ehealth = Elektronické zdravotnictví

ehealth = Elektronické zdravotnictví Lenka Lhotska Gerstnerova laboratoř, katedra kybernetiky ČVUT FEL Praha http://bio.felk.cvut.cz http://cyber.felk.cvut.cz lhotska@fel.cvut.cz

Úvod Elektronické zdravotnictví Základní komponenty: Informační systémy poskytovatelů individuálních zdravotních služeb a plátců Informační systémy veřejného zdravotnictví Národní zdravotnický systém zdravotní statistika specializované (pacientské) registry Ostatní centralizované systémy nezačleněné do NZIS (registry NRC DRG) Národní systémy a registry státní správy (estát = egovernment)

Úvod Terminologie počítačová věda (computer science) lékařská počítačová věda (medical computer science) informační věda (information science) biomedicínské využití počítačů (biomedical computing) lékařská informatika (medical informatics) zdravotnická informatika (health informatics, healthcare informatics) biomedicínská informatika (biomedical informatics) elektronické zdravotnictví (ehealth) bioinformatika (bioinformatics) biokybernetika (biocybernetics)

Informační a komunikační technologie v medicíně Velké procento činností spojeno s managementem informací: získávání a zaznamenávání informací o pacientech konzultace s kolegy čtení vědecké literatury plánování diagnostických postupů navrhování strategií pro péči o pacienta interpretace laboratorních výsledků interpretace radiologických vyšetření vedení případových studií

Odlišnost medicíny od jiných oborů v práci s informacemi složitost nejistota starost společnosti o pacientovo zdraví výsledná potřeba optimálního rozhodování efektivní organizace a management velkých objemů dat uchovávání informací v závislosti na čase využití dat z různých zdrojů pro hodnocení zdravotního stavu inter- a intrapersonální variabilita dat

ICT v medicíně a biologii Základní důležité aspekty práce s daty, informacemi a znalostmi v medicíně Následující otázky charakterizují celou oblast elektronického zdravotnictví, včetně výzkumu a klinické praxe. Proč je management informací ústřední otázkou v biomedicínském výzkumu a v klinické praxi? Co jsou integrovaná prostředí managementu informací a jak mohou ovlivnit lékařskou praxi a biomedicínský výzkum v příštích letech? Co znamenají pojmy lékařské počítačové vědy, lékařská informatika, klinická informatika, ošetřovatelská informatika, bioinformatika a zdravotnická informatika? Proč by se měli zdravotníci a studenti medicíny učit o konceptech lékařské informatiky a informatických aplikacích?

ICT v medicíně a biologii Jak změnil vývoj počítačů, mikroprocesorů, Internetu a mobilních prostředků povahu biomedicínského využití počítačů? Jaký má vztah lékařská informatika ke klinické praxi, biomedicínskému inženýrství, molekulární biologii, rozhodování, informatice a počítačovým vědám? Čím se odlišují informace v klinické medicíně a zdravotnictví od informací v základních vědách (matematice, fyzice, chemii)? Jak mohou změny ve výpočetní technice a způsobu financování lékařské péče ovlivnit integraci medicínského využití počítačů do klinické praxe? Jak mohou mobilní technologie přispět k zefektivnění lékařské péče?

Lékařská informatika Vědní obor: vlastnosti, zpracování a využívání lékařské informace Předmět zájmu: informace Metody práce: ukládání, přenos, ochrana, zpracování a vyhledávání informací Technické prostředky: počítače a počítačové sítě Kybernetika 1948 amer. N.Wiener, později podobory: Biokybernetika simulace, modelování, řízení lékařských přístrojů Vědecké lékařské informace dig.knihovny, aktuální poznatky, e- learning Lékařské informace data, znalosti, zpracování, rozhodování, metody odborné práce Statistika apl.matematika, pravděpodobnost deskriptivní s. výkaznictví; konfirmační s. klinický výzkum Informační systémy klinické IS, pacientská data, znalostní systémy Computer Science HW, SW Umělá inteligence matematika, logika, lingvistika, znalostní systémy Strojové vnímání zpracování obrazu, virtuální realita

Struktura informatiky

Data Data = reprezentace reálného světa v abstraktních množinách výsledky vyšetření (měření, pozorování, slovní vyjádření pacienta) biosignály v čase proměnné obrazová informace ukládána v různých klinických IS reprezentace číselné údaje, písmena abecedy, vektory, matice, texty psané v přirozeném nebo umělém jazyce, signály, obrazy Data původní -odvozená Data o datech = metadata (např. katalog knih)

Informace Informace závěry týkající se faktů, událostí, věcí, lidí, myšlenek, poznámek představují určitou reflexi reálných nebo abstraktních objektů nebo procesů Komponenty Syntaktická = struktura Sémantická = význam Pragmatická = cíl Informace = data transformovaná do smysluplné a užitečné formy Informační obsah Teorie informace Možnost výpočtu entropie informační zisk

Znalosti Znalosti = abstraktní modely světa zobecnění dat a informací literatura rozvoj systémů pro zpracování znalostí vymezení znalostí, klasifikace, formální popis využití ontologií Interpretace modely lidského myšlení, logické odvozování, pravděpodobnostní rozhodování, systémy umělé inteligence Neurčitost!!!

Příklad vztahu dat, informací a znalostí

Vztah mezi daty, informacemi a znalostmi Komentář k předchozímu obrázku Data Konkrétní údaje o věku, hmotnosti a výšce dítěte Informace Odvozená z dat zanesených do grafu např. vývoj dítěte odpovídá jeho věku, tedy jeho hmotnost a výška je v normě nebo dítě má mírnou nadváhu Znalosti Vyjádřené jednotlivými křivkami v grafu charakterizují jednotlivé skupiny dětí (hubené, štíhlé, s nadváhou, obézní), získané na základěn dlouhodobých pozorování, statistických vyhodnocení, apod. Interpretace Vychází ze znalostí a konkrétních dat, představuje např. diagnózu, návrh léčby, monitorování V tomto konkrétním případě např. u dítěte s mírnou nadváhou bude závěrem doporučení na omezení sladkých nápojů a zvýšení pohybové aktivity

Zdravotnická dokumentace Papírová dokumentace uložena lokálně není zálohována malá strukturovanost dat chronologické řazení jakákoliv analýza časového vývoje složitá použití zkratek pro všechny kromě autora často obtížně čitelné archivace velké objemy obtížné využití starších záznamů, dohledatelnost obtížná výměna dokumentace mezi více lékařskými pracovišti zpravidla kopie základních údajů, méně často obrazová dokumentace (např. rtg snímky) nebo naměřené signály (např. EKG)

Zdravotnická dokumentace Příklad typického záznamu vyšetření v papírové podobě

Zdravotnická dokumentace Digitalizace papírové dokumentace základní otázka jaký bude formát digitalizováných dat nejjednodušší převod do pdf Ale! Nulová strukturovanost dat Nepoužitelné pro jakékoliv analýzy Pouze pro archivaci a zálohování Pro vyhledávání nutné vhodné indexování Výměna dokumentace mezi více lékařskými pracovišti posílání pdf souborů Pokročilejší varianta digitalizace z formulářů

Zdravotnická dokumentace Elektronická dokumentace Databázový systém Vhodné strukturování dat Snadná dostupnost Možnost sledování časového vývoje zdravotního stavu Využití číselníků Kontrola vložených údajů snížení chybovosti zaznamenaných dat Možnost provázání dat a informací z různých vyšetření Sdílení pacientských dat mezi zdravotnickými zařízeními

Elektronické zdravotnictví v ČR situace v r. 2013

Přehled hlavních institucí souvisejících se zdravotnickou informatikou ČR Ministerstvo vnitra sekce provozu informačních a komunikačních technologií (MV ČR) egovernment (http://www.mvcr.cz/egovernment.aspx ) Ministerstvo zdravotnictví odbor informatiky (MZ ČR) Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR (ÚZIS ČR) Koordinační středisko pro resortní zdravotnické informační systémy (KSRZIS) Státní zdravotní ústav (SZÚ) Státní ústav pro kontrolu léčiv (SÚKL) Koordinační středisko transplantací (KST) Všeobecná zdravotní pojišťovna (VZP) Oborové zdravotní pojišťovny

Přehled zdravotnických informačních systémů (IS) IS samostatných ordinací praktických a odborných lékařů Nemocniční informační systémy (NIS) včetně ambulancí a poliklinik (též součinnost s karetními systémy) IS pro sběr a zpracování statistických dat (ÚZIS) IS jednotlivých zdravotních registrů (ÚZIS, KSRZIS) IS zdravotních pojišťoven (VZP) IS hygienické služby (KHS, SZÚ, KSRZIS) IS pro řízení zdravotnictví (MZ ČR a KÚ) IS knihoven a vědecké informatiky včetně expertních systémů (IPVZ, NLK) IS outsourcing (dodavatelské firmy)

Schematické znázornění komponent elektronického zdravotnictví

Klíčová zdravotnická legislativa (stav 08/2013) Pozn. U všech zákonných norem je nutné vždy zohlednit novelizace. Zákon č. 101/2000 Sb., o ochraně osobních údajů (správce, zpracovatel, dvě povinnosti nebo zákon, archivace = zpracování dat, anonymizovaná data pro vědu) Zákon č. 227/2000 Sb., o elektronickém podpisu (zaručený elektronický podpis pro zdravotnickou dokumentaci, certifikační autorita pro zdravotnictví, prováděcí vyhlášky, časové razítko) Zákon č. 20/1966 Sb., o péči o zdraví lidu v platném znění (zmocnění k existenci národních zdrav. registrů a NZIS, nyní jen rodné číslo vyhláška 552/2004) Zákon č.258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví (zmocnění k existenci registrů hygienické služby) Zákon č.285/2002 Sb., o darování, odběrech a transplantacích tkání a orgánů

Klíčová zdravotnická legislativa (stav 08/2013) Zákon č. 280/1992 Sb. o rezortních zdravotních pojišťovnách Zákon č. 551/1991 Sb. o VZP ČR Zákon č. 48/1997 Sb. o veřejném zdravotním pojištění Zákon č. 372/2011 Sb. o zdravotních službách Zákon č. 373/2011 Sb. o specifických zdravotních službách Vyhláška 385/2006 Sb., o zdravotnické dokumentaci Vyhláška 301/2006 Sb., o způsobu předepisování léčivých přípravků

Národní zdravotnický informační systém (NZIS) NZIS je zajišťován činností ÚZIS ČR a KSRZIS. NZIS zahrnuje zejména: metodiku a provoz systému (datové, komunikační a číselníkové standardy) navazující na ISVS statistická zjišťování resortní, převzatá a zvláštní Národní zdravotní registry pro sledování pacientů s vybranými společensky závažnými chorobami zavedení elektronické zdravotní karty NZIS je určený zejména pro: sběr a zpracování dat o zdravotním stavu obyvatel o zdrav. zařízeních, jejich činnosti a ekonomice za účelem řízení pro výzkum a statistiku k usměrňování poskytování zdravotní péče

Informační systém zdravotnického zařízení Informační systém (IS) zdravotnického zařízení pořizuje, zpracovává a archivuje údaje: o rozsahu, průběhu a efektivitě poskytované léčebné péče o zdravotním stavu jednotlivých ošetřovaných osob o ekonomice zařízení o materiálním zajištění provozu o organizaci práce a personálním obsazení o správě zdravotnického zařízení o ostatních aktivitách zdravotnického zařízení

Informační systém zdravotnického zařízení IS poskytuje údaje pro statistická šetření podle zákona č. 89/1995 Sb. o státní statistické službě (Program statistických zjišťování a hlášení) A -Činnost ambulantních zdravotnických zařízení (pracovníci, činnost, zjištěná onemocnění) E - Ekonomika zdravotnických zařízení (mzdy, hospodaření, náklady, výdaje) H -Činnost orgánů ochrany veřejného zdraví (hygiena) L - Lůžkový fond zařízení ústavní péče T - Přístrojové vybavení V - Čerpání zdravotní péče cizinci Z - Vznik, změny, zánik zdravotnického zařízení O - Ostatní výkazy (knihovny, léčiva)

Základní aspekty sjednocování IS ve zdravotnictví Neexistence jednotné struktury elektronického zdravotního záznamu Datový standard DASTA (ČR) vs. zahraniční standardy (např. HL7) Nutnost určit centrálně rozhraní pro jednotlivé aplikace modulů Stanovení číselníků (Národní číselník laboratorních položek, atd.), Definice komunikačních protokolů Specifikace bezpečnostních kriterií Předpoklad: rozmanitost HW a SW Budoucí provázání s telemedicínskými aplikacemi Budoucí využití cloudových technologií

Existující standardy IS zdravotnických zařízení (ZZ) v ČR Metodika a číselníky NZIS včetně rozhraní pro ZZ (garant ÚZIS ČR) Standardy ISVS (garant MV ČR) Datový standard pro předávání dat o pacientech mezi ZZ (pokyn MZ ČR). (DASTA - xml verze) Národní číselník laboratorních položek pro sdělování výsledků vyšetření lékařům (pokyn MZ ČR) Ochrana dat ve zdravotnictví (pokyn MZ ČR) Jednotné použití účtové osnovy pro zdravotnická zařízení včetně ukazatelů hospodaření ZZ (pokyn MZ ČR) Pokyny pro zavedení a provoz Národních zdravotních registrů (zák. č. 20/1966 Sb. v platném znění a vyhláška 552/2004 Sb.) Číselníky a rozhraní zdravotních pojišťoven a finančních úřadů (MKN10, Seznam výkonů, Číselník hromadně vyráběných hrazených léčiv, )

Základní technologie pro spojení mezi informačními systémy Základní pojmy a prvky pro provoz informačních a komunikačních technologií jsou: datová síť Internet protokol https Internetové prohlížeče (Internet Explorer, Google Chrome, Mozilla, Opera ) databázový server + aplikační server správa uživatelů (www proxy server, LDAP) bezpečnost (autorizace, autentifikace, ) zpětná vazba pro zpracování archivovaných dat: web stránky nebo tenký klient s B.O. bezdrátové technologie cloudové technologie

Případová studie IS pro ambulantní zdravotnická zařízení Stav na trhu v ČR (2012) řada programů pro zdravotnická zařízení všech typů a velikostí Cíl: co největší univerzálnost a komplexnost, umožňující jejich využití v téměř libovolných podmínkách Problém: aplikace pro malou ordinaci velmi komplikované Každý z těchto programů má jistě proti ostatním své výhody velmi podobné sady funkcí Příklady: PCDoktor (http://www.mujpcdoktor.cz/) Praktik (http://www.praktik.cz/) Dr.Help (http://www.kpksoftware.cz/pages/produkty.htm) Medicus (http://www.medicus.cz/)

Základní uživatelské požadavky (1) Spolehlivá kartotéka, připravená v co největší možné míře na požadavky legislativy pro bezpapírovou zdravotní dokumentaci Přehledné, dobře čitelné uživatelské rozhraní Možnost práce s více kartami současně Možnost současného využití více uživateli (například lékař a sestra, menší poliklinika) Možnost rozlišení charakteru zaznamenávané informace pro pozdější vyhledávání a filtrování Usnadnění preskripce výběrem z pacientovy aktuální medikace a opakováním předchozích receptů Elektronická komunikace s laboratoří (automatický zápis laboratorních výsledků do dekurzu) Sledování plánovaných úkonů pro jednotlivé pacienty (kalendář) i pro celou ordinaci (diář)

Základní uživatelské požadavky (2) Provádění definovatelných sdružených zápisů, automatizujících řetězce navazujících administrativních úkonů, které jinak odvádějí pozornost od pacienta Možnost archivace nedůležitých záznamů pro zpřehlednění zobrazeného dekurzu s možností jejich snadného pozdějšího vyvolání Možnost výběru, které informace mají být aktuálně zobrazeny v dekurzu (filtrování) podle jejich významu či označení Tvorba účetních dávek pro zdravotní pojišťovny, jejich archivace, sledování číselných řad dokladů a respektování případných odlišností ve smlouvách s různými ZP. Možnost vkládání příloh k dekurzu (fotografie, zprávy od specialistů, ofocené dokumenty) Automatická archivace databáze a důležitých parametrů systému Možnost bezpečného vzdáleného přístupu do kartotéky prostřednictvím internetu Tvorba a tisk formulářů, možnost jejich oprav podle nových formulářů a vyhlášek Všeobecně dostupné výhody užití PC (kopírování, makra )

Základní uživatelské požadavky (3) Možnost statistického zpracování zaznamenaných informací Co nejmenší požadavky na průběžnou administraci systému počítačovým odborníkem Možnost pozdějšího přizpůsobení dalším požadavkům a případným změnám legislativy Rozlišení různých úrovní oprávnění uživatelů Při návrhu takovéhoto systému je kladen důraz na několik základních požadavků: spolehlivost přizpůsobivost změnám prostředí uživatelská přívětivost dodržení platné legislativy možnost aktualizace se změnou legislativy

Legislativní omezení (vývoj v čase) Zpočátku v českém prostředí bez speciálních úprav Později v důsledku alibismu politiků postupné zpřísňování norem Současné normy v běžném provozu téměř nesplnitelné

Postup návrhu Kombinace spirálového a prototypového modelu Využití aktuálně dostupných moderních technologií pro nové prototypy Trvalá konzultace s uživateli, zpočátku téměř nepřetržitá technická a uživatelská podpora Důležité intenzivní interakce s uživateli přínos k uživatelské přívětivosti a lepší pokrytí požadovaných funkcionalit

Základní architektura systému Víceuživatelský systém klient-server architektura Zabezpečení dat XML komunikace (téměř) bezestavový server zpracovávající požadavky klientské aplikace Klientská aplikace poskytuje uživatelské rozhraní pro generování požadavků na server a prezentaci jejich výsledků Silně modulární konstrukce systému

Jádro datového úložiště Z_PODPISY ID_ZAZNAMU PODPIS TIMESTAMP FK_Z_HODNOTY Z_HODNOTY ID_HODNOTY ID_ZAZNAMU ID_SUBZAZNAMU ID_UDAJE PARAMETR TEXT_VALUE INT_VALUE DECIMAL_VALUE DATETIME_VALUE STAMP CHECKSUM HASH FK_Z_PODPISY_ZAZNAMY FK_ZAZNAMY_PUVODNI ZAZNAMY * ID_ZAZNAMU DRUH_ZAZNAMU DATUM_ZAZNAMU ID_AUTORA ID_PACIENTA PARAMETRY TAG SYNC UPRAVENY_ZAZNAM NAVAZUJICI_ZAZNAM PUVODNI_ZAZNAM LEKARI_SEZNAM * ID_LEKARE JMENO_LEKARE ICP OPRAVNENI USERNAME FK_ZAZNAMY_UPRAVY PASS ODBORNOST VARSYMB FK_ZAZNAMY_AUTORI FK_REGISTRUJICI_LEKAR P_REGISTRACE ID_PACIENTA DATUM_REGISTRACE ID_REGISTRUJICIHO FK_REGISTRACE_PACIENTU FK_ZAZNAMY_PACIENTI PACIENTI TIMESTAMP ID_PACIENTA HASH JMENO PRIJMENI TITUL RC FOTO FK_ZAZNAMY_NAVAZUJICI FOTO_FULL ZP CELEJMENO

Výběr platformy pro realizaci Správa značného množství informací relační databázový systém Využití prostředků jednoho výrobce s širokou vlastní i komunitní podporou Využití předchozích programátorských zkušeností

Využité prostředky v případové studii MS SQL Server Express 2005 MS.NET Framework 3.5 MS Visual Studio 2008 + C#2008

Systém z pohledu uživatele Na jednom počítači běžící server Každý uživatel na svém počítači provozuje klientský program, který prostřednictvím lokální sítě (případně VPN) komunikuje se serverem. Většina příkazů uživatele je prostřednictvím požadavků na server okamžitě prováděna.

Příklad řešení uživatelského rozhraní

Uživatelské rozhraní diář, kalendář Možnost zobrazení aktivit a plánovaných vyšetření pro jednotlivé pacienty

Uživatelské rozhraní příklady jednotlivých formulářů Číselník léků Textové pole v záznamu pacienta Informace k vyšetření pacienta pro prodloužení platnosti řidičského průkazu

Zhodnocení případové studie Pečlivá počáteční analýza ušetří v pozdější době mnoho úsilí a nákladů, chyby v ní mohou celý projekt zmařit Sebelepší analýza nezamezí pozdějším úpravám základního návrhu Nutnost modulární architektura snáze rozšiřitelná Dobře definované formáty vstupů a výstupů Nelze řešit jako one-man show nutná týmová práce budoucí udržitelnost provozovaného systému Údržba a aktualizace náročné činnosti Otázka hardwarového vybavení ZZ (často problematické např. tiskárny) Rozdílná úroveň počítačové zdatnosti uživatelů