Информационные технологии поддержки управленческих решений в муниципальной системе охраны здоровья (на примере г. Новокузнецка)

УДК 614.2:002

Н.М. Жилина, Г.И. Чеченин

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В МУНИЦИПАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ

ГУ НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН,

Кустовой медицинский информационно-аналитический центр, Новокузнецк

В статье представлено обоснование необходимости разработки, концептуальная основа, цель, приоритетные направления, конкретизация методов поддержки принятия решений (СППР) и некоторые результаты применения информационных технологий поддержки управленческих решений в муниципальной системе охраны здоровья г. Новокузнецка.

Ключевые слова: система охраны здоровья, управленческие решения, информационные технологии.

Актуальность исследования

В последние годы в нашей стране значительно изменились образ жизни и система управления, в частности здравоохранением, появились лечебные учреждения различных форм собственности, многоканальные формы финансирования. В связи со значительным ростом объема информации, используемой в управлении, сложностью задач, необходимостью комплексного учета факторов, влияющих на общественное здоровье, стремительным развитием информационных технологий возникла настоятельная необходимость совершенствования методов разработки автоматизированных систем. Существенно изменились требования к сбору, обработке и использованию информации. Кроме того, повышается значимость человеческого фактора в применении к деятельности руководителя, проектировщика автоматизированных систем, эксперта-специалиста.

Материалы и методы исследования

Использованы результаты исследований российских ученых и организаторов здравоохранения, материалы по проблемам управления, отечественные и зарубежные монографии по вопросам системного, статистического и логического анализа, теории графов, автоматизированного проектирования и моделирования, методы стандартизации показателей и экспертных оценок. Широко представлено использование методик компьютерных систем поддержки принятия решений [3].

Предлагаемые методические подходы можно рассматривать как систему развития и применения современных методов информатики для решения практических задач в социально-экономических системах, в частности в здравоохранении.

Цель исследования — совершенствование информационных технологий поддержки управленческих решений в муниципальной системе охраны здоровья на основе методов системного анализа, обобщения и систематизации опыта проектирования автоматизированных систем в здравоохранении г. Новокузнецка.

Основные результаты исследования

Получены следующие основные результаты:

1. Разработана концепция межотраслевой интегрированной автоматизированной системы управления охраной здоровья населения крупного промышленного города (ИАСУ «Здоровье»).

2. Методы интеграции частных показателей модифицированы и применены в межотраслевых и многоуровневых системах.

3. Методики систем поддержки принятия решений (СППР) конкретизированы и применены для нового объекта (муниципальной системы здравоохранения). Поставлена и решена задача реструктуризации муниципального здравоохранения на основе многокритериального выбора по методу анализа иерархий.

4. Предложена методика учета человеческого фактора для повышения эффективности проектирования и разработки сложных информационных систем.

В рамках практической реализации полученных результатов работы выполнен системный анализ проблемы, разработаны информационные модели и спроектированы конкретные интегрированные автоматизированные системы в здравоохранении города.

Исследованы системы организации и управления охраной здоровья населения крупного промышленного города в условиях реформирования

муниципального здравоохранения, а также автоматизированные системы управления муниципальным здравоохранением. Обобщен опыт информатизации здравоохранения г. Новокузнецка, выявлены и проанализированы основные достоинства и недостатки разработанных ранее систем. На основе применения и развития современных информационных технологий предложена концепция межотраслевой интегрированной автоматизированной системы управления охраной здоровья населения крупного промышленного города (ИАСУ «Здоровье»), которая определяет цели, задачи, организационную структуру, принципы функционирования ИАСУ «Здоровье», основные направления деятельности, содержание информационного обеспечения, этапы создания системы.

Научная основа концепции заключается в системном подходе к комплексному охвату причин, влияющих на общественное здоровье (меж-ведомственность), интеграции организационноуправленческого и технологического аспекта, применению современных инструментальных средств для повышения интеллектуализации системы и эффективности человеческого фактора. В настоящее время идет последовательная работа над реализацией концепции.

Информатизация здравоохранения г. Новокузнецка началась в начале 70-х годов. За этот период разработана и внедрена автоматизированная система управления здравоохранением города (АСУ «Горздрав»), которая непрерывно развивается и совершенствуется. Система в настоящее время содержит многолетние динамические базы первичной медико-статистической информации

Соотношения для расчета

(13 персонифицированных баз) и является основным ядром и базисом разрабатываемых в настоящее время систем.

Для получения более полной, всесторонней информации о состоянии общественного здоровья необходимо учитывать не только медицинские факторы, но и состояние среды обитания, социальных условий, генетических факторов. Это определяет необходимость создания межведомственных систем, к которым относится ИАСУ «Здоровье». Реализация системы позволяет устранить дублирование информации, ее разнородность и субъективность, повысить полноту и достоверность информации. Однако в то же время остаются важные проблемы многократного возрастания объемов информации, сложности разработки АС.

То есть необходимо решать вопросы агрегирования информации, ее распределенной обработки и использования, а также совершенствования методики проектирования автоматизированных систем при помощи развития и применения современных подходов. Сейчас весьма актуальной является задача системной интеграции в непрерывности полного цикла создания, внедрения, функционирования и совершенствования АС, а также в отношении к объекту, этапам создания, методике разработки, обеспечивающим подсистемам (включая человеческий фактор). Разрабатываемая ИАСУ «Здоровье» позволит получать интегрированную оценку благополучия общества с учетом всех трех взаимозависимых составляющих: «Здоровье», «Среда обитания», «Социальные условия».

Таблица 1

гтегральных показателей

Действие Формулы расчета Обозначения

1. Обобщенная балльная оценка показателей К = (Е ^'1)/т И К. — балльная оценка ьго частного показателя; 1=1 ... п — индекс показателей ]=1 ... т — индекс экспертов

2. Определение диапазона нормативов показателей 2.1. Использование существующих федеральных, региональных и прочих нормативов (уровней благополучия) 2.2. Автоматизированная обработка динамических рядов показателей, формирование нормативов

3. Ввод достигнутых результатов 3.1. Экранный, с входного документа 3.2. Автоматизированный выбор показателей из баз данных

4. Расчет коэффициента относительной важности показателя V = К / Ё К 1 1 .=1 1 V. — коэффициент относительной важности 1-го частного показателя

5. Определение коэффициента соответствия фактических и нормативных значений показателя ( F./N., если (+) К = { 21- ^ / Z, если (-) 1 1, если F. — фактическое значение ьго частного показателя К. — коэффициент соответствия (-) — показатели с негативной тенденцией (+) — показатели с позитивной тенденцией ^Х] — диапазон нормативов ьго показателя

6. Определение нормализованных значений показателей I р {1, если F1e[N1 X] 1 = 1 к. ± Кху., 1 1 если ^й[^ Z1] 1Р. — нормализованный показатель, К., F1, V. — см. выше

7. Определение интегрального показателя по району

АИС 'Социально-гигиенический мониторинг* Блок ’Здоровье”

Медико-демографический показатель по районам г Новокузнецка за 2004 г

- приемлемый * удовлетворительный

- пониженный

- низкий -очень низкий

1 - Центральный

2 * Куйбышевский

3 * Орджоникидзевсхий

4 - Кузнецкий

5 - Заводской

6 * Новоильинский

КМИА1І г Номкчзиеш.4

Рис. 1. Применение картограмм

В последние годы разрабатываются АС, выходящие за рамки системы здравоохранения. Повышается уровень интеллектуализации разрабатываемых систем, методы агрегирования информации (интегральные показатели), которые впервые применены нами в автоматизированной экспертной системе «Оценка, контроль и обеспечение качества медицинской помощи» (АЭС «КМП»), сейчас распространяются и на другие разрабатываемые системы.

Соотношения для расчета интегральных показателей приведены в таблице 1.

В настоящее время интегрирование информации разработано и внедрено во многих подсистемах ИАСУ «Здоровье» (ввиду значительного возрастания объема и сложности информации): в АЭС «КМП», АС «Обобщенные показатели здоровья населения», комплексе задач «Смертность» АСУ «Горздрав», интегрированной межведомственной системе социально-гигиенического мониторинга (СГМ) (блоки «Здоровье», «Среда обитания», «Социальные условия») [2].

На рисунке 1 приведен пример агрегирования информации и использования лингвистических переменных в выходных картограммах АИС СГМ.

Для разработки систем с комплексным агрегированием информации недостаточно одного проектировщика. Необходимо активно привлекать к разработке экспертов-специалистов данной предметной области, причем различных (в зависимости от специфики разрабатываемых подсистем). Для повышения эффективности работы проектировщика с экспертами и оптимального представления знаний при разработке ИАСУ «Здоровье»

предлагается широкое применение экспертных систем с использованием и конкретизацией методов систем поддержки принятия решений.

Примерами фактического применения методов СППР в реальных экспертных системах при разработке баз знаний являются когнитивные карты, семантические сети, системы продукций [4, 5] и т.д., а также применение лингвистических переменных при агрегировании информации (интегральные показатели).

Разработана семантическая сеть комплекса задач «Анализ качества медицинской помощи» АЭС «КМП», где номеру «проблема — причина» ставится в соответствие номер рекомендации по управляющим воздействиям (Рис. 2).

Представление знаний в АЭС «КМП» возможно также на основе логических подходов и системы продукций.

Рис. 2. Алгоритм формирования рекомендации по управляющим воздействиям

Примечания:

Рі є {Р4, ..., РІ К (і = 1, ..., I) — показатель-следствие (проблема); ^ (Рі) 0" = 1, •••, I) — показатель-«причина» (характеризует причину возникновения проблемной ситуации);

^ (Рі)) — рекомендация по управляющим воздействиям;

R* . — общая рекомендация, при условии, что все показате-ли-«причины» в пределах нормы.

Таблица 2

Информационная модель комплекса задач «Анализ качества медицинской помощи»

Вход Процесс Выход Конкретизация методов СППР

Этап Конкретный пример Обозначения

Фактические значения показателей качества, нормативы, знания эксперта Сравнение факта с нормативами, выявление проблемных ситуаций «Расхождение клинических и патолого-анатомических диагнозов» превышает нормативный уровень («проблема») P. Каталог «проблем» { Рік, граф «проблем» Когнитивные карты на этапе приобретения знаний

Каталог «проблем», знания эксперта Анализ конкретных ситуаций, выявление причин их появления Причины: большое число экстренных, тяжелых больных и лиц старше 60 лет, низкая квалификация врачей, низкий объем консультативной помощи 51 (P.) 52 (Pj) 53 (Pi) 54 (Pi) 55 (P,) Построение отношений «причина- следствие» Разработка логиколингвистических моделей (семантических сетей) для приобретения и представления знаний

Формализованное представление знаний, алгоритмы выхода на конкретные причины Принятие решений Рекомендация: краткий анализ ситуации; предложения к действию R

Информационная модель комплекса задач «Анализ качества медицинской помощи» АЭС «КМП» с конкретизацией методов СППР приведена в таблице 2.

На практике при разработке экспертных систем когнитивные карты и деревья решений более удобны на этапе приобретения знаний (при работе с экспертом-специалистом), поскольку дают большую наглядность, а на этапе представления знаний проще использовать фреймы, хотя это связано с предпочтениями и привычками разработчиков и типом используемой оболочки.

АЭС «КМП» в течение нескольких лет функционирует в системе муниципального здравоохранения г. Новокузнецка. Можно увидеть положительную динамику уровня качества медицинской помощи по стационарной службе г. Новокузнецка.

В настоящее время осуществлена государственная регистрация разработанных систем АИС СГМ и АЭС «КМП».

Разработана многокритериальная модель реструктуризации муниципального здравоохранения (на примере системы родовспоможения) по методу анализа иерархий.

На основании экономических, технических критериев, критерия живучести, с учетом потребности населения (пациентов и медицинских работников) определить: оставить в г. Новокузнецке существующую систему родовспоможения (4 учреждения родильных домов и два стационарных отделения) или изменить структуру (на два более современных и специализированных родильных дома).

Для наглядности алгоритм нахождения наилучшего решения по методу анализа иерархий представлен в табличном виде (Таблица 3).

Рассмотрим структурный граф процесса принятия решений (Рис. 3).

Веса критериев определяются экспертно с учетом предпочтений ЛПР. Веса являются альтернативными и демонстрируют возможность применения различных синонимов. Во многих случаях на последнем уровне иерархии должны быть указаны цифры (если это возможно). Эти величины, как правило, разнородны, поэтому необходима их нормализация. При невозможности получения реальных значений вариантов решений их нужно заменить оценками лица, принимающего решение (ЛПР), с выявлением его (их) предпочтений. Лингвистические переменные должны соответствовать значениям вариантов решений на базовой шкале.

Умножая значения вариантов решений (отображения граф 8 и 9 таблицы 3 на базовую шкалу с учетом тенденции показателей) на веса приоритетов критериев первого и второго уровней (значения графы 6 табл. 3), получаем, что max (0,427;

0,605) = 0,605, то есть альтернативный вариант является наилучшим решением.

Примечание. Может быть рассмотрена практически любая ситуация в системе управления, вызывающая беспокойство у руководителя (различного уровня).

Аналогичные методы могут быть применены для решения ряда других управленческих задач руководителями различного уровня в целях повышения эффективности управления, например использование имеющихся ресурсов (кадровых, финансовых и технических).

Модель применена в автоматизированной информационной системе охраны здоровья матери и ребенка (АИС ОЗМИР). Модификации этой модели могут использоваться руководителями различного уровня.

Таблица 3

Оценка вариантов решений Альтернативный вариант о X Л ч е т и а о в т е ч в о ч о э о а о X о Э о а о X Отлично | о н V и л т С о Э о р о X Хорошо Плохо Экспертно, если нет реальных значений, если есть — пронормировать. Далее применять методы свертки

Существующая система Плохо о X Л ч е т и а о в т е ч в о ч о X Л ч е т и а о в т е ч в о ч Удовлетворительно | о X о л С о н V и л т о о н ь л е т и р о в т е л в о д У Отлично

Тенденция + + + + + + + (—) убывающая (+) возрастающая

Значение критерия стЗ н я 5 н С ^ о й М 0,136 3 ,0 0, ю 6 0, ю 6 0, ю ,0 0, ю Г" 0, 0,175 5 7 ,0 0, у х Ох ^ с 3 СО | &

Доля в критерии верхнего уровня 0, 0, 0, ю 0, со 0, С", 0, Г-, 0, ,3 0, Доля в критерии верхнего уровня

Наименование критерия второго уровня Капвложения Доходы 1 Качество Надежность | Стойкость против морального старения Безопасность Потребность населения Потребность медработников о н т р е с с и

Значение критерия Нормированное (п1> Г" 0, 3 ,3 0, ю 0, 5 0, зТ н ьт II

И э »я ^ о -ц -3 о ^ со ю стЗ к 0, 1 ю 0, 5 ,7 0, Экспертно

X :>Н о я а а ^ 1 е X а и Экономический Технический Живучесть Потребность Методика расчета граф таблицы

В Кустовом медицинском информационноаналитическом центре (КМИАЦ) г. Новокузнецка совместно с экспертами — специалистами необходимых предметных областей — разработан и внедрен ряд сосредоточенных систем поддержки принятия решений (СППР), например: определение критической ситуации в системах «Хозяйственно-питьевое водоснабжение» и «Эпидемиологическая ситуация» (эксплуатируются в Центре государственного санитарно-эпидемиологического надзора г. Новокузнецка), комплекс задач «Смертность» АСУ «Горздрав» (эксплуатируется в КМИАЦ), АС «Обобщенные показатели здоровья населения» — находится в стадии разработки в КМИАЦ.

Примером функционально распределенной системы является экспертная система АЭС «КМП» (эксплуатируется в КМИАЦ), которая содержит несколько экспертных систем (по различным медицинским профилям и службам) и может выдавать рекомендации по управляющим решениям на различные уровни управления в здравоохранении города (главные специалисты по службам, главные врачи, руководители городского здравоохранения и т. д.).

Примером иерархической системы поддержки принятия решений (ИСППР) является автоматизированная информационная система социально-гигиенического мониторинга (АИС СГМ), разработанная в КМИАЦ г. Новокузнецка (при содействии организаций-соразработчиков).

В современных методологиях проектирования подчеркивается необходимость повышения значимости человеческого фактора в связи с возросшей сложностью разработки систем.

Методика повышения эффективности деятельности руководителя и разработчика АС создана на основе установления зависимости между повышением персональной и межличностной эффективности, по С. Кови [1], и применением системного подхода в самой деятельности разработчика автоматизированных систем (или руководителя).

Мы выявили взаимосвязи между навыками повышения эффективности и этапами ликвидации проблем системного анализа [1, 3]. Предложенный подход может рассматриваться как развитие и практическое применение теории активных систем. В теории активных систем предлагается повышение эффективности взаимодействия «центра» на «активный элемент» (или их иерархию), то есть рассматриваются межуровне-вые связи в системе.

В данной работе предлагается в первую очередь повысить персональную эффективность деятельности «центра» (как системы), а также персональную эффективность каждого «активного

Е шах (DiE, DjE) - наилучшее решение Рис. 3. Структурный граф процесса принятия решения

элемента» (как системы). Причем повышение их персональной эффективности повлияет на повышение межуровневой эффективности в системе

и, как следствие, на общую внешнюю эффективность системы.

Анализ результатов деятельности проектной службы КМИАЦ г. Новокузнецка при применении данной методики показал повышение эффективности деятельности службы, руководителя и разработчика АС, причем эффективность возрастает более чем в 2 раза. То есть мы можем утверждать, что подошли к совершенствованию методики проектирования и повышению эффективности человеческого фактора в управлении социальными системами.

Если рассматривать результаты деятельности и затраты на их получение как критерии в задаче многокритериального выбора, то задача повышения эффективности человеческого фактора также рассматривается как авторский вариант конкретизации применения СППР.

Предлагаемые подходы применены при разработке автоматизированных информационных систем управления муниципальным здравоохранением г. Новокузнецка и доказали свою жизнеспособность в реально функционирующих в течение ряда лет автоматизированных системах в здравоохранении г. Новокузнецка, а также в администрации г. Новокузнецка (в комитете управления муниципальным имуществом), в Центре государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

К пользователям систем относятся: ФГУ Новокузнецкий научно-практический центр медико-социальной экспертизы и реабилитации инвалидов (ФГУ ННПЦ МСЭ и РИ), ГУ Научно-

исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профзаболеваний СО РАМН (ГУ НИИ КПГПЗ СО РАМН), Комитет социальной защиты населения, служба занятости населения, ГОУ ДПО «Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей Росздрава» (ГОУ ДПО НГИУВ) и др.

Разработка АИС СГМ ведется в рамках межрегиональной научно-практической Программы «Сибирь» (СО РАМН), региональной целевой программы Кемеровской области «Региональный заказ на научные исследования», муниципальной программы г. Новокузнецка «Здоровье и образование».

Кроме того, предлагаемые подходы использованы в учебном процессе. Они апробированы на кафедре медицинской кибернетики и информатики ГОУ ДПО НГИУВа и заседаниях научнотехнического совета КМИАЦ, а также используются в качестве методического руководства при выполнении курсовых и дипломных работ студентами высших учебных заведений г. Новокузнецка (СибГИУ, КемГУ), проходящими практику в КМИАЦ.

Выводы

При внедрение в практическое здравоохранение г. Новокузнецка интегрированной автоматизированной системы управления «Здоровье», разработанной с применением предложенных подходов и методов:

1) возросли полнота, достоверность и эффективность использования информации об абсолютных и относительных показателях;

2) преодолена разрозненность межведомственной информации (АИС «ОЗМиР», АИС «СГМ») на основе координации деятельности всех учас-

тников процесса информатизации, создания единого информационного пространства на всех уровнях и этапах разработки, совершенствования информационного обеспечения субъектов охраны общественного здоровья (включая распределенную обработку и использование информации);

3) улучшены существующие подходы к оценке, анализу и обеспечению экологической безопасности населения, повышению качества медицинской помощи; усилен контроль за состоянием качества медицинской помощи и экологической ситуации за счет принятия оперативных управленческих решений (АЭС «КМП», АИС СГМ);

4) выявлены зоны риска (износ жизненно важной наркозно-дыхательной аппаратуры — 75%, лечебного и хирургического оборудования — 80%, стоматологического оборудования — 68,2%), повышена эффективность использования имеющихся ресурсов системы охраны здоровья (АС «Паспорт медицинского учреждения», ИАСУ «Здоровье»). При этом стабилизированы и частично улучшены некоторые объемные показатели деятельности муниципального здравоохранения;

5) внесен определенный вклад в стабилизацию и частичное улучшение состояния здоровья населения города. Хотя необходимо отметить, что ситуация со здоровьем продолжает оставаться очень серьезной.

INFORMATION TECHNOLOGIES OF ADMINISTRATIVE DECISIONS SUPPORT IN MUNICIPAL HEALTH CARE SYSTEM

N.M. Zhilina, G.I. Chechenin

The article discusses the necessity of developing decision-making support systems. Concepts, aims, priority orientations and specific methods of such systems are outlined. Some results of application of information technology in the area of administrative decision support in Novokuznetsk health care system are reported.

Литература

1. Кови, С.Р. Семь навыков высокоэффективных людей. — М., 1997. — 479 с.

2. Методические и организационные подходы к разработке социально-гигиенического мониторинга в крупном промышленном городе / Г.И. Чеченин, Ю.В. Рузаев, Н.М. Жилина и др. // Вопросы санитарногигиенического обеспечения населения: Сб. науч. тр.

— Новокузнецк, 2000. — С. 7-10.

3. Перегудов, Ф.И. Основы системного анализа / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. — Томск, 1997. — 396 с.

4. Приобретение знаний / С. Осуга, Ю. Саэки, Х.Судзуки, Х. Кобаяси, и др.: Пер. с японского. — М., 1989. — 304 с.

5. Трахтенгерц, Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений / Э.А. Трахтенгерц. — М., 1998.

— 376 с.