ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АНЕСТЕЗИОЛОГИИ.

(От "мониторинга безопасности" до Internet-мониторинга и Web-интеграции анестезиологической информации).

Е.В.Флеров, И.Н.Саблин, О.Г.Бройтман, Ш.С.Батчаев

ГУ Российский Научный Центр хирургии РАМН, Москва

 

             Компьютерные технологии всё активнее внедряются во все области медицины, помогая врачу проводить точную диагностику заболевания, накапливать и эффективно использовать объективную информацию в процессе лечения и научно-исследовательской работе. В анестезиологии, как наиболее компьютеризированной отрасли медицины, компьютер используется для мониторного контроля состояния больного, автоматизации ведения анестезиологической карты, контроля деятельности анестезиолога, его обучения и наставничества.  Цифровые мониторы, составляющие основу «мониторинга безопасности» и компьютерные системы позволяют минимизировать так называемый, «человеческий фактор», являющийся  более чем  в 2/3 случаев причиной анестезиологических осложнений.  Общая анестезия, современное анестезиологическое обеспечение, давно перестали быть простой “дачей наркоза“. Это сложный процесс управления физиологическими функциями пациента с защитой от хирургической агрессии во время операции. И для этих целей используется постоянный, комплексный мониторный контроль компонентов анестезии и состояния физиологических функций больного во время операции и анестезии. Компьютерный сбор информации во время операции, с интеграцией информации на экране одного монитора компьютера, разработка систем безбумажного ведения анестезиологической документации, компьютерный телемониторинг физиологических параметров оперируемого пациента, визуализации деятельности хирурга с организацией удаленного доступа с использованием Web-технологий - основные составляющие реального использования возможностей компьютерных  и телекоммуникационных технологий и информационный базис использования методов телемедицины в анестезиологии.
             Опыт интраоперационного применения компьютерных технологий в Российском Научном Центре Хирургии показывает, что применение методов телемедицины в операционной возможно только при наличии следующих условий:
            1. Полный комплекс микропроцессорной следящей аппаратуры, обеспечивающий не менее чем стандарт “мониторинга безопасности”;
            2. Мониторно-компьютерная система сбора, обработки информации и автоматического ведения анестезиологической карты;
            3. Компьютерная сеть, объединяющая компьютеры операционной и компьютеры клинических отделений и лабораторий с организацией безбумажной технологии ведения анестезиологической документации (Intranet);
            4. Удаленный и мобильный мониторинг параметров пациента и действий анестезиолога с применением Web-технологий;
            5. Системы видеоконференцсвязи на базе сетевого компьютера с телекоммуникацией по протоколу H323 (TCP/IP) и H320 (ISDN) и IP-видеотелефония.
            Что касается первого пункта, то это наиболее дорогая составляющая часть организации компьютерного мониторинга в операционной. Стандарт обеспечения операционных РНЦХ РАМН следящей аппаратурой: пульсоксиметр, комплексный газоанализатор, аппарат автоматического неинвазивного измерения артериального давления, мониторный канал ЭКГ, факультативно акселлерометрический контроль нервно-мышечной проводимости. При операциях на сердце дополнительно три инвазивных давления, термодилюционное определение сердечного выброса с волюметрией правого желудочка, ЭЭГ, две температуры.
            Только комплексность и стандартизация следящей аппаратуры позволяет перейти к следующему этапу применения компьютерных технологий в операционной. В РНЦХ РАМН первая реализация автоматического ведения анестезиологической карты была осуществлена в 1975 г. на базе комплекса "Симфония". В 1992 г. было разработано математическое обеспечение для персонального компьютера и с 1994 г. в Центре отменено ручное ведение анестезиологической карты. Анализ применения компьютерных анестезиологических карт показал, что они обеспечивают полную, точную регистрацию динамики физиологических параметров пациента и действий анестезиолога, экономят время анестезиологической сестры для основной работы, позволяют долговременно хранить информацию, являются базисом научных исследований, улучшают безопасность анестезии и могут быть основой юридической защиты анестезиолога.
             Следующим этапом в Российском Научном Центре Хирургии РАМН была разработана компьютерная сеть, объединяющая четыре операционные, отделение интенсивной терапии и клинические отделения Центра Хирургии РАМН; сетевые ПК в каждой операционной для сбора аналоговой и цифровой информации с мониторных анестезиологических приборов с математическим обеспечением автоматического ведения анестезиологической карты. Система к настоящему времени применена для компьютерного сопровождения более 3000 операций на открытом сердце. В операционных организованна стройная система сбора, редактирования и архивирования видеоинформации собираемой с помощью цифровых камер. Цифровые камеры ; стерильные миниатюрные видеокамеры; ПК с видеоплатой захвата изображения используются для создания архива хирургической видеоинформации. Хирург с использованием стерильного бокса или его не стерильный помощник во время операции делают снимки. По окончании операции файлы с изображениями записываются в общий архив, проходят процедуру графического редактирования и далее используется врачами при составлении протокола операции, научной работе и при составлении компьютерных презентаций еженедельных отчётов руководителей хирургических отделений.
               Для удобства пользования архивом разработана специальная программа одновременного просмотра анестезиологической информации (компьютерная карта) и хирургической видеоинформации. Эта программа позволяет в системе Intranet легко пользоваться накопленной информацией с любого компьютера сети. Программа обеспечивает поиск по дате операции, номеру операционной, фамилии больного, хирурга, анестезиолога и т.д.  Цифровые фото операционного поля позволяют хирургу фиксировать исходную патологию и результаты хирургической операции.  Фото в формате .jpeg с данными о дате, времени и номере операционной составляли отдельный файл информации хранимой на сервере Центра.
              В 1999г. был установлен специальный сервер с математическим обеспечением для объединения анестезиологической и хирургической видео информации и обеспечения удаленного доступа врачам по Internet. Этот сервер реализован с использованием операционной системы Linux. Сервер обеспечивает интерфейс с сетью Internet. Адрес WWW-сервера, обслуживающего теледоступ к анестезиологическому архиву http://oper.med.ru/oper.html
               Информация о наличии цифровых фотографий отображается в комментариях анестезиолога с привязкой по времени. Врач с любого компьютера всемирной сети имеет возможность просмотреть как анестезиологическую информацию, так и цифровые фотографии операционного поля любой операции и обсудить её результаты с коллегой находящимся в любой точке мира. Конфиденциальность информации обеспечивается кодированием входа в сервер и отсутствием фамилий больных и врачей при доступе через Internet. Доступ к информации через Internet позволил создать систему мобильного мониторинга с использование функции SMS мобильного телефона. Сервер, выставляющий информацию в Internet, соединяется с сервером оператора сотовой связи (MTС, БиЛайн, Скай линк и т.д.), формирует и посылает на мобильный телефон короткое сообщение (SMS) . Врач каждые 30 мин получает информацию о проводимой операции и текущих параметрах гемодинамики больного на свой мобильный телефон. Включение функции роуминга мобильного телефона обеспечивает получение этой информации в любой точке мира. Таким образом, врач всегда в курсе состояния пациента, руководитель отделения может контролировать время подачи больного в операционную, время окончания операции, начало экстренной операции в любое время суток. С появлением в Москве в 2000 году у операторов сотовой телефонной связи функции мобильного доступа в Internet (GPRS, а позднее более скоростной CDMA) мы смогли создать мобильную систему телемониторинга состояния пациента во время операции на открытом сердце в реальном масштабе времени. Система позволяет врачу просматривать компьютерную анестезиологическую карту на своём персональном или карманном компьютере, даже находясь в автомобиле или учреждениях с отсутствием свободного доступа в Internet. Врач-наставник, не прерывая сеанс связи с Internet, может связаться с врачом ординатором по стандартной GSM-связи обсудить текущую ситуацию и дать ему те или иные указания.
              В 2001 года в дополнение к системам удаленного компьютерного мониторинга в операционные были установлены стандартные системы видеоконференцсвязи, работающие как по протоколу Н320 (ISDN), так и Н323 (TCP/IP). Был создан телемедицинский центр, с которым круглосуточно можно  соединиться по IP-протоколу (Н323) - по адресу 62.117.68.210 и по протоколу (Н320) ISDN 1ый BRI +7(501)-401-08-82. Учитывая особенности использования систем видеоконференцсвязи в анестезиологии была выбрана система фирмы VCON, которая представляет собой одно- или двуслотовую плату, дополняющую любой сетевой компьютер функцией видеоконференцсвязи. Сочетание компьютерного Internet-телемониторинга физиологических систем пациента, действий анестезиолога, зафиксированных в компьютерной карте и аудиовизуальной связи позволяет проводить эффективный контроль и наставничество ведущими анестезиологами обучающихся врачей-анестезиологов. На основе дистанционного Internet-мониторинга и компьютерной видеоконференцсвязи разработана методика проведения «мастер-класса».   В операционной расположена постоянно включенная система видеоконференцсвязи (IP адрес 62.117.68.194). Система позволяет визуализировать рабочее место анестезиолога, операционное поле, показать кривые параметров с монитора МХ-04REF (ЭКГ, ЭЭГ, артериальное, венозное давления и давление в легочной артерии, кривая термодилюции, параметры «физиологического профиля» с волюметрией правого желудочка, расчет скоростей инфузии препаратов), видеоизображение с прибора транспищеводной эхокардиографии. На большой экран с помощью мультимедийного проектора выводится Internet-версия автоматической компьютерной карты со всеми нюансами динамики физиологических параметров состояния пациента и комментариями о вводимых препаратах, растворов и этапов операции. Одно или два окна видеоконференцсвязи располагаются поверх первого окна. Это позволяет преподавателю вместе с врачами-курсантами и ведущим анестезиологом, находящимся в операционной и оснащенным радиомикрофоном, в реальном времени оценивать состояние пациента, эффекты проводимой терапии и проводить дискуссии, не мешая ходу операции. При этой методике врачи-курсанты видят и обсуждают с профессором текущую ситуацию, и даже ошибки ведения анестезии, профессор в это время может прочесть небольшую лекцию по методам предотвращения и коррекции ошибок анестезиолога. Применение систем многоточечной видеоконференцсвязи позволяет подключать группы врачей находящихся в других городах и странах. Мы имеем опыт такого удаленного обучения врачей находившихся в это время в г. Ричмонд, штат Вирджиния, США. В свою очередь телемедицинский центр "MedITAC" университета штата Вирджиния провел цикл лекций по телемедицине и демонстрации операций с применением новой управляемой голосом видеокамеры хирургического робота для группы владеющих английским языком студентов 5-6 курсов ММА им И.М.Сеченова.   В рамках этого проекта дистанционного обучения телемедицине было доказано, что IP-коммутация с применением системы QoS является реальной альтернативой дорогой ISDN связи. Особенно это актуально для г. Москвы, где создана и, к сожалению, практически не используется Московская волоконно-оптическая сеть (МВОС, Комкор), объединяющая большое количество медицинских учреждений города.
           Видеконференцсвязь, как по протоколу Н320, так и H323, может передавать изображение с максимальным разрешением не более 320х240 пикселей. Проведенный вместе с хирургами анализ показал, что даже применение 12-тикратного оптического увеличения PTZ видеокамер современных систем видеоконференцсвязи не позволяет дистанционно качественно визуализировать детали размером менее 1 мм. Выход был найден с применением новой Веб-камеры фирмы "Sony", c собственным WWW-броузером, управляемой через Internet. Встроенная в операционную лампу камера SNC-RZ30N с разрешением картинки 738х480 и 25-кратным оптическим увеличением, позволяет через Internet, без задержки характерной для Internet-трансляции, параллельно с видеоконференцсвязью визуализировать хирургическую нить диаметром 8.0
              Использование для теле- и видеомониторинга, видеоконференцсвязи IP - технологии позволило в РНЦХ РАМН применить самую современную технологию беспроводного доступа к компьютерной сети института и Internet: Wi-Fi или передачу данных по протоколу IEEE 802.11. В нашем Центре используются два протокола стандарта Wi-Fi –IEEE 802.11b и IEEE 802.11g со скоростями 11 и 54 Мбит/с соответственно. Доктор со своего ноутбука или карманного компьютера, находясь в любом месте РНЦХ может управляя Веб-камерой, видеть то, что происходит в операционной, оценивать состояние пациента и действия анестезиолога и даже проводить мобильную видеоконференцсвязь с использованием IP-видеотелефонии "Skype".
              Опыт применения телемониторинга состояния оперируемого пациента, видеоконференцсвязи и видеомониторинга в операционной показывает, что они могут стать составной частью разрабатываемых интегрированных мониторно-компьютерных, визуализирующих систем для хирурга и анестезиолога и реальной основой нового направления развития анестезиологии – телеанестезии. При этом мониторная составляющая такой системы может быть сразу модифицирована для телемониторинга на основе технологии “тонкого клиента” (thin client). Технология “тонкого клиента” предполагает использование недорогих, бездисковых специализированных высоконадежных устройств с матобеспечением сбора и обработки информации с передачей её в реальном времени на центральный сервер, который использует монитор любой компьютерной системы всемирной паутины как гипертерминал. Кроме того, и это важно для Российских клиник, возможно использование сетевых технологий с удалённым администрированием, когда настройка и изменение математического обеспечения может проводиться системными программистами из вычислительного центра или даже из дома.  Прототип такой системы в опытном режиме эксплуатируется в первой операционной корпуса хирургии открытого сердца РНЦХ РАМН. При этом появляется уникальная возможность в реальном времени через Internet контролировать динамику физиологических параметров пациента во время операции параллельно с визуализацией через Web - камеру операционного поля с любого компьютера всемирной сети. Этот же компьютер может обеспечить видеоконференцсвязь для дистанционного консультирования и теленаставничества анестезиолога.
            Многолетний опыт использования нами компьютерных технологий в операционной показывает, что основным направлением внедрения компьютерных технологий в анестезиологию становится "Web-интеграция“  информации с использованием современных достижений компьютерных и телекоммуникационных технологий. В настоящее время информационный базис анестезиологии составляется из  цифровых массивов параметров контроля состояния и исследования пациента, статьей, руководств, монографий, методических рекомендаций, справочников, докладов, дискуссий, методических видеофильмов и т.д.  "Web-интеграция“ - это система сведения  данных из различных источников в единое информационное пространство c применением Web-технологий. Гранями "Web-интеграции“ становится  Web–телемониторинг и  базы данных компьютерных анестезиологических карт, Web–камеры с броузером, IP-телефония,  видеоконференцсвязь, электронные книги, инструкции, стандарты, протоколы,  рекомендации и т.д., Web–кастинг ( доклады, лекции, записанные на сервере),  Web – трансляция  (прямая Internet трансляция докладов лекций, семинаров и т.д.). При этом пользователь через Internet получает персонифицированный (логин, пароль), единообразный доступ ко всей анестезиологической информации. Доступ к сервисам Web-интегрированной объединённой системы осуществляется единым образом через знакомый любому компьютернограмотному врачу Интернет-браузер (Internet Explorer, Mozilla Firefox и т.д.). Использование подобной «единой точки входа» уменьшает расходы на обучение медицинского персонала работе с компьютерной техникой, реализует разграничение прав доступа, персонализированный интерфейс и доступ к информации, а также обеспечивает общую  информационную безопасность.
               Первым шагом в реализации этого направления является создание сайта: http://tele.med.ru, исполненного в версии для РС, в версии для КПК и в WAP-версии, на котором анестезиолог, находясь в любом месте земного шара, имея любой компьютер (РС, КПК и т.д.) или мобильный телефон и любой способ доступа в Internet (проводной, беспроводной, мобильный и т.д.), может получить информацию о динамике всех параметров кровообращения пациента, газообмена, спектрального анализа биоэлектрической активности мозга, всех воздействий проведенных анестезиологом, увидеть операционное поле, посмотреть архив компьютерных анестезиологических карт за последние 3 года. Используя IP-видеотелефонию он может связаться  и проконсультироваться с руководителем отделения или со своим коллегой в любой точке мира.
             По нашему мнению, Web-интеграция анестезиологической информации позволит: улучшить контроль состояния пациента и безопасность анестезии, эффективно использовать массивы данных различных медицинских учреждений для объективного анализа и научной работы, повысить уровень профессиональной подготовки анестезиолога и в конечном итоге поднимет на новый уровень обеспечение безопасности и комфорта анестезии.