Беспроводная связь в здравоохранении

Появление информационных технологий у больничной койки помогает больным выздороветь и повышает эффективность сети.

Обеспечить пациентам наилучшее лечение и уход по возможно более низким ценам - заветная цель всей системы здравоохранения. Однако не стала ли эта цель недостижимой из-за астрономических цен на услуги, оборудование и все ужесточающихся требований со стороны страховых компаний?

Конечно, никакого чудодейственного лекарства, которое бы излечило бюджетную лихорадку, от которой страдают многие здравоохранительные учреждения, не существует. Тем не менее снижение затрат в таких областях, как обход пациентов, лечебные процедуры и административные расходы вполне возможно.

Программы управления лечением, активно внедряемые в последние годы, устанавливают ориентировочные цены на некоторые процедуры для лиц, принадлежащих к определенным группам населения (например, для пациентов, на которых распространяется действие программы Medicare). Основной установкой здесь является фиксирование срока пребывания в стационаре для пациента, получающего то или иное лечение.

В сложившихся обстоятельствах больничное руководство приходит к выводу, что для поддержки финансового положения учреждения следует произвести резекцию общих расходов, не задев при этом интересов нуждающихся в лечении. Вот почему поиск новых путей оптимизации расходов - но только не за счет пациентов - становится задачей номер один.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЭПИДЕМИЯ

Попытки ограничить рост затрат наталкиваются на серьезные трудности. Дело в том, что успехи медицинской техники приводят к появлению сложных процедур, цена которых (как собственно процедур, так и получаемой информации) довольно высока. Новые методы диагностирования, такие, например, как получение изображений органов тела с помощью магнитного резонанса (magnetic resonance imaging, MRI) или рентгеновская методика под названием позитронно-эмиссиионная томография (positron emission tomography, PET), весьма дороги.

Еще один побочный эффект подобных методик состоит в том, что современное медицинское обследование предоставляет большой объем данных, обработать который довольно сложно при дистанционной диагностике. Файлы изображений часто приходится передавать в электронном виде. В этом случае средства приема и передачи данных должны обладать высокой пропускной способностью.

ДИАГНОСТИКА ДАННЫХ

В больницу Св. Иосифа (Денвер) вирус борьбы с ростом цен проник несколько лет назад. И сразу же информационная служба больницы взялась за реализацию своего плана приближения информационных технологий к нуждам пациентов. Основной целью этого плана стало усовершенствование управления и одновременный анализ информации о пациентах.

Больница Св. Иосифа, основанная более века назад, была первой частной больницей штата Колорадо. В настоящее время в ней насчитывается 600 мест; ежегодно персонал больницы принимает 25000 плановых больных и обеспечивает 16500 экстренных госпитализаций. Одного взгляда на эти цифры достаточно, чтобы оценить возможные выгоды от снижения затрат.

"Нашей целью номер один было построение системы, которая бы предоставила практически всю имеющуюся клиническую информацию о больном любому врачу, в каком бы помещении госпиталя он ни находился, - говорит Дуг Ган, руководитель информационной службы больницы Св. Иосифа. - Врач при этом может работать у койки больного, у себя дома или в своем кабинете".

В качестве другой главной цели г-н Ган называет обеспечение доступа всем врачам к полной базе данных больницы. Это хранилище информации состоит из двух стеков по 14 дисководов CD-ROM и содержит большое количество исследовательских материалов, журнальных публикаций из Scientific American и других источников.

Для облегчения доступа к данным потребовались интеллектуальные рабочие станции; дополнительные ограничения на аппаратуру наложило использование в больнице среды NetWare-Windows. Путь к успеху, как говорит Дуг Ган, лежал через определение способа, каким можно было бы обеспечить необходимый охват пользователей при имеющихся ограничениях. "Решение установить сетевые устройства у каждой койки не устраивало медперсонал ни с точки зрения капиталовложений, ни с точки зрения проведения кабельных работ, - вспоминает г-н Ган. - Во-первых, это было бы недопустимо дорого, а во-вторых, присутствие пациентов, членов их семей и других посетителей могло отрицательно сказаться на защищенности данных. К тому же по опыту других больниц, где персоналки ставили в каждую палату, мы знали, что больных, как правило, раздражал шум вентиляторов".

В результате администрация больницы оказалась перед выбором: портативные или переносные устройства. По словам г-на Гана, вариант переносных устройств рассматривался самым серьезным образом и был отвергнут по целому ряду причин. Многие медсестры, например, опасались, что с устройствами будет неудобно работать, особенно если учесть, сколько всего приходится носить с собой, обходя больных, - тут и лекарства, и термометры, и приспособления для измерения объективных показателей состояния, и спиртовые тампоны, и бумага для записей, и прочее, прочее, прочее. Кроме того, переносное оборудование легко вывести из строя, случайно уронив или ударив об аппаратуру, койку больного, и, наконец, без клавиатуры сотрудникам больницы было бы трудно пользоваться ресурсами информационной системы (например базами данных).

Таким образом, говорит Дуг Ган, наилучшим решением оказалась беспроводная сеть на базе портативных компьютеров.

ТРЕБУЕТСЯ СПЕЦИАЛИСТ

В октябре 1994 года, когда в больнице всерьез задумались о сетевом беспроводном решении, было решено обратиться в компанию Lewan & Associates (Денвер), которая вот уже пять лет производила поставки в больницу Св. Иосифа. Изучив возможные варианты, Lewan порекомендовала беспроводные адаптеры PCMCIA марки RangeLAN2 7200 производства компании Proxim (Маунтин-Вью, шт. Калифорния). Для начала было предложено установить их на 50 портативных компьютерах Versa производства NEC (Боксборо, шт. Массачусетс). Для организации миниатюрной сотовой сети установили десять точек доступа RangeLAN2 7500 (см. Рисунок).

Система RangeLAN2, работающая на частоте 2.4 ГГц, основана на беспроводной сетевой технологии размытого спектра со скачущей частотой (frequency-hopping spread spectrum wireless LAN technology); она обеспечивает пропускную способность в 1.6 Мбит/с на канал. По утверждению фирмы-изготовителя, сетевые адаптеры, благодаря которым рабочие станции получают доступ к локальной сети больницы, обеспечивают дальность связи до 300 м на открытом пространстве.

"В качестве главного технического требования к проекту были избраны, во-первых, широкий охват, а во-вторых, надежная поддержка мобильности пользователей", - рассказывает Эд Кокс, системный инженер Lewan. Это заставило проектировщиков остановить свой выбор на традиционном решении - портативные компьютеры на подвижных платформах, для изготовления которых инженерная группа больницы закупила специальные стойки с равномерным распределением тяжести (так, чтобы верх не перевешивал). Сверху монтировалось что-то вроде столешницы, так что в результате получался небольшой стол на колесиках. Портативные компьютеры устанавливались на столики и закреплялись при помощи специальных зажимов. Кроме того, в столешнице были предусмотренны гнезда для медикаментов, записной книжки и прочих нужных мелочей.

ВРАЧИ БЕЗ ГРАНИЦ

Беспроводные портативные компьютеры были включены в существующую локальную сеть больницы. В предыдущие четыре года в больнице Св. Иосифа решили стратегическую задачу создания единой сети, которая обеспечивала бы доступ практически ко всем приложениям, используемым в больнице. Созданная сеть Ethernet включает в себя около 700 узлов и обеспечивает доступ к нескольким унаследованным системам; цель этого решения - отказаться от использования прежней нестандартной сети на базе мэйнфрейма.

Вычислительная сеть с пропускной способностью 10 Мбит/с работает на базе оптической магистрали и имеет конфигурацию "звезды". Сеть охватывает восемь зданий в пределах больничного городка. К магистрали подсоединены интеллектуальные концентраторы 28468B производства Hewlett-Packard (HP, Пало-Альто, шт. Калифорния), которые передают данные настольным компьютерам по неэкранированной витой паре (UTP). Маршрутизатор AGS+ производства Cisco (Сан-Хосе, шт. Калифорния) обеспечивает связь сети с внешним миром, а используется для сегментации сети коммутатор EliteSwitch/1 производства Standard Microsystems Corp. (SMC, Хопподж, шт. Нью-Йорк).

Больница имеет также связь с рядом клиник и страховых компаний (например Kaiser Permanente) через T-1 и оптический канал. Доступ к Internet осуществляется через frame relay. (Краткое описание программного обеспечения, поддерживающего вычислительную сеть больницы в добром здравии, дано во врезке "Программное обеспечение: интенсивная терапия").

Первые беспроводные системы установили в январе 1995 года. В следующем месяце пробной беспроводной сетью было охвачено целое отделение больницы.

"Сеть начала работать меньше чем через две недели после установки первой точки доступа и запуска сетевых устройств, - вспоминает Дуг Ган. - К середине марта сеть уже работала вовсю. С этого момента мы устанавливали систему в очередном отделении примерно каждые две недели. Сейчас ею охвачены примерно 14 отделений. Это очень высокие темпы".

УХОД ЗА НОВОРОЖДЕННОЙ

Нельзя, однако, сказать, что переход к новой системе проходил без сучка без задоринки. "Проблемой, о которую мы споткнулись в ходе реализации, было обеспечение взаимодействия, - говорит Эд Кокс (Lewan). - Из Proxim приехал человек, который "зашивает" программы в оборудование прямо на месте. Через несколько недель у нас появился чип со встроенными программами, и после этого дело пошло".

Дин Чжан, менеджер линии продуктов Proxim, более детально описывает ситуацию: "Мы столкнулись с проблемой конфигурации сети TCP/IP (больницы Св. Иосифа). Дело было в одном из параметров протокола разрешения адреса (Address Resolution Protocol, ARP), использующемся на серверах RS/6000. Для работы установленного там программного обеспечения требовалось, чтобы запрос был послан и распознан. Если же запрос не распознан, повторный запрос ARP посылается через минуту".

Проблема, по словам Дина Чжана, состояла в том, что "если теряется первое же сообщение, то приходится ждать целую минуту, и выглядит это так, как будто беспроводная сеть работает неправильно". Решением проблемы могло служить либо изменение конфигурации таким образом, чтобы удалить этот параметр из приложения, либо посылка запроса чаще, чем раз в минуту.

Г-н Чжан считает, что сложившаяся ситуация отчасти связана с самой природой беспроводной технологии: "Конфигурация сети была такой, что при посылке сообщения по беспроводной сети вероятность его потери оказывалась высокой. Просто так устроены протоколы. Эта схема не используется в большинстве надежных протоколов TCP/IP".

"Иногда приходится сталкиваться с необходимостью слегка менять конфигурацию сетей из-за различий между кабельными и беспроводными системами. В особенности это относится к TCP/IP, потому что данный протокол был разработан для сетей Ethernet".

Несмотря на эту проблему, Дуг Ган вполне удовлетворен конечным результатом: "Поначалу нам казалось, что точки доступа зависают. Однако сейчас сеть работает надежно, как часы. О проблемах и думать не приходится - их попросту нет".

ХРАМ МЕДИЦИНЫ

По словам г-на Гана, наиболее серьезным препятствием в установке новой системы оказалась конструкция здания больницы. В конечном счете, как утверждает начальник информационной службы, конструкция здания и расположение коммуникаций составили самую большую проблему.

"Здание, в котором находятся больничные палаты, построено 30 лет назад, а некоторые его части еще старше, - поясняет Дуг Ган. - Тогда штукатурку армировали мелкой проволочной сеткой. Эта сетка влияет на дальность передачи беспроводных устройств, поэтому нам пришлось учитывать уменьшение дальности связи из-за особенностей конструкции здания".

Еще одной помехой стала старая система пневмопочты. Ее трубы проходят через центр ординаторских комнат, большинство которых имеют круглую форму. "В ряде случаев мы, казалось бы, имели идеальное помещение для установки беспроводной сети - стоит только разместить антенну в центре. На поверку же все оказывалось совсем не так; попытки разместить антенную рамку в центре ординаторской потерпели неудачу. Антенна постоянно оказывалась сбоку от этой огромной системы труб, - рассказывает Дуг Ган. - После инсталляции остался ряд проблем с мобильными пользователями: передвижение из одного сегмента в другой оказалось невозможным".

Эту проблему, однако, удалось решить, изменив конфигурацию сети. Дуг Ган предполагает, что дело было в аппаратуре и программном обеспечении коммутатора. По его словам, сейчас вычислительная сеть больницы поддерживает мобильность пользователей в полном объеме.

ОБЪЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

По мнению г-на Гана, решающим преимуществом беспроводной вычислительной сети является снижение темпов роста затрат-как капиталовложений в оборудование, так и стоимости кабельных работ.

Большинство отделений больницы Св. Иосифа насчитывают от 20 до 25 коек, а это 15 - 20 палат в отделении (учитывая, что палаты бывают одноместные и двухместные). Стало быть, на отделение достаточно пяти-шести портативных компьютеров. Теперь сравните это с затратами на покупку персонального компьютера для каждой палаты, и станет ясно, что беспроводная технология позволяет существенно сэкономить средства. "По нашим оценкам, каждый ввод Ethernet стоил бы нам около 150 долларов. Помножьте это на 20 палат в отделении - получится кругленькая сумма", - отмечает Дуг Ган.

Раскладка по компонентам беспроводной системы выглядит следующим образом: 1600 долларов за точку доступа, 2800 за каждый портативный компьютер и 600 долларов за каждый беспроводной адаптер.

О ПОЛЬЗЕ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

Дуг Ган считает, что беспроводная система принесла больнице много дополнительных выгод: "Пользователи беспроводных сегментов имеют доступ ко всем системам госпиталя, в точности такой же, как и пользователи ПК, подключенные к кабельной сети. Лаборатории, банк крови, архив историй болезни - все эти подразделения объеденены единой средой Ethernet. Теперь уже никто не может сказать, что он лишен доступа к ресурсам только потому, что работает в беспроводном режиме".

Еще один плюс новой системы состоит в том, что теперь медсестры могут заносить информацию о пациенте непосредственно в сеть, тем самым экономя время на вводе записи через центральный терминал. А до того, как появились беспроводные сети, все диаграммы состояния пациента вычерчивались вручную. "Не говоря уже о выигрыше во времени, - замечает г-н Ган, - прямой ввод информации в систему сводит к минимуму вероятность ошибки при переписывании". (Мнения некоторых других врачей профессионалов о способности беспроводной техники изложены во врезке "Было бы желание").

По словам Эда Кокса, одно из главных преимуществ беспроводной системы состоит в том, что благодаря ей медсестры могут вносить информацию на ходу, толкая перед собой столик; связь с сетью при этом не теряется. Новая гибкая система удобна и для врачей. "Представьте, что доктор, войдя в кабинет, сразу подходит к компьютеру, открывает историю болезни пациента и выясняет, что происходило с больным в течение последних суток. Вот вам живой пример всепроникающей компьютерной системы", - говорит г-н Кокс. Суммируя все сказанное, он излагает выгоды от внедрения новой технологии следующим образом: "Все хотят, чтобы система здравоохранения была дешевле и эффективнее. Предлагаемое нами решение - один из путей достижения этой цели".

ПОМОЩЬ СЕСТРАМ

Как бы ни высока была надежность системы, последнее слово в оценке остается за конечным пользователем. Дженнет Бергстрем, старшая сестра отделения, раньше всех переведенного на новую систему, своими глазами наблюдала реализацию проекта с первого дня. Вначале медсестры жаловались на задержку при передаче информации через беспроводную сеть, однако сейчас, по ее словам, у медицинского персонала нет никаких проблем.

"Некоторые медсестры испытывали что-то вроде страха перед переходом с бумажной документации на компьютеризованную, - отмечает Бергстрем. - Я думаю, что главное наше достижение в том, что нам удалось выйти на новый уровень". В целом, на нее произвело сильное впечатление то, насколько легко пользоваться новым оборудованием.

Бергстрем отмечает, что хотя медперсонал по-прежнему может входить в сеть через ПК, установленные в дежурках, беспроводная система имеет ряд существенных преимуществ перед стационарными системами: во-первых, возможность записи объективных показателей прямо у постели больного повышает точность и оперативность сбора информации, а во-вторых, упрощается выдача рекомендаций самому больному. (Для того, чтобы пациент получил инструкции непосредственно для своего случая, скажем, на послеоперационный период, медсестре достаточно вывести необходимую информацию на экран и распечатать ее прямо в палате). Но главным преимуществом беспроводной системы, по мнению старшей сестры, является то, что благодаря повышению мобильности персонала увеличивается время для работы непосредственно с пациентом. И данная система - это то, что нужно медсестре, которая стремится быть как можно ближе к постели больного.

Следующим шагом в работе медперсонала будет работа с данными, получаемыми при полном обследовании больного - это расширенная версия, установленная в данный момент на беспроводной сети системы анализа состояния больного.

БЛАГОПРИЯТНЫЙ ПРОГНОЗ

С большим оптимизмом говорит Дуг Ган о будущем программы установки беспроводных сетей в больнице. Рано или поздно будет рассмотрен вопрос и об установке беспроводных сетей во вспомогательных подразделениях, например в физиотерапевтическом отделении или отделении дыхательной терапии, технические сотрудники которого работают в основном у постелей больных.

"Мы снабдим всех сотрудников личными сетевыми устройствами, в качестве которых вполне можно использовать переносные устройства со световым пером, - говорит Дуг Ган. - В результате персонал сможет спокойно перемещаться из палаты в палату, не заботясь о том, потребуется ли медсестре нужный им в данный момент прибор. Кроме того, физиотерапевты и врачи отделения дыхательной терапии избавятся от необходимости обращаться к стационарному ПК после обхода больных. Они смогут вносить изменения в истории болезни и в другую документацию через беспроводную систему". Беспроводная техника может также обеспечить подключение к сети операционных. При этом их не придется закрывать на время кабельных работ, а кроме того, удастся избежать опасности загрязнения.

Имеются планы использования беспроводной техники для ряда дополнительных приложений, например при повторном изготовлении выписанных лекарств.

Эд Кокс оценивает конечный масштаб сети следующим образом: "При полной реализации проекта в сети будут работать около 200 портативных компьютеров", Как и Дуг Ган, он видит целый ряд позитивных результатов нововведения. Помимо передачи сообщений любому сотруднику больницы, пользующемуся в данный момент сетью, пользователи смогут оперативно вносить изменения в записи. Например, не составит труда получать электронную почту сидя в кафетерии или изучать схемы лечения и врачебные назначения для пациентов, находящихся в разных палатах.

Эд Кокс считает, что такая совместная работа с файлами позволит обойти основное ограничение используемой в настоящее время картотеки (при теперешнем положении дел, когда один из врачей хочет посмотреть назначения другого врача, он должен обратиться к соответствующей карточке, однако если доктор А носит ее с собой, то доктор Б не сможет узнать, что там написано).

"Теперь же в системе совместного использования файлов, - говорит г-н Кокс, - нам придется столкнуться с обычными проблемами для систем баз данных: кто может просматривать запись, кто может блокировать доступ к записи и кто может вносить изменения в данное место записи".

Эд Кокс считает, что беспроводная технология является средством против конфликтов между врачами и против других недугов современной системы здравоохранения.

СИСТЕМА ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ БОЛЬНИЦЫ

Программное обеспечение: интенсивная терапия

Как говорит Дуг Ган, руководитель информационной системы больницы Св. Иосифа (Денвер), сердцем хранилища информации больницы является банк программного обеспечения. Программы запускаются с 14 серверов, четыре из которых работают под операционной системой Unix.

Чтобы избежать возможных проблем с передачей данных, в больнице используют программу автоматического построения диаграмм Caremaster компании JRS/Spacelabs (Редмонд, шт. Вашингтон), а также систему хранения и поиска изображений Workflow Payables, разработанную компанией FileNet (Коста-Меса, шт. Калифорния).

Г-н Ган отмечает, что нагрузка на эти системы на базе Unix чрезвычайно велика: "Оптическая система работы с изображениями и клиническая прикладная система отнимают около половины всех наших ресурсов, и мы собираемся использовать их еще интенсивней".

Среди других специализированных пакетов - программное обеспечение для лаборатории Flexilab компании Sunquest (Таксон, шт. Аризона), работающее на двух системах Alpha (DEC), и программа учета кадров HR2000 (разработка компании Software 2000 из Хайанниса, шт. Массачусетс), установленная на компьютере AS/400 (IBM). В больнице пользуются также пакетом для работы с контрактами Ascent, выпускаемым компанией Medstat Group (Сакраменто, шт. Калифорния), и "доморощенной" информационной системой госпиталя, состоящей из приложений, исполняемых на мэйнфрейме.

В качестве офисных приложений общего назначения в больнице используют WordPerfect for Windows (Novell) и Excel (Microsoft).

---

В ЗДРАВООХРАНЕНИИ НАБЛЮДАЮТСЯ СИМПТОМЫ МОБИЛЬНОЙ ЛИХОРАДКИ

Было бы желание

Использование беспроводных технологий в учреждениях здравоохранения может оказаться весьма заразительным примером, хотя всеобщей эпидемии ожидать пока не приходится.

Конференция и выставка HIMSS 1995, проводившиеся Обществом информационных и управленческих систем в здравоохранении (Healthcare Information and Management Systems Society, HIMSS), стали местом, где можно было услышать мнения профессионалов о технических проблемах, в том числе о беспроводных технологиях. Мероприятие это состоялось в феврале 1995 года в Сан-Антонио.

Опрос 1000 участников конференции, проведенный при участии Hewlett-Packard (Пало-Альто, шт. Калифорния), выявил ряд любопытных фактов. Сначала обратимся к тем из них, что касаются непосредственно респондентов.

Как указывает Эндрю Пастернак, директор издательской службы HIMSS, примерно три четверти респондентов были сотрудниками больниц, а остальные работали в частных лечебницах, агентствах обслуживания на дому и других медицинских учреждениях. Примерно 60 процентов респондентов являются руководителями или менеджерами информационных систем.

На рис. 1 показано применение приложений теми 48 процентами, которые указали, что в данный момент пользуются портативными компьютерами и/или беспроводными технологиями. (Примечание: респондентов просили отмечать все подходящие варианты ответа).

Общий прогноз относительно беспроводной технологии таков: 28% респондентов указали, что они собираются в будущем использовать беспроводную технологию.