В данной статье рассмотрено понятие медицинской информационной системы, приведена актуальность проблемы интеграции медицинских информационных систем. Рассмотрены основные стандарты интеграции медицинских информационных систем, а также принципы и модели их работы.
Ключевые слова: медицинские информационные системы, МИС, интеграция медицинских информационных систем, Health Level Seven, DICOM, EMC HIP, стандарты интеграции МИС
Медицинские информационные системы (МИС) представляют системы, автоматизирующие документооборот в медицинском учреждении и объединяющие электронные медицинские карты, данные различных исследований, мониторинга состояния пациента при помощи медицинских приборов, а также другую информацию.
В центре внимания любой МИС находится электронная медицинская карта пациента (Еlectronic Health Records, EHR). Внедрение EHR началось в конце 20-ого — начале 21-ого века и до сих пор идет во многих странах, в том числе в России. Медицинская информация, хранящаяся в EHR, представлена сложной совокупностью разнородных данных, как текстовых, так и цифровых, графических, которые изначально находятся в разных системах. Для успешной синхронизации этих данных в различных МИС, необходимо не только передавать их по протоколам, но и выполнять их преобразование в вид, который принят в другой МИС, и обратно.
Проблема интеграции МИС внутри медицинских учреждений, а также между ними в настоящее время является весьма актуальной и злободневной. Для решения этой проблемы интеграции существует набор международных стандартов, определяющих правила обмена информацией в медицине.
Одной из наиболее известных организаций, которые занимаются разработкой стандартов интеграции медицинских данных, является Health Level Seven (HL7). Стандарт HL7 применяется для электронного обмена документами в медицинских учреждениях, особенно в тех, где пациент получает интенсивную помощь, например, в больницах. HL7 включает в себя концептуальные стандарты (HL7 RIM), стандарты приложений (HL7 CCOW), документальные стандарты (HL7 CDA), и стандарты обмена сообщениями (HL7 v2., v3.0 и HL7 FHIR). Самым актуальным и многообещающим из этих стандартов является HL7 FHIR (Health Level 7 — Fast Healthcare Interoperability Resources) [3].
Стандарт HL7 FHIR был создан в 2011 году лидерами организации Грэммом Гривом, Ллойдоам Маккензи и Эвутом Краммером. HL7 FHIR объединяет все удачные решения предыдущих версий стандарта и содержит в себе новую архитектурную концепцию, а также открытый подход к разработке и развитию стандарта.
Основой стандарта HL7 FHIR являются ресурсы (FHIR Resources). Ресурс — это независимая структурированная единица информации, используемая при обмене медицинскими данными. Большинство ресурсов — это отображение реального мира в цифровых данных. Вот несколько примеров ресурсов: пациент (Patient), визит (Encounter), результат исследования (DiagnosticReport) [1].
В рамках спецификации описываются клинические, административные, финансовые и технические ресурсы. На данный момент в стандарте специфицировано 106 ресурсов [4].
Каждый ресурс описывается набором стандартизованных атрибутов (элементов), в дополнение к этому в каждый ресурс встроен механизм расширения. У каждого ресурса есть секция для представления структурированной информации, содержащейся в ресурсе, в читабельном виде. Эта секция используется для гарантии интероперабельности на самом базовом уровне, т. е., получив такой ресурс, всегда можно отобразить его содержимое человеку на экране монитора, например, в браузере, без какой-либо дополнительной обработки и раскладывания данных в свое хранилище в дискретном виде.
Помимо модели данных и типов данных, спецификация HL7 FHIR описывает несколько поддерживаемых подходов к организации обмена данными между системами. Системы могут обмениваться как ресурсами по отдельности, так и собирать связанные ресурсы в группы и обмениваться этими группами ресурсов. Варианты организации обмена данными:
– RESTful API (HTTP) — взаимодействие между системами происходит посредством совершения операций над ресурсами с использованием REST-запросов (найти ресурс, получить ресурс, обновить ресурс и т. д.).
– Messaging – взаимодействие между системами организовано в виде пересылки сообщений между системами. Каждое сообщение содержит в себе информацию о произошедшем событии, отраженном в информационной системе, и о котором одна система хочет сообщить другой. Сообщение — это группа связанных между собой ресурсов определенного типа (message).
– Documents — взаимодействие между системами происходит на уровне документов, т. е. одна система запрашивает документы у другой системы и получает их. Документ — это группа ресурсов, объединенных в документ посредством специального ресурса composition и закрепленных на момент подписания документа [1].
Профили (StructureDefinition), как и все другие ресурсы, доступны через RESTful API, поэтому любая система может получить как ресурс с данными (например Patient), так и профиль которому он соответствует. В связи с этим данные в системе, поддерживающей HL7 FHIR, могут просматриваться и использоваться другими системами, с которыми производится обмен данными.
Похожим образом можно профилировать операции, совершаемые над ресурсами (RESTful API). Для этого используется ресурс OperationDefinition, в котором можно описать новую операцию. Используя этот механизм профилирования операций, мы можем определять новые операции и тем самым расширять стандартный набор операций, специфицированных в рамках стандарта [5].
Как уже говорилось выше, во время обследования и лечения пациентов генерируется не только текстовая информация, но и визуальная. Сюда можно отнести рентгеновские снимки, результаты ультразвуковых и томографических исследований, причем объём визуальных графических данных ежегодно растёт. По этой причине ещё в 1980-х годах Американским Колледжем Радиологии и Национальной ассоциацией производителей электронного оборудования был разработан отраслевой стандарт DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), который применяется в различном медицинском оборудовании. В нем формализовано создание, хранение, передача и визуализация всех графических извышеописанных изображений и различных документов.
DICOM представляет собой стандарт для передачи радиологических изображений, а также другой медицинской информации между системами, опирающийся на стандарт Open System Interconnection (OSI), представляющий собой модель взаимодействия открытых систем.
Стандарт помогает организовать связь между медицинским оборудованием, которое используется в системах различных производителей. Различные рабочие станции, компьютерные и магнитно-резонансные Томографы, УЗ-сканеры, общие архивы, микроскопы, хост-компьютеры и мэйнфреймы от разных производителей, территориально расположенные в разных местах, могут обмениваться информацией на основе DICOM с использованием открытых сетей по стандартным протоколам, например, TCP/IP [2].
DICOM позволяет проводить разнообразные медицинские исследования в территориально-распределенных диагностических центрах, собирая и обрабатывая информацию месте.
В 1986 году Национальная медицинская библиотека США начала разработку Унифицированной системы медицинского языка UMLS [2]. Ее основная цель — значительное улучшение возможностей поиска биомедицинской информации и обеспечение интеграции различных информационных систем, включая системы ведения электронной истории болезни, библиографические и фактографические базы данных, экспертные системы. В результате работы над системой UMLS были созданы три источника знаний:
– метатезаурус (обеспечивает синонимическую связь между различными терминами, взятыми из множества различных биомедицинских словарей и классификаций);
– лексикон SPECIALIST (содержит синтаксическую информацию о построении многих терминов, слова-компоненты и ряд английских слов, отсутствующих в метатезаурусе);
– семантическая сеть (классифицирует каждую концепцию, описывает возможные связи между концепциями, отношения обобщения и детализации и др.) [2].
Таким образом, Унифицированная система медицинского языка является не самостоятельной классификацией, а надстройкой над наиболее известными биомедицинскими классификациями, значительно облегчающей поиск литературных источников и построение медицинских баз знаний.
Для решения многочисленных задач, стоящих перед разработчиками единых информационных систем регионального и федерального уровней, в ЕМС был разработан архитектурный подход Healthcare Integration Portfolio (HIP), сертифицированный организацией IHE на соответствие основным интеграционным профилям.
EMC HIP состоит из интегрированных модулей, каждый из которых позволяет решать конкретные задачи, поставленные перед регионами Министерством здравоохранения и социального развития.
Верхний уровень архитектуры HIP реализован на основе концепции XDS. Она подразумевает создание репозиториев и диспетчеров изображений, как разбросанных по региону, так и размещённых компактно.
Рис. 1. Архитектура HIP
Независимость хранимой информации от аппаратных средств хранения позволяет прозрачно мигрировать данные, гибко изменять физическую инфраструктуру хранения. Платформа обеспечивает работу сотен тысяч пользователей с объёмами хранимой информации более 1 миллиарда документов [5].
Подключение к федеральным сервисам Интегрированной электронной медицинской карты обеспечивается с помощью профиля интеграции XDS. Региональный сегмент может быть построен как с использованием собственного реестра документов, так и реестра федерального уровня.
В заключение хотелось бы отметить, что интеграция медицинской информации — одна из самых сложных проблем информатизации здравоохранения и наилучшим решением ее решением является применение разработчиками МИС стандартов международного уровня. Интеграция медицинской информации в масштабах страны не может быть произведена быстро, и ни одна страна мира в полном объеме эту задачу еще не решила. Однако при наличии необходимых ресурсов, их верном использовании и учете уже имеющегося опыта основное решение этой проблемы может быть достигнуто за несколько лет.
Литература:
- Введение в HL7 FHIR [Электронный ресурс], 2016, Режим доступа: http://evercare.ru/vvedenie-v-hl7-fhir;
- Емелин И. В. Интеграция стандартов медицинской информации [Электронный ресурс], 2009, Режим доступа: http://medlan.samara.ru/sites/default/files/upload_files/upload_files/upload_files.pdf;
- Ильиных П. С. Стандарт обмена, управления и интеграции электронной медицинской информации, Health Level 7 — SCI-ARTICLE, 2016, Режим доступа: http://sci-article.ru/stat.php?i=1394687266;
4. Интерфейсы работы с медицинским оборудованием и стандарты передачи медицинской информации [Электронный ресурс], 2016, Режим доступа: http://old.ci.ru/inform23_06/it.htm;
- Искусство интеграции [Электронный ресурс], 2016, Режим доступа: https://www.osp.ru/medit/2014/10/13043109.html;
- История развития стандартов HL7 [Электронный ресурс], 2016, Режим доступа: http://evercare.ru/istoriya-razvitiya-standartov-hl7.
