2.2 Модифицированная медицинская система Няганской окружной больницы

Апостериорная структура медицинских данных. Как известно, традиционные СУБД используют жестко фиксированную структуру данных. В таких СУБД сначала описывается структура базы данных и только затем база наполняется данными. На наш взгляд, при работе с медицинскими данными целесообразно применять обратный подход: сначала заполняется база данных, и в процессе заполнения определяется ее структура. Системы, работающие по последнему принципу, называют системами с апостериорной схемой. Использование такого подхода, дает большую гибкость при формировании базы и предоставляет возможность свободно изменять ее структуру. Проведенный анализ характерных особенностей структуры медицинских данных и предварительное планирование базы данных РТИС ХМАО с использованием функциональных диаграмм и диаграмм потоков данных позволяет сделать вывод о том, что медицинские данные следует рассматривать как полуструктурированные данные, которые способны динамически изменять свою структуру, свой состав и тип. Известно, что полуструктурированные данные сложно хранить в реляционной базе данных, поскольку в этом случае возникает либо много различных таблиц, либо проектируется единственная таблица с множеством пустых колонок. И то, и другое негативно сказывается на продолжительности времени поиска данных и поддержке их целостности в базе. «Полуструктурированные данные очень легко хранить как XML, и они великолепно подходят для XML-баз данных» В связи с этим база данных РТИС ХМАО разрабатывалась нами не как реляционная, а как XML-база данных. Данный подход основан на технологии XML (eXtensible Markup Language – расширяемый язык разметки), которая, по сути, является синтаксисом, позволяющим создавать языки разметки (схемы), описывающие данные (рис.2)

«Использование XML-контейнеров для хранения различных медицинских параметров приводит к резкому сокращению числа таблиц, отпадает необходимость в глубокой иерархии данных, что, в свою очередь, приводит к увеличению скорости доступа к базе данных. В целом, при выполнении запросов над иерархическими данными, в которых соединения требуются только для воссоздания иерархии, XML-СУБД являются эффективнее реляционных»

Технология работы сети будет давать возможность организовать полно-связанную сеть. Для организации управления  и контроля за сетью, а также конфигурирования и мониторинга станций, сеть имеет в своем составе NMS (Network Management System – система управления сетью), который в виде   рабочей станции, может быть подсоединен на любую из спутниковых станций.  Особенностью работы станций сети состоит в возможности экономичного использования спутникового ресурса, посредством алгоритма, который производит  автоматическое динамическое перераспределение частотной емкости под каждый новый канал передачи данных. Достаточно  меньше одной секунды, чтобы произошло перераспределение  частотного ресурса для  организации  новых соединений  в сети,  что в целом  позволяет менять топологию  сети  за это же  время.  В качестве технологии организации передачи и приема сигналов на спутник выбран многостанционный динамический  доступ  с частотно-временным разделением  (MF-TDMA (Multi Frequency – Time Division Multiple Access)).

Рис. 2 Структура региональной телемедицинской сети после модификации.

В состав телемедицинского комплекса входит блок обработки видео и аудио информации, блок бесперебойного питания, жидкокристаллический монитор19 ’’, видеокамера, аудиосистема, набор кабелей. Телемедицинский комплекс подключен к медицинскому оборудованию, такому как, ультрасанограф, сканер ренгенснимков, электрокардиограф, телемедицинский стетоскоп, дермоскоп, офтальмоскоп, отоскоп, экзаменационная камера.

В качестве базового программного обеспечения для проведения консультаций и дистанционного медицинского обучения в телемедицинском комплексе предлагаю использовать ПО DiViSy TM21, разработанное ведущим производителем телемедицинских систем  - группой компаний «DiViSy Group» . 

Технические данные комплекса:

Потребляемая мощность: 1500 - 2000 Вт.

Вес: 115 кг. 

Напряжение: 220V  (перемен. тока)

Состав (комплектность)

1. Каркас модуля (интегратор).

2. Камера общего наблюдения.

3. Телемедицинский видеоотоскоп.

4. Телемедицинский  видеоофтальмоскоп.

5. Телемедицинский видеодермоскоп.

6. Телемедицинский стетоскоп.

7. Телемедицинский электрокардиограф.

8. Ультразвуковой сканер.

9. Цифровой фотоаппарат.

10.Прибор для сканирования рентгеновских снимков.

11. Камера и источник освещения.

12. Лазерный принтер 

13. Сканер.

14. Источник бесперебойного питания.

Возможности комплекса:

Ввод и преобразование в цифровую форму видеосигналов от различного оборудования: от USB до профессиональных видеокамер, от видеомагнитофонов, телевизоров и медицинского оборудования имеющих видеовыходы, и т.д. 

Ввод и преобразование в цифровую форму звуковых сигналов от различных микрофонов и других аудио источников. Отображение видеоинформации на экране монитора. Передача видеоизображений в реальном времени с возможностями регулировок качества передачи в зависимости от качества каналов связи. Настройка параметров изображений. Запись видеоинформации для последующего архивирования и редактирования. 

Проведение дистанционного мониторинга параметров каналов в процессе передачи.

В отличие от нынешней существующий Няганской телемедицинской системы, когда за телемедицину принимается обычные видеоконференции со стандартным оборудованием для видеоконференцсвязи. Новый комплекс обработки аудио и видео информации является законченным программно-аппаратным решением, предназначенным для проведения  телеконсультаций, телеобследований, телеконсилиумов, дистанционной диагностики  в режиме реального времени. Программное обеспечение данного комплекса  предоставляет удобный пользовательский интерфейс, понятный  неподготовленному пользователю. Объем и форма представления медицинской информации, получаемой от удаленных коллег или пациентов  максимально близко соответствует аналогичной информации, получаемой при непосредственном контакте с врачом или пациентом. 

На рабочий стол программного обеспечения, по инициативе любого из участников телемедицинского сеанса помещается изображение, которое в данный момент времени представляет наибольший интерес. Участники сеанса могут с помощью указателей - разноцветных маркеров (каждый из участников выбирает свой цвет) показывают те конкретные места изображения, где, по их мнению, например, необходимо взять биопсию. Кроме этого, с помощью встроенных функций рисования поверх изображения, врач-консультант может показать границы опухоли, или кривую по которой необходимо производить резекцию. Далее данное изображение со всеми пометками может сохраняться каждым участником телемедицинского сеанса в специально разработанном формате данных *.tmi.  Данный формат создан впервые, т.к. эти функции отсутствуют в каких-либо других медицинских системах. Наличие данных функций анализа и работы с медицинскими изображениями позволяет удаленным врачам концентрировать свое внимание на конкретных, наиболее информативных участках, а функции сохранения изображений с пометками позволяют впоследствии быстро восстановить ход дискуссии логику принятия решения.  

Областная телемедицинская сеть строится с использованием топологии сети «звезда» с центром в областном центре и узлах в районных центрах. На первом этапе построения телемедицинской сети связь между областными узлами не предусматривается

На районных узлах необходимо обеспечить сбор и передачу в областной центр большого объема аудио и видео информации в реальном времени. В то же время, современное развитие наземных телекоммуникационных каналов связи не позволяет обеспечить функционирование сети в любой точке Российской Федерации. Использование спутниковых каналов связи может способствовать быстрому развитию телемедицины.