Національна академія наук України
Міністерство науки і освіти України
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем
Литвинов Олександр Анатолійович
УДК 574/578+004.38
ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ класифікації клінічнИХ діагнозів НА ОСНОВІ СЕМАНТИКО-СИНТАКСИЧНОЇ МОДЕЛІ
Спеціальність 05.13.09 – Медична та біологічна інформатика і кібернетика
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
КИЇВ - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем (Національна академія наук України і Міністерство науки і освіти України), Дніпропетровській державній медичній академії (Міністерство науки і освіти України).
Науковий керівник:
доктор медичних наук, с.н.с., Коваленко Олександр Сергійович, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАНУ і МОНУ, м. Київ, зав. відділом медичних інформаційних систем.
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, с.н.с., Файнзільберг Леонід Соломонович, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАНУ і МОНУ, м. Київ, провідний науковий співробітник;
кандидат фізико-математичних наук, Івлічев Володимир Петрович, Інститут кібернетики ім. В.М.Глушкова НАН України, м. Київ, провідний науковий співробітник.
Захист відбудеться “12” березня 2008 р. о 15 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д26.171.03 в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАНУ і МОНУ за адресою 03680, Київ-680, МСП, просп. Акад. Глушкова, 40.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України за адресою: 03680, МПС, Київ, просп. Акад. Глушкова, 40.
Автореферат розісланий “9” лютого 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Д26.171.03
_________________ Т.М.Гонтар
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Сучасна тенденція розвитку госпітальних інформаційних систем (ГІС) полягає в переході від вузько-функціональних систем до багатофункціональних, комплексних і відкритих інформаційних систем; при цьому актуальним стає питання інтеграції різноманітних систем у єдиному інформаційному просторі. Ключовим моментом у цьому сенсі стають питання розробки та вдосконалення стандартів щодо надання та обміну інформацією.
Вирішення питань щодо інтеграції різноманітних госпітальних інформаційних систем, централізованої обробки, аналізу та дослідження даних, що поступають з різноманітних джерел, тісно пов’язано з вирішенням проблем стандартизації відносно надання, використання та керування біо-медичною інформацією.
При цьому у якості пріоритетних класифікацій, що використовуються в госпітальних інформаційних системах стають класифікації діагнозів, операцій, процедур, які виконують роль бази для аналітичної та статистичної оцінки лікувально-діагностичного процесу. Найважливішою серед означених слід вважати класифікацію клінічних діагнозів, яка лежить у основі і діагностичних систем, і оцінки результатів діяльності лікувальних закладів, а також є базою створення стандартів лікування.
На даний момент у більшості медичних інформаційних систем, розповсюджених на території України і в світі, як класифікація діагнозів використовується міжнародна класифікація хвороб 10-го перегляду. Однак є труднощі з її використанням в практичних і дослідницьких цілях. Так, при інформаційній обробці діагнозів не враховуються всі ознаки, властиві конкретному захворюванню. Процес адаптації інших термінологічних систем пов’язаний як зі значними витратами, так і з рядом недоліків, які роблять неефективною їх адаптацію до систем державних лікувальних закладів України.
Таким чином, дослідження всесвітнього досвіду, обґрунтування і побудова концептуальної моделі оптимальної класифікації діагнозів для лікувальних закладів України, розробка і побудова інструментарію керування цією класифікацією, враховуючи можливу інтеграцію з однією із сучасних термінологічних систем, а також її впровадження в госпітальну систему, що враховує специфіку державних лікувальних установ, є важливим завданням, пов'язаним з інформатизацією державних медичних закладів України.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Напрямок досліджень співпадає з напрямком досліджень за держбюджетними науково-дослідницькими роботами на тему:
1. „Розробка на засадах інформаційних технологій термінів та обсягів стаціонарного лікування з невідкладної абдомінальної хірургії, інтенсивної терапії та знеболювання” (№ державної реєстрації 0199V002123, шифр роботи ІН.05.99., терміни виконання 01.1999 – 11.2003) і „Розробка термінів та обсягів стаціонарного лікування з невідкладної колоректальної хірургії, інтенсивної терапії та знеболювання” (№ державної реєстрації 0104V010390, шифр роботи ІН.07.05, терміни виконання 01.2005 – 11.2007), які здійснювались за тематичним планом проведення НДДКР у Дніпропетровській державній медичній академії.
2. „Розробка комплексу заходів інформаційних технологій телемедицини” (№ державної реєстрації 0107V000568, шифр роботи ВФ.135.10., терміни виконання 01.2007 – 12.2010), яка здійснюється за тематичним планом проведення НДДКР у Міжнародному науково-навчальний центрі інформаційних технологій та систем.
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є обґрунтування, розробка та реалізація інформаційної технології класифікації клінічних діагнозів.
Задачі дослідження. Для досягнення поставленої мети треба вирішити наступні завдання:
1. Провести аналіз існуючих класифікацій медичної термінології та виділити форму та вимоги до класифікації клінічних діагнозів для ефективного використання в госпітальних інформаційних системах України.
2. Розробити формальну модель клінічного діагнозу як основу для електронної класифікації клінічних діагнозів.
3. Побудувати концептуальну модель класифікації клінічних діагнозів.
4. Розробити та реалізувати механізми узгодження даної класифікації зі стандартними термінологічними системами.
5. Розробити та реалізувати комплекс програмних компонентів для ефективного використання пропонованої класифікації в інформаційних системах.
6. Здійснити впровадження розробленої класифікації в ГІС.
Об'єкт дослідження. Об'єктом дослідження є розробка автоматизованих термінологічних систем та їх використання у сучасних інформаційних системах.
Предмет дослідження. Предметом дослідження є інформаційна технологія класифікації клінічних діагнозів, семантико-синтаксична модель клінічного діагнозу, модель класифікації клінічних діагнозів, госпітальна інформаційна система.
Методи дослідження: Методи розробки класифікації клінічних діагнозів ґрунтуються на використанні математичних апаратів логіки предикатів, формальних граматик, фреймових систем. Методи розробки програмного забезпечення класифікації та госпітальної системи ґрунтуються на використанні: методології RUP для розробки об’єктно-орієнтованих інформаційних систем; метаінформаційного підходу при побудові підсистем статистики та аналітики госпітальної інформаційної системи; універсальної мови опису моделей (UML) для формалізації структурної та функціональної складової розроблених підсистем.
Наукова новизна отриманих результатів складається у тому, що:
- вперше на основі проведеного дослідження існуючих медичних термінологічних систем визначені основні вимоги щодо їх формування, а також фактори, які впливають на їх впровадження в лікувальні заклади України;
- вперше розроблено формальну модель клінічного діагнозу, яка включає семантичну та синтаксичну складові, описані з використанням формальних граматик та дескрипційної логіки;
- вперше на базі сформованої формальної моделі розроблено концептуальну модель класифікації клінічних діагнозів з використанням фреймового та об’єктно-орієнтованого підходів опису знань, а також її даталогічна модель для зберігання в реляційної базі даних;
- вперше розроблено механізм взаємодії зі стандартними термінологічними системами;
- вперше здійснено реалізацію розробленої технології в госпітальну інформаційну систему.
- удосконалено технологію проектування аналітичної підсистеми та підсистеми статистики госпітальної інформаційної системи з застосуванням метаінформаційного підходу на засадах шаблону захисту від варіацій.
На засадах розробленої технології класифікації клінічних діагнозів можлива: побудова медичних класифікацій іншого напрямку (процедур, операцій); розробка стандартів медичної допомоги, які можуть використовуватися для страхової медицини.
Методика розробки модулів аналітики та статистики госпітальної інформаційної системи на базі метаінформаційного підходу дозволяє скоротити витрати, пов’язані з введенням нових стандартних та розширених звітних та аналітичних форм, здійснити адаптацію існуючої госпітальної інформаційної системи до іншого лікувального закладу.
Впровадження розроблених підсистем аналітики та статистики госпітальної інформаційної системи дає можливість більш якісного інформаційного дослідження лікувально-діагностичного процесу лікувального закладу.
Впровадження розробленої класифікації та госпітальної інформаційної системи на базі міської лікарні № 6 м. Дніпропетровська збільшило якість та швидкість формування звітності, зменшило часові витрати лікаря на формування стандартної документації.
Використання розробленої класифікації як основи програмного забезпечення для визначення обсягів гарантованої медичної допомоги на базі Дніпропетровського інституту гастроентерології АМН України дозволило комплексно вирішити задачі розрахунку фактичних витрат на лікування по конкретному хворому.