B i o D a t G r o u p
eHealth = Elektronické zdravotnictví
Lenka Lhotska
Gerstnerova laboratoř, katedra kybernetiky
ČVUT FEL Praha
http://bio.felk.cvut.czhttp://cyber.felk.cvut.cz
B i o D a t G r o u p
Úvod
Elektronické zdravotnictví
Základní komponenty:
Informační systémy poskytovatelů individuálních zdravotních služeb a plátců
Informační systémy veřejného zdravotnictví
Národní zdravotnický systém
zdravotní statistikaspecializované (pacientské) registry
Ostatní centralizované systémy nezačleněné do NZIS (registry NRCDRG)
Národní systémy a registry státní správy (eStát = eGovernment)
B i o D a t G r o u p
Úvod
Terminologie
počítačová věda (computer science)
lékařská počítačová věda (medical computer science)
informační věda (information science)
biomedicínské využití počítačů (biomedical computing)
lékařská informatika (medical informatics)
zdravotnická informatika (health informatics, healthcareinformatics)
biomedicínská informatika (biomedical informatics)
elektronické zdravotnictví (eHealth)
bioinformatika (bioinformatics)biokybernetika (biocybernetics)
B i o D a t G r o u p
Informační a komunikační technologie v medicíně
Velké procento činností spojeno s managementem informací:
získávání a zaznamenávání informací o pacientech
konzultace s kolegy
čtení vědecké literatury
plánování diagnostických postupů
navrhování strategií pro péči o pacienta
interpretace laboratorních výsledků
interpretace radiologických vyšetření
vedení případových studií
B i o D a t G r o u p
Odlišnost medicíny od jiných oborů v práci s informacemi
složitost
nejistota
starost společnosti o pacientovo zdraví
výsledná potřeba optimálního rozhodování
efektivní organizace a management velkých objemů dat
uchovávání informací v závislosti na čase
využití dat z různých zdrojů pro hodnocení zdravotního stavu
inter- a intrapersonální variabilita dat
B i o D a t G r o u p
ICT v medicíně a biologii
Základní důležité aspekty práce s daty, informacemi a znalostmi v medicíně
Následující otázky charakterizují celou oblast elektronického zdravotnictví, včetně výzkumu a klinické praxe.
Proč je management informací ústřední otázkou v biomedicínském výzkumu a v klinické praxi?Co jsou integrovaná prostředí managementu informací a jak mohou ovlivnit lékařskou praxi a biomedicínský výzkum v příštích letech?Co znamenají pojmy lékařské počítačové vědy, lékařská informatika, klinická informatika, ošetřovatelská informatika, bioinformatika a zdravotnická informatika?Proč by se měli zdravotníci a studenti medicíny učit o konceptech lékařské
informatiky a informatických aplikacích?
B i o D a t G r o u p
ICT v medicíně a biologii
Jak změnil vývoj počítačů, mikroprocesorů, Internetu a mobilních prostředků povahu biomedicínského využití počítačů?Jaký má vztah lékařská informatika ke klinické praxi, biomedicínskémuinženýrství, molekulární biologii, rozhodování, informatice a počítačovým vědám?Čím se odlišují informace v klinické medicíně a zdravotnictví od informací v základních vědách (matematice, fyzice, chemii)?Jak mohou změny ve výpočetní technice a způsobu financování lékařské péče ovlivnit integraci medicínského využití počítačů do klinické praxe?Jak mohou mobilní technologie přispět k zefektivnění lékařské péče?
B i o D a t G r o u p
Lékařská informatika
Vědní obor: vlastnosti, zpracování a využívání lékařské informace
Předmět zájmu: informace
Metody práce: ukládání, přenos, ochrana, zpracování a vyhledávání informací
Technické prostředky: počítače a počítačové sítě
Kybernetika 1948 amer. N.Wiener, později podobory:
Biokybernetika simulace, modelování, řízení lékařských přístrojůVědecké lékařské informace dig.knihovny, aktuální poznatky, e-
learningLékařské informace data, znalosti, zpracování, rozhodování, metody
odborné práceStatistika apl.matematika, pravděpodobnost
deskriptivní s. výkaznictví; konfirmační s. klinický výzkumInformační systémy klinické IS, pacientská data, znalostní systémyComputer Science HW, SWUmělá inteligence matematika, logika, lingvistika, znalostní systémyStrojové vnímání zpracování obrazu, virtuální realita
B i o D a t G r o u p
Struktura informatiky
B i o D a t G r o u p
Data
Data = reprezentace reálného světa v abstraktních množinách
výsledky vyšetření (měření, pozorování, slovní vyjádření pacienta)biosignály – v čase proměnnéobrazová informaceukládána v různých klinických ISreprezentace – číselné údaje, písmena abecedy, vektory, matice, texty psané v přirozeném nebo umělém jazyce, signály, obrazy
Data – původní- odvozená
Data o datech = metadata (např. katalog knih)
B i o D a t G r o u p
Informace
Informace – závěry týkající se faktů, událostí, věcí, lidí, myšlenek, poznámek – představují určitou reflexi reálných nebo abstraktních objektů nebo procesů
Komponenty
Syntaktická = strukturaSémantická = významPragmatická = cíl
Informace = data transformovaná do smysluplné a užitečné formy
Informační obsah
Teorie informace
Možnost výpočtu − entropie− informační zisk
B i o D a t G r o u p
Znalosti
Znalosti = abstraktní modely světa
zobecnění dat a informacíliteraturarozvoj systémů pro zpracování znalostí− vymezení znalostí, klasifikace, formální popis− využití ontologií
Interpretace
modely lidského myšlení, logické odvozování, pravděpodobnostní rozhodování, systémy umělé inteligenceNeurčitost!!!
B i o D a t G r o u p
Příklad vztahu dat, informací a znalostí
B i o D a t G r o u p
Vztah mezi daty, informacemi a znalostmi
Komentář k předchozímu obrázku
Data
Konkrétní údaje o věku, hmotnosti a výšce dítěte
Informace
Odvozená z dat zanesených do grafu – např. vývoj dítěte odpovídá jeho věku, tedy jeho hmotnost a výška je v normě nebo dítě má mírnou nadváhu
Znalosti
Vyjádřené jednotlivými křivkami v grafu – charakterizují jednotlivé skupiny dětí (hubené, štíhlé, s nadváhou, obézní), získané na základěn dlouhodobých pozorování, statistických vyhodnocení, apod.
Interpretace
Vychází ze znalostí a konkrétních dat, představuje např. diagnózu, návrh léčby, monitorováníV tomto konkrétním případě např. u dítěte s mírnou nadváhou budezávěrem doporučení na omezení sladkých nápojů a zvýšení pohybovéaktivity
B i o D a t G r o u p
Zdravotnická dokumentace
Papírová dokumentace
uložena lokálně
není zálohována
malá strukturovanost dat
chronologické řazení
jakákoliv analýza časového vývoje složitá
použití zkratek – pro všechny kromě autora často obtížně čitelné
archivace – velké objemy – obtížné využití starších záznamů, dohledatelnost
obtížná výměna dokumentace mezi více lékařskými pracovišti – zpravidla kopie základních údajů, méně často obrazová dokumentace (např. rtgsnímky) nebo naměřené signály (např. EKG)
B i o D a t G r o u p
Zdravotnická dokumentace
Příklad typického záznamu vyšetření v papírové podobě
B i o D a t G r o u p
Zdravotnická dokumentace
Digitalizace papírové dokumentace
základní otázka – jaký bude formát digitalizováných dat
nejjednodušší – převod do pdf
Ale! Nulová strukturovanost datNepoužitelné pro jakékoliv analýzyPouze pro archivaci a zálohováníPro vyhledávání nutné vhodné indexováníVýměna dokumentace mezi více lékařskými pracovišti – posílání pdfsouborů
Pokročilejší varianta – digitalizace z formulářů
B i o D a t G r o u p
Zdravotnická dokumentace
Elektronická dokumentace
Databázový systém
Vhodné strukturování dat
Snadná dostupnost
Možnost sledování časového vývoje zdravotního stavu
Využití číselníků
Kontrola vložených údajů – snížení chybovosti zaznamenaných dat
Možnost provázání dat a informací z různých vyšetření
Sdílení pacientských dat mezi zdravotnickými zařízeními
B i o D a t G r o u p
Elektronické zdravotnictví v ČR –situace v r. 2013
B i o D a t G r o u p
Přehled hlavních institucí souvisejících se zdravotnickou informatikou ČR
Ministerstvo vnitra sekce provozu informačních a komunikačních technologií(MV ČR)
eGovernment (http://www.mvcr.cz/egovernment.aspx )Ministerstvo zdravotnictví – odbor informatiky (MZ ČR)
Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR (ÚZIS ČR)
Koordinační středisko pro resortní zdravotnické informační systémy (KSRZIS)
Státní zdravotní ústav (SZÚ)
Státní ústav pro kontrolu léčiv (SÚKL)
Koordinační středisko transplantací (KST)
Všeobecná zdravotní pojišťovna (VZP)
Oborové zdravotní pojišťovny
B i o D a t G r o u p
Přehled zdravotnických informačních systémů (IS)
IS samostatných ordinací praktických a odborných lékařů
Nemocniční informační systémy (NIS) včetně ambulancí a poliklinik (téžsoučinnost s karetními systémy)
IS pro sběr a zpracování statistických dat (ÚZIS)
IS jednotlivých zdravotních registrů (ÚZIS, KSRZIS)
IS zdravotních pojišťoven (VZP)
IS hygienické služby (KHS, SZÚ, KSRZIS)
IS pro řízení zdravotnictví (MZ ČR a KÚ)
IS knihoven a vědecké informatiky včetně expertních systémů (IPVZ, NLK)
IS outsourcing (dodavatelské firmy)
B i o D a t G r o u p
Schematické znázornění komponent elektronického zdravotnictví
B i o D a t G r o u p
Klíčová zdravotnická legislativa (stav 08/2013)
Pozn. U všech zákonných norem je nutné vždy zohlednit novelizace.
Zákon č. 101/2000 Sb., o ochraně osobních údajů (správce, zpracovatel, dvě povinnosti nebo zákon, archivace = zpracování dat, anonymizovanádata pro vědu)
Zákon č. 227/2000 Sb., o elektronickém podpisu (zaručený elektronický podpis pro zdravotnickou dokumentaci, certifikační autorita pro zdravotnictví, prováděcí vyhlášky, časové razítko)
Zákon č. 20/1966 Sb., o péči o zdraví lidu v platném znění (zmocnění k existenci národních zdrav. registrů a NZIS, nyní jen rodné číslo – vyhláška 552/2004)
Zákon č.258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví (zmocněník existenci registrů hygienické služby)
Zákon č.285/2002 Sb., o darování, odběrech a transplantacích tkání a orgánů
B i o D a t G r o u p
Klíčová zdravotnická legislativa (stav 08/2013)
Zákon č. 280/1992 Sb. o rezortních zdravotních pojišťovnách
Zákon č. 551/1991 Sb. o VZP ČR
Zákon č. 48/1997 Sb. o veřejném zdravotním pojištění
Zákon č. 372/2011 Sb. o zdravotních službách
Zákon č. 373/2011 Sb. o specifických zdravotních službách
Vyhláška 385/2006 Sb., o zdravotnické dokumentaci
Vyhláška 301/2006 Sb., o způsobu předepisování léčivých přípravků
B i o D a t G r o u p
Národní zdravotnický informační systém (NZIS)
NZIS je zajišťován činností ÚZIS ČR a KSRZIS.
NZIS zahrnuje zejména:
metodiku a provoz systému (datové, komunikační a číselníkovéstandardy) navazující na ISVSstatistická zjišťování resortní, převzatá a zvláštníNárodní zdravotní registry pro sledování pacientů s vybranými společensky závažnými chorobamizavedení elektronické zdravotní karty
NZIS je určený zejména pro:
sběr a zpracování dat − o zdravotním stavu obyvatel− o zdrav. zařízeních, jejich činnosti a ekonomice− za účelem řízení− pro výzkum a statistiku − k usměrňování poskytování zdravotní péče
B i o D a t G r o u p
Informační systém zdravotnického zařízení
Informační systém (IS) zdravotnického zařízení pořizuje, zpracovává a archivuje údaje:
o rozsahu, průběhu a efektivitě poskytované léčebné péče
o zdravotním stavu jednotlivých ošetřovaných osob
o ekonomice zařízení
o materiálním zajištění provozu
o organizaci práce a personálním obsazení
o správě zdravotnického zařízení
o ostatních aktivitách zdravotnického zařízení
B i o D a t G r o u p
Informační systém zdravotnického zařízení
IS poskytuje údaje pro statistická šetření podle zákona č. 89/1995 Sb. o státní statistické službě (Program statistických zjišťování a hlášení)
A -Činnost ambulantních zdravotnických zařízení (pracovníci, činnost, zjištěná onemocnění)
E - Ekonomika zdravotnických zařízení (mzdy, hospodaření, náklady, výdaje)
H -Činnost orgánů ochrany veřejného zdraví (hygiena)
L - Lůžkový fond zařízení ústavní péče
T - Přístrojové vybavení
V - Čerpání zdravotní péče cizinci
Z - Vznik, změny, zánik zdravotnického zařízení
O - Ostatní výkazy (knihovny, léčiva)
B i o D a t G r o u p
Základní aspekty sjednocování IS ve zdravotnictví
Neexistence jednotné struktury elektronického zdravotního záznamu
Datový standard DASTA (ČR) vs. zahraniční standardy (např. HL7)
Nutnost určit centrálně rozhraní pro jednotlivé aplikace modulů
Stanovení číselníků (Národní číselník laboratorních položek, atd.),
Definice komunikačních protokolů
Specifikace bezpečnostních kriterií
Předpoklad: rozmanitost HW a SW
Budoucí provázání s telemedicínskými aplikacemi
Budoucí využití cloudových technologií
B i o D a t G r o u p
Existující standardy IS zdravotnických zařízení (ZZ) v ČR
Metodika a číselníky NZIS včetně rozhraní pro ZZ (garant ÚZIS ČR)
Standardy ISVS (garant MV ČR)
Datový standard pro předávání dat o pacientech mezi ZZ (pokyn MZ ČR). (DASTA - xml verze)
Národní číselník laboratorních položek pro sdělování výsledků vyšetřenílékařům (pokyn MZ ČR)
Ochrana dat ve zdravotnictví (pokyn MZ ČR)
Jednotné použití účtové osnovy pro zdravotnická zařízení včetně ukazatelůhospodaření ZZ (pokyn MZ ČR)
Pokyny pro zavedení a provoz Národních zdravotních registrů (zák. č. 20/1966 Sb. v platném znění a vyhláška 552/2004 Sb.)
Číselníky a rozhraní zdravotních pojišťoven a finančních úřadů (MKN10, Seznam výkonů, Číselník hromadně vyráběných hrazených léčiv, …)
B i o D a t G r o u p
Základní technologie pro spojení mezi informačními systémy
Základní pojmy a prvky pro provoz informačních a komunikačních technologiíjsou:
datová síť Internet
protokol https
Internetové prohlížeče (Internet Explorer, Google Chrome, Mozilla, Opera…)
databázový server + aplikační server
správa uživatelů (www proxy server, LDAP)
bezpečnost (autorizace, autentifikace, …)
zpětná vazba pro zpracování archivovaných dat: web stránky nebo „tenký klient“ s B.O.
bezdrátové technologie
cloudové technologie
B i o D a t G r o u p
Případová studie – IS pro ambulantní zdravotnická zařízení
Stav na trhu v ČR (2012)
řada programů pro zdravotnická zařízení všech typů a velikostí
Cíl: co největší univerzálnost a komplexnost, umožňující jejich využití v téměř libovolných podmínkách
Problém: aplikace pro malou ordinaci velmi komplikované
Každý z těchto programů má jistě proti ostatním své výhody
velmi podobné sady funkcí
Příklady:
PCDoktor (http://www.mujpcdoktor.cz/)Praktik (http://www.praktik.cz/)Dr.Help (http://www.kpksoftware.cz/pages/produkty.htm)Medicus (http://www.medicus.cz/)
B i o D a t G r o u p
Základní uživatelské požadavky (1)
Spolehlivá kartotéka, připravená v co největší možné míře na požadavky legislativy pro „bezpapírovou zdravotní dokumentaci“
Přehledné, dobře čitelné uživatelské rozhraní
Možnost práce s více kartami současně
Možnost současného využití více uživateli (například lékař a sestra, menší poliklinika)
Možnost rozlišení charakteru zaznamenávané informace pro pozdější vyhledávání a filtrování
Usnadnění preskripce výběrem z pacientovy aktuální medikace a opakováním předchozích receptů
Elektronická komunikace s laboratoří (automatický zápis laboratorních výsledků do dekurzu)
Sledování plánovaných úkonů pro jednotlivé pacienty (kalendář) i pro celou ordinaci (diář)
B i o D a t G r o u p
Základní uživatelské požadavky (2)
Provádění definovatelných sdružených zápisů, automatizujících řetězce navazujících administrativních úkonů, které jinak odvádějí pozornost od pacienta
Možnost archivace nedůležitých záznamů pro zpřehlednění zobrazeného dekurzus možností jejich snadného pozdějšího vyvolání
Možnost výběru, které informace mají být aktuálně zobrazeny v dekurzu(filtrování) podle jejich významu či označení
Tvorba účetních dávek pro zdravotní pojišťovny, jejich archivace, sledování číselných řad dokladů a respektování případných odlišností ve smlouvách s různými ZP.
Možnost vkládání příloh k dekurzu (fotografie, zprávy od specialistů, ofocené dokumenty)
Automatická archivace databáze a důležitých parametrů systému
Možnost bezpečného vzdáleného přístupu do kartotéky prostřednictvím internetu
Tvorba a tisk formulářů, možnost jejich oprav podle nových formulářů a vyhlášek
Všeobecně dostupné výhody užití PC (kopírování, makra…)
B i o D a t G r o u p
Základní uživatelské požadavky (3)
Možnost statistického zpracování zaznamenaných informací
Co nejmenší požadavky na průběžnou administraci systému počítačovým odborníkem
Možnost pozdějšího přizpůsobení dalším požadavkům a případným změnám legislativy
Rozlišení různých úrovní oprávnění uživatelů
Při návrhu takovéhoto systému je kladen důraz na několik základních požadavků:
spolehlivost
přizpůsobivost změnám prostředí
uživatelská přívětivost
dodržení platné legislativy
možnost aktualizace se změnou legislativy
B i o D a t G r o u p
Legislativní omezení (vývoj v čase)
Zpočátku v českém prostředí bez speciálních úprav
Později v důsledku alibismu politiků postupné zpřísňování norem
Současné normy v běžném provozu téměř nesplnitelné
B i o D a t G r o u p
Postup návrhu
Kombinace spirálového a prototypového modelu
Využití aktuálně dostupných moderních technologií pro nové prototypy
„Trvalá konzultace“ s uživateli, zpočátku téměř nepřetržitá technická a uživatelská podpora
Důležité – intenzivní interakce s uživateli – přínos k uživatelské přívětivosti a lepší pokrytí požadovaných funkcionalit
B i o D a t G r o u p
Základní architektura systému
Víceuživatelský systém – klient-server architektura
Zabezpečení dat
XML komunikace
(téměř) bezestavový server zpracovávající požadavky klientské aplikace
Klientská aplikace poskytuje uživatelské rozhraní pro generování požadavků na server a prezentaci jejich výsledků
Silně modulární konstrukce systému
B i o D a t G r o u p
Jádro datového úložiště
LEKARI_SEZNAM *ID_LEKARE
JMENO_LEKARE
ICP
OPRAVNENI
USERNAME
PASS
ODBORNOST
VARSYMB
P_REGISTRACEID_PACIENTA
DATUM_REGISTRACE
ID_REGISTRUJICIHO
FK_REGISTRUJICI_LEKAR
PACIENTIID_PACIENTA
JMENO
PRIJMENI
TITUL
RC
FOTO
FOTO_FULL
ZP
CELEJMENO
FK_REGISTRACE_PACIENTU
ZAZNAMY *ID_ZAZNAMU
DRUH_ZAZNAMU
DATUM_ZAZNAMU
ID_AUTORA
ID_PACIENTA
PARAMETRY
TAG
SYNC
UPRAVENY_ZAZNAM
NAVAZUJICI_ZAZNAM
PUVODNI_ZAZNAM
TIMESTAMP
HASH
FK_ZAZNAMY_PACIENTI
FK_ZAZNAMY_AUTORI
Z_HODNOTYID_HODNOTY
ID_ZAZNAMU
ID_SUBZAZNAMU
ID_UDAJE
PARAMETR
TEXT_VALUE
INT_VALUE
DECIMAL_VALUE
DATETIME_VALUE
STAMP
CHECKSUM
HASH
FK_Z_HODNOTY
FK_ZAZNAMY_UPRAVY
FK_ZAZNAMY_NAVAZUJICI
FK_ZAZNAMY_PUVODNI
FK_Z_PODPISY_ZAZNAMY
Z_PODPISYID_ZAZNAMU
PODPIS
TIMESTAMP
B i o D a t G r o u p
Výběr platformy pro realizaci
Správa značného množství informací relační databázový systém
Využití prostředků jednoho výrobce s širokou vlastní i komunitní podporou
Využití předchozích programátorských zkušeností
B i o D a t G r o u p
Využité prostředky v případové studii
MS SQL Server Express 2005
MS .NET Framework 3.5
MS Visual Studio 2008 + C#2008
B i o D a t G r o u p
Systém z pohledu uživatele
Na jednom počítači běžící server
Každý uživatel na svém počítači provozuje klientský program, který prostřednictvím lokální sítě (případně VPN) komunikuje se serverem. Většina příkazů uživatele je prostřednictvím požadavků na server okamžitě prováděna.
B i o D a t G r o u p
Příklad řešení uživatelského rozhraní
B i o D a t G r o u p
Uživatelské rozhraní – diář, kalendář
Možnost zobrazení aktivit a plánovaných vyšetření pro jednotlivé pacienty
B i o D a t G r o u p
Uživatelské rozhraní – příklady jednotlivých formulářů
Číselník lékůTextové pole v záznamu pacientaInformace k vyšetření pacienta pro prodloužení platnosti řidičského průkazu
B i o D a t G r o u p
Zhodnocení případové studie
Pečlivá počáteční analýza ušetří v pozdější době mnoho úsilí a nákladů, chyby v ní mohou celý projekt zmařit
Sebelepší analýza nezamezí pozdějším úpravám základního návrhu
Nutnost – modulární architektura – snáze rozšiřitelná
Dobře definované formáty vstupů a výstupů
Nelze řešit jako „one-man show“ – nutná týmová práce – budoucí udržitelnost provozovaného systému
Údržba a aktualizace – náročné činnosti
Otázka hardwarového vybavení ZZ (často problematické – např. tiskárny)
Rozdílná úroveň počítačové zdatnosti uživatelů
