21.2.6.ОФМ-А

Формализация медицинской информации. Информационные модели.Модели рабочих процессов в здравоохранении

проф., д.т.н. Столбов А.П.февраль-март 2015 г.

www.hsha.ru

Формализация (от лат. forma - вид, образ) -- отображение, представление результатов наблюдения, познания (анализа, синтеза) в точных понятиях и определениях, выраженных в знаковой форме:а) вербальной (ЕЯ + термины*, ...)

б) символьной (формулы, схемы, коды* ...) в целях их однозначной интерпретации всеми субъектами !!

результат наблюдения \ познания -> формализация -> данныеМодель (от лат. modulus - мера, образец) -- материальный,

ментальный или информационный объект, который замещает определенный объект (оригинал), сохраняя при этом только некоторые важные его свойства

Модель -- результат формализации !!

Аналогия = подобие -> изоморфизм - гомоморфизм

Назначение модели:экспликация -- коммуникация -- прогнозирование !!

2

Только человек !!

Модель = форма представления знаний

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

� �

�

Задача -> Субъект моделирования + Объект моделирования ->

-> Построение модели (Modeling) -> Модель ->

-> Применение модели (Simulation) ->

-> Информация об объекте, полученная на основе модели

Анализ -- декомпозиция -- иерархия -- абстрагирование --

-- генерализация (обобщение, агрегация, элиминация) --

-- ассоциация -- синтез -- именование etc

Адекватность модели объекту и задаче !?� достоверность -> возможность верификации

� информативность

� полезность

Предметная область =

Онтология = Понятия -> Термины -> Классы & Взаимосвязи

Идентификация объектов, субъектов, сущностей etc

Классификация -> семантическое кодирование -> коды

Информационные модели -> архетипы -- www.openehr.org

3

Экспериментальная проверка модели -> анализ и оценка на основе стандартных методик -> сопоставимость

"Сферический конь в вакууме" :)

Задача ≠≠≠≠ ПроблемаВ.М. Глушков

4

Модели объекта – системы – процесса (поведения системы):

� натурные \ физические \ биологические \ наглядные ("фото")in situ, in vivo, ex vivo, in vitro

� математические -> компьютерные -> in selico !!аналитические & имитационные (Epi-Info + GPSS) !!

"черный ящик", система массового обслуживания, ...� информационные:

вербальные & формальные

•••• статические

•••• динамические

детерминированные & стохастические

Модели

� онтологические (тезаурусы, классификации, номенклатуры)

� структурные (схемы, состав и взаимосвязи, "архитектура")

� функциональные ("как работает", события * ...)

� потоковые (WorkFlow, DataFlow, DocFlow, логистика ...) *

Нотации для представления информационных моделей ...

Модели событийно -- информационные

- коммуникационные

- потоковые (сети Петри)

дискретное время

5

Модели в медицине и здравоохранении���� физиологических и патологических состояний и процессов

���� медико-демографических систем и процессов

���� организационно-технических систем*

���� административных процессов:���� ведения пациента* ("маршрут")

���� производственной деятельности

работника, подразделения, организации

���� административно-хозяйственной деятельности

Моделирование -> проектирование -> регламентация ->

-> мониторинг - контроль - оценка ->-> клинические и управленческие решения

Систематизация, накопление и распространение медицинских и управленческих знаний -> формализация и представление в виде системы моделей ->

� клинические рекомендации, протоколы, стандарты

� порядки оказания мед.помощи, административные регламенты

- объекты- субъекты- действия- события

- сообщения- ресурсы- результаты- цели *

Показатели -> Шкалы -> "Норма : Патология"

Нечеткие множества \ логики \ метрики = Fuzzy (Lotfi Zadeh, 1965)

Лингвистические шкалы (F-шкалы) -> порядок -> сравнение

Логистическая функция Харрингтона:

Мера по F-шкале -> Число (балл, вес) -> F-вычисления

Формализованное представление медицинских знаний =

HL7 Arden Syntax, GEM, GELLO, GLIF, CARE + GALEN, FMA, ...

Алгоритмы, правила принятия решений ("если X, то Y"), ...

Правило h: "если X, то Y и наоборот" (h: X <=> Y )

Дедукция "от общего к частному" -> дано: X, h; найти: Y;

Индукция "от частного к общему" -> дано: X, Y; найти: h;

Абдукция (обратная дедукция) -> дано: Y, h; найти: X;

h: если 'воспаление' (X=В), то 'лейкоцитоз' (Y=Л) и наоборот

дедукция: Л => В, абдукция: В => Л, индукция: В, Л => h: В <=> Л

6

Информационная модель – модель объекта, представленная в виде информации [данных], описывающей

существенные для данного рассмотрения параметры и

переменные величины объекта, связи между ними, входы

и выходы объекта и позволяющая путем подачи на модель

информации об изменениях входных величин

моделировать возможные состояния объекта[ГОСТ 34.003-90]

Математическая модель -> прогнозирование

""""Вход -> Выход"""" = """"Если ............ , , , , то ............ """"

Информационная модель – формальная модель

ограниченного набора фактов, понятий или инструкций,

предназначенная для удовлетворения конкретному

требованию[ГОСТ Р ИСО 10303-1-99]

7

[Кухтичев, Кленов, ВИТ, 2015, № 3]8

Схема базы данных (пример)

Проблемы� найти, идентифицировать и собратьразнородные данные из множества источников -> компиляция данных� согласовать (унифицировать)модели данных -> единая (эталонная)онтологическая модель предметной области

� обработать данные -> Big Data9

10[С. Добриднюк, 2015]

11

[С. Добриднюк, 2015]

Управление -> наличие

контура "обратной связи"

12[С. Добриднюк, 2015]

13[С. Добриднюк, 2015]

14[С. Добриднюк, 2015]

15[С. Добриднюк, 2015]

16[С. Добриднюк, 2015]

17[С. Добриднюк, 2015]

18[С. Добриднюк, 2015]

19[С. Добриднюк, 2015]

20

21[С. Добриднюк, 2015]

Организационное моделирование -> анализ, исследование и проектирование организационно-технических систем -> моделирование функциональной и организационной структуры, рабочих (бизнес) процессов = потоков работ, материалов, документов, данных, ... информационной системы

-> архитектура организации (предприятия)

UML (Unified Modeling Language) -- унифицированный язык графического описания для объектного моделирования, используемый при проектировании (разработке) информационных систем -> построение UML-моделей = совокупность диаграмм + описание (комментарии)

SADT (Structured Analysis and Design Technique) --

методология структурного анализа -> стандарт моделирования бизнес-процессов IDEF0 = функциональное моделирование

22

Стандартные операционные (рабочие) процедуры (СОП)(Standard Operation Procedures) =

1) документально оформленный набор инструкцийили пошаговых действий, которые надо осуществить, чтобы выполнить ту или иную работу.

2) подробные письменные инструкции, содержащие описание процессов проведения испытаний или другой деятельности

Что? Кто? Где? Когда? Как?

С помощью чего? Какие нужны ресурсы?

Каковы риски (модели рисков)?

Организационно-техническая система -> мультимодельностьРазличные взгляды \ аспекты \ views"Как есть" -> "Как должно быть" (ре-инжениринг)

23

Рекомендации Госстандарта России Р 50.1.028-2001 "Методология функционального моделирования"

Используется при ФСА (Activity Based Costing)

24

Иерархическая пошаговая

декомпозиция ->детализация действий, операций

Базовый элементIDEF0-диаграммы

ГОСТ Р ИСО/ТО 10013-2007 Менеджмент организации. Руководство по документированию системы менеджмента качества

Пример IDEF0-схемы (Р 50.1.028-2001)

25

Пример IDEF0-схемы -- Оформление медицинского свидетельства

26

Сценарий использования ИЭМК при выставлении счета по ОМС

27

[http://egisz.rosminzdrav.ru]

ГОСТ Р 52294-2004 Управление организацией. Электронный регламент административной и служебной деятельности. Основные положения

Регламент -- обязательные правила, устанавливающие порядок деятельности администрации, менеджеров и исполнителей организации в рамках согласованных рабочих процессов, обеспечивающих достижение заявленных целей

28

регистратор

врач-терапевт

Процесс ведения пациента

сестра

R-кабинет врач

�

� �

�

�

�

�

�

� �

�

�

�

�

�

�

действие

событие

законченныйслучай

Алгоритм ...блок-схема

*

*

*

*

*

*

*

*

**

*

�

��

Событие -- соотнесенная с определенным моментом времени, местом и участниками совокупность действий, их результатов и иных фактов, регистрируемых в медицинских документах

Пример схемы модели [Александров С.Е., Кораблева Г.В., 2012, ВИТ № 5]

29

Диаграмма причинно-следственных связей (K. Ishikawa, 1952)

30

[ Кицул И.С. и др., 2012, ВИТ № 2 ]

(+) и (–) факторы ?

- сырье, ресурсы- оборудование- технологии- кадры- управление

12

3

- внешниефакторы

[Макалкина Л.Г., 2014 Рациональное использование лекарственных средств]

31

32Extended Zachman Model, 2005

Архитектура предприятия Основные модели

матрица 6 х 6

Номенклатура (лат. nomenclaturа -- перечень имён) -- система терминов, разработанная согласно предварительно установленным правилам наименования [ISO 1087]

Реестр (польск. rejestr, лат. regestrum, registrum -- список, перечень) -- утвержденный в установленном порядке перечень понятий, категорий, терминов и иных объектов в определенной предметной области

Классификатор -- перечень кодов и названий объектов классификации, отражающий соподчиненность и взаимосвязи между ними

Кодификатор -- перечень кодов и названий объектов кодирования (без учета их взаимосвязей)

Справочник -- перечень конкретных объектов, имеющих уникальные идентификаторы (имена, номера, коды), в котором для формализованного представления их характеристик могут использоваться коды из других классификаторов и(или) справочников

Словарь, тезаурус, указатель, рубрикатор, индекс ...

33

Систематизация медицинских терминовICD-10 International Classification of Diseases, 1893 г. (МКБ-10)

ICF -- International Classification of Functioning, Disability and Health

SNOMED CT (Clinical Terms, > 400 тыс. концептов -- 1.5 млн. терминов, на её основе – ICD-11) www.ihtsdo.org !!!

Классификация медицинских изделийUNMDS -- Unified Nomenclature of Medical Devices and Systems

(ВОЗ) (Emergency Care Research Institute)

GMDN -- Global Medical Device Nomenclature www.gmdnagency.com (более 22 тыс. видов изделий) !!

www.roszdravnadzor.ru/services/mi_reesetr

Номенклатурная классификация медицинских изделий (приказ Миздрава РФ № 4н от 06.06.2012г. в ред. от 25.09.2014г. № 557н)

ГОСТ Р ИСО 15225-2014 Структура данных номенклатуры медицинских изделий (с 01.09.2015) -- GMDN

34

Классификация лекарственных средств

ATC -- The Anatomic Therapeutic Chemical Classification, ВОЗ

WHO Model List of Essential Drugs -> формализация КФС ЛС !

5 уровней -- на нижнем МНН + ОДД + лекарственная форма

WHO Collaborating Center for Drug Statistics Methodology in Oslo

WHO Model List of Essential Drugs -> формализация КФС ЛС !

5 уровней -- на нижнем МНН + ОДД + лекарственная форма

Коды химических соединений в базах данных PubChem и Chemical Abstracts Service (CAS number)

ОСТ 91500.05.0002-2001 Государственный информационный стандарт лекарственного средства. Основные положения !?

ГОСТ Р ИСО 11238, 11239, 11240, 11615, 11616-2014 Идентификация лекарственных средств. Элементы данных и структуры < ... >(с 01.10.2015)

ОК 91500.18.0001-2001 Консервированная кровь и её компоненты

35

Систематизация и кодирование медицинских процедур

ICPM -- International Classification of Procedures in Medicine, ВОЗ, 1978 (1989 г. "закрыт" из-за неадекватности развитию М-технологий)

ICD-10-PCS -- Procedure Coding System, ВОЗ

ICPC-2 -- International Classification of Primary Care, ВОЗ

ICECI -- International Classification of External Causes of Injury, ВОЗ

ICHI -- International Classification of Health Interventions, ВОЗ

U.S. ICD-9-CM volume 3 Procedure Classification, США

CPT-4 -> CPT-5 Current Procedural Terminology (American Medical Association) + ICD-9-CM -> ICD-10-CM *

ICNP -- International Classification for Nursing Practice www.icn.chISO 1828:2012 Health informatics. Categorial structure for

terminological systems of surgical procedures (будет ГОСТ !!)

LOINC -- Laboratory Observation Identifier Names and Codes --

система кодирования назначений и результатов лабораторныхисследований --www.regenstrief.org/loinc !!!

36

Номенклатура работ и услуг в здравоохранении (НРУЗ)Утверждена 12.07.2004 г. (ред. 2007 г.)А. Простые медицинские услугиВ. Сложные и комплексные медицинские услугиС. Сложные и комплексные услуги. СоставD. Манипуляции, исследования, процедуры и работы в

здравоохраненииF. Услуги медицинского сервисаМетодика расчета стоимости + Реестр услуг с указанием УЕТ

Номенлатура медицинских услуг (НМУ) Приказ Минздравсоцразвития РФ от 27.12.2011 г. № 1664н (в

ред. приказа № 794н от 28.10.2013 г.)класс "А" -- простые

класс "В" -- комплексные. Нет состава для "В" и нет УЕТ !!

Услуга – элемент медпомощи пациентуРабота – не имеет непосредственного отношения к пациенту

37

Федеральные подсистемы (сервисы) ЕГИСЗ

Реестр нормативно-справочной информации (НСИ) -- !?

http://nsi.rosminzdrav.ru – всего 496 справочников

390 медицинских, 30 – "дубли", 45% надо заменить

25% – надо исправить ошибки, всего 30% "ОК"Регламентная служба (ЦНИИОИЗ, с 01.01.2015) ->

ведение единых классификаторов и справочников

Утвержден план на 3 года

МИАЦ СПб – справочник лабораторных тестов на основе LOINC -> 1400 тестов для 400 исследований по НМУ(пилотный проект)

38

ГОСТ Р ИСО 704-2010 Терминологическая работа. Принципы иметоды

ГОСТ Р ИСО 15188-2012 Принципы управления проектамистандартизации терминологии.

ГОСТ Р ИСО 29383-2012 Терминологическая политика. Разработкаи внедрение.

ГОСТ Р ИСО 24615-2013 Менеджмент языковых ресурсов. Системасинтаксического аннотирования (SynAF)

РМГ 19-96 Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Рекомендации по основным принципам и методамстандартизации терминологии.

ГОСТ Р 54624-2011 Информатизация здоровья. Контролируемая медицинская терминология. Структура и высокоуровневые индикаторы

ГОСТ Р ИСО 17115-2009 Информатизация здоровья. Словарь для терминологических систем

ГОСТ Р ИСО 18104-2011 Информатизация здоровья. Интеграция базовой модели терминологии для среднего медицинского персонала

39

ГОСТ 7.73-96 Поиск и распространение информации. Термины и определения (ред. 22.05.2013)

ГОСТ Р 15.011-96 Патентные исследования. Содержание и порядокпроведения (ред. 22.05.2013)

ГОСТ Р 54521-2011 Статистические методы. Математическиесимволы и знаки для применения в стандартах

ГОСТ Р 54521-2011 Статистические методы. Математическиесимволы и знаки для применения в стандартах.

ГОСТ Р ИСО 19439-2008 Основы моделирования предприятия.ГОСТ Р 55681-2013 / ISO/TR 26122:2008 Информация и

документация. Анализ процессов работы с точки зрения управления документами.

ГОСТ Р 53092-2008 Системы менеджмента качества. Рекомендациипо улучшению процессов в учреждениях здравоохранения

ГОСТ Р ИСО 20252-2014 Исследование рынка, общественногомнения и социальных проблем. Словарь и сервисныетребования (с 01.08.2015)

40

Славин М.Б. Практика системного моделирования в медицине. - М.: Медицина, 2002. - 168 с.

Иванов В.В., Богаченко П.В. Медицинский менеджмент. - М.: ИНФРА-М, 2007. - 256 с. - (Национальные проекты)

Карась С.И. Информационные основы принятия решений вмедицине. - Томск, 2003 - www.medlib.tomsk.ru/fulltext/108803.pdf

Малышева Е.Н., Гольдштейн С.Л. Обзор инструментарияимитационного моделирования системы организациимедицинской помощи как сложной динамической системы // Врач и информационные технологии, 2010, № 3

Каркач А.С., Романюха А.А. Современные подходы к анализу ипрогнозированию здоровья населения с помощью математических моделей // Врач и информационные технологии, 2014, № 1

Воронова Л.В., Гольчевский Ю.В. Статистическое моделирование в процессах управленческого учета на примере медицинского подразделения ВУЗа // Врач и информационные технологии, 2014, № 3

41

Гаспарян С.А., Довгань Е.Г., Пашкина Е.С., Чеснокова С.И.

Структурированный справочник симптомов для формирования

формализованных историй болезни. - М.: "Форсикон", 2008.

см. на сайте www.hsha.ru

Малышева Е.Н., Гольдштейн С.Л. Обзор инструментария

имитационного моделирования системы организации

медицинской помощи как сложной динамической системы //

Врач и информационные технологии, 2010, № 3

Черняховская М.Ю., Грибова В.В., Тарасов А.В. Система

интеллектуальной поддержки обследования больных,

управляемая онтологией // Программные продукты и системы. -

2007, № 2

Инструментальные средства моделирования и проектирования

MS Visio, BPWin -> DIA -- www.gnome.org/projects/dia

42

СПАСИБО !ВОПРОСЫ ?

Столбов Андрей Павлович

AP100Lbov@mail.ru

www.hsha.ru