Информационные технологии в медицине

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Научно-техническая революция, широко развернувшаяся во второй половине XX века, породила надежды на то, что с помощью новых научных дисциплин и новой техники будут разрешены трудные проблемы и противоречия человеческой жизни. Автоматизация и создание информационных систем являются на данный момент одной из самых ресурсоемких областей деятельности техногенного общества. Одной из причин активного развития данной области является то, что автоматизация служит основой коренного изменения процессов управления, играющих важную роль в деятельности человека и общества. Возникают системы управления, действие которых направлено на поддержание или улучшение работы объекта с помощью устройства управления (комплекс средств сбора, обработки, передачи информации и формирования управляющих сигналов или команд). Существует много видов информационных систем системы обработки данных, информационные системы управления, маркетинговые системы, системы бухгалтерского учета и другие, используемые в различных организациях. Немаловажные функции среди них выполняют информационные системы управления.

Информационные системы управления (ИСУ) - это любые системы, которые обеспечивают людей данными или информацией об операциях, выполняемых в организации. ИСУ используются в деятельности работников, собственников, клиентов и других ключевых лиц в организационной среде. Поддержка этих лиц осуществляется либо путем эффективной обработки данных для оказания помощи в выполнении работ, связанных с транзакциями (транзакция - регистрируемая операция бизнеса), либо эффективным обеспечением информацией должностных лиц.

Современные информационные технологии с их стремительно растущим потенциалом и быстро снижающимися издержками открывают большие возможности для новых форм организации труда и занятости в рамках, как отдельных корпораций, так и общества в целом. Спектр таких возможностей значительно расширяется - нововведения воздействуют на все сферы жизни людей, семью, образование, работу, географические границы человеческих общностей и т. д. Сегодня информационные технологии могут внести решающий вклад в укрепление взаимосвязи между ростом производительности труда, объемов производства, инвестиций и занятости. Новые виды услуг, распространяющиеся по сетям, в состоянии создать немало рабочих мест, что подтверждает практика последних лет.

До начала 1980-х годов информационные технологии были представлены главным образом большими ЭВМ и использовались для нужд лишь половины корпоративной "пирамиды", поскольку из-за их высокой себестоимости было невозможно автоматизировать решение управленческих задач. Автоматизация повторяющихся процессов обработки информации была сравнима с автоматизацией ручного труда на основе применения машин, заменивших людей. Согласно оценкам, с 1960 по 1980 г. свыше 12 млн. существовавших или потенциальных рабочих мест, связанных с обработкой информации, были автоматизированы посредством использования традиционных ЭВМ. Автоматизация рабочих мест, находившихся на нижних уровнях административной иерархии, привела к уменьшению размеров предприятий, но в то же время не вызвала кардинальных изменений в общей модели организации труда. За последние 20 лет уровень применения компьютеров в медицине чрезвычайно повысился. Практическая медицина становится все более и более автоматизированной.

Сложные современные исследования в медицине немыслимы без применения вычислительной техники. К таким исследованиям можно отнести компьютерную томографию, томографию с использованием явления ядерно-магнитного резонанса, ультрасонографию, исследования с применением изотопов. Количество информации, которое получается при таких исследования так огромно, что без компьютера человек был бы неспособен ее воспринять и обработать. Целью настоящей дипломной работы является разработка автоматизированного рабочего места (далее АРМ) медицинского работника. Это позволит в значительной степени упростить документооборот при ведении учета больных и персонала, снизить время доступа к информации при составлении отчетов, оптимизировать движение документов между подразделениями и организациями, и, как следствие, повысить общую эффективность деятельности [1].

1. Описание предметной области

1.1 Описание современного состояния и проблем предметной области

Современный рынок информационных технологий предлагает широкий выбор программных продуктов для решения актуальных проблем управления персоналом и быстрое обслуживание народа, оптимизации работы регистратора с документацией и направления на прием разных направлений деятельности.

Одной из сфер общественной жизни, куда настойчиво стучатся передовые технологии, является медицина. В последние годы отечественная система здравоохранения широко открыла свои объятия для информатизации во всех ее проявлениях. И этому есть свое объяснение. Прогрессивные технологии в медицине, основывающиеся на использовании современной компьютерной техники, способны не только количественно, но и качественно улучшить процесс предоставлении медицинских услуг. Это значит, что автоматизация медицины, при умелом ее внедрении, способна радикально улучшить конечный продукт деятельности всей системы - оказывать своевременную качественную медицинскую помощь и уменьшать общее число заболеваний в стране.

Особое место в рамках технологического обновления современной медицины занимают, так называемые, медицинские информационные системы (МИС). В условиях существенного возрастания объемов финансовой, медицинской и статистической информации, которой располагают те или иные лечебно-профилактические учреждения (ЛПУ), ее обработка видится возможной лишь при активном использовании информационно-компьютерных технологий. Кроме того, как справедливо отмечают специалисты, выросли не только количественные объемы располагаемой информации, но и требования к скорости ее обработки.

Медицинские информационные системы - это комплексы специализированного аппаратно-программного обеспечения лечебно-профилактических учреждений, основной функцией которых является сбор, анализ и передача данных, необходимых для нормального функционирования данных учреждений. Структура медицинской информационной системы, как правило, включает в себя несколько традиционных компонентов. Среди них, в первую очередь, необходимо выделить медицинский софт, отвечающий за программный интерфейс функционирования МИС; электронные истории болезней пациентов; автоматизированное рабочее место (АРМ) врача; программы для врачей разного профиля и многое другое.

Один из национальных проектов как раз и связан с внедрением новых информационных технологий в здравоохранение поставляется новая техника, проводятся курсы для медицинского персонала, что позволяет врачам осваивать новые приборы.

Специалисты уверены, что ситуация может измениться кардинально с введением единой информационной системы здравоохранения Республики Казахстан (ЕИСЗ). Что и пытаются подтвердить на опыте реализации пилотного проекта, уже действующего в Астане и Акмолинской области. По программе поэтапного внедрения ЕИСЗ в медицинских учреждениях страны следующей за ними должна стать Восточно-Казахстанская область.

Автоматизированные информационные системы сильно облегчат работу врача, у него появится больше возможностей заниматься пациентами. Не будет такого огромного количества бумажной работы, как сейчас. В системе станут накапливаться персонифицированные сведения о каждом жителе страны с момента рождения, о его обращениях в медицинские организации, о проведенных лечебно-диагностических мероприятиях, выявленных заболеваниях, назначенных и оказанных пациенту медицинских услугах, в том числе о полученных им лекарственных средствах [2].

1.2 Обзор программных продуктов, применямых в данной области

4 декабря 2007 года постановлением Правительства Республики Казахстан № 1174 «О реорганизации государственного учреждения «Центр внедрения современных медицинских технологий» Медицинского центра Управления делами Президента Республики Казахстан» Государственное учреждение «Центр внедрения современных медицинских» реорганизовано в Республиканское государственное казенное предприятие.

В соответствии с постановлением Правительства Республики Казахстан от 12 марта 2009 года № 289 «О реорганизации отдельных организаций Управления делами Президента Республики Казахстан» РГКП «Центр внедрения современных медицинских технологий» Медицинского центра Управления делами Президента Республики Казахстан реорганизовано в Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения, осуществляющий производственно-хозяйственную деятельность в области здравоохранения и науки.

Утверждено 5 тем научно-исследовательских работ на соискание ученой степени доктора и кандидата медицинских наук.

В соответствии с уставными задачами основными направлениями деятельности Центр являются

а) разработка, сопровождение и развитие медико-информационных и телекоммуникационных технологий с внедрением специализированных модулей и экспертных систем, передовых технологий телемедицины;

б) внедрение прогрессивных методов научно-методической, образовательной и внедренческой деятельности;

в) маркетинг оказания медицинских и немедицинских услуг прикрепленному контингенту и другим гражданам;

г) функциональное обеспечение деятельности Предприятия;

д) развитие коммерческих услуг за счет оказания платных услуг, в т.ч. проведения дезинфекционных, дезинсекционных и дератизационных работ и т.д.

Разработаны «Проект структуры модулей и процессов на разработку информационной системы Медицинского центра Управления делами Президента Республики Казахстан», разработаны рекомендации и заключения по технической и экономической эффективности проектов на создание и развитие информационной системы «Комплексная медицинская информационная система» и согласованы с АИС. Проект плана реализации «Комплексной медицинской информационной системы на 2009 - 2010 годы» согласован с Агентством Республики Казахстан по информатизации и связи и включен в бюджет 2009-2010 гг [3].

Для примера возьмем РФ Согласно исследованиям проведенным в РФ в 2007 году, всего по стране к началу 2007 г. выполнено чуть более 1000 инсталляций КМИС, автоматизировано примерно 34 800 рабочих мест, а количество пользователей составляет около 51 100. Это означает, что автоматизировано 3,9% ЛПУ, или 1,3% персонала, занятого в сфере здравоохранения, использует КМИС.

В среднем в течение года выполняется 8,9 инсталляции каждой КМИС, при этом за год автоматизируется работа примерно 250 пользователей.

Всего по стране к началу 2007 г. выполнено чуть более 1000 инсталляций КМИС, автоматизировано примерно 34 800 рабочих мест, а количество пользователей составляет около 51 100. Это означает, что автоматизировано 3,9% отечественных ЛПУ, или 1,3% персонала, занятого в сфере здравоохранения, использует КМИС.

В среднем в течение года выполняется 8,9 инсталляции каждой КМИС, при этом за год автоматизируется работа примерно 250 пользователей.

В прошлом исследовании из всего спектра комплексных медицинских информационных систем (КМИС) для анализа были использованы данные о 20 программных продуктах. В этом году на разосланные анкеты откликнулось 65,5% разработчиков КМИС (таблица 1.1) [4].

Таблица 1.1 Перечень КМИС, присутствующих на рынке РФ и РК

НАЗВАНИЕ	РАЗРАБОТЧИК	ГОРОД
МИС “Жетісу”	--	--
АИС “Поликлиника”	“МЕТЕО -- П”	Москва
“Амулет”	“ЦентрИнвест Софт”	Москва
ДОКА+	“МедИнТех”
“МедИС-Т”	НПП “Дейманд”	Таганрог

Медицинская информационная система (МИС) “Жетісу”

Медицинская информационная система "Жетiсу" предназначена для комплексной автоматизации медицинских учреждений любых типов. Она максимально позволяет повысить качество и доступность медицинских услуг.

Благодаря внедрению и использованию нашей системы улучшается административный контроль за деятельностью медперсонала. Журналирование всех проведенных операций в учреждении открывает широкое поле для маркетинговых исследований. Удобный и интуитивно понятный интерфейс Медицинской информационной системы "Жетiсу" позволяет сотрудникам медицинского учреждения легко и быстро приступить к работе.

Цель медицинской информационной системы

- создание единого информационного пространства для ключевых подразделений, административно-управленческого и медицинского персонала ЛПУ;

- эффективное управление лечебно-диагностическим процессом;

- улучшение качества оказания медицинской помощи населению;

- снижение трудозатрат и времени врачей-специалистов за счет оперативности взаимодействия между отделениями, приемным покоем, лабораторией, консультантов и т.п.;

- исключения дублирования диагностических исследований на основе оперативного обмена данными;

- стандартизация схем диагностики и лечения пациентов на основе «Протоколов диагностики и лечения заболеваний в Республики Казахстан»;

- контроль за своевременностью оказания медицинской помощи;

- динамическое управление коечным фондом.

Электронная история болезни создана на основе нормативных документов в сфере здравоохранения Республики Казахстан

- формы первичной медицинской документации организации здравоохранения, утвержденные приказом МЗ РК №332 от 8 июля 2005г. «Об утверждении форм первичных медицинских организаций здравоохранения» используемые для работы в стационаре, а также многих других более поздних;

- соответствие стандартам описанных в Единой Национальной Системы Здравоохранения в Республике Казахстан.

Экономические и организационные эффекты автоматизации лечебно-диагностического процесса с помощью Медицинской информационной системы Жетiсу

1) качество и рациональность врачебных назначений;

2) простота ежедневного контроля;

3) сокращение сроков обследования и лечения;

4) более высокий клинический эффект;

5) полное освобождение врачей от рутинной бумажной работы;

6) повышение личной ответственности;

7) исключение неточности, некорректности записей;

8) рациональное использование аптечного фонда.

Медицинская информационная система «Жетiсу» является комплексной программой по автоматизации всех этапов лечебно профилактического и диагностического процессов в поликлинике и стационаре. Данная АСУ содержит в себе продукты

· стационар;

· поликлиника;

· скорая помощь.

Медицинская информационная система (МИС) Дока+

В самом начале 1990 г. в "Медсанчасти-168", расположенной в Новосибирском Академгородке, началась разработка компьютерной истории болезни для больниц Министерства среднего машиностроения СССР силами группы высококвалифицированных программистов и врачей. В течение трех лет разработка была доведена до стадии использования в нескольких больницах, после чего ее развитие в последующие годы обеспечивалось за счет тиражирования, то есть внедрения в больницах г. Новосибирска, Новосибирской и других областей. Созданный программный комплекс получила название ДОКА - это аббревиатура английских слов DOCtor's Assistant, в переводе означающих - помощник врача, довольно точно отражающее ее назначение. По существу, он представляла собой автоматизированное рабочее место врача стационара, устанавливаемое на персональный компьютер, и используемый для облегчения рутинной работы врачей и хранения больших объемов информации о пациентах.

К середине 90-х ДОКА превратилась в систему, обеспечивающую технологию компьютерного ведения историй болезни, опирающуюся на локальную компьютерную сеть больницы, охватывающую все отделения стационара, включая приемное, а также лаборатории и диагностические кабинеты. Её внедрение, требующие приложения значительных организационных усилий, приводило в конечном итоге к целому ряду явных положительных изменений в работе стационара. В их числе

- упорядочивание информационных потоков между отделениями, лабораториями и диагностическими кабинетами, дисциплинирующее медицинский персонал;

- повышение качества ведения медицинской документации, отмечаемое экспертами страховых компаний и приводящее к уменьшению штрафных санкций;

- облегчение контроля работы врачей администрацией больницы благодаря структурированию медицинской информации;

- существенное облегчение работы врачей по ведению историй болезни.

В сентябре 2002 г. почти одновременно две больницы разного статуса начали эксплуатировать КИС ДОКА+ клиника Государственного учреждения "Научный центр клинической и экспериментальной медицины" СО РАМН и многопрофильная Чулымская центральная районная больница, оказавшаяся первой, перешедшей к использованию КИС ДОКА+ после многолетней успешной работы с её прототипом - системой ДОКА.

Таким образом, ДОКА+ на протяжении от одного до семи лет успешно используется в больницах различного профиля, статуса, масштаба и географического положения. Полученные доказательства эффективности её применения врачами опубликованы в ряде ведущих медицинских научно-практических журналов страны "Проблемы управления здравоохранением", "Врач", "Врач и информационные технологии".

Направления развития клинической информационной системы нового поколения ДОКА+ чаще всего определялось пользователями - врачами и руководителями тех больниц, которые её внедрили. На начало 2009 г. систему ДОКА+ применяет в своей ежедневной работе весь медперсонал двадцати одной больницы в шести регионах РФ [6].

1.3 Разработка автоматизированных рабочих мест

Автоматизированное рабочее место (АРМ), или, в зарубежной терминологии, «рабочая станция» (work-station), представляет собой место пользователя-специалиста той или иной профессии, оборудованное средствами, необходимыми для автоматизации выполнения им определенных функций. Такими средствами, как правило, является ПК, дополняемый по мере необходимости другими вспомогательными электронными устройствами, а именно дисковыми накопителями, печатающими устройствами, оптическими читающими устройствами или считывателями штрихового кода, устройствами графики, средствами сопряжения с другими АРМ и с локальными вычислительными сетями и т.д.

Hаибольшее распространение в мире получили АРМ на базе профессиональных ПК с архитектурой IBM PC.

АРМ в основном ориентированы на пользователя, не имеющего специальной подготовки по использованию вычислительной техники. Основным назначением АРМ можно считать децентрализованную обработку информации на рабочих местах, использование соответствующих "своих" баз данных при одновременной возможности вхождения в локальные сети АРМ и ПК, а иногда и в глобальные вычислительные сети, включающие мощные ЭВМ.

В настоящее время на очень многих предприятиях реализуется концепция распределенных систем управления народным хозяйством. В них предусматривается локальная, достаточно полная и в значительной мере законченная обработка информации на различных уровнях иерархии. В этих системах организуется передача снизу вверх только той части информации, в которой имеется потребность на верхних уровнях. При этом значительная часть результатов обработки информации и исходные данные должны храниться в локальных банках данных.

Для реализации идеи распределенного управления потребовалось создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров. Например, в сфере экономики на таких АРМ можно осуществлять планирование, моделирование, оптимизацию процессов, принятие решений в различных информационных системах и для различных сочетаний задач. Для каждого объекта управления необходимо предусматривать АРМ, соответствующие их значению. Однако принципы создания любых АРМ должны быть общими

- системность;

- гибкость;

- устойчивость;

- эффективность.

Поясним смыл каждого из указанных понятий.

Системность. АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением.

Гибкость. Система приспособлена к возможным перестройкам, благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.

Устойчивость. Принцип заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возмущающих факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устраняемы, а работоспособность системы быстро восстанавливаема.

Эффективность. АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам на создание и эксплуатацию системы.

Функционирование АРМ может дать желаемый эффект при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которой является компьютер.

Создание такого "гибридного" интеллекта в настоящее время является проблемой. Однако реализация этого подхода при разработке и функционировании АРМ может принести ощутимые результаты - АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов. При этом человек в системе АРМ должен оставаться ведущим звеном.

Hа производственных предприятиях АРМ являются важной структурной составляющей АСУ как персональное средство планирования, управления, обработки данных и принятия решений. АРМ - это всегда специализированния система, набор технических средств и программного обеспечения, ориентированного на конкретного специалиста. В то же время к АРМ любой "профессии" можно предъявить и ряд общих требований, которые должны обеспечиваться при его создании, а именно

- непосредственное наличие средств обработки информации;

- возможность работы в диалоговом (интерактивном) режиме;

- выполнение основных требований эргономики рациональное распределение функций между оператором, элементами комплекса АРМ и окружающей средой, создание комфортных условий работы, удобство конструкций АРМ, учет психологических факторов человека-оператора, привлекательность форм и цвета элементов АРМ и др.;

- достаточно высокая производительность и надежность ПК, работающего в системе АРМ;

- адекватное характеру решаемых задач программное обеспечение;

- максимальная степень автоматизации рутинных процессов;

- оптимальные условия для самообслуживания специалистов как операторов АРМ;

- другие факторы, обеспечивающие максимальную комфортность и удовлетворенность специалиста использованием АРМ как рабочего инструмента.

Структура АРМ включает совокупность подсистем - технической, информационной, программной и организационной.

О технической подсистеме уже было сказано выше. К указанному ранее набору технических средств, непосредственно образующему АРМ, надо еще добавить средства связи с другими АРМ, работающими в общей сети объекта, а также другие средства связи (телефон, телекс, телефакс).

К информационной подсистеме относятся массивы информации, хранящейся в локальных базах данных, как правило, на дисковых накопителях. Сюда же относится и системы управления базами данных.

Программное обеспечение включает операционные системы, сервисные программы, стандартные программы пользователей и пакеты прикладных программ, выполненные по модульному принципу и ориентированные на решение определенного класса задач, обусловленного назначением АРМ. По мере необходимости в программное обеспечение включаются также пакеты программ для работы с графической информацией.

Организационное обеспечение АРМ имеет своей целью организацию их функционирования, развития, подготовки кадров, а также администрирования. К последнему относятся планирование работы, учет, контроль, анализ, регулирование, документальное оформление прав и обязанностей пользователей АРМ.

Если устройство АРМ достаточно сложно, а пользователь не имеет специальных навыков, возможно применение специальных обучающих средств, которые позволяют постепенно ввести пользователя в среду его основного автоматизированного рабочего места. При реализации функций АРМ (т.е. собственно его функционировании) необходимы методики определения цели текущей деятельности , информационной потребности, всевозможных сценариев для описания процессов ее реализации.

Методика проектирования АРМ не может не быть связанной с методикой его функционирования, так как функционирование развитого АРМ предусматривает возможность его развития самими пользователями. Языковые средства АРМ являются реализацией методических средств с точки зрения конечного пользователя, а программные реализуют языковые средства пользователя и дают возможность конечному пользователю выполнять все необходимые действия [7].

1.4 Постановка задачи

Автоматизация работы медицинских учреждений - это создание единого информационного пространства ЛПУ, что, в свою очередь, позволяет создавать автоматизированные рабочие места врачей, организовывать работу отдела медицинской статистики, создавать базы данных, вести электронные истории болезней и объединять в единое целое все лечебные, диагностические, административные, хозяйственные и финансовые процессы. Автоматизация работы поликлиники или стационара значительно упрощает ряд рабочих процессов и повышает их эффективность. Контроль, учет и планирование в единой системе в результате приведут к улучшению условий работы и качества предоставляемых услуг, а также повышению конкурентоспособности ЛПУ на рынке.

Задачей дипломной работы является автоматизация ввода, обработки и хранения информации, которую используют в своей работе сотрудники медицинского центра, то есть создание программы для автоматизации работы с данными.

Целью дипломной работы является переход от локальной работы с медицинской информацией к интегрированной системе, где все данные, проходящие через учреждение, доступны из единой информационной среды. При этом полностью реализуется безбумажная технология, однако, сохраняется возможность получения "твёрдой копии" любого документа. Использование современных медицинских технологий позволяет повысить качество оказания медицинских услуг, оптимизировать управление различными структурными медицинскими подразделениями.

Основные процессы, которые будут рассматриваться в данной задаче

- учёт информации о пациентах;

- ведение медицинских карт ;

- ведение базы врачей;

- ведение учетов приемов и истории болезни;

- поиск информации по запросам;

- ведение архива и т.д.;

- выдача справок .

Автоматизация работы медицинского центра должна решать задачи экономии времени специалиста при вводе данных. Также происходит избавление от ненужной бумажной документации, так как вся информация сохраняется в памяти персонального компьютера. При первом требовании данные из базы можно будет распечатать - это экономит время при создании личных карточек, и подготовки документов.

Информационное обеспечение будет реализовано с использованием Firebird , а программный комплекс будет разрабатываться в среде Borland Delphi 7, которая будет обеспечивать обращение к базам данных и интерфейсное оформление программы.

2. Разработка информационного обеспечения

2.1 Обоснование выбора СУБД

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции баз данных (БД). Согласно данной концепции основой информационной технологии являются данные, организованные в БД, адекватно отражающие реалии действительности в той или иной предметной области и обеспечивающие пользователя актуальной информацией в соответствующей предметной области.

В первых трёх главах рассматриваются новые системы управления базами данных, такие как иерархическая и сетевая даталогические модели, реляционные даталогические модели, объектно-ориентированные СУБД. Обычно различают три класса СУБД, обеспечивающих работу иерархических, сетевых и реляционных моделей. Однако различия между этими классами постепенно стираются, причем, видимо, будут появляться другие классы, что вызывается прежде всего интенсивными работами в области баз знаний (БЗ) и объектно-ориентированной инфотехнологией. Поэтому традиционной классификацией пользуются все реже, но мы пока будем придерживаться именно ее, как наиболее устоявшуюся. Каждая из указанных моделей обладает характеристиками, делающими ее наиболее удобной для конкретных приложений [8].

Обычно различают три класса СУБД, обеспечивающих работу иерархических, сетевых и реляционных моделей. Однако различия между этими классами постепенно стираются, причем, видимо, будут появляться другие классы, что вызывается прежде всего интенсивными работами в области баз знаний (БЗ) и объектно-ориентированной инфотехнологией, о которой будет идти речь ниже. Поэтому традиционной классификацией пользуются все реже, но мы пока будем придерживаться именно ее, как наиболее устоявшуюся. Каждая из указанных моделей обладает характеристиками, делающими ее наиболее удобной для конкретных приложений. Одно из основных различий этих моделей состоит в том, что для иерархических и сетевых СУБД их структура часто не может быть изменена после ввода данных, тогда как для реляционных СУБД структура может изменяться в любое время. С другой стороны, для больших БД, структура которых остается длительное время неизменной, и постоянно работающих с ними приложений с интенсивными потоками запросов на БД-обслуживание именно иерархические и сетевые СУБД могут оказаться наиболее эффективными решениями, ибо они могут обеспечивать более быстрый доступ к информации БД, чем реляционные СУБД.

В мире Open Source было сделано многое для создания функционально полноценной, гибкой и удобной в использовании системы управления базами данных -- СУБД, которая смогла бы выдерживать большие нагрузки и еще иметь интерфейс доступа из популярных языков программирования, таких, как PHP и Perl. За долгое время развития систем хранения данных на этом рынке определились два сильнейших игрока, MySQL и PostgreSQL. Но постепенно в борьбу за право называться лучшей СУБД вступает третий игрок -- СУБД Firebird. Сервер предлагает широкий набор функций, имеет отличный послужной список еще в бытность им СУБД InterBase. Как будет рассказано ниже, Firebird имеет внушительные возможности, доступные, как правило, только в коммерческих системах управления базами данных включая хранимые процедуры, триггеры, архивирование базы во время ее работы (hot backup -- "горячая" архивация), репликацию и многое другое. Как и другие уже сложившиеся продукты, Firebird несет в себе наследство от своих предшественников, что может немного отпугнуть нового пользователя. Так что перед тем, как погрузиться в исследование особенностей, предоставляемых этим сервером баз данных, рассмотрим некоторые общие проблемы, которые могут возникнуть.

Сервер Firebird изначально начитал свою жизнь как продукт компании "Борланд" под названием InterBase. Когда была готова к выходу шестая версия этой СУБД, руководство "Борланд" решило, что разработка и дальнейшее развитие сервера нерационально, и выложило исходные коды на корпоративном портале под лицензией Open Source. Потом, однако, компания-производитель изменила свое решение, снова закрыла доступ к исходным кодам СУБД и чуть позже продолжила разработку. Отчасти, кстати, это было вызвано растущей популярностью Firebird. На сегодняшний день "Борланд" продолжает разработку InterBase с доступной на момент написания статьи версией 7.1. СУБД Firebird 1.0 являлась фактически исправленной версией InterBase 6.0 Open Edition. Поэтому первой полноценной, "чистой" версией Firebird можно считать версию 1.5.

Для не знакомого с сервером пользователя Firebird имеет две непривычных особенности. Первая -- СУБД имеет две архитектуры, Сlassic и Super Server; вторая -- наличие нескольких диалектов SQL, каждый из которых вносит свои особенности в работу. Рассмотрим сначала особенности архитектуры, а потом продвинемся к диалектам SQL и к тому, как они связаны с SQL Firebird.

Как уже говорилось, СУБД Firebird поставляется в двух вариантах, Classic Server и Super Server. Архитектура Classic Server может характеризоваться следующим образом каждому клиенту по собственному серверу. Это означает, что в классической архитектуре для каждого из клиентских подключений создается серверный процесс, обслуживающий одного клиента. Процессом запуска управляет внешний процесс, например, inetd или xinetd для ОС Unix.

Архитектура Super Server была разработана как направление для развития и разработки сервера Firebird в будущем. Даже компания "Борланд" еще до опубликования исходных кодов решительно заявляла о скором отказе от Classic Server и переходе на Super Server. Суперсервер обрабатывает все клиентские запросы в нескольких потоках одновременно внутри одного серверного процесса, и такая схема работы требует совсем немного ресурсов при создании новых подключений. Использование системных ресурсов и управление блокировками намного более эффективно происходит в архитектуре Суперсервер, потому что раздельные потоки не нуждаются в ожидании завершения обработки других потоков ядром сервера -- это все происходит внутри одного процесса. Но при работе с сервером архитектуры Суперсервер программист должен учитывать, что любые пользовательские функции включая внешние программы, работающие с базой данных под управлением Суперсервера, должны быть написаны очень аккуратно и быть как можно более защищенными от сбоев, так как нарушения в их работе могут повлечь падение самого сервера и (возможно) нарушение целостности данных. Для тех, кто знаком с архитектурой СУБД Oracle, может быть проще разобраться с обработкой подключений, если рассматривать архитектуру Classic как соответствующую выделенным подключениям, в то время как работа Super Server больше походит на систему совместного использования подключений [9].

Средства доступа к серверу

Firebird поддерживает множество способов доступа, включая собственные наборы компонент для C/C++, Delphi, классы для Ada, ODBC, JDBC (Jaybird), драйверы для Python, PHP, драйвер OLE DB, dbExpress, провайдер данных .NET и прямой доступ с использованием клиентской библиотеки сервера (fbclient.dll или GDS32.dll)

Существует четыре различных взаимозаменяемых архитектуры сервера

· классик сервер (англ. ClassicServer) -- один процесс на одно соединение; поддержка многопроцессорных машин;

· суперсервер (англ. SuperServer) -- все соединения используют один процесс, меньшие требования к памяти при большем быстродействии; для однопроцессорных машин;

· суперклассик (англ. SuperClassic Server) -- один процесс, но свой поток на каждое соединение. Данная архитектура введена в версии 2.5;

· встраиваемая (англ. Embedded) версия -- весь движок содержится в одной библиотеке с именем клиентской библиотеки сервера, идеально подходит для однопользовательских систем, не требует инсталляции.

Все архитектуры используют одинаковый формат файла базы данных, таким образом в любой момент можно переключиться на другую архитектуру.

IBExpert -- GUI-оболочка, предназначенная для разработки и администрирования баз данных InterBase и Firebird, т.е. реляционная система управления базами данных .

Как основные достоинства IBExpert разработчики указывают

· поддержка InterBase версий 4.х, 5.х, 6.х, 7.х; Firebird 1.х, 2.x; Yaffil 1.х;

· работа одновременно с несколькими базами данных;

· отдельные редакторы для всех объектов БД с синтаксической подсветкой;

· мощный SQL редактор с историей запросов и возможностью фонового выполнения запросов;

· отладчик хранимых процедур и триггеров;

· поиск в метаданных;

· полное и частичное извлечение данных и метаданных;

· анализатор зависимостей объектов баз данных;

· отчеты по метаданным;

· менеджеры пользователей и пользовательских привилегий;

· экспорт данных в различные форматы.

IBExpert обладает множеством облегчающих работу компонентов визуальный редактор для всех объектов базы данных, редактор SQL и исполнитель скриптов, отладчик для хранимых процедур и триггеров, построитель области, собственный скриптовый язык, а также дизайнер баз данных и т.д.

Утилита IBExpert предназначена для администрации баз данных в СУБД Interbase и FireBird. Создание нового набора данных осуществляется с помощью пункта меню База данных/Создать базу.

В диалоговом окне, представленном на рисунке 2.1, вводится информация необходимая для создания базы данных.

Рисунок 2.1. Создание базы данных

Раздел «Сервер» (удаленный/локальный) предназначен для выбора места создания файла базы данных. Выберите тип «локальный» для создания базы данных на локальной машине.

На языке SQL создание новой базы данных осуществляется с помощью команды

CREATE DATABASE 'd \database\test.gdb'

USER 'SYSDBA' PASSWORD 'masterkey'

PAGE_SIZE 16384

DEFAULT CHARACTER SET WIN1251;

В разделах «Имя сервера» и «протокол» вводится имя машины (например, A005), на которой расположен сервер баз данных Interbase или FireBird. Для локальной базы данных эти поля не нужны.

Поле вода «Файл БД» предназначен для указания пути к создаваемому файлу базы данных.

«Имя пользователя» - строка ввода имени администратора баз данных. По умолчанию администратором является пользователь с именем «SYSDBA», пароль - «masterkey».

В IB 6 появилось несколько расширений, как SQL так и типов данных, которые поддерживаются при помощи диалектов.

Диалект 1 - базы данных 4.x или 5.x, "импортированные" в 6.0 посредством backup в 4.x/5.x и restore в 6.0. Не содержат никаких отличий от 5.x. информационный автоматизированный база данный

Диалект 2 - предназначен для проверки возможности перевода баз данных диалекта 1 в диалект 3.

Диалект 3 - "родной" формат IB 6, поддерживающий INT6, DATE, TIME, TIMESTAMP и прочие расширения.

Диалект 1 в версии 6 отличается от версии 5.x поддержкой следующих ключевых слов TIMESTAMP, TIME, EXTRACT, YEAR, MONTH, DAY, WEEKDAY, HOUR, MINUTE, SECONDS, ?TYPE?, CURRENT_DATE, CURRENT_TIME, CURRENT_TIMESTAMP. Т.е. использование этих ключевых слов в качестве идентификаторов полей, таблиц и других объектов будет приводить к ошибке.

Кроме этого в диалекте 3 не поддерживается автоматическая конвертация типов в выражениях. Например, если раньше в SQL можно было написать 1+'3' и получить ответ 4, то в диалекте 3 будет выдано сообщение об ошибке.

Поле ввода «Кодировка» предназначена для выбора набора символов национального алфавита для текстовых полей базы данных. Русские символы Windows содержатся в кодировке Win1251.

Если файл базы данных перенесен на компьютер, где работает сервер БД, с другого компьютера (т.е. база данных существует, но сервер не имеет о ней информации), либо база данных создавалась на сервере, но при создании не была зарегистрирована (был выключен флажок «Регистрация базы данных (Register database)» при создании БД) , то такую базу данных нужно регистрировать в утилите IB Expert. Это можно сделать с помощью экранной формы, показанной на рисунке 2.2.

Многие разделы формы совпадают с окном создания базы данных. Как минимум, необходимо заполнить поля «Описание базы данных» и «Версия сервера». Строка описания базы данных будет зафиксирована для идентификации вашего набора данных в окне «DataBase Explorer» оболочки IB Expert [10].

В разделе «Версия сервера» необходимо выбрать тип сервера, установленного на вашем компьютере (например, FireBird 1.5).

Рисунок 2.2. Регистрация базы данных в IB Expert

2.2 Создание таблиц базы данных средствами IB Expert

После создания базы данных необходимо определить структуру информации и ввести данные в таблицы. Эти операции делаются посредством интерфейсных форм оболочки IB Expert или командами языка SQL.

Рассмотрим в качестве примера простейший телефонный справочник - таблицу с полями Ф.И.О., дата рождения, телефон.

Доступ к основным компонентам базы данных осуществляется посредством диалогового окна «Database Explorer» оболочки IB Expert (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3. Database Explorer

После того как созданы домены можно приступать к созданию таблиц базы данных при помощи утилиты IBExpert, в которой задаются поля, первичные, вторичные ключи, автоинкрементные поля.

Создаем таблицу «Пациенты» (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4. Создание таблицы «Пациенты»

В верхней строке окна необходимо ввести имя таблицы (например, Pacient). Для каждого поля необходимо указать его имя и тип. Большинство баз данных поддерживают следующие типы полей

- char, Синтаксис CHAR(n). Размер n символов. Диапазон/Точность от 1 до 32767 байтов. Размер символа кодировки определяет максимальное число символов, которые разместятся в 32K. Описание Фиксированной длины CHAR или строка текста. Альтернативное ключевое слово CHARACTER;

- date, Синтаксис DATE. Размер 64 бита. Диапазон/Точность от 1 янв 100 до 11 янв 5941. Описание Так же включает информацию о времени;

- demica,. Синтаксис DECIMAL (precision, scale). Размер Переменный. Диапазон/Точность precision = от 1 до 15. Определяет, что сохраняется, по крайней мере precision цифр числа. scale = от 1 до 15. Определяет число знаков после запятой. Должно быть меньше или равно precision. Описание Для примера, DECIMAL(10,3) сохраняет числа точно в следующем формате ppppppp.sss;

- double precision, Синтаксис DOUBLE PRECISION. Размер 64 бита. Диапазон/Точность от 1.7E-308 до 1.7E308. Описание Для научных вычислений 15 цифр точности. Текущий размер типа DOUBLE зависит от платформы. Большинство платформ поддерживает размер в 64 бита;

- float, Синтаксис FLOAT. Размер 32 бита. Диапазон/Точность от 3.4E-38 до 3.4E38. Описание Одиночная точность 7 цифр точности;

- integer, Синтаксис INTEGER. Размер 32 бита. Диапазон/Точность от -2 147 483 648 до 2 147 483 648. Описание Длинное целое со знаком (long, longword);

- numeric, Синтаксис NUMERIC (precision, scale). Диапазон/Точность precision = от 1 до 15. Определяет, что сохраняется, по крайней мере precision цифр числа. scale = от 1 до 15. Определяет число знаков после запятой. Должно быть меньше или равно precision. Описание Для примера, NUMERIC(10,3) сохраняет числа точно в следующем формате ppppppp.sss;

- smallint, Синтаксис SMALLINT. Размер 16 бит. Диапазон/Точность от -32768 до 32767. Описание Короткое целое со знаком. (shot, word);

- varchar, Синтаксис VARCHAR (n). Размер n символов. Диапазон/Точность от 1 до 32767 байтов. Размер символа кодировки определяет максимальное число символов, которые разместятся в 32K. Описание переменной длины CHAR или строка текста. Альтернативные ключевые слова VARYING CHAR, VARYING CHARACTER;

- blob, Синтаксис BLOB. Размер Переменный. Диапазон/Точность Нет. Описание Большой двоичный объект. Сохраняет данные большого объема, такие как графика, текст и цифровой звук. Основная структура модуля сегмент. Cубтип данных BLOB описывается в их контексте.

После завершения ввода полей необходимо нажать кнопку «Компиляция» (Ctrl+F9) с изображением молнии на панели инструментов окна [11].

Аналогично создаются остальные таблицы базы данных.

После того как созданы домены и таблицы, можно в БД определить индексы, система автоматически создает индексы по первичным и внешним ключам но можно добавить и свои по надобности как при помощи утилиты IBExpert. Индексы существенно ускоряют процесс поиска и упорядочивание записей таблицы.

SQL-скрипт на создание таблицы имеет вид (рисунок 2.5)

Рисунок 2.5. SQL-скрипт на создание таблицы «Пациенты»

После того как созданы, домены, таблицы, индексы, можно приступить к созданию генераторов. Генератор - это специальный объект базы данных, который генерирует уникальные последовательные числа.

Генераторы созданы для автоматического заполнения полей, входящих в первичный ключ (рисунок 2.6).



Рисунок 2.6. Генераторы для базы данных

Стандартный код ля создания генератора выглядит следующим образом CREATE GENERATOR GEN_PATIENT_ID;

Триггеры, созданные в таблицах базы данных «Регистратура поликлиники», предназначены для реализации автоинкрементных полей и для подсчёта количества посещений пациентов. На рисунок 2.7 показан триггер для автоинкрементных полей таблицы «Пациенты».

Рисунок 2.7. Триггер для реализации автоинкрементных полей таблицы «Пациенты»

Просмотры являются временными наборами данных, существующими только во время работы с ними. После создания просмотра с ним можно обращаться точно так же, как и с обычной таблицей. Просмотр может строиться на базе одной или нескольких таблиц или даже на основе других просмотров.

Создан просмотр, который позволяет просмотреть данные таблицы PATIENT (Пациенты) базы данных. Ниже, приведен SQL-скрипт просмотра PATIENT_V.

CREATE VIEW PATIENT_V(

ID_PATIENT,

FAM,

NAME,

OTCH,

DATA_ROG,

ADRES,

NUM_STR_POLICE,

PASPORT,

KOL_OBDRASH)

AS

select*from patient

2.3 Описание функционирования приложения

Информационная система «Медицинский центр» в этом проекте разработаны АРМ «Регистратура» и АРМ «Врачи». АРМ «Регистратура» имеет доступ к таким данным, как сведение о врачах, общее сведение о пациентах, визиты и отделение. И выполняет такие работы, как открыть мед.карту, добавить, удалить изменить сведение о пациентах. А АРМ «Врачи» имеют доступ к сведение о пациентах, болезней и т.д.

Информационная система «Медицинский центр» дает возможность автоматизировать работу регистратора, врачей и лаборанта. С помощью этой информационной системы можно легко и быстро создавать мед.карты пациентов, записываться на прием к врачу, просмотреть расписание врача. Главная форма программы, это форма «Медицинский центр». Отсюда можно перейти либо на страницу «Регистратор», либо на страницу «Врачи» , либо на страницу «Лаборант» (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11. Форма «Медицинский центр»

К странице «Регистратор», «Врачи» и «Лаборант» не все имеют доступ. Чтобы войти в страницу «Регистратор», либо на страницу «Врачи» , либо на страницу «Лаборант» надо ввести определенный логин и пароль (рисунок 3.12).

Рисунок 3.12. Доступ к страницам

После того как ввели логин и пароль, нажимаем на кнопку «Вход», и открываются страница которые мы выбрали (рисунок 3.13).

Каждая форма работающая с базами данных имеет кнопку «Подключение к БД» устанавливает связь с базами данных (рисунок 3.14).



Рисунок 3.13. Главная страница регистратора

Рисунок 3.14. кнопка «Подключение к БД»

Форма «Сведение о пациентах» обеспечивает переход на все формы о пациенте (рисунок 3.15). Это функция позволяет добавлять, вводить изменения и удалить данные пациента. Кнопка «Подключение к БД» связывает какими именно с базами данных работать, кнопка «Обновить» позволяют обновлять БД. В форме «Пациенты» есть панель меню

а) назад--возврат на предыдущую страницу;

б) информация--определенные запросы запросы по группы крови, запросы по резус-фактором, запросы по специализации врачей, запросы по отделениям;

в) приемы посмотреть приемы врача и запись на прием;

г) обращение --заполненное врачом пациента.



Рисунок 3.15. Сведение о пациентах

Форма «Сведение о врачах» обеспечивает переход на все формы о врачах. Просмотр и редактирование, удаление данных о врачах (рисунок 3.16).

Вкладка «Сведение об отделениях» обеспечивает переход на все формы об отделениях. Включает в себя название отделения, этаж и телефон отделении. На страничке можно добавлять, вводить изменение и удалить отделение(рисунок 3.17).

Рисунок 3.16. Форма «Сведение о врачах»



Рисунок 3.5. Форма «Сведение об отделениях»

2.4 Описание программы

Общие сведения

В данной работе разрабатывается информационная система «Медицинский центр». Программа предназначена автоматизаций рабочего места регистратора, врача и лаборанта. Программа разрабатывалась в среде Delphi 7 на языке программирования Object Pascal, база данных разрабатывалась в Firebird.

Фактически, работа с личными карточками и архивом превращается в четкий и удобный процесс работы с базой данных. Это сильно упрощает работу и исключает ошибки, часто встречающиеся при обычной организации работы регистратора и врача.

Функциональное назначение

В текущем функционале информационная система «Медицинский центр» работает автономна и запускается с помощью файла Poliklinika.exe. Интерфейс программы хорошо подготовлен. Число пользователей не ограниченно, доступ к базе данных защищен.

Описание логической структуры

Unit1

1-имя Unit1;

2-114- интерфейсная часть;

115-116- исполняемая часть;

117-121-процедура обновление БД;

122-131- процедура установить связь с БД;

132-167- добавление данных в таблицу «Пациенты»;

168-223- изменение данных в таблице «Пациенты»;

224-255- удаление данных из таблицы «Пациенты»;

256-281- изменяем состояние полей редактирования;

282-307- условие выбора пола пациента;

308-342- условия выбора группы-крови пациента;

343-368- условие выбора резуса-фактора пациента;

369-374- ссылки на другие форму17, в котором можно осуществить поиск врача по специальности;

375-380- ссылки на форму18, в котором можно осуществить поиск врачей по отделений;

381-420- ссылки на форму19, в котором можно осуществить быстрый поиск пациентов по группы крови;

421-424- ссылки на форму21, в котором можно открыть больничный;

425-428- ссылки на форму22, в котором врач может выписать справку о болезни для пациента по требованию;

429-433- ссылки на форму9, и реактиваций формы1;

434-437- ссылки на форму23, в котором можно узнать приемы определенного врача, вводя фамилию врача;

438-441- ссылки на форму5, в котором можно записаться на прием к врачу;

442-445- ссылки на форму22, в котором можно просмотреть запись которую сделал врач об обращений вводя личный номер пациента;

446-458- ссылки на другие форму, в котором можно узнать какие процедуры выписал врач пациенту;

Unit2

1-имя Unit2;

2-77- интерфейсная часть;

78- начало исполняемой части;

79-81- все используемые IbQuery и Datasource описываются;

Unit3

1-имя Unit3;

2-47- интерфейсная часть;

48-50- исполняемая часть;

51-55- процедура обновление БД;

56-65- процедура установить связь с БД;

66-90- добавление данных в таблицу «Vrachi»;

91-124- изменение данных в таблице «Vrachi»;

125-154- удаление данных из таблицы «Vrachi»;

155-173- изменяем состояние полей редактирования;

174-184- ссылки на другие формы;

Unit4

1-имя Unit4;

2-35- интерфейсная часть;

36-38- исполняемая часть;

39-43- процедура обновление БД;

44-53- процедура установить связь с БД;

54-73 -добавление данных в таблицу «Отделение»;

74-97- изменение данных в таблице «Отделение»;

...