Система поддержки принятия врачебных решений в хирургии позвоночно-тазового комплекса как инструмент автоматизации управления в отрасли

• ¹ Введение. В последние годы организаторы здравоохранения обращают особое внимание на разработку систем поддержки принятия решений (СППР), использование которых в медицинской практике позволяет сократить время диагностики и планирования лечения, одновременно повышая ее точность за счет снижения влияния человеческого фактора [1]. В контексте проблематики здравоохранения СППР классифицируются на интеллектуальные системы поддержки принятия управленческих решений, которые позволяют управлять ресурсами и оказанием медицинской помощи, осуществлять прогноз ситуаций риска и проводить анализ принятых ранее решений, и собственно системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР), результат использования которых связан со снижением времени, повышением точности диагностики и прогнозом результатов лечения [2–4]. Последнее актуально в хирургии, для которой принятие медицинских решений связано с темпоральным фактором, динамикой течения заболеваний и риском врачебной ошибки [5, 6].

Приоритетность разработки специализированных СППВР для улучшения организации и повышения качества медицинской помощи при патологии позвоночно-тазового комплекса (ПТК), которые относятся к тяжелым поражениям опорно-двигательной системы, обусловлена клинико-эпидемиологическими факторами. Патологические изменения тазобедренного сустава и пояснично-крестцового отдела позвоночника приводят к взаимному отягощению и начинают конкурировать друг с другом, что вызывает трудности в диагностике и выборе тактики лечения. Например, распространенность таких патологических состояний среди пациентов с преобладанием клинико-рентгенологических проявлений остеоартроза составляет 22-95%, среди лиц с превалированием дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника колеблется в диапазоне 10-15% [7, 8]. В связи с этим разработка и применение СППВР в хирургии ПТК является актуальной задачей, когда требуется достижение наилучшего результата лечения и прогноза реабилитации в условиях повышения, с одной стороны, требований к качеству медицинской помощи, а с другой — контроля за расходованием ресурсов здравоохранения.

Цель: обоснование использования системы поддержки принятия врачебных решений в хирургии позвоночно-тазового комплекса в качестве инструмента автоматизации управления в отрасли здравоохранения.

Материал и методы. При создании СППВР, представленной в настоящем исследовании, использовалась методология «планирование — моделирование — прогноз», разработанная специалистами СГУ им. Н. Г. Чернышевского и НИИ травматологии, ортопедии и нейрохирургии СГМУ (НИИТОН СГМУ) [9–12], включающая в себя не только геометрическое планирование, но и биомеханическое моделирова-

ние, оценку результатов различных вариантов оперативных вмешательств, прогнозирование результатов лечения в отдаленный послеоперационный период на основе накапливаемых статистических данных. Для графического анализа и представления результатов работы СППВР применялся метод блок-схем [13]. Материалом для оценки результативности системы послужили данные обработки 22 протоколов ее апробации.

Результаты. Разработка и апробация организационной технологии, позволившей внедрить создаваемую СППВР в практику здравоохранения, осуществлялись в рамках комплексного проекта, предполагающего создание и взаимодействие следующих структур:

• —    регионального центра поддержки принятия врачебных решений (Региональный центр), функционирующего на базе созданного в НИИТОН СГМУ отдела инновационных технологий управления в лечении и реабилитации;

• —    технологического центра поддержки принятия врачебных решений (Технологический центр), функционирующего на базе специализированной лаборатории СГУ.

В настоящее время реализовано практическое внедрение системы, что позволяет проводить апробацию и совершенствование созданной организационной технологии взаимодействия врачей медицинской организации, врачей-хирургов НИИТОН СГМУ и инженеров-расчетчиков СГУ им. Н. Г. Чернышевского. Решаемые функциональные задачи распределяются следующим образом:

— Региональный центр осуществляет медикоэкспертную деятельность, связанную со сбором, анализом и предоставлением исходных данных о пациентах, планируемых к использованию имплантируемых конструкциях, требованиях к проектируемым регистрам пациентов, выполняет консультирование медицинских работников и экспертное сопровождение работы Системы;

— Технологический центр осуществляет вычислительную деятельность, связанную с численными биомеханическими расчетами, необходимыми при планировании операций, проведением вычислительных экспериментов и прогнозированием результатов хирургического лечения с использованием специализированного программного обеспечения на высокопроизводительных компьютерах.

Программное обеспечение, адаптированное под автоматизированное рабочее место (АРМ) врача-хирурга Регионального центра (в дальнейшем при масштабировании системы — профильной медицинской организации), устанавливается в форме персональной виртуальной операционной (ПВО), которая должна обеспечить реализацию методологии «планирование — моделирование — прогноз». ПВО функционирует на основе вычислительных алгоритмов, снижающих нагрузку на персональный компьютер врача-хирурга. Программное обеспечение ПВО проектируется с возможностью интеграции с другими медицинскими информационными системами, имеет простой, интуитивно понятный для врачей интерфейс. Работа ПВО предусматривает постановку упрощенных задач для биомеханических расчетов (ограничения могут быть связаны с масштабированием вычислительной сетки, одновременным расчетом параметров для нескольких анатомических областей и т. п.), а также возможность обмена информацией с базами данных («Медицинская», «Имплантаты», «Механическая», «Модельная») в объеме, необходимом конкретному пользователю АРМ. Для осуществления высокоточных, масштабных (в пределах нескольких анатомических областей) расчетов необходимо использование вычислительных мощностей Технологического центра, на серверах которого развернуты модули СППВР и перечисленные базы данных.

Дальнейшее развитие проекта предполагает взаимодействие участников в следующих вариантах:

• 1 ) ПВО установлена на АРМ врачей-хирургов профильных медицинских организаций, и существует возможность прямого взаимодействия со специалистами Технологического центра;

• 2 ) ПВО не установлена на АРМ врачей-хирургов профильных медицинских организаций, при этом существует возможность:

• —    прямого взаимодействия со специалистами Технологического центра при отсутствии необходимости дополнительной медико-экспертной поддержки;

• —    предварительного взаимодействия со специалистами Регионального центра в случае необходимости получения дополнительных консультаций.

Блок-схема, отражающая взаимодействие Регионального и Технологического центров в процессе функционирования СППВР, представлена на рис. 1.

В ходе реализации проекта разработана и апробирована технология организационного взаимодействия между врачом Регионального центра и инженером-расчетчиком Технологического центра, включающая описание процессов, сроки их реализации, результаты и ответственных лиц (рис. 2).

Для определения корректности проведения апробации создаваемого IT-продукта и выявления областей для дальнейшего совершенствования информационного взаимодействия Регионального и Технологического центров разработана и применена на практике система критериев оценки ее результативности (таблица).

Согласно методике апробации по результатам оценки заполняется формализованное заключение. Апробация признается результативной в случае, если не менее 80% протоколов имеют оценку «удовлетворительно». В нашем случае оценку «удовлетворительно» получили 100% протоколов. Среднее значение степени достижения результата составило 95,5%, что обусловлено отсутствием в 9 протоколах апробации конкретных рекомендаций по выбору определенного варианта хирургического вмешательства.

Обсуждение. Представленная в данной работе СППВР может рассматриваться как востребованный компонент отраслевой автоматизированной системы управления (АСУ), интеграция которой с проектируемой в настоящее время ЕГИСЗ позволит повысить эффективность здравоохранения.

Использование СППВР как компонента АСУ в здравоохранении обеспечивает согласно ГОСТ 24.104–85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования» [14] следующие полезные технико-экономические результаты:

• —    повышение качества функционирования объекта управления за счет автоматизации процессов выбора тактики хирургического лечения;

• —    повышение качества управления рядом важнейших процессов на микро- и макроуровне.

Медико-социальные результаты применения СППВР следующие: повышение степени автоматизации трудового процесса врачей-хирургов, объективности информации о результатах сложных и ресурсоемких хирургических вмешательствах; возможность автоматизации мониторинга, контро-

Критерии результативности информационного взаимодействия Регионального и Технологического центров

Критерии результативности	Референсные значения
1. Организационные
1.1. Своевременность передачи клинико-интраскопических данных пациента от врача к инженеру-расчетчику	Не позднее чем за 12–24 часа до выполнения операции (в зависимости от ее сложности)
1.2. Полнота передачи клинико-интраскопических данных пациента	100% согласно протоколу передачи данных пациента
1.3. Полнота заполнения данных о пациенте в БД «Медицинская» для выполнения геометрического планирования и биомеханического моделирования	100%-е соответствие данных первичной медицинской документации с учетом достаточности объема информации
2. Клинические
2.1. Качество предоставления вариантов хирургического вмешательства	Соответствуют профильным клиническим рекомендациям
2.2. Приемлемость предоставления данных об имплантируемых конструкциях	Наличие предлагаемых конструкций в БД «Имплантаты»
2.3. Использование результатов геометрического планирования и биомеханического моделирования при проведении операции	Корректное заполнение соответствующего раздела протокола
3. Технические
3.1. Полнота обработки всех представленных вариантов хирургического лечения	100%
3.2. Указание в выводах по проведенному предоперационному планированию конкретных проблем при выборе альтернативного варианта хирургического вмешательства	Наличие
3.3. Предоставление рекомендаций по выбору оптимального варианта хирургического вмешательства	Наличие

Риc. 1. Блок-схема взаимодействия Регионального и Технологического центров в работе СППВР**:

*– ПВО — персональная виртуальная операционная; ** — зеленым цветом выделены функции системы, красным — обрабатываемые данные, желтым — программные модули и IT-компоненты, обеспечивающие автоматизацию процессов, лиловым — оборудование

Рис. 2. Схема организационного взаимодействия между субъектами апробации СППВР

Медицинские информационные системы (объединенные в ЕГИСЗ)

СППВР (на АРМ врача)

Динамическая электронная медицинская карта пациента

Медицинская база данных

Автоматизация процессов: прогнозирования отдаленных результатов хирургического лечения, в том числе осложнений сбора и анализа мсдико-статистичсской информации по выбору тактики хирургического лечения медико-экономического анализа результатов оказания медицинской помощи контроля качества медицинской помощи

Автоматизация (на региональном и федеральном уровнях) процессов: планирования (прогнозирования) объемов и структуры профильной медицинской помощи и реабилитации контроля эффективности (экспертизы качества) оказания профильной медицинской помощи сбора, мониторинга и анализа медикостатистической информации планирования и мониторинга кадровых и инфраструктурных ресурсов информационного взаимодействия субъектов отрасли

Регистр медицинской информации

Органы управления здравоохранением, Финансирующие структуры, контрольнонадзорные органы, регуляторы, исследовательские организации

Рис. 3. Функции СППВР как компонента отраслевой АСУ ля и планирования ресурсов отрасли; рост объемов оказания и структуры медицинской помощи и реабилитации (рис. 3).

Обеспечение возможности персонализации выбора тактики хирургического лечения пациентов, прогнозирование и, как следствие, профилактика послеоперационных осложнений и сокращение количества врачебных ошибок позволят повысить качество медицинской помощи и последующей реабилитации, а также в перспективе снизить риск претензий со стороны финансирующих и надзорных органов.

Заключение. Разработка и применение СППВР как инструмента автоматизации управления в отрасли позволят влиять на повышение качества медицинской помощи за счет увеличения точности, специфичности и персонализации диагностики, снижения осложнений, сокращения сроков реабилитации пациентов. Помимо этого, такие системы позволят снижать нагрузку на медицинский персонал при одновременном повышении производительности его труда, что отвечает потребностям инновационного развития медицины и здравоохранения.