Построение региональных и национальных медицинских информационных систем с InterSystems HealthShare™

В формате PDF

Содержание

I. Национальные и региональные системы по обмену медицинской информацией

Обзор InterSystems HealthShare

Основная тенденция в мире информационных технологий в области здравоохранения сейчас – это создание крупномасштабных региональных и национальных медицинских информационных систем для обмена информацией о пациенте на основе электронной персональной медицинской записи (ЭПМЗ). Обмен этими данными позволяет сократить затраты на лечение путем исключения дублирования в исследованиях и в назначениях лекарств и, самое главное, повышает качество обслуживания пациентов. В чрезвычайных ситуациях наличие такой информации может спасти человеку жизнь.

В большинстве случаев подобные решения разрабатываются под конкретный заказ, однако нетривиальность предметной области и трудности в разработке медицинских систем делают подобные комплексные заказные проекты очень дорогими, с длительным периодом разработки и значительным риском провала проекта. Для того чтобы получать и обмениваться медицинской информацией, хранящейся в разрозненных системах, требуется специализированный продукт, разработанный профессионалами, отлично разбирающимися в этой отрасли. В то же время различные регионы и страны предъявляют очень разные требования к подобным комплексным системам, и продукт должен обладать свойством легко и быстро подстраиваться под эти требования и предоставлять дополнительные возможности для развития.

Любая такая система должна соответствовать следующим требованиям:

Доступ к ЭПМЗ пациента осуществляется при помощи проверенного в реальных условиях медицинского информационного портала, а не с использованием специально разработанного для данного конкретного случая приложения.
Структура базы данных и записи о пациенте основаны на информационной модели, которая клинически проверена в различных больницах, клиниках, желательно — в нескольких странах, чтобы соответствовать комплексным требованиям различных организаций, ведь эти требования постоянно меняются.
Мощная интеграционная платформа для быстрой интеграции медицинской и демографической информации, получаемой из различных источников, с поддержкой стандартного протокола обмена медицинской информацией HL7 версий 2 и 3. Поскольку не все системы в настоящее время используют стандартные протоколы обмена, то крайне важно, чтобы система позволяла поддерживать и другие форматы.
Встроенная база данных и интеграционная платформа поддерживают быструю разработку, настройку и масштабирование.
При проектировании системы используется подход, основанный на применении стандартов.

InterSystems HealthShare™ является инновационным программным продуктом, который удовлетворяет всем этим требованиям. HealthShare позволяет получать и обмениваться медицинской информацией, хранящейся в различных медицинских организациях в масштабе региона и страны, для построения единой электронной медицинской карты пациента.

Возможности HealthShare могут быть расширены, например, для выписки электронного рецепта, передачи информации посредством добавления дополнительных бизнес-правил и бизнес-процессов, композитных приложений и решений, предоставляемых партнерами InterSystems.

HealthShare включает три типа компонентов:

Ядро (HealthShare Hub) — поддерживает мастер-индекс пациентов со ссылками на источники медицинской информации. Ядро HealthShare используется для идентификации пациента и получения ссылок на хранилища ЭПМЗ ЛПУ, в которых хранится информация о пациенте. Ядро HealthShareв общем случае не хранит медицинских данных о пациенте.
Пограничный шлюз (HealthShare Edge Gateway) – это интеграционная платформа, которая устанавливается в каждом ЛПУ, отвечает за взаимодействие с медицинскими информационными системами (МИС) ЛПУ и обеспечивает безопасное и гарантированное предоставление по запросу ЭПМЗ пациента. Обычно пограничный шлюз включает в себя хранилище нормализованных ЭПМЗ пациента (Edge Cache Repository).
Шлюз доступа (HealthShare Access Gateway) – это медицинский информационный портал, собирающий и отображающий ЭПМЗ конкретного пациента из различных источников. Все подключенные врачи используют это web-приложение для получения информации о пациенте.

HealthShare основан на технологиях InterSystems Caché®, InterSystems Ensemble® и TrakCare™, которые уже используются в тысячах больниц во всем мире.

Caché является лидером среди систем управления базами данных для медицинских систем во всем мире и используется в 10 лучших клиниках США (по результатам U.S. News and World Report).

Каждый компонент HealthShare является интеграционным решением Ensemble. Ensemble – это высокопроизводительная интеграционная платформа, которая широко используется в проектах в области здравоохранения во всем мире. Аналитическое агентство KLAS назвало Ensemble лучшей интеграционной платформой для здравоохранения в 2006, 2007, 2008 годах, а компания Gartner Inc. поместила Ensemble в сектор «Лидеры» магического квадранта решений, отвечающих за создание инфраструктуры композитных приложений, за второй квартал 2007 года, а также в сектор «Лидеры» магического квадранта решений, отвечающих за создание инфраструктуры композитных приложений на базе сервисно-ориентированной архитектуры (SOA) за четвертый квартал 2008 года.

TrakCare — медицинская информационная система с web-интерфейсом, ориентированная на работу с электронной картой пациента. TrakCare используется в медицинских организациях всего мира — от маленьких больниц до региональных систем с миллионами пациентов.

В данном документе под электронной медицинской картой пациента (ЭМК) будем подразумевать совокупность ЭПМЗ о пациенте, собранных из различных источников. ЭМК является обобщенной электронной версией истории болезни или амбулаторной карты пациента, используемой в медицинском учреждении.

Эволюция медицинских информационных систем

За прошедшие 30 лет разработано большое количество сложных медицинских систем: лабораторные, радиологические и др. В последнее же время основные усилия направлены на то, чтобы «научить» системы обмениваться между собой информацией и обеспечить комплексный подход к лечению пациента.

Более современным является подход к созданию медицинской информационной системы на основе общего хранилища ЭПМЗ, являющегося ядром системы, к которому все остальные системы должны иметь доступ и где хранится вся медицинская информация о пациенте. При этом врачи должны получить доступ к данным через универсальное приложение, а не через набор систем с различными пользовательскими интерфейсами. Использование хранилища ЭПМЗ обеспечивает комплексный характер информации о пациенте, предоставляет дополнительную функциональность и зачастую более быстрое получение информации врачом. Очевидно, что такой подход определяет жесткие требования к медицинским системам по качеству, функциональности и простоте работы с ЭПМЗ пациента.

Такая же ситуация существует и на уровне региона. Разные регионы применяют различные подходы к обмену медицинской информацией. Например, один регион может начать с обмена информацией из лабораторий или аптек. Это похоже на традиционный подход к разработке информационных систем, описанный выше. Однако вопрос в том, сможет ли такое решение продолжать работать по мере того, как количество систем будет увеличиваться, сможет ли оно стать основой для построения региональной системы обмена медицинской информацией?

Мы считаем, что наилучший способ для построения региональной или национальной системы состоит в том, чтобы использовать более современный пациент-ориентированный подход и применять технологическую платформу, способную реализовать единую ЭМК. Вы можете по-прежнему работать над менее амбициозным проектом, чем единая ЭМК, но, по крайней мере, вы будете точно знать требования, которые будут предъявляться к вашей системе в будущем. Кроме того, использование врачом информации из единой ЭМК с самого начала делает внедрение новых модулей более легким. После внедрения ЭМК легко добавляются новые модули, такие как, например, электронные назначения и рецепты.

Сети клиник

Сети клиник все чаще сталкиваются с необходимостью накопления и обмена медицинскими данными по следующим причинам:

зачастую сети клиник появились в результате взаимных поглощений и теперь имеют несколько различных систем, которые недостаточно хорошо интегрированы. Значительные усилия обычно затрачиваются на построение системы обмена сообщениями, но сами врачи при этом часто не имеют простого доступа к ЭМК, так как эта возможность не являлась основной целью интеграции.
Такие организации должны предоставить врачам доступ к ЭМК и обеспечивать возможность обмена медицинской информацией.
Наблюдение за пациентами, требующими постоянного лечения в течение длительного периода времени (онкологические больные или ВИЧ-инфицированные), в значительной степени способствует налаживанию обмена информацией между клиниками.

Требования таких организаций во многом схожи с требованиями, предъявляемыми к построению региональных и национальных медицинских информационных систем, но есть и различия. Например, в сетях клиник часто возникает необходимость предоставлять результаты анализов в поликлинику или уведомлять врачей о том, что появилась новая информация об их пациентах. Меняющийся характер этих требований объясняет, почему очень большое значение имеет выбор технологической платформы, проверенной в медицинских системах, а также способность быстро разработать новый функционал в композитных приложениях.

II. Архитектура HealthShare

Принципы проектирования

Архитектура HealthShare основывается на следующих принципах:

электронная карта пациента является ядром информационной системы;
обеспечивается возможность сбора и отображения данных из различных источников с различной медицинской терминологией;
поддерживаются различные правила предоставления доступа к данным (в зависимости от настроек);
поддерживается возможность сбора информации из сообщений, отправляемых во время работы медицинских систем (например, сообщение с результатами лабораторных анализов) и хранимых в специальной БД;
взаимодействие и протоколы обмена сообщениями основаны на стандартах для построения региональных и национальных сетей и для обеспечения взаимодействия с другими медицинскими информационными сетями;
использование стандартизированных форматов обмена сообщениями и поддержка наследуемых протоколов обмена для интеграции с уже работающими системами (очень часто в клиниках встречаются системы с уникальными интерфейсами взаимодействия).

Компоненты HealthShare

Ядро (HealthShare Hub) является центральным компонентом, в котором хранятся индексы всех пациентов со ссылками на пограничные шлюзы, предоставляющие данные по конкретному пациенту. Ядро HealthShare хранит собственный электронный мастер-индекс пациентов (Electronic MasterPatient Index) или использует уже существующий. В общем случае ядро не хранит медицинские данные о пациенте.

Пограничный шлюз (HealthShare Edge Gateway) подключает существующие медицинские системы к HealthShare. Получая медицинскую информацию из госпитальных систем, пограничный шлюз преобразовывает сообщения и записывает данные о пациенте в репозиторий. Кроме того, при необходимости пограничный шлюз предоставляет врачу медицинскую информацию о пациенте.

Репозиторий (Edge Caché Repositoty) является встроенным хранилищем ЭПМЗ, которое содержится в каждом пограничном шлюзе. Репозиторий накапливает информацию из подключенных медицинских систем, которая предварительно приводится к единому виду. Обычно для каждой крупной МИС создается собственный репозиторий, в то время как небольшие МИС могут использовать один общий репозиторий. При таком подходе медицинская информация остается под контролем системы, которая ее предоставила.

Шлюз доступа (HealthShare Access Gateway) является композитным приложением, которое собирает и представляет медицинские данные о пациенте для использования врачом. Данные о пациенте, полученные от пограничных шлюзов, сохраняются в локальном хранилище. Они будут доступны до тех пор, пока врач не удалит свой запрос.

Портал (HealthShare Clinical Viewer) – встроенный медицинский информационный портал с web-интерфейсом, который является частью шлюза доступа и отображает всю собранную информацию о пациенте.

Возможные конфигурации HealthShare

HealthShare поддерживает различные конфигурации.
Обычно создается единственное ядро HealthShare, а для каждой медицинской организации (или группы организаций) — отдельный пограничный шлюз и шлюз доступа. Как правило, шлюз доступа и связанный с ним пограничный шлюз располагаются на территории медицинской организации, но возможны и другие варианты. При наличии хороших каналов связи можно использовать центральный шлюз доступа, который устанавливается вместе с ядром HealthShare. Иногда вместо использования распределенной конфигурации с множеством пограничных шлюзов предпочтение отдается центральному хранилищу ЭПМЗ, в других случаях применяются комбинированные варианты.

На рис. 1 изображены варианты настройки HealthShare в простой конфигурации: две медицинских организации обмениваются данными между собой.

Конфигурация HealthShare

Рис. 1. Архитектура HealthShare.
Здесь потоки данных из госпитальных (МИС) и лабораторных (ЛИС) систем поступают в репозиторий в виде обновлений. Информация о новых пациентах добавляется в мастер-индекс пациентов, расположенный в ядре HealthShare, который сохраняет ссылки на пограничные шлюзы, содержащие информацию по каждому пациенту. Врачи используют портал для просмотра обобщенной и структурированной медицинской информации о пациенте с возможностью детализации по обращениям за медицинской помощью.

Использование HealthShare

Роль каждого компонента HealthShare лучше всего можно показать на следующем примере.

Предположим, врачу необходимо получить информацию о пациенте. Для этого следует выполнить три действия:

а) идентификация пациента и определение местонахождения медицинских данных о пациенте (см. стрелка 1 на рис.1),
б) получение информации из различных систем и их запись в локальную систему ведения ЭПМЗ пациента (см.стрелка 2 на рис.1),
в) представление данных о пациенте врачу.

Для идентификации пациента и определения места хранения данных о нем запрос отправляется в ядро HealthShare (через соответствующий шлюз доступа). Ядро HealthShare возвращает сообщение, в котором указан список пограничных шлюзов, через которые можно получить информацию о пациенте. После этого собственный шлюз доступа рассылает сообщения с запросами во все необходимые пограничные шлюзы.

Эти сообщения могут запрашивать все данные о пациенте или только их часть. Далее каждый из пограничных шлюзов получает запрашиваемые данные из репозитория и отправляет их в шлюз доступа врача.

Затем шлюз доступа врача отображает информацию в портале или пересылает сообщения в другую медицинскую систему, которая сохраняет их в собственной БД. После первой записи данные о пациенте могут оставаться в локальном хранилище для повторного использования, пока врач не удалит записи или пока не закончится настроенное время жизни данных.

Шлюз доступа

Работа системы в клиниках осуществляется с помощью портала HealthShare, который разработан на основе системы TrakCare – комплексного web-приложения, широко используемого в сотнях больниц по всему миру.

Тем не менее, организации могут также применять свои собственные медицинские системы, если они поддерживают такие же стандарты и протоколы, как HealthShare, и при необходимости могут использовать нестандартную терминологию.

Чтобы выполнить развернутый поиск пациента, врач отправляет запрос через собственный шлюз доступа к ядру HealthShare и другим пограничным шлюзам, которые содержат информацию о данном пациенте. Затем система собирает воедино информацию, полученную из разных источников и описывающую различные клинические случаи, создавая, таким образом, обширный срез информации о данном пациенте.

Портал HealthShare обеспечивает просмотр широкого спектра типов информации, включая демографические данные, данные об аллергии, применявшихся медикаментах, поставленных диагнозах, результатах анализов (в форме списка результатов, а также в обобщенной и графической формах), результатах рентгеновских обследований (текст и изображение), историю наследственных заболеваний, результаты клинических исследований и пр. Данные представлены по клиническим категориям в виде набора закладок (см. рис. 2). Временная шкала над закладками показывает каждый клинический случай, который может быть использован для быстрого выбора нужного обращения. На рис. 3 показан пример, когда врач уже выбрал для просмотра медикаменты, назначенные в данный момент пациенту.

Рис. 2. Портал HealthShare представляет информацию об обращениях пациента.

Рис. 3. Портал HealthShare отображает информацию о назначенных медикаментах.

Из-за того, что HealthShare имеет гибкие настройки, реально выполняемые шаги (так же, как и экраны) могут значительно различаться, чтобы соответствовать требованиям заказчика и различным языкам. Работники клиник могут выгружать подробную информацию из портала HealthShare в виде документа в формате Clinical Document Architecture (CDA), который используется некоторыми другими приложениями.

HealthShare использует технологию самодокументирования данных, поэтому имеется возможность получения и отображения нестандартной терминологии из различных источников.

Построенный на web-технологии, портал HealthShare чрезвычайно прост в развертывании и сопровождении. Он не содержит клиентских компонентов, которым необходима установка, и требует только наличия web-браузера.

Ядро HealthShare

Ядро HealthShare основано на продукте Ensemble и выполняет три функции:

управление идентификацией (позволяет определить, относятся ли данные, полученные от разных поставщиков, к одному и тому же пациенту);
индексация пациентов (определяет, в какой системе находится информация о данном пациенте);
учет административной информации, такой как список авторизованных пользователей, адреса пограничных шлюзов, информация о безопасности и разграничении прав доступа.

Поскольку данные собираются от нескольких организаций, относящихся к различным региональным или национальным системам, должен существовать способ однозначного определения пациента и того, какие данные из различных источников относятся именно к нему. Для этих целей может быть использован национальный идентификационный номер, что значительно облегчает задачу. В случаях, когда национальный идентификационный номер отсутствует, идентификация пациента обычно производится с помощью его мастер-индекса.

Для организаций, уже использующих мастер-индекс пациента, он также будет применяться и в HealthShare. Для остальных случаев с HealthShare поставляется несколько ведущих продуктов по идентификации, которые могут быть настроены для поддержки мастер-индекса пациента.

В мастер-индексе пациента хранится минимум информации. Никаких клинических данных, только общая информация о пациенте вместе с идентификаторами, которые используются каждым из поставщиков для идентификации пациента. Весь объем информации о пациенте подгружается в тот момент, когда поставщик подключается к системе. То есть информация в мастер-индексе обновляется после каждого изменения на одном из источников. Например, если добавляются новые пациенты, изменяются данные о существующих; или было обнаружено, что две разные записи относятся к одному и тому же пациенту, следовательно, они могут быть объединены.

Использование хранилищ ЭПМЗ

Когда выполняется запрос на получение клинических данных пациента от одного из поставщиков, возможны три варианта:

все клинические данные могут храниться и быть получены из центрального хранилища (например, расположенного в ядре HealthShare);
запрос может быть сделан к внешнему хранилищу ЭПМЗ поставщика информации или даже к внутренним системам поставщика;
запрос может быть сделан в репозиторий HealthShare – БД, содержащую все клинические данные, которые поставщики хотят сделать доступными.

HealthShare поддерживает все три варианта, хотя подход с использованием репозитория применяется чаще всего.

Центральное хранилище обычно слишком громоздкое, и поставщики не могут контролировать свою информацию. Направление запроса к внутренним системам поставщика влечет за собой несколько проблем:

многие из таких систем не имеют сервис-ориентированной архитектуры (SOA), которая может отвечать на запросы, вместо этого они просто имеют возможность передавать транзакционные данные (результаты анализов и др.) в другие системы по мере их поступления;
могут возникнуть серьезные проблемы со временем отклика в случае необходимости обработки запросов ко многим внутренним системам;
какие-либо из систем могут быть временно недоступными.

Подход с направлением запросов к внешнему хранилищу ЭПМЗ поставщика является более практичным, но тоже имеет ряд проблем, в частности и с точки зрения безопасности. Кроме того, в небольших клиниках системы могут не быть доступны 24 часа в сутки.

Другим важным преимуществом репозитория является то, что с использованием аналитических систем и SQL-генератора отчетов могут быть получены данные для проведения научно-исследовательских работ. Если терминология, используемая в подключенных системах, не придерживается единого стандарта, то скорее всего информация будет храниться во встроенном хранилище ЭПМЗ, которое делает запросы более эффективными.

Репозиторий HealthShare — это комплексная медицинская БД, использующая технологию TrakCare (ту же, что и в портале HealthShare) и объектную БД Caché. Когда выполняются транзакции, содержащие клинические данные, внутренние системы поставщиков посылают сообщения в пограничный шлюз поставщика, в котором они преобразуются и записываются в репозиторий поставщика, где и хранятся в дальнейшем.

Обычно каждое ЛПУ имеет собственный пограничный шлюз, а каждый крупный поставщик имеет собственный шлюз доступа и связанный с ним пограничный шлюз. Небольшие поставщики (например, врачи неотложной помощи или мелкие клиники) предоставляют один выделенный компьютер и для их шлюза доступа, и для пограничного шлюза. Каждый репозиторий хранит информацию, полученную от его поставщика, и предоставляет ее через пограничный шлюз этого же поставщика. Однако возможны и другие конфигурации, и в редких случаях все ЭПМЗ могут находиться в централизованном хранилище.

Поскольку данные внутренних систем поставщиков (такие как лабораторная и госпитальная информационные системы) могут стать недоступными, для пограничного шлюза очень важно обеспечивать доступность данных при любых сбоях. Пограничный шлюз рассчитан на работу в режиме 24x7.

Шлюз доступа и пограничный шлюз

Шлюз доступа и пограничный шлюз HealthShare базируются на Ensemble — высокопроизводительной интеграционной платформе, которая широко используется в здравоохранении для построения композитных приложений.

Пограничный шлюз отвечает:

за взаимодействия между медицинской системой и связанным с ней репозиторием;
за взаимодействия между медицинской системой и ядром HealthShare;
за сервисы по нормализации данных и терминологии, если они требуются;
за преобразование форматов сообщений.

В каждом шлюзе доступа реализованы:

система управления согласованиями доступа, которая позволяет записывать правила предоставления данных о пациентах, а также исполнять эти правила;
взаимодействие с пограничными шлюзами – для обмена данными с медицинскими системами.

Когда система поставщика генерирует информацию, которая может быть доступна для других организаций, она посылает сообщение в пограничный шлюз (например, когда лаборатория завершает тест, то результаты теста попадают в пограничный шлюз). Пограничный шлюз проверяет это сообщение, чтобы определить состав информации и возможность ее кэширования. Если возможно, то пограничный шлюз преобразует сообщение в собственный стандарт, используя протокол HealthShare, и передает его в репозиторий для хранения.

Когда врач запрашивает информацию о пациенте (обычно через медицинский информационный портал), шлюз доступа посылает запрос в ядро HealthShare. Как только ядро HealthShare определяет, с какими еще пограничными шлюзами надо взаимодействовать, собственный шлюз доступа взаимодействует с ними и получает данные о пациенте из других источников. Те пограничные шлюзы в свою очередь обращаются к связанным с ними репозиториям и возвращают результат в виде XML-документа обратно в исходный шлюз доступа, который затем передает все полученные XML- документы обратно в портал, от которого пришел запрос.

HealthShare достаточно гибок, чтобы либо предоставлять собственному шлюзу доступа прямой контакт с другими пограничными шлюзами, либо пропускать все сообщения через ядро HealthShare. В некоторых случаях больше подходит смешанный вариант.

III. Дополнительные возможности

Службы единой терминологии

Различные медицинские информационные системы могут использовать несовпадающие терминологии, что затрудняет обмен медицинской информацией. В идеальном случае поставщик медицинской информации должен использовать общий стандарт на терминологию или, по крайней мере, преобразовывать данные к общему стандарту.

Однако во многих случаях стандарты не используются, а преобразование потребует значительных временных затрат.

HealthShare не требует предварительного приведения к общей терминологии. Портал и репозиторий HealthShare применяют самодокументируемую технологию обработки данных таким образом, что они могут сохранять и отображать неструктурированные данные из разных источников.

Для систем, которые могут предоставлять информацию в структурированном виде, HealthShare предоставляет возможность работы с несколькими наиболее распространенными терминологиями. Эти службы преобразуют информацию между такими терминологиями, как ICD10 (МКБ 10), SNOMED, CPT, LOINC, и могут быть встроены в пограничные шлюзы. Настройка таких служб является обязанностью каждой организации, предоставляющей информацию.

Расширение функциональности

Для улучшения системы здравоохранения медицинским организациям и отдельным врачам необходимо уметь оперативно обмениваться информацией о пациентах. Однако подключение систем и обмен информацией — это только первый шаг. Более важным является вопрос: сможет ли наше решение стать основой для будущего развития системы и соответствовать всем современным требованиям?

Подключение систем к HealthShare обеспечивается возможностями платформы Ensemble, которая включает в себя управление бизнес-процессами и потоками работ. Также Ensemble дает возможность создавать композитные приложения, а наличие встроенной объектно-ориентированной СУБД Caché позволяет легко добавлять новую функциональность.

Бизнес-процессы Ensemble

Различия между медицинскими информационными системами могут потребовать различных шагов для обработки разных запросов. Например, клиническая информация о пациенте может быть получена посредством выполнения единственного запроса к приложению (типичная ситуация в кабинете врача), или это можно сделать, посылая множество запросов ко многим приложениям, возможно, на нескольких компьютерах (что более типично для больницы). Но процесс исполнения запроса может меняться в зависимости от данных о пациенте: например, для пациенток мы должны дополнительно опросить специализированные информационные системы. Чтобы подстроиться под подобную изменчивость, шлюз доступа использует бизнес-процесс Ensemble для определения процесса поиска клинических данных на каждой из систем.

Данный механизм позволяет быстро описывать различные особенности взаимодействия с приложениями без внесения изменений в HealthShare или его адаптеры. Вместо этого такие различия описываются на более высоком уровне и полностью встраиваются в легко модифицируемый бизнес-процесс.

Композитные приложения

Композитные приложения являются новым поколением приложений, основанных на использовании функционала подключенных систем. Часто они не имеют полноценных БД, а используют БД подключенных систем. Композитные приложения, аналогично SOA, зачастую обращаются к подключенным системам не для получения данных, а для вызова определенных сервисов (бизнес-логики) других приложений. Ensemble предоставляет мощную среду разработки для быстрого построения композитных приложений.

Шлюз доступа HealthShare является примером композитного приложения, которое собирает медицинскую информацию из различных систем и представляет ее в виде единой электронной карты пациента. Другим примером композитного приложения могут выступать электронные рецепты на получение лекарств. Для разработки в этом случае можно применять объектно-ориентированные интерфейсы, которые обеспечивают возможность использования функциональности других медицинских систем. Таким образом, как только новая медицинская система подключается к HealthShare, наше композитное приложение получает возможность использовать все ее функциональности.

Подключение систем

Для успешной работы система информационного обмена должна обеспечивать надежную связь при минимальных стоимости и усилиях в условиях большого количества существующих медицинских информационных систем. В HealthShare это достигается применением интеграционных компонентов Ensemble: адаптеры, механизмы преобразования данных и управление бизнес-процессами.

Адаптеры Ensemble

Адаптеры Ensemble — это программные компоненты многократного использования, обеспечивающие связь с приложениями; в них вся специфическая для приложения логика изолирована от остальной части системы. Для обмена медицинской информацией между различными приложениями в Ensemble включается обширная библиотека готовых адаптеров, отвечающих потребностям многих приложений. Там, где приложения-источники или приложения-приемники не позволяют использовать стандартные адаптеры, могут быть быстро созданы собственные адаптеры. Как правило, это делают расширением (или, в терминах Ensemble, наследованием) от существующего адаптера Ensemble, обеспечивая быструю разработку и используя существующую надежность, управляемость и производительность Ensemble.

В большинстве случаев будет использоваться некоторая разновидность протокола HL7 версии 2 для связи с существующими медицинскими приложениями. Со встроенной поддержкой всех схем HL7 версий 2 и 3 и его мощной архитектурой виртуального документа HealthShare обеспечивает самое богатое по возможностям и быстрое, из существующих сейчас продуктов, объединение на основе HL7.

Однако не все приложения взаимодействуют через HL7, некоторые вообще не поддерживают стандартные протоколы обмена. В таком случае может потребоваться столько адаптеров, сколько приложений необходимо подключить. Таким образом, становится понятно, почему так важны возможности Ensemble по разработке новых уникальных адаптеров.

Трансформация данных Ensemble

Механизм трансформации Ensemble используется для нормализации данных или для любого другого преобразования сообщения. Эти преобразования могут быть простыми, как удаление или переупорядочение полей в сообщении, либо сложными – как комплексная обработка, приводящая специфические для приложения сообщения к стандартному виду. Ensemble содержит расширяемый класс преобразования данных для конвертации сообщений HL7 версий 2 и 3, полученных от приложений, в стандартный формат CDA. Можно создавать новые описания преобразований или расширять существующие преобразования с помощью графических средств или с помощью языка преобразований на основе XML. В самых сложных случаях можно использовать программирование средствами Ensemble.

Использование стандартов

Использование стандартов очень важно при взаимодействии систем. На каждом этапе обмена данными это позволяет взаимодействовать не только с подключенными системами, но и с региональными и национальными системами по обмену медицинской информацией.

Пограничный шлюз HealthShare реализован на платформе Ensemble, которая поддерживает большое количество стандартов по обмену медицинской информацией (Таб. 1). HealthShare поддерживает HL7 версий 2 и 3, и InterSystems входит в число организаций, которые занимаются развитием стандарта HL7. Ensemble также имеет полную поддержку XML, включая встроенный парсер XML, двунаправленную поддержку DTD и схем XML, запросы документов и преобразование через XPATH и XSLT и передачу сообщений при помощи SOAP. Вместе эти средства дают возможность HealthShare обеспечить высокоэффективную поддержку CDA и других стандартов, основанных на документах XML. InterSystems активно работает в составе некоммерческой организации IHE (Integrating the Healthcare Enterprise) с целью усовершенствования совместного использования информации в компьютерных системах здравоохранения.

Везде, где возможно, в рамках архитектуры HealthShare мы используем обмен сообщениями, совмещая их со стандартами данных. Передача данных от пограничного шлюза к ядру HealthShare и от пограничного шлюза к шлюзу доступа использует стандартные форматы сообщений, передаваемые через web-сервисы. Передача данных от пограничного шлюза к ядру HealthShare использует спецификацию RLS от Connecting for Health Common Framework. Для запроса медицинской информации используются сообщения HL7 версии 3 и документы CDA – для возврата ответов на запросы.

Таб.1. Стандарты по обмену данными в здравоохранении, поддерживаемые в HealthShare.

Стандарты, поддерживаемые в HealthShare
HL7 v2	Health Level 7 версия 2 (www.hl7.org)
HL7 v3	Health Level 7 версия 3 (www.hl7.org)
CDA	Clinical Document Architecture (www.ansi.org)
CCR	Clinical Care Record (CCR), встроенная в CDA (www.astm.org)
DICOM	Digital Imaging and Communications in Medicine (medical.nema.org)
NCPDP	National Council for Prescription Drug Programs (www.ncpdp.org)
RLS	Connecting for Health Common Framework (www.connectingforhealth.org)

При осуществлении обмена данными между компонентами HealthShare часто используется собственный протокол, который позволяет добиться высокой производительности и масштабируемости решения.

Согласование доступа и безопасность

Согласование доступа

HealthShare поддерживает встроенную систему управления согласованиями доступа. Ограничение доступа может быть реализовано следующим образом:

по пациентам: когда ядро HealthShare получает запрос на идентификацию пациента, возвращаются данные только о тех пациентах, которые захотели предоставлять информацию во внешние системы;
по типу медицинских данных: когда пограничный шлюз возвращает только те медицинские записи, которые пациент согласился предоставить для общего доступа.

Система может быть сконфигурирована одним из двух способов: требовать явных согласований от каждого пациента либо брать согласования на себя, пока пациентом не будут определены явные правила согласований.

Безопасность

Чтобы гарантировать защиту и безопасность, HealthShare использует различные технологии, включая шифрование, аутентификацию, привилегии на основе ролей и аудит.

Чтобы гарантировать безопасную связь между различными компонентами HealthShare, Ensemble поддерживает протоколы безопасной передачи данных SSL (2.0 и 3.0) и TLS. Входящие подключения принимаются только от шлюзов доступа, представивших допустимый сертификат, и если сертификат известен серверу. Чтобы сертификат был признан верным, он должен быть выпущен авторитетным издателем сертификатов и не должен быть просрочен.

HealthShare поддерживает основные технологии аутентификации, необходимые для усиления политики аутентификации. У пользователей медицинского информационного портала HealthShare запрашиваются имя пользователя и пароль. Полномочия пользователя отправляются в зашифрованном виде на шлюз доступа с использованием HTTPS-соединения. Шлюз доступа проверяет идентичность пользователя, взаимодействуя с Kerberos Key Distribution Center (КKDC). КKDC может быть сконфигурирован для строгой проверки паролей с определенными ограничениями минимальной длины, шаблонов паролей и частоты их смены.

HealthShare включает гибкий механизм защиты на основе ролей. Роли определяют различные уровни доступа пользователей и присваиваются пользователям при необходимости. Дополнительные роли могут быть определены для управления другими видами доступа к системе, например для доступа к информации по аудиту.

Компоненты HealthShare обеспечивают гибкие возможности регистрации всех запросов, применяя безопасный, устойчивый к попыткам подмены информации контрольный файл регистрации. Эти данные могут использоваться для полного контроля над соответствующим использованием системы, а также для проведения детального расследования в случае превышения полномочий и периодических аудиторских проверок.

IV. Эксплуатация HealthShare

Производительность и масштабируемость

Врачи не будут использовать систему, если она не может обеспечить почти мгновенный ответ.

HealthShare гарантирует быстрый доступ к медицинской информации даже при обслуживании тысяч одновременно работающих пользователей в региональных и национальных системах.

Масштабируемость также играет важную роль. Часто создание систем информационного обмена для медицины начинается в рамках пилотных проектов систем, обслуживающих несколько сотен тысяч пациентов, и в процессе эксплуатации объем обрабатываемой информации увеличивается на один или два порядка и даже больше. HealthShare поддерживает эффективное масштабирование и через добавление процессоров в пределах сервера, и через добавление серверов в пределах кластера. Использование уникальной возможности Caché –сетевого протокола Enterprise Cache Protocol (ECP) – позволяет подключить несколько серверов к единой БД, как будто пользователи работают на одном сервере. Это решение является проверенным способом масштабирования систем для одновременной работы с десятками тысяч пользователей и обслуживания миллионов пациентов.

Надежность и высокая доступность

HealthShare предназначен для работы в режиме – 24 часа 7 дней в неделю 365 дней в году. Для обеспечения такого уровня надежности HealthShare использует преимущества архитектуры Caché и Ensemble, которые предоставляют следующие возможности:

полное и инкрементальное резервное копирование без остановки работы приложения;
журналирование транзакций и восстановление с повтором всех завершенных транзакций обеспечивают целостность на уровне транзакций;
механизм журналирования Write Image Journaling обеспечивает целостность на уровне базы данных;
теневые серверы для быстрого восстановления работоспособности системы;
кластеризация БД;
использование ECP для дублирования серверов приложений.

Кроме того, HealthShare автоматически сохраняет «состояние» сообщения в каждой стадии его обработки во встроенной базе данных Caché. Это дает возможность быстрого и надежного восстановления в случае системного сбоя или другого отказа.

При большом количестве сложных компонентов системы – сотни пограничных шлюзов и тысячи клиентских рабочих мест – самая большая проблема ИТ-отделов региональных организаций по сбору медицинской информации состоит в необходимости обеспечения высокой готовности и, в случае возникновения каких-либо проблем, в умении быстро их обнаруживать, диагностировать и исправлять.

HealthShare, используя возможности Ensemble, позволяет решать эти проблемы на основе двух мощных технологий: а) автоматическое журналирование, б) мониторинг и консоль администрирования, предназначенная для удаленного управления системой.
Ensemble автоматически ведет протокол всех выполняемых действий при обработке запросов с детализацией, необходимой для точной диагностики проблем. Например, пограничный шлюз получает запрос на выборку клинических данных некоторого пациента и для его исполнения посылает запросы пяти или десяти медицинским системам. Каждый из этих запросов и ответов регистрируется в журнале для возможной последующей трассировки.

Трассировка сообщений (рис. 4) является только одной из возможностей, предоставляемой порталом управления Ensemble. Так как портал управления является web-приложением, то администратор получает возможность изучить проблему с удаленного рабочего места с соблюдением всех необходимых мер безопасности.

Рис. 4. HealthShare использует механизм трассировки сообщений Ensemble для контроля состава и последовательности обмена сообщениями.

V. Выводы

HealthShare — проверенный технологический фундамент для построения сетей по обмену медицинской информацией, предоставляющий возможность быстро наращивать функциональность для удовлетворения растущих потребностей. Это достигается за счет использования портала и репозитория со структурой данных БД TrakCare и высокопроизводительной объектной СУБД Caché, а также благодаря интеграционной платформе Ensemble. Такой подход также позволяет легко подключать любое из медицинских приложений, поставляемых партнерами компании InterSystems, а также любые другие решения.

HealthShare построен на основе стандартов по безопасному обмену медицинскими данными. Главным принципом является то, что ядром системы обмена медицинской информации должны быть записи о здоровье пациента. Это дает возможность на первоначальном этапе обмениваться только минимальным объемом медицинских данных и закладывает прочную основу для дальнейшего роста, если в этом будет необходимость.

Объединение медицинских систем – это лишь первый шаг. HealthShare позволяет подключать или разрабатывать новые композитные приложения для обеспечения расширенной функциональности, например единые электронные рецепты, и легко модифицировать бизнес-правила и бизнес-процессы для адаптации к изменяющимся требованиям.

Опираясь на более чем тридцатилетий опыт создания программного обеспечения для тысяч медицинских информационных систем, работающих по всему миру, InterSystems прочно удерживает позиции признанного лидера среди поставщиков высокопроизводительных и масштабируемых технологических платформ для здравоохранения.

Для получения дополнительной информации

Посетите web-сайт InterSystems HealthShare:
www.intersystems.com/healthshare
intersystems.ru/healthshare

InterSystems Corporation
Москва, 123610,
Краснопресненская наб., 12, ЦМТ-2
Тел: +7 (495) 967-00-88
Факс: +7 (495) 967-00-18
InterSystems.ru