Распределенная автоматизированная система мониторинга здоровья
Полезная модель относится к медицинской технике.
Достигаемым техническим результатом предлагаемой полезной модели является: создание распределенной автоматизированной системы, позволяющей производить автоматизированный мониторинг здоровья пациентов, обеспечение работы системы высокой степенью защиты информации, за счет применения микроминиатюрных персональных компьютеров (МПК) и использования для передачи данных пациентов защищенного VPN-соединения, объективизация факта предоставления медицинских услуг пациенту на уровне врача и отслеживание динамики оказываемых медицинских услуг, за счет передачи по защищенному VPN-соединению данных пациентов в централизованную базу данных, минимизация вероятности допуска врачебных ошибок, за счет использования программного обеспечения "Электронная карта здоровья", содержащего формализованную в соответствии с утвержденными нормами информацию, как о заполнении медицинских форм документации, так и об оказании медицинской помощи.
Централизованную базу данных и, по крайней мере, одну распределенную базу данных врача и одну удаленную базу данных пациента. Централизованная база данных (ЦБД) содержит данные всех пациентов, автоматически получаемые по защищенному VPN-соединению от удаленной базы данных пациента при получении доступа к сети Интернет, а также справочную информацию, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования пациента, ЦБД выполнена на основе системы управления базами данных, использующей технологию клиент-сервер, ЦБД установлена на выделенном сервере, использующем дисковый массив RAID не ниже 5-го уровня. Удаленная база данных пациента (УБДП) выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера (МПК) с защитой информации с помощью электронной цифровой подписи на основе аппаратного ключа, входящего в состав МПК, и содержит программное обеспечение "Электронная карта здоровья" (ЭКЗ), с помощью которой накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД данные пациентов, включающие персональные данные, данные обследования, в том числе полученные изображения, комментарии, протоколы и заключения, а также сведения об анамнезе пациентов, установленных диагнозах и проводимых лечебных мероприятиях. Из ЦБД данные пациентов, а также справочная информация, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования пациента, по защищенному VPN-соединению передаются в распределенную базу данных врача (РБДВ), которая выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера с защитой информации с помощью аппаратного ключа и содержит программное обеспечение, в котором накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД, данные пациентов, с которыми врач проводит лечение. Данные, хранящиеся в УБДП и РБДВ, с заданной периодичностью при получении доступа к сети Интернет синхронизируются с данными, хранимыми в ЦДБ, с помощью репликации по защищенному VPN-соединению.
Настоящая полезная модель относится к медицинской технике.
Из уровня техники известно достаточно большое количество медицинских информационных систем, широко использующихся в лечебно-профилактических учреждениях и выполняющих различные функции, включающие сбор информации о пациенте, его болезни, о принимаемых лекарствах и т.д. (например, патенты РФ 2145114, 2299008, 84207).
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является система дистанционного мониторирования артериального давления и сердечно-сосудистой деятельности больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями (патент РФ 86088). Известная система содержит терминал с устройствами для измерения артериального давления и сердечно сосудистой деятельности пациента в течение суток, персональными компьютерами для хранения измеренных данных и анализа, средства передачи этих данных через Интернет в базу данных Центрального сервера для их постоянного хранения и по запросу рабочей группы врачей-консультантов из базы хранения центрального сервера в их персональные компьютеры.
Недостатками известных систем является то, что наиболее уязвимым звеном в любой компьютерной системе является защита хранимой и передаваемой информации. Хранение данных на стандартных накопителях не обеспечивает достаточной защищенности от повреждения от вредоносных программ, так как эти стандартные накопители не имеют специальных средств защиты. Передача данных по незащищенным каналам связи также не может гарантировать сохранность информации из-за вероятных атак или сканирования злоумышленниками, что ими делается для несанкционированного копирования.
Достигаемым техническим результатом предлагаемой полезной модели является:
- обеспечение работы системы высокой степенью защиты информации, за счет применения микроминиатюрных персональных компьютеров (МГЖ) и использования для передачи данных пациентов защищенного VPN-соединения.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем: Распределенная автоматизированная система мониторинга здоровья (РАСМЗ) (рис.1) включающая, централизованную базу данных и, по крайней мере, одну распределенную базу данных врача и одну удаленную базу данных пациента.
Централизованная база данных (ЦБД) содержит данные всех пациентов (в т.ч. всю историю болезни за весь период исследования). Данные пациентов ЦБД автоматически получает по защищенному VPN-соединению от удаленной базы данных пациента при получении доступа к сети Интернет. Кроме того, ЦБД также содержит справочную информацию, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования, что помогает врачам, автоматизируя процесс обслуживания пациентов. ЦБД выполнена на основе системы управления базами данных (СУБД), использующую технологию клиент-сервер. ЦБД устанавливается на выделенный сервер, использующий для обеспечения отказоустойчивости и повышения скорости чтения/записи информации дисковый массив RAID не ниже 5-го уровня. Часто изменяющиеся данные хранятся на удаленных базах данных - распределенной базе данных врача (РБДВ) и удаленной базе данных пациента (УБДП), которые с заданной периодичностью синхронизируются с данными, хранимыми в ЦДБ, с помощью репликации по защищенному VPN-соединению. Применение клиент-серверной СУБД позволяет уменьшить сетевой трафик между ЦБД и удаленными базами данных УБДП и РБДВ.
Удаленная база данных пациента ГУБДШ выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера (МПК) с защитой информации с помощью электронной цифровой подписи на основе аппаратного ключа, входящего в состав МПК. МПК выполнен на основании полезной модели, защищенной патентом РФ 
89256. МПК позволяет надежно хранить и защитить от несанкционированного использования персональные данные пациента, удовлетворяя требованиям Федерального закона РФ от 27.07.2006 152-ФЗ «О персональных данных».
Высокая степень защиты информации в МПК достигается за счет применения аппаратных и программных средств шифрования данных. Каждый применяемый МПК (рис.2) содержит взаимосвязанные как минимум один процессор, энергонезависимую память, оперативную память и уникальный аппаратный ключ. Конструктивно МПК выполнен в виде USB-флэш накопителя. Имея портативные размеры, МПК обеспечивает не только хранение информации, но и выполнение прикладных программ внутри его оперативной памяти. Для работы МПК необходим внешний персональный компьютер со свободным разъемом USB. После подключения к внешнему компьютеру через разъем USB МПК получает питание и средства ввода-вывода внешнего персонального компьютера. На экране внешнего компьютера в виртуальном окне отображается информация о выполняемых программах внутри МПК. Таким образом, обеспечивается, с одной стороны, неотъемлемость (неразрывность взаимосвязей) программного обеспечения и пользовательских данных внутри одного портативного устройства, а с другой стороны, предоставляется возможность использования развитых средств ввода-вывода внешнего компьютера, таких как клавиатура, мышь, монитор, каналы связи. Кроме того, применение МПК исключает необходимость установки программного обеспечения на внешние компьютеры и защищает программы и пользовательские данные от несанкционированного использования и повреждения от вредоносных программ. Энергонезависимая память МПК хранит программное обеспечение и данные. В качестве программного обеспечения могут быть использованы, для врача, например, «Электронный органайзер врача», а для пациентов - «Электронная карта здоровья».
Энергонезависимая память МПК разделяется на три области: программная, пользовательская и исследовательская. Программная область служит для хранения операционной системы и прикладных программ. Пользовательская область необходима для хранения персональных данных и анамнеза пациентов. Исследовательская область данных служит для накопления и последующей передачи в ЦБД общей информации о результатах диагностических и клинических исследований для дальнейшего анализа и изучения в научно-исследовательской работе.
Аппаратный ключ имеет два назначения: уникальный серийный номер изделия для персональной привязки его к конкретному пациенту или врачу и закрытый ключ электронной цифровой подписи (ЭЦП) для защиты электронных документов.
Как уже указано выше, УБДП содержит программное обеспечение "Электронная карта здоровья" (ЭКЗ). С помощью используемого программного обеспечения накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД данные пациентов, включающие персональные данные, данные обследования, в том числе полученные изображения, комментарии, протоколы и заключения, сведения об анамнезе пациентов, установленных диагнозах и проводимых лечебных мероприятиях, с которыми врач проводит лечение. Из ЦБД по защищенному VPN-соединению данные пациентов, а также справочная информация, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования, передаются в распределенную базу данных врача.
Распределенная база данных врача (РБДВ) также выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера (патент РФ 89256) с защитой информации с помощью аппаратного ключа и содержит программное обеспечение, в котором накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД, данные пациентов, с которыми врач проводит лечение. Для реализации РБДВ в МПК может быть установлено, например, программное обеспечение «Электронный органайзер врача» (ЭОВ).
Данные, хранящиеся в УБДП и РБДВ, с заданной периодичностью при получении доступа к сети Интернет синхронизируются с данными, хранимыми в ЦДБ, с помощью репликации по защищенному VPN-соединению.
Взаимодействие компонентов распределенной автоматизированной системы мониторинга здоровья (РАСМЗ) осуществляется следующим образом.
ЦБД наполняется данными пациентов, подключаемых к системе мониторинга РАСМЗ. Каждый пациент получает персональные средства учета состояния здоровья в виде МПК с программным обеспечением «Электронная карта здоровья». Каждый пациент и его персональное средство мониторинга регистрируются в ЦБД по серийному номеру МПК. По мере подключения новых пациентов содержимое ЦБД актуализируется путем ввода новых данных и регистрации нового пациента и серийного номера его МПК. Для проведения лечения и анализа динамики состояния здоровья пациентов в ЦБД регистрируются врачи-консультанты, каждому из которых выдается МПК, например, с программным обеспечением «Электронный органайзер врача». МПК каждого врача-консультанта регистрируется в ЦБД по его серийному номеру. Каждому врачу-консультанту ставятся в соответствие пациенты, за состоянием которых он ведет наблюдение. В энергонезависимой памяти МПК врачей хранятся персональные данные, анамнез и результаты исследований этих пациентов.
Во время наблюдения за пациентом и проведения лечения в МПК пациента сохраняются результаты исследований, назначения врача и фиксируется текущее состояние здоровья. В случае, когда МПК пациента во время работы получает доступ к сети Интернет, происходит автоматическая репликация: все измененные данные передаются и сохраняются в ЦБД. Репликация осуществляется через защищенное VPN-соединение, что исключает возможность перехвата или повреждения данных во время сеанса связи. Таким образом, обеспечивается сохранность данных в случае утери или выхода из строя МПК пациента.
В случае, когда во время работы МПК врача получает доступ к сети Интернет, происходит автоматическая репликация: все измененные данные пациентов, за которыми ведет наблюдение врач, обновляются в энергонезависимой памяти МПК врача, путем передачи информации от ЦБД к МПК врача по защищенному VPN-соединению.
В результате взаимодействия компонентов системы РАСМЗ вся информация хранится только в ЦБД и в МПК врачей и пациентов. Никакая информация не остается на внешних компьютерах и не может быть скопирована или передана третьей стороне. Во время репликации защита данных обеспечивается не только за счет средств VPN-соединения, но и за счет шифрования всех передаваемых электронных документов с помощью электронной цифровой подписи.
Взаимодействие МПК врача или пациента с ЦБД осуществляется следующим образом. При наличии доступа в сеть Интернет во время работы МПК автоматически активизируется защищенное VPN-соединение с сервером ЦБД. После прохождения стандартной процедуры аутентификации для МПК открывается доступ к данным ЦБД. Прежде чем разрешить чтение/запись данных происходит дополнительная аутентификация с помощью проверки наличия зарегистрированного ранее ключа МПК. В случае несовпадения ключа МПК с одним из ключей, зарегистрированных в ЦБД, доступ к данным запрещается и соединение разрывается. Если наличие ключа МПК в ЦБД подтверждается, открывается доступ к чтению/записи. Таким образом, ограничивается доступ любым вычислительным средствам, незарегистрированным ранее в ЦБД.
Суммируя вышесказанное, предлагаемая распределенная автоматизированная система, помимо осуществления автоматизированного мониторинга здоровья пациентов, регистрации факта предоставления врачом медицинских услуг пациенту и отслеживания динамики оказываемых медицинских услуг (за счет передачи по защищенному VPN-соединению данных пациентов в централизованную базу данных), минимизации вероятности допуска врачебных ошибок (за счет использования программного обеспечения "Электронная карта здоровья", содержащего формализованную в соответствии с утвержденными нормами информацию, как о заполнении медицинских форм документации, так и об оказании медицинской помощи), также обеспечивает работу системы высокой степенью защиты информации за счет применения микроминиатюрных персональных компьютеров и использования для передачи данных пациентов защищенного VPN-соединения.
Распределенная автоматизированная система мониторинга здоровья, включающая централизованную базу данных и, по крайней мере, одну распределенную базу данных врача и одну удаленную базу данных пациента, централизованная база данных (ЦБД) содержит данные всех пациентов, автоматически получаемые по защищенному VPN-соединению от удаленной базы данных пациента при получении доступа к сети Интернет, а также справочную информацию, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования, ЦБД выполнена на основе системы управления базами данных, использующей технологию клиент-сервер, ЦБД установлена на выделенном сервере, использующем дисковый массив RAID не ниже 5-го уровня, удаленная база данных пациента (УБДП) выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера (МПК) с защитой информации с помощью электронной цифровой подписи на основе аппаратного ключа, входящего в состав МПК, и содержит программное обеспечение "Электронная карта здоровья" (ЭКЗ), с помощью которой накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД данные пациентов, включающие персональные данные, данные обследования, в том числе полученные изображения, комментарии, протоколы и заключения, а также сведения об анамнезе пациентов, установленных диагнозах и проводимых лечебных мероприятиях; из ЦБД данные пациентов, а также справочная информация, данные о лекарственных препаратах, стандартах обследования по защищенному VPN-соединению передаются в распределенную базу данных врача (РБДВ), которая выполнена на основе микроминиатюрного персонального компьютера с защитой информации с помощью аппаратного ключа и содержит программное обеспечение, в котором накапливаются, обрабатываются и передаются по защищенному VPN-соединению в ЦБД данные пациентов, с которыми врач проводит лечение; данные, хранящиеся в УБДП и РБДВ, с заданной периодичностью при получении доступа к сети Интернет синхронизируются с данными, хранимыми в ЦДБ, с помощью репликации по защищенному VPN-соединению.
