Информатика

2

Медицинская информатика. Теоретический материал для подготовки к практическим занятиям и итоговому модульному контролю. Учеб- но-методическое пособие для студентов 2 курса медицинских вузов специальностей «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология».

Под редакцией П.Е. Григорьева.

Авторы-составители: Овсянникова Н.М., Григорьев П.Е., Соколова Т.А., Ческая Т.Ю., Щеголева М.Г., Ислямов Р.И.

– Симферополь, 2012. – 194 с.

Рецензенты:

Коваленко А.С. – доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом медицинских информационных систем Международного научно-учебного центра информационных технологий и систем НАН и МОНМС Украины

Сапегин И.Д. – заведующий кафедрой фармакологии Крымского государственного университета имени С.И.Георгиевского.

Матеріал посібника містить необхідні теоретичні відомості з дисципліни «Медична інформатика» згідно з типовою навчальною програмою для студентів 2 курсу медичних вузів спеціальностей «Лікувальна справа», «Педіатрія», «Стоматологія». Матеріал структурований відповідно до календарнотематичного плану практичних занять. Після теоретичного матеріалу до кожного заняття наводиться перелік питань і літератури для додаткової підготовки. Посібник буде корисним студентам при підготовці до практичних занять та підсумкового модульного контролю.

Материал пособия содержит необходимые теоретические сведения по дисциплине «Медицинская информатика» согласно типовой учебной программе для студентов 2 курса медицинских вузов специальностей «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология». Материал структурирован в соответствии с ка- лендарно-тематическим планом практических занятий. После теоретического материала к каждому занятию приводится перечень вопросов и литературы для дополнительной подготовки. Пособие будет полезно студентам при подготовке к практическим занятиям и итоговому модульному контролю.

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………………..4

Тема 1. Введение. Предмет и структура медицинской информатики……………6 Тема 2. Информация. Компьютерные данные……………………………………10

Тема 3. Кодирование и классификация в системе здравоохранения…………...24 Тема 4. Введение в доказательную медицину……………………………………38

Тема 5. Введение в биомедицинскую статистику……………………………….56 Тема 6. Статистические гипотезы и их проверка………………………………..73 Тема 7. Корреляционный и регрессионный анализ. Планирование клинических исследований……………………………………………………………………….83

Тема 8. Обработка биосигналов. Визуализация медико-биологических дан-

ных…………………………………………………………………………………..93

Тема 9. Формализация и алгоритмизация медицинских задач………………...103 Тема 10. Формальная логика в решении медицинских задач………………….114 Тема 11. Методы поддержки принятия решений. Стратегии получения меди-

цинских знаний……………………………………………………………………121

Тема 12. Клинические системы поддержки принятия решений. Прогнозирование в биологии и медицине………………………………………………………139 Тема 13. Типы информационных систем в области здравоохранения. Госпитальные информационные системы и их развитие……………………………..149 Тема 14. Индивидуальные медицинские карточки……………………………..158 Тема 15. Передача информации. Сетевые технологии. Интернет, поиск информации в интернет. Основы телемедицины………………………………………166 Тема 16. Этические и правовые принципы управления информацией в системе здравоохранения…………………………………………………………………..189

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время в нашей стране медицина находится на стадии стремительной информатизации. Повсеместно в лечебно-профилактических, сана- торно-курортных и учреждениях внедряются медицинские, госпитальные информационные системы, которые помогают оптимизировать потоки информации и документов. Облегчается труд администраторов, врачей и регистраторов. Ввод систем полного электронного документооборота и их интеграция на общегосударственном уровне – вопрос ближайшего будущего, невзирая не непростые экономические условия. Распространение элементов страховой медицины, больничных касс необходимым образом приводит к информатизации деятельности и усилению контроля над деятельностью всех звеньев здравоохранения.

Параллельно усиливается контроль над информационной составляющей деятельностью учреждений со стороны государства. Так, Законы Украины «О защите персональных данных», «Об усилении ответственности за нарушение законодательства о защите персональных данных» предусматривают административную и уголовную ответственность за нарушение законодательства о защите персональных данных, и, вместе с тем, обязывают каждое предприятие регистрировать базы данных работников и клиентов.

Врачи и средний медицинский персонал молодого возраста являются компьютерными пользователями, зачастую продвинутыми, однако на заре своей практической деятельности они еще слабо представляют себе движение медицинских документов и их формы, требования, к ним предъявляемые. Наоборот, специалисты старшего поколения, искушенные в особенностях и реалиях функционирования отечественной медицины, зачастую вообще не используют компьютерную технику в своей деятельности. Поэтому задача информатизации медицины должна решаться комплексно. Не последней является проблема отсутствия современных компьютеров на балансе лечебно-профилактических учреждений, сетевой инфраструктуры, стабильного и высокоскоростного доступа в Интернет, что на самом деле необходимо для повседневной деятельности любого специалиста в медицине.

Телемедицина является еще одной стремительно развивающейся отраслью здравоохранения, поскольку позволяет реализовывать наглядное обучение и образование, дистанционное консультирование, наблюдение за состоянием больных, проведения форумов и вебинаров, консилиумов с практически неограниченным числом участников, находящихся в разных местах.

Внедряемые повсеместно стандарты доказательной медицины также немыслимы без использования всего арсенала современной информатики – от доступа к любым информационным ресурсам до овладения арсеналом биомедицинской статистики посредством компьютерных пакетов и программ. Соединение стандартов доказательной медицины с опытом ведущих профессионалов способствует созданию высокоэффективных экспертных систем в медицине, которые не только облегчают труд персонала, отслеживая и корректируя состояние больных, но и способны решать сложные задачи диагностики и лечения на уровне ведущих специалистов.

5

Так или иначе, довольно скоро все области медицинской деятельности будут информатизированы настолько глубоко, что от врачей наиболее активного профессионального возраста потребуются глубокие и всесторонние знания информатики, которые закладываются у них именно сейчас – во время обучения в вузе.

Данное пособие составлено согласно типовой учебной программе по медицинской информатике. Оно будет полезно студентам при подготовке к практическим занятиям и итоговому модульному контролю по данной дисциплине.

6

ТЕМА 1 ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА

МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАТИКИ

Внедрение информационных технологий в повседневную практику здравоохранения влечет за собой коренные изменения в организации труда многих медиков. Появляются новые возможности для повышения эффективности труда работника здравоохранения посредством информационной поддержки деятельности врача, развития консультативно-диагностических систем, специализированных медицинских программных средств, медицинских приложений и т.д.

Каждый этап развития системы здравоохранения и медицины связан с появлением новых интегрированных областей знаний, которые несут в себе общенаучные основы: медицинская кибернетика, экономика, здравоохранение, менеджмент и маркетинг и т.д. Информатизация и бурное развитие информационных процессов в системе здравоохранения в 70-х годах ХХ века сначала за рубежом, а затем и в нашей стране привели к становлению самостоятельной науки - медицинской информатики.

Медицинская информатика (МИ) быстро развивается. Она ориентирована на биомедицинскую информацию (данные и знания, их хранение, передачу и обработку, использование для решения проблем или принятия решений). МИ изучает закономерности и методы получения, хранения, обработки и использования знаний в медицинской науке и практике с целью расширения горизонтов и возможностей познания, профилактики и лечения болезней, охраны и улучшения здоровья человека. МИ содержит систему знаний об информационных процессах в медицине, системе здравоохранения и смежных дисциплинах, обосновывает и определяет способы и средства рациональной организации и использования информационных ресурсов в целях охраны здоровья населения. В настоящее время все чаще обращаются к теоретическому обоснованию медицины, отдается предпочтение развитию формальных теоретических методов, которые внедряются в медицинскую практику, развиваются медицинские знания молекулярного и генетического уровней.

Медицинский экспериментальный поиск происходит в лабораториях и клиниках. Однако сугубо экспериментальная наука не всегда может ответить на вопрос о природе заболевания и методах его лечения. Одним из основных методов исследования в медицинской информатике является математическое моделирование с использованием компьютеров, что является основным инструментом математизации всех медицинских знаний.

МИ признана как самостоятельная область науки, имеющая свой предмет, объект изучения и занимающая место в ряду медицинских дисциплин. Учёные дают различное определение понятию медицинская информатика, но наиболее полным по своему содержанию является определение В.Я. Гельмана (2001).

Медицинская информатика – это научная дисциплина, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, распространения, представления информации с использованием информационной техники и технологии в медицине и здравоохранении.

7

Объектом изучения медицинской информатики являются информационные технологии, реализуемые в здравоохранении.

В системе здравоохранения ведущей частью является охрана здоровья и элементы системы по следующим уровням управления и организации:

государственный (или региональный);

территориальный (область, город, район);

уровень медицинского учреждения (лечебно-профилактическое учреждение, научно-исследовательский институт, вуз, службы обеспечения лекарствами и медтехникой т.п.);

индивидуальный / базовый (или уровень контакта «врач-пациент»).

На каждом из указанных уровней и между ними происходит обмен информацией в виде информационных потоков.

Информационные потоки – это процессы передачи информации для обеспечения взаимосвязи всех звеньев социальной системы. Информационные потоки в медико-социальной среде упорядочиваются для:

совершенствования организационной структуры управления системой здравоохранения;

оптимизации процессов в медицине с целью повышения качества лечения и контроля над состоянием здоровья;

совершенствование системы документации;

автоматизации процессов получения, сбора, хранения, поиска, передачи и использования информации.

Предметом изучения медицинской информатики являются информа-

ционные процессы, сопряженные с медико-биологическими, клиническими и профилактическими проблемами.

В качестве примера информационного процесса можно рассматривать процесс передачи и обработки биологического сигнала.

Основной целью медицинской информатики является оптимизация информационных процессов в медицине за счет использования компьютерных технологий, обеспечивающая повышение качества охраны здоровья населения.

Задачами медицинской информатики являются:

исследования информационных процессов в медицине;

разработка новых информационных технологий медицины;

решения научных проблем создания и внедрения вычислительной техни-

ки в медицине.

Медицинская информация и ее виды. Медицинская информация – ин-

формация, отражающая данные и результаты медицинских научных исследований и медицинской практики. С одной стороны, она отражает процессы и явления в системе здравоохранения (т.е. является средством, которое используется врачами во время медицинской практики), с другой стороны, она может быть результатом работы информационно-вычислительных центров, специалистов организационно-методического отдела т.д.

Внедрение вычислительной техники обострило задачу классификации медицинской информации. На начальных этапах работы возникает необходимость определения уровня формализации материала, предназначенного для ввода в

8

компьютер и установления признаков, по которым будет проводиться классификация. Такими образом, медицинская информация может быть:

по этапу образования информации:

исходная,

промежуточная,

конечная.

Например, в процессе диагностики, исходной информацией будет сбор первоначальных данных о пациенте, промежуточной – результаты лабораторных исследований, а конечной – диагноз и рекомендации по лечению.

по условиям хранения и использования:

постоянная,

переменная,

условно-постоянная.

Рассмотрим медицинскую карту как источник информации о пациенте. В данном случае к постоянной информации можно отнести паспортные данные, к переменной – информацию о состоянии больного, к условно-

постоянной относится информация о месте проживания пациента. по периодичности использования:

оперативная,

текущая,

перспективная;

по функциональному содержанию:

клиническая,

экспериментальная,

экономическая,

кадровая,

финансовая,

организационная.

Классический пример формализованного документа - формализованная история болезни, которая используется во многих информационных системах.

Совокупности формализованной информации образуют информационные потоки. Информационные потоки присутствуют во всех областях медицины и здравоохранения. От упорядоченности информационных потоков зависят четкость функционирования медицины в целом как отрасли и эффективность управления ею. Упорядочение информационных потоков на всех уровнях повышает уровень функционирования системы здравоохранения и позволяет экономно использовать кадровые, финансовые и материальные ресурсы.

Применение положений и принципов медицинской информатики как науки помогает оптимальным образом прорабатывать медицинские информационные потоки, получать необходимые практические результаты и принимать правильные решения, эффективно использовать информационные ресурсы.

Информационные ресурсы могут существовать:

в пассивной форме (медицинские книги, патентные описания, аудио-, видеозаписи и другие «рассеянные» знания);

9

в активной форме (в виде электронной информации, с которой имеет дело компьютер).

Таким образом, роль медицинской информатики в научно-практическом обосновании и использовании современных технологий заключается в нахождении новых решений на стыке формального и логического подходов с эмпирическим описательным характером медицины.

Контрольные вопросы

1.Расскажите о предпосылках становления медицинской информатики.

2.Дайте определение медицинской информатики.

3.Что является объектом изучения медицинской информатики?

4.Что является предметом изучения медицинской информатики?

5.В чем заключается цель медицинской информатики?

6.Перечислите основные задачи медицинской информатики.

7.Какие виды медицинской информации вам известны? Приведите примеры.

8.Что такое «информационные потоки» в медицине? Какими качествами они должны обладать?

9.Назовите формы существования информационных ресурсов.

Задания для самоконтроля

Проведите примеры медицинской информации, проклассифицированной:

по периодичности использования;

по функциональному содержанию.

Список литературы

1.Гельман В.Я. Медицинская информатика. Практикум. – СПб: Питер, 2001. – 480 c.

2.Гасников В.К. Основы научного управления и информатизации в здравоохранении. Учебное пособие – Ижевск: "Вектор", 1997. – 169 с.

3.Кудрина В.Г. Медицинская информатика. Учебное пособие. – М., РМАПО,

1999. – 100с.

4.В.Э. Фигурнов. IBM PC для пользователя. – М.: «Финансы и статистика»,

1999. – 368 с.

5.Кобринский Б.А., Зарубина Т.В. Медицинская информатика: Учебник. – М: «Академия», 2009. – 558 с.

6.Гусев С.Д. Медицинская информатика: Учебное пособие. – Красноярск:

ООО "Версо", 2009. – 464 с.

7.Назаренко Г.И., Гулиев Я.И., Ермаков Д.Е. Медицинские информационные системы: теория и практика. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 320с.

10

ТЕМА 2 ИНФОРМАЦИЯ. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ДАННЫЕ

ДАННЫЕ [data, information] - сведения, факты, показатели, выраженные как в числовой, так и любой другой форме.

Согласно другому определению: "Данные - некоторый факт, то, на чем основан вывод или любая интеллектуальная система". Компонентами данных являются цифры и символы естественного языка или их кодированное представление в виде строки двоичных битов.

БИТ [bit от англ. binary digit] - простое двоичное число (цифра или символ), принимающее значения 1 или 0 и служащее для записи и хранения данных в ЭВМ.

Бит является минимальной двоичной единицей измерения энтропии и количества информации в ЭВМ, соответствующей одному двоичному раз-

ряду. Энтропия сообщения, выраженная в битах, определяется средним числом символов, необходимых для записи этого сообщения. Определенное количество бит составляет размер других единиц – двоичных слов, в том числе – байта [byte], килобайта [kilobyte], мегабайта [megabyte], и т.д.

Байт [byte] – двоичное слово, способное записывать и хранить в памяти ЭВМ один буквенно-цифровой или другой символ данных.

Килобайт, кбайт [kilobyte] – единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 байтам или 10 3 байт.

Мегабайт, Мбайт [megabyte] - единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 килобайтам или 10 3 килобайт, или 10 6 байт.

Гигабайт, Гбайт [gigabyte] - единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 мегабайтам или 10 3 мегабайт, или 10 6 килобайт, или 10 9 байт.

ИНФОРМАЦИЯ - [Information (от лат. informatio – разъяснение, осведомление)].

Существует множество различных определений этого понятия, например, такие:

“Информация – содержание какого-либо сообщения, сведения о чёмлибо, рассматриваемые в аспекте их передачи в пространстве и времени…”;

“Информация – сведения, подлежащие передаче”;

“Информация – это значение, вкладываемое человеком в данные на основании известных соглашений, используемых для их представления”;

“Информация – содержание, значение данных, которое видят в них люди. Обычно данные состоят из фактов, которые становятся “информацией” в определённом контексте и понятны людям”.

Информация обладает динамическим характером. Она существует только

вмомент взаимодействия данных и методов. Все остальное время она пребывает в состоянии данных. Таким образом, информация существует только в момент протекания информационного процесса.

Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и общества, является то, что на свойства информации влияют