Институционализация научных исследований в области дистанционной автоматизированной диагностики в РСФСР (1970-1990-е гг.)

Владзимирский Антон Вячеславович ORCID: 0000-0002-2990-7736 доктор медицинских наук Заместитель директора по научной работе, ГБУЗ г. Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы» 127051, Россия, г. Москва, ул. Ул. Петровка, 24, с. 1 Vladzymyrskyy Anton Vyacheslavovich Doctor of Medicine Deputy Director of Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department 127051, Russia, Moscow, ul. Petrovka, 24, p. 1 avv_mobile@mail.ru Другие публикации этого автора

Вторая половина 1970-х гг. характеризуется интенсивными процессами институционализации научных исследований в области автоматизации и информатизации здравоохранения: «В свете решений XXV съезда КПСС существенное внимание уделено вопросам научных исследований, направленных на широкое и эффективное применение в народном хозяйстве вычислительной техники и электроники» ^[1].

Соответствующие процессы и научные исследования носили масштабный и комплексный характер, относящийся не только к проблематике истории науки и техники, но и истории медицины. На самом верхнем уровне можно выделить такие направления^[1]:

1. Научное обоснование, опытно-конструкторская разработка, апробация и внедрение информационных систем для автоматизации деятельности структурных подразделений медицинских организаций, электронного медицинского документооборота, ведения баз данных, автоматизации учетно-отчетных задач.

2. Научное обоснование, опытно-конструкторская разработка, апробация и внедрение информационных систем для автоматизации управления системой здравоохранения на уровне города, области (края), республики.

3. Совершенствование аппаратно-технической базы компьютерной техники.

4. Научное обоснование, опытно-конструкторская разработка, апробация и внедрение систем поддержки принятия решений (автоматизированная, вычислительная диагностика) ^{[2, 3, 4]}.

В этом контексте отдельная совокупность научно-исследовательских работ была посвящена так называемой «дистанционной автоматизированной диагностике». Суть этого явления состояла в следующем.

Развитие компьютерной техники позволило начать создавать программное обеспечение для обработки и анализа биомедицинских данных. Одной из задач такого анализа было определение математической вероятности наличия того или иного заболевания у конкретного пациента. Для ввода данных из истории болезни в электронно-вычислительную машину (ЭВМ) создавались унифицированные формы. В 1960-1970-е гг. различными научными группами были разработаны алгоритмы и программы для диагностики самых разных патологических состояний. Отдельным направлением стал машинный анализ электрофизиологических данных – то есть автоматизированная расшифровка результатов электрокардиографии (ЭКГ) по стандартизированной шкале. Соответствующая научная деятельность велась в целом ряде крупных научно-клинических центров как в СССР, так и за рубежом ^{[5, 6, 7]}. Практическому внедрению разработок препятствовали технические сложности – в изучаемый период времени ЭВМ представляли собой сложнейшие аппаратно-программные комплексы, требовавшие для своего обслуживания значительный квалифицированный персонал. Безусловно, технически и экономически ЭВМ были недоступны для обычных больниц. Решением данной проблемы стала биотелеметрия – научное направление, изучающее способы дистанционного исследования биологических явлений и показателей, оценки функционального состояния биологического объекта путем обмена биомедицинскими данными посредством телекоммуникационных технологий ^[8]. Посредством телекоммуникаций (телетайпной, телефонной связи) данные из больницы можно было транслировать в крупный научно-клинический центр, на базе которого размещалась ЭВМ. Для ввода данных, как уже было сказано выше, использовались унифицированные формы, а также конструировались специальные передающие устройства. Биотелеметрический подход и позволил сформировать понятие «дистанционной автоматизированной диагностики».

Задача исследования: изучить процессы формального структурирования научных исследований в области дистанционной автоматизированной диагностики в СССР (1970-1990-е гг.).

Историография. История научных исследований и иных событий в области автоматизации и информатизации здравоохранения в СССР изучена и достаточно детально представлена в трудах Гаспаряна С.А., Пашкиной Е.С., Зарубиной Т.В., Кобринского Б.А., Хай Г.А. и проч. ^{[9, 10, 11, 12, 13]}. Однако, вопросы развития дистанционной автоматизированной диагностики этими же исследователями освещены крайне поверхностно, иногда даже противоречиво. Это явилось основанием для изучения нами истории научных исследований именно биотелеметрии в контексте масштабных комплексных научно-исследовательских работ по автоматизации и информатизации здравоохранения.

Источниковая база исследования образована совокупностью опубликованных (научных трудов, публицистических материалов) и неопубликованных документов, некоторые из которых впервые вводятся в научный оборот в данной статье. Использованы материалы, отложившиеся в Государственном архиве Российской Федерации (ГАРФ).

С 1979 по 1990 гг. в РСФСР выполнялась целевая комплексная программа научного и практического развития автоматизированных консультативных систем ^{[1, 4]}. Под эгидой программы были объединены как ранее выполняемые, так и новые научные исследования.

Понятие «автоматизированные консультативные системы» было достаточно широким, оно включало: машинный анализ результатов электрофизиологических и лабораторных диагностических исследований, формализованных историй болезни или медицинских опросников; диагностические таблицы, создаваемые на основе формализованных историй болезни или медицинских опросников и предназначенные для использования «вручную», на ЭВМ или даже программируемом калькуляторе. В одних случаях наличие биотелеметрического компонента в виде дистанционного ввода нужных данных в ЭВМ для машинного анализа не подразумевалось вовсе. В других – изначально дистанционные системы (прежде всего для ЭКГ диагностики) дополнялись технологиями автоматизированного анализа. Наконец, ряд исследователей сразу создавали свои системы для двух режимов работы: с непосредственным и дистанционным вводом данных в ЭВМ.

В конце 1970-х гг. была заявлена необходимость проведения межотраслевых научных исследований в сфере дистанционной автоматизированной диагностики. Предполагалось развивать пять видов «медицинских систем телеметрической обработки данных»: консультативной вычислительной диагностики (СКВД), автоматизации лабораторных исследований (САЛИ), постоянного интенсивного наблюдения (АСПИН), профилактических осмотров населения (АСПОН), наконец – системы автоматизации медико-биологических исследований (САМБИ). Концептуально разработку информационного обеспечения, требований к информационным системам предполагалось вести в научно-исследовательских институтах медико-биологического профиля; развивать технические аспекты, конструировать и осваивать аппаратную часть – в учреждениях министерства медицинской промышленности; вопросы передачи данных по каналам связи должно было решать министерство связи; унификации агрегатированных медицинских вычислительных комплексов обеспечить министерство приборостроения и средств автоматизации ^[2].

В 1979 г. по инициативе профессора Сурена Ашотовича Гаспаряна (1932-2005), руководителя Республиканского информационно-вычислительного центра (РИВЦ) Министерства здравоохранения РСФСР, началось выполнение Республиканской целевой программы «Разработка и внедрение автоматизированной системы дистанционной диагностики некоторых неотложных состояний».

Первая очередь программы должна была включать период 1979-1985 гг. Программными исследованиями определялись принципы построения, структура медико-информационного, математического, технического, организационного и правового обеспечения подобных систем, научно-исследовательские и проектные работы по созданию типовой тиражируемой системы на основе стандартных отечественных средств вычислительной техники. «Осуществлялось создание и внедрение типовых автоматизированных систем диагностики, прогнозирования и выбора лечебной тактики при неотложных состояниях для территориальных служб здравоохранения; при этом решался целый ряд клинических, организационных, социально-экономических задач» ^{[1, 13]}.

«Программа объединила 12 научно-исследовательских институтов, 3 вуза, 3 информационно-вычислительных центра, ее консультировали академик АМН СССР, профессор В.С. Савельев и руководитель раздела, член координационного совета, профессор Л.Г. Ерохина» (табл.) ^{[1, 13]}.

Для реализации программы был создан координационный совет под председательством С.А. Гаспаряна. «Кроме того, членами координационного совета республиканской целевой комплексной программы являлись В.А. Алексеев - к.м.н., доцент, заместитель начальника лечебно-профилактической помощи детям и матерям Минздрава РСФСР и С.М. Кулагин - к.м.н., начальник Главного управления лечебно-профилактической помощи Минздрава РСФСР» ^{[1, 13]}.

В рамках программы научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы были структурированы изначально по четырем направлениям, затем в 1980 г. были добавлены еще два (№5 и 6) ^[2]:

1. Автоматизированные консультативные системы для неотложных состояний в кардиологии.

2. Автоматизированные консультативные системы для неотложной абдоминальной хирургии.

3. Автоматизированные консультативные системы для неотложных состояний в неврологии (инсульт головного мозга).

4. Автоматизированные консультативные системы для неотложных состояний в нейрохирургии (черепно-мозговая травма).

5. Автоматизированная система управления медицинской помощью при угрожающих состояниях у детей.

6. Разработка типовых проектных решений по созданию автоматизированной консультативной системы диагностики, прогноза и выбора лечебной тактики при неотложных состояниях.

По каждому разделу программы был назначен ученый секретарь.

Важно отметить, что первоначально биотелеметрия была основным компонентом программы: «К концу 70-х годов средства вычислительной техники и разработки в области математических методов медицинской диагностики и прогнозирования создали условия для реализации практических диагностических систем, аккумулирующих в себе опыт клинической медицины. Технические средства позволяли придать таким системам дистанционный характер для возможности обращения медицинских учреждений за консультативной помощью в дистанционно-диагностические центры» ^[1].

Однако, спустя несколько лет произошло концептуальное изменение.

Первая очередь программы была прервана досрочно. В марте 1983 г. в Москве состоялось рабочее совещание проблемной комиссии по медицинской кибернетике и вычислительной технике на котором были принципиально пересмотрены и расширены научные задачи программы, состоялось её переименование: «Разработка и внедрение автоматизированных консультативных систем диагностики, прогноза и выбора лечебной тактики при неотложных состояниях». Новая концепция изменила акценты. Биотелеметрия стала лишь одним из компонентов, на первое место вышли вопросы машинного анализа разных видов биомедицинских данных, независимо от способа их ввода в ЭВМ (непосредственного или дистанционного). Расширился спектр решаемых задач: помимо диагностики добавились вопросы прогнозирования и формирования рекомендаций по оптимальной тактике ведения пациента. Был определен период выполнения второй очереди программы - 1983-1990 гг.; сформированы проблемно-тематические планы научных исследований учреждений, координационные планы работ до 1990 г. Новая версия программы рассмотрена и одобрена президиумом Учёного медицинского совета Министерства здравоохранения РСФСР в ноябре 1983 г. Дополнительно научные аспекты обновленной программы были обсуждены и уточнены в ноябре 1984 г. на Республиканской научно-практической конференции по медицинской кибернетике ^[4].

Причины столь значительного изменения мы видим в следующем.

1. Дублирование исследований по биотелеметрии электрокардиосигнала, прежде всего с проходившем в тоже время общегосударственным научным экспериментом по эксплуатации систем дистанционной передачи ЭКГ. Некоторые ключевые участники программы (Саратовский филиал Ленинградского НИИ кардиологии, МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского) были одновременно и ответственными исполнителями в эксперименте; это очевидно создавало конфликт интересов.

2. Проблема автоматизированного анализа биомедицинских данных – достаточно широка и многообразна. В конечном итоге, её успешное решение в отношении конкретных задач не зависит от того, каким способом данные попадают в компьютер: с клавиатуры, носителя данных или дистанционно – по телетайпу или телефону. Акцент на телеметрии объективно создавал искусственный барьер, ограничивая тематики исследований и резко сужая возможности их практического внедрения. В новой концепции основные усилия учёных должны были сосредотачиваться на математических и медико-информационных аспектах анализа, а не на передаче данных и сопутствующих (вовсе не научных!) проблемах телекоммуникационной инфраструктуры медицинских организаций.

3. Часть решений изначально создавались для непосредственного использования возле пациента (например, в машине скорой медицинской помощи или в палате интенсивной терапии) путем применения мини-ЭВМ или программируемых калькуляторов.

Таким образом, изменение концепции целевой программы обусловлено как научными и научно-организационными, так и социальными (конфликт интересов) причинами. Объективно, изменение мы считаем вполне резонным, хотя оно и несколько негативно сказалось на развитии именно биотелеметрии.

Далее охарактеризуем научные исследования, связанные с биотелеметрией, в рамках каждого направления целевой программы.

Отличительной чертой исследований, выполняемых в рамках целевой программы, было обязательное практическое внедрение всех разработок – математических моделей, алгоритмов, программно-аппаратных решений и т.д. «Система дистанционной вычислительной диагностики неотложных состояний работала на основе формализованных карт. Центры консультативной диагностики разворачивались при пунктах санитарной авиации областных, краевых и республиканских больниц. Их работа осуществлялась в круглосуточном режиме. По прямой телефонной связи пользователь диктовал номера признаков клинической стандартизированной карты, которые вводились дежурным медиком диагностического центра в ЭВМ и затем, приблизительно через 20-30 секунд, выдавался вероятный диагноз. Иногда предлагались признаки, которые надо было добрать (клинические или лабораторные) для более качественного разделения альтернативных (вероятных) диагнозов» ^[1].

Автоматизированные консультативные системы для неотложных состояний в кардиологии

Саратовский филиал Ленинградского НИИ кардиологии ^[4]. В 1981-1983 гг. исследования по проблематике Республиканской программы велись научной группой профессора Э.Ш. Халфена. Они были структурированы в виде НИР «Усовершенствование дистанционной кардиологической службы на базе автоматизации расшифровки ЭКГ и использование ДКЦ для выполнения при массовом обследовании лиц, угрожаемых по инфаркту миокарда» (НИР № гос. регистрации 81063586, ответственный исполнитель – Ю.Н. Шигин)^[2]. В интересах программы осуществлялась опытно-конструкторская разработка и последующая опытная эксплуатация автоматизированных систем анализа ЭКГ («Саратов-1» и «Саратов-2»). Работы велись в научном сотрудничестве с инженерами п/о «Волна» и ЦНИИИА. Аналоговые телефонные каналы создавали огромное число различных помех и шумов при биотелеметрии данных. Поэтому в НИР решались задачи фильтрации шумов и помех, идентификации и измерения зубцов кардиограммы, анализ ритма, формирование полноценного врачебно-кардиографического заключения. Созданы новые аппаратные решения, алгоритмы и программы, обеспечивающие помехоустойчивость биотелеметрии ЭКГ. Точность машинной расшифровки достигла 90-98%. Параллельно, в СГМИ исследования были оформлены в НИР №118 «Разработка и исследование методов автоматического анализа ЭКГ в системе дистанционного кардиологического центра» (ответственный исполнитель - М.Ф. Хорошенькова). Основной фокус этой работы сосредоточен на автоматизированном анализе ЭКГ на основе оригинальных авторских методик («с применением диагностического решения по контуру»), также – на создании «банка памяти сердечно-сосудистых заболеваний» (специального набора биомедицинских данных). Проведены клинические испытания, разработанных алгоритмов и программ; точность машинного анализа 448 ЭКГ составила 76,8-92%^[3]. В 1981-1982 гг. разработан комплект аппаратуры для синхронной трехканальной передачи ЭКГ по телефонному каналу связи, включавший оригинальный блок сопряжения приемного радиоустройства «Ягуар» с ЭВМ «Электроника 100/25». В последующие годы на основе этого комплекта создана система автоматизированного дистанционного кардиологического обследования населения («САДКО-2»). Система внедрена в деятельность дистанционного консультативного центра (указывалось, что это первый в СССР центр дистанционного автоматизированного анализа ЭКГ)^[4]. Отметим, что «исследования по изучению пригодных врачебных признаков для создания алгоритмов и программ автоматического диагностического заключения» в СГМИ продолжались до 1986 г. включительно^[5]. Научные исследования профессора Э.Ш. Халфена в области биотелеметрии ЭКГ подробно изучены нами ранее ^[14]

Научно-образовательные и медицинские организации г. Горький. С 1968 на 7 кафедрах Горьковского медицинского института им. С.М. Кирова велись научно-исследовательские работы по медицинской кибернетике. Из них две имели в составе биотелеметрический компонент: кафедра факультетской терапии педиатрического факультета (зав. А.П. Матусова) и терапии усовершенствования врачей и санитарно-гигиенического факультета (зав. Е.П. Камышева). Соответствующие НИР велись в сотрудничестве с НИИ прикладной математики и кибернетики Горьковского государственного университета им. НИ Лобачевского, НИИ прикладной физики АН СССР, Вычислительным центром Горьковской железной дороги ^{[15, 16, 17]}. Работы учёных из Горького были включены в Республиканскую целевую программу.

Профессором Горьковского медицинского института Евгенией Павловной Камышевой научно обоснована и внедрена модель скрининга и диспансеризации лиц с сердечно-сосудистой патологией, включавшая программы для автоматизированного выбора контингента лиц для углубленного обследования, телеметрическую трансляцию ЭКГ и ее автоматизированный анализ. На так называемом «втором доврачебном» уровне модель предполагала регистрацию ЭКГ с передачей ее по телефону «в ЭВМ клиники через кардиофонную систему «Салют». Заключение передавал врач или осуществлялась кодировка ЭКГ оператором непосредственного вычислительного центра с последующим ее автоматизированным анализом и выдачей заключения. Предложенная концепция «вычислительной теледиагностики» была успешно использована у почти 1700 обследованных с диагностической точностью 70-85%. Соответствующая сеть автоматизированной дистанционной диагностики функционировала в г. Горький и г. Саранск, охватывая 60 медицинских организаций ^[16]. Использование биотелеметрии в совокупности с машинным анализом данных обеспечило оптимизацию массовых профилактических (скрининговых) исследований, рост выявляемости сердечно-сосудистых заболеваний и экономию финансовых средств ^[4].

Доктор технических наук, профессор Юрий Исаакович Неймарк активно сотрудничал с кафедрой внутренних болезней №2 лечебного факультета Горьковского государственного медицинского института, которую возглавляла доктор медицинских наук, профессор Александры Петровны Матусовой. Впрочем, это научное сотрудничество длилось уже достаточно давно. Еще с 1962 г. группа врачей и инженеров под руководством указанных учёных вела научно-исследовательские работы по проблемам автоматизации в кардиологии ^[17]. Научной группой были разработаны и внедрены методы автоматизированной диагностики различных заболеваний сердечно-сосудистой системы на основе авторских алгоритмов распознавания и анализа медицинской информации, способы математического прогнозирования исходов, методика автоматизированного доврачебного скрининга и т.д. В результате огромной теоретической и экспериментальной работы удалось создать новые методы обработки исходных данных и дополняющие друг друга подходы к решению вопросов отбора признаков и построения решающих правил классификации, сконструировать алгоритмы распознавания, отбора и формирования признаков, а также указать полные системы машинных признаков медицинских кривых, в частности, кардиограмм. С помощью разработанных методов был успешно решен ряд конкретных задач медицинской диагностики, прогнозирования и выбора метода лечения. Полученные результаты в этой области опубликованы в монографии «Распознавание образов и медицинская диагностика», которая вышла из печати в 1972 году под редакцией Ю.И. Неймарка. В середине 1970-х гг., по инициативе А.П. Матусовой, на базе кафедры внутренних болезней Горьковского государственного медицинского института и городской больницы №38 был открыт кардиологический дистанционно-диагностический центр с приемом информации из лечебных учреждений города. Примерно за 10 лет активной работы этим центром проведено порядка 31000 дистанционных консультаций. На основе накопленного опыта была разработана особая модель применения дистанционной ЭКГ диагностики на амбулаторном этапе, определены методика и особенности развертывания дистанционных диагностических центров на базе поликлинических учреждений. К 1986 г. два центра проводили прием ЭКГ и клинических данных из 15 поликлиник и медико-санитарных частей г. Горький. Примечательно, что был осуществлен научный анализ диагностических ошибок, определена ведущая роль теле-ЭКГ для их профилактики. Для унификации передачи данных были разработаны специальные кодировочные схемы, обеспечивающие формализацию описания клинического случая по 29-33 кодируемым признакам, далее «разработаны три линейные формулы, с помощью которых на основе закодированной клинической информации в ДЦ [диагностическом центр – прим. авт.] проводится математическая диагностика основных форм ишемической болезни сердца». В период 1977-1987 гг. по данной методике автоматизированной диагностики проведено 13950 дистанционных консультаций. Однако, описанная схема работы не была достаточно эффективной из-за обязательного врачебного осмотра удаленно консультируемого пациента. То есть фельдшеры и медицинские сестры не могли направлять больных на дистанционные консультации, а потребность именно в таких услугах была очень высока. Поэтому через несколько лет схемы были заменены научно обоснованной «единой программой диагностики торакального болевого синдрома», в основу которой был положен опросник пациента (всего 19-27 признаков). Благодаря этому нововведению «клинические дистанционные консультации… становятся доступными любому фельдшерскому медпункту. Укорачивается время, затраченное на дистанционную консультацию» (среднее время «не превышает 15 минут»). Интересный факт: авторы проводят простейший экономический расчет и утверждают, что стоимость одной дистанционной ЭКГ консультации составляет «1 рубль 70 копеек». В течение 15 лет научную тему дистанционной ЭКГ диагностики активно развивали ученики проф. Матусовой – Н.Н. Боровков, Л.М. Великовская и М.С. Бубель. Их научно-практические работы были отмечены наградами ВДНХ. Накопленный опыт работы был обобщен в ряде статей и методических рекомендациях ^{[17, 18]}.

Московский областной научно-исследовательский клинический институт имени М. Ф. Владимирского (МОНИКИ). В изучаемый период времени МОНИКИ – головное учреждение по научным и практическим вопросам информатизации здравоохранения Московской области, которое «координирует организацию и работу информационно-поисковых, телеметрических, полуавтоматизированных и автоматизированных систем, внедряемых в медицинскую науку и здравоохранение Московской области» ^[30]. Научно-практическая деятельность по развитию дистанционной, в том числе, автоматизированной, ЭКГ-диагностики велась с начала 1970-х гг. под руководством профессора Тамары Сергеевны Виноградовой - организатора и руководителя службы функциональной диагностики института^[6]. Вначале проводилось создание областной сети дистанционной ЭКГ-диагностики, предполагавшей только взаимодействие «человек-человек». Затем, на основе 5-летнего опыта практической телеметрической ЭКГ-диагностики, учитывая «опыт общения врачей и инженеров в процессе пуска, наладки и эксплуатации систем» научно обоснованы основные принципы структуры для полуавтоматизированных и автоматизированных медико-биологических систем. Следующим шагом была научно обоснована и внедрена достаточно оригинальная концепция иерархической телеметрической сети, включающей главный и совокупность промежуточных дистанционных диагностических центров. Такой подход позволял перераспределить обращения за дистанционными консультациями, более рационально использовать ресурсы, тем не менее обеспечивая высокий уровень доступности медицинской помощи. При этом формат «человек-человек» дополнялся автоматизированным анализом биотелеметрических данных. ЭВМ располагалась в главном центре, а также в некоторых промежуточных «для которых приемлемы экономические и технические условия эксплуатации сложного оборудования» ^{[19, 20, 21, 22]}.

В контексте Республиканской целевой программы в МОНИКИ осуществлялся научный поиск методики сравнения различных систем автоматизированного анализа ЭКГ, выполнялась оценка медико-социальной и экономической эффективности автоматизации, унификация языка машинных заключений, развивалась модель массовых профилактических осмотров и диспансеризации с применением биотелеметрии и автоматизированного анализа. К 1982 г. сеть дистанционной и автоматизированной диагностики в Московской области охватывала 19 дистанционных диагностических центров и 203 пункта передачи данных; использовались три вида оборудования. В этой деятельности отделение функциональной диагностики^[7] взаимодействовало с лабораторией автоматизации МОНИКИ, которую в изучаемый период возглавлял Л.В. Коряков ^{[4, 19, 20, 21, 22]}.

Собственно, внедрение автоматизированного анализа биотелеметрических данных началось с комплексных испытаний советско-венгерской системы «САС-1» ^[23]; при этом научной группой МОНИКИ были разработаны медико-информационное и организационное обеспечение таких испытаний, а также выполнены передовые для своего времени научные разработки по стандартизации баз данных ЭКГ и по созданию методик медико-технических и клинических испытаний систем автоматизированной диагностики.

Кратко укажем: советско-венгерская разработка «САС-1» - автоматизированная многоканальная система для передачи и анализа ЭКГ на базе малой ЭВМ ЕС 1010, появившаяся в начале 1980-х гг. Разработчики: Института проблем передачи информации (СССР), НИИ связи (Венгрия). Есть сведения об апробации данной системы на 400 пациентах и применении в 16 больницах в Венгрии ^{[24, 25]}.

С точки зрения формального структурирования научной деятельности, надо отметить, что работы в МОНИКИ велись не только в рамках Целевой республиканской программы, но и координировались с исполнителями темы 2.2.9. «Разработка и совершенствование методов автоматического анализа электрокардиосигналов на базе вычислительных машин» плана научно-технического сотрудничества стран-членов СЭВ». Пожалуй, именно этим и объясняется столь комплексный и тщательный подход к изучению, оценке качества и применению именно системы «САС-1» ^[25]. Научные исследования автоматизированной диагностики в МОНИКИ характеризуются комплексностью, инновационностью и акцентом именно на биотелеметрический способ ввода данных в компьютер.

Автоматизированные консультативные системы для неотложной абдоминальной хирургии

Городская больница №3 г. Ленинграда ^[4]. В рамках целевой программы с 1980 г. велась научная разработка экспертных систем «ДИАНА» консультативной дистанционной дифференциальной диагностики острых хирургических заболеваний органов брюшной полости (на основе ЭВМ «Искра-226»). Внедрение результатов осуществлено путем создания круглосуточного автоматизированного дистанционного консультативного центра для врачей догоспитального звена на базе одной из городских подстанций скорой медицинской помощи. Центр функционировал в период 1982-1985 гг. Научная оценка качества самими разработчиками системы на основе около 200 клинических случаев: точность машинной диагностики колебалась от 76 (основной диагноз) до 92% (определения класса заболевания), рекомендации по тактике ведения всегда «признаны оптимальными».

Ярославский медицинский институт (ЯрМИ). В 1970-е гг. ЯрМИ вел активное научное сотрудничество с Институтом хирургии им. А.В. Вишневского АМН СССР, в результате которого была сконструирована и внедрена система дистанционной автоматизированной диагностики острых заболеваний органов брюшной полости ^[5]. На рубеже десятилетий на кафедре общей хирургии указанного вуза продолжались уже, преимущественно, самостоятельные научные исследования в сфере автоматизированного, в том числе дистанционного, анализа биомедицинских данных.

Общее научное и научно-организационное руководство этой работой осуществлял заведующий кафедрой М.П. Вилянский; А.А. Чумаков исследовал автоматизированную поддержку принятия врачебных решений в хирургии ^[26]. Далее к этой работе подключился аспирант Александр Николаевич Хорев (р.1948). Он вел многолетнюю научную работу «Острые желудочно-кишечные кровотечения», результаты которой были отражены в кандидатской, а затем и в докторской диссертациях под научным руководством М.П. Вилянского (в 1980 и 1992 гг. соответственно). Отдельным компонентом этой исследовательской работы было создание кибернетической системы консультативной поддержки лечащего врача на всех этапах оказания помощи больным с острым желудочно-кишечным кровотечением, осуществленное в конце 1970-х – начале 1980-х гг. Это была комплексная информационная система, созданная на основе «различных кибернетических принципов» и включавшая как анализ биомедицинских данных, так и функционал учёта, ведения документации и т.д. В контексте нашего исследования важно отметить, что система состояла из пяти алгоритмов, первый из которых «предназначен для диагностики, в том числе и дистанционной, причин ОГДК, тяжести кровопотери и определения ориентировочной тактики лечения. Этот алгоритм предполагалось применять в ситуациях, когда доступ к адекватным диагностическим службам был ограничен (например, в условиях сельского здравоохранения, при оказании скорой медицинской помощи). Систему успешно апробировали в процессе лечения 470 пациентов; точность автоматизированной, в том числе дистанционной диагностики составляла 91,8 - 98,8%. После этого на базе хирургической клиники ЯрМИ был организован уже круглосуточный «центр консультативной дистанционной диагностики». В центре использовалась ЭВМ «Наири-К» с авторскими программами. По результатам машинной диагностики определялись показания к выезду специализированной бригады непосредственно по месту нахождения пациента для выполнения хирургической операции. Осуществлялась дистанционная автоматизированная диагностика острых заболеваний органов брюшной полости, кровотечений, послеоперационных внутрибрюшных осложнений у взрослых и детей ^{[4, 26]}.

Примечательно, что система была проста в эксплуатации и обслуживалась средним медицинским персоналом. Сеть дистанционной «вычислительной диагностики» включала медицинские организации в городской и сельской местности, объединенные телефонными (телетайпными) линиями. Общее количество успешных дистанционных автоматизированных консультаций составило 874, из которых 122 выполнены для пациентов из сельских больниц. Разработчики планировали дополнительно оснастить сеть телетайпами, а также - предлагали внедрить аналогичные сети в отдаленных районах страны (в том числе, вдоль трассы строительства БАМ) ^{[41, 42, 43]}. Как следует из документации докторской диссертации А.Н. Хорева, модуль кибернетической системы - автоматизированное рабочее место «Дистанционная диагностика ОЖКК» - был внедрен в Алтайском крае, Кемеровской, Омской, Новосибирской, Сахалинской областях, в Приморском крае. «Эксплуатация системы в ряде регионов страны показала ее полезность и перспективность, значительный экономический эффект» ^{[4, 26]}. Дальнейшее использование системы, разработанной Вилянским, Чумаковым и Хоревым, носило уже сугубо практический характер, продолжения научных исследований по этой тематике не было.

С точки зрения развития научной проблематики и формального структурирования представляет определенный интерес направление №6 «Разработка типовых проектных решений по созданию автоматизированной консультативной системы диагностики, прогноза и выбора лечебной тактики при неотложных состояниях». Головное учреждение по этому разделу целевой программы – ИВЦ Приморского крайздравотдела – вело разработки в сфере автоматизации диагностики с середины 1970-х гг. ^[4]. С 1977 г. началось выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по задачам целевой программы. Практическим их результатом стало появление активно и стабильно работающего дистанционного диагностического центра, проводившего дистанционные консультации пациентов из сельских, центральных районных, городских больниц края, из судовых лазаретов, а также из лечебно-профилактических учреждений Хабаровского края и Сахалина (в частности, в 1982 г. выполнено 1800 телеконсультаций). К 1981 г. были созданы технические задания по 1-4 направлениям программы. На их основе ИВЦ Приморского крайздравотдела приступил к проектированию типовых техно-рабочих проектов на автоматизированную систему (в первую очередь – для консультативной поддержки при острых хирургических заболеваниях органов брюшной полости). Параллельно, в ИВЦ велась опытно-конструкторская разработка «медицинского терминала, предназначенного для сбора, накопления, отображения и передачи медико-физиологической и клинической информации в цифровом виде по телефонному каналу связи». В лабораторных условиях был создан опытный образец, оформлено медико-техническое требование ^[4].

Остальные направления создания автоматизированных консультативных систем для неотложных состояний в неврологии (инсульт головного мозга), нейрохирургии (черепно-мозговая травма), для управления медицинской помощью при угрожающих состояниях у детей практически не включали биотелеметрический компонент. В основном они базировались на табличных методах или локально эксплуатируемых информационных системах ^{[4, 27, 28]}.

Обобщенные результаты целевой научной программы были достаточно впечатляющими. Процитируем её инициатора и руководителя профессора С.А. Гаспаряна ^[1]: «Анализ результатов 39 тысяч консультаций в процессе 2-летней работы трех консультативных центров показал, что общий уровень качества диагностики врачей сельских и районных больниц составляет 63%. При обращении за консультацией в центр вычислительной консультативной диагностики точность поднимается до 86%, при повторном обращении с выдачей дополнительных данных для ЭВМ - до 96%. Таким образом, было повышено качество ранней диагностики при угрожающих состояниях на догоспитальном этапе и в стационарах без увеличения ресурсов экстренной помощи. Это способствовало снижению более чем на 15% летальности в детских стационарах Ленинграда за период с 1976 по 1982 гг. и некоторому снижению смертности детей до года. Повысилась также достоверность статистической информации об угрожающих состояниях и их исходах, а также удалось получить данные о дефектах в работе медицинских служб, приведших к возникновению угрожающих состояний. Разработанная система дистанционной вычислительной диагностики неотложных состояний была внедрена более чем на 40 территориях РСФСР, в том числе использовалась Дальневосточным рыболовецким флотом. Система решала важную народно-хозяйственную проблему улучшения качества диагностики при неотложных состояниях в условиях сельской местности, в отдаленных районах и на судах, находящихся в плавании».

Были намечены пути дальнейшего развития, прежде всего практического: в перспективе «увязать автоматизированную системы дистанционной диагностики с АСУ территориального уровня, предусмотрев в перспективе многоуровневую диагностическую технологическую систему с выходом на стационары и поликлиники повсеместно» ^[4].

Вместе с тем, масштабирование научных достижений фактически не состоялось. В основном, применение автоматизированных консультативных систем (как с, так и без биотелеметрического компонента) осталось ограничено стенами учреждений-разработчиков. Причины этого частично были отмечены еще современниками ^[15], частично выявлены нами при систематизации в условиях исторической перспективы:

1. Понятийная, психологическая, информационная «дистанция» между специалистами в сфере автоматизации здравоохранения и специалистами практической медицины. Развитие информатизации в медицине обычно шло неравномерно. Отдельные энтузиасты – руководители таких же отдельных медицинских организаций – добивались значительных, но дискретных успехов. Основная же часть работников практического здравоохранения оставалась к ним безучастна. Фактически, указанная «дистанция» начала исчезать лишь после 2000 г., а в изучаемый период времени она была весьма выражена. Основная масса практикующих врачей и, что особенно печально, руководителей здравоохранения, не понимали и не воспринимали автоматизацию.

2. Из сказанного следовала следующая причина – оснащенность медицинских организаций требуемыми средствами телекоммуникаций и компьютерной техники была низкой. С одной стороны, эксплуатация соответствующих технологий была, в описываемый период времени, достаточно сложной и требовала дополнительных значительных ресурсов. С другой стороны, даже имея достаточное материально-техническое и кадровое обеспечение далеко не все руководители здравоохранения понимали значение автоматизации в целом, а диагностики – в частности.

3. Учёные-создатели систем автоматизированной диагностики чётко указывали еще одну проблему - отсутствие стандартизации делало широкое внедрение разработок практически невозможным или крайне длительным и затратным. Вот как формулировалась эта проблема в 1978 г.: «разработка телеметрических систем для здравоохранения должна предусматривать стыковку их с другими системами и подсистемами, создаваемыми в рамках АСУ здравоохранения соответствующего уровня. Переходные узлы для такой стыковки не стандартизированы. Для каждой стыковки они должны конструироваться и изготавливаться по отдельным проектам. Эти задачи представляю наибольшие трудности <…>» ^[25].

4. Медицинская проблема – на взирая на энтузиазм и самоуверенность своих создателей, диагностическая ценность многих систем автоматизированной диагностики оставалась сомнительной. Единых принципов оценки точности еще не существовало (они только начинали формироваться в отдельных научных работах как в СССР, так и за рубежом). Следовательно, для абсолютного большинства врачей автоматизированные системы были «черным ящиком», которому почему-то доверено поставить диагноз. Отсутствие качественных научных доказательств резко сдерживало распространение разработок, в том числе негативно влияло на руководителей здравоохранения, принимавших решение о развитии инфраструктуры. Более того, в середине 1980-х гг. и в глобальной перспективе началась так называемая «зима искусственного интеллекта» - тотальный спад научного интереса и объема инвестиций в системы автоматизированного анализа данных, в том числе, в сфере биомедицины. Причиной такого спада стало сильное разочарование: точность и качество машинных решений оказались минимальными, часто неудовлетворяющими потребности конкретного пользователя (причем, не разработчика системы, а именно рядового пользователя) ^[29].

5. Всё же ключевую причину мы видим в отсутствии государственной поддержки выпуска новых образцов медицинской и компьютерной техники. С.А. Гаспарян утверждал: «В ближайшие годы необходимо на базе серийно выпускаемой аппаратуры, либо путем собственных разработок, создать устройства дистанционного сбора информации, предназначенные для стыковки с автоматизированными системами обработки информации» ^[5]. Однако, этот тезис реализовался только в отношении оборудования для дистанционной ЭКГ-диагностики и соответствующих консультаций в формате «человек-человек». Оборудование и системы для автоматизированного анализа в серийное производство системно не поступили. Основная причина этого - политические и социально-экономические процессы второй половины 1980-х гг., завершившиеся распадом СССР в 1991 г.

Таким образом, в 1970-х - первой половине 1980-х гг. особым направлением научных исследований стала вычислительная (автоматизированная) дистанционная диагностика, представляющая собой сочетание биотелеметрической трансляции биомедицинских данных и их компьютерного анализа для интерпретации, диагностики и прогнозирования.

Исследования в этой сфере велись многочисленными научными группами и коллективами. Были созданы оригинальные математические модели, способы унифицированного сбора и алгоритмы анализа данных, аппаратно-программные комплексы. Внедрение результатов научных исследований происходило, в основном, путем создания консультативных центров автоматизированной дистанционной диагностики, решавших задачи практического здравоохранения. По материалам практической работы, в свою очередь, проводились научные исследования качества и надежности аппаратно-программных и программных решений.

Институционализация соответствующих научных исследований достигла высокого уровня. За счет государственного и административного ресурса было обеспечено системное проведение исследований – с 1979 г. в РСФСР началась Республиканская целевая программа «Разработка и внедрение автоматизированной системы дистанционной диагностики некоторых неотложных состояний». Однако, к середине 1980-х гг. в силу ряда причин (инфраструктурных, информационно-психологических и социально-экономических) биотелеметрический компонент потерял свою актуальность и практически полностью исчез из научных тематик. Исследования в сфере автоматизированного анализа данных и собственно биотелеметрии разделились на два обособленных направления.

Мы не фокусируемся на истории научных исследований в сфере автоматизированного анализа данных, однако касательно развития именно биотелеметрии утверждаем, что Республиканскую целевую программу следует считать неуспешной. Отдельные научные группы проявляли колоссальный энтузиазм, однако качественных переходов и системных изменений не произошло. Разительно отличается своей эффективностью и значимостью крупный общегосударственный научный проект в сфере биотелеметрии, осуществлявшийся практически параллельно – «Эксперимент по эксплуатации систем дистанционной передачи ЭКГ» ^[14]. На основе научных результатов этого исследования была официально внедрена новая модель организации медицинской помощи, обусловившая значительные социальные изменения. Детально эксперимент и его последствия будут изучены нами в дальнейшем.

Таблица. Участники Республиканской целевой программы РСФСР по разработке и внедрению автоматизированных консультативных систем (1979-1990 гг.)

^[1] ГАРФ Ф.А482. Оп.59. Д.63. Л. 46.

^[2] ГАРФ Ф. А482. Оп. 56. Д.5056. Л.22-23, 123-126.

^[3] ГАРФ Ф.А482. Оп.56. Д.4740. Л. 5-6, 13-16.

^[4] ГАРФ Ф.А482. Оп.56. Д.4740. Л.7, Л.18-24.

^[5] ГАРФ Ф. А482. Оп. 56. Д.4783. Л.11.

^[6] ГАРФ Ф. Р-9506. Оп.77. Д. 327. Л.1, 2, 7-8, 12-23, 44.

^[7] Отделение клинической функциональной диагностики МОНИКИ.-http://www.monikiweb.ru/node/122.