автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Автоматизированная медико-технологическая система для лабораторной службы лечебно-профилактических учреждений

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТИЕТ

£ ¿У.

со

•Л/

\ на правах рукописи

Савенков Сергей Николаевич

Автоматизированная медико-технологическая система для лабораторной службы лечебно-профилактических учреждений.

Специальность 05.13.09 - Управление в биологических н медицинских

системах

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук*

КУРСК-1998

Работа выполнена в Курском государственном техническом университете.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доктор медицинских наук профессор Устинов А.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор Кореневский Н.А.

кандидат технических наук

доцент Попова О.Б.

Ведущая организация:

Московская медицинская академия им. Сеченова

Защита диссертации состоится 1998 г.

в ^бчасов на заседании специализированного Совета Д 064.50.02 Курского государственного технического университета по адресу: 305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан ЗД." ОМрОЛ? 199&-.

Ученый секретарь специализированного Совета

кандидат технических наук доцент ^ Довгаль В.М

Общая характеристика работы

А|Стуальность проблемы. Современный уровень развития вычислительной техник» 1елает возможным создание информационных продуктов нового поколения — штоматнзированных медицинских информационных технологий, предлагающих те или иные тучно-обоснованные врачебные решения в зависимости от особенностей клинической :итуации, складывающейся на каждом конкретном этапе ведения больного. Такие системы, зыступаюшне в качестве полноправных участников медицинского технологического процесса, 5 состоянии обеспечить недостижимое для обычных клинических рекомендаций сочетание иироты охвата решаемых проблем и детальности их проработки.

Перспективность проектов подобного рода не вызывает сомнений, однако их практическая реализация очень сложна.

Есть основания считать, что эффективная работа в этом направлении возможна только на основе единой методологии, взаимоувязывающей все аспекты процесса создания медико-технологической системы, начиная от принципов организации деятельности привлекаемые специалистов и кончая экранными формами, обслуживающими общение врача-пользователя с готовой системой. Центральное место'в такой методологии должны занимать принципы и конкретные способы приведения имеющихся медицинских знаний к формализованному виду, гак как именно отсутствие системы формализации знаний, способной с минимальными искажениями отразить врачебное мышление, является основным лимитирующим фактором, не позволяющим в полной мере использовать возможности современных информационных технологий для повышения качества оказания медицинской помощи.

Одним из важнейших звеньев в работе современных медицинских учреждений являются лаборатории, деятельность которых обеспечивает лечащих врачей вмеокоинформатипной диагностической информацией. Б настоящее время весьма активно разрабатываются как самостоятельно работающие автоматизированные рабочие места (АРМ) медицинских лабораторий, так и АРМ лабораторий, работающих в составе интегрированных информационно - технологических медицинских систем. Второе направление представляется наиболее перспективным, однако работы в этом направлении сдерживаются отсутствием единой методологии проектирования и большой разнородностью исходной информации, связанной с весьма обширным кругом лабораторных исследований. На основании изложенного была сформкулирована основная цель работы: Повышение качества работы лечебно-профилактических учреждений путем разработки автоматизированного рабочего места "АРМ Лаборатория", обеспечивающего

информационную и интеллектуальную поддержку функций медицинского персонала клинико-диагностических лабораторий, в составе автоматизированной медико-технологической системы лечебно-профилактического учреждения Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи: ¡.Определить свойства, структуру и диапазон функций "АРМ Лаборатория", предназначенного для информационной поддержки деятельности персонала клинико-диагностических лабораторий при реализации назначенных пациентам лабораторных исследований.

2.Построить общую схему создания н совершенствования "АРМ Лаборатория", отражающую:

а) функции участников процесса разработки;

б) функции и свойства используемых инструментальных средств;

в) последовательность и взаимосвязь действий участников разработки.

3.Предложить способы представления медицинских данных и знаний, необходимых дга построения "АРМ Лаборатория", в формализованном виде, позволяющем проводить ю автоматический анализ в рамхах выполняемых системой функций.

4. Спроектировать дружественные интерфейсы, ориентированные на:

а) носителей медицинских знаний — участников процесса разработки АРМа;

б) медицинский персонал лабораторий - конечных пользователей разрабатываемого АРМа.

5. Разработать информационно-алгоритмическое обеспечение, включающее;

а) базы данных и знаний, структура которых обеспечивала бы хранение всей необходимо) информации в формализованном виде;

б) алгоритмы интеллектуальной поддержки формирования заключений по даиньи лабораторных исследований.

6.Методы и алгоритмы оценки качества работы лиц, принимающих решение использующи лабораторные АРМа.

Методы исследования. В работе использованы /¿егодологая искусственного интеллект; системное программное обеспечение, теория моделирования, элементы теории распознавай» образов и нечеткой логики.

Научная новизна. 1. Новым научным результатом является технологи!, позволяют: квалифицированному врачу-лаборанту путем заполнения проблемно-ориентированных & данных и знаний разрабатывать информационно-алгоритмическое обеспечен) автоматизированных рабочих мест, ориентированных на применение в лабораторной службе сочетающих компьютерное ведение медицинской документации с предложением

интеллектуальной оперативной поддержки деятельности иа уровне автоматического принятия основных типов заключений на основании анализа данных лабораторных исследований.

2. В рамках разработанной технологии предложены способы формализованного представления медицинских данных и знаний, необходимых для обеспечения компьютерной поддержки профессиональной деятельности врача в ходе лечебно-диагностического процесса

3. Для каждого типа фактологических знаний определен необходимый и достаточный набор полей баз данных, а также степень и способ формализации разнородной информации, обеспечивающие возможность ее автоматического содержательного анализа.

4. Разработан метод синтеза локальных заключений, позволяющий получать однотипные решающие правила для всех типов лабораторных исследований.

5. Разработан метод оценки качества работъ! лиц, принимающих решение использующих лабораторные АРМы.

6. Предложен интерфейс медкко-технологических систем, сочетающий преимущества компьютерной технологии и традиционные способы работы практических врачей с медицинской информацией.

Практическая значимость работы. Предложенная технология разработки "АРМ Лаборатория" позволяет создавать автоматизированные рабочие места, обеспечивающие информатизацию диагностического процесса в сочетании с интеллектуальной поддержкой деятельности персонала клинико-диагностических лабораторий.

Использование "АРМ лаборатория", разработанных по предлагаемой технологии, в свою очередь, позволяет: > повысить качество медицинской помощи в лечебных учреждениях путем предоставления врачу возможности использования информации, отражающей современные достижения в области медицины;

3 интенсифицировать деятельность врача за счет освобождения от ведения бумажной

документации и оптимизации способов работы со справочными материалами; 1 накапливать большие объемы качественно формализованных клинических данных, которые в дальнейшем могут служить сосновой научных исследований.

Аппобпнии. Результаты работы докладывались-и обсуждались на 5-ой научно-технической конференции с международным участием "Материалы и упрочняющие технологии - 97' (г. Курск), на Всероссийском совещании-семинаре " Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании н медицине" (г. Воронеж), на третьей международной конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации" (г. Курск), на

международной технической конференции "Медико-экологические информационны« технологии" (г. Курск).

Публикации. Самостоятельно н в соавторстве опубликовано 7 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения приложений и списка литературы, включающего 123 отечественных и 79 зарубежны) наименований. Работа содержит 156 страниц, 81 страницу приложения , 50 рисунков и таблиц.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, определяются цели и задач! исследования, кратко передается содержание глаз диссертации.

В главе 1 кратко характеризуется состояние проблемы в области аатоматнзаши деятельности медицинских лабораторных служб. В ней выделяются элементы деятельносп персонала клинико-диагностических лабораторий, подлежащие информатизации, нзлагаюта общие требования к организации процесса разработки медико-технологических систем, ; также требования к источникам медицинских знаний и разработчикам информационного I алгоритмического обеспечения, принятые в качестве основы при проведении данной работы.

Во второй главе описываются общие свойства среды ТАИС как универсального средств; разработки медико-технологических систем: рассматриваются особенности построения АРМ; - лабораторий и типы пользователей, их обязанности и используемые наборы функцш системы, приводятся принципы организации интерфейсов, ориентированных н; разработчиков информационно-алгоритмического обеспечения, на конечных пользователе! врачей и на администратора, управляющего проектом.

В п. 2.1 рассматриваются общие принципы организации работы в специализированно] программной среде "Терапевтическая Автоматизированная Информационная Система (ТАИС), которая предусматривает три типа пользователей:

медицинский персонал, разработчики информационно-алгоритмического обеспечения I администратор - лицо, осуществляющее координацию между отдельными разработками 1 управлением системными ресурсами.

Работу по созданию проблемно-ориентированного информационно-алгоритмичесхог обеспечения "АРМ - лаборатория" предлагается распределить между независимым; разработчиками, каждый ш которых занимается отдельным исследованием или ограниченно: группой исследований.

В состав разработки "АРМ лаборатории" входят следующие элементы:

1. Формализованное описание лабораторных методов.

2.Формализованные бланки-вопросники, обеспечивающие фиксацию результатов проведения каждого из описанных методов исследования.

3.Вспомогательные сообщения, при необходимости поясняющие конечному пользователю смысл тех или иных вопросов, используемых при сборе информации.

■^Диагностические знания, устанавливающие связи между первнчной информацией (полученной с помощью рассматриваемых методов) и возможностью наличия определенных заболеваний. "

В п. 2.2 определяются требования к части системы ТАИС, поддерживающей назначение лабораторных исследований.

При проектировании врачебного интерфейса большое внимание уделяется сохранению исторически сложившихся способов работы врача с информацией и традиционно» медицинской документацией. В связи с этим страница компьютерной истории болезни, содержащая информацию о лабораторных схемах обследования, практически повторяет бланк медицинской схемы обследования.

Работая со списком, организованным в воде меню, врач может удалять имеющиеся записи и добавлять новые наименования обследований. Кроме того, выбирая имеющиеся в списке исследования, можно редактировать параметры их назначения,-

В п. 2.3 описан интерфейс системы "ТАИС" для "АРМ лаборатория", поддерживающий ввол результатов лабораторных исследований. Традиционно основным документом, фиксирующим все аспекты деятельности врача-лаборанта, является бланк лабораторного исследования. Поэтому принципы организации и представления информации в интерфейсе практически полностью аналогичны таковым в бланке.. Стопроцентная полнота информатизации позволяет АРМу при внедрении в клиническую практику взять на себя все функции, присущи*' традиционным "бумажным" документам, полностью заменив их.

Каждый сеанс работы с АРМом начинается с определения параметров сеанса, которое проводится в несколько этапов:

— регистрация пользователя;'

— выбор пациента;

— ввод текущих даты и времени;

— ввод результатов проведенных исследований.

На рис. 1 показан вариант схемы алгоритма действия врача при работе с "АРМ"лаборатория".

Запуск программы, реализующее интерфейс врача

Ввод пароля пользователя.

Выбор заголовка "Пациент" в списке пациентов

Указание даты и времени текущего сеанса

Т

- переход к разделу "Данные лабораторных и инструментальных исследований"

- внесение данных, полученных с помощью параклинических методов исследования

Автоматическое формирование фрагмента текста истории болезни, описывающего проведенный сеанс

Окончание работы с системой Рис.1.

Заполненные бланки проведенных пациенту исследований формируют в компьютери истории болезни страницу под заголовком "Результаты обследований" аналогично схе обследования.

В общем случае в бланках, предлагаемых "АРМ лаборатория", можно выделить три час-несущие различную смысловую нагрузку: технологические сведения, вопросник для фиксац полученных данных и локальные заключения.

На рис. 2 показан пример бланка исследования "Глюкоза в крови" после ответов пользоватс на вопросы о методе и условиях проведения теста и указания выявленной кончен град

глюкозы.

Дата проведении исследования/забора материала: 08.04.1996 Метод:

-1: Ортолуидиновый Условия проведения;

1: натощак..................................................:..........>+

Глюкоза 7.3 ммоль/л (Ы: 3.5-5.7 ммоль/л) '

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Содержание глюкозы в крови повышено.................................................> +

Рис.2.

Первая часть, заканчивающаяся двойной линией, называется технологической и содержит вопросы, позволяющие конкретизировать параметры проведения исследования. В ней представлены все возможные для данного исследования методы и условия проведения, подготовительные процедуры и субстраты, обнаруженные в базе данных, а также вопрос о дате забора материала (для лабораторных методов) или проведения исследования . Источником вопросов, составляющих остальные две части бланка, следующих ниже двойной линии, является раздел "Бланк базы данных." Обычно сначала следуют вопросы, обеспечивающие сбор информации, полученной в ходе проведения исследования, затем заголовок "Заключения" и далее локальные заключения.

В п. 1.4 описан интерфейс "АРМ лаборатория", ориентированный на разработчика информационно-алгоритмического обеспечения.

Интерфейс разработчика имеет следующую общую организацию: посредством выбора тех или иных заголовков из основного меню можно обратиться ко всем функциям программы и средствам формализации различных типов фактологических и процедурных знаний. Верхннй уровень \ основного меню содержит пять заголовков ("Система", "Заключения", ."Информационная база", '"'Справочники" и "Утилиты"), каждый из которых открывает собой меню следующего уровня, включающее, в свою очередь, 'заголовки, открывающие доступ к отдельным фрагментам информационно-алгоритмического обеспечения.

Под заголовками "Разработчик" и "Каталог" указываются, соответственно, фамилия разработчика и наименование каталога, где хранится вся относящаяся к данной разработке информация. Под заголовком "Информационная база" объединены редакторы локальных для данной разработки баз данных.

Выбор заголовка "Обследования" открывает вход в редактор базы лабораторных методов исследования, который позволяет разработчику дать полное описание методов, которые он предполагает использовать, а также сопроводить каждое исследование бланком, обеспечивающим поступление в систему всех получаемых результатов в формализованном виде.

Редактор вспомогательных сообщений позволяет сопроводить любой вопрос (вне зависимости от того, входит ли он в в опросник для терапевта, в опросник для консультанта или в бланк какого-либо параклинического исследования) поясняющим текстом, доступным конечному пользователю при ведении диалога с системой.

Обращение к системному обеспечению для непосредственного использования в работе поддерживается средствами формализации отдельных типов знаний.

Под заголовком "Утилиты", последним в основном меню, объединены некоторые технологические функции, облегчающие процесс разработки информационно-алгоритмического обеспечения.

Третья глава посвящена вопросам реализации компьютерной поддержки отдельных элементов деятельности медицинского персонала клинико-диагностических лабораторий: формализации первичной информации, разработке структур баз данных и знаний, разработке алгоритмов интерпретации информации и методов оценки качества работы "АРМ -лаборатории".

В п. 3.1 рассмотрено содержание основных разделов, входящих в записи, включающих собственно обследования. К этим разделам относятся: 1 - идентификатор исследования; 2 -раздел, представляющий собой иерархическое меню, через которое отыскивается нужное обследование в базе данных; 3 - исследование, содержащее наименование обследования.; 4 -методы обследования; 5 - условия проведения - (как поводить) • в виде кратких формулировок; б - подготовленные процедуры; 7 - субстраты; 8 - абсолютные противопоказания, где каждая запись, вносимая в разд-л, должка иметь следующую структуру: "[клиническая ситуация, являющаяся абсолютным противопоказанием к назначению данного исследования] - [словесное описание ситуации]"; 9 - относительные противопоказания - по структуре как абсолютные; 10 - максимальный срок ожидания результатов; 11 - минимальный срок повторения исследования. 12 - справка; 13 - номер учетной формы; 14 • бланк; 15 • имеются ли в наличии - поле имеет три возможных значения — "ДА", "НЕТ' и "ДА+ко.чпьютерная поддержка". Состояние поля отражает диагностические возможности конкретного лечебного учреждения.

В п. 3.2 рассматривается структура базы вопросов.

Исходя из различий в возможных областях значений все элементарные информационные характеристики, входящие в бланк лабораторного исследования, можно разделить на 3 основные группы: качественные признаки, порядковые признаки, количественные признаки.

Задача подсистемы сбора информации состоит в том, чтобы обеспечить наличие необходимых для принятия всех типов врачебных решений данных в формализованном, пригодном для автоматического анализа виде.

База вопросов представляет собой линейно-упорядоченную последовательность записей, каждая из которых описывает один вопрос. Описание включает в себя собственно вопрос (его текст) и дополнительные данные, определяющие особенности использования данного вопроса при вовлечении его в диалоги, ведущиеся между системой и пользователем.

Структура информационных полей, которые должен заполнить разработчик информационного обеспечения имеет вид:

1. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ

НОМЕР — представляет собой целое число и служит для однозначной идентификации вопроса и полученного на него ответа.

2. ВОПРОС — поле содержит текст вопроса.

3. УСЛОВИЕ ВЫВОДА ОСНОВНОЕ — поле заполняется в случае, если описываемый вопрос предлагается пользователю не всегда, а в зависимости от тех или иных ответов на предшествующие вопросы. Условия записываются на специально разработанном проблемно-ориентированным языке (таблица 1).

Таблица 1. Примеры элементарных условий вывода.

Форма записи ' Расшифровка: данный вопрос выводится если...

ю,+ ...на вопрос под идентификатором 10 получен ответ"+"

67,- ...на вопрос под идентификатором 67 получен ответ"-'

1991.>¡20 т.ответна вопрос под идентификатором 1991 больше 120 •

4569,? ...на вопрос под идентификатором 4569 ответ не получен

Из элементарных условий можно конструировать более сложные, используя логические операторы "и", "или" и "не", например: (12.+)и(не(125.-)).

4 УСЛОВИЕ ВЫВОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ — попе заполняется аналогично таблице 1 в том случае, если на вывод вопроса необходимо наложить дополнительные ограничения.

Заключения, предлагаемые системой интеллектуальной поддержки, должны базироваться на всестороннем анализе результатов исследований. Для решения этой задачи разработаны средства, позволяющие организовать смысловую обработку данных. Результатом работы в этом направлении явился формализованный проблемно-ориентированный язык, позволяющий строить логические конструкции аналогичные тем, которые использует врач при принятии решений.

Проблемно-ориентированный язык позволяет разработчикам информационно-алгоритмического обеспечения: В анализировать первичную клиническую информацию (первичные результаты исследований); В конструировать описания с помощью логических операторов; И выполнять арифметические действия надданными.

В таблице 2 показаны все варианты записей, использующихся дтя извлечения информации о полученных системой ответах на вопросы с пояснением их смысла

В Табл. 2. первый и второй варианты записей ориентированы на анализ качественных признаков (ответов на вопросы с типом ответа "+ или -"). Варианты третий и четвертый применяются для анализа количественных признаков (ответов на вопросы, подразумевающие ответ в виде числа). Пятый - для исследования ответов на вопросы с типами ответов "текст". Шестой вариант можно использовать для любых типов ответа

'Кроме этого, структура информационных полей обеспечивает возможность ветвления диалога для прохода по базе данных, анализа типа ответов, формирования текстов вопросов в стандартной и нестандартной формах.

В п.3.3 рассматривается вариант формирования локальных заключений по определению цветового показателя крови, как пример правил работы с "АРМ - лаборатория", где любой ответ врача о получаемых показателях влечет за собой автоматическое предложение одного . характеризующего ситуацию заключения, заранее помеченного как истинное. В п. 3.4 даются. указания по разработке формализованных бланков опросников в виде ветвящихся структур. При пом основной упор сделан на то, что надо стремиться к тому,-чтобы согласно механизму наследования сформировалась законченная фраза на привычном для врача языке. При этом общий элемент для нескольких вопросов целесообразно сформировать в виде вопроса без ответа.

Не следует без особой необходимости подменять описание признаков болезни их интерпретацией.

Вопросы, требующие численного ответа, не следует подменять их интерпретацией или введением особой шкалы ответов.

В п. 3.5 описываются вопросы обмена информацией с произвольными компьютерно-ориентированными методиками. Для этого в ТАИС предусмотрена возможность снабжения каждого применяемого в конкретном лечебном учреждении компьютерно-ориентированного исследования специальным интерфейсом, обеспечивающим автоматическую пересылку данных. Основой передачи информации является имеющийся в системе механизм заполнения бланка исследования из буфера, представляющего собой текстовый файл определенной структуры. Каждая строка файла-буфера должна быть записана в формате: "идентификатор вопроса: ответ" (например: "12658: +" или "458: 0.5"). Формирование такого файла поддерживается отдельно разрабатываемой для каждого исследования программой передачи данных.

В п.3.6 рассматриваются вопросы оценки качества работы лиц, принимающих решение использующих лабораторные АРМы. Оценка качества производится по системе штрафов, которые отдельно формируются для пользователей лабораторных данных (врачей) н лабораторной службы. Для пользователей вводится следующая система штрафов:

1.5* - штраф за неэффективный выбор средств достижения целей с точки зрения технико-экономических показателей. Определяется как функция принадлежностей с носителем по шкале величины технико-экономических показателей (}* определяемых формулой

<2а=2>,.где «

В этом выражении а, +а, - весозые коэффициенты, определяемые экспертами-в диапазоне [0,11,0,0 - стоимость проведения д-го обследования,

Т, - трудоемкость проведения q-гo обследования, Т^ время проведения 9-го, К^ - уверенность в проведении q-гo обследования с заданной точностью (качеством). Все перечисленные параметры выражаются через соответствующие функцни принадлежности.

\

2.5^- штраф за неучет индивидуальных особенностей пациента с паталошей ] -вводится по шкале бальных оценок в интервале 0+1 по показателям возрастных поправок, характеристик я-ых методов обследования, риска пациента от неверно назначенных методов обследования и неверных измерений.

Таблица 2. Примеры записей на языке ТАПС, использующихся для анализа первичной информации.

Пример записи При обработке записи возвращается»

(123.*) ..логический результат: "да", если на вопрос с идентификатором 123 на исследуемом промежутке времени* был получен положительный ответ, "нет" - в любом другом случае

» (123.-) ...логический результат: "да", если на вопрос с идентификатором 123 был получен отрицательный ответ

(4П,>4.&) ...логический результат; "да", если на вопрос с идентификатором 417 был получен положительный ответ, значение которого больше, чем 4.8 (при сравнении допускается использование также знаков <, >=.<=.=)

• (417.-) ...число, полученное в качестве ответа на вопрос с идентификатором 417**

(2012, -новокаин); ...логический результат; "да", если в текстовом ответе на вопрос с идентификатором 2012 содержится указанный фрагмент

(1789, ?) ...логический результат: "да", если на вопрос с идентификатором 1789 не было получено никакого ответа

3штраф за неверное назначение обследования, как функция принадлежностей ошибкам с носителями по шкале номеров нозологий.

•I. .V[, -штраф за нарушение технологии проведения ц-го обследования для)-ой нозологии

Определяется как функция принадлежностей с ноагтелями по шкале V = 2'' • где

Уг

I- если номера эталонных и назначенных обследований не совпадают;

^ 0, в противном случае. 5. штраф за опоздание в назначении q-ro обследования по ]-он нозологии. Определяется ках функция принадлежности с носителем по шкале разности времен между эталонным и

обследования, - реально затраченное время.

6. - штраф за опоздание в интерпретации вовремя полученных результатов. Определяется экспертами по бальной шкале в интервале [0-1].

^ - штрафы за неверно заданные условия проведения, подготовительные процедуры и субстрат соответственно. Определяется экспертами по бальной шкале з интерзале [0-1].В подсистеме контроля системе контроля качества регистрируются п накапливаются данные по каждому из штрафов с передачей их в систему управления и рассчитывается интегральный штраф ЭВ по формуле

где г- номер штрафа, весовые коэффициенты штрафов определяемые специалистами методом экспертных оценок в диапазоне [0,1 ].

Оценку качества деятельности сотрудников лабораторной службы определяют аналогично, но через свою систему штрафов: штраф за нарушение последовательности проведения лабораторного теста; - штраф 1а ожидание в выдаче результатов исследований; - -штрафы за ошибки в условиях проведения, в пробоподготопггельных процедурах, при выборе субстрата; штраф за неточность измерений; штраф за ошибку в интерпретации результатов.

Интегральный показатель качества работы лабораторной службы определяется формулой

реально назначенным временем Д/^ = ¡/V где - эталонное время проведения q-ro

'11

• Ч )

где - весовые коэффициенты штрафов, определяемые аналогично ¡3,

Накапливаемые и рассчитываемые системы штрафов могут использоваться для определения эффективности работы врачей и лабораторных служб. Это особенно актуально в условиях страховой медицины, для разработки мероприятий по улучшению условий работы ЛУ, для решения задач материального поощрения, для определения категорий медицинского персонала, при решении задач обучения и аттестации.

В п. 3.7 решаются задачи синтеза решающих правил по лабораторным заключениям различных типов.

В медицинской практике данные только лабораторных исследований достаточно редко определяют диагноз заболевания. Чаще всего данные лабораторных анализов используют для подтверждения или опровержения диагностических гипотез, выдвигаемых лечащими врачами и врачами специалистами. С этих позиций данные лабораторных исследований целесообразно снабжать некоторыми числовыми характеристиками, показывающими, насколько повысится уверенность в принятии решения, если будут произведены те или иные лабораторные исследования. В медицинской практике с этой целью для всех типов диагностических признаков, в том числе и лабораторных, используются понятия информативной и диагностической ценности. Обычно диагностическая ценность (информативность) выражается о виде баллов, которые рассчитываются одним из следующих методов: метод экспертной оценки; различные модификации метода Байеса; по оценке меры расхождения Кульбака, по коэффициентам дискриминантного уравнения.

В вероятностном варианте прогностическая ценность признака X, при возникновении заболевания О, - 1ц(Х,) может быть оценена по формуле:

где Х,| - номер градации 1 у признака Х„ р(Х,1/Ц)- оценка вероятности наличия 1-ой градации признака всей рассматриваемой группе признаков, р(Хл)- оценка вероятности наличия 1-ой градации признака X, во всей рассматриваемой группе диагнозов.

При использовании оценки меры расхождения Кульбака мера информативности для двух альтернативных заболеваний .определяется по формуле :

частота ;-ой степени выраженности ¡- симптома при первом и втором

заиолсианиях соотиетственно.

и

Во всех случаях при постановке диагноза производится суммирование баллов по имеющимся признакам и полученные суммы сравниваются с диагностическими порогами для каждого типа заболеваний.

Поскольку из всего списка результатов нас интересует только роль лабораторных исследований на постановку j-ro диагноза, то вместе с соответствующими данными в ответ на запрос по j-му заболеванию АРМ лаборатория выдает значение соответствующей информативной ценности анализа q для диагноза j или градации к анализа q для диагноза j -Ibj- рассчитанную по одному из приведенных выше способов.

Кроме этого, АРМ пользователя, использующего данные лабораторного анализа, может подсчитать общую сумму диагностических баллов по заболеванию или ряду заболеваний - (/ без данных лабораторных исследований и сравнивает их с порогами Pj или интервалами

Если диагноз получается уверенным, подтверждающая лабораторная информация не требуется.

Если уверенность в постановке, диагноза не достаточная, то из списка рекомендуемых анализов по j-ой нозологии выбираются те, которые дают баллы Q* позволяющие потенциально повысить уверенность в диагнозе.

В этом варианте пользователю интересно будет знать, каков может быть вклад q-ro лабораторного анализа в снятие диагностической неопределенности. Этот вклад в процентах может быть рассчитан по формуле:

L. = —- ' '.-'100%, где

' Q,±(/tt,-Q)n*tJ '

Oj - корректирование по заболезггспо; J, AJ - знак диагностической надевает»

Кроме этого, в этом разделе показывается, как от четкого представления границ нормы и паталогии перейти к их нечеткому описанию,, что больше соответствует реальным требованиям медицинской практики, и далее приводится два практических примера по расчету диагностической ценности лабораторных показателен для -следующих задач: диагностические различия поясничио-крестцовЬго корешкового болевого синдрома обусловленного остеохокдрозом-класс wi и опухолевым процессом-класс wj, диагностика различна кровоизлияния в мозг с прорывом крови в желудочки (Wj) и массивного паранхиматозного кровоизлияния (w<) в первые часы.

Основные результаты работы

Предлагаемая работа посвящена решению ряда научных и практических проблем, связанных с разработкой автоматизированных медико-технологических систем для лабораторной службы лечебно-профилактичнских учреждений, работающих в интегрированных автоматизированных информационных медицинских системах. В процессе выполнения работы были решены следующие

задачи:

1. Разработана система дружеских интерфейсов для врачей пользователей и АРМ лабораторий, которая позволяет врачам пользователям оперативно формировать запросы на лабораторное обслуживание для различных типов анализов; со стороны лаборатории на языке пользователей оперативно оформлять все виды анализов и готовить их для передачи лечащим врачам и врачам специалистам; синтезировать новые и корректировать уже эксплуатирующиеся АРМ лаборатории с помощью унифицированной системы операторов, не требующих специальных знаний в области программирования, что делает удобным работу по созданию и коррекции автоматизированных рабочих мест специалистами-медиками.

2 Разработаны методы приобретения знаний и алгоритмы формирования лохальных заключений, которые позволяют синтезировать однотипные решающие правила логического типа для всех видов лабораторных исследований, что, в свою очередь, обеспечивает возможность проектирования эффективно работающих систем поддержки, принятия решений для лабораторий всех типов и назначений.

Р.! ¡работала база данных, которая позполяет, с одной стороны при вводе результатов лабораторных исследований обеспечивать пользователя формализованными бланками вопросниками, реализующими ввод всех необходимых данных в универсальном формате и, с другой стороны, предоставляет пользователю информацию о всех видах лабораторных исследований.

3 Предложены методы оценки качества работы лиц, принимающих решение, использующих лабораторные АРМы, которые позволяют повысить эффективность управления соответстьумшнх лечебно-профилактических учреждений, что особенно актуально при переходе на страховую медицину.

<1 РафлГюгани методы. синтеза решающих правил по лабораторным заключениям, которые пошо.шо! по .формальным признакам рационализировать выбор методов лабораторных исследовании по заданным типам нозологии и обеспечить при необходимости нечеткий вывод .«!.!•сш Mi* заключений, чго приближает разработанную систему к.врачебной логике принятия

; : ;.:мп;1

!'; . .гуманные методы, информативно-алгоритмическое н программное обеспечение прошли , ■ . .lÍmimo проверку и успешно эксплуатируются в 79-й городской клинической больнице

■. Москвы. Эксплуатация показала их высокую эффективность, давая в руки пользователя новый шформационно-технологическнй аппарат, позволяющий повысить уровень медицинского >6служивания населения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Савенков С.Н. Оценка качества работы врача в автоматизированных системах // Материалы 5-й научно - технической конференции с международным участием ■ "Материалы упрочняющие технологи - 97" . Курск 1997.

2. Устинов А_Г. Савенков С.Н Корженевич И.М. Оценка качества работы врача в автоматизированных системах лечебных назначений II материалы Всероссийского совещания - семинара "Математическое обеспечение информационных технологий в технике , образовании н медицине Часть I .Воронеж , 1997.

3. Пятакович О.А., Савенков С.Н., Корженевич И.М. .система автоматизированной оценки работы врача на этапе диагностики // Материалы Всероссийского совещания - семинара "математическое обеспечение информационных технологий в технике , образовании н медицине " .Часть 3 .Воронеж 1997.

4. Устинов А.Г. Савенков С.Н Тутов НД. Информационна - технологическая модель ведения пациента в автоматизированных диагностических системах // материалы 3-й международной конференции "оптика - электронные приборы н устройства в системах распознавания образов , обработки изображений и символьной информации " .Курск 1997 .

3. Устинов А.Г. Савенков СН. Корженевич И.Н. Система оценки качества палифунхциоиальной автоматизированной поликлинической системы II материалы 3-й международной научно -технической конференции "Вибрационные машины и технологии". Курск 1997.

6. Устинов А.Г., Савенков С.Н. Автоматизированная поддержка назначений лабораторных исследований в среде ТАИС// Материалы международной конференции " медико-экологические информационные технологии 98".Куг-;к 1998.

7. Бочков В.Б.,Сыеивя С.Н. Ощяаяявпа диагностической ценности лабораторных анализов в задаче дифференциальной диагностики пояснично крестового болевого синдрома// Материалы международной конференции "Медико-экологические информационные технологии 98".Курск 1998.

Подписано к печати лл су-ы -Гермат сО.чМ 1/16. Печ.л. о .Тираж 50 экз.Заказ . • Курский государственный те?.Н!П-?скш! '/ниверситет. Курск £'05040, ул.50 лет Октября,54.