Computertechnologien in der Medizin: Geschichte der Kommunikation, Wert und Perspektiven. Teil I.

Es ist kein Geheimnis, dass die Computertechnologie fast alle Aspekte der modernen Gesellschaft durchdrungen hat: Politik, Verteidigung, Unterhaltung, Bildung und vieles mehr. Die Medizin war keine Ausnahme. Nun, das ist kein Geheimnis, aber vor 60 Jahren schien alles wie Science-Fiction.

Heute werden wir auf die Vergangenheit, Gegenwart und zukünftige Partnerschaft dieser so unterschiedlichen Branchen, Medizin und Computertechnologie eingehen. Wir werden herausfinden, welche revolutionären Entdeckungen gemacht wurden, welche Nachteile und Gefahren diese Partnerschaft birgt und was uns die Zukunft der Medizin erwartet.

Der Einsatz von Computertechnologie in der Medizin

Derzeit sind Computer in vielen Bereichen der Medizin weit verbreitet. Beginnend mit CPOE (Computerized Physician Order Entry) - einem computergestützten System zur Verschreibung eines Arztes (Verschreibung von Tests und / oder Medikamenten), das mit Roboterpraktikanten endet, die Chirurgen bei Operationen helfen. Außerdem spielen Computer eine wichtige Rolle in der Arbeit von Kliniken im Allgemeinen und helfen bei der Planung und Durchführung verschiedener Verwaltungsaufgaben, der Verfolgung von Finanzen, der Durchführung von Inventuren usw.



Das Internet spielte keine untergeordnete Rolle. Dank ihm ist eine neue Richtung in der medizinischen Diagnostik eingeschlagen - die Teleradiologie (mit anderen Worten die Übertragung von Bildern und medizinischen Daten durch das World Wide Web). Diese Innovation ermöglichte es, die Daten des Patienten zu analysieren und Entscheidungen bezüglich seiner Behandlung zu treffen, während er nicht bei ihm war, wodurch wertvolle Zeit gespart wurde. Ärzte hatten auch die Möglichkeit, sich schnell mit ihren Kollegen aus der ganzen Welt zu beraten. Patienten steht auch eine riesige Datenbank mit medizinischem Wissen zur Verfügung, die im Internet gespeichert ist. Sie haben die Möglichkeit, sich mit ihrer Krankheit vertraut zu machen, Symptome zu erkennen, die erforderlichen Informationen über den Arzt und / oder die Klinik, über Medikamente usw. zu erhalten. In Bezug auf die Nutzung des Internets durch den Patienten gibt es einige Kontroversen. Tatsache ist, dass es für sich selbst äußerst gefährlich ist, dem Patienten selbst zu vertrauen, um eine Diagnose zu stellen und eine Behandlung zu verschreiben. Wenn der Patient hingegen die Verwendung von Informationen aus dem Internet mit einem Besuch bei einem echten Arzt kombiniert, kann dies die Qualität seiner Behandlung verbessern.



Und der vielleicht ungewöhnlichste Einsatz von Computertechnologie in der Medizin sind Videospiele. Sie werden verwendet, um Chirurgen auszubilden, die anschließend laparoskopische Operationen durchführen (wenn im Bereich der Operation kleine Schnitte gemacht werden, um die Operation im Inneren durchzuführen, anstelle einer großen Inzision und einer „offenen“ Operation). Eine Studie aus dem Jahr 2004 zeigte, dass Chirurgen, die etwa 3 Stunden pro Woche Videospiele spielen, bei solchen Operationen 37% weniger Fehler machen.

Chronologische Skala des Verhältnisses von Computertechnologie und Medizin (1954-2006)

Jahr	Ereignis	Beschreibung
1954	Computergestützter Zytogenanalysator	Ein elektronisches optisches Gerät zum Screening von Zellen, bei denen der Verdacht auf Malignität besteht.
1960	"Gehirne"	Der IBM 650 mit dem Namen Brains ist ein Scan von Krankenakten auf subtile Anomalien.
1960	Computer-Patientenumfrage	Computergestützte Anamnese
1961	Administrative und steuerliche Funktionen	Implementierung von Computern für administrative und steuerliche Funktionen
1962	Elektrokardiogramm-Analyse	Elektrische Impulse vom Herzen wurden über das Telefon an einen zentralen Computer übertragen, der die Kurve erstellte und analysierte.
1963	Das erste Entscheidungsunterstützungssystem	Ein computergestützter Ansatz für die Rehabilitation wurde eingeführt. Beispielsweise wurde ein Computer verwendet, um die optimale Tragezeit für Gips während der Operation zu bestimmen.
1964	Ibm-System / 360	S / 360-Computer kommen heraus
1964	DEC PDP-8	Präsentation des PDP-8 Mini-Computers
1964	MEDLARS	MEDLARS ist ein computergestütztes Datenbanksystem zum Indizieren und Abrufen von medizinischen Zitaten aus der National Library of Medicine (NLM).
1965	Die Idee von EMR	Entwicklung der Idee elektronischer Patientenakten
1966	MUMPS (Multiprogrammiersystem des Massachusetts General Hospital Utility)	Das Multiprogrammsystem (MUMPS) des Massachusetts General Hospital Hospital - auch "M" genannt - war eine Programmiersprache für die Gesundheitsbranche.
1968	IMIA	Die International Medical Informatics Association (IMIA) wurde in Frankreich gegründet.
1970	Computerisierung der Labordatenverarbeitung	Verwendung von Computern für Laborberechnungen, z. B. zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Fruchtwasser.
1971	Computergestützte Datensatzverarbeitung	IBM System / 3 Model 6 wurde zur Verarbeitung der Ergebnisse der Patientenanalyse verwendet
1971	Costar	MUMPS Ambulatory Patient Recording Database
1971	MEDLINE	MEDLINE ging online
1972	MYCIN	MYCIN ist ein interaktives Expertensystem zur Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten. Entwickelt an der Stanford Medical School basierend auf dem DEC PDP-10.
1972	Hilfe	Die Gesundheitsbewertung durch logische Prozesse (HELP) wurde am LDS Hospital entwickelt
1974	Computertomographie	Ein Computertomographiescanner wurde 1972 von Hounsfield und Cormac erfunden (nur für den Kopf). 1976 - für den ganzen Körper.
1974	Computergesteuertes Gammamesser	Implementierung des ersten Computerprogramms zur Trainingsdosisplanung für ein Gammamesser (eine Methode zur radiochirurgischen Entfernung von Hirntumoren).
1974	Internist-1	Computerdiagnosesystem an der Universität von Pittsburgh entwickelt.
1977	Medizinische Informatik	Der Begriff "medizinische Informatik" ist definiert
1978	Fileman	Eine Reihe von in MUMPS geschriebenen Dienstprogrammen, die Metadatenfunktionen implementieren
1981	Ibm pc	Personal Computer von IBM wurde veröffentlicht
1983	Netzwerke	Vernetzung der öffentlichen Vertretung
1984	ACMI (American College of Medical Informatics)	Das American College of Medical Informatics (ACMI) wurde gegründet.
1987	Hl7	Gesundheitsstufe Sieben, Inc. (HL7) wurde als Standard für den Austausch klinischer Daten gegründet.
1988	MUMPS und IBM	MUMPS wird zu einer von IBM unterstützten Sprache
1989	WWW (World Wide Web)	Die Erfindung des World Wide Web
1992	Windows 3.1	Windows 3.1 Release
1996	Palm Pilot	Palm Pilot (Pocket PC) Edition
1996	HIPAA (Gesetz über die Portabilität und Rechenschaftspflicht von Krankenversicherungen)	Der Kongress verabschiedete das Gesetz über die Portabilität und Rechenschaftspflicht von Krankenversicherungen.
1999	Chirurgisches System da Vinci	Dieses chirurgische Robotersystem wurde von Intuitive Surgical entwickelt. Der Prototyp wurde bereits Ende der 1980er Jahre am Stanford Research Institute im Auftrag der US-Armee eingeführt.
2000	Bildübertragung	Die Kliniken begannen, elektronische Kopien von Diagnosebildern (Röntgenbilder, MRT-Bilder) zu übertragen.
2001	Weit verbreiteter PDA	In den frühen 2000er Jahren nutzten Angehörige der Gesundheitsberufe Handheld-Geräte in großem Umfang, um Aufgaben wie den Zugang zu medizinischer Literatur und elektronischem Arzneibuch auszuführen.
2003	Virtuelle Koloskopie	Die virtuelle Koloskopie verwendet eine Kombination aus CT-Scan-Technologie und Computergrafik.
2004	WCG	IBM startete dieses Projekt, um nach genetischen Markern für verschiedene Krankheiten zu suchen.
2004	Mehrpunkt-CT-Scanner	Diese neue Herz-Scan-Technologie kann Angiogramme weitgehend ersetzen.
2004	Dekret Nr. 13335	Präsident Bush erließ dieses Dekret mit dem Titel „Anreize für den Einsatz medizinischer Informationstechnologie“.
2005	Penelope	Eingeführt in die Welt der Roboterpraktikanten
2006	Microsoft kauft Azyxxi	Microsoft hat klinisch-medizinische Software gekauft, mit der verschiedene Arten von Patientendaten abgerufen und angezeigt werden können.

Elektronische Patientenakten (EMR)

Bereits 1960 veröffentlichte die New York Times einen Artikel, in dem ein Arzt der Tulane University eine interessante Idee zum Thema "Krankenakten auf Band oder auf eine andere computergeeignete Weise, die die schriftlichen Unterlagen von Patienten vollständig ersetzen kann" zum Ausdruck brachte. 1967 erwähnte ein anderer Artikel die folgende Vision der Zukunft: "Jeder Mann, jede Frau oder jedes Kind kann alle seine medizinischen Daten elektronisch in Washingtons riesigem Speichersystem aufzeichnen lassen." Es begannen Diskussionen über die Vorteile eines solchen Systems. Wenn zum Beispiel eine Person einen Herzinfarkt hatte und sich in einer anderen Stadt befindet. Der Artikel antwortete: "Es wird für den ernannten Arzt ausreichen, Washington anzurufen, und nach Sekunden werden alle Daten dieses Patienten vor ihm liegen." Jetzt, nach mehr als einem halben Jahrhundert, sehen wir, wie solche Systeme Realität geworden sind und sich in verschiedenen medizinischen Einrichtungen auf der ganzen Welt verbreitet haben.



Neben dem Vorteil des Remote-Datenzugriffs bietet EMR auch andere, auf die wir später noch eingehen werden. Aufgrund dieser Vorteile und der Tatsache, dass die Idee der elektronischen Aufzeichnung seit vielen Jahrzehnten besteht, würde man denken, dass EMR absolut überall verwendet wird. Dies ist jedoch nicht ganz richtig. In den USA wird EMR beispielsweise nur in 17% der Kliniken eingesetzt.

EMR-Geschichte

In den späten 1960er Jahren wurde eine Programmiersprache namens MUMPS (Massachusetts General Hospital Utility Multi-Programming System) für den Einsatz in Gesundheitssystemen entwickelt. Es wurde erst in den 1970er Jahren weit verbreitet, als es zur Erstellung vieler klinischer Programme verwendet wurde. Bis heute arbeiten viele alte Systeme mit Software, die auf MUMPS basiert. Trotz seiner anfänglich medizinischen Ausrichtung wird MUMPS häufig in anderen Branchen eingesetzt, in denen eine große Anzahl gleichzeitiger Verbindungen zur Datenbank erforderlich ist (Banken, Börsen, Reisebüros).


1978 entwickelten Joseph (Ted) O'Neill und Marty Johnson und sein Team Fileman unter Verwendung der MUMPS-Sprache. Fileman war eine Reihe allgemeiner Verfahren, die speziell für Benutzer vereinfacht wurden, die MUMPS und die Programmierung im Allgemeinen nicht verstanden. Von den späten 1970ern bis zu den frühen 80ern wurden viele Dienstprogramme auf der Basis von Fileman entwickelt. Das US-Veteranenministerium begann später, Fileman als offizielles medizinisches Programm zu verwenden.

1981 gründete Mickey Singer in Florida eine Softwarefirma namens Personalized Programming Inc., die zu einer der vielen Firmen wurde, die Medical Manager Inc. gründeten. Es versorgte Kliniken und Privatpraktiker mit Software, die so beliebt war, dass 1997 mehr als 24.000 Kliniken und 110.000 Praktiker sie verwendet hatten. Es folgte jedoch nur ein Sturz. Stattdessen hat Medical Manager Inc. Es kam die Open Public Public License (GPL), die ihren Benutzern den Quellcode der Software zur Verfügung stellt und ihnen die Möglichkeit gibt, die erforderlichen Anpassungen vorzunehmen.

Derzeit variiert die Anzahl der Unternehmen, die Lösungen für EMR anbieten, zwischen 250 und 500. Einige von ihnen konzentrieren sich auf kleine Systeme wie Verschreibungen oder Krankengeschichten. Andere bieten Batch-Lösungen an.

Vorteile von EMR

Die Hauptnutzer von EMR sind Ärzte und anderes medizinisches Personal. Die Standard-EMR ermöglicht ihnen den Zugriff auf die elektronische Version der Krankengeschichte des Patienten, die seit vielen Jahren auf Papier gespeichert ist. Warum also ändern, was so lange funktioniert hat?

• Die Antwort ist einfach - die Fehler der Ärzte. Eines der Hauptprobleme der Medizin in allen Altersgruppen waren die iatorogenen Komplikationen des Zustands des Patienten, dh diejenigen, die unbeabsichtigt durch die Wirkung von Honig verursacht wurden. Personal. Zum Beispiel die Ernennung des falschen Arzneimittels oder die Ernennung zu großer oder kleiner Dosen. Elektronische Patientenakten in Verbindung mit klinischen Entscheidungsunterstützungssystemen können automatisierte Überprüfungen ermöglichen, um solche Fehler zu vermeiden.
  
• Ein weiterer Vorteil, der bereits in diesem Artikel erwähnt wurde, ist der Zugriff auf die Datenbank von überall auf der Welt. Auf diese Weise können Sie die Arbeit verschiedener Spezialisten besser koordinieren, die Zeit für die Überprüfung der Anamnese und die Entscheidungsfindung verkürzen. Und Zeit ist, wie wir wissen, sehr oft ein kritischer Faktor im Kampf um das Leben und die Gesundheit des Patienten.
  
• Um die Arbeit der Ärzte zu erleichtern und den Besuch des Patienten zu verkürzen, ist auch eine Koordination der EMR mit anderen Systemen wie dem Labor erforderlich. Zuvor kam der Patient zum Arzt, er verschrieb bestimmte Tests / Analysen, der Patient ging ins Labor, bestand den Termin, führte die Tests durch und die Ergebnisse wurden erneut auf Papier geschrieben und sollten an den Arzt weitergeleitet werden. Dies ist ein langwieriger Prozess, bei dem Fehler und Verwirrung keine Seltenheit sind. Beginnen wir mit den Klassikern - die Handschrift des Arztes ist möglicherweise unleserlich, es können falsche Tests durchgeführt werden, die Ergebnisse können verloren gehen oder verwirrt sein. Wenn wir die Beziehung der beiden elektronischen Systeme verwenden, werden die Richtung und die Ergebnisse in den elektronischen Ordner des Patienten gelegt, auf den der Arzt zugreifen kann.
  

• Diese unglückselige medizinische Handschrift hat viele Probleme bei der Verschreibung von Medikamenten. Ein Apotheker kann entweder den Namen oder die Dosierung eines Arzneimittels falsch lesen, und dies kann, wie Sie wissen, schreckliche Konsequenzen haben. Ein elektronisches Verschreibungssystem schließt die Möglichkeit eines solchen „Missverständnisses“ aus.
  
• Bequemlichkeit für Patienten ist ebenfalls wichtig, da sie nicht alle von ihnen besuchten Kliniken anrufen müssen, um die erforderliche Krankengeschichte zu sammeln. Alles wird im Patientenordner gespeichert.
  
• Elektronische Patientenakten können (und sollten) gesichert werden usw. Backups erstellen. Bei Papiernotizen ist dies schwierig, und in Wahrheit hat es niemand getan. Zum Beispiel gingen nach dem Hurrikan Katrina Tausende von Patientengeschichten verloren, und ihre Genesung dauerte viele Monate.
  
• Je häufiger EMR auf der Welt sein wird, desto einfacher wird es für Forscher. Eine riesige Datenbank mit Patienten, ihren Symptomen und Krankheiten, Behandlungsmethoden und dem Heilungsprozess - all dies wird dazu beitragen, bestimmte Krankheiten zu untersuchen und die Methoden für den Umgang mit ihnen zu verbessern.
• Auf lange Sicht ist die Verwendung von EMR kostengünstig. Es besteht keine Notwendigkeit, Geld für das Büro auszugeben (dies ist eine Kleinigkeit, aber auf globaler Ebene werden die Beträge hoch sein), eine Verringerung der Anzahl der Mitarbeiter, eine Verringerung der Zeitkosten und dementsprechend eine Steigerung der Arbeitseffizienz.
  

EMR Nachteile

Trotz der sehr beeindruckenden Vorteile von EMR ist ihre Verteilungsgeschwindigkeit nicht beeindruckend. Jetzt werden wir überlegen, warum.

• Viele moderne EMRs sind nicht kompatibel. Tatsache ist, dass jede Klinik eine eigene Datenbank hat, die nicht mit der Datenbank anderer Kliniken zusammenarbeitet. Sie verstehen, dass es nicht rentabel ist, den Übergang des Patienten zu Wettbewerbern zu erleichtern.
  
• Die große Frage bleibt immer die Vertraulichkeit von Informationen. Wie kann sichergestellt werden, dass nur die richtigen Informationen in die Hände der richtigen Personen gelangen? Wie schützt man EMR vor Hacking? Viele wollen diese Fragen nicht beantworten und weigern sich einfach, ein elektronisches System einzuführen.
  
• Damit die EMR vollständig ist, sollte sie eine Krankengeschichte und nicht nur die neuesten Daten enthalten. Dementsprechend muss diese Geschichte zur Datenbank hinzugefügt werden, und dies ist eine Menge manueller Arbeit, die nicht nur Zeit, sondern auch finanzielle Kosten erfordert. Viele Kliniken sind dafür nicht bereit.
  
• Jetzt ist das Format, in dem die Daten gespeichert werden, eines, aber was ist, wenn es sich in Zukunft ändert? Wird es möglich sein, auf die Daten zuzugreifen? Sehr seltsame Fragen, da stimme ich zu. Sie halten Kliniken jedoch davon ab, EMR einzuführen.
  

Klinisches Entscheidungsunterstützungssystem (CDSS)

In diesem Abschnitt werden wir die Geschichte der klinischen Entscheidungsunterstützungssysteme (CDSS), die laufende Forschung, den kommerziellen Fokus und potenziell interessante Bereiche für die zukünftige Forschung diskutieren.



CDSS-Verlauf

• 1960 - Patientencomputer
  
  Möglicherweise war eine der frühesten Anwendungen von Computern zur Unterstützung von Ärzten ein computergestütztes Patienteninterviewsystem. Die Schaffung eines solchen Systems wurde durch die Tatsache ausgelöst, dass der Arzt, der den Patienten befragt, häufig die falschen Fragen stellt oder vergisst, die richtigen zu stellen. Somit ist die Anamnese unvollständig und die Behandlung ist weniger effektiv. Dementsprechend wird es viel effektiver sein, eine formelle Umfrage durchzuführen. 1960 wurde dieser Prozess mithilfe eines Computers automatisiert.
• 1970 - Expertensystem
  
  Expertensystem “ist ein klassisches Beispiel für ein Entscheidungsunterstützungssystem. In den frühen 70er Jahren konzentrierte sich die Forschung auf dem Gebiet der Computertechnologie in der Medizin hauptsächlich auf den diagnostischen Prozess. Es wurde angenommen, dass ein Computer mit großer Rechenleistung den Diagnoseprozess erheblich vereinfachen könnte. Der erste derartige Experte war MYCIN - ein an der Stanford University entwickeltes System zur Diagnose und Behandlung von durch das Blut übertragenen Krankheiten. MYCIN erwies sich als ein sehr genauer Diagnostiker, der weit weniger Fehler gemacht hat als nicht spezialisierte Ärzte. Niemand hatte es jedoch eilig, MYCIN anzuwenden. Es entstanden viele verschiedene Fragen und Streitigkeiten. Ärzte wollten nicht ersetzt werden. Die Anwälte verstanden nicht, wer für die vom Computer vorgenommene Diagnose verantwortlich sein würde. Darüber hinaus war die Einrichtung des Systems ein sehr komplexer, langer und mühsamer Prozess. Weil MYCIN einfach als sehr erfolgreiches Experiment in der Geschichte geblieben ist.
  
• 1980er Jahre - Klinische Entscheidungstechnologie in Echtzeit
  
  Eine der bemerkenswertesten Implementierungen der Computerwelt in der Welt der Medizin sind die Herz- und Gehirnüberwachungssysteme des Patienten. In den 80er Jahren erhielten diese Systeme automatische Funktionen, beispielsweise die Erkennung von Arrhythmien in einem Elektrokardiogramm. In den 90er Jahren wurden diese Systeme durch einen PC mit spezieller Software ersetzt.
  
• 1995 - PC und Vernetzung im Gesundheitswesen
  
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