Часть 0. Медицинская информатика — основа организации здравоохранения и клинической практики

Г.Э. Улумбекова

Биомедицинская информатика (БМИ) — активно развивающаяся междисциплинарная наука, многие понятия и теоретическая база которой сформировались в последние годы и продолжают эволюционировать. Ее выделение в отдельную научную дисциплину ускорилось в связи с развитием компьютерных технологий, возможностью хранения, передачи и обмена больших объемов данных. Данные об организме человека стали приумножаться с огромной скоростью и за счет углубления, которое дошло до генома, и за счет появления новых источников (ЭМК, носимых диагностических устройств, медицинских приборов, лабораторий, финансовых счетов и др.). Как следствие, потребовались новые технологические решения, чтобы их хранить, обрабатывать, представлять и анализировать.

Без медицинской информатики не может развиваться ни одна научная дисциплина. Однако еще задолго до появления компьютеров ученые-медики собирали, обобщали и анализировали данные о пациентах, получали новые знания о лечении и делились ими с другими врачами в книгах. Также и организаторы здравоохранения, обобщая и анализируя обез­личенные данные о множестве пациентов, принимали и принимают решения, как лучше управлять отраслью.

Медицинская информатика меняет свои названия. В 1980-е годы на смену первому названию этой науки «медицинская информатика» пришел термин «информатика здоровья» (health informatics), подразумевая, что она должна охватывать также вопросы профилактики заболеваний и системы здравоохранения в целом. Затем, с начала 2000-х ученые, работающие в этой сфере, согласились с тем, что наиболее полно содержание науки отражает название «биомедицинская информатика». Во многом это связано с прогрессом в изучении биологических наук, в том числе новых знаний о геноме человека, которые получили прикладное значение в клинической практике, а также с тем, что биологические науки уже не могли справляться с изучаемым объемом информации без методов информатики и компьютерных технологий. Далее мы будем использовать оба термина «медицинская информатика» и «биомедицинская информатика» как синонимы (соответственно МИ и БМИ).

БМИ является отраслевым направлением информационной науки (или информатики), хотя и вобрала в себя теоретическую базу и методы других наук. Информатика (информационная наука) — это наука об общих свойствах и структуре данных и информации, закономерностях ее создания, преобразования, накопления, передачи и использования в научных и практических целях [1]. Часть методов информатики корнями происходит из библиотечного дела, в задачи которого входило накопление информации, ее катологизация, поиск и представление.

Наиболее полное определение БМИ дано в 5-м всемирно признанном издании руководства по «Биомедицинской информатике» (Biomedical Informatics: Computer Applications in Health Care and Biomedicine, 2021) под редакцией Э. Шортлиффа, профессора медицинской информатики Колумбийского университета (США) [2]. Биомедицинская информатика — это междисциплинарная наука, которая с целью улучшения здоровья человека изучает и реализует эффективное использование биомедицинских данных, информации и знаний для научных целей, решения клинических и управленческих задач. Это научное направление развивает теорию, методы и процессы получения, хранения, систематизации, поиска, управления и распространения биомедицинских данных, информации и знаний.

Спектр приложений биомедицинской информатики простирается от изучения информации о молекулах до человеческого организма, от биологических до социальных систем. Принято разделять четыре взаимосвязанных прикладных раздела БМИ, которые изучают данные и информацию применительно к:

1. молекулам и клеточным процессам — биоинформатика;
2. к тканям и органам — визуальная информатика (структурная информатика);
3. к данным о пациенте — клиническая информатика;
4. к системе здравоохранения и общественному здоровью — информатика здравоохранения.

На рис. 0.1 показано, как биомедицинская информатика связана с другими науками, что также отражает эволюцию ее названия. Она последовательно объединила возможность использовать свою теорию и методы в медико-биологических науках: клинической медицине, здравоохранении, общественном здоровье, биологии и, наконец, трансляционных исследованиях. Под трансляционными исследованиями сегодня понимают изучение путей передачи результатов фундаментальных наук в клинические, а затем — в практику.

Рис. 0.1. Сферы приложения биоинформатики и связь с другими науками

На рис. 0.1 также видно, что биоинформатика тесно связана с другим блоком наук, главная из которых — компьютерные науки. Можно было бы предположить, что биомедицинская информатика — это часть компьютерных наук, но на самом деле данные в медицине и биологии имеют много отличий от данных, которыми оперируют другие отрасли. Они многочисленны и многообразны — разнятся от цифровых до описательных, снимаются с огромного числа приборов, носят текстовый и визуальный характер, а также сегодня начали еще содержать данные о геноме человека. Более того, спектр задач, которые стоят перед специалистами в медицине, так широк, что их решение требует новых специальных технологических подходов.

Содержание и архитектура дисциплины БМИ упрощенно представлены на рис. 0.2 (подробно в Приложении). Для изучения этой науки необходимы теоретические представления в сфере компьютерных технологий, программирования, когнитивных наук, понимания принципов структурирования информации и ее классификации, методологии проведения биомедицинских исследований.