Разработка региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Царегородцев, Александр Леонидович

• Царегородцев, Александр Леонидович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Царегородцев, Александр Леонидович

Введение.

1. Проблемы создания региональной телемедицинской информационной системы.

1.1 Основные задачи создания информационных систем телемедицины.

1.2 Анализ существующих стандартов организации и обмена данными в телемедицине.

1.3 Требования стандартов к Региональной телемедицинской информационной системе.

1.4 Типовые технические решения при создании информационных телемедицинских систем.

1.5 Обзор отечественных и зарубежных телемедицинских проектов.

1.6 Методы обеспечения безопасности в информационных системах телемедицины.

2. Концептуальные основы региональной телемедицинской информационной системы округа.

2.1 Основные положения концепции.

2.2 Цели создания и функции системы.

2.3 Основные требования к конструкции системы.

2.4 Этапы проектирования и создания системы, перечень необходимых программно-технических средств.

2.5 Конструкция и порядок создания региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа.

2.6 Подходы и этапы проектирования информационных систем.

2.7 Функциональная модель региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа.

2.8 Диаграмма потоков данных региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа.

3. Реализация элементов региональной телемедицинской информационной системы ханты-мансийского автономного округа.

3.1 Структура центра телемедицинского сервиса РТИС ХМАО.

3.2 Функциональные подсистемы РТИС ХМАО.

3.3 Описание формата сообщений в РТИС ХМАО.

3.4 Итоги внедрения и направления развития РТИС ХМАО.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа»

Актуальность темы исследования. Проблема повышения качества медицинской помощи является приоритетной задачей нашего общества и занимает одно из центральных мест в политике Российского государства. Высокий уровень здравоохранения является залогом качества жизни населения, что в свою очередь является основой безопасности нации как важнейшего условия суверенитета государства, его внутренней политики и независимости в международных отношениях. При этом особое значение имеет возможность интеграции информационных систем и систем телекоммуникаций как средства повышения эффективности медицины за счет более интенсивного развития телемедицинских технологий, обеспечивающих медику удаленный доступ к современным медицинским ресурсам, в том числе, международным.

Основными причинами, препятствующими очным медицинским консультациям в окружных и федеральных центрах являются: тяжелое состояние здоровья пациента, высокая стоимость проезда и проживания, невозможность длительного отсутствия на работе, отсутствие транспортного сообщения и т.д. По тем же причинам ограничены возможности в получении различных видов высокоспециализированной консультативной медицинской помощи у жителей наиболее отдаленных районов, даже если такие консультации могут быть оказаны в региональных медицинских центрах.

Вместе с тем консультации ведущих специалистов, зачастую имеют решающее значение в установлении (или уточнении) диагноза, назначении адекватного лечения и могут существенно влиять на исход лечения.

В систему входят:

• Медицинские организации с их профессиональными и информационными, образовательными ресурсами, медицинскими диагностическими устройствами, базами данных, а также пользователи системы и др.,

• Технические средства доступа в телекоммуникационные сети,

• Каналы связи и сетевые средства,

• Датчики и другие преобразователи медицинской информации в цифровые электрические сигналы для передачи по каналам связи. Области применения телемедицины это диагностика и консультирование удаленных субъектов, включая как пациентов, так и младший медперсонал.

Задачи телемедицины:

• Профилактическое обслуживание населения.

• Снижение стоимости медицинских услуг.

• Обслуживание удаленных субъектов, устранение изоляции.

• Повышение уровня обслуживания.

Одним из главных достоинств телемедицины является возможность приблизить высококвалифицированную и специализированную помощь работников ведущих медицинских центров к отдаленным районам и, тем самым, существенно сэкономить затраты пациентов. Все вышесказанное обуславливает актуальность проведения исследований и разработки региональной телемедицинской информационной системы (РТИС), в том числе в условиях Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО).

Цель диссертационного исследования заключается в разработке региональной телемедицинской информационной системы в условиях Ханты-Мансийского автономного округа, направленной на повышения качества медицинских услуг в регионе.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе потребовалось решения следующих задач:

1. Исследовать предметную область телемедицинских информационных систем.

2. Провести анализ проблем развития телемедицины и обобщить опыт создания существующих телемедицинских информационных систем.

3. Обосновать перечень задач региональной телемедицинской информационной системы подлежащих информатизации в условиях Ханты-Мансийского автономного округа.

4. Обосновать концептуальные положения создания и развития региональной телемедицинской информационной системы Ханты-Мансийского автономного округа.

5. Разработать конструкцию (состав элементов, принципы их взаимодействия) системы, структуру базы данных и схему информационных потоков.

6. Разработать программное обеспечение телемедицинской информационной системы, использующее принципы микроядерной архитектуры и технологию XML-контейнеров.

7. Провести апробацию разработанной телемедицинской информационной системы в структуре здравоохранения Ханты-Мансийского автономного округа.

Объект исследования. Объектом диссертационного исследования служит региональная телемедицинская информационная система ХМАО.

Предметом исследования являются информационные и коммуникационные технологии, направленные на повышение эффективности функционирования региональной телемедицинской информационной системы ХМАО.

Теоретические и методические основы исследования: Для решения поставленных задач использованы методы теории управления, системного анализа, теории информационных и телекоммуникационных систем и технологий.

Научные результаты диссертации и их новизна состоят в следующем:

1. Проведено обоснование предметной области и анализ проблем развития телемедицинских информационных систем. Обобщен опыт создания существующих телемедицинских информационных систем, обоснован перечень задач региональной телемедицинской информационной системы подлежащих информатизации в условиях ХМАО.

2. Разработана база данных подсистемы «Перинатальный аудит» с использованием XML-контейнеров, позволивших упростить структуру базы данных и увеличить скорость обмена данными между клиентскими формами и базой данных.

3. Предложен метод построения подсистем телемедицинской информационной системы базирующийся на микроядерной архитектуре. В рамках этого метода разработаны подсистемы «АРМ Администратора» и «Перинатальный аудит».

4. Проведена разработка проекта региональной телемедицинской информационной системы для условий Ханты-Мансийского автономного округа и предложена территориально распределенная организационная структура для ее сопровождения и последующего развития.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическое значение результатов диссертационного исследования заключается в разработке концептуальной модели территориально распределенной информационной системы, учитывающей особенности объекта исследования.

Практическое значение результатов диссертации состоит в разработке и реализации конкретной региональной системы информатизации задач телемедицинских консультаций, функционирующей в Ханты-Мансийском автономном округе.

Методические подходы к разработке региональной телемедицинской информационной системы и программный продукт могут использоваться в других регионах России.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:

1. Перечень задач, состав, структура и принципы взаимодействия элементов региональной телемедицинской информационной системы, предназначенной для использования в здравоохранении Ханты-Мансийского автономного округа.

2. Принципы построения телемедицинской информационной системы и разработки программного обеспечения, базирующиеся на микроядерной архитектуре и базы данных, основанные на использовании XML-контейнеров.

3. Результаты апробации телемедицинской информационной системы на примере Ханты-Мансийского автономного округа.

Апробация диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях: III Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении» (Бийск, 2004); V Всероссийской научно-технической конференции «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2004); III Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование» (Анджеро-Судженск,, 2004); Международных конференциях «Прогрессивные технологии развития» и «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2004); IV научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития инфокоммуникаций в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре» (Ханты-Мансийск, 2005).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения, списка используемой в диссертации литературы и приложения. Работа изложена на 169 страницах, включает 11 таблиц и 32 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Царегородцев, Александр Леонидович

Основные результаты диссертационного исследования по проблемам разработки и реализации региональной телемедицинской информационной системы ХМАО могут быть сформулированы следующим образом:

1. Исследована предметная область телемедицинских информационных систем. Показана актуальность и сформулирована основная задача исследования - разработка и внедрение региональной информационной телемедицинской системы Ханты-Мансийского автономного округа повышающей качество медицинской помощи в регионе за счет внедрения методов дистанционной диагностики, позволяющих приблизить высококвалифицированную и специализированную помощь специалистов ведущих медицинских центров в отдаленные районы.

2. Проведен анализ и обобщен опыт создания существующих телемедицинских информационных систем, обоснован выбор аппаратно-технической базы проекта РТИС ХМАО. Показано что перспективным направлением совершенствования телемедицинских информационных систем на региональном уровне является использование Интернет технологий для выполнения отдельных функций системы, проведения контрольных операций по ее функционированию и для модификации системы территориально распределенных АРМ.

3. Обоснован перечень задач региональной телемедицинской информационной системы подлежащих информатизации в условиях Ханты-Мансийского автономного округа. Сформулированы новые по отношению к аналогичным информационным системам задачи централизованного хранения данных о телемедицинских консультациях и координирования процесса прохождения телеконсультаций.

4. Обоснованы концептуальные положения создания и развития региональной телемедицинской информационной системы Ханты

Мансийского автономного округа. Проведена структуризация цели создания РТИС ХМАО и определены функции реализующие дерево целей.

5. Разработаны конструкция системы, структура базы данных и схема информационных потоков. Показано, что главным элементом конструкции, существенно повышающим эффективность функционирования, является региональный центр телемедицинского сервиса, осуществляющий контроль и координацию работы региональной телемедицинской информационной системы.

6. Проведена разработка программного обеспечения региональной телемедицинской информационной системы. Применяемые при реализации проекта решения, основанные на использовании микроядерной архитектуры и технологии XML-контейнеров, используются в подобных системах впервые.

7. Результаты диссертационной работы апробированы при разработке телемедицинской информационной системы в Ханты-Мансийском автономном округе. Разработанное программное обеспечение установлено в Югорском НИИ информационных технологий и 21 лечебно-профилактическом учреждении округа. Проведена опытная эксплуатация системы.

В настоящее время в округе проводятся мероприятия по развитию системы телемедицины на основе целевой программы, разработанной при участии автора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Царегородцев, Александр Леонидович, 2006 год

1. Цимбал А.А., Аншина M.JI. Технологии создания распределенных систем. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2003. - 576 е.: ил.

2. Замулин А. В. Системы программирования баз данных и знаний. -Новосибирск: Наука, 1990. 352 с.

3. Когаловский М.Р. Технология баз данных на персональных ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1992. - 224 с.

4. Бови Ж.М., Броке П.Э., "Опыт развития телемедицины в Европе на примере Ассоциации клиник Женевского озера", VII Всероссийский национальный конгресс "Человек и лекарство", 1 Международный симпозиум, Москва, 2001.

5. Веберова В.В. Распределенные информационные системы: Учебное пособие. Томск: Том. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2001.-348 с.

6. Артемьев В. Обзор способов и средств построения информационных приложений // СУБД. 1996. - №5-6. - С. 52-68.

7. Вендеров A.M. Case-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. -М.: Финансы и статистика,1998.-176 е.: ил.

8. Йордан Э., Аргила К. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и проектировании: Пер. с англ. М.:ЛОРИ,1999. 264 с.

9. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е издание: Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», СПб.: «Невский диалект», 2000. - 560 е.: ил.

10. Александровский А. Д. Delphi 5.0. Разработка корпоративных приложений. М.: ДМК, 2000.

11. Трэвис Б. XML и SOAP: программирование для серверов BizTalk. Новейшие технологии /Пер. с англ. М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2001.

12. Елманова Н.З.,Трепалин С.В.,Тенцер А.,Елманова Н. Delphi и технология Delphi СОМ и технология СОМ. Питер, 2003 г.

13. Дуглас Э. Камер. Сети TCP/IP. Том 1. Принципы, протоколы и структура. Вильяме, 2003 г.

14. У. Ричард Стивене. Протоколы TCP/IP. Практическое руководство. -BHV Санкт - Петербург, 2003 г.

15. Эд Титтель, Стив Джеймс, Дэвид Пискителло, Лайза Пфайфер. ISDN просто и доступно. Лори, 1999 г.

16. Бакланов И.Г. ISDN и FRAME RELAY: технология и практика измерений. Эко-Трендз, 2000 г.

17. Ватолин Д.С., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002.

18. Ватолин Д.С. Алгоритмы сжатия изображений // ISBN 5-89407-041-4 М.: Диалог-МГУ, 1999.

19. Яншин B.B. Анализ и обработка изображений (принципы и алгоритмы) // М.: Машиностроение 1995.

20. Ватолин Д.С. Тенденции развития алгоритмов архивации графики //

21. Открытые системы. Номер 4. Зима 1995.

22. Блинов Н.Н., Варшавский Ю.В., Зеликман М.И. Преобразователи рентгеновских изображений: разработки и перспективы.s Компьютерные технологии в медицине. № 2, 1997 г., стр. 23-24.

23. Беликова Т.П. PACS: системы архивирования и передачи медицинских изображений. Компьютерные технологии в медицине. № 2, 1997 г., стр. 27-32.

24. Горелик В.А., Горелов В.В., Кононенко А.Ф. Анализ конфликтов всистемах управления.- М.: Радио и связь, 1996.

25. John Russell., PL/SQL User's Guide and Reference, Release 2 (9.2). 2002 Oracle.

26. Титаренко Ю.И. Индустриальное проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами на базе семейств виртуальных контроллеров: Автореф. дис. д.т.н. Томск, 1995. - 44с.

27. Системы обработки информации. Защита криптографическая, i Алгоритм криптографического преобразования ГОСТ 28147-89. Гос.

28. Ком. СССР по стандартам, М., 1989.

29. Шнайер Брюс. Прикладная криптография. 2-е изд. Протоколы, алгоритмы и исходные тексты на языке Си., М., «Триумф», 2002.

30. Кулиничем А.С., Лескиным А.А., Мальцевым П.А. и др. Системы поддержки решений для проектирования гибких производственных систем. СПб: Наука, 1995. - 248с.

31. Глушков В.М. Введение в АСУ. Изд-во «Техника», 1974. - 320 с.

32. Peters L. Software Design. New York, NY: Yourdon Press, 1981. P. 15.

33. Дал У. и др. Структурное программирование. М.: Мир, 1975. - 168 с.

34. Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы. -Минск.: НТООО «ТетраСистемс», 1997. 368 с.

35. Ехлаков Ю.П. Теоретические основы автоматизированного управления. Томск: ТУСУР, 2001. - 337 с.

36. Хаббард Дж. Автоматизированное проектирование баз данных. М.: Мир, 1984.-358 с.

37. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: методы, подходы, средства. М.: Синтег, 1997. - 250 с.

38. Грейвс, Марк. Проектирование баз данных на основе XML. : Пер. с англ. М. : Издательский дом "Вильяме", 2002. - 640с. : ил. - Парал. тит. англ.

39. Зайцев Н.Г. Принципы информационного обеспечения в системах переработки информации и управления.- Киев: Наукова думка, 1976.182 с.

40. Коннолли Т., Бегг К., Страчан, А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика, 2-е изд.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 1120 е.: ил. - Парал'. тит. англ.

41. Лингер Р. И др. Теория и практика структурного программирования. -М.: Мир, 1982.-258 с.

42. Перинатальный аудит» как развитие «региональной системы телемедицины» // Составляющие научно-технического прогресса: Сборник материалов международной научно-практической * конференции 22 -23 апреля 2005 года / Тамбовский гос. техн. ун-т.

43. Тамбов: Изд-во БМА, ПБОЮЛ Першина Т.В., 2005. С. 190. - 192.

44. Индейкин Е.Н., "Общие сведения о телемедицине", Журнал "Главный врач", № 3, 1997.

45. Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования. Учебное пособие. М., Центр Информационных Технологий, 1996.

46. Петров Ю.К. JAM инструментальное средство разработки приложений в информационных системах архитектуры "клиент/сервер", построенных на базе РСУБД. "СУБД", 1995, №3.

47. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 1993.

48. Горин С.В., Тандоев А.Ю. Применение CASE-средства Erwin 2.0 для информационного моделирования в системах обработки данных. "СУБД", 1995, №3.

49. Шпеник М., Следж О. и др. "Руководство администратора баз данных Microsoft SQL Server 7.0", М., 1999.

50. ЦНИТ НГУ. "Использование технологий WWW для доступа к базам данных", Н., 1997.

51. Кузнецов С.Д. "Безопасность и целостность или, Худший враг себе -это ты сам", СПб., 1998.

52. Кузнецов С.Д. "Основы современных баз данных", К., 1999.

53. Дунаев С.Б. "Intranet-технологии.", М., 1997.

54. Горлов Н.В., Исаков А.А., Царегородцев A.J1. Оптимизация запросов к базе данных в региональной системе телемедицины при переносе среза базы данных ORACLE в структуру таблиц PARADOX //t

55. Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Материалы 4-ой Всероссийской юбилейной научно-практической конференции 23-24 сентября 2004 года / Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2004. - С. 194 - 197.

56. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер Сетевые операционные системы. Учебник для ВУЗов. Питер, 2001 г.

57. Таненбаум Э Современные операционные системы. Изд.2 Питер, 2002 * г.

58. Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных // СУБД 1995 - №1, 2, 3, 4; 1996. - №1, 2, 3, 4, 5.

59. Ролланд, Ф. Основные концепции баз данных. : Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 256 е.: ил. - Парал. тит. англ.

60. Гома X. UML. Проектирование систем реального времени, параллельных и распределенных приложений.: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2002. - 704 е.: ил. - (Серия «Объектно-ориентированные технологии в программировании»).

61. Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных / Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1985. - 344 с.

62. Ульман Д. Основы систем баз данных. М.: Финансы и статистика, 1983.-334 с.

63. Шрейдер Ю.А., Шаров А.А. Системы и модели. М.: Радио и связь.1982.-152 с.

64. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. М.: Финансы и статистика, 1983. - 320 с.

65. Нагао М., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. М.: Мир, 1986. - 197 с.

66. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн. М.: Мир, 1985. Кн. 1.-287 с.

67. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн. М.: Мир, 1985. Кн. 2.-320 с.

68. Григорьев Ю.А. Информационная система сопровождения жизненного цикла разработки распределенных систем обработки данных // Вестн. МГТУ. Сер. Приборостр. 1999. - № 2. - С. 37-45.

69. Кульба В.В., Ковалевский С.С., Сиротюк В.О. Синтез оптимальных логических структур и базы метаданных репозитария распределенных баз данных // КомпьюЛог. 1998. - № 2. - С. 53-67.

70. Байкова И.В., Кольтов М.А., Кулагин М.В., Михайлов Г.М., Привезенцев Ю.А., Рогов Ю.П. Распределенные информационно-вычислительные системы / ВЦ РАН // Информационные технологии и вычислительные системы. 1997. - № 3.

71. Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных М.: СИНТЕГ, 1999. - 659 с.

72. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб.: Питер, 2000. - 484 е.: ил.

73. Оскорбин Н.М., Поляков Ю.А., Титаренко Ю.И. Информационно-логическое моделирование системы информационных технологий мониторинга земель. Выпуск 5. / Препринт.- Барнаул: Изд-во Алт. унта, 1997.- 32 с.83.