платформа в свою очередь приво-дит к широкому развитию программного обеспечения для ком-пьютерной поддержки научных исследований и прикладного проектирования.

Направление Cloud Computing («Облачные вычисления»). Среди парадигм развития современных информационных техно-логий можно выделить направление, получившее название «Об-лачные вычисления».

Данное направление является быстроразвивающимся пер-спективным этапом современной информатики. Идеология об-лачных вычислений заключается в переносе организации вычис-лений и обработки данных в существенной степени с персональ-ных компьютеров на серверы Всемирной Сети. Концепция об-лачных структур основана на уверенности в том, что сеть Интер-нет в состоянии удовлетворить потребности пользователей в генерировании и обработке данных в широких диапазонах их запросов.

Так, система Google Apps обеспечивает приложения для бизнеса в режиме онлайн, доступ к которым происходит с помо-щью Интернет-браузеров, при этом программное обеспечение и данные хранятся на серверах Google. Кроме того, операционная система Google Chrome OS целиком основана на облачных вы-числениях [1].

Корпорация Microsoft разработала свою новую версию ОС Windows 7, сегменты которой почти полностью основаны на облачных технологиях. В частности, система MS Office хранится на серверах MS, со свободным (лицензионным) доступом к ней клиентов по их запросу. Это освобождает потребителей от необ-

* ГОУ ВПО «Тульский государственный университет», 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92

ходимости устанавливать систему на собственном компьютере и поддерживать в дальнейшем ее функционировать.

Таким образом, при использовании облачных вычислений существенно снижаются требования к ресурсам персональных компьютеров и даже рабочих станций коллективного пользова-ния [1]. Направление Cloud Computing исключительно перспек-тивно для проведения компьютерного моделирования в режиме удаленного доступа, поэтому в ближайшей перспективе следует ожидать массового появления облачных Web-ресурсов.

Направление «Облачные вычисления» содержит специали-зированный спектр технологий обработки и передачи данных, когда компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервисы. Пользователь имеет доступ к своей информации, которая постоянно хранится на Web-серверах, только как клиент во время Интернет-сеансов, с разме-щением этой информации (и результатов ее обработки) на персо-нальных компьютерах, ноутбуках, нетбуках, смартфонах и т.п. К настоящему времени можно выделить несколько основных тех-нологий (моделей) этого направления:

– инфраструктура как услуга (Infrastructure as a Service, IaaS);

– платформа как услуга (Platform as a Service, PaaS); – данные как услуга (Data as a Service, DaaS); – программное обеспечение как услуга (Software as a Ser-

vice, SaaS); – рабочее место как услуга (Workplace as a Service, WaaS); – всё как услуга (All as a Service, AaaS) [2]. В Интернете создается особая площадка – Центр компью-

терного моделирования. В этом центре размещаются программ-ные комплексы со всеми своими атрибутами – препроцессорной системой подготовки заданий, процессорной системой выполне-ния заданий (проведения вычислительных операций) и постпро-цессорной системой вывода полученной информации в цифровой и графической формах. Пользователь должен только сформули-ровать собственную задачу, выбрав необходимые параметры [1,2]. Решение задачи ему будет предоставлено по окончанию анализа. Комфорт пребывания посетителя в Центре должны обеспечивать специальные сервисы клиентской поддержки.

Позитивные аспекты Cloud Computing 1) Существенное уменьшение затрат на развертывание и

внедрение технической и консалтинговой поддержки для каждо-го заказчика;

2) Отсутствие необходимости установки программного обеспечения на рабочих местах пользователей, поскольку доступ к нему осуществляется через обычный браузер [3];

3) Радикальное сокращение затрат на развертывание систе-мы в организации;

4) Сокращение затрат на техническую поддержку и обнов-ление развернутых систем, вплоть до их полного отсутствия;

5) Быстрота внедрения, обусловленная отсутствием затрат времени на развертывание системы [3];

6) Понятный интерфейс; 7) Возможность получения высокого уровня обслуживания

программного обеспечения. Перспективы облачных технологий в медицине. При подго-

товке информации были проанализированы источники базы ме-дицинских исследований Med.Line. По запросу «Cloud Computing» найдено 68 публикаций. Публикаций по запросу «Cloud Computing in obstetrics» не найдены.

Технологии облачных вычислений активно используются в разных сферах, в том числе и в здравоохранении. Они позволят улучшить качество предоставляемых услуг и уход за больными, прежде всего, за счет более оперативной системы обмена инфор-мации между медиками. Все это позволит сделать здравоохранение более эффективным и действенным, а также – более экономным. Облачные вычисления позволят меньше внимания тратить на управление сферой информационных технологий (ИТ). Разместив основные данные «в облаках», больницы могут наладить систему обмена информацией в реальном времени между учреждениями, причем сделать возможным просмотр данных с помощью разных устройств. Особенно это актуально для небольших больниц и част-ных кабинетов – здесь облачные вычисления позволят сделать использование ИТ более рентабельным. В таких кабинетах часто нет ИТ-персонала – специалистов, которые будут готовы поддер-живать технологическую инфраструктуру. Использование «обла-ков» позволит получить современный набор ИТ-услуг за мини-мальную стоимость и не платить большие деньги за расширение