Д. А. Володкин
Программа для автоматизации регистрации и учета образцов крови новорожденных, обработки и анализа результатов тестирования образцов крови, полученных на измерительном приборе "VICTOR", и подготовки статистических отчетов при проведении неонатального скрининга на врожденные метаболические заболевания. Программа предназначена для использования в медико-генетических лабораториях.
В соответствии с приказом Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации №185 от 22.03.2006 "О массовом обследовании новорожденных детей на наследственные заболевания" на территории Российской Федерации проводится расширенный неонатальный скрининг, направленный на раннее выявление новорожденных с врожденными метаболическими заболеваниями: фенилкетонурией, галактоземией, гипотиреозом, муковисцидозом, адреногенитальным синдромом.
Для автоматизации учета и работы с тест-бланками с образцами крови новорожденных, а также подготовки статистических отчетов, была разработана и в августе 2006 года внедрена в Воронежской медико-генетической консультации (МГК) программа "НеоСкринРегистр" [1]. "НеоСкринРегистр" является частью системы "НеоСкринСтат", предназначенной для организации информационного обмена между медицинскими учреждениями, участвующими в проведении неонатального скрининга, а также Управлением здравоохранения [2], [4].
Внедрение программы "НеоСкринРегистр", безусловно, автоматизировало регистрацию и учет тест-бланков с образцами крови, облегчило поиск данных о пациентах, формирование списков пациентов для обследования в МГК и отчетов о результатах скрининга. Вместе с тем, ее использование на практике для работы с большим количеством тест-бланков показало трудоемкость ручного ввода результатов измерений в электронные карточки пациентов. В связи с этим возникла острая необходимость в автоматизации импорта в карточки пациентов результатов исследований, проводимых с использованием многофункционального, высокочувствительного планшетного анализатора "VICTOR" и программы "MultiCalc". Работа над "НеоСкринРегистр" продолжилась, и в мае 2007 года в Воронежской медико-генетической консультации была внедрена новая версия программы, обладающая необходимой функциональностью.
Рассмотрим схему взаимодействия "НеоСкринРегистр" и имеющегося в лаборатории программного и аппаратного обеспечения (рис. 1).
Рис. 1. Схема взаимодействия "НеоСкринРегистр" с программами "MultiCalc",
"Wallac1420"
и многофункциональным анализатором "VICTOR"
На рисунке показаны четыре рабочих места, два из которых используются только при регистрации тест-бланков с образцами крови, а еще два - как для регистрации, так и для проведения измерений. Для выполнения исследований на анализаторе "VICTOR" необходимы две программы: "Wallac 1420", управляющая работой аппарата, и "MultiCalc", обсчитывающая полученные результаты и распечатывающая их на принтере. На структурной схеме они показаны темными оттенками серого, а "НеоСкринРегистр" - светло-серым цветом. Как видно из схемы, импорт данных обеспечивается взаимодействием всех трех программ. "НеоСкринРегистр" является надстройкой над "MultiCalc", управляющей записью пакетов данных в базу данных (БД) с электронными карточками пациентов.
В предлагаемой схеме настройки "Wallac 1420" и "MultiCalc" являются стандартными, поэтому использование "НеоСкринРегистр" не нарушает их обычную работу. У пользователя есть возможность вводить результаты тестирования образцов крови в карточки пациентов, как в автоматическом, так и в ручном режиме и, не изменяя настройки программ, в любой момент переходить от одного режима работы к другому.
Система построена по архитектуре клиент-сервер, т. е. в ней имеется сервер, с установленной базой данных, который обслуживает связанные с ним по сети клиентские машины, выполняющие регистрацию тест-бланков и результатов измерений. Такая организация позволяет проводить обработку данных на одном, более быстродействующем компьютере, а компьютерам-клиентам предоставлять уже готовые результаты. За счет этого происходит увеличение скорости обработки информации, уменьшение объема данных, передаваемых по сети, и вычислительной нагрузки на клиентские машины, что, в свою очередь, позволяет в их качестве использовать менее быстродействующие и более дешевые компьютеры.
Обработку данных на стороне сервера выполняет программа "НеоСкринСерверМГК". Кроме того, с ее помощью проверяется корректность записываемых данных в БД, производятся каскадные изменения информации в таблицах БД, осуществляется управление доступом к объектам базы данных, обрабатываются ошибки, возникающие при работе с данными на стороне сервера, а также отправляются сообщения для взаимодействия с программами-клиентами. Программа "НеоСкринСерверМГК" была зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 09.01.2008, свидетельство о государственной регистрации №2008610030.
В рассматриваемой системе "НеоСкринРегистр" помимо учета пациентов и тест-бланков с образцами крови, а также предоставления инструментов для анализа и работы с накопленными данными выполняет функцию "информационного моста" между сервером, управляющим базой данных с карточками пациентов, и программой "MultiCalc", обсчитывающей значения полученных концентраций от анализатора "VICTOR".
Поскольку передача результатов происходит пакетом сразу в десятки или даже в сотни карточек пациентов, и для исправления возможных ошибок потребуются значительные усилия, то при разработке новой версии были сформулированы две основные задачи. Во-первых, минимизировать возможность возникновения ошибок из-за неверных действий пользователя, и, таким образом, снизить влияние человеческого фактора, и, во-вторых, при возникновении таковых дать пользователю инструменты для их исправления своими силами без привлечения программиста или специальных средств администрирования базы данных.
Обе задачи были успешно решены за счет применения электронного журнала исследований, который управляет обменом данными и выступает, с одной стороны, как упорядоченное хранилище значений измеренных концентраций, с другой - как промежуточный буфер для проверки и коррекции принятых данных и, с третьей, является инструментом для статистического анализа и обработки накопленных результатов исследований. Следует отметить, что при записи результатов в карточки, автоматически производится их сравнение с установленными нормами концентраций и, в случае превышения, делается отметка о выявлении патологии.
Электронный журнал представляет собой иерархию из "групп исследований", "исследований" и "измерений". Поясним назначение его компонентов, рассмотрев пример структуры электронного журнала из нескольких групп исследований, представленный на рис. 2.
При проведении тестирования образцов крови для каждой патологии в электронном журнале создается исследование, состоящее из некоторого количества измерений. Исследования объединяются в группы, каждой из которых присваивается имя по дате и времени их создания пользователем. Это упрощает работу со списками исследований и измерений. Группа может включать в себя от одного до пяти исследований. Это ограничение зависит от количества наименований заболеваний, введенных в справочник норм. Изменение списка заболеваний в справочнике, по которым проводится скрининг, повлияет на работу всей программы, и, конечно, на создаваемые группы исследований.
Под "измерением" в электронном журнале понимается совокупность следующих данных: порядковый номер в списке, уникальные номера измерения и бланка с образами крови, ФИО пациента, дата рождения ребенка, роддом, патология, концентрация, единицы измерения, номер дубля, количество дублей для данного пациента и координаты лунки с образцом крови на плашке. Т. к. определение концентрации может быть проведено в дублях, то одному пациенту может соответствовать несколько измерений.
При проведении тестирования образцов крови пользователь определяет патологию, для которой будет создано исследование в группе исследований, а также количество дублей. Если делается первичное тестирование, то измерения всегда проводятся в одном дубле, при этом пользователь может выбрать сразу все патологии, и тогда автоматически для каждой патологии будет создано исследование и сформирован список измерений. Если выбранное исследование уже имеется в группе, то новые измерения будут добавлены к уже сформированному списку.
Рис. 2. Пример электронного журнала исследований.
Для удобства связывания координат лунок на плашке и измерений, список сортируется сначала по количеству дублей и номерам бланков, а затем по номеру дубля. В результате на плашке сначала будут располагаться образцы, тестируемые в трех дублях, затем в двух и в одном. Лунки в конце плашки можно использовать для исследования неучтенных в базе данных образцов, взятых, например, при амбулаторном приеме. В случае добавления в список новых измерений, очередность их следования будет нарушена, и необходимо снова провести адресацию лунок на плашке. Таким образом, сначала, с помощью электронного журнала готовится список измерений и для каждого измерения задаются координаты лунки на плашке, затем, согласно этому списку, плашка наполняется образцам крови, проводится тестирование и обработка результатов. Заключительный этап состоит из импорта данных в журнал, проверки их пользователем и последующей записи их в карточки пациентов.
Программа позволяет управлять произвольным количеством исследований при различном их статусе, который определяется степенью их завершенности. В зависимости от статуса исследования разрешаются или запрещаются действия пользователя в отношении списка измерений или результатов тестирования. Статус может принимать одно из следующих значений: "Формирование", "Исследование", "Результаты обнулены", "Неполный импорт данных", "Импорт данных завершен" или "Полная завершенность".
В приведенном на рис. 2 примере электронного журнала создано три группы исследований. В первую группу входят исследования образцов крови на адреногенитальный синдром и муковисцидоз, во вторую - галактоземия, фенилкетонурия, врожденный гипотиреоз и в третью - фенилкетонурия. Исследования имеют различный статус, и для наглядности их списки измерений показаны разными цветами.
Новое исследование всегда имеет статус "Формирование". На этом этапе пользователь выбирает пациентов, формирует рабочий список, присвоив измерениям адреса на плашке, и согласно этим адресам заполняет плашку образцами крови. После этого наступает стадия проведения измерения концентраций.
В приведенном примере на такой стадии находится исследование на адреногенитальный синдром. Тестирование пациентов "Куравлева" и "Маркова" проводится в дублях, поэтому они находятся в начале списка измерений, причем, "Куравлева" следует раньше "Марковой", так как тестирование образцов проходит в трех дублях. "Шишкина" и "Миронова" проходят первичное тестирование в одном дубле.
Исследование на муковисцидоз имеет статус "Неполный импорт данных", потому что не для всех измерений определен результат. Такая ситуация возможна в случае неполного ручного ввода результатов в электронный журнал или ошибки автоматического импорта. "НеоСкринРегистр" предоставляет возможность вручную вводить значения концентрации с распечатки результатов, если невозможно автоматически передать данные из программы "MultiCalc". Этот способ не является основным, но вполне эффективен, если данные в электронной форме были повреждены или потеряны, а сохранилась только их бумажная копия. Вместо того чтобы выполнять поиск и делать запись в каждую карточку, достаточно внести результаты в рабочий список измерений, а затем автоматически экспортировать их в карты пациентов. Если результаты были полностью успешно автоматически импортированы или введены пользователем вручную, то такое исследование имеет статус "Импорт данных завершен". На рисунке его список измерений показан темно-серым цветом.
Проверив полученные результаты, пользователь может экспортировать их в карточки пациентов. После этого исследование считается полностью завершенным и отправленным в архив. Теперь его данные доступны только для просмотра и статистического анализа и не могут быть изменены. Измерения, относящиеся к исследованиям со статусом "Полная завершенность", на рисунке выделены черным цветом.
В случае возникновения ошибок импорта данных в электронный журнал или различных неправильных действий пользователя, например, при измерении были перепутаны плашки, принятые результаты могут быть обнулены, и пользователь сможет снова повторить необходимые операции.
Так как при передаче в карты пациентов измеренных концентраций в дублях рассчитывается их среднее арифметическое, а на практике может быть получено некорректное значение, то в программе предусмотрена возможность удаления отдельно взятого измерения. Созданные механизмы исправления ошибок силами пользователя без привлечения программиста и дополнительных программ делают работу с "НеоСкринРегистр" более удобной и комфортной.
Использование предлагаемой программы позволит существенно упростить и облегчить регистрацию, ведение учета, поиск и, в случае необходимости, вызов пациентов в медико-генетическую консультацию для дальнейшего обследования, автоматизирует прием результатов исследования образцов крови от измерительного оборудования и их запись в карточки пациентов, обработку и анализ статистических данных, ускорит построение различных отчетов. Автоматизация процесса взаимодействия с анализатором "VICTOR" существенно уменьшит ручной ввод информации и обеспечит ощутимую экономию времени при работе с результатами измерений.
Важно отметить, что программа разработана для эксплуатации в многопользовательской среде, а электронный журнал обеспечивает управление исследованиями при различной степени их завершенности. В итоге, на основе "НеоСкринРегистр" можно создать автоматизированную систему, позволяющую параллельно проводить тестирование образцов крови на нескольких анализаторах и передавать результаты в электронные карты пациентов, находящиеся в общей базе данных на сервере. В свою очередь, такая система позволит увеличить объем проводимых исследований и общую эффективность работы лаборатории.
Программа написана на языке Delphi, база данных управляется сервером Firebird v1.5. Системные требования: Pentium II RAM 128Mb, Windows 98/ME/2000/XP
Литература:
1. Д. А. Володкин; Программа "НеоСкринРегистр", рег. номер 2006614362, Официальный бюллетень федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам "Программы для ЭВМ базы данных топологии интегральных микросхем" ФГУ ФИПС, Москва, 2007, № 1(58). - С. 223
2. Володкин Д. А.; Автоматизированная система "НеоСкринСтат" для проведения расширенного неонатального скрининга, журнал "Ультразвуковая перинатальная диагностика" материалы междунар. конф. по медицинской генетике "Плод - как часть семьи" 22-24 мая 2007, Харьковский специализированный медико-генетический центр, Харьков 2007. - С. 75
3. Приказ МЗ РФ № 185 от 22.03.2006 г. "О массовом обследовании новорожденных детей на наследственные заболевания".
4. Д. А. Володкин; Автоматизированная система "НеоСкринСтат" для массового обследования новорожденных на наследственные заболевания обмена веществ. // Конверсия в машиностроении: науч.-практ. журнал - Москва: Информконверсия, 2008, № 1. - С. 62-65
AUTOMATION PROCESSING TESTING RESULTS OF BLOOD SAMPLES FOR HEREDITARY METABOLISM DISEASES IN NEONATAL SCREENING
D. A. Volodkin
This program is for automation registration and blood samples collecting of newborns, processing and analyses testing results of blood samples, receiving with the help of measuring equipment "VICTOR", training statistical reports in neonatal screening for hereditary metabolism diseases. The program was developed for use in medico-genetic laboratories
Вестник Воронежского государственного технического университета.
Том 4, №3 2008 г.
