Szpitalny system informatyczny (HIS)

jest to system, który spełnia wymagania dotyczące przekazywania w czasie rzeczywistym informacji potrzebnych do opieki nad pacjentem oraz o celów zarządzania, znacznie bardziej skomplikowany niż np. system przychodni

Cele HIS

• poprawa opieki nad pacjentem (np. wyniki badań laboratoryjnych mogą być od razu zamieszczone w bazie; ręczne dostarczanie czasochłonne, możliwe pomyłki)

• redukcja pracy administracyjnej (mniej czasu poświęcone tworzeniu dokumentacji)

• dostarczanie informacji dla celów gospodarczych, finansowych, kontroli jakości i badań naukowych (jeśli ktoś prowadzi badania na grupie pacjentów, dokumentacja papierowa jest niepraktyczna, elektroniczna baza danych umożliwia szybsze, łatwiejsze porównanie danych nawet u bardzo dużej ilości pacjentów)

Rozwój architektury HIS

• system scentralizowany (duża jednostka centralna, do której podłączone są wszystkie terminale i drukarki)

• system modularny (niektóre funkcje nadal instalowane na centralnym komputerze, ale wydzielane są odpowiednie moduły poza jednostkę centralną, np. system nakładu radiologii)

• system rozproszony (sieć komputerowa, do której podłączone są różne podsystemy, np. izba przyjęć, centralne zaopatrzenie, systemy oddziałowe, których powinno być tyle ile oddziałów w szpitalu, system laboratoryjny; awaria systemu oddziałowego nie stworzy takiego problemu, jak awaria np. systemu laboratoryjnego, który zaopatruje cały szpital)

Zaletą systemu rozproszonego w stosunku do scentralizowanego jest większa niezawodność, awaria jednego z modułów nie powoduje awarii całego systemu.

Wadą jest to, że odpowiednie dane na temat danego pacjenta są rozproszone po różnych modułów, dlatego system uzupełniany jest często system archiwizującym, czyli zbierającym wszystkie dane w jedno miejsce.

Ważne cechy HIS

• interfejs użytkownika (powinien być budowany we współpracy z lekarzami, musi być wygodny w użyciu)

• wygodny dostęp do systemu (oczywiście musi być wiele terminali dostępu, idealny dostęp jest dostęp przyłóżkowy {przy łóżku pacjenta})

• czas dostępu (czas może być rożne ze względu na różne obciążenia systemu)

• niezawodność (obliczamy czas pracy komputera np. w ciągu miesiąca by określić niezawodność, ile % czasu pracował; mirrowing)

• bezpieczeństwo i poufność danych (polityka bezpieczeństwa zwykle ustanawiana przez dyrekcję szpitala; hasła, okresowa zmiana haseł; czytniki odcisków palców)

• integracja (łatwość integracji z rożnymi modułami, może albo kupić system u jednego producenta, wtedy zwykle nie ma żadnego problemu; jeśli różne moduły kupowane są u różnych producentów, dlatego, że niektóre firmy informatyczne specjalizują się w odpowiednich modułach i nie tworzą innych, moduły muszą być zgodne z odpowiednim standardem komunikacyjnym, np. szeroko stosowany HL7; jeśli jakaś firma nie trzyma się tego standardu, może mieć trudności z eksportem)

Działy administracyjne i medyczne szpitala objęte informatyzacją

• cześć szara: dyrekcja, finanse i księgowość, kadry/płace

• część biała: izba przyjęć, oddział szpitalny, ambulatorium, sale operacyjne, OIT, apteka

System HELP

• system wzorcowy

• tor danych (program zbierania danych kodowane i wprowadzane do klinicznej bazy pacjentów (pacjenci przebywający w szpitalu, baza aktualna), jeśli pacjent otrzyma wypis mogą jego dane zostać przemieszczone do pamięci długoterminowej

• tor wiedzy (niektóre systemy nie zwierają tego toru, ale HELP tak; edytory baz wiedzy kodują wiedzę w bazie wiedzy, na którą nałożone są pewne ramy decyzyjne, maszyna wnioskująca może „wyciągnąć odpowiedni wniosek”, wspomaga decyzje (np. ostrzeżenia o interakcji leków, polski CANSOFT albo system wspomagający oddychanie pomagający w efektywnym ustawieniu respiratora), wynika prezentowane np. w dziale informacji i innych miejscach

• klasy danych, np. różne laboratoria, leki, które otrzymuje pacjent, EEG/EMG, endoskopia, anestezjologia i inne)

• pliki identyfikacyjny pacjentów i pliki danych (odpowiednie oznaczenia które pomagają określić z jakiej klasy pochodzą informacje)

• kryteria alarmowe (alarm pojawia się np. gdy ilość danego składnika krwi spadnie poniżej danego poziomu)

• częstość alarmów, który alarm najczęściej się pojawiał w stosunku do pozostałych

Działania finansowe mogą być przeprowadzane w nocy aby nie obciążać systemu.

Systemy obrazowania w medycynie

Czynności Zakładu Radiologii

• generacja obrazu

• analiza obrazu

• administrowanie obrazem (PACS)

• przekazywanie informacji (RIS)

Każda z tych czynności może zostać wykonana przy użyciu komputera.

HIS -> RIS -> PACS (aktywacja, zapamiętanie, wywoływanie) -> RIS (generacja opisów i ich dystrybucja) -> HIS

Techniki obrazowania

• radiografia zdjęciowa (analogowa)

• radiografia cyfrowa

• CT

• USG

• MRI

• PET

• SPECT

• techniki hybrydowe (np. CT + PET, dana metoda dobrze oddaje dane szczegóły, dlatego się ją łączy, np. dane anatomiczne z metabolicznymi)

• FGM

• TG

• GAMMA

• różne stopnie szkodliwości, koszty, dokładność obrazów

Parametry obrazowania

• rozdzielczość przestrzenna (n x k) pikseli)

• rozdzielczość kontrastowa (bit/piksel – różnice intensywności)

• rozdzielczość czasowa (liczba zdjęć/s)

Analiza obrazu

• globalne przetwarzanie (np. uzyskanie kontrastu, wyostrzanie obrazu)

• segmentacja (wydzielenie obszarów, które nas interesują, np. sam układ kostny, pozostałe struktury wyeliminowane)

• detekcja cech (np. pomiar objętości serca lub wątroby by ocenić czy narząd jest wystarczająco duży by pozyskać część dla przeszczepu, planowanie miejsc dla implantacji, miejsca wiercenia)

• klasyfikacja

DSA – Cyfrowa angiografia substrakcyjna, odejmowanie od siebie dwóch zdjęć przed i po użyciu kontrastu, dzięki któremu można uzyskać bardzo wyraźny obraz danego naczynia)

System PACS

• urządzenie generujące obrazy

• sieć komputerowa

• serwer systemu o bardzo dużej pamięci, na którym przechowywane są obrazy (coraz częściej pacjent otrzymuje płytę ze zdjęciami, z którymi udaje się do specjalisty)

• stacja robocza diagnostyczna (kosztowne, cały szpital nie zostaje w nie wyposażony)

• stacja robocza przeglądowa

• opis może być wykonany przez specjalistę, który nie przebywa w danym szpitalu, ale z innego miejsca, a potem umieszcza w bazie opis (teleradiologia)

• połączenie przekrojowe daje obraz 3D

DICOM – standard dot. danych obrazowanych używany tylko i wyłącznie w medycynie; rozwiązanie formatu danych obejmujących zarówno obraz medyczny jak i jego opis

• opis obrazu

• charakterystyka sprzętu w zależności od typu badań

• charakterystyka pacjenta, serii badań, badającego

• opis parametrów towarzyszących (krzywe kalibracji)

• ułatwia tworzenie aplikacji telediagnostycznych

• można wpisać polecenia w systemie PACS (np. wyszukiwanie obrazów z bazy, zachowaj, zapamiętaj w bazie danych)

• notka ze strony internetowej na temat DICOM, która się pokrywa z treściami poruszanymi na wykładzie:

„Opracowanie normy DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) przez ACR/NEMA (American College of Radiology / National Electrical Manufacturers Association) stało się przełomem w dziedzinie wymiany danych medycznych pomiędzy różnego rodzaju sprzętem diagnostycznym i komputerowym. Uniwersalne rozwiązanie formatu danych medycznych obejmującego zarówno obraz medyczny jak i jego opis (opis obrazu, charakterystyka sprzętu w zależności od typu badania, charakterystyka pacjenta, serii badań, badającego, opis parametrów towarzyszących jak krzywe kalibracyjne, dźwięki, itd) niezależnego od producenta sprzętu medycznego, ułatwia tworzenie aplikacji telediagnostycznych oraz cyfrowych archiwów danych (PACS - Picture Archiving and Communication Systems).

Norma DICOM została po raz pierwszy zdefiniowana w 1993 roku a następnie uzupełniona o rozdziały dotyczące formatów danych i mediów w 1995 roku. Z uwagi na szybki rozwój technik obrazowania medycznego, sieci komputerowych i mediów przechowywania danych norma DICOM jest na bieżąca rozwijana poprzez kolejne suplementy, których obecnie jest kilkadziesiąt. Bieżąca postać normy (grudzień 2002) to 16 rozdziałów (13 rozdziałów dotyczących formatowania wiadomości i plików w procesie wymiany i druku, rozdział ostatni poświęcony jest kalibracji urządzeń prezentacji obrazów medycznych):

• PS 3.1: Introduction and Overview (wprowadzenie i opis),

• PS 3.2: Conformance (zgodność),

• PS 3.3: Information Object Definitions (definicja obiektu informacyjnego),

• PS 3.4: Service Class Specifications (specyfikacja klas usług),

• PS 3.5: Data Structures and Encoding (struktury danych i kodowanie),

• PS 3.6: Data Dictionary (słowniki danych),

• PS 3.7: Message Exchange (wymiana wiadomości),

• PS 3.8: Network Communication Support for Message Exchange (obsługa komunikacji sieciowej dla wymiany wiadomości),

• PS 3.9: Point-to-Point Communication Support for Message Exchange (obsługa komunikacji punkt-punkt dla wymiany wiadomości),

• PS 3.10: Media Storage and File Formats for Media Interchange (nośniki i formaty plików dla wymiany danych),

• PS 3.11: Media Storage Application Profiles (profile aplikacji dla skłądowania danych),

• PS 3.12: Media Formats and Physical Media for Media Interchange (formaty nośników i mediów fizycznych dla wymiany danych),

• PS 3.13: Print Management Point-to-Point Communication Support (obsługa komunikacji punkt-punkt dla zarządzania wydrukiem),

• PS 3.14: Grayscale Display Function Standard (norma określania funkcji wyświetlania skali szarości),

• PS 3.15: Security Profiles (profile bezpieczeństwa),

• PS 3.16: Content Mapping Resource (szablony odwzorowania treści - zestawy kodów).

Całość stanowi obszerną dokumentację w postaci książek (tyle ile rozdziałów) opracowanych w formie tradycyjnej oraz elektronicznej”

DICOM + HL7 = IHE

Inicjatywa mająca na celu stworzenie jednego, spójnego modelu konstrukcji systemów informatycznych z wykorzystanie obu norm.

dynamiczny obraz USG

cMRI – rezonans magnetyczny serca (możliwość obserwacji serca w ruchu nieinwazyjnie, wcześniej ruch serca wprowadzał zakłócenia i burzył obraz, złoty standard badania serca, blizny pozawałowe i inne charakterystyczne cechy dobrze w tej technice wychodzą)

otwarty aparat MR wykorzystywany w operacjach umożliwia bardzo precyzyjną nawigację, fuzja MR oraz PET – minimalnie inwazyjna chirurgia mózgu

System PACS może być uzupełniony o moduł rozpoznawania (sugestia diagnozy).