3.3. Автоматизированное рабочее место врача-специалиста

Автоматизированное рабочее место (АРМ) — это со­вокупность средств, реализованных на базе персонально­го компьютера, для решения задач в определенной пред­метной области.

Другое определение трактует АРМ как аппаратно-про­граммный комплекс, предназначенный для автоматиза­ции технологических процессов данной специальности.

В медицине и здравоохранении АРМ подразделяют по функциональным возможностям на следующие категории:

— административно-организационные (например, АРМ главного врача больницы, заведующего отделением, старшей медицинской сестры и др.);

— технологические (например, АРМ врача-рентгеноло­га, врача функциональной диагностики и др.);

- интегрированные, т. е. объединяющие функции пер­вых двух в разных комбинациях (например, АРМ главного рентгенолога города).

Общими требованиями к АРМ различных специалис­тов являются:

- простота общения Пользователя с АРМ;

- оперативность ввода, обработки и поиска доку­ментов;

— возможность оперативного обмена информацией между различными АРМ;

— исключение положений, когда пользователь оказы­вается в тупиковой ситуации;

- контроль ввода данных с указанием ошибок;

- возможность настройки АРМ под конкретного пользователя;

- эргономичность конструкции;

- безопасность для здоровья пользователя и пациента.

Для успешной работы пользователей следует выделить

следующие виды обеспечения функционирования АРМ.

Техническое обеспечение включает персональный ком­пьютер с необходимыми периферийными устройствами, средствами коммуникаций (сетевое обеспечение) и специ­альными медицинскими приборами (специальное обеспе­чение). Выбор типа персонального компьютера, перифе­рийных устройств и медицинского оборудования опреде­ляется функциональным назначением АРМ.

Программное обеспечение состоит из набора программ, предназначенных для управления работой компьютера в автономном и сетевом режимах, а также для автоматиза­ции решения задач в соответствии с функциональным на­значением АРМ.

Организационно-методическое обеспечение состоит из инструктивных и нормативно-методических материалов по обеспечению и работе в среде АРМ, организации защи­ты информации, правовых документов, регламентирую­щих отношение и ответственность пользователей, форма­ты входных и выходных данных.

Помимо стандартного технического и программного обес­печения (раздел 1) АРМ врача-специалиста должно быть оснащено специализированным аппаратным и программным обеспечением для решения медицинских задач.

Так, в состав некоторых АРМ врача, особенно техноло­гических, входят компоненты медицинской аппаратуры, предназначенные для съема, усиления и ввода медицинс­кой информации в компьютер. В частности, для автома­тизации целого ряда исследований в отделениях функци­ональной диагностики применяются АРМ врачей-спе­циалистов: нейрофизиолога, кардиолога, пульмонолога и др. Для съема информации используются электроды, если исследуемый показатель имеет электрическую природу (электрокардиограмма, электроэнцефалограмма, электро- миограмма, вызванные потенциалы и т, п.), или датчики (первичные преобразователи), которые преобразуют не­электрический фпзиологический показатель в электричес­кий сигнал.

Учитывая, что электрический сигнал, получаемый от электродов или датчиков, имеет низкий уровень, его не­обходимо усилить. Для этого применяют специальные электронные приборы, предназначенные для усиления био­электрических сигналов — биоусилители. Обычно это мно­гоканальные усилители, так как биоэлектрическая актив­ность некоторых органов регистрируется одновременно по нескольким каналам (ЭКГ — по 3-12 отведениям, ЭЭГ и ВП до 29 каналов). Основные требования к биоусилите­лям — высокое входное сопротивление, большой коэффи­циент усиления, высокая помехозащищенность.

На выходе усилителя сигнал имеет аналоговую форму, поэтому для ввода в ПК его необходимо преобразовать в цифровой код. Для этого применяют специальные устрой­ства — аналого-цифровые преобразователи (АЦП). АЦП — устройство, предназначенное для преобразования ана­логового электрического сигнала в цифровой код.

В многоканальных системах используются коммутато­ры или мультиплексоры для поочередного подключения каждого канала на вход АЦП.

Для ввода медицинской документации могут исполь­зоваться устройства, преобразующие текстовую, графичес­кую и видовую информацию в цифровой код. Наиболее часто используются сканеры, графические планшеты (ди­гитайзеры) и цифровые фото-и видеокамеры.

Наряду со стандартными устройствами ввода графичес­кой информации (см. раздел 1.3), в медицине используют­ся и специализированные. Например, в цифровых рентге­новских системах используются твердотельные приемни­ки с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения. Применяется метод сканирования с построч­ным вводом изображения в память ПК, которое затем в целом воспроизводится на экране монитора (сканирующая проекционная рентгенография).

В комплексе «Гемоанализ» оптический микроскоп со­пряжен с ПК, что обеспечивает автоматический ввод изоб­ражения микропрепарата в компьютер, подсчет формен­ных элементов крови (лейкоцитов и эритроцитов) в каме­ре Горяева и распечатку результата анализа на бланке.

Аппаратурное сопряжение традиционного медицинско­го оборудования (рентгеновского аппарата, оптического микроскопа, ультразвукового прибора) позволяет автома­тизировать ряд операций и повысить качество работы вра­ча-специалиста.

Специальные программы, входящие в состав АРМ, предназначены для решения конкретных задач, стоящих перед врачом, и зависят от его специализации.

Анализ в основном заключается в применении мате­матических методов для выделения и измерения инфор­мативных признаков, проведении различных вычисли­тельных операций и сравнении полученного набора при­знаков с соответствующими показателями нормы или значениями при различных патологических состояниях. Имеется целый ряд процедур, позволяющих соотнести данное состояние исследуемой системы по измеренным значениям признаков, с одним из возможных состояний, т. е. произвести дифференциальную диагностику. В за­ключение программа представляет врачу исходные за­писи, результаты измерения признаков, расчетные дан­ные, указывает признаки, выходящие за пределы нор­мы, и формирует синдромальное заключение о состоянии пациента. Такие программы носят название информаци­онно-диагностических.

Сбор лабораторной информации (биохимической, гематологической, цитологической, гистологической и др.) о состоянии отдельных органов и тканей сопровождается различного рода изображениями: томограммами, рентге­нограммами, мазками крови и т. п. Компьютерная обра­ботка оцифрованных изображений разделяется на четы­ре основные группы: обработка изображений, их анализ, реставрация и реконструкция.

Обработка изображений направлена на улучшение оригинала с точки зрения извлечения из них полезной информации об исследуемом органе. Обработка изображе­ния позволяет выделить интересующие исследователя де­тали. Так, в рентгеновских снимках использование цвета или выделение контуров помогает лучше рассмотреть де­тали изображения.

Анализ изображений — это процесс извлечения коли­чественной или качественной информации. В арсенале прикладных методов анализа изображений имеется ана­литический аппарат для решения задач по распознава­нию (классификации) изображений объектов лаборатор­ных исследований. Применение компьютерного анализа изображений обеспечивает надежность и воспроизво­димость результатов и существенно экономит время.

Реставрация изображений — это восстановление по­врежденных или плохих изображений. Реставрация изоб­ражения может применяться и в тех случаях, когда име­ются артефакты, например движение пациента в момент получения рентгеновского снимка.

Реконструкция изображения — это процесс создания двухмерного (плоского) или трехмерного (объемного) изоб­ражения по его проекциям. Так, в компьютерной томо­графии получение плоских срезов различных органов осу­ществляется путем реконструкции (восстановления) изоб­ражения по рентгеновской «тени», отбрасываемой телом при данном положении рентгеновского источника. Рент­геновские лучи, выходящие из тела пациента, восприни­маются полоской детекторов рентгеновского излучения. Выходные сигналы детекторов преобразуются в цифро­вую форму для ввода в ПК, где осуществляется формиро­вание изображения.

В целом ряде медицинских исследований для обработ­ки больших массивов данных необходимо применять ста­тистические методы исследования (подробное описание см. в разделе 2). В настоящее время имеется большой выбор прикладных статистических программ, которые сделали методы анализа данных более доступными и наглядны­ми, освободили от трудоемких ручных вычислений и спо­собствовали внедрению статистических методов в облас­ти, далекие от математических.

В зависимости от целей статистического анализа при­меняются различные прикладные программы, среди них: табличные процессоры (Excel, Lotus), пакеты статистичес­кой обработки данных (Биостатистика, Stadia, Statgraph, SPSS, Statistica и др.), пакеты имитационного моделиро­вания (Mathcad, Mathlab, Mathematical

Важное место в специализированном программном обес- _ печении АРМ врача-специалиста занимают информаци­онные системы поддержки принятия решений — инфор­мационно-справочные и консультативно-диагностические системы, описанные в разделе 2.4.

Особенностью медицинских ЭС является следующее:

— объяснения, даваемые ЭС, должны быть понятны ординарному врачу, т. е. объяснительная компонен­та должна использовать концепции и структуры, ко­торые характерны для данного медицинского разде­ла знаний;

— поведение системы должно моделировать поведение грамотного врача при решении диагностической за­дачи, моделировать его методы поиска решений;

— программы должны быстро адаптироваться к изме­нениям совокупности медицинских знаний.

В настоящее время разработаны ЭС для консультации медицинского персонала в различных областях медици­ны, в том числе для диагностики, прогнозирования, вы­бора метода лечения, обработки кривых и изображений, , мониторинга и т. п.

В состав программных средств АРМ входит большой объем справочных данных, позволяющих дать ответ на любой вопрос, связанный с профессиональной деятельно­стью врача, или указать источники, где можно получить необходимую информацию.

В медицине все данные о больном и используемая в записях терминология должна соответствовать стандар­там, вестись с учетом международных классификаторов

болезней, диагнозов. Единственный международный стан­дарт, в настоящее время используемый в России, — это русский перевод ICD-10CM (International Classification of Diseases) — Международные классификатор болезней МКБ-10. Кроме того, российской системе здравоохранения подходит'и SNOMED-International вследствие его много­осевой структуры и богатой терминологии (130000 терми­нов).

Для электронного обмена медицинскими документами наиболее известным является американский стандарт Health Level 7 (HL7). Существует также стандарт элект­ронного обмена данными между госпиталями и другими учреждениями (EDI, Electronic Data Interchange). Для изображений стандартом является DICOM, предложенный American College of Radiology.