Лабораторные информационные системы
Общие сведения
Лабораторные информационные системы (ЛИС, в международной терминологии также используются аббревиатуры LIS и LIMS — Laboratory Information Management System) представляют собой специализированный класс медицинских информационных систем, предназначенных для комплексной автоматизации процессов в клинико-диагностических лабораториях. Внедрение вычислительной техники и специализированного программного обеспечения в лабораторную практику продиктовано необходимостью минимизации влияния человеческого фактора на качество медицинской диагностики. Традиционные ручные методы обработки анализов сопряжены с высокими рисками технических ошибок со стороны медицинского персонала среднего звена, усталостью операторов и субъективностью интерпретации данных. Автоматизация процессов забора биологического материала, пробоподготовки и непосредственной оценки данных позволяет радикально повысить объективность, точность и скорость получения диагностических результатов, от которых напрямую зависят последующие клинические решения лечащего врача.
Архитектура и структура
Современная лабораторная информационная система обладает многоуровневой иерархической архитектурой, обеспечивающей полный цикл движения клинических данных. Базовым фундаментом выступает уровень ввода информации. На этом этапе данные поступают либо путем ручной регистрации оператором, либо, что более предпочтительно, считываются напрямую с диагностических приборов и автоматических анализаторов.
Вторым структурным элементом является уровень администрирования системы, отвечающий за организацию баз данных, управление доступом пользователей и поддержку справочников. Третий уровень — это уровень принятия решений, на котором работают диспетчеры лаборатории, врачи-лаборанты и профильные специалисты, осуществляющие валидацию и медицинскую интерпретацию полученных массивов данных.
Аппаратная часть современных ЛИС тесно интегрирована с роботизированными комплексами. В состав лабораторных станций входят автоматизированные модули, в которые помещаются штативы и контейнеры с биологическими образцами. Система самостоятельно распечатывает и считывает штрихкоды для безошибочной идентификации пробирок, управляет маршрутизацией образцов внутри анализатора и осуществляет автоматическую пробоподготовку. Результаты физико-химических измерений в режиме реального времени транслируются на экран монитора оператора в виде готовых графиков, гистограмм и цифровых показателей.
Функциональные возможности
Функционал лабораторных информационных систем охватывает все стадии лабораторного процесса: преаналитическую, аналитическую и постаналитическую. На этапе планирования система генерирует графики отбора проб, осуществляет первичную регистрацию образцов и назначает каждому конкретному контейнеру индивидуальный список определяемых биохимических или иммунологических параметров. Происходит автоматическое распределение задач по конкретным производственным подразделениям лаборатории.
В процессе выполнения исследований ЛИС осуществляет непрерывный сбор результатов, выполняет их верификацию и блокирует технические ошибки ввода. Важной функцией является программная связка полученных данных с процедурами управления качеством и авторизация финальных результатов врачом-лаборантом. На заключительном этапе система автоматически выпускает формализованные протоколы исследований и генерирует цифровую отчетность. Полностью автоматизированные комплексы способны самостоятельно выполнять широчайший спектр исследований: развернутый биохимический анализ крови, сложные комбинированные иммунологические, гематологические, гормональные, серологические, микробиологические, гистологические и цитологические тесты.
Идеальная лабораторная система характеризуется способностью безошибочно обрабатывать сотни тысяч анализов, многократно повышая общую производительность медицинского учреждения без пропорционального увеличения трудозатрат персонала.
Стандартизация и управление качеством
Ключевым преимуществом ЛИС является строгая алгоритмизация и контроль качества проводимых исследований с применением методов математической статистики. В систему интегрированы автоматизированные справочники, содержащие детальные описания всех утвержденных диагностических методик. ЛИС способна идентифицировать методики, регистрировать новые алгоритмы и автоматически сверять текущие показатели оборудования с эталонными стандартами.
Программное обеспечение непрерывно оценивает сходимость методик в контрольных образцах. Для этого математический аппарат системы в фоновом режиме рассчитывает средние значения показателей в тестовых пробах, определяет размах вариации и высчитывает коэффициент вариабельности. Такой математический мониторинг позволяет мгновенно выявлять системные сбои аппаратуры или ошибки операторов, отслеживать сроки действия применяемых стандартов и гарантировать высочайшую достоверность выдаваемых медицинских заключений.
Практическое применение и виды систем
На рынке медицинских информационных технологий представлено множество конфигураций ЛИС. Исторически значимыми примерами являются крупные израильские разработки, способные обслуживать масштабные клинические центры. Такие системы позволяют напрямую подключаться к десяткам клинических анализаторов одновременно, объединяя несколько компьютерных станций в единую вычислительную сеть, способную обрабатывать тысячи тестов в час.
В Российской Федерации широкое распространение получила лабораторная информационная система «Лис Алиса», разработанная на базе популярной платформы «1С:Предприятие». Использование архитектуры 1С обеспечивает системе высокую стабильность, возможность гибкой настройки (открытая архитектура) и бесшовную интеграцию с бухгалтерскими и управленческими модулями медицинского учреждения. Данная система обладает высокой масштабируемостью: она может быть развернута как на два рабочих места в небольшой амбулатории, так и в рамках крупного диагностического центра. Дополнительным преимуществом подобных систем является поддержка технологий автоматизации регистрации пациентов с использованием электронных пластиковых карт.
ЛИС не функционируют изолированно, а интегрируются в общие медицинские информационные системы (МИС) лечебно-профилактических учреждений. Благодаря организации виртуальных сетей удаленного доступа лечащий врач, находясь на своем автоматизированном рабочем месте в отделении, может в режиме реального времени наблюдать за процессом обработки крови пациента в лаборатории и получать результаты анализов немедленно после их готовности, минуя бумажный документооборот.
Смежные биотехнические системы
Помимо информатизации лабораторной среды, современная медицинская инженерия активно развивает биотехнические системы и интеллектуальное протезирование. Разработка искусственных органов и кибернетических протезов неразрывно связана с информатизацией, так как требует интеграции биологических тканей с микропроцессорной техникой.
В клинической практике уже применяются аппараты, частично замещающие функции легких (насосные системы, порционно подающие воздух в естественные бронхи) и искусственные сердца, используемые в качестве временного решения перед трансплантацией донорского органа.
Наиболее сложным направлением является создание бионических конечностей, управляемых сигналами центральной нервной системы пациента. Архитектура такого протеза включает устройства съема биопотенциалов (подключаемые к нервным волокнам), систему биоусилителей, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и микропроцессор, который декодирует нейронные импульсы и преобразует их в механическое движение сервоприводов. Передовые разработки в этой области (в частности, успешные операции, проведенные в Израиле в 2010-х годах) позволили оснастить роботизированные руки массивом сенсорных датчиков. Эти датчики обеспечивают обратную связь, передавая сигналы от протеза обратно в живые нервные окончания, что позволяет пациенту не только управлять искусственной конечностью силой мысли, но и физически ощущать прикосновения к объектам.
См. также
Информационные технологии в медицине Медицинская информатика Медицинские информационные системы Здравоохранение