темах управління назвали кібернетикою і цей термін став надалі синонімом інформатики.html

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Розділ 1

Медична інформатика як наука. Медична інформація та методи її обробки

Стрімкий розвиток інформаційних технологій значною мірою зумовив перехід до якісно нової стадії розвитку цивілізації. Інформатика як галузь науки не могла обійти і сучасну медицину.

Історія розвитку медичної інформатики. Завдання дисципліни

Термін "інформатика" в нашій країні "прижився" не відразу. Спочатку дослідження, пов'язані з використанням інформації в автоматичних системах управління, назвали кібернетикою, і цей термін став надалі синонімом інформатики.

Кібернетика виникла в кінці 40-х років XX століття, коли Норберт Вінер вперше висловив припущення, що системи управління в живих, неживих і штучних системах володіють багатьма загальними рисами. Початком народження кібернетики можна вважати час виходу в світ книги "Кібернетика", опублікованої в 1948 році Н. Вінером. Сам Н. Вінер у цій книзі вказував на попереднє авторство ідей нової науки, що приписувалися відомим фізикам: "Навіть до Ньютона подібні проблеми стояли перед фізикою, особливо в роботах Пьєра Ферма, Хрістіана Гюйгенса та Готфріда Вільгельма Лейбніца... Цей термін (кібернетика) вже використаний раніше Андре Ампером".

Ідеї кібернетики спрямовані на побудову нової "загальної теорії управління", результати якої могли б використовуватися н іііііірізноманітніших системах, зокрема в біології та медицині. І Іроцгсп автоматизації різних систем (суть кібернетики) превалиіііа.ми над інформаційними, тоді як останні набували самостійнішого характеру.

З позиції кібернетики медицину загалом можна схарактеризувати як науку, що вивчає методи штучного управління хворим організмом з метою повернення його до норми.

Стрімкий розвиток та поширення обчислювальної техніки послужили передумовами до появи нового розділу науки про автоматичну обробку наукової інформації, названого інформатикою (від фр. Іпіогтаіііоп — інформація, аиіотаї^ие — автоматика). Термін "інформатика" з'явився в 1966 році у Франції: Французька академія прийняла його замість терміну "обробка інформації". З того часу він став широко використовуватися в Європі. І лише в США для позначення цієї сфери діяльності використовується термін "computer science".

Поступово кібернетика як наука про управління різними системами відокремилася як цілком незалежний науковий напрям, проте саме вона є прародителькою інформатики і зокрема медичної інформатики. Паралельно з медичною інформатикою виникла і кібернетична медицина — новий напрям у медичній науці, що вирішує питання медичної робототехніки, протезування та інші завдання, засновані на законах управління та зворотного зв'язку. Кібернетична медицина і нині тісно переплітається з медичною інформатикою: один і той самий об'єкт може розглядатися з різних точок зору — з кібернетичної та медичної.

Інформатика впроваджувалася в медицину на фоні розвитку засобів обчислювальної техніки, яка має чітко виражені періоди:

•  40—50-і роки — створення першої електронно-обчислювальної машини (ЕОМ) на базі електронних ламп;
•  60-і роки — створення транзистора та ЕОМ на базі інтегральних і надінтегральних схем;
•  70-і роки — створення мікропроцесора, перших комп'ютерів з одним користувачем, перших операційних систем (ОС);
•  80-і роки — створення першого персонального комп'ютера (ПК) для масового використання — компактного та доступного програмного забезпечення з графічним інтерфейсом;
•  90- і  роки — створення Мережі Інтернет, ОС Windows, мультимедійних програм.

Треба зазначити, що першість у формуванні нової науки — медичної інформатики — належить одночасно багатьом зарубіжним та вітчизняним першовідкривачам. Ентузіасти від науки були завжди, і історія медичної інформатики налічує їх численну кількість серед лікарів, інженерів, математиків, фахівців з обчислювальної техніки, керівників медичних закладів, які самостійно втілювали нові комп'ютерні технології. Не секрет, що безперечне лідерство в розвитку обчислювальної техніки та застосуванні її в медицині належало США і Японії.

Варто врахувати і той факт, що кібернетика на початку її становлення розцінювалася на території колишнього Радянського Союзу як псевдонаука, що є однією з причин істотного відставання в розвитку вітчизняної медінформатики (кібернетики) порівняно з технічно розвинутими країнами.

Початок розвитку вітчизняної медінформатики можна віднести до кінця 50-х — початку 60-х років XX століття. У той період кількість ЕОМ (високовартісні та громіздкі машини) в країні була надзвичайно обмеженою і жоден медичний заклад їх не мав у своєму розпорядженні. Проте деякі медичні завдання розв'язувалися на крупних обчислювальних центрах, у яких медичні заклади орендували машинний час. Перші радянські лабораторії у деяких інститутах Академії Наук СРСР за допомогою ЕОМ займалися питаннями медичної кібернетики, статистичною обробкою медичних даних та їх аналізом. Реалізовувалися ідеї стикування медичної апаратури з ЕОМ, створення моніторингових систем у космічній медицині. Перші кроки в галузі дистанційної діагностики на базі космонавтики привели до появи перших діагностичних програм. Почали успішно проводитися роботи з автоматичного аналізу кривих біологічних параметрів людини (електрокардіографія (ЕКГ), електроенцефалографія (ЕЕГ) тощо). У 1956 році було створено першу модель діагностичної ЕОМ, у 1957 році на Всесвітній виставці в Брюсселі демонструвалась модель людської руки, яка управлялась головним мозком, створена групою московських інженерів. Піонерами розвитку медичної кібернетики в СРСР стали кардіохірурги, які зіткнулися з труднощами діагностики та хірургічного лікування вад серця. Багато кібернетичних методик розробив вітчизняний лікар М. М. Амосов, який застосував обчислювальну техніку під час проведення обстежень та операцій.

У 70—80-хрокахз'являються перші моніторно-комп'ютерні системи для стеження за станом хворих та автоматизована система забезпечення ухвалення рішень (прообраз експертної системи).

У другій половині 80-х років з появою ПК завдяки їх компактності та доступності процес інформатизації медицини набув лавиноподібного характеру. ПК з'явилися практично в усіх медичних науково-дослідних інститутах і крупних лікувально-профілактичних закладах (ЛПЗ). Значно поширюються різноманітні комп'ютерні системи для функціональних досліджень. Починають розробляти та впроваджувати в практичну охорону здоров'я медичні інформаційні системи (МІС).

Наприкінці 70-х — на початку 80-х років у розвитку світової медицини відбувається якісно новий стрибок — створюються обчислювальні візуальні комплекси, за допомогою яких стає можливим досліджувати внутрішні органи людини в реальному часі. їх практичне застосування вже нікого не залишає байдужим. Медична комп'ютерна техніка поступово витісняє інвазивні методи дослідження. Томографи, електронні термографи, ультразвукові луна-камери, системи моделювання — ці винаходи дають поштовх подальшому вдосконаленню та прогресу. Комп'ютерну техніку широко впроваджують у медицину й успішно вирішують багато завдань.

Створення програмного забезпечення в галузі статистичної обробки даних та оснащення цими модулями популярних електронних таблиць (Excel, SuperCalc, Lotus-1, -2, -3 та ін.) відкрили нові можливості для проведення різних досліджень в галузі доказової медицини.  Лікарі почали користуватися готовими пакетами програм, минаючи обтяжливі обчислення вручну.

На початку 90-х років з народженням мережі Інтернет відбулася фактична стандартизація засобів обчислювальної техніки в системі охорони здоров'я. Основним типом ЕОМ став ПК, сумісний з ІВМ РС.  До сьогодні відбулася зміна поколінь ПК з переважанням ПК типу Реntium, тобто "комп'ютерів з платформою WIntel (поєднання апаратного забезпечення — процесорів фірми Intel та "програмної начинки" ОС Windows).

Таким чином, завершився перехід до ОС Windows та орієнтованих на неї пропонованих на медичному ринку інформаційних систем.

Глобальні телеметричні та локальні мережі з можливостями WWW спілкування та ПК з мультимедійними середовищами з максимально "доброзичливими" інтерфейсами, призначеними для користувача, аж до віртуальних систем візуалізації та синтезу, також стали значною мірою єдиним уніфікованим засобом. З появою глобальної мережі виникають та реалізуються ідеї передачі та обміну медданими, тобто зароджується могутній напрям медінформатики — телематика. Одним із розділів нового напряму є телемедицина.

Таким чином, медична інформатика, що сформувалася як науково-практичний напрям у результаті впровадження інформаційних технологій в одну з найважливіших галузей людської діяльності, сьогодні стає ключовим напрямом інтелектуального виходу медицини на нові рубежі.

Медична інформатика — це прикладна медико-технічна наука, що є результатом синтезу медицини та інформатики. Завдання предмета наближені до проблем системи охорони здоров'я. їх вирішення сприяє підвищенню рівня підготовки фахівців та зростанню ефективності медичних послуг.

До основних завдань медичної інформатики належать:

•  інформатизація медичної діяльності;
•  освоєння медичними працівниками інформаційного простору;
•  освоєння та впровадження в практику ЛПЗ єдиних стандартів медичних даних для їх передачі та обміну ними.

Структура дисципліни

Методологія медичної інформатики заснована на методології загальної інформатики та розглядається як один із прикладних розділів наукової дисципліни інформатики, тому структуру її формують два розділи: загальна, базова інформатика та інформаційні технології в медицині.

Базова інформатика  як практична інженерна дисципліна вивчає загальні інформаційні процеси, апаратне та програмне забезпечення, принципи створення комп'ютерних систем. Інформаційні процеси — це робота з інформацією зі збирання, зберігання, обробки, передачі та видачі її користувачу в потрібному вигляді. У коло цих питань включено проблеми, пов'язані з базами даних, базами знань, інформаційними системами, гіперсередовищем. Велике значення в інформатиці мають питання мови, комп'ютеризованого перекладу. Інформатика пронизує природничо-наукові та гуманітарні галузі знань і базується на традиційних науках:

•  електроніці — забезпечує технічну базу інформатики;
•  теорії інформації — математичний опис методів передачі й обробки даних;
•  теорії штучного інтелекту — здатності пристрою вирішувати завдання, асоційовані з розумними діями людини;
•  статистиці — дає змогу досліджувати імовірнісні процеси;
•  семіотиці — комплексі напрямів, що вивчають знакові системи (мова, символіка, логічні та математичні обчислення таін.)

Технічну базу інформатики становлять:

•   комп'ютери;
•   засоби телекомунікації.

До програмних засобів інформаційних технологій базової інформатики відносять:

•  засоби автоматизації програмування;
•  текстові та графічні процесори;
•  засоби управління базами даних і знань;
•  засоби комп'ютерного моделювання;
•  засоби навчання та контролю за знаннями.

     Інформаційні технології  в  медицині  вивчають  питання впровадження інформаційних процесів у практику ЛПЗ та в освітній процес.

Таким чином, медична інформатика, використовуючи інформаційні технології, вирішує проблеми профілактичні, діагностичні та клінічні, соціально-гігієнічної служби, адміністративного управління системою охорони здоров'я.

Для вирішення усіх цих завдань медична інформатика використовує як стандартні засоби інформатики, так і спеціальні медичні інформаційні технології та системи.

Сучасний стан і основні напрямки розвитку медичної інформатики в Україні

Україна істотно відстає від країн Європейського Союзу в галузі інформатизації системи охорони здоров'я: повільно впроваджуються інформаційні технології, обмежено інвестуються капіталовкладення, освоєння медичними працівниками комп'ютерних технологій значно відстає від темпів їх упровадження в медицину.

Щоб говорити про завдання інформатизації системи охорони здоров'я, слід з'ясувати, що таке комп'ютеризація та інформатизація цієї галузі.

Комп'ютеризація охорони здоров'я — це оснащення ПК усіх робочих місць співробітників ЛПЗ та органів управління системою охорони здоров'я, пов'язаних з уведенням, обробкою та отриманням інформації. Достатньо пригадати, що ще в 1985 році кожний ЛПЗ України рідко мав по одному ПК. Сьогодні кожний ЛПЗ оснащено кількома комп'ютерами. Говорити про достатню комп'ютеризацію охорони здоров'я можна тоді, коли ПК буде забезпечено всі кабінети лікарів ЛПЗ усіх рівнів, включаючи сільські ФАПи.

Кількість ПК у всьому світі сьогодні перевищує 1 млрд. За даними Міжнародного телекомунікаційного союзу (International Telecommunications Union,  Швейцарія)  Україна займає 100-е місце  щодо забезпечення населення ПК.

Приклади статистичних даних показників на кожну тисячу населення за 2006 рік: США — 554 ПК (більше ніж по одному ПК на двох американців), Швеція — 506, Данія — 501, Швейцарія — 491, Великобританія — 336 (країна випереджає Німеччину і Францію, у яких комп'ютер має приблизно кожний третій житель), Японія — 314, Ізраїль — 259.

У найближчі 8—10 років рейтинг істотно зміниться. Виходячи з наведених даних, можна в цілому судити про комп'ютеризацію охорони здоров'я на сьогодні.

Інформатизація охорони здоров'я — це процес освоєння інформаційних технологій, інтегрованих у медицину.

Інформатизація охорони здоров'я є складовою державної політики та направлена на ефективне вирішення невідкладних і перспективних завдань розвитку охорони здоров'я. Для її ви рішення було створено державну програму — Концепцію інформатизації охорони здоров'я на 2006—2010 роки, яка визначає пріоритети, мету, напрями, фінансове забезпечення та прогноз результатів виконання.

Стисло про головне

•  Кібернетика — прародителька  інформатики. Виникла в кінці 40-х років XX століття. Основоположник кібернетики — Норберт Вінер. Ідеї кібернетики — створення загальної теорії управління, результати якої могли б використовуватися в найрізноманітніших системах, зокрема в біології та медицині.
•  Медична інформатика — прикладна медико-технічна наука, яка є результатом синтезу медицини та інформатики. Структуру її формують два розділи — базова інформатика та інформаційні технології в медицині.
•  Базова інформатика вивчає інформаційні процеси, апаратне та програмне забезпечення, принципи створення комп'ютерних систем. Інформаційні процеси — це робота з інформацією зі збирання, зберігання, обробки, передачі та видачі її користувачу в потрібному вигляді. Технічна основа інформатики — комп'ютери та засоби телекомунікації. Програмні засоби інформаційних технологій: засоби автоматизації програмування, текстові та графічні процесори, засоби управління базами даних та знань, засоби комп'ютерного моделювання, засоби навчання та контролю за знаннями.
•  Інформаційні технології в медицині вивчають питання впровадження інформаційних процесів у практику ЛПЗ та в освітній процес.
•  Медична інформатика, використовуючи інформаційні технології, вирішує проблеми охорони здоров'я, а саме: профілактичні, діагностичні та клінічні, соціально-гігієнічної служби, адміністративного управління охороною здоров'я.
•  Інформатизація охорони здоров'я — це процес освоєння інформаційних технологій, інтегрованих у медицину.

Контрольні питання

1.  Назвіть етапи становлення медичної інформатики як науки.
2.  Коли і де виник термін "інформатика"?
3.  Які завдання вирішує медична інформатика?
4.  Назвіть структуру медичної інформатики.
5.  Перерахуйте технічні та програмні засоби інформаційних технологій базової інформатики.
6.  Чим відрізняється комп'ютеризація охорони здоров'я від її інформатизації?

Інформація. Медична інформація, її властивості

 

Інформативність та валідність медичних даних

У "докомп'ютерний період" під терміном "інформація" розуміли віддзеркалення реального світу. Нині поняття "інформація" включає всі відомості, знання, сукупність засобів та правил, міру будь-чого, що є об'єктом зберігання, передачі та перетворення за допомогою комп'ютера. Інформація — це відомості про когось або про щось, передані у формі знаків та сигналів.

Оцінка кількості інформації

На сьогодні кількість інформації прийнято вимірювати в таких одиницях системи СІ, як біт і байт. Ці одиниці використовуються також для вимірювання ємності (об'єму) пам'яті.

Біт — найменша одиниця кількості інформації, що відповідає одному розряду двійкового коду. Практично: 1 — є напруга, сигнал; 0 — немає напруги, сигналу.

Байт — основна одиниця кількості інформації в комп'ютерній техніці, більша, ніж 1 біт, відповідає восьми розрядам двійкового коду: 1 байт = 8 біт. Байт — це кількість інформації про один символ (букву, цифру, знак).

Нарівні з бітами та байтами використовують і більші одиниці:

1 кілобайт = 1Кбайт = 210 = 1024 байтів (приблизно 1 тис. байтів);

1 мегабайт = 1Мбайт =220=1024x1024 байтів = 1048576 байтів (приблизно 1 млн байтів);

1 гігабайт = 1Гбайт =230 =109 байтів =1024 Мбайт (приблизно 1 млрд байтів);

1 терабайт= 1 Тбайт = 240 = 1012 байтів = 1024 Гбайт;

1 петабайт = 1 Пбайт = 250= 1015 байтів = 1024 Тбайт.

Слід пам'ятати, що будь-яка інформація тільки тоді обробляється на комп'ютері, якщо вона представлена мовою двійкової системи.

Одним із найпоширеніших кодів у світі є код ASCII (American standart code for information interchange — американський стандартний код для інформаційного обміну).  У російському поширенні він отримав назву АСКОІ — алфавітний код обробки інформації. Цей код прийнято як стандарт (його версія КОІ-8).  Кожний символ у цьому коді представлено восьмирозрядним двійковим числом (байтом). Всього існує 256 різних послідовностей з 8 нулів та одиниць — це дає змогу закодувати 256 різних символів.  Приклад кодування за версією КОІ-8 (коди для російських літер):

К=11101011

И=11101001

Е=11100101

В=11110111

Якщо прочитати цю інформацію, представлену такою послідовністю, як 11101011111010011110010111110111, то отримаємо слово "Киев". Таким чином можна кодувати і графічну інформацію.

У графічному середовищі Windows використовують такі системи кодування, як  ANSI , Windows 1251, КОІ-8, ISO, UNICODE.  Багато Windows-програм при експорті-імпорті файлів автоматично виконують перетворення з однієї системи кодування в іншу та навпаки. У сучасних ПК крім двійкової системи числення застосовують і інші, компактніші за довжиною чисел системи. Важливо запам'ятати, що з будь-якої системи числення можна перейти до двійкового коду.

Інформація — це дані та знання. Знання включають систему понять, суджень, уявлень та образів. Знання непросто здобувати. Вони генеруються тільки людьми. Характеризуються певною швидкістю передачі та сприйняття. Саме знання висувають актуальні завдання і проблеми часу, багато з яких розв'язується універсальними засобами математики. Знання та розв'язання завдань зосереджено у виконуваних на комп'ютері програмах. Змінюючи програми для комп'ютера, можна перетворювати його на робоче місце бухгалтера, конструктора, лікаря та ін. Що наближеніша будь-яка наука до точних наук, тим успішніше розв'язуються її завдання шляхом створення різноманітного прикладного програмного забезпечення (ППЗ).  Що віддаленіші науки від точних, тим вирішення їхніх завдань складніше і тим важче створити їхнє ППЗ.

Дані — це числа, символи, слова, які фіксуються в документах та передаються засобами зв'язку, обробляються засобами обчислювальної техніки незалежно від їх змісту. Вони статичні, легко сприймаються та передаються, пов'язані зі знаннями, можуть генеруватися людьми, комп'ютерами, використовуватися ким завгодно та коли завгодно.

Медична інформація — це медичні знання та дані. Властивості медінформації: об'єктивність, повнота, достовірність, доступність, актуальність, валідність (адекватність). Саме об'єктивність, повнота, достовірність, доступність, актуальність характеризують інформативність медичних даних.  Наприклад, криві ЕКГ, ЕЕГ характеризуються винятковою інформативністю для встановлення діагнозу та ухвалення рішень. Валідність (від лат. validus — сильний, міцний) відіграє в теорії інформації вузлову роль. У першу чергу — це надійність інформації, обґрунтованість та адекватність, відсутність у ній помилок. Наприклад, фармакологічні властивості наданого препарату мають прийматися як обґрунтовані надійні відомості, тобто вони мають бути валідними. Саме інформативність та валідність медичних даних роблять їх цінними у кожному конкретному випадку медичної практики. Тому саме цим властивостям медичної інформації — інформативності та валідності — приділяється особлива увага.

Медичні знання — це висновки багатовікової діяльності людини, сформовані та відтворені в медичних науках. З погляду інформатики медицина не є конкретною наукою, тобто в медичних знаннях мало простежується кількісних законів, виражених у формулах. Водночас проблем та завдань профілактики, діагностики та лікування медичні дисципліни висувають досить багато. Тому написання ППЗ для медичних предметних галузей є складнішим завданням, ніж написання ППЗ для дисциплін, наближених до точних наук (пригадайте уроки програмування в школі, коли як умови використовувалися чіткі задачі з математики, фізики, хімії). Виходячи із завдань, що висуваються медичними знаннями, фахівці в галузі медінформатики застосовують для їх вирішення не тільки класичну математику (алгебра, теорія чисел, геометрія та ін.), а й розділи прикладної математики (математичний аналіз, ймовірнісно-статистичні підходи, математичне моделювання та ін.). Завдяки цим методам медична інформатика вирішує завдання, що генеруються медичними знаннями, та має як специфічне, так і універсальне ППЗ. ППЗ складається з різних МІС: довідково-інформаційних, різноманітних діагностичних програм, програм моделювання та системи розпізнавання, експертних систем, програм візуалізації в комп'ютерних діагностичних комплексах.

Медичні дані — факти та відомості, які відтворюють явища та процеси фізіологічного, анатомічного, хіміко-біологіч-ного характеру, що безпосередньо стосуються медицини та охорони здоров'я. Вони є первинним матеріалом, сировиною для подальшої обробки. Це та фактична медична інформація, яка безпосередньо обробляється комп'ютером. Будь-який набір даних, систематизованих та взаємоорганізованих для швидкого пошуку, формує Бази даних та Банки даних.

Збір медичних даних є непростим завданням. У ході лікувально-діагностичного процесу інформаційні потоки великі та складно організовані. Учасники лікувально-діагностичного процесу передають один одному велику кількість відомостей про об'єкт цього процесу — пацієнта.

Дискретні та аналогові медичні дані

Медичні дані у зв'язку зі значними обсягами та різноманітністю типів підлягають систематизації. За способом обробки на ПК медичні дані поділяють на дискретні та аналогові. Поняття дискретності, переривчастості відоме з курсу математики (переривчастість функції) та фізики (дискретність корпускулярної теорії світла, квантової теорії).

Дискретні медичні дані — це дані, які вводяться в комп'ютер з клавіатури, тобто тексти, цифри, знаки, як підлягають відомій цифровій обробці. Ними можуть бути:

•  скарги, низка клінічних параметрів, що характеризують загальний стан хворого;
•  результати лабораторних досліджень;
•  результати інструментальних досліджень;
•  діагнози;
•  статистичні дані;
•  медична документація та ін.

 Аналогові медичні дані включають:

•    безперервні криві медико-біологічних параметрів, одержаних за допомогою спеціальної апаратури — приладів функціональної діагностики: реограми, електрокардіограми, електроенцефалограми, криві температури тіла, частоти дихання, артеріального тиску та ін. Ці біосигнали несуть у собі важливі відомості про стан здоров'я пацієнта, і їх розшифровування вимагає часом негайних висновків. Розшифрувати подібну інформацію швидко та без погрішностей можна за допомогою сучасних комп'ютерних технологій;
•   інформаційні промені — хвильові процеси різної фізичної природи (інфрачервоне, рентгенівське, радіоактивне випромінювання, ультразвук та ін.), які використовуються в комп'ютерних діагностичних комплексах. Інформаційні промені обов'язково перетворюються на безперервні електричні сигнали різними способами, при цьому їхні параметри відповідають біофізичним характеристикам.

Аналогові дані не вводяться в ПК з клавіатури. Вони подаються на нього за допомогою спеціального пристрою, який виконує функцію відцифровування аналогових даних. Як відомо, будь-які дані можуть бути оброблені на ПК тільки за умови їх переведення в числову, дискретну форму, тобто в цифровий код. Одним зі стандартних пристроїв перетворення безперервного електричного сигналу на серію окремих цифрових сигналів для введення інформації в комп'ютер або мікропроцесорний пристрій служить аналогово-цифровий перетворювач.

Аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) — пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал на дискретний код, тобто цифровий сигнал (мал. 1).

Аналогово-цифрове перетворення використовується в безлічі електронних пристроїв: від звукових карт та студійного звукозаписного устаткування до наукових та медичних приладів, тобто скрізь, де потрібно обробляти, зберігати або передавати сигнал у цифровій формі.

Зворотне перетворення здійснюється за допомогою цифрово-аналогового перетворювача (ЦАП): у медицині при виведенні на екран зображення внутрішніх органів у ході застосування методів візуалізації (ультразвукове дослідження (УЗД), комп'ютерна томографія (КТ)), відтворенні знімків, переданих мережею. ЦАП є інтерфейсом між абстрактним цифровим світом та реальними аналоговими сигналами. ЦАП входить до складу графічної плати (графічна карта, відеокарта, відеоадаптер) комп'ютера.

Після перетворення відцифрована інформація потрапляє в ПК, де обробляється програмним забезпеченням та, пройшовши зворотне перетворення за допомогою ЦАП, подається на пристрій виведення у вигляді зображення органів, графічної моделі процесу, сигналу тривоги та ін. На сьогодні створено комп'ютери, оснащені пристроями як прямого, так і зворотного перетворення аналогового сигналу. Розроблено аналогово-цифрові та цифрово-аналогові контролери, за допомогою яких можна підключити медичну техніку до комп'ютера через його внутрішні шини або зовнішні роз'єми.

Як приклад універсального технічного приладу відцифровування медінформації можна навести цифрову фотокамеру, яка дає змогу відцифровувати при фотографуванні основні діагностичні (рентгенограми, сонограми, томограми), допоміжні (клінічні фотографії, відеозйомка пацієнта), графічні (електро-грами), пояснювальні графічні (малюнки) дані.

Пряме та зворотне відцифровування інформаційних променів в апаратно-комп'ютерних комплексах наведено на схемі 1.

Схема 1. Пряме та зворотне відцифровування інформаційних променів

Стандарти медичних даних

Для того щоб медична інформація була зрозумілою всім (людям та комп'ютерам), розробляють стандарти медичних даних. Стандарти даних є єдиними вимогами до оформлення, зберігання та передачі медичних даних. Стандарти можуть бути виражені в кодах, шаблонах медичних документів, в обов'язкових умовах проведення досліджень та ін.

Стандарти даних необхідні для ефективного спілкування із зарубіжними колегами. Стандарти даних дають змогу здійснювати активний пошук інформації в базах даних, оперативний та коректний статистичний аналіз. Розробка власних варіантів подання медичних даних, що проводилася раніше майже в кожному ЛПЗ різних рівнів, унеможливлює їх порівняння. Стандарти медичних даних, які сьогодні існують в Європейських країнах та США, розроблялися протягом кількох десятиріч та включають працю тисяч лікарів і системних аналітиків. З 1996 року ведуться активні роботи зі створення телемедичних стандартів та додатків для зберігання, застосування та ефективного електронного обміну під керівництвом Всесвітньої організації зі стандартизації (180). У першу чергу, слід згадати американську ініціативу: вперше в світовій практиці створено стандарти в галузі подання лабораторної інформації (ЬОШС), зображень (БІСОМ), обміну медичною інформацією (НЬ7, СЕНК). У жовтні 1999 року було розроблено та запропоновано до використання стандарти для оформлення рецептів, первинних обстежень, звітів, візуальних результатів аналізів та ін.

Практично всі стандарти медичної інформатики так чи інакше пов'язані з уведенням електронної історії хвороби. Вони описують термінологію, яка має бути в ній використана, передачу медичних документів та зображень, способи організації даних та забезпечення доступу медичних працівників до електронної історії хвороби тощо. У цілому ці стандарти потрібні для того, щоб кожний запис електронної історії хвороби був однаково зрозумілим представникам різних медичних шкіл. Проте єдиного, загальноприйнятого визначення електронної історії хвороби дотепер не існує. Окрім цього, це поняття еволюціонує вже протягом ЗО років з прогресом інформаційних технологій. В англомовній літературі змінювалися навіть абревіатури, що позначають електронну історію хвороби: спочатку ЕМК (Еіесігопіс Месіісаі Кесогсі), тепер ЕРК (Еіесгопіс Раиеііі Кесогсі), ЕНК (Е1есі,гопіс НеаШі Кесогсі) та ЕНСК (Еіесігопіс НеаШісаге Кесогсі). Приклад однієї з останніх змін у концепції ведення електронної історії хвороби: доки діагностичні пристрої та медичні вимірювальні пристрої були відносно простими, вважалося, що записи в електронну історію хвороби можуть здійснюватися медичними працівниками. Нині допускається, щоб такі записи проводилися без участі людини з різних діагностичних та лабораторних пристроїв. Було введено спеціальний термін Неаііпсаге А^епі, тобто "агент медичного закладу".

Короткий опис деяких світових стандартів медичних даних

Стандарт НL7 (Нealth Level 7) призначений для полегшення взаємодії комп'ютерних додатків у закладах охорони здоров'я, обміну зовнішніми даними. Використовується не тільки в США, айв Австрії, Австралії, Великобританії, Німеччині, Ізраїлі, Канаді, Японії та ін.

Стандарт DІСОМ (Digital Imaging and Communications in Medicine) є медичним стандартом, що інтенсивно розвивається і служить для передачі радіологічних цифрових зображень та іншої медичної інформації між комп'ютерами.

Стандарт DІСОМ описує паспортні дані пацієнта, умови проведення дослідження, положення тіла в момент отримання зображення тощо, щоб надалі можна було здійснити медичну інтерпретацію зображення. Стандарт дає змогу організувати цифровий зв'язок між різним діагностичним та терапевтичним обладнанням. Робочі станції, комп'ютерні та магнітно-резонансні томографи, мікроскопи, ультразвукові сканери, загальні архіви, хост-комп'ютери, розташовані в одному місті або кількох містах, можуть "спілкуватися" один з одним на основі з DІСОМ використанням відкритих мереж за стандартними протоколами (мал. 2).

Наприклад, зображення, отримане із застосуванням комп'ютерного томографа (мал. 3), передається за допомогою стандарту DІСОМ, який набув значного поширення в США, Японії, Німеччині та інших країнах.

В останні десятиріччя зусилля фахівців зосереджено в двох основних напрямах: стандартизація медичної термінології та стандартизація передачі записів в електронну історію хвороби, оскільки запис історії хвороби, що був зрозумілий з помилкою, може коштувати пацієнту життя. Найбільших успіхів досягли дві англомовні країни — США та Великобританія. У першій було розроблено Уніфіковану систему медичної мови UMLS та обширну номенклатуру медичних термінів SNOMED, у другій — Клінічні коди Ріда RСС (див. додаток 1).

В Україні на сьогодні не існує вітчизняних аналогів перерахованих вище стандартів. Хоча в окремих медичних центрах ведеться робота з уніфікації способів зберігання, використання медичних даних та ефективного електронного обміну ними, проте ці способи не є загальноприйнятими, універсальними. Перехід від національних стандартів подання медичних даних до світових є проблемою сучасної медичної інформатики.

Говорити про створення єдиної системи світових стандартів даних у медицині рано, проте ця проблема перебуває на етапі вирішення. Сьогодні найвідомішою та найпоширенішою є Міжнародна статистична класифікація хвороб, травм та причинсмерті (МКХ), яка періодично (1 раз у 10 років) переглядається під керівництвом ВООЗ1. МКХ-10 прийнято державами світу. Це нормативний документ, що забезпечує міжнародну порівнянність матеріалів. У ній використано алфавітно-цифрову кодову систему. За основу кодування взято арабські цифри та латинський алфавіт.

Наприклад, вітряна віспа — В01, гострий ВІЛ-інфекційний синдром — В23.0, безсимптомний інфекційний статус, спричинений ВІЛ, — Z21, гострий гепатит А — В15, гострий гепатит В — В16, туберкульоз органів дихання — А15.2, рання стадія сифілісу — А51 і т. д.

МКХ-10 вирішує лише частину проблем стандартизації даних, вона є початком в освоєнні глобального інформаційного простору всесвітньої охорони здоров'я. Таким чином, до чергових завдань сьогодення та майбутнього медичної інформатики належать розробка та упровадження міжнародних стандартів подання медичної інформації, особливо клінічної та лабораторної, з подальшим доведенням їх до рівня регіонів.

Стисло про головне

•  Інформація — відомості про когось або щось, передані у формі знаків та сигналів.
•  Байт — кількість інформації про один символ. Будь-яка інформація тільки тоді обробляється на комп'ютері, якщо її представлено мовою двійкової системи числення. Двійкова система є основною системою подання інформації в комп'ютері. З будь-якої системи числення можна перейти до двійкового коду.
•  Медична інформація — це медичні дані та знання. Знання зосереджено у виконуваних на комп'ютері програмах. Дані є первісним матеріалом, сировиною для подальшої обробки. Медичні Бази знань та Бази даних — продукт медичної інформації.
•  Властивості мед інформації — інформативність та валідність. Інформативність — це об'єктивність, повнота, достовірність, доступність, актуальність інформації. Валідність — це надійність інформації, обґрунтованість та адекватність, відсутність у ній помилок.
•  Медичні дані за способом обробки на ПК поділяють на дискретні та аналогові. Дискретні (переривчасті) дані вводяться в комп'ютер з клавіатури: результати аналізів, обстежень, медична документація та ін. Аналогові медичні дані — це безперервні медико-біологічні параметри людини в певному інтервалі часу, які переважно одержують за допомогою спеціальних приладів функціональної діагностики. Аналоговими медичними даними також є хвильові процеси різної фізичної природи, які використовуються в комп'ютерних діагностичних комплексах. Не вводяться в ПК з клавіатури. Подаються на нього за допомогою спеціального пристрою — АЦП, який перетворює вхідний аналоговий сигнал на дискретний код (цифровий сигнал). Зворотне перетворення здійснюється за допомогою ЦАП. Аналогово-цифрові та цифрово-аналогові контролери (електронні схеми) підключають медичну техніку до комп'ютера через його внутрішні шини або зовнішні роз'єми.
•  Стандарти медичних даних — це єдині інформаційні технології для отримання, зберігання та передачі різноманітних медичних даних, необхідні для обміну медінформацією в світовому інформаційному просторі. Єдині стандарти медичних даних сьогодні існують в Європейських країнах та США. Розробляються під керівництвом ISO. Упровадження єдиних світових стандартів — одне з основних завдань інформатизації охорони здоров'я України.

Контрольні питання

1.  Як ви розумієте термін "інформація"?
2.  Що таке біт та байт? Як вони пов'язані між собою?
3.  Наведіть приклади обсягу пам'яті носіїв інформації.
4.  Наведіть приклади дискретних медичних даних.
5.  Наведіть приклади аналогових медичних даних.
6.  За допомогою якого пристрою обробляються аналогові дані?
7.  Чим відрізняються за призначенням такі пристрої, як АЦП та ЦАП?
8.  Для чого потрібні стандарти медичних даних?
9.  Наведіть приклади стандартів медичних даних.

(01110011100001001) Мал. 1. Процес перетворення сигналу

Аналоговий сигнал Цифровий сигнал

Мал. 3. Зображення, отримане за допомогою комп'ютерного томографа

ал. 2. Відкриті мережі за стандартними протоколами

1. Сибиряка Не так давно я познакомился с творчеством нашего уральского писателя Дмитрия Наркис
2. К первой отнесем ожидаемые подарки те которые малыши получают на день рождения Новый год и любой другой пр
3. pH в живых организмах
4. Память, ее виды и процессы
5. Перспективы развития рынка ценных бумаг в Российской Федерации
6. Immorta
7. Курсовая работа- Робота в захищеному режимі мікропроцесора
8. бед беда а богатые корень бог И вроде все люди одинаковые ~ две ноги две руки голова
9. НА ТЕМУ- ВНУТРІШНЯ І ЗОВНІШНЯ ПОЛІТИКА УКРАЇНИ
10. технологічним обладнанням та торговельним інвентарем що забезпечують відповідно до вимог технічних реглам
11. импульсная модуляция
12. Панлейкопения кошек
13. ПО ТЕМЕ- ПОЖАР для детей старшего дошкольного возраста
14. Контрольная работа- Предупреждение чрезвычайных ситуаций и ликвидация их последстви
15. Тема- Комп~ютеризація діловодних процесів Мета- з~ясувати засади впровадження комп~ютеризації діловодних
16. з курсу Релігієзнавство1
17. 2013 р РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ ldquo;ПЛАНУВАННЯ МІСЦЕВИХ БЮДЖЕТІВrdquo;
18. витамин солнечного света Витамин Д относится к жирорастворимым витаминам
19. Введение.3 Классификация полупроводниковых материалов и их особенности
20. Разрабатывая внешнеэкономические аспекты промышленной политики России в целом и применительно к отдел

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе