Технологии IBM в медицине

Корпорация IBM способствует развитию Национальной информационной сети здравоохранения США и участвует в ряде проектов, нацеленных на улучшение медицинского обслуживания и более эффективное использование средств на ИТ в здравоохранении.

Два года назад корпорация IBM (www.ibm.com) опубликовала по результатам проведенного исследования отчет Healthcare 2015, в котором утверждается, что к 2015 г. многие системы здравоохранения по всему миру станут нежизнеспособными. В отчете подчеркивается, что государственным и частным системам здравоохранения по всему миру необходимо реформировать принципы финансирования, предоставления и оценки качества медицинского обслуживания, чтобы сократить расходы, повысить качество услуг и поддерживать конкурентоспособность своих стран в глобальной экономике. Учитывая, что революционные достижения в области медицины, возможности геномики, регенеративной и информационной медицины открывают новые перспективы для развития здравоохранения, авторы отчета приходят к выводу о том, что проблемы, с которыми сталкивается отрасль, приведут к фундаментальным изменениям в здравоохранении в течение ближайших десяти лет.

В отчете отмечаются такие проблемы сегодняшнего дня, как рост затрат на здравоохранение и несоответствующее им качество услуг. А в будущем отрасль ждут еще большие трудности, поскольку эти проблемы предстоит решать в кардинально новой среде, которая развивается под влиянием глобализации, защиты интересов потребителей, изменений демографической ситуации, появления все новых заболеваний и дорогостоящих технологий и методов лечения. Системы здравоохранения, которые не готовы работать в новой среде, «упрутся в стену» или придут в упадок, и потребуется немедленная и существенная их вынужденная реструктуризация — а этот сценарий невыгоден для всех заинтересованных сторон.

В отчете был намечен план действий, который потребует новых уровней ответственности, продуманных решений и упорной работы. Кроме обсуждения факторов, оказывающих влияние на сферу здравоохранения, и необходимости для всех заинтересованных стороны взять на себя больше ответственности за свои действия, авторы отчета предлагали конкретные меры, позволяющие приступить к изменениям. В списке рекомендаций были разработка общей концепции и всестороннего долгосрочного плана, формирование условий для внедрения изменений, всеобщий охват базовыми сервисами, максимальное использование возможностей ИТ и поддержка баланса между коллективными инновациями и проверенными лучшими методиками. В отчете также предлагался инструмент для оценки способности страны трансформировать свою систему здравоохранения и принципы проведения преобразований.

Хотя в отчете Healthcare 2015 был представлен прогноз состояния глобальной системы здравоохранения через десять лет, некоторые его компоненты уже реализованы в отдельных странах. Тем не менее авторы отчета убеждают глобальное сообщество начать или ускорить процесс обсуждения и выработки общего мнения и стимулировать большую активность и ответственность на пути преобразований системы здравоохранения. В частности, институт IBM Institute for Business Value предлагает руководителям компаний стратегический анализ важнейших отраслевых и межотраслевых проблем. Эти исследования проводятся в рамках политики службы IBM Global Business Services, нацеленной на то, чтобы предоставлять компаниям аналитические материалы и точки зрения, помогающие им повышать эффективность бизнеса.

Сама IBM способствует развитию Национальной информационной сети здравоохранения (Nationwide Health Information Network, NHIN). Она представила технологическую основу, обеспечивающую защищенный доступ к медицинским данным и их совместное использование врачами, пациентами, больницами, лабораториями и аптеками — в реальном времени и вне зависимости от того, где данные хранятся. В рамках контракта с Управлением по развитию медицинских информационных технологий Департамента здравоохранения и социального обеспечения США корпорация разработала стандартизованную систему на базе сервис-ориентированной архитектуры (SOA), обеспечивающую доступность информации благодаря безопасному обмену медицинскими данными между различными участниками национальной системы здравоохранения. Решение IBM еще на шаг приближает пациентов и клиницистов к внедрению электронных медицинских карт и формированию более эффективной, гибкой и экономичной системы здравоохранения. Кроме того, решение IBM для NHIN открывает перед страховыми компаниями, правительственными учреждениями и другими организациями и исследователями, работающими в отрасли здравоохранения, новые пути развития, основанные на возможности получать доступ к необходимой медицинской информации и совместно ее использовать.

Разработанный IBM прототип решения NHIN уже внедрен в трех регионах США — в районе Рисерч-Трайэнгл/Пайнхерст (шт. Северная Каролина), в округах Гилфорд и Рокингем (шт. Северная Каролина)/Данвилл (шт. Вирджиния) и в средней части долины Гудзона (шт. Нью-Йорк). Участниками программы в этих регионах стали медицинские центры Duke University Health System, FirstHealth of the Carolinas, Morehead Memorial Hospital, Moses Cone Health System, Vassar Brothers Medical Center, Kingston Hospital и St. Francis Hospital. В рамках внедрения семь больниц и 24 специалиста получили защищенный доступ к медицинским данным и персональным медицинским картам, а также возможность обмениваться этой информацией вне зависимости от используемых приложений и размещения источников данных.

В основу разработки прототипа NHIN были положены стандарты взаимодействия в области здравоохранения, опубликованные Советом по стандартам медицинской информации (Health Information Technology Standards Panel, HITSP), а также ключевые принципы взаимодействия SOA и алгоритмы управления данными, предложенные учеными из IBM. Кроме того, ПО IBM и механизм Health Information Exchange, которые служат для сбора и совместного использования электронных медицинских данных, позволяют врачам получать доступ к медицинским данным, даже если те хранятся в распределенных системах различных медицинских центров. Важным фактором стало использование архитектуры IHE Framework (Integrating the Healthcare Enterprise), разработанной при поддержке Ассоциации поставщиков систем электронных записей (Electronic Records Vendors Association) и Сообщества разработчиков систем управления медицинской информацией (Health Information Management Systems Society, HIMSS) — таким образом, их участники смогли поддержать эту инициативу.

IBM развивает стратегию расширения инноваций и коллективной работы в сфере здравоохранения и медико-биологических наук, сотрудничая в ходе построения архитектуры прототипа NHIN с различными бизнес-партнерами, предоставившими специализированные приложения и технологии для реализации ключевых компонентов архитектуры. Некоторые из них охарактеризованы ниже.

EMPI (Enterprise Master Patient Index). Чтобы обеспечить точное соответствие и идентификацию медицинских сведений о пациентах из различных источников, а также масштабирование для обработки больших объемов данных о пациентах в среде NHIN, IBM сотрудничала с компанией Initiate Systems, используя ее ПО Identity Hub.

Electronic Medical Records (электронные медицинские карты). При разработке EMR-компонента прототипа NHIN использовались решения openEMR, HorizonWP Physician Portal компании McKesson, Touchworks компании Allscripts, HealthVision, GE Healthcare Centricity, MEDITECH и репозиторий клинических данных Университета Дьюка.

Personal Health Records (персональные медицинские карты). Решение для управления персональными медицинскими картами для прототипа NHIN было разработано подразделением CapMed корпорации Bio-Imaging Technologies; оно обеспечивает конфиденциальность сведений о пациентах.

Pharmacy Network (фармацевтическая сеть). Электронные коммуникации между аптеками и врачами для поддержки безопасного обмена информацией о выписываемых медикаментах обеспечиваются в рамках сотрудничества IBM с компанией SureScripts и участниками ее сети Electronic Prescribing Network.

Осенью прошлого года IBM объявила о целом ряде технологических инноваций, способных придать новый мощный импульс развитию здравоохранения и наук о жизни (биология, биохимия, иммунология, генетика, физиология, экология и т. д.), за счет создания эффективных решений, ориентированных на пациентов лечебных учреждений, фармацевтические компании и население в целом. Эти инновационные проекты основаны на научно-технических достижениях ученых и инженеров исследовательских лабораторий IBM Labs, а также на современных ИТ в здравоохранении.

По оценкам IBM, в течение ближайших 5–10 лет в сфере медицинских услуг произойдут радикальные изменения, обусловленные следующими тенденциями и технологическими инновациями.

Использование медицинских данных пациентов в информационно защищенном режиме. Законы США о неприкосновенности личной жизни требуют защитить конфиденциальные данные пациентов от ошибочного и несанкционированного использования (преднамеренного или непреднамеренного). С этой целью IBM разработала так называемую базу данных Гиппократа (Hippocratic Database, HDB) — специализированную базу данных с повышенной степенью информационной защиты, в которой учтены нормативные требования (контролируемые государственными регулятивными органами) к хранению, использованию и раскрытию конфиденциальной информации. В HDB встроен интеллектуальный механизм принудительного соблюдения этих нормативных требований, который гарантирует конфиденциальность данных, не препятствуя при этом информационному потоку. К тому же разработанные IBM инфраструктурные решения Interoperable Health Information Infrastructure (IHII) и Eclipse Open Healthcare Framework (EOHF) существенно облегчают врачам, поставщикам услуг и пациентам совместное использование медицинской информации в защищенном режиме. Построенные на базовой программной инфраструктуре с открытым исходным кодом, эти технологии позволяют формировать упрощенные методики взаимодействия серверных и клиентских приложений. Так, пациент может загрузить персональные медицинские данные на удаленный сервер, обеспечив своему лечащему врачу быстрый доступ к истории болезни, результатам анализов или другой нужной ему информации.

Полная информированность о возможных диагнозах. В повседневной клинической практике врачи ставят диагноз, основываясь на симптомах данного конкретного пациента и своем собственном опыте. Но при этом им будет полезен и опыт коллег, которым уже приходилось лечить пациентов с подобными симптомами, и специальные диагностические профили, созданные на основе соответствующей клинической статистики. Разработанная IBM система поддержки диагностических заключений в области кардиологии (Diagnostic Decision Support for Cardiologists), основанная на технологии интеллектуального анализа для управления информацией (Advanced AnaLytics for Information Management, AALIM), позволяет анализировать статистическую информацию для поиска медицинских документов пациентов со сходной клинической картиной, способствуя более точной диагностике заболеваний. Найденная информация систематизируется по признакам сопутствующих заболеваний, и система генерирует сводный итоговый отчет. Эффективный механизм поиска и современные методики идентификации релевантных признаков помогают находить истории болезней пациентов со схожей симптоматикой, основываясь, в частности, на интеллектуальном анализе параметров сердечного тона, данных электрокардиограммы и ультразвуковой кардиограммы. Все данные в отчетах анонимны, что обеспечивает конфиденциальность персональной информации пациентов. Системы поддержки принятия решений (в том числе диагностических заключений), подобные AALIM, способны существенно повысить информированность врачей при постановке диагноза, улучшив качество медицинского обслуживания.

Ускорение вывода на рынок лекарственных препаратов. Платформа IBM Business Information Services On the Network (BISON) предлагает два программных продукта — Chemical Search Engine и Business Insights Workbench (BIW), — которые ориентированы на сферу здравоохранения, науки о жизни и фармацевтическую индустрию и должны повысить эффективность разработок лекарственных препаратов. Эти приложения позволяют извлекать нужную информацию из патентов — ценнейших источников интеллектуальной собственности — с помощью средств анализа данных, что сокращает временные и финансовые затраты на создание новых лекарственных препаратов. Технология предусматривает также использование вычислительной мощи суперкомпьютеров Blue Gene, что позволит ученым создавать специальные модули контент-анализа, которые выделят и извлекут текстовые данные из патентов US Patent Corpus менее чем за 5 мин. Такой уровень производительности, эквивалентный приблизительно 300 Linux-серверам класса high-end, даст возможность проводить интеллектуальный анализ текста в огромных массивах данных, содержащих миллионы документов.

Предотвращение распространения пандемий. Созданная IBM программа-разработчик эпидемиологических моделей (Spatiotemporal Epidemiological Modeler, STEM) позволит ученым и сотрудникам органов здравоохранения проектировать пространственные и временные модели пандемий. Эти модели помогут глубже изучить динамику развития заболеваний и потенциально ограничить или даже предотвратить распространение инфекционных болезней и пандемий. IBM, которая недавно передала исходный код STEM сообществу разработчиков ПО на базе открытой платформы Eclipse, намерена и в дальнейшем содействовать широкому распространению этой системы, способной обеспечить превентивную защиту от пандемий. К тому же код STEM можно интегрировать в разработанную IBM стандартизованную инфраструктуру Public Health Affinity Domain (PHAD), что позволит ученым и сотрудникам органов здравоохранения запрашивать у клиник, лабораторий и других медицинских организаций статистические данные, представленные в анонимной форме и структурированные по заболеваниям. Эти данные обеспечат разработку достоверных моделей инфекционных заболеваний, что, в свою очередь, поможет эффективно бороться с пандемиями. К примеру, из электронных историй болезни можно извлечь — с сохранением анонимности пациентов — данные об определенной болезни и предоставить их в виде отчета организации здравоохранения, приславшей соответствующий запрос. Модуль, обеспечивающий функциональное взаимодействие всех элементов этой инфраструктуры, предоставит доступ к широкому спектру данных, формируя полную и достоверную картину о состоянии здоровья населения, включая оперативную информацию.

От технологий виртуализации к виртуальному медицинскому центру

Виртуализация позволяет повысить эффективность ИТ-инфраструктуры за счет логического разделения мощной серверной системы на отдельные малые виртуальные машины или, наоборот, объединения нескольких малых серверов в единый вычислительный пул. IBM и Медицинский центр Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh Medical Center, UPMC) создали решение на базе технологий виртуализации, которое способствует экономии средств на ИТ и увеличению производительности, одновременно обеспечивая высокий уровень обслуживания.

Напомним, что UPMC, один из наиболее известных медицинских центров в США, — это предприятие здравоохранения с ежегодным оборотом 6 млрд долл., крупнейший работодатель в западной Пенсильвании, штат которого составляет 43 тыс. сотрудников. В структуру Медицинского центра входит 19 больниц, широкая сеть других медицинских служб, отделение медицинского страхования, а также ряд международных и коммерческих организаций. Разработанное IBM решение для виртуализации вычислительных ресурсов позволяет UPMC ускорить внедрение корпоративной системы управления электронной медико-санитарной документацией в масштабах сети своих многочисленных подразделений и служб, а также разрабатывать другие клинические системы для улучшения обслуживания пациентов. Медицинский центр UPMC стал одной из первых в США организаций здравоохранения, внедривших у себя систему ведения электронных медицинских карт. Огромные массивы информации, генерируемые такими системами, требуют мощной, гибкой ИТ-инфраструктуры и комплексного подхода к управлению серверами, устройствами хранения данных, ресурсами дисковой памяти и пропускной способностью сетей в масштабах всего предприятия. В настоящее время UPMC заменяет свои системы от HP и Sun Microsystems на продукты и технологии от IBM с целью создать центр обработки данных на базе концепции «по требованию». Новый центр обработки данных UPMC строится на серверной платформе, системах хранения данных и ПО IBM, которые используют ведущую в отрасли технологию виртуализации для консолидации ресурсов и упрощения управления ИТ-инфраструктурой.

Начав активно использовать возможности виртуализации, встроенные в ОС IBM AIX, при той же численности ИТ-персонала UPMC поддерживает на 150% больше серверных ресурсов. Кроме того, полезная площадь помещений, занимаемая серверами, уменьшилась почти на 40%. Всего этого удалось достичь благодаря стандартизации аппаратных средств и ОС IBM, а также полномасштабному использованию технологий виртуализации от IBM и VMware. По оценкам Health Industry Insights (подразделения аналитической компании IDC), специалисты которого провели поэтапное сравнительное исследование по заказу UPMC, в течение последующих трех лет экономия средств в результате преобразования ИТ-инфраструктуры медицинского центра составит 18–22 млн долл. Эти цифры учитывают расходы на приобретение новых аппаратных средств, персонал, аренду помещений и техническое обслуживание, которых удастся избежать благодаря преобразованию ИТ-инфраструктуры.

Недавно в UPMC была проведена виртуализация Unix-систем, в результате которой Unix-приложения были консолидированы на четырех физических серверах IBM System p5 595 в операционной среде AIX. Для эффективного применения нового приложения для ведения медицинских карт амбулаторных больных большая часть серверов System p5 в UPMC была виртуализована с помощью технологии IBM Advanced POWER Virtualization (APV), с тем чтобы максимально продуктивно использовать доступные процессорные ресурсы. APV реализует механизм micro-partitioning для разделения процессорных ресурсов по логическим разделам, а также динамического распределения рабочей нагрузки между имеющимися ресурсами процессоров и памяти.

Задачу консолидации более тысячи своих физических Intel-серверов на 20 серверных системах IBM System x медицинский центр UPMC намерен решить с помощью технологии Virtual Infrastructure 3 от компании VMware. Используя этот программный пакет для виртуализации ресурсов, UPMC планирует консолидировать более 50 виртуальных серверов на каждом физическом Intel-сервере. Результатом должно стать значительное улучшение управляемости и минимизация простоев системы. Когда эта часть проекта будет завершена, показатель использования серверных ресурсов, как ожидается, увеличится с текущих 3% в среднем в расчете на один сервер до почти 80%. Инициатива консолидации серверов призвана также сократить затраты и улучшить обслуживание пользователей Linux- и Windows-приложений.

UPMC уже провел консолидацию своей инфраструктуры систем хранения данных, объединив их в три корпоративных пула с помощью аппаратно-программного решения IBM SAN Volume Controller (SVC). Это решение для виртуализации ресурсов хранения существенно повысило показатель использования ресурсов, улучшило гибкость и управляемость систем хранения данных. Для упрощения управления виртуализованными серверами в масштабах всей организации медицинский центр выбрал семейство программных продуктов IBM Systems Director. UPMC стал одной из крупнейших организаций, которые интегрируют управление своими физическими и виртуальными платформами серверов и систем хранения данных, а также корпоративными сетями, и затем поверх этого инфраструктурного слоя развертывают слой ПО уровня предприятия на базе решений IBM Tivoli Service Management.

А вот клиника бельгийского Университета в Генте (Belgian University Hospital Ghent, UZ Gent) выбрала ПО IBM WebSphere Portal Version 6.0 для разработки виртуального медицинского центра информационного самообслуживания, которым будет пользоваться 5 тыс. медицинских сотрудников клиники, студенты, специалисты различных служб здравоохранения, а также более 380 тыс. пациентов и членов их семей, которые ежегодно посещают клинику. UZ Gent — это крупнейший лечебный и научный комплекс во Фландрии (объединяющей пять северных провинций Бельгии), он предлагает самый широкий спектр медицинских услуг. Среди приоритетных задач UZ Gent — высокопрофессиональная диагностика и лечение пациентов, а также обширные научные исследования в области медицины. Работая в тесном контакте с Медицинским факультетом Университета в Генте, клиника UZ Gent обеспечивает высококачественное базовое и специализированное медицинское обслуживание.

Используя ПО, обеспечивающее совместимость .NET — Java, от компании Mainsoft, команда .NET-программистов из ИТ-подразделения клиники UZ Gent в среде разработки Visual Studio 2005 проведет интеграцию своей существующей базовой инфраструктуры .NET, 15 ключевых .NET-приложений, более 5 Тбайт данных, хранящихся в базе данных Oracle, и LDAP-репозитария (поддерживающего упрощенный протокол доступа к сетевым каталогам Lightweight Directory Access Protocol). Интеграция будет реализована на базе защищенной платформы WebSphere Portal, работающей в операционной среде Linux и управляемой на основе ролей. ПО Mainsoft for Java EE Portal Edition позволит разработчикам UZ Gent, не переписывая программный код .NET на языке Java, выполнить кросс-компиляцию кода .NET в исполняемые компоненты Java для работы в среде WebSphere Portal.

Как считает ИТ-директор университетской клиники UZ Gent, выбор открытой архитектуры IBM позволит в дальнейшем использовать платформно-независимую модель программной ИТ-системы, а это, в свою очередь, будет способствовать лучшей адаптации информационной инфраструктуры к меняющимся потребностям пользователей и новым технологическим возможностям. С другой стороны, благодаря ПО Mainsoft можно использовать опыт разработки .NET-приложений и существующий программный код для создания платформно-независимой, ориентированной на пользователя портальной среды, которая наилучшим образом отвечает разнообразным нуждам клиентов, поддерживая функцию однократной регистрации при входе в систему (Single Sign-On), безопасный доступ к информации, максимально высокие уровни готовности и масштабируемости.

Среди ожидаемых от портала преимуществ — расширенные коммуникационные возможности для пациентов клиники и членов их семей, которые смогут использовать портал для поиска врачей, запроса своих медицинских документов, записи на прием к врачам и онлайновой оплаты счетов. Кроме того, это налаживание взаимодействия со специалистами различных служб здравоохранения, которые теперь смогут оперативно выписывать направления на обследования или госпитализацию, организовывать медицинские консилиумы и консультации, подготавливать необходимые перемещения больных и принимать участие в профессиональных образовательных программах. Ученые, преподаватели и студенты смогут с помощью портала обмениваться знаниями и опытом в области медицины и здравоохранения. И наконец, ожидается, что новая структура сократит операционные расходы, связанные с управлением историями болезней пациентов, обменом информацией и оплатой счетов.

Создание и развертывание Web-портала происходит поэтапно. Первый этап завершится развертыванием в Интернете «онлайновой» части портала. После этого UZ Gent проведет обновление информационных ресурсов с помощью системы управления Web-контентом (Web Content Management System). В течение второго этапа, который планируется завершить к концу 2008 г., средства обработки электронных историй болезни пациентов и управления контентом будут расширены за счет интегрированных функций поиска, контроля доступа и однократной регистрации для существующих бизнес-приложений UZ Gent, а также сервисов для поддержки транзакций, управления знаниями и обеспечения информационной безопасности на базе eID-технологии («электронный паспорт»). На заключительном этапе реализации проекта к порталу будут подключены филиалы клиники UZ Gent.

ПО Websphere Portal Server применяется как программная платформа для создания приложений и сервисов, которые интегрируются в портал. Эти ресурсы служат в качестве «общей точки доступа» для бизнес-пользователей, которым необходимо совместно использовать информацию независимо от места ее размещения. Программные компоненты IBM для портала базируются на архитектуре SOA — концептуальной модели ИТ-среды, обеспечивающей лучшую согласованность корпоративных технологических систем с бизнес-целями компании и способствующей достижению большей производительности и экономической эффективности.

Преимущества SOA

Корпорация IBM совместно с центром медицинских образовательных и лечебных учреждений Duke Medicine (округ Дарэм, шт. Северная Каролина) разработала и запустила универсальный медицинский Интернет-портал, призванный обеспечить пациентам удобный и защищенный с точки зрения информационной безопасности и конфиденциальности доступ к данным и услугам, включая персональные медицинские профили, электронные медицинские карты и разнообразные клинические данные, счета за оказанные услуги и информацию о медицинских страховках. Медицинский центр Университета Дьюка (Duke University Medical Center), образовательное и лечебное учреждение мирового класса, неизменно входит в десятку ведущих организаций здравоохранения США. Он стремится оптимизировать систему здравоохранения как в местном, так и в глобальном масштабе — посредством фундаментальных научных исследований, быстрого внедрения научных достижений в практику, подготовки и повышения квалификации высококлассных специалистов в области научных исследований и практической медицины, поддержки и пропаганды передовых методов лечения — в целях улучшения медицинского обслуживания и ликвидации неравенства между различными слоями населения в части доступа к услугам и качества медицинской помощи.

Обычно медицинские учреждения используют несколько Web-сайтов различной направленности, специализирующихся, например, на финансовом (выставление счетов) или информационном (контактные данные врачей) обслуживании пациентов. В настоящее время благодаря SOA-архитектуре, основанной на ПО и услугах IBM и предоставляющей доступ к информации из различных систем, портал Duke HealthView позволяет пациентам — и, разумеется, врачам — с большей эффективностью управлять медицинскими данными и сервисами на едином Web-сайте. Разработанный и запущенный IBM портал HealthView, поддерживающий однократную аутентификацию пользователей при посещении различных Web-ресурсов, предоставляет пациентам центра удобный и защищенный доступ к разнообразной информации. Например, пациенты могут записаться на прием к врачам, просматривать свои учетные записи и управлять их данными, оплачивать выставленные счета, управлять персональной информацией о состоянии здоровья и медицинских страховках. Как часть проекта портала планируется реализовать функцию онлайновой регистрации Express and Kiosk Check-in, с помощью которой пациенты смогут заполнять регистрационные формы и специальные анкеты клинического состояния до приема у врача, что сократит время ожидания в клинике. Кроме того, благодаря порталу HealthView пациенты получат возможность персонализировать представление и состав новостных сообщений медицинской тематики, а также специальной информации о конкретных болезнях; связываться с онлайновыми группами поддержки; получать различную информацию о предстоящих операциях; планировать онлайновые медицинские консультации; проходить регистрацию и принимать участие (на добровольной основе) в разнообразных клинических исследованиях. Врачи, в свою очередь, смогут в ближайшем будущем использовать портал HealthView для защищенного доступа к разного рода информации, включая истории болезни и электронные медицинские карты пациентов, результаты лабораторных анализов, карты учета лекарственных средств и другие медицинские материалы. Интернет-портал поможет врачам планировать очередные посещения пациентов, давать им рекомендации в рамках предоперационной подготовки, консультироваться с другими медицинскими специалистами Duke University Medical Center.

Интернет-портал HealthView обеспечит поставщикам медицинских услуг, различным организациям здравоохранения, медицинским учебным заведениям, лечебно-профилактическим учреждениям и фармацевтическим компаниям гибкость для интеграции и управления клиническими и административными бизнес-приложениями вне зависимости от базовой компьютерной платформы. Архитектура SOA формирует основу для организации и связывания бизнес-процессов из различных медицинских информационных систем, а также обеспечивает защищенный доступ в любое время и из любого места через Интернет к разнообразной медицинской и учетной информации о пациентах. Широкие возможности интеграции и тесное взаимодействие с партнерами и заказчиками гарантируют функциональную совместимость приложений, сервисных служб и поддерживаемых процессов.

Портальное решение HealthView, инфраструктура которого основана на открытых стандартах и концепции SOA, построено на базе ПО IBM WebSphere Portal, дополненного специфическими медицинскими Web-сервисами. Это ПО работает на серверной платформе IBM System p. В решение также включены приложения IBM Workplace Forms и Web Content Manager, а также ПО Rational и Tivoli, за счет чего формируется расширяемая платформа для развертывания дополнительных онлайновых услуг, ориентированных на пациентов.

Католический медицинский центр (Catholic Medical Center, CMC), объединяющий восемь крупных больниц и 23 других медицинских учреждения в Республике Корея, выбрал сервер баз данных IBM DB2 9 Viper для замены существующей системы управления базами данных и создания интегрированной сервис-ориентированной архитектуры. Новая архитектура позволит унифицировать критически важные ИТ-системы больниц и консолидировать в едином пуле данных электронные истории болезней пациентов. Католический медицинский центр в Корее предоставляет широкий спектр медицинских услуг, в числе которых лечение онкологических и кардиологических заболеваний, а также разнообразных реабилитационных программ. Благодаря запатентованной технологии pureXML центр CMC впервые получает возможность использовать все доступные данные о пациентах (включая XML-файлы и записи, сделанные от руки) для улучшения обслуживания пациентов и упрощения управления приложениями. Это, в свою очередь, позволяет CMC отказаться от бумажных карт больных и тем самым сократить расходы и повысить эффективность.

Поддержка данных pureXML в DB2 9 упростила для CMC задачу интеграции своих операций в единую программу. Эта программа функционирует как сервис-ориентированная архитектура, которая унифицирует ИТ-системы больниц, включая электронную медицинскую документацию и архивированные файлы коммуникационных приложений, в частности, отсканированные факсы. В целях уменьшения объема памяти для хранения всей этой информации в Католическом медицинском центре используют расширенные возможности сжатия данных в СУБД DB2 9. Кроме того, встроенная в DB2 9 функция аварийного восстановления данных (High Availability Disaster Recovery, HADR) эффективно защищает электронные истории болезни пациентов при системных сбоях. Популярность DB2 9 среди заказчиков и бизнес-партнеров IBM растет очень быстро: всего лишь за шесть месяцев после выпуска уже тысячи новых заказчиков воспользовались технологиями DB2 9 для улучшения управления и более продуктивного использования огромных массивов своей бизнес-информации. Отметим, что DB2 9 — это результат пятилетнего проекта разработки IBM, преобразовавшего традиционную технологию статической базы данных в интерактивный динамичный сервер баз данных, улучшающий управление различными видами информации, в том числе документами, Web-страницами и подписанными в цифровой форме XML-транзакциями. DB2 9 впервые в отрасли реализует единый комплексный информационный поток из XML- и реляционных данных — вне зависимости от формата, платформы и источника. Новый сервер баз данных от IBM использует наиболее значимые технологии в области СУБД, разработанные в отрасли за более чем 20 лет.

Расширение возможностей медицинских устройств

Большинство современных измерительных медицинских устройств служит для снятия показаний в определенный момент времени — и только. Например, монитор для слежения за кровяным давлением показывает результат измерения, но больше никаких функций не выполняет. Если бы подобные устройства могли работать непрерывно, автоматически отправляя жизненно важную информацию тем, кто ее использует, это обеспечило бы формирование предприятий нового типа, ориентированных на потребности клиентов. Следуя этой идее, Университет штата Флорида (University of Florida, UF) и IBM разработали новую технологию, прокладывающую путь к расширению функциональных возможностей любых устройств — проводных и беспроводных, находящихся под рукой или на расстоянии. Используя преимущества стандартов для встроенных устройств, а также возможности открытых сообществ и альянсов, эта технология позволит автоматически распознавать устройства и отправлять регистрируемую ими информацию авторизованным предприятиям, таким, как поставщики специализированных медицинских услуг. Исходя из этой информации, предприятия самых разных отраслей смогут в реальном времени определять потребности своих клиентов — на конкретный момент времени или отслеживая их постоянно — и предлагать соответствующие этим потребностям услуги. Если говорить об отрасли здравоохранения, то такие возможности могут принести заметную пользу тяжелобольным и пожилым людям.

Для демонстрации возможностей новой управляемой устройствами модели в университетской лаборатории Gator Tech Smart House в Гейнсвилле (шт. Флорида) развернули прототип среды сервисов мониторинга состояния пациентов. Первоначально этот «умный дом» создавался как отдельная исследовательская площадка для разработки беспроводных сенсорных технологий, которые обеспечат пожилым людям максимальную самостоятельность и высокое качество жизни. В настоящее время в «умном доме» развернут прототип новой среды интерактивных медицинских услуг. Данные, фиксируемые теми устройствами, которые используют пациенты, превращаются в информацию, необходимую медицинским учреждениям — госпиталям, лабораториям и кабинетам врачей — для предоставления услуг, основанных на постоянном мониторинге состояния здоровья их пациентов. Например, эта технология обеспечивает сбор данных о состоянии здоровья больных диабетом, использующих такие устройства «умного дома», как мониторы кровяного давления и приборы для определения уровня сахара в крови, хранение этих данных и их доступность в стандартизованных форматах для различных поставщиков медицинских услуг через Web-консоли. Подобные решения позволяют не только регистрировать такие события, как резкое увеличение кровяного давления, но и учитывать эти события в медицинских и оздоровительных программах для пациента.

Открытая, расширяемая архитектура обеспечивает доступность информации для сетей здравоохранения и совершенно новые способы ее применения. Потоки сведений о важнейших событиях можно динамически конфигурировать, обеспечивая не только предоставление традиционного целенаправленного медицинского обслуживания, но и настройку сервисов в соответствии с меняющимся состоянием здоровья пациента, появлением новых технологий и задачами поставщиков медицинских услуг. Непрерывный сбор и мониторинг жизненных показателей, методов лечения, результатов лабораторных исследований и физической активности амбулаторных пациентов позволят проводить коллективный анализ и выбор лечения группой экспертов, а также быстро оказывать помощь на основе точной, долговременной и немедленно доступной истории болезни пациента. Подобный подход позволяет анализировать корреляции и тенденции динамической информации, поступающей от огромного количества интегрированных устройств, с использованием существующих медицинских информационных систем, и будет поддерживать их развитие и превращение в решения для здравоохранения на базе Web-технологий.

В IBM и UF считают, что новая технология найдет применение не только в здравоохранении, но и во множестве других отраслей. Можно привести в пример предприятия оптовой и розничной торговли, которым требуется оперативный мониторинг и контроль поставок при помощи данных, поступающих с RFID-датчиков; военные центры управления, которые могут получить преимущества интегрированной логистики и понимания ситуации в реальном времени, а также поставщиков опасных материалов, которые должны отслеживать свои продукты в ходе производства и поставок, обеспечивать контроль окружающей среды при поставках и проверять доставку грузов к месту назначения.

Современные стандарты интегрируют бизнес-системы на основе набора моделей, управляемых сервисами и событиями, которые могут использоваться, повторно использоваться и сочетаться, соответствуя меняющимся приоритетам и потребностям бизнеса. В IBM и UF уверены в том, что подобные отраслевые изменения возможны только в рамках мощного, открытого сообщества. Они требуют внедрения существующих стандартов и применения ключевых поддерживающих технологий на основе стандартов и открытого программного кода. Так, архитектура OSGi обеспечивает создание модульных систем, которые можно конфигурировать, обслуживать и настраивать в удаленном режиме. Стандарты W3C позволяют создавать совместимые, масштабируемые, надежные и защищенные корпоративные системы. Eclipse представляет собой мощное сообщество разработчиков решений с открытым исходным кодом. IBM стала инициатором этой деятельности, передав основные технологические компоненты в проект, реализуемый в рамках разработки архитектуры Eclipse Open Healthcare Framework (OHF).

Информационные хранилища медицинских данных

Одна из наиболее острых проблем, с которыми сегодня сталкивается отрасль здравоохранения, — обеспечение доступа к интегрированным медицинским данным пациентов. Необходимо комплексное решение для надежного хранения и быстрого защищенного доступа к этой критически важной и конфиденциальной информации, отвечающее современным нормативным требованиям к хранению и использованию документов.

IBM и компания Convergence CT (www.convergencect.com) заключили партнерское соглашение, направленное на совместное продвижение комплексных решений для организации и управления хранилищами медицинской информации для отрасли здравоохранения и бионаук. Информационное хранилище медицинских данных Clinical Data Warhouse построено на базе системы IBM Balanced Configuration Unit (BCU) for Linux и технологии DB Focus от Convergence CT. Услуги внедрения решения Clinical Data Warehouse компании будут предлагать на всех профильных мировых рынках. Наряду с хранилищами медицинских данных для нужд здравоохранения IBM и Convergence CT будут поставлять совместное решение для организаций, специализирующихся в области бионаук: фармацевтических и биотехнических компаний, производителей медицинских приборов и оборудования. Это решение будет включать хранилище разнообразной статистической медицинской информации и аналитический программный инструментарий. Не ограничиваясь только совместными маркетинговыми инициативами, IBM и Convergence CT будут активно взаимодействовать в разработке целого ряда новых технологий и продуктов.

ПО DB Focus от Convergence CT предназначено для ведения детальных электронных историй болезни, или медицинских карт (Electronic Health Record, EHR) посредством извлечения данных из разнообразных медицинских информационных систем, причем независимо от того, интегрированы эти системы или нет. По мере обновления или дополнения персональной медицинской информации пациента новые элементы данных автоматически добавляются в существующую единую запись о его здоровье. Пользователи системы могут анализировать данные с помощью встроенных средств обработки запросов, а также экспортировать их в другие приложения. Все это позволит врачам, научным работникам и менеджерам в области здравоохранения оперативно получать актуальную информацию, необходимую для качественной диагностики и лечения болезней, проведения статистических исследований или решения спорных вопросов, которые могут стать предметом судебных исков.

IBM Balanced Configuration Unit представляет собой полностью интегрированное и масштабируемое решение для организации и управления информационными хранилищами предприятий, оптимизированное для среды Linux. Решение IBM BCU, включающее аппаратный сервер, ресурсы хранения данных и ПО, призвано повысить производительность корпоративных систем бизнес-аналитики и управления информацией. Модель D5000 BCU, которую выбрала компания Convergence CT, построена на базе аппаратного сервера eServer x3650, дисковой системы хранения EXP3000 и ПО DB2 Data Warehouse Edition 9. В ней используется новейшая технология сжатия данных, встроенная в программный сервер баз данных DB2 9, и поддерживаются XML-данные. Кроме того, специалисты группы Life Sciences Group подразделения IBM Global Business Services создали ряд специализированных решений, ориентированных на медицинские службы, информационные ресурсы которых не соответствуют системным требованиям последней версии DB Focus с точки зрения структурной сложности данных и их подготовленности к обработке аналитическими средствами следующего поколения.

Convergence CT также сотрудничает с компанией Anceta LLC — дочерней фирмой Американской ассоциации медицинских служб (American Medical Group Association, AMGA), которая специализируется на информационном обслуживании и поддерживает усилия AMGA по укреплению связей и улучшению взаимодействия между организациями здравоохранения. Convergence CT, Anceta и AMGA работают в тесном контакте с многочисленными медицинскими службами различной направленности, обеспечивая для членов ассоциации сбор, систематизацию и анализ медицинских данных пациентов. Состав и оформление данных, а также хранение, обработка и доступ к информации о здоровье пациентов организованы в соответствии с положениями законодательного акта HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act — Закон о преемственности страхования и отчетности в области здравоохранения). Благодаря этому партнерству компания Convergence CT успешно внедрила свои решения для интеграции данных и управления информационными хранилищами на многих предприятиях и в учреждениях отрасли. Взаимодействие партнеров позволило создать программный инструментарий и информационные ресурсы, способные помочь поставщикам и потребителям медицинских услуг (включая работодателей и персонал) и разработчикам профессиональных методик и нормативных инструкций в принятии взвешенных решений, связанных с охраной здоровья и медицинским обслуживанием. Успешному решению этой задачи также должен способствовать проект Anceta Collaborative Data Warehouse, предусматривающий реализацию и поддержку специализированного информационного хранилища с расширенными функциями хранения и обработки медицинских данных.

Обработка медицинских изображений

Один из способов улучшения медицинских изображений состоит в том, чтобы использовать снимки, полученные из нескольких источников, например, из систем магниторезонансной и компьютерной томографии. Объединение компьютерных изображений из множества источников должно начинаться с точного совмещения визуальных данных. Специалисты утверждают, что совмещение изображений повышает точность интерпретации снимков и эффективность работы специалистов, в особенности при диагностике и лечении онкологических заболеваний. Возможность точно наложить одно изображение на другое позволяет, например, рентгенологам выявлять структурные изменения, такие, как увеличение или уменьшение размеров опухоли. Но если изображения трехмерные и состоят из миллионов пикселов, то задача их совмещения становится чрезвычайно сложной, и для ее выполнения необходима высокая скорость вычислений.

Специалисты медицинского центра Mayo Clinic и IBM использовали возможности архитектуры параллельных вычислений и пропускной способности оперативной памяти, чтобы значительно ускорить обработку трехмерных медицинских изображений. Повышение производительности позволяет существенно быстрее решать задачи совмещения изображений, полученных в разные дни или на различных устройствах, в трехмерном пространстве. Перенос разработанного в Mayo Clinic приложения Image Registration Application на систему IBM BladeCenter QS20 Cell Blade и его оптимизация позволили в 50 раз ускорить получение результатов по сравнению с традиционной системой.

В ходе реализации проекта специалисты Mayo Clinic и IBM использовали 98 наборов изображений и оптимизированное приложение для их сведения, выполнявшееся на системе IBM BladeCenter QS20. Полученные результаты сравнивали с результатами выполнения исходного приложения на системе с обычной процессорной конфигурацией. В системе с обычной конфигурацией сведение всех 98 наборов изображений было завершено примерно за 7 ч. Приложение, реализующее алгоритм трехмерного линейного сведения на базе «взаимной информации» и оптимизированное для процессора Cell/B.E., выполнило задачу сведения всех 98 наборов всего за 8 мин 36 с, причем ни одна из процедур сведения не выполнялась дольше 20 с. Трехмерный линейный алгоритм основан на поиске наилучшего пространственного позиционирования с максимальным использованием объемов информации, полученной из двух изображений. Прирост эффективности был достигнут благодаря кэшированию данных в кубоидах, или «кирпичах», поэтому при дискретизации изображений пикселы не «терялись». Если выборочное отношение было сравнительно низким, проводилась последовательная упаковка дискретизованных изображений (в «ленту изображения»), чтобы быстрее извлекать данные при необходимости.

Ускоренное выполнение приложения на процессорах Cell позволит докторам и рентгенологам Mayo Clinic за секунды выполнять задачи, прежде отнимавшие несколько часов, а, следовательно, значительно уменьшит время тревожного ожидания пациентом новостей от доктора.