РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ВИДЕОКОНФЕРЕНЦИЙ

Янченко И.В.¹, Ивашина А.В.², Скуратенко Е.Н.³, Булгаков А.С.⁴

¹ORCID: 0000-0002-2012-3740, кандидат педагогических наук, доцент кафедры прикладной информатики, математики и естественнонаучных дисциплин, ХТИ – филиал ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», ²кандидат технических наук, директор, Государственное казенное учреждение здравоохранения Республики Хакасия «Республиканский медицинский информационно-аналитический центр», ³кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной информатики, математики и естественнонаучных дисциплин, ХТИ – филиал ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», ⁴студент, Хакасский технический институт – филиал ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ВИДЕОКОНФЕРЕНЦИЙ

Аннотация

Информационные технологии в медицине значительно расширили ее возможности. Ожидаемые результаты применения телемедицинских систем,  включающих проведение видеоконсультаций, видеоконференций, телеобучения и телехирургии связываются как с повышением доступности и качества медицинского обслуживания так и с отсутствием необходимости значительных дополнительных вложений финансовых ресурсов. Анализ применяемых средств видеоконференцсвязи в сфере здравоохранения Республики Хакасия и её подсистемы позволил сделать вывод, что существует потребность в автоматизированной информационной системе, в виде календаря, предоставляющего удобный функционал для планирования и отчетности проводимых видеоконференций. В статье предлагается к рассмотрению разработанная автоматизированная информационная система «Календарь ВКС», позволяющая упростить процесс планирования видеоконференций и анализа прошедших.

Ключевые слова: медицина, видеоконференция, телемедицинская система, календарь, веб-приложение, разграничение доступа, пользователь, база данных, дерево программных модулей, защита соединения.

Yanchenko I.V.¹, Ivashyna A.V.², Skuratenko E.N.³, Bulgakov A.S.⁴

¹ORCID: 0000-0002-2012-3740, PhD in Pedagogy Sciences, Associate Professor of the Department of Applied Informatics, Mathematics and Science, Khakassia Technical Institute – Branch of FSAEI “Siberian Federal University”, ²PhD in Engineering, Director, State Public Health Institution of the Republic of Khakassia “Republican Medical Information and Analytical Centre”, ³PhD in Engineering, Associate Professor, Department of Applied Informatics, Mathematics and Science, Khakassia Technical Institute – Branch of FSAEI “Siberian Federal University”, ⁴Student, Khakassia Technical Institute – Branch of FSAEI “Siberian Federal University”

DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED INFORMATION SYSTEM OF VIDEOCONFERENCE PLANNING

Abstract

Information technology in medicine has significantly expanded its capabilities. The expected results of the use of telemedicine systems, including video conferencing, tele-education and tele-surgery, are linked both to the increase in accessibility and quality of medical care and to the lack of the necessity for significant additional investments of financial resources. The analysis of videoconferencing facilities in the healthcare system of the Republic of Khakassia and its subsystems enabled us to conclude that there is a need for an automated information system in the form of a calendar that provides convenient functionality for planning and reporting of videoconferences. The article proposes to consider the developed automated information system “VCS Calendar,” which allows simplifying the process of videoconferences planning and analysis of the previous ones.

Keywords: medicine, videoconference, telemedicine system, calendar, web application, access control, user, database, program module tree, connection protection.

В рамках приоритетного проекта «Электронное здравоохранение», исполняемого до 2025 года, реализована и функционирует Телемедицинская система Республики Хакасия, а также одна из её подсистем – система видеоконференцсвязи. Основными функциями данной системы являются проведение: видеоконсультаций; видеоконференций; телеобучения; телехирургии. Ожидаемые результаты применения телемедицинской системы: уменьшение дефицита врачей-диагностов необходимой квалификации; оперативная помощь и консультации в экстренных случаях; обслуживание пациентов, находящихся в отдалении; уменьшение вероятности врачебных ошибок при постановке диагнозов; оптимизация расходов на здравоохранение с одновременным улучшением его качества.

В статье "Обоснование разработки автоматизированной информационной системы планирования видеоконференцсвязи Минздрава Хакасии" проведен анализ процесса планирования видеоконференций, по итогу которого сделан вывод, что существует потребность в автоматизированной информационной системе, в виде календаря, предоставляющего удобный функционал для планирования и отчетности проводимых видеоконференций.

Средства разработки: языки веб-программирования PHP и JavaScript, система управления базами данных MySQL, сервер Apache в составе пакета для веб-разработки OpenServer. Приоритетными принципами выбора средств являлись их соответствие современному развитию информационных технологий и отсутствие необходимости дополнительных вложений финансовых ресурсов (например, на закупку дополнительного оборудования).

Для разработки автоматизированной информационной системы (АИС) планирования видеоконференций создана диаграмма потоков данных DFD (Data Flow Diagrams). На рисунке 1 представлена контекстная диаграмма, содержащая общее описание системы.

Рис. 1 – Контекстная диаграмма системы

 

На контекстной диаграмме отображен основной процесс – планирование видеоконференций, а также внешние сущности, которые взаимодействуют с системой:

– директор "РМИАЦ"получает отчеты о планируемых к проведению видеоконференциях по указанным им критериям;

– сотрудники "РМИАЦ" обслуживают систему, вносят в неё данные о медицинских организациях, а также прочую справочную информацию, подают заявки на проведение и получают информацию о уже запланированных видеоконференциях, сущность включает в себя администратора системы, имеющего полный доступ к ресурсам;

– организаторы подают в систему заявки на проведение видеоконференций и получают обратный ответ от администратора системы об утверждении или отклонении заявки;

– участники передают в систему контактные данные, получают оповещения и информацию о запланированных видеоконференциях.

Декомпозиция диаграммы системы представлена на рисунке 2.

Рис. 2 – Диаграмма декомпозиции АИС планирования видеоконференций

На диаграмме отражены следующие процессы: регистрация пользователей (сбор контактных данных пользователей системы); формирование справочников (внесение в систему сведений о медицинских организациях, типах и статусах ВКС); формирование заявок на ВКС (основная деятельность организаторов, формирование заявок с информацией о планируемых видеоконференциях); утверждение заявок на ВКС (одна из основных задач администратора системы – просмотр и утверждение или отклонение заявок на видеоконференции); оповещение участников (рассылка уведомлений о проведении утвержденной администратором видеоконференции на электронный адрес записанных в неё организаций-участников); формирование отчетов (отбор хранящихся в системе видеоконференций по выбранным критериям).

Все сведения записываются в следующие хранилища данных: пользователи (регистрационные данные пользователей системы, включая контактные); организации (сведения о медицинских организациях); типы ВКС (сведения о возможных типах видеоконференцсвязи); статусы ВКС (сведения о возможных статусах заявки на ВКС); конференции (данные о видеоконференциях).

В результате построения диаграммы потоков данных, представленной на рисунках 1 и 2, выявлены накопители, на основе которых создана база данных системы планирования видеоконференций средствами программного средства phpMyAdmin.

В АИС планирования видеоконференций предусмотрено разграничение прав доступа для пользователей системы. Выделяется три классических вида учетных записей: администратор, организатор и участник. Роль пользователя определяется специальной меткой в профиле, значения ролей хранятся в базе данных в таблице "status".

При входе пользователь видит форму авторизации, на которой необходимо ввести логин и пароль. После входа в систему, пользователю предоставляется календарь на текущий месяц с отображением уже запланированных видеоконференций (рисунок 3).

Рис. 3 – Скриншот фрагмента главной страницы АИС "Календарь"

 

Цвета указывают на тип конференции. Детализированную информацию о видеоконференции можно просмотреть, выбрав её непосредственно на календаре.

В верхней части страницы находиться панель навигации по разделам системы. В учетной записи администратора доступны следующие разделы системы: Добавить ВКС (форма добавления заявок на видеоконференции), Календарь (главная страница системы), Видеоконференции (перечень хранящихся в системе конференций), Отчеты (страница формирования отчетности), Организации (справочник организаций), Пользователи (перечень пользователей системы), Профиль (сведения о вашем профиле), Выйти (выход из системы).

Особенностью заявки на федеральное селекторное совещание является отсутствие необходимости выбора абонентских пунктов и участников, а заявки на телемедицинскую консультацию – отсутствие поля для адреса электронной почты. Так, при выборе этого вида селекторного совещания в соответствующем поле, выбор участников и абонентских пунктов пропадает без перезагрузки страницы (рисунок 4).

   

Рис.4 – Страница "Добавление ВКС" системы

 

Раздел "Видеоконференции" содержит подразделы: "Планируемые", "Ожидающие подтверждения", "Прошедшие", "Отклоненные", которые ссылаются на соответствующие разделы со списками доступных видеоконференций.

Предусмотрены возможности скачать прикрепленный к заявке документ (на рис. 5 «Письмо-уведомление.pdf)» и просмотреть профиль пользователя, добавившего заявку кликнув по имени пользователя на рис. 5 (admin).

Рис. 5 – Просмотр деталей видеоконференции системы

 

Раздел "Организации" содержит перечень всех медицинских организаций Республики Хакасия в табличной форме. Нажав на кнопку "Организации с терминалами ВКС", пользователь увидит перечень медицинских организаций, имеющих абонентский пункт видеоконференцсвязи. Есть возможность просмотреть более подробные сведения об организации или редактировать её, нажав на соответствующую кнопку напротив записи в справочнике. Администратор имеет возможность добавить новую организацию.

Страница "Пользователи" представляет собой перечень всех пользователей системы планирования видеоконференций в табличном виде. Для просмотра более подробной информации о пользователе, требуется выбрать его логин в списке. Администратор системы имеет возможность удалять пользователей кликом соответствующей кнопки напротив пользователя (рис. 6).

 

Рис. 6 – Страница "Пользователи" системы

 

Страница "Профиль" содержит основные сведения о пользователе системы с возможностью редактирования. В учетной записи организатора вместо раздела "Видеоконференции" имеется раздел "Мои ВКС", в котором в табличной форме представлен перечень добавленных этим пользователем конференций, с указанием основных сведений: тема, дата, тип конференции, статус. Кликнув на "Просмотр", он также перейдет к просмотру более подробных сведений о видеоконференции.  Вверху раздела есть переход к подтвержденным видеоконференциям.

На странице "Подтвержденные видеоконференции" аналогичным образом представлен список подтвержденных конференций, добавленных данным пользователем. В поле документ есть возможность прикрепить к видеоконференции письмо-уведомление. Данная функция возможно только после подтверждения заявки на ВКС администратором (рис. 7)

Рис. 7 – Страница "Подтвержденные видеоконференции" в системе

 

Результатная информация системы планирования видеоконференций представляет собой отчет с графическим отображением в виде таблицы. В системе предусмотрен один вид отчета – отчет о проводимых видеоконференциях за указанный пользователем период. На рисунке 8 представлены результаты контрольных примеров проводимых видеоконференций.

Рис. 8 – Отчет обо всех видеоконференциях за указанный период

 

Данный отчет организован в виде фильтров к хранящимся в базе данных системы сведениям. Помимо выбора периода отчетности, предусмотрена возможность указать тип и статус видеоконференций, которые администратор системы желает видеть в отчете.

На основе полученных выше результатов, построено дерево программных модулей, отражающее структурную схему АИС планирования видеоконференций Минздрава Хакасии.

Рис. 9 – Дерево программных модулей

 

В корневом каталоге системы находятся: файл-индекс, который является точкой входа в систему (index.php), таблица стилей (style.css); иконка приложения (favicon.ico); файл конфигурации системы (cal_config.php), в котором происходит подключение к базе данных, указываются базовые параметры календаря; модуль авторизации (cal_login.php), который проверяет логин и пароль пользователей и переводит их в программный модуль электронного календаря, в соответствии с их правами в данной системе; модуль регистрации новых пользователей (cal_registration.php); каскадная таблица стилей (style.css), содержащая описание внешнего вида системы.

Подкаталоги admin, organizator и member содержат следующие модули, которые различаются в зависимости от роли пользователя в системе (администратор, организатор видеоконференций, участник):

– cal_header.php – прописывает код верстки начала страницы, подключает таблицу стилей, библиотеку jQuery, содержит файлы скриптов, написанных на языке JavaScript;

– calendar.php – основной модуль системы, отвечает за функции ведения календаря, редактирования учетных записей пользователей, процедуры обработки данных о ВКС, формы добавления, просмотра, редактирования, удаления видеоконференций системы и справочников медицинских организаций, формирование отчетов;

– cal_footer.php – содержит код верстки подвала страницы.

Подкаталог cal_list содержит справочные файлы, используемые в служебной функции ведения календаря и содержащие текстовые представления дней недели, месяцев в различных падежных формах.

Подкаталог js содержит библиотеку jQuery, upload хранит документы, прикрепленные к заявке на ВКС.

Автоматизированная информационная система планирования видеоконференций Минздрава Хакасии в виде электронного календаря представляет собой веб-приложение в связи с чем требования к аппаратному обеспечению минимальны.Для работы системы на рабочем месте должен быть доступ к сети Интернет и наличие установленного актуального браузера.Таким образом, требования к разработанной АИС соответствуют требованиям большинства веб-обозревателей, например, процессор Intel Pentium 4/Athlon 64 или более поздней версии с поддержкой SSE2, свободное место на диске: 350 Мб, оперативная память: 512 Мб.

Одной из основных угроз информационной безопасности разработанной системы является несанкционированный доступ к персональным данным пользователей, а также к полному функционалу системы.

Так как разработанная АИС планирования видеоконференций будет находиться на веб-сервере Министерства здравоохранения Республики Хакасия, то защита обрабатываемых персональных данных будет обеспечиваться наличием защищенного соединения HTTPS на веб-сервере Министерства.Кроме того, в системе предусмотрено хэширование паролей пользователей. Применение хэширующего алгоритма к пользовательским паролям перед сохранением их в базе данных делает невозможным разгадывание оригинального пароля для атакующего базу данных, в то же время сохраняя возможность сравнения полученного хэша с оригинальным паролем.Создание хэша в разработанной системе выполняется с помощью функции нового "API хэширования паролей" password_hash().

Таким образом в рамках разработки проекта создания электронного календаря АИС "Календарь ВКС"на основе накопителей построенной диаграммы потоков данных сформированы таблицы базы данных системы, разработанной в СУБД MySQL (необходимо 8 таблиц) и разработан программный код системы на языке PHP с использованием языка гипертекстовой разметки HTML, каскадной таблицы стилей CSS, а также языка JavaScript и его библиотеки JQuery.

Созданный продукт предоставляет возможности создания заявок на видеоконференции различных видов, изменения их статуса, создания, редактирования и просмотра сведений о медицинских организациях.

Организовано разграничение доступа пользователей, а также их регистрация и авторизация. Обеспечена возможность рассылки уведомлений пользователям на адрес электронной почты и возможность создания отчета о проводимых видеоконференциях за период в виде фильтров по различным критериям.

Созданная АИС планирования видеоконференций Минздрава Хакасии позволит сократить временные затраты на согласование времени и места проведения ВКС, оповещение участников, формирование заявок, а также снизить число ошибок при планировании видеоконференций.

Список литературы / Reference

1. Паспорт приоритетного проекта «Совершенствование процессов организации медицинской помощи на основе внедрения информационных технологий» : Приложение к протоколу президиума Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам от 25 октября 2016 г. № 9. – URL: http://government.ru/media/files/9ES7jBWMiMRqONdJYVLPTyoVKYwgr4Fk.pdf (дата обращения: 06.06.2017).
2. Российская Федерация. Законы. Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации : федер. закон : [принят Гос. Думой 1 ноября 2011 г.: одобр. Советом Федерации 9 ноября 2011 г.]. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_121895 (дата обращения: 06.06.2017).

Список литературы на английском языке / References in English

1. Passport prioritetnogo proekta «Sovershenstvovaniye protsessov organizatsii meditsinskoy pomoshchi na osnove vnedreniya informatsionnykh tekhnologiy» [Passport of the priority project “Improving Processes of Medical Care Organization Based on the Introduction of Information Technology”]: Annex to the Protocol of the Presidium of the Council under the President of the Russian Federation on Strategic Development and Priority Projects of October 25, 2016 No. 9. URL: http://government.ru/media/files/9ES7jBWMiMRqONdJYVLPTyoVKYwgr4Fk.pdf (accessed date: 06/06/2017) [In Russian]
2. Rossiyskaya Federatsiya. Zakony. Ob osnovakh okhrany zdorovya grazhdan v Rossiyskoy Federatsii [Russian Federation. Laws. On the Fundamentals of Protecting the Health of Citizens in the Russian Federation]: Federal Law: [adopted by the State Duma on November 1, 2011: Approved by the Council of Federation on November 9, 2011]. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_121895 (accessed date: 06/06/2017). [In Russian]