Теоретичні матеріали
На сьогоднішній день створено багато програмних продуктів, сотні технологій, десятки протоколів і угод про розробку і використання інтерфейсів, міжнародних стандартів в області ІТ (інформаційних технологій). На відміну від побутової сфери, де ІТ використовуються безпосередньо (аудіо- і відеотехніка, мобільний телефонний зв'язок, цифрові фототелевізійні системи, технології обробки текстів і зображень, широкий спектр інформаційних послуг і т. д.), застосування ІТ в інформатизації медицини відбувається опосередковано - за допомогою розробки і впровадження інформаційних систем різного призначення. В рамках однієї інформаційної системи можуть використовуватися десятки ІТ.
Інформаційні системи (ІС) можуть значно відрізнятися по своїх функціях, архітектурі, реалізації залежно від конкретної області застосування. Проте можна виділити принаймні дві властивості, які є загальними для всіх інформаційних систем.
По-перше, будь-яка інформаційна система призначена для збору, зберігання і обробки інформації. Тому в основі будь-якої інформаційної системи лежить середовище переробки, зберігання і доступу до даних. Середовище повинне забезпечувати рівень надійності зберігання і ефективність доступу.
По-друге, інформаційні системи орієнтуються на кінцевого користувача. Тому інформаційна система повинна мати простий, зручний, зрозумілий інтерфейс, який повинен надати кінцевому користувачеві всі необхідні для його роботи функції, але в той же час не дати йому можливості виконувати які-небудь дії, які могли б завдати шкоди інформаційній системі.
Конкретні завдання, які повинні вирішуватися інформаційною системою, залежать від тієї прикладної області, для якої система призначена.
Життєвий цикл програмного забезпечення ІС.
Методологія
проектування інформаційних систем
описує процес створення і супроводу
систем у вигляді життєвого
циклу
(ЖЦ) ІС, представляючи його як деяку
послідовність стадій і виконуваних
процесів. Для кожного етапу визначаються
склад і послідовність виконуваних
робіт, отримувані результати, методи і
засоби, необхідні для виконання робіт,
ролі і відповідальність учасників.
Такий формальний опис ЖЦ ІС дозволяє
спланувати і організувати процес
колективної розробки і забезпечити
управління цим процесом.
Життєвий цикл ІС можна представити як послідовність подій, що відбуваються з системою в процесі її створення і використання.
Модель життєвого циклу - структура, що містить процеси, дії і завдання, які здійснюються в ході розробки, функціонування і супроводу програмного продукту протягом всього життя системи, від визначення вимог до завершення її використання.
На даний час відомі і використовуються такі моделі життєвого циклу:
Каскадна модель, яка передбачає послідовне виконання всіх етапів в строго фіксованому порядку. Перехід на наступний етап означає повне завершення робіт на попередньому етапі.
Поетапна модель з проміжним контролем. Розробка ІС ведеться ітераціями з циклами зворотного зв'язку між етапами. Поетапні коректування дозволяють враховувати реально існуючий взаємовплив результатів розробки на різних етапах; час життя кожного з етапів розтягується на весь період розробки.
Спіральна модель. На кожному витку спіралі відбувається створення чергової версії продукту, уточнюються вимоги розробки, визначається якість і плануються роботи наступного витка. Особлива увага приділяється початковим етапам розробки - аналізу і проектуванню, де реалізація тих або інших технічних рішень перевіряється і обґрунтовується за допомогою створення прототипів (макетування).
Можна виділити наступні позитивні сторони застосування каскадного підходу:
на кожному етапі формується закінчений набір проектної документації, що відповідає критеріям повноти і узгодженості;
виконувані в логічній послідовності етапи робіт дозволяють планувати терміни завершення всіх робіт і відповідні витрати.
Каскадний підхід добре використовувати при побудові простих ІС, коли від самого початку розробки можна достатньо точно і повно сформулювати всі вимоги до системи. Основним недоліком цього підходу є те, що реальний процес створення системи ніколи повністю не укладається в таку жорстку схему, постійно виникає потреба в поверненні до попередніх етапів і уточненні або перегляді раніше прийнятих рішень.
Проте і ця схема не дозволяє оперативно враховувати виникаючі зміни і уточнення вимог до системи. Узгодження результатів розробки з користувачами проводиться тільки в межах, що плануються після завершення кожного етапу робіт, а загальні вимоги до ІС зафіксовані у вигляді технічного завдання.
Спіральна модель ЖЦ була запропонована для подолання проблем каскадної моделі. На етапах аналізу і проектування та реалізації технічних рішень, міра задоволення потреб замовника перевіряється шляхом створення прототипів. Кожен виток спіралі відповідає створенню працездатного фрагмента або версії системи. Це дозволяє уточнити вимоги, цілі і характеристики проекту, визначити якість розробки, спланувати роботи наступного витка спіралі. Таким чином поглиблюються і послідовно конкретизуються деталі проекту і, в результаті, отримується обґрунтований варіант, який задовольняє дійсним вимогам замовника.
Ітеративна розробка відображає об'єктивно існуючий спіральний цикл створення складних систем. Вона дозволяє переходити на наступний етап, не чекаючи повного завершення роботи на поточному і вирішити головну задачу - щонайшвидше показати користувачам системи працездатний продукт, тим самим активізуючи процес уточнення і доповнення вимог.
Основна проблема спірального циклу - визначення моменту переходу на наступний етап. Для її вирішення вводяться тимчасові обмеження на кожен з етапів життєвого циклу, і перехід здійснюється відповідно до плану, навіть якщо не вся запланована робота закінчена. Планування проводиться на основі статистичних даних, отриманих в попередніх проектах, і особистого досвіду розробників.
Основні причини, з яких каскадна модель зберігає свою популярність
Ілюзія зниження ризиків учасників проекту (замовника і виконавця). Каскадна модель допускає розробку закінчених продуктів на кожному етапі: технічного завдання, технічного проекту, програмного продукту і призначеної для користувача документації. Розроблена документація дозволяє не тільки визначити вимоги до продукту наступного етапу, але і визначити обов'язки сторін, об'єм робіт і терміни, при цьому остаточна оцінка термінів і вартості проекту проводиться на початкових етапах, після завершення обстеження. Очевидно, що якщо вимоги до інформаційної системи зміняються в ході реалізації проекту, а якість документів виявляється невисокою (вимоги неповні і/або суперечливі), то насправді використання каскадної моделі створює лише ілюзію визначеності і реально збільшує ризики, зменшуючи лише відповідальність учасників проекту. При формальному підході розробник проекту реалізує тільки ті вимоги, які містяться в специфікації, спирається на документ, а не на реальні потреби.
Проблеми впровадження при використанні ітераційної моделі. У деяких областях спіральна модель не може застосовуватися, оскільки неможливе використання/тестування продукту з неповною функціональністю.
Кожна із стадій створення системи передбачає виконання певного об'єму робіт, які представляються у вигляді процесів ЖЦ. Процес визначається як сукупність взаємозв'язаних дій, що перетворюють вхідні дані у вихідні. Опис кожного процесу включає перелік вирішуваних завдань, початкових даних і результатів.
Інформаційні технології в медицині
Впровадження інформаційних технологій в медицині та, зокрема, автоматизація лікарської діяльності відіграє значну роль у підвищенні надійності і точності діагностики захворювань, а отже і результативності лікування. Аналіз існуючих автоматизованих систем подання та опрацювання медичної інформації показує, що вони не повністю задовольняють як вимогам до мобільності цих систем, так і вимогам до рішення задач, що вимагають складних логічних висновків в умовах невизначеності, неповноти і суперечливості вхідних даних. Розв’язання вказаної проблеми можливе завдяки інтелектуалізації цих систем на основі нових інформаційних технологій і, зокрема, у застосуванні теорії і практики управління базами даних, Web-технологій, концепції сховищ даних як агрегованого інформаційного ресурсу, що містить консолідовану інформацію з усієї предметної області та використовується для підтримки прийняття рішень, аналізу та видобування даних.
Сучасні інформаційні технології здатні принести відчутні покращення в галузь охорони здоров'я. Завдяки їхньому впровадженню можна значно вдосконалити адміністративні процеси лікувальних установ і підвищити якість медичних послуг. Медикам потрібна повна, доступна й надійна інформація про пацієнтів та медичні засоби. Проте базову інформацію, зокрема історію хвороби, що містить перелік призначених препаратів, результати лабораторних аналізів, дані щодо алергії та сімейний анамнез, зазвичай не можна отримати у простому та надійному форматі. Тому ключовим фактором, що забезпечує підвищення якості медичних послуг з одночасним скороченням витрат, є надання медикам всієї необхідної інформації в будь-який час. Ефективна інформаційна стратегія сприяє зменшенню собівартості послуг та покращує їхню ефективність, завдяки чому лікувальні установи можуть значно покращити рівень своєї роботи. Інтегроване середовище допомагає медичному персоналу отримувати надійний та безпечний доступ до даних пацієнтів. При цьому спосіб подання інформації не лише найкраще підходить для розуміння стану пацієнта, а й забезпечує можливість пацієнту зрозуміти медичні дані.
Для того щоб задовольняти вимоги системи охорони здоров'я, інформаційні технології мають забезпечувати:
ефективніший та кращий догляд за пацієнтом, тобто створення «e-health» (удосконалення процесу лікування та покращення якості медичних послуг на всіх етапах лікування);
впровадження найкращих методів лікування;
високу віддачу від інвестицій в інформаційні технології;
швидку адаптацію до потреб пацієнтів, комерційних та адміністративних вимог («оперативна» система охорони здоров'я);
надання нових можливостей існуючим системам з метою збереження вкладених інвестицій;
перехід від комерційних акцентів до орієнтації на споживача (пацієнт / кінцевий користувач / лікарі / медсестри / громадяни / бізнес / посередники).
Завдання сучасної охорони здоров'я — забезпечити найефективніше використання наявних ресурсів з метою отримання медичних результатів, що відповідають потребам та інтересам різних учасників цієї сфери. Як уже зазначалося, відповідальність та інтереси учасників багато в чому різняться. Лікар має інтереси, відмінні від пацієнта. Інтереси лікарень та кабінетів для надання медичних послуг теж різняться. Організації з медичного страхування ведуть переговори щодо плати за медичні послуги з лікарями та їхніми помічниками. Таким чином, медичне обслуговування дуже залежить від наявності точних, своєчасних, захищених і надійних даних, які сприятимуть узгодженню різних потреб та інтересів.
Технологічна революція, радикально змінивши підходи в багатьох галузях економіки, поки що не надала суттєвих переваг охороні здоров'я. Проте технологія може мати величезну та фундаментальну роль у справі покращення медичних послуг та здоров'я людей. За умови належного застосування сучасні технології можуть допомоги вирішити десять нагальних проблем, які постають перед галуззю:
Спрощення — підтримка процесів лікування шляхом надання легкого доступу до широкого діапазону медичних даних. Інтегрування та об'єднання даних з різних джерел (лабораторій, історій хвороб, зовнішніх медичних установ).
Економічність — скорочення витрат шляхом підтримання існуючих процесів та цілей, а також швидка адаптація до нових цілей, вимог та процесів в умовах постійної трансформації.
Захищеність — попередження втрат даних або їхнього неналежного зберігання, а також захист прав індивідів.
Безпека — покращення безпеки пацієнта, підтримання попереджувального управління ризиками та помилками. Проактивний аналіз медичних процесів та автоматизовані сигнальні і попереджувальні системи мають попереджувати виникнення багатьох помилок.
Якість — покращення якості обслуговування та досягнутих результатів. Слід підтримувати важливі підходи, зокрема програми допомоги хронічно хворим (disease management) та служби курування пацієнтів (case management).
Прозорість — досягнення прозорості всієї сукупності медичних послуг.
Швидкість — гарантування ефективності шляхом швидкого надання послуг, а також скорочення часу розробки та випуску нових лікувальних препаратів і медичних приладів.
Ефективність — крім якості та швидкості, ефективність передбачає економічний підхід до медичних послуг, а також підвищення ефективності процесів координації та оформлення рахунків за медичні послуги.
Комунікація — надання необхідної інформації в будь-який час потрібним людям.
Мобільність — можливість отримання та збору інформації під час візиту до хворого (графічна інформаційна система), подорожі (smart phone, Personal Digital Assistant) та у складному комп'ютерному центрі (портали, інформаційні системи лікарень).