Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий ,

механики и оптики»

Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии

по учебно-исследовательской работе за 8 семестр

Информационные технологии в современной медицине

Руководитель:

Введение. 3

Современные цифровые устройства для медицинской диагностики. 3

Медицинские цифровые устройства. 3

Направления развития медицинской диагностики. 5

Технологии хранения и обработки данных. 7

Хранение и передача данных. 7

Развитие информационных технологий в медицине. 9

Заключение. 12

Список используемой литературы.. 12

Введение

Жизненный путь каждого человека в той или иной степени пересекается с областью медицины, но образ медицинского работника и медицины в целом в последнее время претерпевает сильные изменения, и происходит это во многом благодаря развитию информационных технологий (ИТ). Компьютер все чаще используется в различных областях здравоохранения, и порой не просто удобен, а необходим. Благодаря развитию информационных технологий медицина приобретает сегодня совершенно новые черты.

Наиболее яркими и многочисленными представителями медицинской компьютеризированной техники являются различного рода установки лучевой диагностики , производством которых занимаются довольно известные в мире ИТ-компании: General Electric, Hewlett-Packard, Olympus, Philips, Siemens, Toshiba, LG и другие.

Накопление и систематизация данных исследований, точная настройка параметров (глубины окна, ширины и пр.) исследуемой области, расчет в реальном времени различных параметров участка тела (линейные размеры, объем, плотность) и сравнение их с нормальными показателями – эти возможности программного обеспечения сразу избавляют врача от значительного объема рутинной работы. Цифровая медицинская техника позволяет получить лишь серию срезов изображений участков тела на определенной глубине, что дает представление об объекте в целом, но не обладает достаточной наглядностью. Вместе с тем, алгоритмы постобработки современной диагностической установки позволяет легко получить изображение исследуемого участка тела в нужном масштабе и ракурсе, построить трехмерную реконструкцию тела пациента, что ускоряет постановку диагноза.

Данная работа направлена на исследование возможностей современных информационных технологий в повышении качества и точности медицинской диагностики. Задачами работы являются анализ особенностей применения информационных технологий в различных областях медицины, оценка возможностей и перспектив развития цифровой медицинской техники, алгоритмов постобработки результатов измерений.

Современные цифровые устройства для медицинской диагностики

Медицинские цифровые устройства

Долгое время основным недостатком магнитно-резонансной томографии (МРТ) считалась меньшая скорость получения изображения уступает по сравнению с компьютерной томографией (КТ). Это являлось до последнего времени препятствием к широкому использованию метода для исследований движущихся органов, что особенно критично в области кардиоисследований. Поэтому совершенствование МРТ нацелено в первую очередь на повышение скорости. Одно из решений заключается в повышении эффективности градиентных систем. Барьер на этом пути ставят как физиологические ограничения (нагрев тканей и нейростимуляция), так и значительное удорожание аппарата. Одной из перспектив развития в данном направлении является использование движения стола, как в случае КТ. Другой путь решения, названный параллельной МРТ, состоит в применении нескольких синхронизированных катушек, что будет более экономически выгодно и более перспективно, по сравнению с модернизацией градиентной системы.

Новейшие МР томографы, уже появившиеся на рынке, отличаются высокой степенью открытости магнита. Это открывает широкие возможности манипуляций внутри магнита, в том числе хирургических операций. Интервенционная МРТ уже доказала состоятельность для малоинвазивных манипуляций, таких как биопсия , прицельное введение лекарств и электродов. Несомненно, метод превосходит по точности стандартные стереотаксические процедуры.

Высокие затраты на криогенное охлаждение стимулировало повышение индукции постоянных магнитов и разработку условно тёплых сверхпроводящих соленоидов.

Одним из возможных направлений может стать создание профильных МР томографов. Широкое распространение получили аппараты для исследования суставов, разработаываются кардиологические МРТ. Такие системы должны иметь индукцию не менее 1,5 Тл, короткий магнит, что обеспечит небольшое поле видения, очень сильные градиенты и оптимальную для быстрого сбора данных конструкцию принимающих РЧ-катушек.

К базовым физическим свойствам явления магнитного резонанса относится высокая чувствительность к температуре исследуемой ткани. Температурные МР-карты тела научились строить давно, но они не находили широкого применения. Сейчас стало ясно, что определение температуры в глубине тканей с помощью МРТ является идеальным способом её контроля в ходе лечения онкологических пациентов локальной гипертермией. Изучается возможность температурного МР контроля трансгенной экспрессии с проводниками, чувствительными к нагреву.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) становится важным компонентом диагностики в онкологии. С помощью фтор-18 дезоксиглюкозы (ФДГ) с высокой степенью чуствительности и специфичности ПЭТ выявляется гиперметаболизм глюкозы в опухолевой ткани. На этом основании ПЭТ позволяет дифференцировать доброкачественные и злокачественные одиночные узлы в лёгких. Уже сегодня ПЭТ с ФДГ может считаться самым точным неинвазивным методом стадирования немелкоклеточного рака лёгкого, выявления лимфоузлов и отдалённых метастазов. ПЭТ даёт возможность отличать рецидив опухоли от рубцовой ткани и кажется перспективным для определения реакции опухолевой ткани на адъювантную химиотерапию. При опухолях с высоким уровнем метаболизма ПЭТ позволяет прослеживать динамику опухолевых узлов в ходе лечения, в частности дифференцировать опухолевую ткань от фиброза и некроза.

ПЭТ всё чаще комбинируется с методами, хорошо отражающими анатомию, такими как КТ и МРТ. Применительно к грудной клетке задача это непростая, так как изображения получают в разных условиях: ПЭТ занимает относительно длительное время, пациент дышит обычным образом, в то время как КТ выполняется на глубоком вдохе. Простое по-воксельное наложение приводит к ошибкам. Разработаны более сложные математические алгоритмы, однако практическое их внедрение требует затрат на современное компьютерное оборудование и программное обеспечение. Альтернативой ретроспективному наложению ПЭТ и КТ является внедрение гибридных аппаратов. Однако пропускная способность ПЭТ существенно уступает КТ, что делает использование гибридных аппаратов слишком дорогостоящим.

Современные аппараты, включая рентгеновские, дают изображения в цифровом виде, что даёт возможности новой организации отделений лучевой диагностики и их интеграции в больничную компьютерную сеть. Несмотря на большие первичные затраты, системы архивации и передачи изображений (PACS) быстро внедряются в жизнь больниц развитых стран. Выгода очевидна: свободный и быстрый доступ клиницистов к изображениям экономит время, упрощает обсуждение сложных случаев, снижаются затраты на архивацию и исключается утрата плёнок. При этом результаты исследований на аналоговых рентгеновских оцифровываются с помощью специальных сканеров и размещаются в общей цифровой базе больницы.

Компьютерная обработка изображений открывает ещё одну перспективу – автоматическое выявление и анализ. Работы в этом направлении активно ведутся, особенно по маммографическому скринингу. Сейчас компьютерное считывание ещё слишком дорого, а надёжность очень зависит от алгоритмов. Тем не менее, распознавание образов в медицинской диагностике является одним из направлений развития информационных технологий.

Таким образом, развитие лучевой диагностики заключается в разработке методов, основанных на неизвестных или неиспользуемых сейчас физических принципах или цифровой постобработке результатов исследований. Рассмотрим основные перспективы развития в данной области.

Направления развития медицинской диагностики

Ведущим методом диагностики патологий головного мозга признаётся МРТ. Помимо структурных изменений МРТ позволяет выявлять и некоторые нарушения функции. Например, при острых ишемических инсультах терапевтический интервал длится всего несколько часов, что диктует необходимость скорейшего обнаружения и локализации ишемии. С этой задачей можно справиться, применяя метод визуализации диффузии (DWI). На диффузионных МРТ отёк виден уже в первые минуты ишемии. Для изучения диффузии требуется небольшая доработка томографа. Гемодинамику в ишемизированных тканях удаётся проследить методом перфузии (PWI), которая измеряет продвижение контрастирующего вещества по тканям мозга.

Отдельным направлением является изучение активности коры головного мозга с помощью функциональной МРТ (ФМРТ) и ПЭТ. Опыт ФМРТ насчитывает больше 10 лет, за которые он пережил и взлеты, и резкую критику. Активация участка коры в ответ на стимуляцию связана с увеличением поглощения кислорода, что может быть зафиксировано с помощью специальных импульсных последовательностей. В качестве стимула пробовали не только зрительные и двигательные возбудители, но и сложные семантические и даже экстрасенсорные. Дальнейший прогресс в ФМРТ сильно зависит от увеличения силы градиентов. Уже показано, что ФМРТ выполнима даже в ходе операционного вмешательства. ФМРТ в реальном времени позволит избежать хирургического повреждения жизненноважных участков коры.

Ещё одним интересным направлением является МР спектроскопия (МРС). Прогресс в этой области долго сдерживался недостаточно высоким для этих целей отношением сигнал-шум в поле 1,5 Тл и ниже. Поскольку теперь разрешены к клиническому применению аппараты с магнитной индукцией до 4 Тл, внедрение МРС в жизнь становится более реалистичным, хотя и очень дорогостоящим. Сильные градиенты и турбо-метод ускорили получение спектральных линий и сделали результат надёжнее. Применительно к мозгу МРС по резонансной частоте водорода позволяет определять изменения соотношения метаболитов. Так, повышенный уровень холина служит индикатором опухолевого роста, а лактата - некроза. ПЭТ также фиксирует высокую опухолевую активность, но на основе гиперметаболизма глюкозы (исследование с ФДГ), или наоборот низкую, на основе гипометаболизма глюкозы. Переоценить значение оценки метаболизма ткани трудно. Обычная томография не позволяет отличать опухолевую ткань от послеоперационного рубца, или достоверно разделять опухоли мозга по градациям.

Визуализация сосудов заметно продвинулась за последние несколько лет. Ангиография, пусть даже дигитальная субтракционная, всё-равно метод инвазивный и сопровождающийся риском осложнений. И ультразвук, и КТ, и МРТ предлагают альтернативу, со своими достоинствами и недостатками. Наряду с МРТ и КТ существуют и другие методы получения информации, например, УЗИ, МРА, КТА.

УЗ диагностика сосудов осуществляется в реальном времени, отображая не только просвет сосуда, но и его стенки, морфологию атеросклеротической бляшки и, что наиболее важно, даёт показатели кровотока. Главными недостатками УЗ сосудов до последнего времени были зависимость от навыков пользователя, недостаточно большое поле видения и ограниченное пространственное разрешение. Новейшие датчики дают больший охват зоны интереса, а компьютер запоминает кадры при перемещении вдоль сосуда, что позволяет реконструировать их в 3D изображение. Современные УЗ аппараты включают автоматическую оптимизацию допплерного режима, что существенно уменьшает влияние умения оператора на результат исследования. Принципиально изменились возможности УЗ в изучении мелких сосудов, особенно с использованием контрастирующих веществ. Стали доступными визуализации сосуды диаметром вплоть до 40 микрон, например внутриопухолевые. УЗ уже стал скрининговым стандартом сонных артерий, обеспечивая точностью выявления стеноза около 95%, при минимальных затратах и за короткое время. В целом значение УЗ диагностики патологий периферических артерий постепенно снижается с наступлением томографических методик. В то же время трудно переоценить роль метода в выявлении заболеваний вен. По-видимому, тромбоз глубоких вен и варикозное расширение вен нижних конечностей ещё долго останутся главной областью применения сосудистого УЗ.

За последние годы существенно повысилось качество МР ангиографии (МРА). Стандартная 3D Time of Flight (TOF) методика давно себя зарекомендовала как надёжный метод визуализации сосудов Виллизиева круга, однако в диагностике патологий других сосудов МРА до сих пор уступала рентгеноконтрастной ангиографии. С увеличением скорости сбора данных и применением матриц с высоким разрешением поле видения МРА расширилось вплоть до 400 мм, что позволило выполнять МРА всего тела. Сверхбыстрые градиентные 3D последовательности в сочетании с контрастированием показали себя очень точными для изучения сонных артерий, аорты, сосудов таза и конечностей. К сожалению, динамическое контрастирование плохо подходит для рутинной практики ввиду сложности выполнения и дороговизны. Прорыв ожидается в разработке новых контрастирующих веществ, длительно циркулирующих в сосудистом русле.

КТ ангиография (КТА) в ряде случаев может быть конкурентом МРА. Это относится, в первую очередь, к диагностике эмболий лёгочных артерий. Многосрезовая технология КТ, новые контрастные вещества и возможности 3D реконструкций вероятно расширят применение КТА.

Долгое время цифровая субтракционная коронарография была золотым стандартом . Вскоре метод дополнился внутрисосудистыми ультразвуковыми исследованиями, дающими возможность оценить морфологию бляшки. Однако оба метода инвазивны, к тому же внутрисосудистый УЗ имеет невысокое пространственное разрешение. Сегодня очевидно, что качество отображения коронарных сосудов с помощью МРА и многосрезовой КТА не уступает классической рентгеноконтрастной коронарографии. Неоднократно сообщалось о хороших возможностях МРА и КТА в оценке морфологии бляшек.

Значительный прогресс наметился в области кардиовизуализации. Эхокардиография и радионуклидная диагностика вскоре вероятно будут потеснены компьютерными томографическими методами. МРТ с помощью сверхбыстрых импульсных последовательностей в сочетании с передовой техникой позволяет получать изображение всех фаз сердечного цикла при однократной задержке дыхания. Это привело к тому, что стали доступны исследования состояния и функции миокарда: перфузия и её резерв, стресс тест с добутамином, коронарный резерв. Изучение перфузии с МР контрастирующим веществом отчётливо коррелирует с миокардиальной перфузией, определяемой УЗИ с микросферами. Поскольку в течение каждого сердечного сокращения можно получить несколько МР срезов, то удаётся отобразить перфузию всего миокарда одномоментно.

Диагностика рака молочной железы (РМЖ) уже на протяжении нескольких лет едва ли не самая популярная тема дискуссий. Маммографический скрининг РМЖ стал нормой жизни в европейских странах. Однако на точность маммографии влияет плотность паренхимы и в ряде случаев она неприемлема. УЗ хорошо дополняет маммографию в плане установления морфологических критериев доброкачественности. МРТ с контрастированием служит методом выбора второго эшелона. Единственным недостатком МРТ является недостаточная чувствительность при некоторых заболеваниях. Более отдалённой перспективой кажется применение ПЭТ, которая очень точна в дифференцировке доброкачественных и злокачественных узлов, но пока не столь доступна. При осложнённых имплантатах и при подозрении на опухоль на фоне имплантата МРТ может рассматриваться как оптимальный метод.

В большинстве случаев исследование внутренних органов не требует особо совершенной техники. УЗ и КТ, как правило, обеспечивают надёжным диагнозом. Вместе с тем, прогресс коснулся и этой области. Диагностическая ретроградная холангиопанкреатография (РХПГ), в т. ч. эндоскопическая, очевидно скоро останется в прошлом. МР ХПГ абсолютно неинвазивна и безвредна, сравнительно легко выполнима, нет необходимости в премедикации и контрастных веществах, не связана с техническими доработками аппарата. Точность МР диагностики всех патологий панкреатобилиарной системы не уступает, а иногда и превосходит РХПГ. По-видимому, последняя останется только как интервенционный метод для установки стентов.

Обращает на себя внимание сближение точности методов визуализации в диагностике целого ряда патологий. Это заставляет по-новому переосмыслять диагностические алгоритмы. На первый план в такой ситуации выходят экономическая целесообразность, ограничения и побочные эффекты.

Значительный прогресс отмечается в дальнейшем совершенствовании технологии МРТ. Кроме того, предложены варианты методики (Siemens), создающие условия для одномоментного исследования большинства отделов организма. Отмечается преимущество и существенные достижения в использовании аппаратов с мощным магнитным полем (1,5 Тл и более) и значительный прогресс в области МРС. К сожалению, сохраняется высокая стоимость данного оборудования.

DICOM 3.0 (протокол связи, версии 1 и 2, 1995 г.) представляет компьютеризированную систему, обеспечивающую перевод аналогового изображения в цифровое в стандартном формате. Большинством ведущих мировых производителей современного рентгеновского оборудования в настоящее время предусмотрены специальные опции по обеспечению соответствия диагностических аппаратов протоколу стандарта DICOM 3.0. Данная система выполняет функцию эффективной стандартизации самой разнообразной медицинской графической информации с возможностью её передачи по линиям связи для интерпретации различными пользователями (консультантами).

Следует иметь в виду, что дистанционная передача графических изображений, возможна лишь между учреждениями, где отделения лучевой диагностики оснащены DICOM-автоматизированными рабочими местами и, соответственно, где между участниками телеконсультаций оформлены правовые нормативные акты. Иными словами, телеконсультация возможна там, где сформировано информационное пространство, в котором программа DICOM является преобладающим стандартом для передачи медицинских изображений по линиям связи. Вместе с тем программа не ограничивается только сферой передачи изображений методов лучевой диагностики, но так же может охватывать графическую информацию многих других областей медицины (эндоскопия, стоматология , офтальмология и др.).

Технологии хранения и обработки данных

Хранение и передача данных

В настоящее время в зарубежных странах практически реализованы системы PACS (Picture Archiving and Communication System – архивирование изображения и коммуникационные системы) и DICOM 3,0 (Digital Imaging and Communications in Medicine – цифровое отображение и коммуникации в медицине). Обычно в диагностических кабинетах при исследовании пациентов воспроизводятся изображения по технологии (конфигурации), свойственной только каждому конкретному методу. С помощью программы PACS любые графические изображения подвергаются перекодировке и совместимости и, в результате, становятся пригодными для сохранения в данной компьютерной среде.

PACS-системы для хранения цифровых медицинских изображений обладают целым рядом преимуществ по сравнению с пленочными технологиями.

Во-первых, РАСS обеспечивает всю необходимую работу с цифровыми медицинскими изображениями, повышает скорость и качество диагностики. Поставщиком всех снимков в систему РАСS является цифровое медицинское оборудование . Разнообразное современное оборудование подразделений академии – компьютерный, магниторезонансный томографы, аппараты ультразвуковых, рентгеновских исследований и т. п. – имеет возможность передачи цифровых изображений.

Во-вторых, основным рабочим звеном системы являются диагностические станции врачей-рентгенологов, где проводится обработка и описание рентгенологических исследований. Для доступа лечащих врачей к изображениям в клиниках (естественно, имеющих сеть) используется система Web-доступа. Врачи за обычным компьютером в клиниках, используя стандартный Internet Explorer, получают доступ к снимкам в PACS-архиве и заключениям рентгенологов. Рабочее место врача в системе РАСS в режиме Web-доступа может быть развернуто на любом компьютере и в любом месте, где есть сеть.

Более того, РАСS позволит повысить скорости доступа к изображениям и обеспечить одновременную работу с ними разных специалистов из разных клиник, повысит пропускную способность медицинских аппаратов - будут меньше очереди, улучшит качество диагностики за счет применения специальных цифровых технологий и обеспечит сохранность снимков. Не маловажно будет и снижение расходов на рентгеновскую пленку (например, снимки с "нормой" не всегда надо печатать), да и для печати снимков можно использовать один специальный дорогостоящий аппарат на несколько приборов, включенный в сеть, а не приобретать новые для каждого прибора.

Корректной работы всей системы, необходимо чтобы данные (получаемые с различных диагностических устройств) имели единый формат (DICOM 3.0)

Стандартизация данных в медицине – формат DICOM

Аббревиатура DICOM в переводе означает «цифровые снимки и средства связи в медицине» (Digital Imaging and Communications in Medicine) и является всемирным стандартом обмена данных в медицинских информационных системах . С его помощью осуществляется обмен снимками и данными, создаваемыми различными медицинскими приборами, генерирующими и обрабатывающими изображения и информацию.

Стандарт DICOM в настоящее время является основным медицинским коммуникационным стандартом для передачи изображений . Более того, другие коммуникационные стандарты, например HL7, используют формат стандарта DICOM для передачи изображений. DICOM развивается с 1983 года объединенной группой ACR/NEMA (American College of Radiology/ National Electrical Manufactures Association) . Текущей версией является стандарт DICOM 3.0, базирующийся на модели открытых систем ISO/OSI и маршрутизируемом протоколе TCP/IP . Стандарт имеет технологию для уникальной идентификации любого информационного объекта при сетевом взаимодействии, применяет сжатие изображений по стандарту JPEG. В качестве файловой системы использует FAT (совместимую с DOS версии 4.0 и выше) и поддерживает различные форматы физических носителей: дискеты 1.44М, магнитооптические диски (128М, 650М и 1,2G), CD-R диски. Появившись как корпоративный, DICOM стал стандартом де-факто и встраивается в оборудование (КТ, ЯМР, УЗИ и т. д.) крупнейших производителей радиологического оборудования (PICKER, GE, Siemens, HP, Philips) и большинство систем архивации медицинских изображений. Он поддерживается национальными организациями по стандартам - CEN TC251 в Европе и JIRA в Японии.

Стандарт позволяет решать задачи управления всей диагностической информацией на основе открытой архитектуры.

В докладе представлено 3-х уровневое интеграционное решение на основе стандарта и описаны основные моменты интеграции: ввод, передача, визуализация и архивация. Разработана технология объектно-ориентированного представления в программном обеспечении любого информационного объекта в соответствии с требованиями стандарта. Частично реализовано соответствующее программное обеспечение под DOS на базе стека PC/TCP фирмы FTP Software и Windows 3.1/95 на основе технологии WinSocket. По мнению авторов, DICOM является хорошо проработанным стандартом, на который имеет смысл ориентироваться российским разработчикам, начиная с создания простейших DICOM-конверторов и серверов печати, и постепенно переходя к полноценным DICOM - решениям.

Выделилось в самостоятельное и бурно развивается новое информационное направление «Телерадиология» (ТР), представляющее раздел телемедицины. ТР рассматривается, как современное компьютерное информационное направление, обеспечивающее с помощью системы DICOM 3.0 реальную возможность передачи по линиям связи цифрового изображения. Следует иметь в виду, что прогресс в области цифровых систем и возросшие скорости передачи объемной графической информации существенно расширили возможности данной компьютеризированной среды в отношении диапазона и количества пересылаемых материалов.

Следует иметь в виду, что дистанционная передача графических изображений, возможна лишь между учреждениями, где отделения лучевой диагностики оснащены DICOM-автоматизированными рабочими местами и, соответственно, где между участниками телеконсультаций оформлены правовые нормативные акты . Иными словами, телеконсультация возможна там, где сформировано информационное пространство, в котором программа DICOM является преобладающим стандартом для передачи медицинских изображений по линиям связи. Вместе с тем программа не ограничивается только сферой передачи изображений методов лучевой диагностики, но так же может охватывать графическую информацию многих других областей медицины (эндоскопия, стоматология, офтальмология, дерматология , картина гистологических препаратов и др.).

Важным преимуществом системы является ее прямая связь с цифровым сканирующим флюорографом «ПроСкан-2000» производства фирмы «Рентгенпром». С помощью программы «ПроСкан» можно просматривать цифровые рентгенологичекие снимки и заносить их в базу данных РИС. Ее совместимость с общепринятым стандартом DICOM 3.0 дает возможность включать в РИС изображения, полученные и на других медицинских аппаратах. На этом же стенде впервые демонстрировалось подготовленное к внедрению АРМ врача кабинета ультразвуковой диагностики, которое можно использовать автономно либо в составе РИС «Ариадна».

Программное обеспечение "ПроСкан" соответствует международному протоколу DICOM-3.0, включая последние изменения стандарта 2003 года. В программе реализованы следующие средства поддержки DICOM-3.0:

1) Импорт/экспорт снимков в DICOM-файлы как со сжатием информации (с потерей и без потери качества, включая использование JPEG2000), так и без сжатия.

2) Печать на любой DICOM-совместимый принтер (например, AGFA DryStar 2000, DryStar 3000, SONY UP-DF500) или DICOM принт-сервер.

3) Выполнение DICOM-функций C-Store, C-Move (SCU) - автоматическая передача по компьютерной сети снимков на "внешний" DICOM-сервер, входящий в состав рентгенологической информационной системы или системы архивации и передачи изображений (PACS) данного ЛПУ. Именно поддержка ПО "ПроСкан" стандарта DICOM на таком уровне позволяет нам утверждать, что флюорограф ПроСкан-7000

4) Можно интегрировать в любую современную медицинскую информационную систему.

Развитие информационных технологий в медицине

Моделирование оперативного вмешательства

Комплекс, позволяющий выполнять 3D-моделирование, обычно состоит из сканирующей аппаратуры и компьютерной рабочей станции со специальным ПО, собственно выполняющим моделирование (примером такой техники являются Marconi SeleCT SP, Philips CT Aura и рабочие станции Siemens MagicView).

Но визуализация данных - это только часть задач, которые можно поручить вычислительным машинам. Точность выполняемых ими операций позволяет использовать их также в роли наблюдателей и координаторов.

В Институте хирургии им. РАМН разработана и уже активно действует технология моделирования операционного вмешательства на внутренних органах на стадии дооперационной диагностической оценки степени их поражения, позволяющая дифференцировать признаки и детали, которые дают возможность составить и проверить хирургу предоперационную концепцию не только в отношении характера патологических изменений, но и в отношении способа, объема и наиболее вероятных опасностей предстоящей операции. Технология прошла клинические испытания и показала себя очень высоко, как фактор, способствующий значительному снижению рисков, связанных с оперативным вмешательством.

На сегодняшний момент в медицине остро существует проблема более точного способа диагностирования патологического процесса внутренних органов (особенно при оценке сосудистой сети органа) для планирования тактики и определения объема оперативного вмешательства.

Там же разработали технологию, дающую возможность выработки тактики хирургического вмешательства на этапе диагностической оценки поражения паренхимы внутренних органов путем проведения виртуальной хирургической операции на построенной трехмерной реконструкции внутренних органов различных объемов без пропуска изображений на мониторе рабочей станции.

Пространственное визуальное восприятие патологического процесса и взаимосвязанность его с окружающими тканями и сосудами позволяют, в соответствии с особенностями распространения очага, произвести выбор адекватной тактики при помощи специальных компьютерных программ и соблюдении определенных условий проведения спиральной компьютерной томографии - СКТ-исследования. Для получения трехмерной реконструкции (3D) интересующего объекта или органа важно получение четких аксиальных срезов изображения, которое зависит от градиента плотности изображения на фоне окружающих тканей. Так, за счет естественной разницы плотности хорошо визуализируются дополнительные мягкотканые образования на фоне неизменной легочной ткани, а также скелет на фоне мягких тканей.

Работа хирурга с программами заключается в следующем:

1.Выбирается область исследования, которая будет использована для построения.

2. Поперечные изображения последовательно вызываются на экран компьютера, из этих изображений выбирается то, на котором зона интереса имеет самые четкие очертания и детально выявляется.

3.По этим изображениям подбирают уровень используемой плотности. Каждому значению плотности на срезе закрепляют соответствующий цвет.

4.Эти данные вводят в память компьютера, после чего начинают само построение.

Специальная "Ангио-программа" или программа реконструкции "высоких плотностей" позволяет построить пространственное изображение костей, образования в легких, внутреннюю поверхность органа, используя естественный градиент плотности. Эту программу удобно использовать для построения сосудов. При необходимости программы можно совместить, что позволит получить изображения образований в соотношении с сосудами; ширину аневризматического мешка, просвет аорты в тромбированных аневризмах; толщину стенки и просвет желудка или кишки при их опухолевом поражении.

Программное обеспечение рабочей станции Easy Vision позволяет реконструировать изображения по очень низкой плотности - воздуху. Заполнив полый орган воздухом, подбирают шкалу плотности, которая позволит вычленить из сканов только участки, содержащие воздух.

Помимо перечисленных программ в новой технологии используется программа совмещения полученных изображений. Она позволяет путем наложения друг на друга и подбора цветовой гаммы, яркости, фона и контрастности совмещать как аксиальные срезы с 3D-реконcтрукцией, так и 3D-реконструкции между собой. Таким образом, совместив поперечный скан с 3D-реконструкцией, например сечение печени с метастазами и реконструкцию метастазов, сосудов, и подобрав необходимый фон и яркость, получают объемное изображение, как бы просвечивающее сквозь поперечный срез. При этом хорошо видно совмещение зон интереса.

При совмещении двух 3D-изображений, например костей и мягких тканей, можно получить поверхностную реконструкцию тела. Подобрав необходимые параметры цвета, фона и яркости, можно увидеть просвечивающие кости скелета сквозь наружные слои мягких тканей. Эта же программа позволяет выделить 3D-реконструкции, частично убирая совмещенные с ними сканы, либо другую 3D-реконструкцию. При этом получают отдельные части объемного изображения зоны интереса, совмещенные с поперечным сканом.

Таким образом, клиницист-хирург, визуально наблюдая отдельные области тела, имеет возможность моделировать оперативное вмешательство на органах путем иссечения на экране патологического очага, визуально оценить и предвидеть наиболее вероятные опасности предстоящей операции. Технология прошла клинические испытания и показала себя очень высоко, как фактор, способствующий значительному снижению рисков, связанных с оперативным вмешательством.

Ультразвуковые и рентгеновские методы

Ультразвуковая диагностика благодаря хорошей информативности, быстроте и дешевизне, давно рассматривается как идеальный скрининг патологий внутренних органов, ведущий метод в акушерстве и простейший метод оценки кровотока. Этот имидж меняется в эру цифровых изображений. УЗ приборы больше уже не простые и не дешёвые. Основным техническим достижением стала разработка и быстрое внедрение в практику 3D метода. Датчики собирают информацию одновременно в разных плоскостях, которая затем обрабатывается рабочей станцией с построением объёмной картинки. По сравнению с классическим 2D УЗ новый метод даёт большую детализацию и точные измерения. Вероятно, 3D не расширит области применения УЗД, но существенно изменит точность исследований и их представление. Это уже демонстрировалось на примерах ранней диагностики пороков развития плода.

Разработка новых УЗ датчиков идёт также в направлении интервенционного применения. Размеры позволяют поместить датчик в коронарные артерии и полостные органы.

На смену спиральным компьютерным томографам приходит новая генерация - многосрезовые (МСКТ). Хотя метод не несёт в себе принципиально нового качества изображения, ожидается, что он сыграет революционизирующую роль в компьютерной томографии. В первую очередь это связано с высокой скоростью томографии, сопоставимой с электронно-лучевой КТ. Появляются новые и совершенствуются уже апробированные возможности: кардиосинхронизация с ретроспективной реконструкцией по фазам сердечного цикла, 3D реконструкция тонких срезов, высококачественная КТ ангиография. Томографию всей грудной клетки можно выполнить на одной задержке дыхания, что не только повышает пропускную способность и снижает лучевую нагрузку, но и даёт изображения с высоким разрешением. Высокая скорость получения тонких срезов дала возможность представления изображения в новом виде - виртуальном 3D. Виртуальная эндоскопия внешне напоминает волоконно-оптическую, но основана на рентгеновском принципе и поэтому несёт в себе отличную информацию. 3D реконструкция позволяет также представить срезы внутренних органов, что облегчает хирургам планирование операционного доступа.

Заключение

Информационные технологии довольно активно внедряются в различные области медицины, становясь мощным инструментом в руках врачей, постепенно становясь платформой, на которой пересекаются традиционная и нетрадиционная медицина. Роль ИТ в медицине сегодня настолько же разнопланова, насколько разнообразна сама медицина, и уже можно с уверенностью сказать: ИТ не просто дополняют медицину, они выводят ее на новый уровень, как для врачей, так и для их пациентов.

Дальнейшее совершенствование медицинской диагностики заключается в развитии методов и средств обработки результатов исследований, и в повышении информативности данных, посредством совмещения результатов исследований, полученных на различных диагностических установок, что возможно благодаря внедрению единого стандарта данных DICOM.

Список используемой литературы

1. Емелин электронного обмена медицинскими изображениями DICOM // Компьютерные технологии в медицине. – 2003. – №3.

2. Телемедицина. Новые информационные технологии на пороге XXI века // Под редакцией проф. и проф. . – СПб: 1998.

3. American College of Radiology, National Electrical Manufacturers Association, "ACR-NEMA Digital Imaging and Communications Standard: Version 2.0", NEMA // Standards Publication No. , Washington, DC, 1988.

4. American College of Radiology, National Electrical Manufacturers Association, "Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM): Version 3.0", Draft Standard, ACR-NEMA Committee, Working Group VI, Washington, DC, 1993.

5. Dicom 3.0. Telemedicine. Teleradiology // Telemedicine Glossary of concepts, standards, technologies and users. 4th Edition. Fifteen years of European Commission support for research in telemedicine. 2002 Working Document. p.171-174, 580-584, 587.

6. Berland LL, Smith JK. Multidetector-array CT: once again, technology creates new opportunities // Radiology 1998;209:327-329.

7. Brenner DJ, Elliston CD, Hall EJ, et al. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT // AJR 2001;176:289-296.

8. Brant-Zawadzki M. CT screening: why do I do it? // AJR 2002;179:319-326.

9. Donnelly LF, Emery KH, Brody AS, et al. Minimizing radiation dose for pediatric body applications of single-detector helical CT // AJR 2001;176:303-306.

10. Frush DP, Applegate puted tomography and radiation: understanding the issues // J Am Coll Radiol. In press, September 2003.

11. Haversen P. A., Kristiansen I. S. Teleradiology in Medicine // BMJ, 1996, 312, p.

12. Linton OW, Mettler FA. National conference on dose reduction in computed tomography, emphasis on pediatrics // AJR 2003;181:321-329.

13. Paterson A, Frush DP, Donnelly LF. Helical CT of the body: are settings adjusted for pediatric patients? // AJR 2001;176:297-301.

14. Rogers LF. Helical CT: the revolution in imaging // AJR 2003;180:883-884.

15. Schillebeeckx J. Hospital pursues filmless, paperless environment // Europacs. 2002 conference reporter. A supplement to «Diagnostic Imaging Europe». December 2002. p.14-16

16. Sternberg S. CT scans in children linked to cancer later // USA Today. January 22, 2001:1.

17. Teleradiology - To discuss Finnish situation and European guidelines on teleradiology // Материалы ежегодного заседания Исполнительного комитета Европейской Ассоциации Радиологов - ECR. 9 марта 2003 г. Вена, Австрия.

18. Тарутин контроль медицинского рентгенодиагностического облучения пациентов // Материалы междунар. конф. лучевых диагностов «Лучевая диагностика – проблемы обновления и модернизации материально-технической базы и технологий». Минск, 1997, с.35-39.

19. Тюрин томография органов грудной полости // СПб: 2003.

Даниэл Крафт - врач, который имеет достаточно знаний в IT, чтобы объяснить, что именно требуется от технологий для развития сферы. Сейчас он преследует две цели:

• Рассказать о технологиях завтрашнего дня, которые уже можно пощупать.
• И замотивировать IT-сообщество и бизнес-сообщество работать в данном направлении.

Проще говоря, он подсказывает, что именно на пересечении сфер будет пользоваться коммерческим успехом , что может послужить отличной базой для стартапов и крупных проектов.

Ниже - короткое интервью, которое мы взяли до лекции, чтобы можно было сориентироваться в том, о чём он будет рассказывать. Среди прочего он упоминает о медицине для мобильных устройств, уже почти реальной 3D-печати органов и социальных медицинских сетях.

Здравствуйте, Дэниэл. Расскажите, пожалуйста, немного о себе, чтобы читатели Хабра поняли, чем именно вы занимаетесь.
- Коротко: председатель руководства медицинского направления в университете Сингулярности,
исполнительный директор факультета FutureMed в университете Сингулярности, основатель и CEO компании IntelliMedicine. Больше данных есть в моей биографии (прим.: там говорится о 20 годах клинической практики и впечатляющем образовании) .

- Что, по вашему мнению, нового будет внедрено в медицине в ближайшие 2-3 года?
- Во-первых, персонализированная медицина: выбор методов лечения и препаратов основан на индивидуальных особенностях пациента. Во-вторых, ожидается быстрый рост информационной базы - это даёт возможность анализировать большие объемы информации (от отдельных пациентов + краудсорс-источников для выявления взаимосвязей). Один из примеров - снижение стоимости и доступность генетических исследований для населения в целом, что приведет к резкому увеличению количества практической информации и к серьёзным прорывам в медицине. В-третьих, удаленная медицина: роботы телеприсутствия, удаленные хирургические роботы, приложения для диагностирования (например, ScinScan). Это позволит медицине развитых стран стать доступной для удаленных уголков планеты. В-четвёртых, искусственный интеллект (обратите внимание на IBM Watson и фокус разработчиков на медицине как на первичном рынке). В-пятых, молекулярная и генетическая терапия для предотвращения и лечения болезней.

Ок, звучит впечатляюще. А какие горячие новинки последнего времени, уже использующие в реальности, вы можете назвать?
- Приложения для Айфона и Айпада для диагностики (30% докторов в США используют айпады в своей работе), хирургические роботы, назначения препаратов, основанные на генетических особенностях (например, варфарин, разжижающий кровь), визуализация, ручные ультразвуковые аппараты, облачные электронные медицинские базы данных (EMR).

Сам доктор

- Считаете ли вы, что устройства для автоматизации постановки диагноза по симптомам нужны врачам?
- Я полагаю, что использование искусственного интеллекта, умных систем для интеграции симптомов пациентов, истории болезни, геномики и другой информации станет широко использоваться, в особенности для обеспечения здравоохранения в регионах с ограниченным медицинским персоналом.
Обратите внимание на анонсирование Qualcomm Tricorder Xprize (Крафт является одним из консультантов проекта) .

Тут сразу вспоминается гомеоскоп и компаратор Корсакова - механические экспертные системы родом из девятнадцатого века, которые доктор Корсаков планировал использовать для передачи в сельские больницы, чтобы местные врачи использовали эти машины для постановки диагнозов по симптомам.

Может ли машина помогать врачу там, где это нужно - например, в больницах с отсутствием профильных профессионалов, в экспедициях, военных полевых госпиталях и так далее?
- Безусловно. Телеприсутственные роботы и приложения частично обеспечат эти потребности. Аппараты становятся все меньше, легче для транспортировки (портативные ультразвуковые машины, например).

- На что похож врач будущего? Это человек, умеющий зашить рану в поле или программист/специалист по железу?
- И то и другое. С развитием искусственного интеллекта медицинское поле будет более доступно для технарей. С роботами доктора смогут посещать пациентов удаленно, даже делать медицинский осмотр.

Насколько, по-вашему, пациенты готовы расшаривать данные о своём состоянии здоровья? Будет ли эта информация в будущем доступна в соцсетях?
- Социальные сети уже присутствуют в медицине. Такие компании как Patients Like Me и Crohnology позволяют пациентам общаться со своими “коллегами по здоровью”. Пациенты становятся более вовлеченными в процесс сохранения здоровья, возрастает интерес к общению с себе подобными, выяснению возможных способов устранения собственных проблем через анализ существующих. Пациенты все больше и больше становятся частью лечения. Сегодня вы можете публиковать свой вес в Твиттере, отправлять отслеживаемую информацию в Интернет и загружать фото на Фейсбук для постановки диагноза. Например, есть история с диагнозом, который поставила подруга матери ребенка по фотографии, опубликованной на Фейсбуке. Это спасло ребенку жизнь.

- Насколько востребованы персонализированные лекарства для пациентов?
- Сегодня люди в общем и целом стремятся к персонализрованному подходу во всем (не только в медицине). Большинство пациентов хотят начать лечение с лекарства, которое подходит именно им, а не “работает для большинства пациентов”, постоянно “настраивая” его для оптимизации дозы. Это экономит время, деньги и работает значительно эффективнее. Пациенты начинают это осознавать.

Какие проблемы медицины, порождённые инновациями, вы видите в будущем? Например, 3D-печать органов может означать рост популярности курения (захотел - сменил лёгкие) и так далее.
- Меньше общения один на один с пациентом. Сложнее дать пациенту понять, что ты заботишься о нем, понимаешь его проблемы, сопереживаешь, когда ты далеко от него, нежели, если традиционным способом он находится в одном с тобой помещении.

Можете ли вы подробно рассказать о наиболее впечатлившей вас технологии, которая находится уже на грани воплощения?
- 3D-печать органов или их частей. Подробнее на organovo.com.

- Что вы ждёте от лекции в России?
- Познакомить аудиторию с последними разработками в области медицины, вдохновить на работу, которая сможет повлиять на развитие медицины для их собственного здоровья, здоровья их семей и всего мира в целом.

Вечером в ближайшую среду 18-го в Москве будет лекция доктора Крафта (вот событие на Хабре). На лекции он вкратце расскажет о дружбе IT и медицины, а потом ответит на вопросы присутствующих. После лекции, как обычно, будет выложено видео на двух языках. Лекция читается на английском, у всех присутствующих есть доступ к синхронному переводу на русский и наоборот (для вопросов). Лекция проходит в рамках проекта

Здравоохранение - это отрасль, которая напрямую связана с интересами каждого гражданина России. Особенно важным видится применение IT-технологий в этой сфере.

Для ИТ-специалистов имеется огромный рынок по оказанию услуг, связанных с автоматизацией как управления отраслью, региональным здравоохранением, так и самими лечебными заведениями, по развитию инфраструктуры и систем обеспечения, по автоматизации медицинских услуг населению.

Широкое распространение в настоящее время имеют автоматизированные места врача и управление всей инфраструктурой медицинского учреждения. Формируются базы данных, как отдельных учреждений, так и региональных структур. Происходит автоматизация бухгалтерии, управление медицинским центром. Создаются типовые решения для медицины.

Диагностика и компьютер.

Применение ИТ-технологий в передовых отраслях медицины имеет большее распространение, нежели использование техники, а тем более Интернета для нужд самого здравоохранения.

Компьютерные системы для обследований и диагностики, терапевтического лечения не просто стремительно врываются в нашу действительность, но что самое важное – способствуют спасению жизней россиян.

Компьютерная томография С помощью этого метода производится исследование состояния организма пациента путем измерения тонких слоев исследуемых органов. Такие частые измерения сканируются и записываются на компьютер. Программы обработки представляют этот орган в объемном изображении на мониторе. Вся система и совокупность используемых устройств называются томографом. Создание томографии без применения ИТ-технологий было бы невозможно.

Исследования, выполняемые на данной основе, в зависимости от физических основ проводимых исследований, могут быть ультразвуковыми, ядерными, рентгеновскими, магнитными, магнитно-резонансными и другими. Данные методы анализа состояния пациентов находят все более широкое применение, и многие современные аппараты уже достигают самых отдаленных уголков бывшей империи.

Диагностические экспертные системы . На этапе разработки таких систем для нужд лабораторных исследований и диагностики создаются определенные диагностические алгоритмы, базы заболеваний, происходит систематизация их симптомов.

Методом опроса пациента, происходит подбор симптомов, которые способствуют максимальному приближению к группе заболевания, оценивается вероятность правильной оценки ее. В мире существует около 200 различных видов программ диагностической направленности, но пока еще не существует такого алгоритма, который бы выдавал один диагноз.

Компьютерная флюорография применяется для радиологического исследования легких пациентов. Чаще всего этот метод используется для профилактических целей. Программное обеспечение, применяемое для этих нужд в России, разработано в НПЦ медицинской радиологии. Кроме снятия самих снимков и обработки их, имеют модуль создания статистических данных и модуль связи с Интернет порталами.

Компьютеры – помощники при всех болезнях.

Высокотехнологичное медицинское оборудование с применением компьютерной техники используется не только для диагностики, но и непосредственно участвует в хирургических вмешательствах.

В наши дни нет необходимости рассказывать о преимуществах лазерной терапии. Но только специальное программное обеспечение позволяет использовать этот метод операционного вмешательства в различных сферах медицины, начиная с офтальмологии и операций головного мозга и заканчивая операциями в гинекологии и урологии.

Вмешательство в работу сердца и распространение такой операции, как шунтирование сердца, также возможно лишь в том случае, когда компьютер становится зрительным органом врача и позволяет заглянуть в пораженные участки сосудов.

Телемедицина – обмен знаниями и удаленная помощь пациенту.

Телемедицина – это одна из сфер здравоохранения, которая находит значительное развитие с применением современных средств коммуникаций, включая возможности Интернет для обмена знаниями. Телематика предусматривает не только обмен информацией и мнениями о предмете и состоянии пациента, но и оказание медицинских услуг на расстоянии.

Телемедицинский центр, находящийся в ведении ОАО «РЖД», давно проводит консультации и видео конференции по многим медицинским направлениям, включая кардиологию, неврологию, урологию.

Телемедицина из консультационной все более перемещается в разряд практической медицины, где внедряется качественно новый метод медицинского обслуживания.

Такой способ позволяет не только пациентам выбирать специалистов, но и осуществлять операционные действия под контролем высококлассных профессионалов, которые в режиме видеоконференции имеют возможность наблюдать за проведением операции и в реальном времени давать советы своим коллегам.

ИТ-технологии в медицине – для качественного обслуживания населения.

В рамках программ обеспечения населения электронными услугами в социально-значимых сферах и в рамках развития обслуживания населения в медучреждениях, происходит внедрение информационных систем, позволяющих уменьшить количество не плодотворно используемого времени нахождения человека в медицинских учреждениях.

В качестве первоочередной задачи в сфере ИТ-услуг для здравоохранения определена необходимость введения удаленной записи на прием к специалистам. Эта задача «Электронная регистратура» была решена в 2013 году повсеместно. Более перспективной считается задача внедрения карточек электронных болезней каждого пациента.

Существует много ИТ-компаний, которые предоставляют услуги медицинским учреждениям по автоматизации и поставляют программное обеспечение, позволяющее организовать информационные киоски, которые являются терминалами доступа к информации о работе врачей и функционирующие в интерактивном режиме для формирования записи к специалистам.

В 2013 году были созданы информационные единые справочники для нужд медицины, включая создание электронных болезней пациентов. Также внедрена система управления мобильными бригадами скорой медицинской помощи с применением технологий спутниковой системы ГЛОНАСС.

Перспективы ИТ в медицине.

Президент в 2017 году утвердил ближайшие планы и расставил критические точки для внедрения достижений ИТ-технологий в медицину, имеющую значение для повседневного обслуживания населения.
В качестве таких пунктов плана названы:

• до конца 2025 года – внедрение цифровой медицины для оказания гражданам своевременной качественной мед помощи с использованием цифровых медицинских сервисов врачами, пациентами и управленцами здравоохранения всех уровней.
• внедрение телемедицинских технологий;
• повсеместное внедрение в практику систем дистанционного обучения врачей;

Типология серверов производства HPE, используемых для автоматизации медицинских учреждений Tower-server HPE – напольное устройство в отдельном корпусе, по форме напоминающий обычный системный блок, но готовый предложить пользователю целый ряд полезных и востребованных функций, а также – способность эффективно решать ряд задач малого и среднего бизнеса. При использовании блока питания повышенной мощности, вместо поставляемого в базовой комплектации, можно добиться повышения производительности сервера и его долговременной безотказной работы, в том числе, при интенсивной эксплуатации, за счет снижения шумо- и тепловыделения.Советуем протестировать башенный сервер нового поколения

В условиях развития современного общества информационные технологии глубоко проникают в жизнь людей. Они очень быстро превратились в жизненно важный стимул развития не только мировой экономики, но и других сфер человеческой деятельности. Сейчас трудно найти сферу, в которой не используются информационные технологии.

С каждым годом информационные технологии все прочнее входят во все сферы деятельности (от автобизнеса до строительства). Стремительно набирая темпы в последние десятилетия, прогресс на фоне повсеместного внедрения компьютерных информационных технологий (IT-технологий) охватил и медицину. Сегодня информационные системы в медицине используются всё шире: при создании серьёзной клиники без IT-составляющей уже не обойтись. Особенно актуально их внедрение в практику деятельности коммерческих клиник и медицинских центров, ведь помимо пользы для медперсонала и пациентов, информационные системы выгодны с чисто экономической точки зрения.

И далеко не случайно, намереваясь финансировать медучреждения либо даже их сети, инвесторы прежде всего закладывают в инвестиционный бюджет оснащённость клиник современными IT системами. Применяемые в медицинских клиниках и центрах информационные технологии дают следующие преимущества:

· Делают работу медицинского персонала более эффективной и удобной.

· Позволяют сэкономить значительные денежные средства.

Поэтому изучение данной темы является актуальным.

Компьютеры уже давно используются в медицине. Многие современные методы диагностики базируются на компьютерных технологиях. Такие способы обследования, как УЗИ или компьютерная томография, вообще немыслимы без компьютера. Но и в более "старые" методы обследования и диагностики компьютеры вторгаются все более активно. Кардиограмма и анализы крови, исследование глазного дна и состояния зубов... - трудно сейчас найти область медицины, в которой компьютеры не применялись бы все более и более активно.

Но только диагностикой применение компьютеров в медицине уже не ограничивается. Они все активнее начинают использоваться и при лечении различных заболеваний - начиная от составления оптимального плана лечения и до управления различным медицинским оборудованием во время проведения процедур.

Кроме того, сейчас компьютеры помогают больным людям и в повседневной жизни. Уже создано огромное количество устройств, предназначенных для больных и немощных людей, которые управляются компьютерами.

В британских больницах появились новые сотрудники - роботы, которые могут выполнять не только несложные действия, но и проводить хирургические операции. В лондонском госпитале Святой Марии роботы Remote Presence (RP6) Robots будут "присматривать" за больными. Персонал больницы дал машинам имена "Сестра Мери" и "Доктор Робби". С их помощью врачи смогут из любой точки мира не только контролировать состояние пациентов, но и проводить видеоконференции.

Доктор, находящийся, к примеру, в другой стране, будет управлять роботом, используя джойстик и беспроводную сеть. Направив электронного помощника к койке, врач получит возможность увидеть больного, поговорить с ним, просмотреть результаты анализов и рентгеновские снимки. А пациент все это время будет видеть лицо медика на ЖК-дисплее, которым оснащен робот. Конечно же, новые устройства не заменят врачей целиком и полностью. Но медперсонал клиники считает, что роботы решат насущную проблему - очень часто высококвалифицированным врачам просто необходимо присутствовать одновременно в нескольких местах, что невозможно осуществить физически. Теперь же специалисты будут наблюдать за здоровьем пациентов, невзирая на разделяющие их расстояния.

В другой больнице Лондона, Guy’s and St Thomas’ Hospital, на технику возложены гораздо более ответственные обязанности. Там медицинский робот da Vinci провел операцию по извлечению почки у живого донора. Пятидесятипятилетняя жительница Рочестера решила спасти своего жениха и, пожертвовав почкой, дала ему шанс еще пожить на этом свете. Эта сложнейшая операция впервые была проведена на территории Великобритании с использованием электронного хирурга. Естественно, без

участия человека не обошлось - управлял роботом со специальной консоли врач из плоти и крови. С момента проникновения манипуляторов da Vinci в тело донора и до завершения забора почки прошла всего одна минута. Всю остальную работу - трансплантацию органа реципиенту - проводила бригада хирургов.

Проведенная операция вывела робота da Vinci на новый уровень, ведь ранее он использовался только для восстановительной хирургии на сердце и удаления патологически измененных органов.

Сегодня в России компьютер есть в каждой стоматологической клинике. Чаще всего он работает как помощник бухгалтера, а не служит для автоматизации делопроизводства всей стоматологической клиники

Наиболее широко распространены на стоматологическом рынке компьютерных программ – системы цифровой (дигитальной) рентгенографии, часто называемые радиовидеографами (рис. 1). Системы позволяют детально изучить различные фрагменты снимка зуба и пародонта, увеличить или уменьшить размеры и контрастность изображений, сохранить всю информацию в базе данных и перенести ее при необходимости на бумагу с помощью принтера. Наиболее известные программы: Gendex, Trophy. Недостатком данной группы программ является дефицит информации о пациенте.

Вторая группа программ – системы для работы с дентальными видеокамерами. Они позволяют детально запечатлять состояние групп или определенно взятых зубов «до» и «после» проведенного лечения. К таким программам, распространенным в России, относятся: Vem Image, Acu Cam, Vista Cam, Telecam DMD. Недостатки те же, что и у

предыдущей группы.

Следующая группа – системы управления стоматологическими клиниками. Таких программ достаточно много. Они применяются в Воронеже, Москве, Санкт-Петербурге и даже в Белгороде. Одним из

недостатков является их незащищенность от несанкционированного доступа к информации.

Электронный документооборот модернизирует обмен информации внутри стоматологической клиники. Различная степень доступа врачей и пациентов, обязательное использование системы шифрования для кодирования диагнозов, результатов обследования, терапевтических, хирургических, ортодонтических и др. процедур дает возможность надежно защищать любую информацию.

В России современные информационные технологии стремительно внедряются во все сферы человеческой жизнедеятельности, в том числе и в системе здравоохранения. В первую очередь передовые инновации вводятся в медицине с целью создания единого медицинского пространства, благодаря которому повысится эффективность медпомощи населению и обеспечение социального-экономического уровня развития страны.

Годами сложившийся способ введения пациентов и контроля за их состояние на сегодняшний день становится не только не актуальным, но и задерживает развитие здравоохранения в целом. Например, в государственных поликлиниках выделяется на осмотр одного больного не более 15 минут. За это время врач должен осмотреть человека, поставить диагноз, назначить лечение, а также сделать записи в карте и в своей документации. Конечно, этого времени на полноценное обслуживание пациента, а также заполнение бумаг недостаточно. В регистратурах также наблюдается снижение эффективности обслуживания обращающихся по причине трудоемкой «бумажной» работы. С другой стороны, современные российские медицинские организации имеют в своём активе огромные объемы информации. От того насколько результативно данные будут применяться всеми звеньями медицинской сферы напрямую зависит качество медпомощи и уровень жизни в государстве.

Ввиду того, что перед современной медициной стоит целый ряд проблем, которые требуют незамедлительного разрешения, было принято решение использовать потенциал информационных технологий и создать инструмент для эффективного управления системой здравоохранения.

ИТ положительно влияют на все аспекты медицины и позволяют:

• автоматизировать работу лечебно-профилактических и других видов медзаведений;
• сократить временные затраты на «бумажную» работу, в том числе и на ведение отчетности;
• увеличить время на сбор анамнеза пациентов, диагностику, постановку диагноза и лечения;
• открыть медработникам доступ к новым знаниям и информации;
• обеспечить обмен опытом между специалистами;
• повысить качество медуслуг для всех граждан РФ;
• быстро оказывать помощь в экстренных случаях людям, с ограниченными возможностями, проживающим в удаленных районах или попавшим в чрезвычайную ситуацию.

В результате в рамках государственной программы 2012-2018 гг., внедренной с целью перспективой развития новых технологий в Москве, Департаментом информационных технологий (ДИТ) по заказу Департамента здравоохранения была запущена Единая медицинская информационно-аналитическая система (ЕМИАС).

ЕМИАС ‒ это самый широкомасштабный IT-проект в здравоохранении, который имеет большое социальное значение. На сегодняшний день он позволяет объединить более 20 тыс. врачей и более 9 млн пациентов, каждый день обеспечивая не менее 500 тыс. разных транзакций.

ЕМИАС

В функции Департамента здравоохранения входит проведение и реализация госполитики в сфере здравоохранения, изучение состояния здоровья россиян, организация оказания медпомощи, в том числе и специализированных видов, проведение медицинской реабилитации и профилактики заболеваний, а также разработка приоритетных направлений и программ по охране здоровья и фармацевтической деятельности. В свою очередь, Департамент информационных технологий разрабатывает и внедряет госпрограммы в IT-сфере, а также в области связи и телекоммуникаций.

Совместный проект ЕМИАС в Москве призван улучшить качество медобслуживания, ускорить работу медперсонала, а также упростить доступ к медицинским услугам и снизить затраты для пациентов.

В 2016 году столица РФ, согласно версии международного консалтингового агентства PwC, лидирует по уровню информатизации здравоохранения, обогнав такие крупные мегаполисы как Нью-Йорк и Лондон.

Развитие и возможности ЕМИАС

С 2011 г. началось внедрение электронной регистратуры, с помощью которой стало возможным запись на приём или вызов врача на дом. После успешных испытаний проект начал вводиться во многих лечебных заведениях Москвы. В электронной базе хранятся истории болезней и результаты обследований пациентов, информация о медицинском персонале (специализация, квалификация). Вся информация и персональные данные пациентов надежно защищены посредством 3-х уровней защиты – цифрового, физического и системы авторизации. Скопировать, сохранить, удалить сведения невозможно.

С октября 2013 г. для повышения качества медпомощи в части проведения лабораторных исследований приказом Департаментов здравоохранения и информационных технологий в г. Москва успешно запущена пилотная эксплуатация лабораторного сервиса (подсистемы ЦЛС ЕМИАС), который предназначен для обеспечения информационного взаимодействия с лабораторными информационными системами отдельных Московских медучреждений.

С 2014 г. используется электронная выписка рецептов, а через год электронных листков нетрудоспособности, которые стали таким же официальным документом, как и больничный лист на бланке.

С 2015 г. внедрен электронный формат медицинской карты в поликлиниках, которые позволили получать быстрый доступ к полной информации о пациенте: болезнях, ходе лечения и назначениях, результатах анализов, травмах, аллергических реакциях на медпрепараты и др. Карта находится в облачном хранилище и доступна работникам системы здравоохранения в независимости от расположения медзаведения.

Также стало возможным быстрая запись к врачу или на исследовательско-диагностические процедуры с выбором наиболее удобной даты и времени с любого смартфона или другого устройства с помощью мобильного iOS и Android приложения «ЕМИАС г. Москвы».

Для повышения доступности медуслуг в 2016 г. был разработан собственный Telegram-бот. Виртуальному помощнику нужно отправить номер ОМС и дату рождения, в результате «умная» программа поможет записаться на прием к врачу в режиме онлайн.

С 2017 г. был полностью обновлен интерфейс и упрощена работа с информатами, установленными в поликлиниках, а также добавлены новое возможности. К тому информационные киоски стали принимать электронный полис с чипом обязательного медстрахования. В этом же году поликлиники стали оснащаться камерами видеонаблюдения.

Специалисты и разработчики ДИТ не останавливаются на достигнутом, постоянно работая над крупнейшим медицинским онлайн-сервисом с целью сделать проект максимально удобным, интуитивно-понятным и доступным для любого россиянина, в независимости от возраста и состояния здоровья. К тому же любой житель Москвы может принять участие в голосованиях, которые постоянно проводятся на ЕМИАС и, таким образом, внести свой вклад в здравоохранение будущего. В 2019 г. в планах подключение к системе частных клиник для получения доступа к ресурсам медицинской сферы.

ЕМИАС позволяет упростить и сделать более результативной работу медицинских учреждений:

• управлять потоками и вести учет пациентов;
• использовать электронный документооборот;
• вести консолидированный и персонифицированный учет медпомощи;
• получать данные о загруженности медицинских заведений;
• управлять медрегистрами;
• получать информацию о востребованности медицинских кадров;
• оптимизировать лекарственное обеспечения больниц.

К тому же успешное развитие информационных технологий способствует не только оптимизации в управлении учреждением здравоохранения, но и позволяет проводить дистанционное обучение практикующего медперсонала и студентов медицинских колледжей и институтов по образовательной программе ЕМИАС.

Пользователи системы с помощью портала, колл-центра, интернета и мобильных приложений получают возможность:

• записаться, перенести, отменить прием к доктору;
• узнать часы приема и другую полезную информацию об медучреждении;
• записаться на диспансеризацию;
• при необходимости быстро пройти медкомиссию;
• узнать информацию о получении страхового полиса.

Ежемесячно в столице 2 млн записей осуществляются с использованием ЕМИАС, а после введения электронной регистратуры очереди к врачам узких специальностей сократились в 2,5 раза. С 2014 по 2018 год москвичам выписано более 45 млн электронных рецептов.

ИТ в здравоохранении XXI века

Планируется, что в ближайшем будущем информационных технологии затронут все сферы российского здравоохранения. Ожидается, что ИТ будут использоваться в таких направлениях медицины как:

• скорой и первичной помощи;
• лечебно-профилактическом процессе в стационарах;
• консультативно-просветительской работе с населением;
• фармацевтической отрасли;
• кадровом обучении и перепрофилировании медперсонала;
• научной деятельности;
• медицинском менеджменте.

Уже с 2016 года в Минздраве начата работа по реализации приоритетного национального проекта «Электронное здравоохранение».

Первоначальная цель проекта – предоставить возможность каждому гражданину РФ через личный кабинет «Мое здоровье» на Едином портале государственных муниципальных услуг (ЕПГУ) получать информацию о доступной медпомощи, записываться к врачу, иметь доступ к результатам анализов, а также оценивать качество медицинских услуг. Этот сервис будет функционировать с помощью получения данных от компонентов единой государственной информационной системы здравоохранения (ЕГИСЗ). Проект будет реализовываться поэтапно с 2017 по 2025 год.

Более того, с 2018 года в действие вступил закон «О применении информационных технологий в сфере здравоохранения». Этот документ узаконил организацию единого информационного пространства системы здравоохранения и четко регулирует внедрение цифровых технологий в отрасль. Теперь на законных основаниях можно вести всю меддокументацию в электронном формате, обеспечить полноценную работу электронных услуг и сервисов для населения, а также применять телемедицину при оказании медпомощи.