ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА БИОЛОГИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНДИВИДА КАК ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ О НЕОБХОДИМОСТИ ВРАЧЕБНОЙ ДИАГНОСТИКИ

Свергун С.В.¹, Куликова Н.Н.², Гусев А.А.³

¹ Начальник мобилизационного отдела

²ORCID: 0000-0001-6216-6178, Кандидат биологических наук, Преподаватель

³ORCID: 0000-0002-5121-6675, Преподаватель,

Кубанский государственный университет, г. Краснодар

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА БИОЛОГИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНДИВИДА КАК ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ О НЕОБХОДИМОСТИ ВРАЧЕБНОЙ ДИАГНОСТИКИ

Аннотация

Большое количество инструментов компьютерной диагностики заболеваний, созданных в последние годы в России и за рубежом не интегрированы с информационными системами государственных и частных клиник. Статья посвящена концепции и эскизному проекту информационной системы для мониторинга изменений биологических констант, которая интегрирована с региональными учреждениями логистики медицинской диагностики и клиниками. Система также пригодна для индивидуальной поддержки принятия решений по раннему обращению к врачу. Авторы создали концепцию и эскизный проект системы, определили модули системы и способ их взаимодействия, а также блок-схему работы клиентского мобильного приложения поддержки принятия решений.

Ключевые слова: врачебная диагностика, профилактика заболеваний, поддержка принятия решений, системология.

Svergun S.V.¹, Kulikova N.N.², Gusev A.A.³

¹ Head of Mobilization Department

²ORCID: 0000-0001-6216-6178, PhD in Biology, Teacher

³ORCID: 0000-0002-5121-6675, Teacher,

Kuban State University, Krasnodar

INFORMATION SYSTEM OF MONITORING BIOLOGICAL CONSTANTS OF INDIVIDUAL LIVING AS A PLATFORM FOR SUPPORTING DECISION-MAKING ON NECESSITY OF MEDICAL DIAGNOSTICS

Abstract

In recent years a large number of computer diagnostic tools for diseases were created in Russia and abroad. However, they are not integrated into the information systems of public and private clinics. The article is devoted to the concept and outline design of the information system for monitoring changes in biological constants, integrated with regional medical diagnostic logistics institutions and clinics. This system is suitable for individual decision-making support for early referrals to a doctor. The authors created the system's concept and outline design, defined the modules of the system and the way they interact, and developed as a flowchart for a mobile application of decision-making support for a customer.

Keywords: medical diagnostics, disease prevention, decision-making support, systemology.

Накопление больших массивов данных биологических констант индивида (пульс, температура тела, продолжительность сна, потребляемые калории и др.), снимаемых автоматически и полуавтоматически мобильными гаджетами  создает спрос на разработку компьютерных средств анализа данных и прогнозирования для выявления заболеваний на ранних стадиях, использования полученных данных при оказании неотложной помощи, в качестве дополнения к периодической диспансеризации населения, при самостоятельном обращении граждан в лечено-профилактические учреждения (ЛПУ).

Актуальность этой проблемы возрастает по мере оптимизации бюджетных расходов на диспансеризацию населения с одновременным удешевлением персональных электронных устройств, способных оказывать помощь в ранней диагностике заболеваний при наличии соответствующего программного обеспечения, интегрированного с информационными системами ЛПУ.

Высокая потребность в получении гражданами медицинских услуг он-лайн привела к появлению большого количества интернет-порталов и мобильных приложений, позволяющих удаленно получить рекомендации по постановке правильного диагноза[1], вести журнал измерений артериального давления [2] и т.п. Однако, доступные в российском сегменте сети Интернет сервисы не позволяют интегрировать собранные пользователями данными с информационными системами ЛПУ в целях поддержки принятия решения пользователем о раннем обращении в ЛПУ за профессиональной медицинской диагностикой.

Нашу задачу мы видим в разработке механизма взаимодействия информационной системы мониторинга биологических констант жизнедеятельности индивида (СМБК) с ЛПУ.

Решение этой задачи представляется нам связанным с созданием региональных интеграторов логистики медицинской деятельности (РИЛМД), объединяющих граждан – абонентов СМБК, ЛПУ, операторов связи и информационно-вычислительные комплексы/базы данных(ИВК-БД).

Рассмотрим основных участников СМБК и их роли.

Абоненты СМБК это физические лица, собирающие в оцифрованном виде данные биологических констант с последующей переработкой, передачей и хранением в ИВК-БД для использования при обращении в ЛПУ всех форм собственности.

Абонентский носимый гаджет, способный автоматически и полуавтоматически собирать данные биологических констант, такой как «умные часы», «фитнес-браслет» и др. мы предлагаем обобщенно именовать «браслет здоровья».

Абоненты СМБК обмениваются с ЛПУ и ИВК-БД цифровой информацией по каналам связи, представляемыми национальными операторами мобильной и/или городской телефонной связи.

ЛПУ представлены медицинскими организациями всех форм собственности, участвующими в СМБК, оборудованными системой доступа к ИВК-БД и имеющие специально обученный персонал.

С помощью СМБК реализуется правило «Гражданин как пациент заблаговременно помогает врачу-специалисту себя обследовать». Основным гуманитарным принципом СМБК является «Профилактика как изменение отношения граждан к своему здоровью».

Информационно-вычислительные комплексы-базы данных (ИВК-БД) – организационно выделенные программно-технические комплексы по переработке и хранению обезличенной информации об абонентах системы СМБК. Эти комплексы самостоятельно решают следующие задачи:

• получение первичной информации и ее регистрация в базе данных;
• если полученные значения не выходит за границы условной нормы (критические параметры не сигнализируют о болезни или её ускоренном процессе), то обработка на этом заканчивается;
• если алгоритм обработки выдает разные степени «тревоги» (определяется по формализованным рекомендациям медицинских работников, то есть на данном этапе без участия врача), то высылается сигнал-приглашение абоненту посетить ЛПУ с целью личного осмотра врачом-специалистом с последующей рекомендацией порядка обследования и/или лечения. При этом абонент сам может выбрать ЛПУ для обращения и об этом будет сообщено в ИВК-БД. Последняя вышлет заявку на обслуживание абонента в указанное ЛПУ. После лечения и выписки из ЛПУ врач формирует набор данных для дальнейшего хранения. Сама история болезни пациента как абонента СМБК в виде «электронной истории болезни» при оказании медицинской помощи (ГОСТ Р 52636-2006) являются технически и программно- совместимыми, но различными отдельными системами;
• в определенные календарные периоды согласно региональным и корпоративным планам диспансеризации населения и сотрудников по указанию абонентов в пакетной форме по заранее обработанному алгоритму информация направляется в соответствующие ЛПУ. После диспансеризации врач формирует набор информации для дальнейшего хранения;
• в случае внезапной смерти, травмы или болезни также осуществляется запрос в ИВК-БД в интересах страховых организаций и более полного учета ранее прошедших обследований и консультаций.

Операторы сотовой связи/интернет провайдеры обеспечивают работу каналов связи по обмену информацией между участниками о биологических константах в режиме реального времени. Плата осуществляется по тарифам оператора с учетом социальной значимости данной инфраструктуры и одновременной высокой лояльности абонентов как пользователей их услуг.

Данные, собранные РИЛМД должны подвергаться репликации на федеральном уровне в режиме онлайн. Таким образом, все участники рынка медицинских услуг могут получить механизм мониторинга реальных объёмов и качества медицинской диагностики.

Предлагаемая нами схема работы РИЛМД представлена на рис. 1.

Рис. 1 – Схема работы РИЛМД

Представляется целесообразным создать единый механизм в федеральном центре, позволяющий проводить системный анализ поступающих данных различных РИЛМД с использованием методов системологии [3] в целях поддержки принятия управленческих решений по организации здравоохранения.

Созданный нами эскизный проект медицинской информационной системы мониторинга биологических констант жизнедеятельности индивида (СМБК) включает совокупность следующих программно-аппаратных компонентов:

1. мобильное абонентское приложение, интегрированное с «браслетом здоровья»;
2. интернет-портал СМБК;
3. облачный сервер хранения и обработки данных.

После авторизации в мобильном приложении пользователь видит на экране смартфона главное меню, обеспечивающее возможность добавлять, удалять, редактировать данные медико-биологических констант и персональные данные, смотреть предупреждения, найти и связаться с ЛПУ.

Существенной особенностью мобильного приложения является контроль вхождения биологических параметров в допустимый коридор безопасных для жизни и здоровья значений. При отклонении полученных результатов от допустимых (например, скачок артериального давления) мобильное приложение посылает сигнал тревоги на сервер системы и выводит предупреждение для пользователя, предлагая обратиться в ближайшее ЛПУ, принимающее граждан в данное время суток.

Блок-схема алгоритма работы мобильного приложения СМБК в общем виде приведена на рис. 2.

Рис. 2 –Алгоритм работы мобильного приложения СМБК

Также взаимодействие абонента с СМБК может осуществляться через интернет-портал.

Интернет-портал системы должен быть доступен с настольных компьютеров и разделен на клиентскую часть и часть, предназначенную для специалистов ЛПУ. Авторизация специалиста ЛПУ возможна только при входе на портал с диапазона IP-адресов одного из подключенных к системе ЛПУ.

После авторизации в системе через портал, специалист ЛПУ должен иметь возможность:

• получить доступ к переписке с клиентами ЛПУ, наподобие личной переписки в социальной сети;
• увидеть на карте текущие обращения клиентов, отправленные через приложение;
• увидеть на карте сигналы тревоги от граждан в зоне ответственности ЛПУ, отправленные ими вручную или сгенерированные автоматически мобильными приложениями;
• получить доступ к медицинским данным самостоятельно обратившегося гражданина или лица, находящегося в тревожной ситуации.

Клиент ЛПУ после авторизации на портале может выполнить те же действия, что и пользователь мобильного приложения, а именно загрузить результаты анализов, посмотреть предупреждения, найти ЛПУ на карте, связаться с ЛПУ и вызвать скорую помощь.

Для обеспечения безопасности пользовательских данных портал должен быть разграничен на две области – открытую и закрытую [4][5]. Открытая общедоступная область содержит возможность доступа для всех групп пользователей к общей информации, посвященной проекту. Закрытая область портала предназначена для административного персонала, зарегистрированных клиентов и специалистов ЛПУ. Доступ к различным областям рассматриваемого ресурса обеспечивается системой регистрации и управления пользователями. Также данная система должна обеспечивать возможность управления ресур­сами и безопасностью.

Серверная часть СМБК включает систему ИВК-БД для хранения текстовой и графической информации о пользователях системы, их медицинских данных, их местоположении, данных об ЛПУ, специалистах ЛПУ, отправленных заявках в ЛПУ, сигналах тревоги, алгоритмах принятия решений по медицинской диагностике и организации здравоохранения в целом.

Таким образом, реализация созданного нами проекта Информационной системы мониторинга биологических констант жизнедеятельности индивида позволит достичь следующих целей:

• обеспечить прозрачность получения медицинских услуг;
• сократить расходы на диспансеризацию населения;
• повысить уровень ответственности граждан по отношению к своему здоровью;
• обеспечить раннюю диагностику угрожающих состояний и заболеваний;
• сформировать наборы данных об абонентах, необходимые специальным службам в случае экстренной госпитализации гражданина при назначении неотложной помощи.

Для решения задач обработки полученной СМБК информации в целях поддержки принятия решений по первичному обращению клиента в ЛПУ для дальнейшей диагностики предполагается использовать разработанную в Кубанском государственном университете информационную систему поддержки принятия управленческих решений AimDSS[6], апробированную ранее в задаче прогнозирования циклов солнечной активности [7].

Список литературы / References

1. Диагноз.ру – Ваш медицинский онлайн-диагноз [Электронный ресурс] – URL: http://www.diagnos.ru/ (дата обращения: 19.02.2017).
2. Приложения на Google Play – Журнал измерений давления [Электронный ресурс] – URL: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ptashek.bplog (дата обращения: 19.02.2017).
3. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач / Дж. Клир – М. : Радио и связь, 1990. – 544 с.
4. Куликова Н.Н. Концепция разработки высоконагруженного образовательного портала / Н.Н. Куликова // Материалы XXVI международной научно-практической конференции «Естественные и математические науки в современном мире». – Новосибирск : Издательство «СибАК», 2015. № 1(25). – С. 54–58.
5. Kulikova N.N., Gusev A.A. The development of a model of embedded program module for web-application vulnerability detection / N.N. Kulikova, A.A. Gusev // Материалы международной научно-практической конференции «Academic science – problems and achievements V». – North Charleston, США. 2014. Т.1– С. 129–133.
6. Свид. 2016610899 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа принятия управленческих решений «AimDSS» / А.А. Гусев, Н.А. Швецова; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО КубГУ (RU). – №2015661290; заявл. 23.11.15; опубл. 21.01.16, Реестр программ для ЭВМ. – 1 с.
7. Гусев А.А., Швецова Н.А., Волошин А.Э., Яковенко Н.А. Изучение применимости инструментального средства нечеткого индуктивного рассуждения к задаче прогнозирования солнечной активности / А.А. Гусев, Н.А. Швецова, А.Э. Волошин, Н.А. Яковенко // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. – 2016. –№4. – С. 35–38.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Diagnos.ru – Vash medicinskij onlajn-diagnoz [Diagnos.ru – Your medical online-diagnosis] [Electronic resource] – URL: http://www.diagnos.ru/ (accessed: 19.02.2017). [in Russian]
2. Prilozheniya na Google Play – ZHurnal izmerenij davleniya [Applications on Google Play – Blood pressure log] [Electronic resource] – URL: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ptashek.bplog (accessed: 19.02.2017). [in Russian]
3. Klir G. J., Elias D. Architecture of systems problem solving / G.J. Klir, D. Elias. - Second edition. New York: Plenum Publishers, 2003. – 349 p.
4. Kulikova N.N. Koncepciya razrabotki vysokonagruzhennogo obrazovatel'nogo portala [Conception of high-load educational portal development] / N.N. Kulikova // Materialy XXVI mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Estestvennye i matematicheskie nauki v sovremennom mire» [Materials of the XXVI international science and practical conference “Science and Math in the Modern World”] – Novosibirsk : SibAK, 2015. № 1(25). – P. 54–58. [in Russian]
5. Kulikova N.N., Gusev A.A. The development of a model of embedded program module for web-application vulnerability detection / N.N. Kulikova, A.A. Gusev // Materials of international science conference «Academic science – problems and achievements V». – North Charleston, США. 2014. Vol.1– P. 129–133.
6. Gusev A.A., Shvetsova N.A. Program for management decision-making “AimDSS” / A.A. Gusev, N.A. Shvetsova. Certificate of State Registration for Computer Program № 2016610899 Russian Federation.
7. Gusev A.A., Shvetsova N.A., Voloshin A.E., Yakovenko N.A. Izuchenie primenimosti instrumental'nogo sredstva nechetkogo induktivnogo rassuzhdeniya k zadache prognozirovaniya solnechnoj aktivnosti [The study of the applicability of the tool for fuzzy inductive reasoning to the problem of solar activity prediction] / A.A. Gusev, N.A. Shvetsova, A.E. Voloshin, N.A. Yakovenko // Ekologicheskij vestnik nauchnyh centrov Chernomorskogo ehkonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin Of Research Centers Of The Black Sea Economic Cooperation]. – 2016. –№4. – P. 35–38. [in Russian]