Реферат: Інформаційна технологія класифікації клінічних діагнозів на основі семантико-синтаксичної моделі
Об'єкт дослідження. Об'єктом дослідження є розробка автоматизованих термінологічних систем та їх використання у сучасних інформаційних системах.
Предмет дослідження. Предметом дослідження є інформаційна технологія класифікації клінічних діагнозів, семантико-синтаксична модель клінічного діагнозу, модель класифікації клінічних діагнозів, госпітальна інформаційна система.
Методи дослідження: Методи розробки класифікації клінічних діагнозів ґрунтуються на використанні математичних апаратів логіки предикатів, формальних граматик, фреймових систем. Методи розробки програмного забезпечення класифікації та госпітальної системи ґрунтуються на використанні: методології RUP для розробки об’єктно-орієнтованих інформаційних систем; метаінформаційного підходу при побудові підсистем статистики та аналітики госпітальної інформаційної системи; універсальної мови опису моделей (UML) для формалізації структурної та функціональної складової розроблених підсистем.
Наукова новизна отриманих результатів складається у тому, що:
- вперше на основі проведеного дослідження існуючих медичних термінологічних систем визначені основні вимоги щодо їх формування, а також фактори, які впливають на їх впровадження в лікувальні заклади України;
- вперше розроблено формальну модель клінічного діагнозу, яка включає семантичну та синтаксичну складові, описані з використанням формальних граматик та дескрипційної логіки;
- вперше на базі сформованої формальної моделі розроблено концептуальну модель класифікації клінічних діагнозів з використанням фреймового та об’єктно-орієнтованого підходів опису знань, а також її даталогічна модель для зберігання в реляційної базі даних;
- вперше розроблено механізм взаємодії зі стандартними термінологічними системами;
- вперше здійснено реалізацію розробленої технології в госпітальну інформаційну систему.
- удосконалено технологію проектування аналітичної підсистеми та підсистеми статистики госпітальної інформаційної системи з застосуванням метаінформаційного підходу на засадах шаблону захисту від варіацій.
Практичне значення
На засадах розробленої технології класифікації клінічних діагнозів можлива: побудова медичних класифікацій іншого напрямку (процедур, операцій); розробка стандартів медичної допомоги, які можуть використовуватися для страхової медицини.
Методика розробки модулів аналітики та статистики госпітальної інформаційної системи на базі метаінформаційного підходу дозволяє скоротити витрати, пов’язані з введенням нових стандартних та розширених звітних та аналітичних форм, здійснити адаптацію існуючої госпітальної інформаційної системи до іншого лікувального закладу.
Впровадження розроблених підсистем аналітики та статистики госпітальної інформаційної системи дає можливість більш якісного інформаційного дослідження лікувально-діагностичного процесу лікувального закладу.
Впровадження розробленої класифікації та госпітальної інформаційної системи на базі міської лікарні № 6 м. Дніпропетровська збільшило якість та швидкість формування звітності, зменшило часові витрати лікаря на формування стандартної документації.
Використання розробленої класифікації як основи програмного забезпечення для визначення обсягів гарантованої медичної допомоги на базі Дніпропетровського інституту гастроентерології АМН України дозволило комплексно вирішити задачі розрахунку фактичних витрат на лікування по конкретному хворому.
Апробація результатів дисертації.Основні результати роботи доповідалися й обговорювалися на міжнародних конференціях: “Теорія і техніка передачі, прийому і обробки інформації” (Харків 2003 р.) та “Математичне й програмне забезпечення інтелектуальних систем” (Дніпропетровськ 2004, 2005, 2006 р.).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 робіт, 1 монографія, 6 статей у фахових виданнях, 1 стаття в міжнародному науковому журналі, отримано 2 авторських свідоцтва на твір.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, п’яті розділів, висновків, списку використаних джерел з 224 найменувань вітчизняних та іноземних авторів. Робота викладена на 165 сторінок тексту, містить 80 ілюстрацій, 29 таблиці.
Автор висловлює щиру подяку своєму науковому керівнику, д.мед.н. Коваленко О. С., завідувачу кафедри факультетської хірургії та хірургії інтернів, професору, д.мед.н. Березницькому Я. С., завідувачу кафедри ЕОМ ДНУ, професору, д.т.н. Хандецькому В. С. та безлічі інших людей без чуйної участі яких ця робота ніколи не стала би об’єктивною реальністю.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність проблеми, сформульовані мета та задачі, об’єкт, предмет та методи дослідження, надані його наукова новизна та практичне значення.
У першому розділі надається аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури про сучасний стан в галузі ГІС і стандартів репрезентації, передачі медичних даних. Особлива увага надана аналізу сучасних термінологічних систем і питанням їх впровадження у ГІС. Розглянуті структура та основні вимоги до сучасних термінологічних систем. Показано, що на цей час не існує єдиної термінологічної системи, яка відповідала б всім цим вимогам. На території України та, взагалі, країн СНД основною термінологічною системою для кодування діагнозів є класифікація МКХ-10. З погляду оцінки розвитку та розповсюдження сучасних термінологічних систем (UMLS, GALEN, SNOMEDCT), а також розглядаючи загальну тенденцію до їх інтеграції, зроблено висновок, що перехід до однієї з цих систем є неминучим; при цьому основним претендентом слід вважати SNOMED CT. Наведено основні недоліки та проблеми щодо впровадження цих систем в умовах України: великі кошти на переклад та адаптацію, складність використання та обслуговування таких систем.
Розуміючи неможливість швидкого переходу до будь-якої закордонної термінологічної системи, слід розробити модель, структуру термінологічної системи, яка буде враховувати досвід побудови попередників і також лишатися корисною при здійсненні такого переходу, враховуючи при цьому вимоги, особливості та умови вітчизняних закладів. Почати побудову такої термінологічної системи слід з предметної області діагнозів як найважливішої для пріоритетних задач аналізу лікувально-діагностичної практики та створення стандартів страхової медицини.
В другому розділінадано побудовану структурно-інформаційну модель дослідження та визначені основні етапи і задачі дослідження.
Основним методом при розробці технології класифікації клінічних діагнозів є формалізація клінічного діагнозу в рамках семантико-синтаксичної моделі відповідно визначеним вимогам до застосування в ЛПЗ України.
Визначено методику моделювання клінічного діагнозу, яка складає три рівня: 1) рівень абстрактної моделі яка об’єднує семантичну та синтаксичну складові та дозволяє віднести мову опису класифікації до формалізованих мов, визначити її переваги і недоліки, можливі шляхи розвитку і інтеграції з іншими термінологічними системами; 2) рівень фреймової репрезентації, який інтегрує дві формальні моделі, використовуючи поняття фреймів, слотів, граней та дозволяє спростити і удосконалити структурну та функціональну складові класифікації; 3) рівень концептуальної та даталогічної моделі (у контексті об’єктно-орієнтованого проектування), які визначають основні класи, їх відношення, атрибути і методи, тобто структурну і функціональну складові контуру класифікації.
Обґрунтовано застосування апарату логіки предикатів і дескрипційних логік для формалізації семантичної складової та апарату граматик Хомського для формалізації синтаксичної складової моделі клінічного діагнозу.
Для розробки і реалізації контуру класифікації та всієї госпітальної системи визначено найбільш ефективним еволюційний підхід і тісно пов’язану з ним технологію об’єктно-орієнтованого аналізу та проектування інформаційних систем. Стосовно методів розробки госпітальної інформаційної системи визначено переваги і обґрунтовано застосування метаінформаційного підходу для проектування та реалізації підсистем статистики і аналітики ГІС в рамках шаблону Protectedvariations.
В третьому розділі визначено вимоги до класифікації клінічних діагнозів стосовно лікувального закладу України, серед яких основними слід вважати: компактність надання множини клінічних діагнозів, базуючись на композиційній архітектурі класифікації; врахування семантичних особливостей, пов’язаних із задачею формування семантично-коректних понять; наявність механізмів формування синтаксично-правильних описів діагнозів. На базі визначених вимог та форми клінічного діагнозу надається загальна формальна модель клінічного діагнозу з використанням логіки предикатів:
(1)
(2)