Az egészségügyi információs infrastruktúra múltja, jelene, jövője

Vancsisin László
Budapesti Műszaki Egyetem, Irányítástechnika és Informatika Tanszék
1111 Budapest, Műegyetem rkp. 9 E-mail: vancsi@seeger.fsz.bme.hu, vancsi@eik.bme.hu

I. Bevezetés

Az egészségügyi információt szállító rendszerek világszerte gyors ütemben változnak. Az egészségügyi iparágban a figyelem fókusza, mint ahogy más iparágakban is megfigyelhető, eltolódott a hatékony, zökkenőmentes páciens információ integrációja felé. Azzal, hogy a legkülönfélébb orvosi műszereket összekapcsoljuk, a diagnosztika folyamatát lerövidítjük. A gyorsabban felállított diagnózis, gyorsabb kezelést tesz lehetővé. A gyorsabb kezelés rövidebb kórházi benntartózkodást kíván és így összességében javul a gazdaságosság. A kórházakon belül, a betegeket egyre gyakrabban fogják leköltöztetni a költséges intenzív őrzőkből az ún. "intermediate-care" osztályokra. Ennek eredményeképpen a figyelő és döntésthozatalt támogató rendszerek új generációja kell, hogy kifejlődjön az új kívánalmaknak megfelelően. Ráadásul, azok a orvosok akik felelősek voltak egy klinikai egységben fekvő betegekért, most lehetséges, hogy a korház más területén levő páciensekért is felelősséget kell vállalniuk a megjelenő egészségügyi hálózatoknak köszönhetően. Így a klinikus információellátása, az intézmény bármely pontjáról, a legfontosabb feladat.

II. Számítógépek és számítógép hálózatok az egészségügy területén

Napjainkban a orvosi monitorozó technológiák magukba olvasztják a legújabb számítástechnikai és számítógép hálózati eredményeket. A különböző felhasználási célú számítógépek magtalálhatók az egészégügy teljes spektrumában: az osztályokhoz tartozó laboratóriumokban, gyógyszerésztben, radiológián, pathológián; adminisztratív környezetben, mint a számlázás, a könyvelés, a beteg menedzselése, szállítása, és a fizetéseknél; klinikai és egyetetmi rendeltetéseknél, mint az elektrónikus orvosi adatok, képek; és természetesen az alapkutatások területén, mint molekuláris modellezés, genetika, robotizált sebészet, stb. [1] Az információs technológia fokozatosan átalakítja az orvoslást, a klinikusok és adminisztrátorok által használt információ mennyiségét gyarapítva és minőségét fejelesztve. A számítástechnika a modern hálózatok segítségével lehetővé teszi, hogy az információ teljesen átlátszóan módon és hatékonyan áramoljon az információ forrástól a felhasználókig. [2], [3]
 Ahogy a fejlett országokban a nemzeti jövedelemből az egészégügyre fordított hányad egyre inkább nő, úgy egyre inkább a figyelem középpontjába kerünek az egészségügy produktivitását és minőségét javító módszerek, eljárások. Hogy kielégítsék a felmerülő új kívánalmakat egy globális egészségügyi információs infrastruktúrát kell megteremteni. Az alap építőkövei ennek a koncepciónak, a betegről gyűjtött információ számítógépes tárolása, ezen információ hálózaton történő folytonos áramoltatása, és végső kiértékelése, feldolgozása. Egy ilyen egészségügyi információs infrastruktúra megvalósításához szükséges a már létező alacsony szintű és magas szintű architektúrák, termékek és szolgáltatások egységbe kovácsolása. Ezen különböző entitások együttműködésre késztetése az egészségügyi információs szabványok sűrgős megalkotását implikálják.

III. Az orvosi számítástechnika és számítógép hálózatok rövid története

A 70-es és korai 80-as években, a kórházi számítástechnika célja az adminisztrációs igények kiszolgálása volt. Hatalmas mainframe számítógépek voltak felelősek a financiális adat feldolgozásért, emellett automatikus laboratóriumi használatuk éppen, hogy csak elkezdődőtt. A személyi számítógépek megalkotása valóban kiszélesítette az automatizáció lehetőségeit ahogy mind költségkímélőbbé vált az egészségügyi adatok összegyűjtése klinikai és gazdasági felhasználásra. A 80-as évek végére ezek az ún. egyedülálló "stand-alone" rendszerek állandó kiegészítőkké váltak az egészségügyi intézményekben.
 A számítógép hálózati technológia szintén a 80-as évek végére megérett. Az egyedülálló rendszerek képessé váltak más rendszerekből érkező adatok fogadására: beteg szolgáltatásainak teljeskörű számlázása még a más osztályokon lévő laboratóriumokból és gyógyszerészetekből érkezőkére; kórházi információs rendszerekben tárolt páciens adatokéra, stb. Az egyes osztályokon sikeres, lokális hálózati megoldások jelentek meg. Ezek az információs szigetecskék végül súlyos megoldandó problémát eredményeztek a globális információs rendszer kialakítása szempontjából.

IV. Az egészségügyi adatok hatása

A klinikai mérésekből és számításokból származó adatokat valós időben kell eljutattni az ellátókhoz, mint az orvosokhoz, a nővérekhez, a technikusokhoz, a terapeutákhoz és a szociális munkásokhoz. A különböző hatékonysággal - az ágymelleti és az örző monitorok, az intenzív őrzők, az ambulanciák, a műtők és az orvosi szobák között - továbbított adatoknak hiba mentesnek kell lenniük. Az intenzív őrzőknek szánt adatok szigorúbb követelményeknek kell megfelelniük, mint az orvosi szobába jutókénak. A legfontosabb adatokat alkotják a laboratóriumi eredmények. Más fontos adatforrások a gyógyszerészet, a radiológia, a pathológia, a kardiológia, a neurologia, a szülészet/nőgyógyászat, a műtéti jelentések, a lázlapok, és az elbocsájtó nyilatkozatok. A számítástechnika korszakában világos, hogy a számítógépesített módszerek hatékonyabbak és pontosabbak, mint a papír alpúak. A klinikai információ a döntéshozatalt támogató rendszerekben való alkalmazhatósága lehetetlen papír alpúakban. A jövőben mindinkább a teljes elektrónikus orvosi adat tárolás, menedzselés, feldolgozás válik majd elterjedtebbé és népszerűbbé. [11]

V. A klinikai információ fajtái

A klinikai információ igen sokféle formában fordul elő ami az őt szállító hálózat teljesítményét is befolyásolja. Manapság az adtok legnagyobb tömege szöveges formátumú. Ezek az adatok a radiológiáról, a pathológiáról, és más osztályokról származnak, mint a speciális vizsgálatok eredményei, a műtéti jelentések, a lázlapok, és az elbocsájtó nyilatkozatok. Ezek a jelentések a néhány mondattól a néhány oldalosig változahatnak. A laboratóriumi eredmények kódolt formátumúak, amik általában karakterek vagy egész számok. Az adatok ezen tipusa nagyon effektív a szolgáltatóknak. Ráadásul, a számítógép alapú döntéshozatalt támogató rendszereknek egyre nagyobb mennyiségű kódolt adatot várnak, amely szakértői rendszerek adatokat tudnak feldolgozni és riasztásokat generálni. Ezek a kódolt formátumban tárolt adatok kis méretűek, de sok esetben, mint EKG vagy EEG trendeknél a jelentés tekintélyes méretűvé növekedhet.

Más, az egészségügyi intézményekben fellelhető fontos adat tipusok a hatalmas mennyiségű multimédia adatok. Ilyenek a radiológiai vizsgálatok során keletkező képek és videó szekvenciák, mint a röntgen képek, CT-, MRI-, PET-, SPECT felvételek. Ultrahang felvételek, pathológiai képek ugyancsak forrásai az ilyen tipusú adatonak. Ezen adatok mérete minimum két nagyságrenddel nagyobb, mint a kódolt vagy szöveges adatoké. Egy multimédia adatokat szállítani képes hálózat különleges tervezési szempontokat igényel és persze nagy költségvetést. [5], [12]

VI. Egészségügyi hálózati architektúrák

A számítógép hálózatok különböző követelményeknek tesznek eleget. Az egy épületen belüli halózati architektúrát local area network-nek hívják (LAN). A LAN legnépszerűbb megvalósításai az alábbiak: Egy szervezeti egységnek teljes befolyása van a LAN-jai felet. Ellentétben, amikor hosszú távú kommunikáció zajlik, ezt a tipusú hálózatot wide are network-nek hívják (WAN). A WAN legnépszerűbb megvalósításai az alábbiak: A LAN-ok és WAN-ok protokolljai egy transzparens felületet nyújtanak az alkalmazások számára. Jelenleg, olyan szoftver megoldások tünnek fel amik elosztott programokat alkalmazank megvalósítva a felhasználó szempontjából a teljes hálózati átlatszóságot és adat integritást. Ezek az ún. middleware-ek. A middleware-ek legnépszerűbb megvalósításai az alábbiak: Léteznek speciális egészségügyi szabványok, amik klinikai domaineket céloznak meg ún. medical domain middleware-ek. Az orvosi számítástechnika a klinikai adtok gyűjtésére, integrálására, terjesztésére koncentrál. Ráadásul a legfontosabb célpont az adatok tudássá konvertálása a szolgáltatók döntéshozatalainak támogatása érdekében. Ezen célok megvalósítása érdekében számos medical domain middleware eszköznek és koncepciónak kell együttműködnie egy elosztott számítási környezetben. Manapság a gyakorlatban egyedül alkalmaizható szabvány a Health Level 7 (HL-7), melyet sok gyártó már beépít a termékeibe. A HL-7-ben definiált események: a bebocsájtás, az elbocsájtás, az átvitel, a rendelés, és a rendelés eredményei. A szabavány használatával elkerülhetők a felesleges fordítások. Végezetül meg kell említenünk a Digital Imaging and Communications (DICOM) szabványt, ami a radiológiai képek szabványos átvitelét definiálja. [4], [6]
 Napjainkban az egészségügyi berendezéseket gyártó vállalatok plug-and-play hardvereket kinálnak, amik kielégítik az ipari szabványokat (pl. az IEEE/IEC 802.3 Ethernet, TCP/IP-vel). Ezek "multi-vendor" tipusúak, de még nincs egy egyesített egészségügyi hálózati szabvány (igaz létezik egy IEEE szabványtervezet: a Medical Information Bus (MIB), ami az orvosi műszerek közti kapcsolatot definiálja, például intenzív örző monitorok között). Részletesebben lásd a "Beteg monitorozó menedzsment megoldások" fejezet alatt. Pontosan ezért kínálják a vezető vállalatok a saját medical egészségügyi információs hálózatukat, amik kompatibilisek más protokollokat használaó termékekkel. [10]

VII. Beteg monitorozó menedzsment megoldások

Páciens felügyelet egyesíti az egészségügyi intézmények különböző területein - mint az intenzív őrzők, az ambulanciák, a műtők - szerzett beteg státuszt, reagál az életet közvetlenül fenyegető veszélyes eseményekre, és beavatkozásokat kezdeményez a páciens kívánt státuszának megőrzése érdekében. Az intelligens monitorizálás és menedzsment olyan komplex feladatok, hogy magukban foglalják az információ feldolgozás teljes skáláját. Szükségessé teszik a kontextus függő adatgyűjtést, feldolgozást, analízist, és a hatalmas mennyiségű, valószínűleg zajos és hiányos adatok értelmezését. Az egészségügyi intézmények különböző helyeiről származó jelek közé tatoznak az ún. élettani jelek (pl. EKG, EEG, artériás vérnyomás, intrakraniális nyomás, stb.) és a különféle létfenntartó berendezések, monitorok, infúziós pumpák, gyógyszeradagolók által szolgáltatott információk. A legújabb on-line monitorozó berendezések a kórházakban dolgozó személyzetet speciális információkkal látják el, hogy megkönnyítsék a döntéshozatali munkájukat. De az információ mennyisége és megjelenítési módja túlterhelheti őket és ez hibás következtetésekhez vezethet. [7]
  A páciens monitorozást és menedzsmentet koncepcionálisan négy rétegre oszthatjuk fel:
  1. jel szint, adatgyűjtés és a nyers adatok alacsony szintű feldolgozása,
  2. validációs szint, az adatok műtermékektől való megtisztítása,
  3. jelből szimbólum - transzformációs szint, a detektált tulajdonságok szimbólumokká való átalakítása, mint normális, alacsony, vagy magas,
  4. következtetés szintje, élettani és kórélettani modellek segítségével kialakítani a lehetséges diagnózist, megmagyarázni a megfigyelt viselkedést, megjósolni a páciens állapotát, vagy folyamatokat szabályozni.
A nyers információ mellett a modern felügyelő rendszerek képesek számított és származtatott adatokat szolgáltatni. Nem ritka, hogy például 20 orvosi műszer 100 klinikailag különböző releváns információt állít elő. Ezek a berendezések gyakran egyedül állóak és ezért összeköttetésük házon belüli fejlesztéseket igényel. E probléma kivédésére az IEEE szabványhozó testülete, az IEEE P1073, 1984-óta egy, az egészségügyi intézményekben használható adat kommunikációs szabvány kidolgozásán fáradozik. Ezen project célja vendor független szabványok megkonstruálása, ami lehetővé teszi az orvosi berendezések valós idejű összekapcsolását. [8], [9], [10]

VIII. Összefoglalás

Mint fentebb bemutattuk, az intelligens orvosi felügyelő rendszerek és klinikai hálózatok tervezése egy folyamatban lévő feladat. Az egészségügyi hálózatok értéket állítanak elő, amik megnövelik az adatok elérhetőségét, flexibilitását, és a műveletek hatékonyságát. A multimédia tipusú ember-számítógép interfészek, a kliens-szerver hálózati programozási paradigmákkal együtt kezdenek feltűnni ezekben a hálózatokban. Az ilyen tipusú applikációk, amelyek már megtalálhatóak az élet különböző területein, nagyobb sávszélességet kívánnak. Sengupta szavaival élve: "A nemzetközi együttműködések, melyek az ipar és az egészségügyi szolgáltatók közti kapcsolatot kívánják megteremteni, hogy növeljék hatékonyságukat, a hálózatok, mint negyedik elem - az elektromosság, a víz, és a hő után - segítségével képesek lesznek rá." [5] Annak érdekében, hogy megvalósítsuk ezt az elképzelést meg kell teremteni a lehetőséget az erre a célra, az egészségügyi dolgozók és a medikus hallgatók számára létesített laboratóriumokban, hogy elsajátíthassák, hogyan lehetnek még hatékonyabbak ezen technológia segítségével a mindennapi munkájuk során. [13]

IX. Irodalomjegyzék

  1. Tanenbaum AS. 1988. Computer Networks, 2nd ed, Englewood Cliffs, NJ, Prentince-Hall
  2. Duisterhout JS, Hasman A, Salamon R (eds). 1991. Telematics in Medicine, Amsterdam, Elsevier Science Publishers
  3. Rennels GD, Shortliffe EH. 1987. Advanced Computing for Medicine. Sci Am 257 (4):154
  4. Computer-based Patient Record Institute (CPRI). 1994. Position paper on computer based patient record standards. Chicago
  5. Sengupta S. Computer Networks in Health Care. In The Biomedical Engineering Handbook, Bronzino JD.1996. CRC Press & IEEE Press 2642-2649.
  6. Balir JS. Overview of Standards Related to the Emerging Health Care Information Infrastructure. In The Biomedical Engineering Handbook, Bronzino JD.1996. CRC Press & IEEE Press 2650-2659.
  7. Coiera EW. 1993. Intelligent monitoring and control of dynamic systems. Artif Intell Med 5:1.
  8. Gardner RM, Hawely WL, East TD, et al. 1992. Real-time data acquisition: Recommendation for the medical information bus (MIB). Int J Clin Monit Comput 8:251.
  9. Dawant BM. Knowledge-Based Systems for Intelligent Patient Monitoring and Management in Critical Care. In The Biomedical Engineering Handbook, Bronzino JD.1996. CRC Press & IEEE Press 2746-2756.
  10. P. Várady - Distributed Communication System in Biomedical Applications, Proceedings of the Symposium on Fieldbus Systems and Application Technics, pp.39-44, Budapest, 17-19 Feb. 1998
  11. F. Pávay - Design concept of a data acquisition device for slow physiological parameters, Proceedings of the Symposium on Fieldbus Systems and Application Technics, pp.51-56, Budapest, 17-19 Feb. 1998
  12. S. M. Szilágyi - Fast biological signal analysis and real-time processing, Proceedings of the Symposium on Fieldbus Systems and Application Technics, pp.45-50, Budapest, 17-19 Feb. 1998
  13. L. Vancsisin - A New Approach in Medical Monitoring, Proceedings of the Symposium on Fieldbus Systems and Application Technics, pp.33-38, Budapest, 17-19 Feb. 1998