Локальные сети в медицине реферат
Обновлено: 05.07.2024
Компьютеры, используемые в пределах одного медицинского учреждения (поликлиника, стационар, СЭС и др.), в том числе и АРМ, обычно объединяют в локальные вычислительные сети(ЛВС).
Такое объединение позволяет значительно ускорить обмен информацией между различными специалистами для оперативного решения различных задач: диагностики, лечения, консультирования, управления работой учреждения и др. Установлено, что от 60% до 90% информации, необходимой для эффективной работы учреждения, циркулирует внутри него. Линии связи в ЛВС обычно не превйшаюг 300 метров, что позволяет передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи.
В современных условиях применение медицинских информационных технологий для управления ЛПУ приобретает исключительно важную роль. С одной стороны, программный комплекс управления ЛПУ исключает рутинные методы обработки информации и повышает производительность труда. С другой стороны, формирование на уровне ЛПУ первичной медицинской информации становится основным источником медицинской статистики для решения региональных задач.
Несколько локальных сетей, которые функционируют внутри одного лечебного учреждения или в рамках корпоративной компьютерной сети, могут быть связаны между собой специальными аппаратными и программными средствами. Эти средства в совокупности называются шлюзами. В некоторых случаях для обеспечения надежной связи и эффективности использования ресурсов в сети выделяется специальный компьютер – шлюзовой сервер.
Компьютерные технологии, обеспечивающие, функционирование компьютерных сетей в медицине, подразделяются по уровню использования в медицине и здравоохранении следующим образом:
• Управление здравоохранением на территориальном и федеральном уровнях.
• Управление специализированными медицинскими службами.
• Управление лечебно-профилактическими службами.
• Управление учебными заведениями.
• Информационная поддержка работы медицинского персонала.
• Управление обеспечением экстренной медицинской помощью.
• Мониторинг уровня здоровья населения.
• Информационное обеспечение научной работы.
• Система информационного обмена при работе в компьютерных сетях.
Кроме того, возможно деление компьютерных медицинских сетей по функциональному признаку:
• Автоматизированная система хранений и передачи медицинских изображений (рентгенологических, магнитнорезонансных, радионуклидных, ультразвуковых) - PACS.
• Автоматизированная система электронного документооборота.
• Экспертные системы - предназначены обеспечить высокоэффективное решение задач в некоторой узкой предметной области.
• Автоматизированные рабочие места персонала, или рабочие станции, включенные в локальную компьютерную сеть.
• Автоматизированные системы медицинских баз данных (БД), или, точнее, системы управления базами данных (СУБД); при этом возможны два варианта: 1) ручной ввод медицинских характеристик и показателей и 2) автоматический ввод из функционирующих медицинских комплексов. Последний тип ввода информации, по понятным причинам, предпочтительнее. Кроме того, необходимо выделить 3 вида информации, хранящейся в БД: нередактируемые файлы (справочно-нормативная документация), локальные файлы (сохраняются на рабочем месте пользователя) и транспортируемая информация (она перемещается внутри локальной сети или за ее пределы).
Система основных информационных потоков в лечебном учреждении в упрощенном виде может выглядеть следующим образом (рис.1):
Работа пользователя в локальной компьютерной сети и обмен информацией между коллегами в разных связанных между собой компьютерных сетях может быть успешной при соблюдении важнейшего правила – обмен данными может происходить только в единых стандартах и протоколах коммуникации. С развитием компьютерных коммуникаций остро встает вопрос о создании единых международных стандартах обмена медицинскими данными. К настоящему времени сложился достаточно устойчивый перечень таких стандартов: ASTM E31.11 – стандарт обмена данными лабораторными тестами, SCP-ECG – стандарт обмена цифровыми ЭКГ, IEEE P1157 – стандарт обмена медицинскими данными.
В некоторых лечебных учреждениях созданы локальные сети, объединяющие между собою ряд служб, включая подразделения по получению медицинских изображений (рис.2):
Особенно следует выделить два стандарта – HL7 и DICOM. Первый из них был разработан американским комитетом Health Level Seven (HL7). Он стандартизирует обмен медицинской информацией между лечебными учреждениями всех стран мира. Этот же комитет разработал стандарт клинического контекста CCOW, поддерживающего архитектуру клинических документов CDA. Последняя версия этого стандарта – CCOW.3 описывает структуру стандарта на распространенном языке XML , что значительно упрощает обмен медицинскими документами, находящимися на различных аппаратных платформах.
Суть этих стандартов состоит в том, что все события, связанные с нахождением пациента в лечебном учреждении, кодируются специальными сегментами (например, визит пациента – Patient Visit – PVI). Каждый сегмент, в свою очередь, идентифицируется трехсимвольным кодом, который передается по компьютерной сети адресату.
Другой важный стандарт передачи медицинских данных - DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine). Как следует из самого названия, данный стандарт предназначен для передачи медицинских изображений – рентгенологических, ультразвуковых, магнитно-резонансных, радионуклидных, эндоскопических и др. (всего 29 типов изображений) между компьютерами. Он опирается на упоминавшийся уже стандарт OSI/ISO. Этот стандарт позволяет организовать цифровую связь между различными диагностическими аппаратами, персональными компьютерами и рабочими станциями, архивными серверами, мэйнфреймами и другими компьютерными устройствами, которые располагаются внутри одного лечебного учреждения. Он помогает также обмениваться данными в одном городе или между несколькими городами по системе открытых глобальных сетей.
В ряде лечебных учреждений нашей страны и за рубежом получают распространение объединяющие несколько диагностических аппаратов, персональные компьютеры, рабочие станции, видеоархивы, средства представления изображений в локальную единую внутреннюю сеть цифровых изображений. Такая сеть носит название PACS – Picture Archiving and Communication System (система архивирования и передачи изображений).
Специальной локальной компьютерной сетью, предназначенной для организации информационных потоков в лечебном учреждении (стационаре, поликлинике), является госпитальная информационная система HIS (Hospital Information System).
Специальной компьютерной сетью, предназначенной для организации информационных потоков в радиологическом отделении больницы, является радиологическая информационная система RIS (Radiological Information System). Эта сеть - наиболее распространенная специальная компьютерная сеть в медицине.
RIS позволяется организовать работу радиологического отделения на всех этапах обследования больного: от его регистрации, проведения исследования до составления отчетов и рассылки их по больнице и сторонним пользователям через сеть Интернет.
Система RIS представляет собою программное приложение клиент-сервер, т.е. имеет центральную часть - сервер (или несколько серверов), на которых находятся все сведения о пациентах и исследованиях, и клиентскую часть (клиент), устанавливаемую на персональных компьютерах и рабочих станциях. Система имеет модульный тип строения. Поэтому ее легко перестраивать, подгоняя конфигурацию к конкретному лечебному учреждению и выполняемым производственным процессам.
Важным стандартом в лучевой диагностике является международный стандарт DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine). Как следует из самого названия, данный стандарт предназначен для передачи медицинских изображений - рентгенологических, ультразвуковых, магнитно-резонансных, радионуклидных, эндоскопических и др. (всего 29 типов изображений) между компьютерами. Он опирается на стандарт OSI/ISO. Этот стандарт позволяет организовать цифровую связь между различными диагностическими аппаратами, персональными компьютерами и рабочими станциями, архивными серверами и другими компьютерными устройствами, которые располагаются внутри лечебного учреждения. Он помогает также обмениваться данными в одном городе или между несколькими городами по системе открытых глобальных сетей.
Сетевым решением, объединяющим все диагностическое оборудование визуализации, является локальная сеть PACS - Picture Archiving and Communication System (система архивирования и передачи изображений). Она объединяет все диагностические аппараты для визуализации, персональные компьютеры, рабочие станции, видеоархивы, средства представления изображений в локальную единую внутреннюю сеть цифровых изображений. Сеть работает на стандарте DICOM и поддерживает операционную систему Windows. Поэтому все цифровые аппарата для визуализации должны обязательно иметь конченый программный модуль DICOM.
В настоящее время во всех развитых странах мира радиологическая сеть PACS является общепринятым стандартом организации работы лечебного учреждения.
В России довольно интенсивно развиваются локальные медицинские информационные системы (МИС) и сети. В настоящее время широко применяются в практике медицины компьютеризированные истории болезни и системы классификации терминов. При этом важную роль играет язык общения между базами данных и терминология.
На повестке дня стоит создание территориальных, а затем глобальных МИС.
Развитие информационных технологий и современных коммуникаций, появление в клиниках большого количества автоматизированных медицинских приборов, следящих систем и отдельных компьютеров привели к новому витку интереса и к значительному росту числа медицинских информационных систем (МИС) клиник, причем, как в крупных медицинских центрах с большими потоками информации, так и в медицинских центрах средних размеров и даже в небольших клиниках или клинических отделениях. Только в США затраты клиник в этой области составляют около 8,5 млрд. долл. в год, и по оценкам специалистов ожидается рост затрат до 12-14 млрд. долл. в связи с планируемой заменой или модернизацией устаревших МИС.
Современная концепция информационных систем предполагает объединение электронных записей о больных (electronic patient records) с архивами медицинских изображений и финансовой информацией, данными мониторинга с медицинских приборов, результатами работы автоматизированных лабораторий и следящих систем, наличие современных средств обмена информацией (электронной внутрибольничной почты, Internet, видеоконференций и т.д.).
По мнению сотрудников американского института медицинских записей (Medical Records Institute, USA), фактически можно выделить 5 различающихся уровней компьютеризации для МИС.
ПЕРВЫМ уровнем МИС являются автоматизированные медицинские записи. Этот уровень характеризуется тем, что только около 50% информации о пациенте вносится в компьютерную систему, и в различном виде выдается ее пользователям в виде отчетов. Иными словами, такая компьютерная система является неким автоматизированным окружением вокруг "бумажной" технологии ведения пациента. Такие автоматизированные системы обычно охватывают регистрацию пациента, выписки, внутрибольничные переводы, ввод диагностических сведений, назначения, проведение операций, финансовые вопросы, идут параллельно "бумагообороту" и служат прежде всего для разного вида отчетности.
ВТОРЫМ уровнем МИС является система компьютеризированной медицинской записи (Computerized Medical Record System). На этом уровне развития МИС те медицинские документы, которые ранее не вносились в электронную память (прежде всего речь идет об информации с диагностических приборов, получаемой в виде различного рода распечаток, сканограмм, топограмм и пр.), индексируются, сканируются и запоминаются в системах электронного хранения изображений (как правило, на магнитооптических накопителях). Успешное внедрение таких МИС началось практически только с 1993 г.
ТРЕТЬИМ уровнем развития МИС является внедрение электронных медицинских записей (Electronic Medical Records). В этом случае в медицинском учреждении должна быть развита соответствующая инфраструктура для ввода, обработки и хранения информации со своих рабочих мест. Пользователи должны быть идентифицированы системой, им даются права доступа, соответствующие их статусу. Структура электронных медицинских записей определяется возможностями компьютерной обработки. На третьем уровне развития МИС электронная медицинская запись может уже играть активную роль в процессе принятия решений и интеграции с экспертными системами, например, при постановке диагноза, выборе лекарственных средств с учетом настоящего соматического и аллергического статуса пациента и т.п.
На ЧЕТВЕРТОМ уровне развития МИС, который авторы назвали системами электронных медицинских записей (Electronic Patient Record Systems или же по другим источникам Computer-based Patient Record Systems), записи о пациенте имеют гораздо больше источников информации. В них содержится вся соответствующая медицинская информация о конкретном пациенте, источниками которой могут являться как одно, так и несколько медицинских учреждений. Для такого уровня развития необходима общегосударственная или интернациональная система идентификации пациентов, единая система терминологии, структуры информации, кодирования и пр.
ПЯТЫМ уровнем развития МИС называют электронную запись о здоровье (Electronic Health Record). Она отличается от системы электронных записей о пациенте существованием практически неограниченных источников информации о здоровье пациента. Появляются сведения из областей нетрадиционной медицины, поведенческой деятельности (курение, занятия спортом, пользование диетами и т.д.).
В 1993 г. в Москве создана информационная система онкологических больных. Созданы видеоархивы учебных материалов на базе цифрового видео и современных ПК технологий.
Существует интегрированная система информационного обеспечения управления здравоохранением Москвы, содержащая данные по кадрам, учету, статистике, территориальный и учрежденческий уровень.
Разработана многоуровневая компьютерная система мониторинга туберкулеза в России. При этом используются гибкие универсальные программные оболочки и комплект базовых взаимосвязанных информационных структур. Оболочки СУБМД "BARCLY", "CARMADON", FOXPRO 2.5 и др.
Госсанэпидемнадзор разрабатывает программные комплексы для работы своих баз данных, экспертных систем. Программное обеспечение реализовано в операционной среде MS-DOS, имеет графический многооконный пользовательский интерфейс с системой интерактивной помощи, поддержку работы в локальной вычислительной сети. Создана компьютерная база данных по медико-санитарному обслуживанию населения. Она внедряется повсеместно. Стоимость на одного пациента составляет примерно 200 дол. США.
Служба крови г. Екатеринбурга создала центр крови "САНГВИС", функционирующий с 1995г.
В 1997 г. в Пензенской области завершены работы по созданию медицинской информационной сети, которая позволяет всем лечебным учреждениям области пользоваться медицинской информацией.
Понятие компьютерных сетей и их виды: локальные, глобальные и региональные. Распределение данных и программ с помощью ЛВС. Типы серверов в зависимости от способов использования. Топологии вычислительных сетей. Сетевые устройства и средства коммуникаций.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.11.2014 |
| Размер файла | 673,2 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра медицинской биофизики и информатики
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
преподаватели: Мухаметова Е.Л. Жумакаева К.Н.
1. Компьютерные сети
На сегодняшний день в мире существует более 130 млн. компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети - от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей.
Компьютерные сети (англ, network) -это совокупность ПК, распределенных на некоторой территории и взаимосвязанных для совместного использования ресурсов (данных, программ и аппаратных компонентов).
Рис. 1 Глобальные сети
2. Виды компьютерных сетей
Существующие сети принято в настоящее время делить в первую очередь по территориальному признаку:
1. Локальные сети (LAN - Locate Area Network). Такая сеть охватывает небольшую территорию с расстоянием между отдельными компьютерами до 10 км. Обычно такая сеть действует в пределах одного учреждения.
2. Глобальные сети (WAN - Wide Area Network). Такая сеть охватывает, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). Компьютеры располагаются друг от друга на расстоянии десятков тысяч километров.
3. Региональные сети. Подобные сети существуют в пределах города, района. В настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой по отношению к глобальной сети не отличается.
3. Локальная вычислительная сеть
Под локальной вычислительной сетью (ЛВС) понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи/данных. Самая простая сеть состоит, как минимум, из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно.
Рис. 2 Локальные сети
ЛВС применяются для решения таких проблем, как:
1. Распределение данных. Данные в локальной сети хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях. В связи с этим не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации;
Распределение ресурсов. Периферийные устройства могут быть доступны для всех пользователей ЛВС. Такими устройствами могут быть, например, сканер или лазерный принтер;
2. Распределение программ. Все пользователи ЛВС могут совместно иметь доступ к программам, которые были централизованно установлены на одном из компьютеров.
Локальные сети в зависимости от физических и логических взаимоотношений между ЭВМ отличаются архитектурой (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.д.) и топологией (шинная, кольцевая, звезда и т.д.).
4. Архитектура сети
Архитектура сети описывает физическое расположение сетевых устройств, тип используемых адаптеров и кабелей, а также определяет методы передачи данных по каналам связи. Существуют два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. В такой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Выделенные серверы специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.
Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
5. Сервер. Одноранговые, иерархические сети
Сервер - это объект (компьютер или программа) который предоставляет сервисные услуги, а клиент - это объект (компьютер или программа), который запрашивает сервер предоставить эти услуги.
Локальные сети в зависимости от административных взаимоотношений между ЭВМ разделяются на:
· иерархические или централизованные
В одноранговых сетях сервер может быть одновременно и клиентом, т.е. использовать ресурсы другого ПК или того же ПК, которому он сам предоставляет ресурсы.
Одноранговая (одноуровневая) локальная сеть
Одноранговая сеть - это сеть равноправных компьютеров (рабочих станций), каждый из которых имеет уникальное имя и пароль для входа в компьютер. Одноранговая сеть не имеют центрального ПК.
В одноранговой сети каждая рабочая станция может разделить все ее ресурсы с другими рабочими станциями сети. Рабочая станция может разделить часть ресурсов, а может вообще не предоставлять никаких ресурсов другим станциям. Например, некоторые аппаратные средства (сканеры, принтеры винчестеры, приводы CD-ROM, и др.), подключенные к отдельным ПК, используются совместно на всех рабочих местах.
Каждый пользователь одноранговой сети является администратором на своем ПК. Одноранговые сети применяются для объединения в сеть небольшого числа компьютеров - не более 10-15. Одноранговые сети могут быть организованы, например, с помощью операционной системы Windows 95, 98, 2000, Windows XP и другими ОС.
Для доступа к ресурсам рабочих станций в одноранговой сети необходимо войти в папку Сетевое окружение, дважды щелкнув на пиктограмме Сетевое окружение и выбрать команду Отобразить компьютеры рабочей группы. После этого на экране будут отображены компьютеры, которые входят в одноранговую сеть, щелкая мышью на пиктограммах компьютеров можно открыть логические диски и папки с общесетевыми ресурсами.
Иерархические (многоуровневые) локальные сети
Иерархические локальные сети - локальные сети, в которых имеется один или несколько специальных компьютеров - серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. Иерархические локальные сети - это, как правило, ЛВС с выделенным сервером, но существуют сети и с невыделенным сервером. В сетях с невыделенным сервером функции рабочей станции и сервера совмещены. Рабочие станции, входящие в иерархическую сеть, могут одновременно организовать между собой одноранговую локальную сеть.
Выделенные серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, с винчестерами большой емкости. На сервере устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все внешние устройства (принтеры, сканеры, жесткие диски, модемы и т.д.). Предоставление ресурсов сервера в иерархической сети производится на уровне пользователей.
Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются рабочими станциями, или клиентами. На них устанавливается автономная операционная система и клиентская часть сетевой операционной системы. В локальные операционные системы Windows 95, 98, 2000, Windows XP включена клиентская часть таких сетевых операционных систем как: Windows NT Server, Windows 2003 Server.
В зависимости от способов использования сервера в иерархических ЛВС различают серверы следующих типов.
Файловый сервер. В этом случае на сервере находятся совместно обрабатываемые файлы и совместно используемые программы.
Сервер баз данных. На сервере размещается сетевая база данных. База данных на сервере может пополняться с различных рабочих станций и выдавать информацию по запросам с рабочих станций.
Сервер доступа - выделенный компьютер в локальной сети для выполнения удаленной обработки заданий. Сервер выполняет задание, полученное с удаленной рабочей станции, и результаты направляет на удаленную рабочую станцию. Другими словами сервер предназначен для удаленного доступа (например, с мобильного ПК) к ресурсам локальной сети.
Сервер - печати. К компьютеру небольшой мощности подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций. Программное обеспечение организует очередь заданий на печать.
компьютерный сеть сервер коммуникация
6. Топологии вычислительных сетей
Рассмотрим основные варианты топологий и их преимущества и недостатки а также методы доступа основанные на каждой топологии.
В сети в виде звезды компьютер-сервер получает и обрабатывает все данные с компьютеров - рабочих станций. Вся информация между двумя любыми рабочими станциями проходит через центральный узел вычислительной сети.
Рис. 3 Сеть в виде звезды
Каждая рабочая станция связана с узлом, поэтому пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра. Недостатком такой топологии является нарушение работы всей сети в случае выхода из строя центрального узла.
При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д., как показано на рис. 4. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.
Рис. 4 Сеть в виде кольца
Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.
При шинной топологии (рис. 5) среда передачи информации представляется в форме общей магистрали, к которой должны быть подключены все рабочие станции. При этом все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.
Рис. 5 Сеть шинной топологии
Особенностью такой топологии сети является то, что функционирование сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции, а рабочие станции в любое время без прерывания работы всей вычислительной сети могут быть подключены к ней или отключены.
Благодаря тому, что рабочие станции можно подключать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды.
Древовидная структура сети
Основание дерева вычислительной сети (корень) располагается в точке, в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева). Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители и/или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором.
Рис. 6 Сеть с древовидной топологией
На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий. Устройство, к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что возможное максимальное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.
7. Сетевые устройства и средства коммуникаций
Основой любой локальной сети являются ПК, которые подключаются к сети с помощью сетевой карты. Все компьютеры локальных сетей можно разделить на два класса: серверы и рабочие станции.
Сетевой адаптер - это специальное устройство, которое предназначено для сопряжения компьютера с локальной сетью и для организации двунаправленного обмена данными в сети. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате и оборудована собственным процессором и памятью, а для подключения к сети имеет разъем типа RJ-45. Наиболее распространены карты типа PCI, которые вставляются в слот расширения PCI на материнской плате. В зависимости от применяемой технологии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet и сетевой карты скорость передачи данных в сети может быть: 10, 100 или 1000 Мбит/с.
В качестве кабелей соединяющих отдельные ПК и коммуникационное оборудование в локальных сетях применяются:
1. Витая пара - передающая линия связи, которая представляет собой два провода, перекрученных друг с другом с определенным шагом с целью снижения влияния электромагнитных полей.
2. Коаксиальный кабель - кабель, который состоит из одного центрального проводника в изоляторе и второго проводника расположенного поверх изолятора.
Рис. 7 Разъем для соединения кабелей: а - витая пара; б - коаксиальный кабель: 1 - центральный провод; 2 - изолятор; 3 - экран;4 - внешний изолятор и защитная оболочка
3. Оптический кабель - это кабель, в котором носителем информации является световой луч, распространяющийся по оптическому волокну.
Рис. 8 Конструкция оптического кабеля: 1 - оптическое волокно; 2,4- заполнитель; 3 - центральный силовой элемент (стальной трос); 5 - защитная оболочка
Кроме того, в качестве передающей среды в беспроводных локальных сетях используются радиоволны в микроволновом диапазоне.
К коммуникационному оборудованию локальных сетей относятся: трансиверы, повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Часть оборудования (приемопередатчики или трансиверы, повторители или репитеры и концентраторы или hubs) служит для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию сети. Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети, т.е. концентраторы являются средством физической структуризации сети, так как, разбивая сеть на сегменты, упрощают подключение к сети большого числа ПК.
Другая часть оборудования (мосты, коммутаторы) предназначены для логической структуризации сети. Так как локальные сети являются широковещательными (Ethernet и Token Ring), то с увеличением количества компьютеров в сети, построенной на основе концентраторов, увеличивается время задержки доступа компьютеров к сети и возникновению коллизий. Поэтому в сетях построенных на хабах устанавливают мосты или коммутаторы между каждыми тремя или четырьмя концентраторами, т.е. осуществляют логическую структуризацию сети с целью недопущения коллизий.
Третья часть оборудования предназначена для объединения нескольких локальных сетей в единую сеть: маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways). К этой части оборудования можно отнести и мосты (bridges), а также коммутаторы (switches).
Повторители (repeater) - устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины.
Приемопередатчики (трансиверы) - это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть. Трансиверы (конверторы) могут преобразовывать электрические сигналы в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации.
Концентраторы или хабы (Hub) - устройства множественного доступа, которые объединяет в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или сегменты сети, т.е. хабы используются для создания сегментов и являются средством физической структуризации сети.
Мосты (bridges) - это программно - аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.
Коммутаторы (switches) - программно - аппаратные устройства являются быстродействующим аналогом мостов, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов с помощью одного или нескольких концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора. При поступлении данных с компьютера - отправителя на какой-либо из портов коммутатор передаст эти данные, но не на все порты, как в концентраторе, а только на тот порт, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер - получатель данных.
Эффективность функционирования ЛВС определяется параметрами, выбранными при конфигурировании сети. Конфигурация сети базируется на существующих технологиях и мировом опыте, а также на принятых во всем мире стандартах построения ЛВС и определяется требованиями, предъявляемыми к ней, а также финансовыми возможностями организаций.
Исходя из существующих условий и требований, в каждом отдельном случае выбирается топология сети, кабельная структура, коммуникационное оборудование, протоколы и методы передачи данных, способы организации взаимодействия устройств, сетевая операционная система.
Подобные документы
Компьютерные сети и их классификация. Аппаратные средства компьютерных сетей и топологии локальных сетей. Технологии и протоколы вычислительных сетей. Адресация компьютеров в сети и основные сетевые протоколы. Достоинства использования сетевых технологий.
курсовая работа [108,9 K], добавлен 22.04.2012
Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях. Топология сетей. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Обзор программных средств. Аутентификация и авторизация. Система Kerberos. Установка и настройка протоколов сети.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 15.05.2007
доклад [23,2 K], добавлен 09.11.2009
Виды компьютерных сетей. Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети. Базовая модель OSI. IP-адресация и передача данных. Сетевые устройства и средства коммуникаций.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 04.05.2014
Устройство компьютерных сетей. Системы для передачи информации, состоящие из терминалов, серверов и коммуникационной среды. Технические, программные и информационные средства сетей. Классификация компьютерных сетей. Сетевые операционные системы.
Повсеместное развитие информационных технологий и вычислительных сетей, появление огромного количества персональных компьютеров, изобретение и внедрение большого количества точных электронных медицинских приборов, работа с огромными потоками различной информации – все это послужило увеличением интереса к медицинским информационным системам, причем не только в больших городах и медицинских центрах, но и в малых населенных пунктах.
Как известно, любая информационная система, в нашем случае, локальная сеть в медицинском учреждении, состоит из нескольких обязательных компонентов:
· аппаратная часть (ПК, сервера, рабочая станция, медицинские электронные приборы и аппараты),
· средства коммутации (модем, роутер, оптоволокно, сетевые карты),
· соответствующее программное обеспечение.
Такая конфигурация позволяет объединить всю информацию о больных (их электронные данные) с архивами медицинских изображений, информацией об оплате услуг, показаниями медицинских приборов, автоматизированных лабораторий и дать возможность каждом больному получить к ней доступ при помощи Internet посредством видеоконференций, почты, виртуальных кабинетов.
Учитывая пожелания специалистов и остальные функциональные возможности, можно выделить основные требования к таким локальным сетям:
· быстрый доступ к необходимой информации (данные о пациенте, результаты анализов, рентгеновские снимки и т. д.),
· обеспечение конфиденциальности и сохранности информации (врачебная тайна),
· недопущение потерь и искажения информации,
· организация удаленного доступа к необходимой информации по сети Internet,
· внедрение возможности онлайн-консультаций пациентов со специалистами других учреждений,
· обмен данными между элементами системы должен происходить только в единых стандартах и протоколах коммуникации.
Данное исследование рассматривает некоторые методические и технические аспекты применения компьютерных технологий в работе врача на основании обзора статей западных авторов и изучения состояния компьютеризации одной из детских поликлиник г. Архангельска. В исследовании отражены некоторые направления современного использования компьютера западными врачами и сделаны предположения относительно возможности разработки этих направлений в России. Также на основании одного из докладов в рамках Всемирного Конгресса Анестезиологов рассмотрены фундаментальные вопросы компьютеризации медицины, кратко обрисованы направления и сложности этого процесса. Указаны достижения, проблемы и перспективы процесса компьютеризации стандартной детской поликлиники на примере одной из детских поликлиник г. Архангельска с указанием возможных путей и способов перспективного развития.
Введение
За последние годы компьютерные технологии проникли практически во все сферы человеческой деятельности, в том числе и в медицину. Для чего же нужен компьютер в кабинете врача? Казалось бы, обилие функциональных возможностей компьютерной техники даёт неограниченные направления их применения. Функциональность ПК и возможность оптимизации работы врача делает его незаменимым помощником в лечении, и это ни у кого уже не вызывает сомнений. Тем не менее, для того, чтобы подчеркнуть актуальность темы, следует отметить хотя бы основные направления использования ПК врачом. Итак, какие же задачи возможно решать при помощи ПК?
1. Сохранять в базе данных всю информацию о визите пациента для дальнейшего динамического наблюдения.
2. При помощи готовых шаблонов а) экономить время врача б) стандартизировать и алгоритмизировать описания состояний и исследований
3. Создавать единые информационные сети, от локальных (в пределах клиники) до масштабных мировых систем.
4. Используя сеть Интернет получать доступ к новейшей медицинской информации, устанавливать профессиональные связи с коллегами из других городов и стран, обмениваться опытом
И это лишь некоторая часть очевидных преимуществ ПК. Однако, компьютерные технологии, доступные врачу в наше время, далеко не исчерпываются рутинным использованием ПК на участке. Всё больше и шире развивается система телемедицины, позволяющая связать в единую сеть отдалённые сельские пункты амбулаторной помощи и крупнейшие научные центры, столичные и районные больницы, научные центры разных стран.
Можно предположить, что освоение и дальнейшее развитие компьютерных технологий в работе врача - вопрос будущего, ибо, несмотря на всеобщее признание их преимуществ, финансовые сложности и отсутствие организованных курсов для врачей, не владеющих ПК, по-прежнему мешает их широкому распространению в нашей стране. Хочется надеяться, что важность и актуальность данного вопроса позволит в относительно короткие сроки решить эти проблемы. Именно поэтому важны и актуальны все работы, касающиеся направлений приложения и технических вопросов компьютеризации работы врачей. В данном исследовании будут кратко рассмотрены некоторые из этих аспектов.
Актуальность исследования: несмотря на обилие исследований о компьютерной технике вообще и применении её в различных сферах человеческой деятельности, сравнительно мало написано о применении компьютерных технологий в работе врача, особенно на русском языке. Существуют отдельные исследования на тему применения компьютера в работе узких специалистов, преимущественно работающих с различными приборами (врач кабинета УЗИ, врач кабинета ЭКГ). Для них уже разработаны специальные компьютерные программы и методики освоения, тогда как компьютеризация работы остальных врачей носит пока что стихийный характер, сводящийся, главным образом в обеспечении их компьютерной техникой, но не решающий проблемы обучения персонала работе с ПК и не регламентирующий степень участия ПК в процессе работы врача. Таким образом, несмотря на наличие компьютера, врачи, не владеющие в достаточной мере знаниями и умениями для работы с ним, не пользуются им, либо используют его недостаточно полно. Таким образом, рабочий процесс не рационализируется и не облегчается, и затраты на компьютерную технику недостаточно окупаются. Именно поэтому существует необходимость появления исследований, касающихся технических, методических и практических особенностей использования компьютера в работе врача.
Цель исследования - сделать обзор некоторых научных статей западных авторов, касающихся методических и технических аспектов применения компьютера во врачебной деятельности; рассмотреть состояния компьютеризации рабочих мест медицинского персонала, и, в частности, врачей-педиатров в исследуемой детской поликлинике, указать преимущества и проблемы данного процесса и наметить пути решения проблем.
Медицина и ПК - взгляд с Запада
Несмотря на широкое распространение компьютерных технологий, которое происходит в настоящее время, в русскоязычной литературе мало освещены вопросы применения компьютера в медицине. Объяснить это достаточно легко - в повседневную клиническую практику наших соотечественников-врачей компьютер проник относительно недавно. Тем не менее, он уже прочно занял своё место в кабинетах УЗИ, КТ, палатах интенсивной терапии. Но до массового и систематизированного применения компьютерных технологий в медицине, которые смогут объединить в единую сеть всех врачей и все медицинские базы данных, пока далеко. Однако, на Западе этот вопрос привлекает всё более широкое внимание. Проводятся исследования, посвященные как возможностям, так и ограничениям применения компьютеров, а также предлагаются инновационные технические решения в области компьютерной техники.
Поскольку компьютеризация медицины - процесс неотвратимый, очень полезными могут оказаться переводные статьи, освещающие различные аспекты применения компьютерных технологий во врачебной практике.
Статьи 2004-2007 годов, отражающих новые направления компьютерной техники в медицине, касались, главным образом вопросов освоения сети Интернет. В эти годы происходило накопление огромного количества медицинской информации в электронном виде.
Каждые 4 года медицинской информации удваивается. При таких темпах роста были необходимы некоторые руководства для практикующих врачей, способные помочь им правильно ориентироваться в этих громадных объёмах информации и использовать их с максимальной пользой. В настоящее время электронные ресурсы уже практически столь же велики, как и печатные - но, в отличие от последних, гораздо менее систематизированы. Тем не менее, есть ряд электронных хранилищ, которые предлагают достоверную и свежую информацию по всем отраслям медицины. Одним из них является MEDLINE - база данных Национальной Медицинской Библиотеки США, которая включает более 11 миллионов источников биомедицинской литературы с 1960-х годов и ежегодно обновляется. Свободный доступ к этой базе обеспечивает ресурс Pub MED. Он не только позволяет любому пользователю Интернета беспрепятственно получить нужную информацию из базы, но также существенно облегчает поиск необходимых данных и позволяет отсортировать более новые источники. Кроме того, Национальная Медицинская Библиотека США предложила систему подзаголовков медицинских терминов, которая используется в ресурсе Pub MED и позволяет не только легко и быстро ориентироваться в более чем 19000 терминов, но и находить именно те статьи, в которых содержатся нужные пользователю термины. Все эти ресурсы и системы были созданы специально для удобства практикующих врачей, с конечной целью обеспечить клиницистов и исследователей доступной, достоверной и свежей информацией с минимальными затратами времени и сил [1]. Российским врачам ещё только предстоит использование электронных ресурсов в такой степени, что их западным коллегам. Причины тому - и отсутствие привычки к работе с сетевыми ресурсами (сказывается относительно недавнее внедрение ПК в клиническую практику), и отсутствие организованных систематизированных курсов обучения работы на ПК, и не столь большой объём баз данных, имеющихся на русском языке. Однако можно предположить, что перспективность этого направления позволит преодолеть имеющиеся барьеры и сделает всю имеющуюся на сегодня медицинскую информацию доступной для каждого врача.
Однако не только информационные ресурсы сетей привлекают сегодня врачей. С появлением общих медицинских баз данных появилась возможность управлять человеческими ресурсами. Так, летом 2007 года в Великобритании была предпринята попытка ввести в действие компьютерную систему под названием Служба подачи заявлений в интернатуру. Вследствие того, что переход на электронную систему всё е был несколько поспешен, эта попытка не увенчалась успехом. В этой системе не было учтено различий между выпускниками ВУЗов и специалистами со стажем, а также количества заявлений, предоставленных зарубежными соискателями. Сама по себе система не была достаточно гибкой и совершенной. Однако сам факт этой попытки говорит о том, насколько расширяются компьютерные технологии в медицине. Великобритания - вторая страна, попытавшаяся ввести компьютерные технологии в систему распределения выпускников. В США эта система успешно применяется уже несколько лет. Три этапа - регистрация, составление списка очередности и объявление результатов позволяют большинству соискателей найти работу по выбранной специальности, а клиникам - получить нужных специалистов [3]. Для России такая система пока непривычна, но, имея в виду развитие медицины и компьютерной техники, можно предположить, что подобные системы могут когда-либо появиться и в нашей стране.
Однако фундаментальные вопросы применения компьютерной техники в медицине были подняты совсем недавно. C. J. Kalkman в своём докладе в рамках Всемирного Конгресса Анестезиологов затронул вопросы о границах применения компьютерной техники. Не подлежит сомнению тот факт, что компьютеры должны широко использоваться в повседневной практике врача - но есть ли предел этому использованию? Следует ли передать им инициативу в отношении принятия решений? В настоящее время, когда детально разработаны схемы оценки состояния, лечения и риска, достаточно лишь ввести соответствующие данные в компьютер - и он просто не позволит врачу выйти за пределы этих рамок. В перспективе компьютер сможет организовать автоматическую доставку лекарства без участия врача. Уже сегодня он способен напомнить о забытой манипуляции специальным сигналом, или предложить врачу заполнить соответствующую графу в электронной истории болезни, если он забыл это сделать. Системы записи и обработки информации способны постоянно записывать все показатель состояния пациента и все его физиологические показатели как в пред- так и послеоперационные период, а также во время самой операции, напоминая врачам о всех возможных факторах риска и предлагая вести тот или иной препарат. операционный период, саму операцию и послеоперационный период. Возможно, все коммуникации внутри клиники вскоре также перейдут к компьютерам, заменив традиционные телефоны.
Поэтому вопрос о границах компьютеризации остаётся открытым. Возможно, в будущем будет найден необходимый баланс между человеком и машиной, который позволит им стать надёжными союзниками на благо пациенту. Это вопрос перспективного развития - и можно надеяться, что решать его будут не только западные государства, но специалисты из всех стран нашей планеты.
Компьютер и детская поликлиника - достижения, задачи, перспективы
Каково же состояние компьютеризации стандартной поликлиники нашей страны? На каком этапе она находится сегодня и какие у неё перспективы? Какие имеются достижения и проблемы, и как их можно решить?
Для исследования была выбрана одна из детских поликлиник города Архангльска. Было изучено как техническое оснащение её компьютерной техникой, так и полнота их использования.
В составе исследуемой детской поликлиники имеется 4 участка, в каждом из которых два рабочих места - участкового врача-педиатра и медицинской сестры. Также в составе поликлиники имеется дневной стационар, где также два рабочих места.
В данный момент персональными компьютерами и принтерами обеспечены все участки и дневной стационар, по одному ПК на оба рабочих места. Компьютеры на участках относятся к одним из последних моделей, оснащены жидкокристаллическими мониторами, с установленной рабочей системой Windows XP и полностью готовы к работе. Компьютер в дневном стационаре оснащён ламповым монитором и на момент наблюдения ещё находился в процессе сборки и установки.
Таким образом, можно сказать, что первый этап компьютеризации - техническое обеспечение участков - пройден. Остаётся определить, насколько активно компьютеры участвуют в работе врачей. Кроме того, необходимо идентифицировать проблемы и задачи, возникающие при внедрении ПК в работу врачей-педиатров участка, а таккже отметить дальнейшие перспективы развития компьютеризации.
Поиск различной информации по справочникам, который также имеет место в работе врача-педиатра на участке, также может занимать от 5 до 10 минут. Тогда как при использовании сети Интернет оно может сократиться до нескольких секунд.
Много времени уходит также на поиски необходимого результата исследования, который поступает из лаборатории или кабинета функциональной диагностики, а также на сортировку этих результатов по участкам и карточкам, который происходит вручную. На это уходит до 30 минут в день. Тогда как, при использовании единой информационной электронной сети, на это будет тратиться не более нескольких секунд.
Однако, на данном этапе это пока недостижимо. Мешает этому и многолетняя отлаженность старой системы, и ряд технических проблем.
Одной из основных проблем является вопрос навыков работы с ПК. Многие медицинские работники, как правило старшего поколения, не владеют этими навыками, либо владеют в недостаточной степени для полного использования ПК. Пользоваться ПК в полной мере могут лишь те, кто либо имеет ПК дома, либо самостоятельно овладел навыками работы с ним.
Таким образом, практически вся работа ведётся, как и до компьютеризации, - осмотры и дневники, а также прочая документация пишется от руки. Компьютеры используются, главным образом в целях статистических подсчётов и составления выписных эпикризов в дневном стационаре.
Второй проблемой является практически полное отсутствие какой-либо систематичности в использовании ПК - не установлено, в какой степени он должен участвовать в работе врача. Решение этого даётся на откуп самим врачем - кто-то из них пишет от руки, кто-то печатает на компьютере, причём нет установленных алгоритмизированных шаблонов, по которым следует записывать информацию. Поэтому пока не может быть речи об единой информационной системе, которая может объединить все подразделения детской поликлиники.
Однако, такое положение дел на данном этапе вполне объяснимо - внедрение ПК в работу врачей участка произошло совсем недавно, компьютеризация работы находится ещё на стадии становления, и пока ещё не проводилось систематического обучения персонала работе на ПК. Основная документация участков ведётся в письменном варианте, и мгновенный переход на печатную и электронную форму попросту невозможен.
Однако, уже сейчас есть все предпосылки для того, чтобы постепенно переводить всё большую и большую часть работы в печатный и электронный варианты. Не говоря об огромной экономии времени, это позволит стандартизировать все записи и создать единую базу данных, в которой можно будет быстро и легко ориентироваться.
Таким образом, две главные задачи, возникающие при внедрении компьютерных технологий в работу врачей-педиатров поликлиники - это обучение персонала (не только врачей, но и медсестёр) навыкам работы с ПК и создание единой системы описания состояния пациента, симптомов и различных аспектов роста, развития и лечения. Эта система позволит не только создать стандартные шаблоны для описания, но и единую базу данных, в которую будут внесены однотипные данные по всем пациентам.
Сеть Интернет также вскоре должна прочно войти в работу врачей-педиатров поликлиники - не только как неисчерпаемый источник информации, но и средство общения и обмена опытом с коллегами из других учреждений, городов, стран.
Определённую помощь в компьютеризации участков могут оказать студенты, проходящие в поликлинике летнюю практику. Большинство из них владеет ПК и может не только обучить этому персонал, но и оказать помощь в переводе информации в электронный вариант, создании баз данных и электронных таблиц.
Таким образом, приложение соместных усилий в этом направлении позволит облегчить работу врачей в сравнительно короткие сроки. Перспективы этого процесса огромны. Можно предположить, что при имеющихся предпосылках в детской поликлинике компьютер вскоре прочно займёт своё место как помощник и консультант врача-педиатра.
Заключение
Итак, компьютерные технологии всё более прочно входят в медицину, и уже не в качестве высокоточных диагностических приборов, а в виде практически равноправных помощников и союзников, позволяя передавать на расстояние огромные объёмы медицинской информации. Сеть Интернет, развиваясь, становится всё более приспособленной для работы врача, и, надо полагать, вскоре станет неотъемлемой частью его работы не только на Западе, но и в России и других странах.
Доступная и достоверная информация, которую смогут предложить врачам надёжные ресурсы сети, будет способствовать повышению качества диагностики, лечения, а также улучшению безопасности пациента.
Объединение структурных подразделений клиник в единые информационные сети будет также служить этим целям, а, кроме того, облегчит работу врача. Дальнейшие исследования в области медицины могут принести новые открытия и усовершенствования, равно как и новые проблемы и задачи. Но такие перспективы не могут пока остановить развитие компьютерных технологий и внедрение их в медицину. На том или ином этапе, процесс компьютеризации затронул множество медицинских учреждений и продолжает вовлекать их в своё русло и дальше. Имеющиеся предпосылки - осознание перспективности и удобства компьютеров в работе, а также развитие интереса к их изучению и внедрению позволит ликвидировать имеющиеся на данный момент проблемы и позволит всем врачам совместно решить задачу о разумном союзе человека и электронной машины.
Выводы
Суммируя вышесказанное, можно заключить следующее
- компьютеризация работы врача является исключительно перспективным процессом
- динамически развивающимися его направлениями является компьютеризация места врача и развитие единых информационных сетей и баз данных во всём мире
- для более полного использования компьютерных технологий требуется обучение персонала и постепенный переход на электронное оформление документации
-дальнейшие перспективы развития компьютерных технологий и их применение в работе врача - вопрос будущего.
1. Как работать с медицинской литературой, Фухс-Будер Т., ОКЛ 11, Архангельск, 2005 год
2. Что можно найти в Сети, Уенкер О., ОКЛ 9, Архангельск, 2004 год
3. Обучающие электронные ресурсы, Снейд, Р.Д., ОКЛ 13, Архангельск, 2008
4. Информационная система распределения интернатуры в США, Вуд М., ОКЛ 14, Архангельск, 2009 год
5. Automation and computerisation - how much is enough? C. J. Kalkman, Refresher Course Lectures, Milan.
Читайте также: