Телемедицина: обзор современного состояния и перспективы развития в России

На главную | Контакты | Карта сайта

| Система Грант-Экспресс

| Новости РФФИ
| Объявления
| Подписка на новости

| Общие сведения о РФФИ
| Кто есть кто в РФФИ
| Состав совета Фонда
| Адрес и телефон для справок

| Устав РФФИ
| Указы Президента
| Постановления и распоряжения Правительства

| Нормативные документы

| Решения совета Фонда

| Конкурсы РФФИ
| Региональные конкурсы
| Международные конкурсы
| Программы РФФИ
| Финансовое обеспечение проектов

| Вестник РФФИ
| Газета Поиск
| Публикации в СМИ
| Книги, изданные при поддержке РФФИ
| Информационный бюллетень РФФИ
| Издания РФФИ

| Использование результатов
| Контроль использования финансовых средств

| Международная деятельность
| Научные фонды
| Ведомства и академии
| Библиотеки и информационные центры
| Полезные ссылки

| Издательство Wiley
| Издательство «The American Mathematical Society»
| Издательство Elsevier
| Американское физическое общество (APS)
| Издательство IOP Publishing Limited
| Издательство The Royal Society of Chemistry
| Издательство Springer

| Введение
| 2009 год
| 2010 год
| 2011 год

| WIN-1251
| KOI8-R
| English

ТЕЛЕМЕДИЦИНА: ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В РОССИИ

Введение

Система телемедицины

Состояние научных исследований в области телемедицины

Медицинские информационные системы. Экспертные системы и базы данных

Терминальное оборудование

Телемедицинские сети связи

Проекты по телемедицине

Технологии телемедицины в медицинском образовании

Общий анализ проектов

Заключение

Выводы

Предложения

Список литературы

ТЕРМИНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В телемедицинских системах применяется терминальное оборудование, обеспечивающее:

- Видеоконсультации пациентов;
- Анализ данных функциональных исследований;
- Телеобучение медицинского персонала;
- Видеоконференции для обсуждения новых методологий лечения и пр.;
- Тиражирование опыта;
- Доступность баз данных;
- Информационно-методическое обеспечение медицинского персонала, путем создания серверов;
- Аудио-визуальную поддержку оперативных решений.

Для проведения видеоконференций требуются:

- Персональные компьютеры либо специальное оборудование для видеоконференцсвязи,
- Каналы связи с протоколами IP, ISDN, ATM,
- Использование оборудования, удовлетворяющего стандартам Н.320 (узкополосный видеотелефон), Н.261 (видеокодек для аудиовизуальных услуг на скорости Р*64 кбит\с), Н.231 (многостанционный доступ для аудиовизуальных услуг), Н.243 (система для установки связи между двумя и более терминалами), Н.324 (видеотелефон для сети общего пользования), Н.263 (видеокодек для систем низкоскоростной связи), Н.245 (видеосвязь между мультимедийными терминалами), Н.323 (видеосвязь для локальных сетей), G.728 (кодированная речь на скорости 16 кбит\с), G.723 (аудиосвязь на скоростях 5,3 кбит\с и 6,4 кбит\с).

Системы видеоконференцсвязи

В нашей стране ряд медицинских центров уже имеет опыт проведения видеоконференций с западными странами (Москва - Сан-Франциско, Москва - Женева, Архангельск - Осло и т.п.) или с другими московскими центрами. Это, в первую очередь, опыт факультета фундаментальной медицины МГУ, НЦССХ им.А.Н.Бакулева РАМН, ВМА им. С.М.Кирова и ряда других медицинских учреждений - пионеров этого направления в России. Очень интересны работы НЦХ РАМН в области видеомониторинга из операционных. Проведение телемостов и сеансов видеоконференций между российскими и американскими или европейскими медицинскими центрами, либо между двумя московскими клиниками свидетельствует скорее об интересе к этой области современных телекоммуникаций, чем о существующей в России системе проведения видеоконференций на постоянной основе. Однако, учитывая мировой опыт проведения медицинских видеоконференций и число декларируемых российских телемедицинских проектов, можно ожидать уже в течение ближайших 2-3 лет реальных практических результатов для здравоохранения России, в первую очередь - в области проведения регулярных медицинских видеоконференций между регионами России и ведущими медицинскими центрами Москвы. Тем более, что по нашим оценкам в ближайшие 2-3 года российские клиники, как и многие другие учреждения, ждет бум в области видеоконференций, обусловленный ростом недорогих современных средств телекоммуникаций.

Опыт организации медицинских видеоконференций приобретен также во время консультаций 37 больных с заболеваниями сердца и сосудов из медицинских центров Саранска, Перми, Волгограда, Иркутска и Тулы, проведенных специалистами Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им.А.Н.Бакулева РАМН с сентября 1997 г. в рамках проекта видеоконференций "Москва - регионы России". В процессе видеоконференций анализировался практически весь спектр медицинской информации: фрагменты историй болезни (текстовые файлы), статические изображения (рентгенограммы, эхокардиограммы, записи ЭКГ) и рисунки (схемы пороков и операций), видеоматериалы (фрагменты операций, данные катетеризации полостей сердца). Консультантами были ведущие специалисты Центра (не ниже руководителя отделения). Предварительные данные для консультантов пересылались по электронной почте (либо в конце предыдущего сеанса видеоконференсвязи), для фрагментов историй болезни - ASCII-файлы, для изображений - файлы в формате PCX. В процессе видеоконференцсвязи (во избежание ошибок) обсуждалась вся имеющаяся информация о больном. Необходимые видеоматериалы (эхокардиограммы, ангиокардиограммы, фрагменты операции) демонстрировались на скорости 3 кадра/с (c понижением скорости). Запоминались все полученные в ходе видеоконференции материалы о больном, а также отдельные фрагменты обсуждений и совместно подготовленные заключения и поясняющие рисунки и схемы. Результаты проведенной консультации (диагноз, рекомендации консультанта и намеченные мероприятия) отражались в специальном бланке с подписью консультанта и журнале видеоконференций. По результатам консультаций 11 больных приглашены в Центр на операцию, 4 - на углубленное обследование, остальным уточнены тактика лечения и диагнозы заболеваний.

Для обеспечения видеоконференцсвязи использовались настольные системы видеоконференций (Intel Business Video Conferencing, Intel Proshare System 200, PictureTel PCS Live 100, установленные на персональных ЭВМ DELL OptiPlex P166MMX), обеспечившие эффективную передачу и анализ всего спектра медицинской информации. В качестве медицинской информации передавались и обсуждались данные эхокардиограмм (статические картинки и видеоматериалы), схематичные изображения пороков сердца и выполненных операций, кривые ЭКГ, фрагменты заключений и данных диагностики (ASCII файлы), видеоматериалы диагностических процедур и этапов операций.

Видеоконференции проводились по каналам ISDN.

Следует отметить, что в процессе обсуждения больных с использованием видеоконференций безусловно будет расти и квалификация врачей из периферийных центров. Уже сейчас по оснащенности современным диагностическим оборудованием ряд периферийных медицинских центров и ведомственных клиник не уступают ведущим медицинским центрам Москвы, однако, основной научный потенциал сосредоточен в ведущих московских центрах.

В НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН проводится более 60.000 консультаций в год, 2/3 больных - больные, проживающие в различных регионах России (по другим медицинским центрам соотношение аналогичное).

В качестве оборудования для телемедицины перспективно использование комплексов компьютерного цифрового видео. Компьютерная система для телемедицины DiViSy создана российской фирмой "Цифровые видео системы" при участии германских специалистов Carl Zeiss. Система строится на базе ПК Pentium с ОЗУ 16 МБ, жестким диском 1,2 ГБ. Он снабжен видео и звуковой картами, имеет микроскоп Axioscop и камеры VideoCAM. Для ввода рентгеновских снимков используется сканер. В системе имеется 4 выходных канала связи, обеспечивающих передачу цифрового изображения пациента или врача, цифрового звука, управляющих сигналов для микроскопа. В реальном масштабе времени в системе обеспечивается скорость информации от 9600 бит\с и выше.

В системах видеоконференцсвязи используются также IBM совместимые ПК, ПК Silicon Graphics (OCTANE, O2, Indigo, ONYX, Indy), системы PictureTel, имеющие различные уровни программного продукта, обеспечивающего передачу качественного изображения на скоростях от 64 кбит\с до 2048 кбит\с. Аналогичные PictureTel, но несколько более дорогие системы выпускает компания NTL.

В настоящее время урология является самостоятельной отраслью здравоохранения и медицинской науки. По статистике доля урологических больных по данным госпитализации составляет 8,0-8,5%. Все же большинство урологических пособий в РФ оказывается в специализированных структурах (от небольших урологических отделений в районных больницах до крупных и признанных центров в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Смоленске и др. городах). Различный уровень подготовки кадров в урологических отделениях также говорит в пользу проведения видео- и телеконференций и телеконсультаций с участием ведущих урологов по наиболее актуальным направлениям этой дисциплины.

Стандартный набор наиболее часто применяемого телекоммуникационного оборудования для проведения полноценных медицинских видеоконференций как правило включает:

- Канал ISDN, предоставленный официальным провайдером ISDN-услуг (не ниже 128 Кбит/c) и обеспечивающий устойчивую связь с московскими медицинскими центрами.
- Надежный компьютер (не ниже PENTIUM 166MMX, 32 Mb RAM, 1.6 Gb HDD), монитор 15'', устройство бесперебойного питания на 1000 VA.
- Оборудование для настольных видеоконференций, соответствующее стандартам H.323; H.320 и Т.120 (как правило, фирм Intel и PictureTel).
- Оборудование и программы ввода, обработки и хранения изображений, кривых ЭКГ и др. (сканер, плата ввода видеосигнала в ЭВМ, программа обработки и хранения изображений; программа ведения базы данных с записями о пациентах - автоматизированная история болезни).
- Видеомагнитофон (S-VHS) cо стоп-кадром и возможностью снижения скорости воспроизведения до 3-5 кадров в сек. (даже лучшие настольные системы видеоконференций позволяют при полноэкранном видео качественно передавать сигнал лишь на скорости 7-10 кадров в сек.).

Примерная стоимость полного комплекта оборудования (без стоимости канала связи) для проведения медицинских видеоконференций составляет от 10 до 50 тыс. дол. США в зависимости от типа ЭВМ, оборудования для настольных видеоконференций и средств подготовки и хранения данных.

Автоматизированные рабочие места

Московская компания КОНИКА создала автоматизированную систему обработки медицинских данных, включающую:

- подсистему автоматизированного ведения медкарты пациента,
- подсистему диспансеризации,
- подсистему оперативного анализа и контроля за лечебно-диагностическим процессом,
- подсистему оперативного анализа данных рентгеновского отделения, отделения функциональной диагностики, клинико-диагностической лаборатории,
- справочно-статистическую подсистему.

Созданы АРМ:

Стоматолог, Биохимическая лаборатория, Доврачебного обследования, Аптека, Статотчетность, Приемное отделение (в том числе, физиотерапия, анестезиология, педиатрия, терапия). Системы разработаны и внедрены в Москве.

Для решения задач регистрации и передачи физиологических данных пациента может быть использован монитор жизненноважных функций, применяемый в практике интенсивной терапии и имеющий выход, подключаемый к параллельному порту компьютера. В частности, может быть использован монитор пациента "КОРОС-300", обеспечивающий регистрацию и передачу данных ЭКГ, ЧСС, показателей сердечного ритма, величины степени насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом. Для ведения телеконсультаций второго уровня достаточно использовать ритмокардиомонитор "ЭЛОН-001" или плату регистрации ЭКГ, выполненную в стандарте РС. Указанная аппаратура производится инженерно-медицинским центром "Новые приборы" (г. Самара).

Институт "Открытое общество" активно участвует в создании оконечных пунктов для учебных и научных организаций. С 1997 г. институт начал работы по созданию телемедицинских терминалов на базе ПК. Такие проекты осуществляются в Санкт-Петербурге, Иркутске, Ярославле и др.

Следует отметить программно-аппаратные комплексы компании ТАНА для рентгеновской, томографической, ультразвуковой и лабораторной диагностики.

Системы обеспечивают ввод изображения, его анализ и обработку.

Комплексы созданы на базе ПК Pentium, имеют монитор Sony с экраном 17``, сетевой адаптер Ethernet, операционную систему Windows NT.

Программно-аппаратный комплекс для перевода изображений в цифровую форму на базе ПК и сканера.

Программно-аппаратные комплексы архивации изображений и сопроводительной документации на базе ПК Pentium.

Программно-аппаратные комплексы для количественного анализа изображений микрообъектов, для проведения телемедицинских консультаций на базе Silicon Graphics, VHS-видеомагнитофона, комплекса видеоконференцсвязи, система ввода видеоданных и графической информации с прозрачного и непрозрачного носителя.

Требования к каналу связи: синхронный 128 кбит\с, или Ethernet со скоростью 1024 кбит\с.

На смену рентгеновским изображениям приходят цифровые изображения и цифровые системы (PACS-Picture Archiving and Communication Systems). Эти системы обеспечивают хранение большого количества информации, быстрый доступ, эффективную обработку информации. Система PACS включает (1) подсистему получения медицинских изображений, (2) распределенную базу данных, (3) компьютерную сеть для передачи изображений, (4) рабочие станции для обработки изображений. Компьютерная сеть имеет выход либо в Интернет, либо в выделенные цифровые сети передачи данных. Подобные системы используются с 1992 г. в Австрии, в США, в Норвегии и др. странах. Фирма IBM создала интегрированную систему архивирования и передачи медицинских диагностических данных IBM PACS TIANTI. Сбор данных осуществляется в соответствии со стандартом DICOM 3.0. Система совместима с сетями АТМ, ISDN, Интернет. Система внедрена в ряде клиник Европы, США (http://www.at.ibm.com/info/pacs).

Созданы интегральные системы управления и передачи изображений (IMAC). При этом используется ПК IBM AS/400 с 19'' монитором, памятью до 20 ГБ.

В качестве носителей CD-ROM заменяются DVD, обеспечивающими емкость памяти до 17 ГБ и более.

В рамках программы по созданию телемедицинской детской консультативно-диагностической системы, выполненной одним из НИИ оборонных отраслей промышленности совместно с ассоциацией детских хирургов, кафедрой детской хирургии РГМУ, детской городской клинической больницей № 13 им. Филатова и врачами Республиканской детской клинической больницы, разработана телемедицинская консультативная система, не требующая значительных финансовых затрат при внедрении и эксплуатации, наличия высококвалифицированных специалистов по вычислительной технике. Консультативные пункты оборудованы автоматизированными рабочими местами подготовки запросов на базе ПЭВМ IBM PC (стандартная конфигурация P-166, 16 Мб, 2Гб, SVGA-15", CD-ROM). Для ввода изображений с бумаги и пленки используется сканер НР 6100С. Изображения препаратов микроскопических исследований вводятся через микроскоп БИМАМ Р-13 (ЛОМО) либо DMLS (LEICA) с помощью телекамеры WV-450/G (Panasonic) и видеоплаты Fly Video EZ.

Видеоизображения пациентов вводятся с видеомагнитофона или видеокамеры через видеоплату MiroVideo DC30.

Высококачественные фотографии пациентов получаются и вводятся с помощью цифровой фотокамеры PDC-2000/40 (Polaroid).

В основу программного обеспечения положены продукты фирмы Microsoft. Операционная система - Windows 95 либо Windows NT. Для подготовки и ввода запроса разработана специальная программа, базирующаяся на использовании шаблонов текстового редактора Word 7 или Word 97. Ввод и обработка изображений ведутся с использованием программ, входящих в комплект поставки соответствующего оборудования. Видеоизображения перед передачей запроса переводятся в формат MPEG с помощью программы XingEncoder.

С 1992 г. в Италии используется телерадиологическая система, в которой задействованы рабочие станции HP 9000/700 с операционной системой UNIX, специальное медицинское оборудование HP/Sectra TRS-2000 и др. В качестве среды передачи используются сети Ethernet.

Значительное распространение в США, Европе и Японии получила технология компании Algotec, обеспечивающая обработку и передачу медицинских изображений. Технология включает систему управления, обработки и распределения медицинских изображений (IMDS) и систему управления данными и их распределения (DMDS). В системе используется многофункциональная диагностическая рабочая станция ProVision и специализированная распределенная система обработки медицинских изображений MediSurf. Оборудование работает в стандарте DICOM.

Стандарты терминального оборудования

Американским Комитетом по стандартизации передачи медицинских изображений и интеграции устройств медицинской визуализации, образованным в 1983 г., разрабатываются стандарты для терминального оборудования. Разработанный и рекомендуемый для использования стандарт DICOM позволяет передавать изображение по каналам TCP/IP. В протоколе описаны уровни совместимости с требованиями МСЭ, другими развитыми стандартами, в частности, стандартами крупнейших производителей диагностического оборудования General Electric, Philips, Siemens.

Стандарт DICOM совместим с европейским стандартом MEDICOM.

Систематизированная номенклатура медицины SNOMED International разрабатывается с 1965 г. в США. По сути, это классификатор, облегчающий выполнение автоматизированного анализа и постановку диагноза. Комитет по стандартизации передачи медицинских изображений DICOM выбрал SNOMED в качестве рекомендуемой системы кодирования передаваемых вместе с изображением текстовых данных.

Существует также система клинических кодов Рида RCC. Эта система позволяет более точно передавать содержание истории болезни, чем SNOMED.

Обе системы тесно связаны с Международной классификацией болезней и причин смерти МКБ и позволяют эффективно автоматизировать процессы принятия решений.

Вопросы стандартизации актуальны при решении задач взаимодействия информационно-связных комплексов телемедицинских сетей, особенно разработанных в разное время.

Отдельного обсуждения заслуживают проблемы терминологии и использование стандартов представления данных в электронных записях о больном, форматов изображений и т.п., международных классификаторов болезней, диагнозов и т.п. Эти проблемы стали особенно актуальными при возрастающем обмене информацией о пациентах (между клиниками, страховыми компаниями, национальными регистрами и т.п.). В частности, в США "нестыковка" МИС разных клиник привела не только к значительным затратам на разработку программ-конверторов и промежуточных стандартов, но и явилась одной из причин замены МИС в клиниках на более современные, поддерживающие основные стандарты представления данных (например, для данных - Health Level 7 и ASTM, для изображений - DICOM). Из важных стандартов отметим также International Classification of Diseases (ICD-9СМ) и два проекта по терминологии: Systematized Nomenclature of Medicine (SNOMED III), разрабатываемый American College of Pathology, и Unified Medical Language System (UMLS) от National Library of Medicine. Для изображений стандартом de-facto становится DICOM, предложенный American College of Radiology- National Electrical Manufactureres` Association (ACR-NEMA) и поддержанный основными производителями медицинского оборудования и программного обеспечения.

Европейский стандарт TC251 разрабатывается Европейским институтом стандартизации.

Наиболее перспективным является стандарт HL7, концептуально ориентированный на семиуровневую модель взаимодействия открытых систем, разработанную Международной организацией по стандартизации (ISO).

В России наряду с международными стандартами применяется ГОСТ 27878-88 "Системы и комплексы медицинские автоматизированные. Термины и определения".

Робототехнические комплексы

В настоящее время есть предпосылки по созданию систем робототехнической хирургии, которые позволят использовать опыт высококвалифицированных хирургов. Прообразом таких систем были телеконсультации высококвалифицированных хирургов в процессе операций в удаленном регионе.

Для осуществления данной идеи разрабатываются программное обеспечение, специальные виртуальные сенсорные перчатки, средства отображения и пр.

В трансатлантическом эксперименте в 1993 г. робот-хирург был снабжен эхографическим зондом, биопсийной иглой и скальпелем. Были достигнуты сверхвысокая точность управления усилием мединструмента и точкой его приложения. При этом использовались ПК типа IBM-486, твердотельная видеокамера на ПЗС и робот IBM-7565 Scara.

В качестве каналов связи использовались выделенные ресурсы высокоскоростных оптоволоконной и спутниковой сетей связи, сеть Интернет и телефонная сеть общего пользования.

Виртуальные системы телемедицины

В США в соответствии с концепцией развития СВ США в рамках программ по телемедицине разрабатываются новые средства контроля за здоровьем военнослужащих. При этом военнослужащие будут иметь личную медкарточку с твердотельным ЗУ на 3 Мб, носить биомедицинский пояс с набором датчиков, процессором и средствами связи для вхождения в локальную телемедицинскую сеть. Одновременно координаты военнослужащего, полученные средствами GPS, будут передаваться в дополнительных разрядах сообщения.

Создание виртуальной медицинской карты больного является ключом к организации распределенного здравоохранения и распределенной телемедицины.

Медицинская информация о пациентах накапливается в различных местах: в поликлинике, больнице, в различных медицинских организациях и центрах, в офисах врачей и др. Создание системы распределенного здравоохранения позволит получать точную информацию о том, как развивалось заболевание.

Европейские организации участвуют в организации работ по стандартизации компьютеризированных форм записи истории болезни и сводных данных, что позволит реализовать концепцию надежного и безопасного здравоохранения, а также формализовать процедуру анализа заболевания. Эта проблема инициируется также страховыми компаниями, для которых формализация облегчает процедуру принятия решений по страхованию. Это позволяет также обеспечить эффективный обмен данными между лечебными учреждениями.

В результате на базе виртуальной истории болезни, отдельные фрагменты которой часто хранятся в различных учреждениях, могут формироваться только необходимые для конкретного случая данные в нужном формате. Это минимизирует требования к средствам телекоммуникаций. С помощью технологии распределенных объектов данный подход к анализу информации позволяет получать новое качество.

Полученный опыт по созданию виртуальной истории болезни показывает, что возможность доступа ко всей электронной истории болезни значительно повышает эффективность телеконсультаций и лечения.

Такие работы ведутся в Германии (Технический университет, Берлин), США (университет Западной Вирджинии).

Первым вариантом виртуальной истории болезни является система TeleMed, которая позволяет врачам, находящимся в различных местах, отдаленных друг от друга, одновременно видеть, редактировать и снабжать примечаниями историю болезни пациента.

Система манипулирует мультимедийными данными, имеет защиту на уровне объекта для обеспечения аутентичности и шифрования с целью конфиденциальности. Простой IP сервер управляет базами данных.

Данная система развернута в США в Национальном европейском центре, Национальном институте здравоохранения, в Техасском медицинском центре и показывает эффективность ее применения.

В настоящее время многие военные, коммерческие, научные и правительственные организации США обращаются к смарт-картам с целью решения вопросов безопасности, распределения и регулирования информации.

На смарт-картах хранится медицинская информация, нужная в экстремальных ситуациях. Карта позволяет идентифицировать личность при необходимости.

Эта система находит применение в качестве электронной памяти, ключа, обеспечивающего доступ для организаций и управления информацией, для обслуживания пользователей.

Накопленный опыт в области телемедицины показывает, что нецелесообразно стремится к достижению универсальности телемедицинского оборудования и методов его применения, так как в результате происходит удорожание услуг и снижение их качества.

Copyright © 1997-2007 РФФИ | Дизайн и программирование: Intra-Center