автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизированная система управления единой хирургической службы многопрофильной клинической больницы



Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Северо - Западный заочный политехнический институт

На правах рукописи

г

Шамрай Дарья Викторовна

'Л и

¡У

у

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЕДИНОИ ХИРУРГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ МНОГОПРОФИЛЬНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ

БОЛЬНИЦЫ

Специальность : 05.13.06 - Автоматизированные системы управления

05.13.09 - Управление в биологических и медицинских системах (включая применение вычислительной техники )

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -«Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации», доктор биологических наук, профессор Гуткин В. И.

Санкт-Петербург - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................5

Глава 1. Современные информационные системы медицинского назначения..................................................................................................................................................................................................................................13

1.1. Анализ современных информационных систем. Общие понятия............13

1.2. Информационные системы медицинского назначения..............................................18

1.3. Современная информационная система клинической многопрофильной больницы....................................................................................................................................................................................23

Выводы по главе 1....................................................................................................................................................................................29

Глава 2. Методика построения автоматизированных информационных

систем многопрофильных лечебно-профилактических учреждений................32

2.1. Основной подход к проектированию автоматизированных

информационных систем лечебно-профилактических учреждений..................32

2.1.1. Методология и технология проектирования автоматизированных

информационных систем лечебно-профилактических учреждений..................35

2.2. Структурный подход к проектированию автоматизированной информационной системы лечебно-профилактического учреждения............41

2.2.1. Сущность структурного подхода..................................................................................................................41

2.2.2. Методология функционального моделирования SADT........................................43

2.3. Построение функциональной модели........................................................................................................44

2.4. Моделирование потоков данных (процессов)..............................................................................46

2.5. Моделирование данных. ERD (Entity-Relationship Diagrams)

диаграммы «сущность-связь»................................................................................................................................................49

2.5Л. CASE-метод Баркера........................................................................................................................................................50

2.5.2. Методология IDEF1............................................................................................................................................................52

2.5.3. Подход, используемый в CASE-средстве Vantage Team Builder..........53

2.6. CASE-средства. Общая характеристика и классификация. Инструменты проектирования баз данных....................................................................................................55

2.7. Оценка и выбор CASE-средств..............................................................................................................................60

2.7.1. Общие сведения........................................................................................................................................................................60

2.7.2. Критерии оценки и выбора.................................................................. 63

2.8. Построения модели данных с использованием CASE - средства

Designer/2000................................................................................................... 64

2.8.1. Структура и функции средства Designer/2000 2.0 фирмы

ORACLE.......................................................................................................... 65

2.9. Выбор средств и методов создания информационных приложений Автоматизированной Системы Управления Единой Хирургической Службы............................................................................................................ 66

2.9.1. Выбор технологии построения информационных приложений...... 73

2.9.2. Выбор средств разработки приложений клиент-сервер.................... 74

2.9.3. Использование дополнительных инструментальных средств ,

входящих в Delphi........................................................................................... 75

Выводы по главе 2......................................................................................... 77

ГлаваЗ. Построение «Автоматизированной Системы Управления Единой Хирургической Службы»........................................................................ 79

3.1. Этап 1. Описание предметной области.................................................. 79

3.2. Этап 2. Организация проекта.................................................................. 83

3.3. Этап 3. Построение информационных приложений. Создание программного модуля «АРМ руководителя ЕХС »..................................... 95

3.4.1. Функциональные возможности программного модуля «АРМ руководителя ЕХС»........................................................................................ 96

3.4.2. Интерфейс пользователя программного модуля «АРМ руководителя ЕХС»........................................................................................................ юо

3.4.3. Особенности построения программного модуля «АРМ руководителя ЕХС» в рамках архитектуры «клиент-сервер».................................... 108

3.4.4. Справочная система программного модуля «АРМ руководителя ЕХС.............................................................................................................. 110

3.5. Решение задач администрирования в Автоматизированной Системе Управления ЕХС........................................................................................ Ш

Выводы по главе 3......................................................................................... 113

Глава 4. Проверка работы Автоматизированной Системы Управления Единой Хирургической Службы. Перспективы развития.......................... 115

4.1. Внедрение и опытная эксплуатация Автоматизированной Системы Управления Единой Хирургической Службы.............................................. 115

4.2. Перспективы развития Автоматизированной Системы Управления

Единой Хирургической Службы................................................................... 123

Выводы по главе 4......................................................................................... 127

Общие выводы по работе............................................................................... 128

Библиографический список использованной литературы.......................... 133

Приложения..................................................................................................... 142

ВВЕДЕНИЕ.

Информация превратилась в стратегический ресурс современного общества. Уровень и новизна научных исследований , инженерно-технических разработок, их конкурентоспособность, эффективность и качество производства и управления во всех сферах человеческой деятельности определяются наличием автоматизированных банков данных и знаний, систем информационного обеспечения, экспертных, диагностических и прогнозирующих управляющих систем на их основе. Особое внимание уделяется разработкам интеллектуальных информационных систем, которые интегрируются и воплощают в себе последние достижения в областях информатики, вычислительной техники и искусственного интеллекта.

Использование передовых технологий информационной индустрии играют важную роль в современном здравоохранении. Оказание существенного положительного воздействия на такие характеристики медицинского обслуживания, как качество, доступность цены, производительность и повсеместное распространение возможно только , при условии широкого внедрения современных информационных технологий . Возросшая сложность и многообразие информационных процессов в медицинских учреждениях, возникающие в связи с усложнением и модернизацией лечебного процесса, требуют разработки новых подходов к решению проблемы информатизации профессиональной медицины.

Информатизация профессиональной медицины предусматривает внедрение в практику лечебно-профилактических учреждений методов и средств сбора, обработки передачи и хранения медицинской информации на базе средств вычислительной техники и средств передачи информации. Для автоматизации работ по сбору и переработке медицинской информации на каждом из этапов лечебно-диагностического процесса применяются медицинские автоматизированные информационные системы.

Традиционно компьютерная поддержка автоматизированной информационной системы (АИС) строится на основе баз данных (БД) [8]. За последние несколько лет, в БД медицинского назначения наблюдается тенденция к усложнению структур данных. Исходя из возрастающих возможностей медицины, простые виды информации,

которая может быть представлена в форме чисел и текстовых строк, не утратив своей значимости, дополняются сегодня многочисленными мультимедийными документами, графическими образами, хронологическими рядами, процедурными или активными данными и множеством прочих сложных информационных форм [31].

Усложнение структуры данных, в этом случае является одной из сторон проблемы эффективной автоматизации управления в учреждениях медицинского профиля. С другой стороны, современные условия, и в частности переход к системе страховой медицины, диктуют необходимость изменения существующих структурных и функциональных схем работы таких учреждений. Переход от полностью централизованного принципа управления к управлению распределенному с сохранением принципа централизованной координации, ведет к реорганизации медицинских учреждений, позволяющей получить эффективно функционирующую систему управления. Одним из примеров в данном случае может послужить выделение, в рамках многопрофильного лечебно-диагностического учреждения единой хирургической службы (ЕХС), объединяющей всех врачей специалистов хирургического профиля. В процессе деятельности ЕХС гибко и дифференцированно распределяются потоки больных, обеспечивается полнота и быстрота обследования, сокращение длительности лечения с рациональным использованием «дорогой» койки стационара и относительно «дешевого» ведения пациента в Центре Амбулаторной Хирургии (ЦАХ).

Новые принципы, лежащие в основе построения структурных и функциональных схем медицинских учреждений нового поколения требуют соответствующего пересмотра подходов к анализу, проектированию и построению автоматизированных систем управления для таких организаций и их отдельных структурных единиц [47].

В связи с реализацией подобной системы возникает целый ряд проблем: -Необходимость обеспечения максимальной гибкости автоматизированной системы, при сохранении ее высокой надежности и управляемости; -Интеграция разнородных источников уже накопленной информации; -Потребность в средствах контроля доступа, обеспечивающих необходимый уровень конфиденциальности;

-Удобные для разных категорий работников здравоохранения интерфейсы доступа к информации.

Гибкость автоматизированной информационной системы предполагает, что все потребности в сфере информатизации деятельности медицинского учреждения, возникающие в процессе его функционирования и развития, могут легко быть удовлетворены, при помощи средств имеющихся в наличии у администратора системы . Такие возможности должны быть заложены в систему еще на этапах проектирования и создания и непосредственно связаны с общей идеологией ее построения.

Скорость изменения требований к информационной системе приводит к необходимости рассматривать так же новые пути организации проектирования программного обеспечения для баз данных и информационно-поисковых систем. Каскадные схемы организации проектирования программного обеспечения для информационных систем достаточно давно стали преобразовываться в циклические и спиральные схемы. Такие схемы предполагают непрерывное контролируемое развитие программной системы в виде передачи в эксплуатацию ее новых версий. Сейчас различные циклические и спиральные схемы рассматриваются как средство для быстрого прототипирования автоматизированных информационных систем с исключением их недостатков (неуправляемости) за счет применения классических структурных методов на каждом витке спирали. Однако такие циклические схемы сохраняют многие старые недостатки структурных методов: -трудоемкость внесения изменений в действующие компоненты;

-ограничения возможностей компонентного проектирования, использующего комплектации и перекомплектации различных готовых компонентов. Существуют и другие, например, громоздкость ведения проектной документации. Все это полностью относится и к проектированию баз данных.

Все эти недостатки если не полностью, то хотя бы частично могут быть устранены при использовании САБЕ-средств и современных средств для создания масштабируемых приложений для баз данных [1], [8].

Крупные автоматизированные информационные системы, типа автоматизированных систем управления , применяемых в больших и средних

учреждениях здравоохранения, подразумевают взаимодействие информационных ресурсов, в основе которых лежат самые разные форматы и модели представления данных. В первую очередь, это связано с необходимостью хранения и использования информации за длительный период времени, в течении которого могло происходить изменение и развитие системы в различных архитектурных направлениях, а так же с современной потребностью к переходу на новый технологический уровень. По-видимому, подобные системы должны иметь в качестве центрального звена некоторую интегрирующую модель и соответствующие правила. Каждый источник данных должен быть помещен в специальный компонент, транслирующий данные между частным представлением и глобальным представлением, принятым в данной среде. На основе этих источников затем могут создаваться прикладные продукты более высокого уровня. С проблемой преобразования и интеграции данных связано множество вопросов.

1. Какой должна быть интегрирующая модель?

2. Какой инструментарий необходим, для того чтобы сделать использование произвольных источников данных столь же простым, как работу с гомогенными базами данных?

3. Как расширить идею словаря данных, чтобы обеспечить корректное использование терминологии в среде, состоящей из интегрированных гетерогенных источников?

Один из подходов к проблеме комбинирования разнородных источников информации состоит в применении медиаторов - компонентов, которые могут производить настраиваемую интеграцию, возможно, с дополнительной фильтрацией или обработкой. По своей роли они аналогичны агентам в задачах искусственного интеллекта. Как лучше всего применить здесь этот подход - еще один предмет для исследований [52], [58].

Решение проблемы интеграции информационных систем сделает возможным расширение возможностей информационной системы, с учетом современных требований и предотвратит потери, неизбежно возникающие в результате проведения реструктуризации баз данных и корректировке информационных потоков в системе.

В распределенных автоматизированных системах управления больших и малых учреждений, относящихся к системе здравоохранения, включающих автономных

партнеров, необходимы средства защиты информации. Во многих случаях это нужно для обеспечения конфиденциальности персональных данных. Так, автоматизированная информационная система учреждения здравоохранения должна беспрепятственно предоставлять информацию о пациенте его лечащему врачу, но обязана защитить ее от несанкционированного доступа. В других случаях, необходимость защиты связана с коммерческой ценностью данных. В данном контексте, можно выделить следующие важные направления для проведения исследований:

1. Разработка гибких систем аутентификации предоставления санкций пользователей.

2. Поддержка доступа на основе понятия роли пользователя. Так, один и тот же индивид может выступать в роли лечащего врача некоторого пациента, врача вообще и роли частного лица.

При создании интегрированных медицинских автоматизированных информационных систем необходимо учитывать и другие критерии, которые достаточно трудно оценить и которые можно объединить в группу так называемых культурных критериев. При установке автоматизированных информационных медицинских систем необходимо избегать перегрузки персонала и способствовать тому, чтобы в информация, выдаваемая системой по принципу обратной связи облегчала работу и делала ее более интересной. Это требует сотрудничества со стороны медицинского персонала на этапе создания системы, а также определенного уровня подготовки и использования простых надежных и эффективных методов человеко-машинного взаимодействия. В обязательном порядке следует учитывать и особенности медицинского мышления [47], [49], [91].

Таким образом можно заключить, что для создания эффективных медицинских автоматизированных систем управления, отвечающих современным требованиям, необходимо найти решения задач гибкости и надежности, интеграции, конфиденциальности информации и качества интерфейса и адаптировать их к конкретным условиям.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка проекта по созданию Автоматизированной Системы Управления Единой Хирургической Службы

многопрофильной клинической больницы. Для достижения этой цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

1. Определение и структуризация