Актуальність теми. Специфіка діяльності лікувально-профілактичних закладів, призначених надавати медичну допомогу пацієнтам і забезпечувати належний рівень здоров'я населення, визначається залежністю процесів медичного обслуговування від багатьох чинників. В умовах важкої прогнозованості процесів медичного обслуговування (чинники, пов'язані з пацієнтами та їх здоров'ям) та їх змінної регламентованості (чинники, пов'язані з нормами надання медичної допомоги, які вдосконалюються), ефективність діяльності лікувально-профілактичних закладів (ЛПЗ) забезпечується чіткою організацією роботи, адекватним оперативним реагуванням на фактори, які впливають на здоров'я населення, адаптацією ЛПЗ до змін у стратегії розвитку системи охорони здоров'я (СОЗ) та до тенденцій розвитку медичної галузі.

Важливим фактором забезпечення ефективності роботи ЛПЗ при цьому є чітка організація оперування інформацією, яка супроводжує медичну, фінансову, господарчу і адміністративну діяльність закладу. Для організації оперативного обігу інформації сьогодні впроваджують сучасні інформаційні технології та створюють госпітальні інформаційні системи IMPAC, Misys Vision, VA VISTA (США), mySAP Halthcare (Німеччина, Росія), "Авиценна", Интерин, КОНДОПОГА, МЕДИАЛОГ (Росія), вітчизняні програмні комплекси MCMed (Київ), ТherDep (Київ), Eleks Avalon (Львів), Меddoc (Дніпропетровськ) тощо. Спрямовані на супровід медичної діяльності та супутніх процесів ЛПЗ, ці системи ґрунтуються на веденні електронної історії хвороби, автоматизації вітчизняного медичного документообігу і аналізі статистичних показників медичного обслуговування населення. Перехід до страхової медицини зумовив, крім того, реалізацію функцій визначення фінансових показників медичної діяльності у ряді госпітальних інформаційних систем. Слід зазначити, що функціональний склад багатьох інформаційних систем неповною мірою задовольняє потреби медичних закладів, системи є незавершеними, що обумовлює низький рівень попиту на системи і обмежене їх впровадження.

Проблемам розробки інформаційних систем, націлених на комплексне вирішення проблеми інформаційного забезпечення діяльності ЛПЗ первинного, вторинного та третинного рівнів медичної допомоги, присвячено ряд робіт визнаних авторів (Голубчиков М.В., Коваленко О.С., Алпатов А.П., Болгов М.Ю., Гулієв Я.І.). В цих роботах акцентовано увагу на те, що запорукою масового впровадження сучасних інформаційних технологій в практику лікувально-профілактичних закладів є попереднє обґрунтування вимог і якісне проектування систем, які б комплексно вирішували задачу інформаційного супроводу роботи медичного закладу, забезпечуючи підтримку діяльності всіх користувачів, залучених до медичного і супутніх процесів.

Таким чином, актуальність дисертаційної роботи полягає в дослідженні, обґрунтуванні та розробці важелів управління проектом розробки комплексної інформаційної системи (КІС) лікувально-профілактичного закладу, призначеної для інформаційного забезпечення діяльності ЛПЗ і конкретних користувачів та забезпечення ефективного функціонування самої КІС.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Напрямок досліджень співпадає з напрямком досліджень за держбюджетними та госпрозрахунковими НДР Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем НАН і МОН України за тематичним планом: "Розробка та впровадження першої черги системи надання консультативної медичної допомоги по мережі ІНТЕРНЕТ" (державний реєстраційний № 0101U002453, 2001-2002 рр.); "Розробка та впровадження першої черги системи телемедичної допомоги для потреб охорони здоров'я міста" (державна реєстрація № 0101U002454, 2001-2004 рр.); "Розробка методології та моделей створення телемедичних технологій та систем" (державний реєстраційний № 0104U000334, 2004-2006 рр.); "Розробка комплексу заходів інформаційних технологій телемедицини" (державний реєстраційний № 0107U000568, 01.2007-12.2010); "Створення першої черги інформаційно-програмного комплексу Лікарні для вчених НАН України" (державний реєстраційний № 0107U005807, 2007 р.); "Створення другої черги інформаційно-програмного комплексу Лікарні для вчених НАН України" (державний реєстраційний № 0108U004594, 2008 р.); "Розгортання впровадження та розвиток інформаційно-програмного комплексу Лікарні для вчених" (державний реєстраційний № 0109U003981, 2009 р.).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є обґрунтування, розробка та реалізація інформаційної технології передпроектного дослідження та проектування функціональної організації комплексної інформаційної системи лікувально-профілактичного закладу для підтримки діяльності закладу в цілому та різних видів користувачів, розробка практичних рішень щодо виділених функцій програмно-інформаційної та організації технічної складових системи.

Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні завдання:

1. Дослідження сучасних інформаційних систем ЛПЗ, особливостей розв'язуваних ними задач, підходів до їх розробки.

2. Аналіз технологічних процесів ЛПЗ для визначення етапів (задач) інформатизації, виділення та обґрунтування стратегічних функцій комплексної інформаційної системи.

3. Розробка функціональної моделі комплексної інформаційної системи ЛПЗ, здійснення передпроектного дослідження моделі, формування показників, які дозволяють корегувати процес проектування КІС.

4. Для реалізації функції планування КІС, визначення принципів медичного планування, розробка механізмів та базового алгоритму медичного планування.

5. Розробка функції зовнішнього інформаційного обміну КІС ЛПЗ, а саме: структури, алгоритмів і методів надання консультаційних та інших послуг пацієнтам засобами Інтернет.

6. Формування підходу до організації технічної інфраструктури КІС ЛПЗ і забезпечення її ефективного функціонування.

Об'єкт дослідження - технологічні та інформаційні процеси ЛПЗ, які обумовлюють задачі інформатизації та функції КІС.

Предмет дослідження - інформаційна технологія проектування КІС ЛПЗ, функціональна модель КІС, функції та технічна інфраструктура системи.

Методи дослідження. Методи проектування та реалізації КІС ЛПЗ ґрунтуються на використанні: методології об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування (ООАП); технології раціонального уніфікованого процесу Rational Unified Process (RUP) для розробки інформаційних систем; уніфікованої мови опису моделей Unified Modeling Language (UML) для розробки та дослідження інформаційної складової КІС. Використовуються методи моделювання бізнес-процесів та інформаційних потоків для опису діяльності ЛПЗ і визначення етапів (задач) інформатизації закладу та стратегічних функцій КІС. Методи моделювання та аналізу функціональної організації КІС, розрахунку показників для визначення і корегування властивостей системи на передпроектному етапі та для управління проектом розробки системи. Методи алгоритмізації, математичної логіки, комбінаторики, теорії множин і прийняття рішень для реалізації функцій КІС.

Наукова новизна одержаних результатів. У роботі містяться нові знання щодо інформаційної технології передпроектного дослідження та проектування функціональної організації комплексних інформаційних систем для лікувально-профілактичних закладів:

уперше внаслідок дослідження бізнес-процесів та інформаційних потоків обґрунтовано задачі інформатизації ЛПЗ і визначено 8 стратегічних функцій КІС, які забезпечують інформаційний супровід діяльності закладу і кожного користувача системи, та ефективне функціонування самої системи;

інформаційна технологія лікувальний профілактичний заклад

уперше розроблено функціональну модель КІС, яка може використовуватись як базова для проектів інформатизації ЛПЗ і яка містить 8 стратегічних функцій, деталізованих у вигляді 21 задачі, дві третини яких, характерних для медичної діяльності, деталізовані як 38 підзадач;

уперше розроблено і застосовано метод передпроектного дослідження функціональної моделі КІС, який використовує введені показники ступеня функціональності та ступеня відтвореності функцій в автоматизованих робочих місцях (АРМ) з метою оцінки властивостей системи для забезпечення можливостей їх корегування на передпроектному етапі розроблення системи, що дозволяє ефективно керувати розробкою;

вдосконалено метод планування медичної діяльності: визначені принципи планування, які ґрунтуються на формуванні вихідної комбінації з п'яти класів (класичних: задачі, строки, ресурси, та додатково введених специфічних для медичної діяльності: суб'єкти та об'єкти), розроблено механізми та загальний алгоритм планування для КІС ЛПЗ;

вперше розроблено алгоритми автоматизованого тестування та оцінки результатів для проведення дистанційних консультацій з метою попереднього самообстеження пацієнтів; вперше розроблено метод визначення градацій стану, який застосовано до оцінки результатів тестування для шести досліджуваних систем організму пацієнтів.

вдосконалено підхід до організації технічної інфраструктури КІС ЛПЗ та забезпечення її функціонування, який враховує особливості експлуатації системи в умовах відкритої організації та обмеженого досвіду роботи співробітників з комп'ютерно-телекомунікаційними системами.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати мають практичне значення для розробки комплексних інформаційних систем і для інформатизації медичних закладів різного рівня.

Розроблена модель технологічних процесів ЛПЗ первинної медико-соціальної допомоги (ПМСД) дозволяє визначити етапи роботи медичних закладів і супутні вхідні та вихідні документи медичних процесів. Зазначена модель може використовуватись для визначення функцій, моделювання алгоритмів діяльності і розробки інформаційних моделей інформаційних систем ЛПЗ різного рівня.

Розроблена методика передпроектного дослідження, яка ґрунтується на обчисленні введених показників ступеня функціональності інформаційної системи і відтвореності функцій в АРМах, може використовуватись при аналізі властивостей системи на передпроектному етапі для їх корегування (вдосконалення системи) до початку реалізації, а також для отримання інформації, корисної для планування та управління реалізацією КІС.

Розроблена функціональна модель КІС може бути покладена в основу інформатизації медичних закладів як базова, а розраховані показники можуть використовуватись для планування розробки КІС ЛПЗ.

Розроблені механізми та узагальнений алгоритм медичного планування можуть використовуватись розробниками для реалізації функції планування в КІС ЛПЗ і інших інформаційних системах. Особливого значення засоби планування набувають для ЛПЗ ПМСД і нового напряму - сімейної медицини, орієнтованих на профілактику захворюваності населення.

Розроблені методи передпроектного дослідження, функціональна модель КІС ЛПЗ, обчислювані показники ступеня функціональності інформаційної системи, механізми реалізації функцій системи, алгоритми тестування та методи оцінки результатів тестування, принципи і механізми планування використовуються в НТУУ КПІ на лекціях в учбовому процесі на кафедрі фізичної та біомедичної електроніки.

Розроблені алгоритми тестування та методи оцінки стану здоров'я пацієнтів реалізовано в системі "Медичні Інтернет-консультації", яка дозволяє в режимі дистанційного аутотестування визначати стан людини, і надавати відповідні рекомендації щодо необхідності звернення до лікарів різної спеціалізації, забезпечуючи тим самим регулювання маршруту пацієнта у ЛПЗ. Розроблена система МІК використовується ГУОЗ та МЗ м. Києва.

Розроблені підходи до створення технічної інфраструктури КІС реалізовано у Лікарні для вчених НАН України при впроваджені комп'ютерно-телекомунікаційного комплексу. Запропонований на основі набутого досвіду підхід до організації та супроводу роботи технічної інфраструктури (ТІ) КІС в умовах ЛПЗ може використовуватись в інших медичних закладах різного профілю.

Особистий внесок здобувача. В роботах зі співавторами диссертанту належать: [3] алгоритми тестування для соматичного блоку системи та метод оцінки стану досліджуваної системи за градаціями; [4] - алгоритми тестування та оброки результатів тестів психічного блоку системи; [5] - метод аналізу функціонального складу системи та результатів дослідження моделі; [6] - результати аналізу предметної області та формування моделі; [7] - дослідження параметрів каналів зв'язку для обміну медичною інформацією; [8] - інформаційне забезпечення системи тестування та оцінки стану за різними характеристиками соматичного та психічного блоків; [9] - підходи до проведення тестових та оціночних процедур; [10] - опис програмного забезпечення блоку автоматизованого тестування шести фізіологічних систем організму; [11] - матеріал стосовно визначення класу інформаційної системи медичного закладу, його задач та можливостей застосування функцій існуючих програм для їх вирішення; [12] - розробка програмно-інформаційної та технічної складових системи.

Апробація результатів дисертації. Основні результати викладених у дисертації досліджень оприлюднено на конференціях "Інформаційні технології в гігієні та медичній екології” (Київ 2002 р.), "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині” (Київ 2002 р.), "Автоматика - 2005, 2007, 2008” (Харків 2005 р., Севастополь 2007 р., Одеса 2008 р.), "Актуальні проблеми біомедичної інженерії, інформатики, кібернетики і телемедицини" (Київ 2008 р.), "Електроніка і зв'язок” (Київ 2009 р.).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано в 11 наукових працях, в тому числі у 5 статтях у наукових фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України, і в 6 тезах доповідей на наукових конференціях.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Робота містить 154 сторінок друкованого тексту, 39 рисунків, 27 таблиць. Список використаних джерел містить 164 назви. Додатки містять 13 сторінок.

ОСНОВНИЙ Зміст РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, сформульовано мету і задачі, об'єкт, предмет і методи дослідження, визначено наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі проведено аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури з питань сучасного стану інформатизації в галузі охорони здоров'я: розглянуто структуру і діяльність лікувально-профілактичних закладів (ЛПЗ) первинної, вторинної та третинної медичної допомоги, наведено приклади впроваджених у лікувально-профілактичних закладах інформаційних систем, розглянуто особливості їх задач, цільового контингенту користувачів і функціонального складу. Визначено, що спільними для більшості розроблених систем є функції реєстрації медичної інформації та формування на її основі вихідних документів медико-статистичної і матеріально-фінансової звітності; інші функції, для задоволення інформаційних потреб ЛПЗ, реалізовані недостатньо, що гальмує масове впровадження зазначених систем в практику. Визначено, що задача створення якісної ефективної комплексної інформаційної системи ЛПЗ пов'язана, з рядом проблем, особливо на початковому етапі: визначення вимог до функціонального складу системи; управління проектом розробки системи, зокрема планування робіт з реалізації функцій системи; проблемою створення технічної інфраструктури тощо.

Розуміючи складність реалізації в короткий термін закінченої комплексної інформаційної системи ЛПЗ "під ключ", необхідно розробити функціональну модель інформаційно-програмної складової цієї системи, провести передпроектне дослідження системи (тобто таке, що передує реалізації) для виявлення її ключових властивостей з метою їх корегування, планування пріоритетів реалізації та управління проектом. Розробленню комплексної інформаційної системи (КІС) ЛПЗ має передувати аналіз предметної області з описом специфіки діяльності медичних закладів, а саме основного технологічного і супутніх процесів та інформаційних потоків ЛПЗ різного рівня.

У другому розділі наведено визначення основних задач і етапів дослідження, описано технологію, засоби та методи покладених в основу дослідження методології об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування (ООАП), технології раціонального уніфікованого процесу Rational Unified Process (RUP), уніфікованої мови моделювання Unified Modeling Language (UML). Викладено запропоновану методику розроблення та дослідження функціональної моделі КІС ЛПЗ, яка ґрунтується на ООАП і складається з чотирьох етапів:

1). Аналіз технологічних процесів ЛПЗ, який включає загальний опис процесів і інформаційних потоків, моделювання бізнес-процесів і визначення на основі їх аналізу стратегічних функцій КІС.2). Формування функціональної моделі КІС у вигляді ієрархічної схеми Каору Ісікави з деталізацією стратегічних функцій на трьох рівнях: функцій, задач і підзадач. З точки зору ООАП, зазначені функції задачі та підзадачі розглядаються як варіанти використання системи (Use Case). Варіанти використання - це функції, які виконують користувачі, звертаючись до КІС, і які визначають функціональні вимоги до системи.3). Дослідження моделі, яке складається з формування комплексу варіантів використання - набору підзадач і тих задач, які на рівні підзадач не описані. Цей комплекс варіантів повністю описує функціональний склад КІС без дублювання складових (варіантів використання) на трьох рівнях ієрархії. Далі описуються атрибути (властивості) цих варіантів використання та визначаються запропоновані показники ступеня функціональності КІС і ступеня відтвореності варіантів використання в АРМах системи.4). Аналіз отриманих результатів з метою виділення інформації для планування і управління проектом реалізації КІС.

У третьому розділі надано опис визначених етапів проведеного дослідження функціональної моделі КІС. На першому етапі розроблено модель бізнес-процесів в нотації IDEF0, яка описує технологічний процес обслуговування пацієнтів, представлені обігом медичних облікових документів супутні інформаційні потоки ЛПЗ первинної медико-санітарної допомоги, розроблено алгоритми обслуговування пацієнтів у ЛПЗ різного типу і виявлено основі функції діяльності ЛПЗ, які визначають наступні 8 стратегічних функцій КІС:

1) облік ресурсів ЛПЗ;

2) планування роботи;

3) інформаційна підтримка прийняття рішень;

4) реєстрація та зберігання даних медичного обслуговування;

5) формування вихідних документів;

6) віддалена взаємодія з користувачами і системами;

7) контроль роботи ЛПЗ (аналіз виконання і результатів роботи для подальшого ефективного планування);

8) адміністрування КІС.

На другому етапі сформовано функціональну модель КІС ЛПЗ, яка задовольняє потребам ЛПЗ різного типу і містить вищенаведені 8 базових стратегічних функцій, деталізованих у вигляді 21 задачі, дві третини з яких є специфічними для медицини або недостатньо розвинені в наявних інформаційних системах, деталізовано як 38 підзадач. Модель подано у вигляді структурної схеми, яка має ієрархічний характер. Описано три рівні деталізації функціональної організації КІС: перший рівень функцій, другий - задач і третій - підзадач, де функції, задачі та підзадачі подано як 67 варіантів використання Use Case (UC), які застосовуються для документування функціональних вимог до системи і визначають взаємодію користувачів із системою (рис.1). Для виключення повторного врахування одних і тих самих функцій, поданих як UC рівнів функцій, задач, підзадач, для дослідження проведено вибірку, внаслідок чого сформовано комплекс варіантів використання, який містить 45 UC (38 підзадач і 7 задач), не дубльованих на інших рівнях ієрархії, і описує на зазначених двох рівнях деталізації 8 базових стратегічних функцій КІС.

На третьому етапі визначено атрибути (властивості різного характеру) варіантів використання: вид реалізації, категорія користувачів, тип (основний, тобто необхідний для роботи користувачів, чи додатковий), роль користувача (оператор, який вводить дані, адміністратор, який керує системою, або прикладний користувач, який отримує інформацію для виконання посадових обов'язків), призначення варіанту використання (робота з даними чи керування системою) тощо.

Розроблено метод і обчислено запропоновані наступні показники:

Показник ступеня функціональності системи F, який характеризує об'єм функцій - прототипів функціональних модулів системи:

,

де N_UC - кількість досліджуваних варіантів використання, які описують систему; k_UC - ваговий коефіцієнт варіанту використання, за відсутності експертних оцінок, прийнятий рівним 1; ц_UC - функціональне навантаження варіанту використання. Для всіх задач (2-й рівень деталізації) функціональне навантаження ц₂ прийняте рівним 1; функціональне навантаження підзадач (3-й рівень деталізації) обчислюється за формулою

,

де n_{і -} кількість підзадач і-ї задачі.

Відносний показник ступеня функціональності системи f^е розраховується за тими із 45 UC комплексу системи, які характеризуються конкретним значенням е досліджуваного атрибуту:

,

де F^e - абсолютний показник ступеня функціональності системи з конкретним значенням е досліджуваного атрибуту варіантів використання.

Показник ступеня відтвореності функцій КІС у АРМі системи (V_АРМ), який характеризує об'єм функціональних модулів системи, відтворених у досліджуваному автоматизованому робочому місці

,

де m_UC - кількість варіантів використання системи, які відтворюються в досліджуваному АРМі.

Відносні показники ступеня відтвореності в АРМах функцій відповідно з одним із трьох значень атрибуту ролі користувача:

1) роль оператора (користувач вносить дані до системи) - показник v^O_АРМ;

2) роль адміністратора (керує системою чи АРМом) - показник v^A_АРМ;

3) роль прикладного спеціаліста (отримує з КІС інформацію, необхідну для виконання прикладних, тобто професійних, обов'язків) - показник v^ПС_АРМ:

; ; ,

де V^O_АРМ, V^A_АРМ, V^ПС_АРМ - абсолютні показники ступеня відтвореності функцій КІС у АРМі системи зі значенням атрибуту "роль користувача" відповідно: "оператор", "адміністратор", "прикладний користувач".

На четвертому етапі проаналізовані отримані результати обчислення показників ступеня функціональності КІС, згруповані за класами досліджуваних атрибутів (табл. 1), та сформовані діаграми розподілу показників.

Таблиця 1.

Визначено, що більше 62 % функцій КІС мають внутрішню реалізацію, інші можуть виконуватись на основі сторонніх програм (MS Office, 1C тощо). Система орієнтована на співробітників ЛПЗ, але має також функцію зовнішнього обміну, яка робить систему відкритою для доступу пацієнтів; 79 % функцій є базовими (необхідними для роботи користувачів), а 21 % є опціональними (додатковими, з меншим пріоритетом реалізації); 39 % функцій КІС спрямовано безпосередньо на підтримку виконання професійних задач користувачів, інші функції полягають у введенні даних та управлінні системою; 87 % функції призначені для управління інформацією, і вони не є елементарними, тобто виконують більше однієї задачі управління даними, їх реалізація потребує застосування багатьох механізмів.

За результатами обчислення показників ступеня відтвореності функцій у семи типах АРМів (табл.2) зроблено висновки про обсяги відтворення функцій у АРМах та про функціональну розвиненість (за кількістю відтворених у АРМі функцій) семи досліджених АРМів (АРМ Реєстратури/ Приймального відділення, АРМ Лікаря, АРМ Статистики, АРМ Адміністрації ЛПЗ, АРМ фінансових та господарчих підрозділів, АРМ ІТ-спеціаліста (інженерно-технічного спеціаліста супроводу системи), АРМ Пацієнта (інтерфейс доступу до послуг медичних консультацій)). Так, АРМ Лікаря (одного з двох основних учасників головного технологічного процесу ЛПЗ) містить близько половини функцій КІС, а АРМ Пацієнта (другого і найбільш зацікавленого в якості обслуговування учасника) складається з одного функціонального модуля третього рівня ієрархії моделі, що вже є досягненням в активізації пацієнтів для отримання медичної допомоги.

Таблиця 2

Аналізуючи показники ступеня відтвореності в АРМах КІС варіантів використання, розподілені за ролями користувачів (табл. 3), встановлено, що найбільше навантаження з введенням даних до системи припадає на користувачів АРМ Лікаря.

Таблиця 3

Віддача КІС, яка полягає в наданні користувачу необхідної для роботи інформації (визначається відсотком функцій з роллю користувача "прикладний користувач"), підвищується для користувачів розглянутих АРМів, зокрема, за рахунок розроблення функції планування.

Проведено порівняння показників системи з повним набором функцій (21 задача) та частковою реалізацією функцій (10 задач), характерною для багатьох наявних систем, зроблено висновки щодо властивостей функціонального складу КІС та її АРМів, а саме, що ефективність КІС для користувачів може підвищуватись за рахунок реалізації функцій планування і взаємодії з іншими користувачами і системами, та за рахунок організації підрозділу ІТ-супроводу. Таким чином, отримана внаслідок дослідження інформація є корисною для керування проектом розроблення: корегування функціонального складу КІС на передпроектному етапі та планування реалізації системи.

У четвертому розділі викладено розроблені принципи, методи, механізми і підходи до реалізації інформаційно-програмної та технічної складових КІС. Зазначено, що функція планування та функція зовнішнього інформаційного обміну КІС недостатньо розвинені в існуючих системах в той час, коли вони є затребуваними з боку користувачів і сприяють ефективній організації роботи ЛПЗ та відкритості закладу (розширенню зв'язків з медичними і немедичними організаціями та з пацієнтами).

Для реалізації функції планування виявлено принципи планування, які ґрунтуються на використанні п'яти класів планування (класичні: Задача, Термін, Ресурс та введені для медичного планування: Суб'єкт, Об'єкт), і на основі яких розроблені механізми медичного планування (табл.4).

Сформований на основі принципів і механізмів узагальнений алгоритм медичного планування є послідовністю таких дій:

1) визначення мети планування у вигляді вихідної комбінації класів (перелік визначених класів вихідної комбінації планування);

2) визначення складу класів як поодиноких елементів, множин або систем;

3) перевірка впливу раніше запланованих комбінацій класів на вихідну комбінацію та подальший вибір механізмів планування;

4) в разі використання механізму узгодження, визначення узгоджуваного класу: оцінка спільного масиву значень для вхідної та вихідної комбінації, вибір значень класу з цього масиву або перепланування вхідної комбінації для формування нового спільного масиву;

5) формування зв'язків між класами і збереження вихідної комбінації. Наведено застосування алгоритму для планування профілактичного огляду декретованої категорії пацієнтів.

Таблиця 4

Зазначено, що функція зовнішнього інформаційного обміну є стратегічною функцією КІС лікувально-профілактичного закладу, яка охоплює задачу обміну документами з різними організаціями (управліннями охорони здоров'я, іншими ЛПЗ, організаціями фінансового та матеріального забезпечення), та задачу надання телемедичних послуг (телемедична взаємодія з іншими ЛПЗ, моніторинг стану пацієнтів, надання їм консультативної допомоги). Для реалізації надання консультативної допомоги пацієнтам розроблено і реалізовано систему "Медичні Інтернет-консультації". Розроблено алгоритми шести автоматизованих тестів соматичного блоку системи, які складаються з двох блоків: блоку надання тестового матеріалу з урахуванням результатів попередніх відповідей та блоку обробки результатів з накопичувальним формуванням рекомендацій. Запропоновано метод оцінки за градаціями стану шести соматичних систем. На основі наданих експертами даних про характерні симптоми чотирьох градацій стану досліджуваних систем (від І - стану без явних порушень до ІІІБ - середньої форми порушень з певними незворотними змінами) сформовано службові дані: масиви симптомів A_j (де j - конкретний стан: І, ІІ, ІІІ.А. або ІІІ. Б.) та вектори інформативності запитань B_j. Запропонований метод обробки та аналізу даних тестування, що реєструються у вигляді масиву даних D, складається з етапів формування вектора отриманих відповідей V, обчислення кількості виявлених у користувача симптомів, характерних для j-го стану:

;

обчислення кількості відповідей користувача, інформативних для j-го стану:

;

визначення частини виявлених у користувача характерних для j-го стану симптомів від загальної кількості інформативних для стану відповідей:

.

Висновок про наявність того чи іншого стану формується шляхом послідовного аналізу обчислюваних значень відносних показників p_IIIБ p_IIIA p_II, та p_I відповідно і порівняння їх з пороговими значеннями.

За методичними рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров'я розроблено алгоритми шести автоматизованих тестів визначення психічного стану, які складаються з блоку опитування та блоку обробки результатів і надання відповідних рекомендацій. Тести психічного блоку взаємопов'язані (можуть непрямо визначати проблеми, характерні для інших розладів, що відтворено в рекомендаціях).

Розроблена і реалізована система "Медичні Інтернет-консультації" дає змогу отримувати інформацію про стан свого здоров'я і рекомендації щодо необхідності звернення до спеціалістів, регулюючи тим самим маршрут пацієнтів в ЛПЗ.

Для реалізації та організації роботи технічної інфраструктури КІС запропоновано підхід, застосований при проектуванні і впровадженні комп'ютерно-телекомунікаційного комплексу Лікарні для вчених НАН України. Наведено загальну схему базової комп'ютерної мережі Лікарні для вчених, яка містить дві територіально-віддалені локальні мережі:

1) стаціонар і поліклініка № 1;

2) поліклініка №

Лікарні для вчених НАН України

Запропонований підхід до проектування базових локальних комп'ютерних мереж Ethernet ґрунтується на принципах мінімізації кількості мережевого обладнання між робочими станціями, додержання максимальної відстані у 100 метрів між обладнанням, забезпечення захисту обладнання від стороннього доступу тощо. Розроблено і впроваджено базові схеми мереж двох поліклінік, терапевтичного і хірургічного корпусів стаціонару, які загалом містять 98 робочих станцій, два сервери і 9 базових точок мережевого обладнання, надано розроблену базову специфікацію мереж.

Сформовані вимоги до адміністрування КІС (безпеки, захисту інформації), орієнтовані на територіальну розподіленість робочих станцій у межах корпусів і малий досвід роботи користувачів КІС з комп'ютерно-телекомунікаційними системами, запропоновано правила облаштування робочих місць для полегшення роботи адміністраторів системи.

Висновки

У дисертаційній роботі дано нове рішення актуальної науково-практичної задачі створення інформаційної технології передпроектного дослідження та проектування функціональної організації комплексної інформаційної системи (КІС) лікувально-профілактичного закладу (ЛПЗ), яка в свою чергу містить програмно-інформаційну і технічну складові та розширене порівняно з існуючими інформаційними системами функціональне наповнення, що дозволяє більшою мірою задовольняти інформаційні потреби як ЛПЗ в цілому, так і конкретних користувачів системи.

1. На основі аналізу головного технологічного процесу обслуговування пацієнтів, інших бізнес-процесів та інформаційних потоків ЛПЗ первинної медичної допомоги (амбулаторно-поліклінічних закладів та швидкої медичної допомоги) і вторинної медичної допомоги (стаціонарів) розроблена модель бізнес-процесів ЛПЗ та алгоритми обслуговування пацієнтів, які дозволяють визначити функціональний склад КІС ЛПЗ як набір з 8 стратегічних функцій (облік ресурсів ЛПЗ, планування роботи, інформаційна підтримка прийняття рішень, реєстрація і зберігання даних медичного обслуговування, формування вихідних документів, віддалена взаємодія з користувачами і системами, контроль роботи ЛПЗ, адміністрування КІС), які дозволяють забезпечити підтримку діяльності ЛПЗ на основних етапах роботи.

2. За методикою Каору Ісікави на основі визначених восьми стратегічних функцій розроблена функціональна модель КІС ЛПЗ, яка детально описує функціональний склад і структуру функцій системи на різних рівнях деталізації (рівнях функцій, задач, підзадач), а також метод опису функцій моделі в нотації UML як варіантів використання з різними атрибутами дозволяють аналізувати властивості системи, серед яких відповідність системи потребам користувачів, особливості реалізації цієї системи тощо.

3. Розроблений метод дослідження функціональної моделі КІС ЛПЗ дозволяє на етапі передпроектного дослідження оцінювати властивості КІС для корегування функціонального складу та управління проектом розробки системи завдяки аналізу запропонованих показників ступеня функціональності системи і ступеня відтвореності функцій у АРМах, які визначено на основі інформації, яка в свою чергу формується у процесі об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування системи.

4. Результати аналізу сформованих показників функціональності КІС і відтвореності функцій у АРМах вказують на те, що ефективність КІС ЛПЗ для співробітників ЛПЗ може бути підвищена за рахунок реалізації функцій планування в АРМах та організації підрозділу ІТ-супроводу експлуатації системи.

5. За результатами проведених досліджень підвищенню відкритості ЛПЗ з використанням КІС сприяє реалізація функцій, розрахованих на залучення зовнішніх користувачів, що забезпечується окрім взаємодії з іншими системами і організаціями наявністю АРМу пацієнта, який робить послуги ЛПЗ доступнішими, а пацієнтів активними учасниками процесу піклування про своє здоров'я.

6. Запропонований узагальнений алгоритм однієї з ключових функцій - функції планування, який використовує виявлені принципи (утворення вихідної комбінації з врахуванням крім загальновживаних класів - Задач, Термінів та Ресурсів, додаткових класів Суб'єктів та Об'єктів як важливих учасників медичного планування) і розроблені на їх основі механізми формування комбінацій класів, може застосовуватись для широкого спектра задач планування в КІС ЛПЗ.

7. Розроблена і реалізована система "Медичні Інтернет-консультації", структура якої об'єднує тести соматичного, психофізіологічного та психічного блоків аутотестування, виконує функцію зовнішнього інформаційного обміну ЛПЗ для оцінки стану людини, надання рекомендацій щодо необхідності звернення до лікарів різної спеціалізації, забезпечуючи тим самим регулювання маршруту пацієнта у ЛПЗ.

8. Розроблений метод оцінки стану фізіологічних систем за градаціями дозволяє визначати відносні показники чотирьох ступенів порушень стану здоров'я досліджуваної системи організму, визначати найбільш імовірний стан і надавати відповідні рекомендації.

9. Розроблені вимоги до складу технічної інфраструктури КІС ЛПЗ, визначені етапи проектування локальної мережі з урахуванням продуктивності, базова специфікація мережі Ethernet (розрахованої на підключення близько 100 АРМів та лікувально-діагностичних систем) враховують особливості ЛПЗ як відкритої організації, більшість працівників якої не має досвіду роботи з комп'ютерно-телекомунікаційними системами. Сформований підхід до проектування комп'ютерних мереж з розподіленим розташуванням робочих місць та підхід до організації супроводу їх експлуатації дозволяють створювати технічну інфраструктуру КІС у лікувально-профілактичних закладах.

Основні положення дисертації опубліковані в таких працях

1. Козак Л.М. Информационное обеспечение тестовых процедур по разделам соматического блока системы "Медицинские Интернет-консультации" / Л.М. Козак, А.А. Пезенцали, В.А. Елизаров // Кибернетика и вычисл. техника. - 2003. - Вып.141. - С.40-48.

2. Структура и принципы разработки системы предоставления консультативной медицинской помощи по Интернет / Л.М. Козак, А.А. Пезенцали, В.А. Елизаров, В.М. Миленин, А.Б. Корниенко // Кибернетика и вычисл. техника. - 2004. - Вып.143. - С.14-22.

3. Пезенцали А.А. Функциональная модель как основа управления проектом разработки комплексной информационной системы медицинского учреждения / А.А. Пезенцали, Л.М. Козак, А.С. Коваленко // УСиМ. - 2008. - № 4. - С.3-10.

4. Пезенцали А.А. Принципы и механизмы планирования в комплексной информационной системе медицинского учреждения / А.А. Пезенцали // УСиМ. - 2008. - №6. - С.15-20.

5. Пезенцали А.А. Формирование функциональной модели комплексной информационной системы медицинского учреждения / А.А. Пезенцали, А.С. Коваленко, Л.М. Козак // Электроника и связь. - 2009. - № 2-3. - С. 201-207.

6. Коваленко А.С. Связь в системе телемедицины / А.С. Коваленко, А.А. Пезенцали // Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині: наук. праці ІІ міжнар. конф. (19 - 21 червня 2002 р., Київ). - К., 2002. - С.35-37.

7. Козак Л.М. Система надання консультативної медичної допомоги засобами Інтернет / Л.М. Козак, Г.О. Пезенцалі, В.О. Єлізаров // Інформаційні технології в гігієні та медичній екології.: збірка тез допов. міжнар. наук. - практ. конф. (17-18 грудня 2002, Київ). - К., 2002. - С.101 - 103.

8. Козак Л.М. Организация получения, анализа и хранения информации в системе "Медицинские Интернет-консультации" / Л.М. Козак, А.А. Пезенцали // Автоматика - 2005: матеріали 12-ї міжнар. конф. (30 травня-3 червня 2005, Харків). - Харків, 2005. - С.67-68.

9. Пезенцали А.А. Комплексная информационная система медицинского учреждения: функции, задачи, решения / А.А. Пезенцали, Л.М. Козак, А.С. Коваленко // Автоматика. - 2007: матеріали ХІV міжнар. конф. (10-14 вересня 2007, Cевастополь). - Севастополь, 2007. - С 166-168.

10. Пезенцали А. А Организация технической инфраструктуры комплексной информационной системы медицинского учреждения / А.А. Пезенцали // Автоматика. - 2008: докл. ХV міжнар. конф. (23-26 вересня 2008, Одеса). - Одеса, 2008. - С.430 - 432.

11. Пезенцали А.А. Моделирование комплексной информационной системы учреждения медицинской практики / А.А. Пезенцали, Л.М. Козак // Актуальні проблеми біомедичної інженерії, інформатики, кібернетики і телемедицини: зб. тез ІІ конф. з міжнар. участю (15-17 листопада 2008. м. Київ). - К., 2008. - С.101-102.

Анотація

Пезенцалі Г.О. Інформаційна технологія передпроектного дослідження та проектування функціональної організації комплексної інформаційної системи лікувально-профілактичного закладу. - Рукопис.