Hệ thống tự động thu nhận, xử lý dữ liệu bệnh án điện tử và ứng dụng tại việt nam

Đặc biệt, chưa có các nghiên cứu về phân tích, đánh giá quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, chất lượng dữ liệu bệnh án sau thu nhận và xử lý, mô hình hệ thống xử lý tổng thể với cấu

-VŨ DUY HẢI

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THU NHẬN, XỬ LÝ

DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ VÀ ỨNG DỤNG

TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

-VŨ DUY HẢI

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THU NHẬN, XỬ LÝ

DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ VÀ ỨNG DỤNG

TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

Mã số: 62.52.70.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN ĐỨC THUẬN

HÀ NỘI - 2012

Sau thời gian bốn năm nghiên cứu, được sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đức Thuận, được sự quan tâm tạo điều kiện của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Hữu Nghị, Bệnh viện Bưu Điện, các bệnh viện đã cung cấp số liệu, thông tin khảo sát liên quan tới đề, tôi đã hoàn thành luận án này đúng tiến độ được giao

Nội dung luận án nghiên cứu về “Hệ thống tự động thu nhận, xử lý dữ liệu

bệnh án điện tử và ứng dụng tại Việt Nam” Tôi xin cam đoan luận án này là công

trình nghiên cứu của chính bản thân Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

NCS Vũ Duy Hải

MỤC LỤC

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt… vi

Danh mục các bảng viii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị x

M Ở ĐẦU… 1

1 Gi ới thiệu… .1

2 Lý do ch ọn đề tài luận án 4

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 5

4 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới 5

5 M ục tiêu và nhiệm vụ của luận án 7

6 C ấu trúc luận án 11

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 12

8 Các đóng góp của luận án 13

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ THÔNG TIN Y TẾ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH ĐIỆN TỬ HÓA DỮ LIỆU BỆNH ÁN 15

1.1 T ổng quan về xử lý thông tin y tế 15

1.1.1 Tổng quan về thông tin y tế 15

1.1.2 Xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp truyền thống 17

1.1.3 Xử lý dữ liệu bệnh án theo xu hướng điện tử hóa dữ liệu 18

1.1.4 Những vấn đề còn hạn chế trong quá trình điện tử hóa 19

1.2 Đánh giá khả năng ứng dụng quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án theo phương pháp tự động thu nhận dữ liệu từ thiết bị y tế 20

1.2.1 Mục đích đánh giá 20

1.2.2 Đối tượng đánh giá 20

1.2.3 Các phương pháp đánh giá 21

1.2.3.1 Phương pháp phân tích thống kê theo phiếu điều tra khảo sát 21

1.2.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau khi th ực hiện điện tử hóa theo hướng tự động thu nhận từ thiết bị y tế 23

1.3 T ổng hợp kết quả khảo sát hiện trạng tại các cơ sở y tế 28

1.4 Đánh giá hiện trạng ứng dụng quy trình xử lý thông tin y tế theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại các bệnh viện 30

1.5 K ết luận 33

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ SINH DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TẠI CÁC BỆNH VIỆN 34

2.1 Đặt vấn đề 34

2.2 Các thi ết bị sinh dữ liệu bệnh án điện tử 35

2.2.1 Giới thiệu 35

2.2.2 Phân loại theo chức năng 36

2.2.3 Phân loại theo cấu trúc dữ liệu bệnh án điện tử đầu ra 36

2.3 Định dạng dữ liệu bệnh án điện tử dạng tương tự 38

2.3.1 Giới thiệu 38

2.3.2 Định dạng dữ liệu video 38

2.3.3 Dữ liệu dạng hình ảnh và video từ thiết bị siêu âm 39

2.3.3.1 Tổng quan 39

2.3.3.2 Sơ đồ cấu trúc thiết bị siêu âm và định dạng dữ liệu đầu ra 39

2.4 Định dạng dữ liệu bệnh án điện tử dạng số 43

2.4.1 Giới thiệu 43

2.4.2 Các định giao tiếp dạng dữ liệu bệnh án điện tử dạng số cơ bản 43

2.4.2.1 Định dạng giao tiếp mạng RJ45 43

2.4.2.2 Định dạng giao tiếp RS232 43

2.4.3 Dữ liệu dạng ảnh từ thiết bị chụp cắt lớp điện toán CT-Scanner 44

2.4.3.1 T ổng quan 44

2.4.3.2 Sơ đồ cấu trúc thiết bị chụp CT và định dạng dữ liệu đầu ra 44

2.4.4 Dữ liệu dạng ảnh từ thiết bị chụp cộng hưởng từ hạt nhân MRI 46

2.4.4.1 T ổng quan 46

2.4.4.2 Sơ đồ cấu trúc thiết bị MRI và định dạng dữ liệu đầu ra 47

2.4.5 Dữ liệu dạng đồ họa từ thiết bị chẩn đoán chức năng kỹ thuật số 48

2.4.5.1 T ổng quan 48

2.4.5.2 Các dữ liệu bệnh án dạng đồ họa cơ bản 49

2.4.5.3 Sơ đồ cấu trúc điển hình của thiết bị tạo dữ liệu bệnh án dạng đồ họa và định dạng dữ liệu đầu ra - Máy đo điện tâm đồ ECG 51

2.4.6 Dữ liệu dạng bản tin từ thiết bị xét nghiệm kỹ thuật số 53

2.4.6.1 T ổng quan 53

2.4.6.2 Các d ạng dữ liệu bệnh án dạng chữ số cơ bản 53

2.4.6.3 Sơ đồ cấu trúc điển hình của thiết bị xét nghiệm huyết học và định dạng dữ liệu đầu ra 55

2.5 Đánh giá hiện trạng thiết bị sinh dữ liệu bệnh án điện tử t ại các bệnh viện của Việt Nam 57

2.5.1 Phương pháp đánh giá 57

2.5.2 Kết quả 57

2.6 Kết luận 61

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THU NHẬN DỮ LIỆU B ỆNH ÁN ĐIỆN TỬ TỪ CÁC THIẾT BỊ Y TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ CH ẤT LƯỢNG DỮ LIỆU SAU THU NHẬN 62

3.1 Đặt vấn đề 62

3.2 Đề xuất xây dựng quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án

điện tử dạng tương tự 63

3.2.1 Giới thiệu và phân loại 63

3.2.2 Đề xuất quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng tương tự từ thiết bị tạo ảnh có chuẩn giao tiếp kết nối 64

3.2.3 Thiết kế môđun thu nhận và chuyển đổi dữ liệu bệnh án điện tử dạng hình ảnh, video tương tự sang dạng số 65

3.2.4 Xây dựng phần mềm xử lý dữ liệu trên máy tính 69

3.2.5 Kết quả thực hiện 72

3.2.6 Đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án điện tử sau thu nhận 72

3.2.6.1 Phương pháp đánh giá 72

3.2.6.2 K ết quả đánh giá và nhận xét 82

3.3 Đề xuất xây dựng quy trình tự động thu nhận dữ liệu b ệnh án điện tử dạng số 82

3.3.1 Giới thiệu và phân loại 82

3.3.2 Đề xuất quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng ảnh số theo chuẩn DICOM 83

3.3.2.1 Cơ sở thực hiện 83

3.3.2.2 Phương pháp thực hiện 87

3.3.2.3 Kết quả thực hiện 92

3.3.2.4 Đánh giá chất lượng dữ liệu hình ảnh sau thu nhận 93

3.3.3 Đề xuất quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng chữ và số 97

3.3.3.1 B ắt và phân tích dữ liệu tại đầu ra của thiết bị 97

3.3.3.2 Xây d ựng phần mềm tự động thu nhận và xử lý dữ liệu b ệnh án điện tử dạng chữ và số 100

3.3.3.3 K ết quả thực hiện 101

3.3.3.4 Đánh giá kết quả thu nhận 102

3.3.4 Đề xuất quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng sóng 103

3.3.4.1 Xác định chi tiết cấu trúc khung dữ liệu trong các gói tin t ại đầu ra của thiết bị 103

3.3.4.2 Xây d ựng phương pháp thực hiện kết nối và tự động thu nhận dữ liệu bệnh án dạng đồ họa 106

3.3.4.3 K ết quả thực hiện 110

3.3.4.4 Đánh giá kết quả thu nhận 111

3.4 K ết luận 112

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG THU NHẬN, XỬ LÝ DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ ĐA PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 115

4.1 Đặt vấn đề 115

4.2 Các mô hình x ử lý dữ liệu bệnh án điện tử trên thế giới 116

4.2.1 Mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại các nước phát triển 116

4.2.2 Mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại các nước đang phát triển 118

4.2.3 Hiện trạng xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại Việt Nam 121

4.2.3.1 X ử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại Bệnh viện Bạch Mai 121

4.2.3.2 X ử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại Bệnh viện Hữu Nghị 124

4.2.3.3 X ử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại Bệnh viện Bưu Điện Hà Nội 126

4.2.4 Đánh giá hiện trạng về hệ thống thông tin y tế tại Việt Nam thông qua 3 bệnh viện lớn tại Hà Nội 127

4.2.5 Những hạn chế và xu hướng phát triển 128

4.3 Đề xuất mô hình hệ thống tự động thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện 129

4.3.1 Cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện 129

4.3.1.1 D ữ liệu nhập viện 130

4.3.1.2 D ữ liệu bệnh án 131

4.3.1.3 D ữ liệu điều trị 134

4.3.1.4 D ữ liệu ra viện 135

4.3.2 Đề xuất cấu trúc cơ sở dữ liệu lưu trữ dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện trên máy chủ 135

4.3.2.1 Thiết kế bảng thông tin về dữ liệu nhập viện 135

4.3.2.2 Thi ết kế các bảng thông tin về dữ liệu bệnh án 136

4.3.2.3 Thi ết kế bảng thông tin về dữ liệu điều trị 141

4.3.2.4 Thi ết kế bảng thông tin về dữ liệu ra viện 142

4.3.3 Đề xuất mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện theo hướng tự động thu nhận dữ liệu từ các thiết bị y tế 144

4.4 Xây d ựng các môđun phần mềm xử lý dữ liệu bệnh án điện tử chính trong mô hình h ệ thống đề xuất 148

4.4.1 Xây dựng phần mềm tại trạm tiếp nhận 148

4.4.2 Xây dựng phần mềm tại trạm bác sỹ chẩn đoán và điều trị 149

4.4.3 Xây dựng phần mềm tại trạm siêu âm 151

4.4.4 Xây dựng các phần mềm tại trạm CT/MRI/DR 151

4.4.5 Xây dựng các phần mềm tại trạm xét nghiệm 152

4.4.6 Xây dựng phần mềm tại trạm chẩn đoán chức năng 153

4.4.7 Xây dựng phần mềm xem bệnh án trực tuyến cho bệnh nhân 154

4.4.8 Kết quả xây dựng 155

4.5 Các yêu c ầu cần thiết khi triển khai hệ thống 162

4.6 Đánh giá khả năng ứng dụng mô hình tại Việt Nam 162

4.6.1 Các cơ sở khách quan 162

4.6.1.1 Cơ sở pháp lý 162

4.6.1.2 Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông

c ủa toàn Quốc 163

4.6.2 Đánh giá hiện trạng cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông tại 20 bệnh viện đã khảo sát 165

4.6.2.1 Phương pháp đánh giá 165

4.6.2.2 K ết quả đánh giá 165

4.6.3 Đánh giá về mạng thông tin y tế và thực tế triển khai quy trình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại 3 bệnh viện lớn là Bạch Mai, Hữu Nghị và Bưu Điện Hà Nội 169

4.7 K ết luận 169

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 171

1 T ổng kết luận án 171

2 Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án 173

Tài li ệu tham khảo 174

Danh m ục các công trình đã công bố của luận án 178

Phụ lục……… 180

1 Phụ lục 1: Phiếu khảo sát hiện trạng nguồn thiết bị y tế tạo dữ liệu bệnh án và khả năng ứng dụng quy trình xử lý thông tin y tế theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại các

cơ sở y tế

2 Phụ lục 2: Tổng hợp kết quả thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng chữ, số và đồ họa trên máy tính và so sánh với dữ liệu gốc từ 5 thiết bị y tế khác nhau

3 Phụ lục 3: Kết quả ứng dụng thử nghiệm môđun xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại phòng khám siêu âm

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

1 ADC Analog to Digital Converter

5 CNTT-TT Công nghệ thông tin truyền thông

9 DAC Digital to Analog Converter

11 DICOM Digital Image and Communication in Medicine

12 DICOMDIR DICOM Direction

24 I-EHR Integrated Electronic Health Record

25 I-EMR Integrated Electronic Medical Record

26 IOD Information Object Definition

27 LIS Laboratory Information System

30 NEMA National Electrical Manufacturers Association

31 NIBP Non- Invasive Blood Pressure

32 NTSC National Television System Committee

33 OOD Object Oriented Design

34 PACS Picture Archiving and Communication System

36 PET Positron Emission Tomography

37 PID Patient Identification

38 PSNR Peak Signal to Noise Ratio

41 RM-ODP Reference Model of Open Distributed Processing

45 SECAM Sequential Couleur Avec Memoire

46 SOP Standard Operating Procedure

47 SPECT Single Photon Emission Computed Tomography

48 SPO2 Saturation of Peripheral Oxygen

49 TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

50 TTL Transistor Transistor Logic

51 UID Unique Identification

Danh mục các bảng

Mở đầu

Bảng 1 Khả năng tiết kiệm chi phí theo mức độ điện tử hóa dữ liệu trong

bệnh viện tại Mỹ 2

Bảng 2 Đánh giá khả năng tiết kiệm chi phí khám và chữa bệnh tại nước Mỹ khi các

cơ sở y tế triển khai ứng dụng quy trình điện tử hóa thông tin y tế 2

Chương 1

Bảng 1.1 Những cá nhân được phép sử dụng dữ liệu bệnh án của bệnh nhân 16

Bảng 1.2 Những tổ chức được phép sử dụng dữ liệu bệnh án của bệnh nhân 17

Bảng 1.3 Một số ví dụ về chất lượng ảnh y tế đa mức xám sau xử lý so

với dữ liệu gốc thể hiện theo các giá trị PSNR tương ứng 27

Bảng 1.4 Tổng hợp các kết quả khảo sát chính tại 20 bệnh viện 29

Bảng 1.5 Kết quả khảo sát về mức độ điện tử hóa dữ liệu, loại dữ liệu và

nhu cầu điện tử hóa dữ liệu tại 20 bệnh viện 30

Bảng 1.6 Kết quả khảo sát về mức độ điện tử hóa dữ liệu bệnh án và

phương pháp thực hiện điện tử hóa tương ứng tại 20 bệnh viện 31

Chương 2

Bảng 2.1 Hoạt động cận lâm sàng gồm: xét nghiệm, thăm dò chức năng,

chẩn đoán hình ảnh của 932/1.062 bệnh viện trên cả nước năm 2008 34

Bảng 2.2 Định nghĩa chi tiết dữ liệu trong khung dữ liệu đầu ra CSN601 52

Bảng 2.3 Định nghĩa cấu trúc các trường trong bản tin tại đầu ra của thiết bị

xét nghiệm huyết học Sysmex-KX21 56

Bảng 2.4 Tổng hợp kết quả khảo sát về hiện trạng nguồn thiết bị tạo dữ liệu

bệnh án điện tử của 20 bệnh viện 58

Bảng 2.5 Diễn giải ký hiệu viết tắt của các hãng sản thiết bị xuất chính trong bảng 2.4 59

Chương 3

Bảng 3.1 Một số kết quả thu nhận hình ảnh đa mức xám và hình ảnh gốc

của thiết bị AcusonX300-Siemens 73

Bảng 3.2 Tổng hợp kết quả tính toán tham số PSNR khi thực hiện so sánh 20

cặp hình ảnh từ 3 thiết bị siêu âm tạo ảnh đa mức xám 78

Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả tính toán tham số PSNR khi thực hiện so sánh 5

cặp video từ thiết bị AccuvixXQ tạo ảnh màu 78

Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả tính toán tham số PSNR khi thực hiện so sánh 5

cặp video từ thiết bị EUB6000 tại ảnh màu 78

Bảng 3.5 Một số kết quả thu nhận khung hình màu và khung hình gốc của

thiết bị AccuvixXQ-Medison 79

Bảng 3.6 Các cú pháp chuyển đổi trong DICOM 86

Bảng 3.7 Các thành phần dùng để lưu thông tin ảnh DICOM 89

Bảng 3.8 Các thông tin liên quan tới ảnh DICOM 91

Bảng 3.9 Một số kết quả thu nhận hình ảnh đa mức xám và hình ảnh gốc của thiết bị AirisMate - Hitachi 94

Bảng 3.10 Tổng hợp kết quả tính toán tham số PSNR khi thực hiện so sánh 20 cặp hình ảnh DICOM từ 3 thiết bị tạo ảnh số theo chuẩn DICOM phổ biến 95

Bảng 3.11 Định dạng giao thức truyền dữ liệu (gồm 12 bytes) 105

Bảng 3.12 Cấu trúc của thành phần byte STATUS1 105

Bảng 3.13 Cấu trúc của thành phần byte DATA 106

Chương 4 Bảng 4.1 Danh mục các phần mềm quản lý thông tin y tế hiện đang được triển khai ứng dụng tại các đơn vị của Bệnh viện Bạch Mai 123

Bảng 4.2 Nguồn sinh dữ liệu nhập viện 130

Bảng 4.3 Nguồn sinh dữ liệu bệnh án trong thành phần đo sinh thiết 131

Bảng 4.4 Nguồn sinh dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh, video, âm thanh 132

Bảng 4.5 Nguồn sinh dữ liệu bệnh án dạng DICOM 132

Bảng 4.6 Nguồn sinh dữ liệu bệnh án dạng đồ họa 133

Bảng 4.7 Nguồn sinh dữ liệu bệnh án dạng chữ, số 134

Bảng 4.8 Nguồn sinh dữ liệu điều trị 134

Bảng 4.9 Nguồn sinh dữ liệu ra viện 135

Bảng 4.10 Số liệu về Internet, máy tính cá nhân và điện thoại di động của Việt Nam 163

Bảng 4.11 Tổng hợp kết quả khảo sát về hiện trạng cơ sở vật chất về công nghệ thông tin và truyền thông của 20 bệnh viện 166

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Mở đầu

Hình 1 Sơ đồ mô tả định hướng và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án 10

Chương 1 Hình 1.1 Biểu đồ đánh giá tỷ lệ điện tử hóa dữ liệu của các cơ sở y tế khảo sát 32

Hình 1.2 Biểu đồ đánh giá tỷ lệ điện tử hóa dữ liệu bệnh án của các cơ sở y tế khảo sát 32

Chương 2 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc tiêu biểu của thiết bị tạo ảnh siêu âm thế hệ mới trong y tế với nhiều chuẩn dữ liệu tại đầu ra: Video, audio, DICOM, VGA, RGB 40

Hình 2.2 Dữ liệu hình ảnh siêu âm tiêu biểu trên thiết bị của Medison (a) Hình ảnh Siêu âm ổ bụng đa mức xám và (b) Hình ảnh siêu âm thai nhi màu 3D 42

Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc tiêu biểu của thiết bị chụp CT-Scanner 45

Hình 2.4 Hình ảnh chụp CT đa lát cắt trên thực tế của Hitachi 46

Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc tiêu biểu của thiết bị chụp MRI 47

Hình 2.6 Hình ảnh MRI đa lát cắt được tái tạo trên thực tế của Hitachi 48

Hình 2.7 Tín hiệu điện tim đồ tiêu biểu dùng trong chẩn đoán chức năng 49

Hình 2.8 Các dạng sóng điện não đồ đặc trưng 50

Hình 2.9 Dạng sóng của tín hiệu điện cơ đồ đặc trưng trên thực tế 51

Hình 2.10 Sơ đồ cấu trúc tiêu biểu của thiết bị điện tâm đồ kỹ thuật số 51

Hình 2.11 Cấu trúc khung dữ liệu tại đầu ra của thiết bị điện tâm đồ CSN601 52

Hình 2.12 Sơ đồ cấu trúc của thiết bị xét nghiệm huyết học tiêu biểu 55

Hình 2.13 Biểu đồ đánh giá nguồn thiết bị sinh dữ liệu bệnh án trong bệnh viện 60

Hình 2.14 Biểu đồ đánh giá chuẩn giao tiếp đầu ra trên các thiết bị tạo ảnh của các bệnh viện khảo sát 60

Hình 2.15 Biểu đồ đánh giá chuẩn giao tiếp đầu ra trên các thiết bị tạo dữ liệu bệnh án dạng đồ họa và dạng chữ, số của các bệnh viện khảo sát 61

Chương 3 Hình 3.1 Đề xuất sơ đồ khối cho quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng tương tự từ thiết bị tạo ảnh có chuẩn giao tiếp kết nối để chuyển đổi sang dạng số trên máy tính 65

Hình 3.2 Sơ đồ khối mạch đề xuất thu nhận và chuyển đổi dữ liệu bệnh án điện tử dạng video tương tự sang dạng số với tốc độ từ 3-12 khung hình/s 66

Hình 3.3 Sơ đồ thiết kế chi tiết mạch thu nhận và chuyển đổi dữ liệu bệnh án điện tử dạng video tương tự sang dạng số 67

Hình 3.4 Hình ảnh mạch thu nhận và chuyển đổi dữ liệu bệnh án điện tử

dạng video tương tự sạng dạng số có chuẩn dữ liệu ra USB sau thiết kế 68 Hình 3.5 Sơ đồ thu nhận và tái tạo dữ liệu bệnh án dạng video từ luồng dữ liệu

số của mạch phần cứng gửi lên 69 Hình 3.6 Lưu đồ thuật toán lưu trữ dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh và video

vào cơ sở dữ liệu trên máy tính 70 Hình 3.7 Lưu đồ thuật toán đọc và hiển thị dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh

và video từ cơ sở dữ liệu 71 Hình 3.8 Kết quả của quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử

dạng hình ảnh và video tương tự từ thiết bị siêu âm chẩn đoán (a) Kết nối

và thu nhận dữ liệu từ thiết bị ACUSON X300 của Siemens và (b) Giao diện

phần mềm hiển thị kết quả sau thu nhận và xử lý 72 Hình 3.9 Giao diện chương trình tính giá trị PSNR: (a) Tính cho dữ liệu

hình ảnh và (b) Tính cho dữ liệu video 77 Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện xu hướng biến thiên giá trị PSNR đối với 20 cặp

dữ liệu hình ảnh siêu âm đa mức xám thu nhận được trên máy tính và dữ liệu hình ảnh gốc nhận được từ ổ ghi đĩa CD của 3 thiết bị khảo sát là:

Logig100, SSD1000 và AcusonX300 77 Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện xu hướng biến thiên giá trị PSNR đối với 20 cặp khung hình

của 5 đoạn video màu thu nhận được trên máy tính và dữ liệu video gốc nhận được từ ổ ghi đĩa CD của thiết bị siêu âm màu 3D AccuvixXQ 81 Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện xu hướng biến thiên giá trị PSNR đối với 20 cặp khung hình

của 5 đoạn video màu thu nhận được trên máy tính và dữ liệu video gốc

nhận được từ ổ ghi đĩa CD của thiết bị siêu âm màu 3D EUB6000 81

Hình 3.13 Cấu trúc dữ liệu của chuẩn DICOM 85 Hình 3.14 Khuôn dạng file DICOM 86 Hình 3.15 Đề xuất sơ đồ khối quy trình tự động thu nhận dữ liệu hình ảnh

dạng số theo chuẩn DICOM 88 Hình 3.16 Sơ đồ diễn tả quy trình hiển thị dữ liệu ảnh và thông tin liên quan

trong file DICOM trên máy tính 90 Hình 3.17 Kết quả thực hiện quy trình tự động thu nhận và hiển thị dữ liệu

ảnh số tuân theo chuẩn DICOM qua việc kết nối với hệ thống chụp cộng hưởng

từ Airis Mate của Hitachi tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Vĩnh Phúc (a) Giao thức truyền file DICOM trên thiết bị tạo ảnh; (b) Hiển thị các thông tin trong quá trình kết nối với máy tạo ảnh và nhận dữ liệu ảnh để lưu trữ vào cơ sở dữ liệu; (c) Kết quả truy suất dữ liệu DICOM từ cơ sở dữ liệu và (d) Hiển thị dữ liệu ảnh DICOM và các thông tin trên phần mềm xử lý 93 Hình 3.18 Biểu đồ thể hiện xu hướng biến thiên giá trị PSNR đối với 20 cặp dữ liệu hình

ảnh DICOM thu nhận được trên máy tính và dữ liệu hình ảnh DICOM gốc nhận

được từ ổ ghi đĩa CD của 3 thiết bị khảo sát là: AirisMate, ProntoXE và

RadspeedSafire 96

Hình 3.19 Cấu trúc bản tin tại đầu ra của các thiết bị xét nghiệm 98

Hình 3.20 Minh họa phương pháp phân tích cấu trúc bản tin tại đầu ra của thiết bị: (a) Kết quả hiển thị nội dung bản tin dưới dạng chuỗi ký tự trên phần mềm Terminal; (b) Kết quả hiển thị các thông số trên màn hình của thiết bị 99

Hình 3.21 Sơ đồ kết nối và thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng chữ và số 100

Hình 3.22 Lưu đồ thuật toán tự động thu nhận và hiển thị dữ liệu bệnh án dạng chữ và số tại đầu ra các thiết bị xét nghiệm 101

Hình 3.23 Kết quả tự động thu nhận và hiển thị dữ liệu bệnh án dạng chữ và số tại đầu ra của thiết bị xét nghiệm huyết học Advia60 của hãng Bayer 102

Hình 3.24 Cấu trúc khung dữ liệu thường sử dụng cho việc truyền thông tin theo gói tin tại đầu ra các thiết bị tạo bệnh án dạng sóng 104

Hình 3.25 Sơ đồ kết nối dữ liệu trong quy trình thu nhận bệnh án điện tử dạng đồ họa qua chuẩn kết nối RS232 107

Hình 3.26 Thuật toán thu nhận và lưu trữ dữ liệu nhận được qua cổng COM 108

Hình 3.27 Lưu đồ thuật toán truy xuất và hiển thị dữ liệu bệnh án dạng đồ họa 109

Hình 3.28 Lưu đồ thuật toán cho quy trình truy xuất và hiển thị dữ liệu dạng chữ và số trong cơ sở dữ liệu 110

Hình 3.29 Kết quả quy trình tự động thu nhận dữ liệu bệnh án dạng đồ họa và các thông số liên quan (a) Dữ liệu đo lường và hiển thị trên thiết bị theo dõi bệnh nhân MMED6000DP-S6 và (b) Dữ liệu thu nhận và hiển thị lại trên phần mềm máy tính 111

Chương 4 Hình 4.1 Mô hình hệ thống PACS xử lý dữ liệu bệnh án điện tử dạng hình ảnh tiêu biểu hiện nay 117

Hình 4.2 Mô hình xử lý thông tin y tế theo cấu trúc mở của OpenMRS 120

Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống mạng cáp quang Backbone và và các thiết bị kết nối tại Bệnh viện Bạch Mai 122

Hình 4.4 Quy trình xử lý thông tin y tế tại các khoa viện chính trong Bệnh viện Hữu Nghị trên cơ sở 3 gói phần mềm của 3 nhà cung cấp khác nhau: Gói phần mềm quản lý thông tin bệnh viện của FPT-VN, gói phần mềm quản lý dữ liệu xét nghiệm LIS của Labsoft và gói phần mềm quản lý dữ liệu hình ảnh PACS của Infinitt 124

Hình 4.5 Sơ đồ tổng thể cấu trúc mạng cáp quang tại Bệnh viện Hữu Nghị 125

Hình 4.6 Sơ đồ quản lý thông tin tại Bệnh viện Bưu Điện Hà Nội 127

Hình 4.7 Các thành phần trong cấu trúc hồ sơ bệnh án điện tử đa phương tiện 129

Hình 4.8 Sơ đồ thực thể liên kết giữa các bảng thông tin được thiết kế cho các dữ liệu liên quan đến bệnh nhân 143

Hình 4.9 Mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện theo hướng tự động thu nhận dữ liệu từ các thiết bị y tế 145

Hình 4.10 Sơ đồ thuật toán thực hiện quy trình thu nhận, xử lý và lưu trữ

dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện vào cơ sở dữ liệu chung

của mô hình đề xuất 147

Hình 4.11 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm tại trạm tiếp nhận bệnh nhân 148

Hình 4.12 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm xử lý tại trạm bác sỹ 150

Hình 4.13 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm xử lý tại trạm siêu âm 151

Hình 4.14 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm xử lý tại trạm CT/MRI/DR 152

Hình 4.15 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm xử lý tại các trạm xét nghiệm 153

Hình 4.16 Sơ đồ thuật toán cho môđun phần mềm xử lý tại các trạm chẩn đoán chức năng 154

Hình 4.17 Sơ đồ thuật toán cho phần mềm xem bệnh án trực tuyến 155

Hình 4.18 Giao diện chính của môđun tiếp nhận bệnh nhân 156

Hình 4.19 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng video (Siêu âm) 157

Hình 4.20 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng ảnh chuẩn DICOM (Chụp CT-Scanner) 157

Hình 4.21 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng ảnh chuẩn DICOM (Chụp MRI) 158

Hình 4.22 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng chữ, số (Xét nghiệm huyết học) 158

Hình 4.23 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng chữ, số (Xét nghiệm sinh hóa) 159

Hình 4.24 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng chữ, số (Xét nghiệm miễn dịch) 159

Hình 4.25 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án dạng đồ họa (Điện tâm đồ ECG) 160

Hình 4.26 Giao diện chính của môđun xử lý dữ liệu bệnh án đa phương tiện tại trạm bác sỹ chẩn đoán (Hiển thị dữ liệu dạng ảnh chuẩn DICOM chụp MRI) 160

Hình 4.27 Giao diện chính của môđun xem bệnh án trực tuyến cho bệnh nhân (Hiển thị lại kết quả xét nghiệm huyết học) 161

Hình 4.28 Quản trị hệ thống: (a) Giao diện đăng cho bác sỹ và (b) Giao diện đăng nhập cho bệnh nhân 161

Hình 4.29 Kết quả thống kê số liệu tại Việt Nam (a) Số hộ gia đình có máy vi tính/100 hộ gia đình; (b) Số thuê bao điện thoại cố định và (c) Số thuê bao điện thoại di động 164

Hình 4.30 Biểu đồ đánh giá số lượng máy tính và máy chủ trung bình tại mỗi bệnh viện khảo sát 168

Hình 4.31 Biểu đồ đánh giá tỷ lệ những thông số thiết yếu về cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông tại các bệnh viện khảo sát 168

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu

Quy trình quản lý dữ liệu bệnh án của bệnh nhân theo phương pháp truyền thống bằng sổ sách đã và đang thể hiện nhiều bất cập như: tỷ lệ lỗi cao, khó đọc, lưu trữ cồng kềnh, khó khăn trong vấn đề tìm kiếm, thống kê và chia sẻ thông tin [20] Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trung bình có khoảng 12,1% các kết luận của bác sỹ mắc ít nhất một lỗi khi thực hiện viết bằng tay vào sổ khám bệnh [32] Trong khi

đó, cùng với đà phát triển và những thành tựu đạt được trong các lĩnh vực như công nghệ điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông, công nghệ xử lý tín hiệu y sinh, thiết bị điện tử y tế v.v , khối lượng dữ liệu bệnh án được phát sinh và sử dụng trong ngành y tế ngày một nhiều Điều này càng làm cho những bất cập trong phương pháp quản lý bằng sổ sách thể hiện rõ nét hơn

Xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa, số hóa thông tin và dữ liệu trong môi trường y tế theo mô hình bệnh viện điện tử, bệnh án điện tử đang là xu thế phát triển trên thế giới [33] Với xu hướng điện tử hóa dữ liệu bệnh án này, những bất cập phát sinh trong quy trình quản lý theo phương pháp truyền thống sẽ được khắc phục Bên cạnh đó, những thế mạnh trong lĩnh vực điện tử, thông tin và truyền thông sẽ được thể hiện như tăng tốc độ xử lý dữ liệu, tăng khả năng chia sẻ thông tin trong các ứng dụng y tế từ xa, dễ dàng lưu trữ và truy xuất thông tin về lịch sử bệnh án, giảm chi phí hoạt động cho bệnh viện, giảm thời gian và chi phí cho bệnh nhân [47,49,51] Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tính trên nước Mỹ, nếu tất

cả các bệnh viện triển khai thực hiện quy trình điện tử hóa thông tin y tế, bình quân mỗi năm nước Mỹ có thể tiết kiệm được khoảng 41,8 tỷ USD Với tổng số bệnh viện hiện có trên cả nước Mỹ là 15.209 bệnh viện [10,47], trung bình mỗi bệnh viện

sẽ tiết kiệm khoảng 2,75 triệu USD/năm Bảng 1 dưới đây minh họa chi tiết những lợi ích khi triển khai ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử tại Mỹ [49] Trên bảng 2 thể hiện các kết quả về tiết kiệm chi phí cho các bệnh viện tại Mỹ khi ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử so với mô hình bệnh viện quản lý bằng sổ sách [47]

Bảng 1 Khả năng tiết kiệm chi phí theo mức độ điện tử hóa dữ liệu trong bệnh viện tại Mỹ Nguồn [49]

Đơn thuốc Ngăn ngừa dùng thuốc không hiệu quả  

Gợi ý thuốc thay thế tương đương  

Bảng 2 Đánh giá khả năng tiết kiệm chi phí khám và chữa bệnh tại nước Mỹ khi các

cơ sở y tế triển khai ứng dụng quy trình điện tử hóa thông tin y tế

Đối tượng

Tiết kiệm hàng năm (Tỷ USD) (Tính trong giai đoạn 15 năm) kiệm sau 15 Tổng tiết

năm (Tỷ USD)

Tiết kiệm trung bình hàng năm (Tỷ USD)

5.2

1.2 1.1 1.5 8.6 2.4

14.8

1.7 1.5 2.0 11.0 3.3

20.4

13.4 11.9 15.9 92.3 25.6

159.0

0.9 0.8 1.1 6.2 1.7

16.1

10.0 2.2 2.8 27.6 1.9

44.5

13.7 2.6 3.5 34.7 2.4

57.1

106.4 23.4 29.3 289.6 19.9

468.5

7.1 1.6 2.0 19.3 1.3

31.2

Nguồn: [F Girosi et al., Extrapolating Evidence of Health Information Technology Savings and Costs, Pub no MG-410 (Santa Monica, Calif.: RAND, 2005), sec 4.2.6].

Tính đến năm 2005 tại Mỹ đã có: 5% số lượng các bệnh viện ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử; 23,9% số lượng các bác sỹ sử dụng hồ sơ bệnh án điện tử của bệnh nhân trong quá trình khám chữa bệnh [12] Tại các nước phát triển khác như Anh, Pháp, Đức, Ý, Tây Ba Nha, Thụy Điển, Phần Lan và Hà Lan, việc triển khai các hệ thống bệnh viện điện tử đã là một nhiệm vụ trọng tâm của Chính Phủ và ngành y tế trong những năm qua Tại Anh đã có chương trình Quốc gia 10 năm thực hiện chính sách điện tử hóa thông tin bệnh viện bắt đầu từ năm 2002 Tính đến năm

2006, đã có 98% số lượng bác sỹ tại Hà Lan sử dụng dữ liệu bệnh án điện tử [41] Tại Hàn Quốc, tính đến năm 2006 đã có 11 bệnh viện có quy mô từ 300 đến 700 giường bệnh sử dụng bệnh án điện tử cho cả bệnh nhân nội trú và ngoại trú, 3 bệnh viện 500 giường áp dụng cho bệnh nhân nội trú và 2 bệnh viện 700 giường áp dụng cho bệnh nhân ngoại trú [53]

Tại các nước đang phát triển, việc ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử chưa được rõ nét và đầy đủ như tại các nước phát triển Tuy nhiên, việc triển khai quy trình điện tử hóa thông tin để quản lý một số dữ liệu bệnh án cơ bản của bệnh nhân cũng đã được thực hiện Cụ thể, hầu hết các nước tại Châu Phi đã ứng dụng hệ thống phần mềm mã nguồn mở OpenMRS để quản lý dữ liệu bệnh án điện tử cho các bệnh nhân HIV/AIDS Tại Peru, hệ thống PIH-EMR đã được triển khai ứng dụng từ năm 2001 để quản lý dữ liệu bệnh án điện tử cho khoảng 4.300 bệnh nhân lao Tại Haiti, năm 1999 đã ứng dụng hệ thống phần mềm HIV-EMR để quản lý dữ liệu bệnh án điện tử cho khoảng 4.000 bệnh nhân mỗi năm Tại Brazil, hệ thống điện tử hóa dữ liệu bệnh án SICLOM đã và đang được triển khai để quản lý cho khoảng 100.000 bệnh nhân mỗi năm [24]

Tại Việt Nam, tương tự như các nước đang phát triển khác, hầu hết các cơ sở y

tế vẫn thực hiện quy trình quản lý dữ liệu bệnh án theo sổ sách Năm 2006, Bộ Y tế

đã thành lập Ban chỉ đạo triển khai ứng dụng và phát triển quy trình điện tử hóa thông tin trong ngành y tế Tuy nhiên, tính tới thời điểm 2011, mới chỉ có một số cơ

sở y tế bước đầu triển khai ứng dụng các quy trình điện tử hóa thông tin y tế bằng việc sử dụng các phần mềm đơn lẻ, rời rạc và thường không theo một chuẩn y tế cụ

thể nào [8,42] Từ những kết quả báo cáo tại kỷ yếu của các hội thảo khoa học do

Bộ Y tế tổ chức như: “Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý bệnh viện, 2008” [8] và “Xây dựng chuẩn công nghệ thông tin và chuyển đổi dữ liệu giữa các

hệ thống thông tin y tế, 2011” [4] đã cho thấy: Các nghiên cứu về lĩnh vực này tại

Việt Nam chưa nhiều, hầu hết mới chỉ tập trung vào việc nghiên cứu xây dựng các phần mềm quản lý thông tin bệnh viện riêng lẻ như quản lý thông tin bệnh nhân, thông tin dược, thông tin về trang thiết bị, nhân lực, tài chính theo những phần mềm do bệnh viện tự đặt hàng riêng lẻ Do đó, thông tin quản lý chưa thống nhất và khó chuẩn hóa chung cho cả hệ thống Chưa có nghiên cứu nào mang tính chất đánh giá, phân tích, lựa chọn mô hình hệ thống tổng thể phù hợp; đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa để các cơ sở y

tế có thể triển khai ứng dụng trong điều kiện của Việt Nam

2 Lý do chọn đề tài luận án

Từ những phân tích ở trên cho thấy, đối với các nước phát triển, việc nghiên cứu và triển khai ứng dụng mô hình xử lý dữ liệu bệnh án theo xu hướng điện tử hóa và chuẩn hóa dữ liệu đã đạt những kết quả rất khả quan Các phương pháp phân tích, đánh giá và xây dựng mô hình xử lý, hiệu quả của quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án đã được nghiên cứu chi tiết để phù hợp với yêu cầu thực tế và mục tiêu cụ thể của từng Quốc gia Tại Việt Nam cũng như các nước đang phát triển khác, mặc

dù đã xác định xu hướng xử lý dữ liệu bệnh án theo mô hình điện tử hóa, số hóa dữ liệu là xu hướng phát triển tất yếu trong những năm tới, xong cho đến thời điểm này, kết quả triển khai mới dừng lại ở mức độ tin học hóa một số khâu trong quá trình hoạt động của các cơ sở y tế Dữ liệu được điện tử hóa mà các bệnh viện tại Việt Nam hiện nay thực hiện chưa phải là thành phần dữ liệu quan trọng nhất và lớn nhất trong y tế Thành phần dữ liệu cốt lõi và cần thiết nhất - Đó là dữ liệu bệnh án của bệnh nhân thì hầu hết vẫn chưa được xử lý tại các cơ sở y tế Các ứng dụng mới chỉ tập trung vào phần thông tin bệnh viện và các dữ liệu bệnh án đơn giản Quy trình điện tử hóa vẫn còn rời rạc, đơn lẻ, chưa thành hệ thống, chưa tuân theo những chuẩn dữ liệu trong y tế mà thế giới đang dùng Chưa có những nghiên cứu đánh giá

cụ thể về thực trạng, cơ sở hạ tầng và các yếu tố liên quan tới khả năng ứng dụng tại các cơ sở y tế Chính vì thế, mặc dù Bộ Y tế cùng các cơ quan hữu quan đã cố gắng thúc đẩy tiến độ ứng dụng mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án điện tử nhưng cho đến nay, kết quả triển khai tại các cơ sở y tế còn hết sức khiêm tốn

Với những luận cứ nêu trên, nghiên cứu sinh đã lựa chọn thực hiện đề tài này với mục đích nghiên cứu lựa chọn các phương pháp khảo sát, đánh giá thực trạng tại các cơ sở y tế, đề xuất quy trình tự động điện tử hóa dữ liệu bệnh án, đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau quy trình điện tử hóa Từ đó đề xuất mô hình hệ thống xử

lý dữ liệu bệnh án ứng dụng các chuẩn của thế giới với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được thu nhận tự động từ các thiết bị điện tử y tế Đánh giá khả năng

có thể ứng dụng trong điều kiện và yêu cầu của Việt Nam cũng như trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là hệ thống tự động thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện từ đầu ra của các thiết bị điện tử y tế

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn để thực hiện đề tài của luận án là kết hợp của phương pháp sau: Thống kê, phân tích, thiết kế hệ thống (bao gồm thiết kế

mô phỏng hệ thống và thiết kế theo môđun); Đo lường thực nghiệm và đánh giá kết quả với mục tiêu là lựa chọn được mô hình hệ thống tự động thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử thích hợp có thể áp dụng trong điều kiện của Việt Nam, đáp ứng các chuẩn của thế giới

4 Tìn h hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới

Trong nước:

Lý thuyết: Chủ yếu nghiên cứu xây dựng các phần mềm quản lý thông tin bệnh

viện phục vụ cho các bộ phận chức năng riêng lẻ Một số nghiên cứu đưa ra giải

pháp quản lý tổng thể bệnh viện dựa trên mô hình Web2.0 nhưng cũng chỉ tập trung vào phần thông tin bệnh viện, thông tin bệnh nhân và một số dạng dữ liệu bệnh án đơn giản như dạng văn bản, chữ số Những dạng dữ liệu bệnh án phức tạp như hình ảnh, video, âm thanh, dạng sóng…thì chưa được đề cập trong cấu trúc bệnh án điện

tử của bệnh nhân Đặc biệt, chưa có các nghiên cứu về phân tích, đánh giá quy

trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, chất lượng dữ liệu bệnh án sau thu nhận và

xử lý, mô hình hệ thống xử lý tổng thể với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được thu nhận tự động từ các thiết bị điện tử y tế để có thể ứng dụng trong điều kiện và yêu cầu của Việt Nam [4,8]

Ứng dụng trong thực tế: Chưa có cơ sở y tế nào ứng dụng mô hình hệ thống

xử lý tổng thể với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được thu nhận tự động từ các thiết bị điện tử y tế một cách đầy đủ Một số bệnh viện đã bắt đầu triển khai ứng dụng các hệ thống phần mềm quản lý thông tin y tế cho từng khâu riêng lẻ trong đơn vị mình, tiểu biểu như: Bộ Y tế đã triển khai phần mềm báo cáo và thống kê số liệu y tế Medisoft tới các bệnh viện năm 2003 [42] Bệnh viện Hữu Nghị đã đầu tư

và ứng dụng hệ thống quản lý thông tin y tế với môđun quản lý thông tin bệnh viện

do công ty FPT thiết kế, môđun quản lý dữ liệu hình ảnh chẩn đoán PACS do công

ty Infinitt của Hàn Quốc cung cấp và môđun quản lý dữ liệu xét nghiệm LIS do công ty Labsoft cung cấp Bệnh viện Bạch Mai hiện có 20 môđun phần mềm quản

lý thông tin y tế khác nhau được ứng dụng riêng biệt tại các khoa, viện trong bệnh viện Bệnh viện Đa khoa tỉnh Ninh Bình, bệnh viện Đa khoa tỉnh Thừa Thiên, bệnh viện Đa khoa tỉnh Vĩnh Phúc… đang triển khai phần mềm quản lý trang thiết bị y tế

do Tổ chức y tế thế giới WHO hỗ trợ Hầu hết các Bệnh viện tuyến Trung ương và tuyến tỉnh đều đã triển khai phần mềm quản lý tài chính, viện phí, dược và quản lý nhân lực

Trên thế giới:

Lý thuyết: Các nghiên cứu về mô hình xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp

điện tử hóa thông tin, chuẩn hóa dữ liệu đã được tiến hành tại các nước phát triển Theo kết quả nghiên cứu thống kê trên các tạp chí chuyên ngành nổi tiếng như

Medline, Pubmed, EMBASE, CINAHL, ABI Inform và Cochrane Library trong khoảng thời gian 12 năm, từ 1998 đến 2010 đã có 4.773 công trình công bố các kết quả nghiên cứu liên quan tới vấn đề này Các vấn đề chủ yếu được nghiên cứu gồm: cấu trúc của mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án, chuẩn hóa dữ liệu bệnh án, cấu trúc bệnh án điện tử, các đánh giá khi triển khai ứng dụng mô hình bệnh viện điện

tử, những hạn chế của mô hình quản lý bằng sổ sách, các giải pháp cho mô hình bệnh viện điện tử ứng dụng tại các nước phát triển và các nước đang phát triển, xu hướng phát triển cấu trúc bệnh án điện tử [34]

Ứng dụng thực tế: Thế giới đã xây dựng và ban hành một số chuẩn công

nghiệp về truyền thông và giao tiếp thông tin trong y tế như: chuẩn dữ liệu dạng hình ảnh DICOM (Digital Image and Communication in Medicine) năm 1983, chuẩn dữ liệu dạng văn bản HL7 (Health Level 7) năm 1987, chuẩn GEHR/OpenEHR (Good European/Electronic Health Record) năm 1992 [28] Các

mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử hiện đang được triển khai ứng dụng tại các nước phát triển như: hệ thống thông tin bệnh viện HIS (Hospital Information System), hệ thống thông tin xét nghiệm LIS (Laboratory Information System), hệ thống thông tin cho khoa chẩn đoán hình ảnh RIS (Radiology Information System),

hệ thống lưu trữ và truyền thông dữ liệu hình ảnh chẩn đoán PACS (Picture Archiving and Communication System) [6,48] Các mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử hiện đang được ứng dụng tại một số nước đang phát triển như: mô hình quản

lý dữ liệu bệnh án dùng mã nguồn mở OpenMRS, Care2x, VistA [35], các mô hình ứng dụng riêng tại các nước như PIH-MRS tại Peru, HIV-EMR tại Haiti, Careware tại Uganda, Lilongwe EMR tại Malawi, SICLOM tại Brazil [24]

5 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận án

Quy trình xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp điện tử hóa là một trong những quy trình xử lý được cho là phức tạp hiện nay trên thế giới Nhiều vấn đề kỹ thuật cần phải giải quyết và lựa chọn để phù hợp với từng quốc gia, từng khu vực riêng như: sự đa dạng về dữ liệu bệnh án điện tử, yêu cầu về tính chính xác khi xử

lý, tính hiện đại, tính kinh tế, tính phù hợp thực tế, tính chuẩn hóa và khả năng triển khai ứng dụng Kế thừa những kết quả đã nghiên cứu trên thế giới và trong nước, căn cứ theo định hướng phát triển điện tử hóa dữ liệu bệnh án của Bộ Y tế và kết hợp với kết quả đánh giá hiện trạng tại các cơ sở y tế của Việt Nam, mục tiêu và nhiệm vụ của luận án được thể hiện như sau:

Mục tiêu của luận án

a) Đề xuất phương pháp khảo sát hiện trạng cơ sở hạ tầng và điều kiện triển khai ứng dụng quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, nguồn sinh dữ liệu bệnh án điện tử, khả năng thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án

b) Lựa chọn phương pháp đánh giá và đánh giá chất lượng các dạng dữ liệu bệnh án điện tử điển hình sau khi thu nhận và xử lý như: dữ liệu dạng hình ảnh, dữ liệu dạng video, dữ liệu dạng DICOM, dữ liệu dạng sóng và dữ liệu dạng chữ, số

c) Xây dựng mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án ứng dụng các chuẩn của thế giới với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được thu nhận tự động từ các thiết bị điện tử y tế có thể ứng dụng trong điều kiện và yêu cầu của Việt Nam

d) Đánh giá khả năng triển khai ứng dụng mô hình đề xuất trong điều kiện thực tế của Việt Nam Với kỳ vọng đóng góp vào kế hoạch triển khai ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử trong 5 năm tới của Bộ Y tế cho 63 tỉnh thành trên cả nước [42]

Nhiệm vụ của luận án

Nhiệm vụ cụ thể của luận án được mô tả như trên hình 1 bao gồm các nội dung như sau:

a) Thực hiện khảo sát, phân tích thực trạng quản lý và xử lý thông tin y tế tại các cơ sở y tế tiêu biểu trên phạm vi cả nước Đánh giá và nhận xét các kết quả thu được

b) Đánh giá và phân tích thực trạng về nguồn sinh dữ liệu bệnh án điện tử chính từ các thiết bị điện tử y tế, các chuẩn giao tiếp tại đầu ra của thiết bị, khả năng kết nối, thu nhận và xử lý dữ liệu tại các bệnh viện được lựa chọn trên các vùng miền trong cả nước

c) Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tự động thu nhận các loại dữ liệu bệnh

án điện tử từ đầu ra của các thiết bị y tế và đánh giá chất lượng dữ liệu sau

thu nhận, bao gồm: Dữ liệu điện tử dạng tương tự như: dữ liệu hình ảnh,

dữ liệu video từ các máy như siêu âm chẩn đoán, thiết bị nội soi, kính hiển

vi điện tử; Dữ liệu điện tử dạng số như: dữ liệu ảnh DICOM, dữ liệu dạng

đồ họa, dữ liệu dạng chữ và số từ các máy như: X quang số CR, DR, chụp

CT Scanner, cộng hưởng từ MRI, siêu âm chẩn đoán 3D, 4D, các máy chẩn đoán chức năng, các máy xét nghiệm…

d) Đề xuất mô hình hệ thống tự động thu nhận, xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa dữ liệu với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện, đáp ứng yêu cầu chuẩn hóa của thế giới và phù hợp với điều kiện của Việt Nam Phân tích, đánh giá tính khả thi khi triển khai ứng dụng mô hình đề xuất

e) Thiết kế các môđun phần cứng và phần mềm thực hiện chức năng tự động thu nhận và xử lý các loại dữ liệu bệnh án và thông tin liên quan của bệnh nhân từ thiết bị điện tử y tế trong mô hình đề xuất

f) Triển khai thử nghiệm một số môđun thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tiêu biểu tại các cơ sở y tế để kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu Trên hình 1 trình bày sơ đồ mô tả định hướng và các nhiệm vụ nghiên cứu của luận án

Hình 1 Sơ đồ mô tả định hướng và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án

6 Cấu trúc luận án

Luận án được trình bày gồm phần mở đầu, phần kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, phần phụ lục và 4 chương nội dung:

Mở đầu: Đây là phần mở đầu, nội dung chính của phần này trình bày những

khái niệm tổng quát nhất liên quan đến nội dung nghiên cứu của luận án, lý do chọn

đề tài nghiên cứu nay, đối tượng và phương pháp nghiên cứu, tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới về lĩnh vực này, mục tiêu và nhiệm vụ của luận án, ý nghĩa của luận án, các đóng góp chính của luận án

Chương 1: Trình bày tổng quan về xử lý dữ liệu bệnh án, những vấn đề còn

hạn chế và xu hướng phát triển theo quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án Đề xuất các phương pháp đánh giá quá trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, mục đích đánh giá, đối tượng đánh giá, phương pháp đánh giá và áp dụng cho các cơ sở y tế Việt Nam

Chương 2: Trình bày về nguồn sinh dữ liệu bệnh án điện tử chính hiện nay tại

các cơ sở y tế Phân tích cấu trúc thiết bị và dữ liệu tại đầu ra Đánh giá hiện trạng

về thiết bị sinh dữ liệu bệnh án điện tử tại một số bệnh viện tiêu biểu tại các vùng miền trên cả nước Phân tích về khả năng tự động thu nhận và xử lý các nguồn dữ liệu này

Chương 3: Trình bày về các phương pháp tự động thu nhận dữ liệu bệnh án từ

các thiết bị điện tử y tế bao gồm: (1) Dữ liệu bệnh án điện tử dạng tương tự từ các thiết bị như máy siêu âm chẩn đoán, thiết bị nội soi, kính hiển vi điện tử và (2) Dữ liệu bệnh án điện tử dạng số từ những thiết bị như máy chụp CT Scanner, máy cộng hưởng từ MRI, máy chẩn đoán chức năng, máy xét nghiệm Thiết kế các môđun phần cứng và phần mềm để thực hiện thu nhận dữ liệu từ các thiết bị trên thực tế và

áp dụng phương pháp đánh giá đã đề xuất trong chương 1 để đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau khi thu nhận

Chương 4: Trên cơ sở kết quả đạt được từ các nội dung thể hiện trong các

chương 1, 2 và 3, chương 4 trình bày về đề xuất mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện ứng dụng các chuẩn của thế giới được tự động thu nhận từ các thiết bị y tế để có thể ứng dụng trong điều kiện và yêu cầu của Việt

Nam Thiết kế cơ sở dữ liệu để lưu trữ cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện và xây dựng các môđun phần mềm xử lý dữ liệu chính trong mô hình đề xuất Phân tích hiện trạng cơ sở vật chất về công nghệ thông tin và truyền thông, đánh giá khả năng ứng dụng tại các cơ sở y tế khảo sát

Cuối cùng là đánh giá những kết quả đạt được và hướng phát triển tiếp theo của luận án

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án được thể hiện trên những vấn đề đã nghiên cứu như sau:

Ý nghĩa khoa học của luận án

a) Việc khảo sát, phân tích và đánh giá hiện trạng về hệ thống xử lý thông tin

y tế tại các bệnh viện Việt Nam bao gồm các nội dung: hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông, cấu hình thiết bị sinh dữ liệu bệnh án, mức độ

và phương pháp điện tử hóa thông tin y tế… đã được thực hiện một cách khoa học, khách quan để làm nền tảng phát triển ý tưởng triển khai một

mô hình xử lý mới

b) Mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án điện tử theo hướng tự động hóa và điện tử hóa với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện đề xuất là một hệ thống được xây dựng trên ý tưởng phát triển tất yếu của công nghệ hiện đại và được tiến hành từ khâu xây dựng mô hình đến phát triển các khối phần cứng và phần mềm cho toàn hệ thống sẽ là tiền đề quan trọng cho những nghiên cứu tiếp theo trong lộ trình xây dựng và triển khai ứng dụng bệnh viện điện tử trong tương lai

Ý nghĩa thực tiễn của luận án

a) Các kết quả khảo sát, đánh giá hiện trạng tại các bệnh viện tiêu biểu trên

cả nước trong luận án sẽ đưa ra những cơ sở thực tiễn để triển khai ứng dụng quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án cho các đơn vị trong ngành y

tế

b) Các phương pháp tự động thu nhận dữ liệu bệnh án từ những thiết bị điện

tử y tế để tạo cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được đề xuất trong luận án sẽ là những giải pháp hiệu quả, có tính khả thi cao trong mô hình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, giảm thời gian, chi phí khám chữa bệnh cho bệnh nhân, đặc biệt là giảm lỗi nhập dữ liệu bệnh án do con người gây ra c) Các thiết kế phần cứng và 10 môđun phần mềm mang ý nghĩa thực tiễn cao và hoàn toàn có thể sử dụng như một phần trong quy trình tự động thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử Một trong các môđun này đã được ứng dụng thử nghiệm thành công tại các cơ sở y tế

d) Mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng tự động thu nhận dữ liệu tại đầu ra của thiết bị điện tử y tế với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện được đề xuất trong luận án hoàn toàn có khả năng triển khai trên thực tế với kỳ vọng đóng góp vào kế hoạch triển khai ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử trong 5 năm tới của Bộ Y tế cho 63 tỉnh thành trên

cả nước

8 Các đóng góp của luận án

Các đóng góp chính của luận án bao gồm:

cả nước trên cơ sở mẫu khảo sát tổng hợp được đề xuất Đồng thời tiến

3 bệnh viện lớn tại Hà Nội (Bệnh viện Bạch Mai, Hữu Nghị và Bưu Điện) Từ những kết quả phân tích cho phép đánh giá triển vọng và khả năng triển khai mô hình hệ thống xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng tự động hóa tại Việt Nam trong tương lai không xa

điện tử, đánh giá nguồn sinh dữ liệu bệnh án, cấu trúc đầu ra trên các thiết bị điện tử y tế và khả năng thu nhận Đề xuất các phương pháp và thuật toán tự động thu nhận dữ liệu bệnh án từ các thiết bị điện tử y tế

với mục tiêu nâng cao chất lượng dữ liệu bệnh án điện tử sau thu nhận

và xử lý bao gồm: Dữ liệu dạng hình ảnh, dạng video, dạng DICOM, dạng sóng và dạng chữ số

liệu bệnh án bao gồm các nội dung: Đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh

án sau quá trình điện tử hóa; Đánh giá khả năng ứng dụng quy trình tự động thu nhận và xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại các cơ sở y tế

theo xu hướng tự động thu nhận dữ liệu từ các thiết bị y tế được khảo sát, nghiên cứu một cách đầy đủ và hệ thống lần đầu tiên tại Việt Nam

phần mềm tự động thu nhận, xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại các trạm trong mô hình đề xuất gồm: trạm tiếp nhận, trạm xét nghiệm Labo, trạm chẩn đoán hình ảnh, trạm chẩn đoán chức năng, trạm chẩn đoán của bác sỹ, trạm xem bệnh án trực tuyến cho bệnh nhân

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ THÔNG TIN Y TẾ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH ĐIỆN TỬ

1.1 Tổng quan về xử lý thông tin y tế

1.1.1 Tổng quan về thông tin y tế

Thông tin y tế được cho là một trong những loại thông tin phức tạp, đa dạng,

có yêu cầu về tính cá nhân, tính pháp lý, đồng thời là cơ sở phục vụ cho quá trình khám và chữa bệnh trong ngành y tế Một hệ thông tin y tế thường bao gồm 2 loại thông tin cơ bản như sau: (1) Thông tin bệnh viện (bao gồm: nhân lực, trang thiết

bị, vật tư tiêu hao, dược, tài chính, bảo hiểm…) và (2) Thông tin bệnh nhân (bao gồm: thông tin nhập viện, dữ liệu bệnh án, dữ liệu điều trị, thông tin ra viện) [6] Tính phức tạp và đa dạng của thông tin y tế thể hiện ở loại thông tin bệnh nhân, đặc biệt là dữ liệu bệnh án hay còn gọi là hồ sơ bệnh án của bệnh nhân Cùng với các thành tựu trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử y tế dùng trong hỗ trợ chẩn đoán và điều trị ngày càng được ứng dụng nhiều Do đó, dữ liệu bệnh án của bệnh nhân cũng ngày càng đa dạng về chủng loại và phức tạp về cấu trúc Tiêu biểu là những dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh, video và âm thanh (như siêu âm, nội soi, X quang, CT-Scanner, MRI…); dạng tín hiệu hay dạng sóng (như tín hiệu điện tim ECG, điện não EEG, điện cơ EMG, điện đồ cầu mắt EOG, điện đồ võng mạc ERG, điện đồ ốc tai ECoG…) và dạng chữ số (như dữ liệu xét nghiệm huyết học, sinh hóa, nước tiểu, vi sinh, miễn dịch, dữ liệu đo sinh thiết…)

Hồ sơ bệnh án có tính lịch sử và liên tục Điều đó có nghĩa là tất cả những dữ liệu bệnh án của bệnh nhân từ khi sinh cho tới thời điểm hiện tại điều có ý nghĩa đối với quá trình chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân Do đó, quy trình quản lý hồ sơ bệnh án và khả năng đáp ứng thông tin khi cần là các yếu tố quan trọng trong việc khám và chữa bệnh của các cơ sở y tế Bên cạnh đó, dữ liệu bệnh án có tính cá nhân

và được pháp luật bảo vệ tùy theo từng Quốc gia, khu vực và loại dữ liệu bệnh án cụ thể Trên bảng 1.1 và 1.2 mô tả những cá nhân và tổ chức cơ bản được phép sử dụng dữ liệu bệnh án của bệnh nhân trên thế giới hiện nay

Bảng 1.1 Những cá nhân được phép sử dụng dữ liệu bệnh án của bệnh nhân [7]

1 Phân phối

chăm sóc

bệnh nhân

Nhà cung cấp - - Bác sỹ Bác sỹ vệ sinh phòng bệnh

- Bác sỹ dinh dưỡng

- Nha sỹ

- Kỹ thuật viên phòng thí nghiệm

- Y tá (điều dưỡng viên)

- Chuyên gia điều trị

- Người đo thị lực

- Nhà tâm lý học

- Bác sỹ vật lý trị liệu

- Trợ lý bác sỹ

- Kỹ sư công nghệ phòng thí nghiệm

- Kỹ sư công nghệ X quang Khách

hàng

- Bệnh nhân

- Gia đình bệnh nhân

2 Quản lý và hỗ trợ chăm

sóc bệnh nhân - - Nhà quản trị Người quản lý về kế toán tài chính

- Người quản lý chất lượng

- Chuyên gia hồ sơ

- Người quản lý rủi ro

- Thư ký phụ trách đơn vị

- Người quản lý xem xét lại việc sử dụng

3 Sự bồi thường chăm sóc

bệnh nhân - - Người quản lý tiền trợ cấp Người làm bảo hiểm

4 Các đối tượng khác - Người làm luật và hoạch định chính sách Nhà nước

- Luật sư

- Nhà nghiên cứu về chăm sóc sức khỏe và lâm sàng

- Nhà báo và biên tập về khoa học sức khỏe

Bảng 1.2 Những tổ chức được phép sử dụng dữ liệu bệnh án của bệnh nhân [7]

1 Phân phối chăm sóc sức

khỏe (bệnh nhân nội trú

và ngoại trú)

- Các khối liên minh, liên đoàn các mạng lưới và hệ thống các nhà cung cấp

- Các trung tâm phẫu thuật cấp cứu

- Các ngân hành từ thiện (hiến máu, các mô và các cơ quan bộ phận)

- Các tổ chức chăm sóc sức khỏe

- Các tổ chức chăm sóc sức khỏe tại nhà

- Các bệnh viện (đa khoa và chuyên khoa)

chăm sóc - - Các tổ chức xem xét lại việc chăm sóc sức khỏe Các công ty bảo đảm chất lượng

- Các công ty quản lý và xem xét lại sự sử dụng

3 Nghiên cứu - Các cơ quan đăng ký bệnh

- Các tổ chức dữ liệu sức khỏe

- Các nhà cung cấp và sản xuất công nghệ chăm sóc sức khỏe

- Các trung tâm nghiên cứu

4 Ủy nhiệm - Các tổ chức ủy nhiệm

- Bộ phận cấp chứng chỉ cho cơ quan

- Các cơ quan cấp chứng chỉ nghề nghiệp

5 Làm quyết định chính

sách

- Các cơ quan địa phương

- Các cơ quan Quốc gia

1.1.2 Xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp truyền thống

Như đã trình bày ở trên, một hệ thông tin y tế thường bao gồm 2 loại thông tin chính là thông tin bệnh viện và thông tin bệnh nhân Trong đó, thông tin bệnh nhân,

cụ thể là thành phần dữ liệu bệnh án được cho là bộ phận dữ liệu chính, đa dạng và phức tạp nhất cần được xử lý trong quá trình khám và chữa bệnh Do vậy, các nội dung đề cập tới quy trình xử lý thông tin y tế trong luận án sẽ chủ yếu mô tả cho phần xử lý dữ liệu bệnh án của bệnh nhân

Quy trình xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp truyền thống là thực hiện việc thu thập, lưu trữ và quản lý thông tin bằng sổ sách, giấy tờ và phim ảnh Khi

đó, dữ liệu bệnh án của bệnh nhân được lưu trên giấy nên thường được gọi là bệnh

án giấy Việc thu thập dữ liệu bệnh án chủ yếu được thực hiện thông qua ghi chép của nhân viên y tế, kết quả chẩn đoán và phác đồ điều trị của bác sỹ, in ấn kết quả

đo lường từ các thiết bị điện tử y tế tạo ra Bác sỹ hoặc những nhà chuyên môn sẽ đọc và phân tích thông tin trên những bệnh án giấy để đưa ra những chẩn đoán và kết luận trong quá trình khám và chữa bệnh cho bệnh nhân Khi cần xem lại thông tin bệnh án cũ của bệnh nhân, nhân viên y tế sẽ tìm và chuyển những hồ sơ bệnh án giấy đã được lưu trữ trong kho lên cho bác sỹ Việc lưu trữ thường được chia ra thành 2 giai đoạn gồm: lưu trữ ngắn hạn và lưu trữ dài hạn Thời gian lưu trữ ngắn hạn và dài hạn cũng tùy thuộc vào quy định của mỗi Quốc gia và từng cơ sở y tế Phương pháp truyền thống này đã được sử dụng từ lâu, nó thể hiện nhiều ưu điểm như quy trình thu nhận đơn giản, dễ thực hiện, dễ bổ sung thông tin, thông tin

có thể đọc lại dễ dàng ngay trên giấy Việc lưu trữ cũng đơn giản, dễ thực hiện Tuy nhiên, theo thời gian, khối lượng sổ sách và phim ảnh lưu trữ dữ liệu bệnh án sẽ tăng lên rất nhanh Do đó, trên thực tế, với phương pháp xử lý truyền thống này, các

cơ sở y tế không thể lưu trữ hồ sơ bệnh án của bệnh nhân lâu dài được Bên cạnh

đó, khi số lượng hồ sơ bệnh án lớn, việc tìm kiếm lại thông tin là rất khó khăn Khả năng chia sẻ thông tin bệnh án giữa các đơn vị trong bệnh viện, giữa các bệnh viện

là không thuận tiện và kịp thời Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng bệnh

án giấy phần nào làm giảm chất lượng khám và chữa bệnh cho bệnh nhân [20,47,49]

1.1.3 Xử lý dữ liệu bệnh án theo xu hướng điện tử hóa dữ liệu

Để khắc phục những hạn chế trong quy trình xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp truyền thống, xử lý dữ liệu bệnh án theo phương pháp điện tử hóa dữ liệu đang là xu hướng phát triển trong những năm gần đây trên thế giới [33,34] Điện tử hóa dữ liệu bệnh án tức là việc thu nhận, lưu trữ và quản lý dữ liệu bệnh án hoàn toàn là dữ liệu điện tử, dữ liệu số hóa Khi đó, hồ sơ bệnh án của bệnh nhân

được gọi là bệnh án điện tử Việc thu nhận và quản lý dữ liệu được thực hiện trên máy tính và các thiết bị điện tử thông minh Toàn bộ dữ liệu được lưu trữ trong cơ

sở dữ liệu tại máy chủ Kết hợp với những thành tựu trong các lĩnh vực như điện tử, thông tin và truyền thông, khả năng lưu trữ, tìm kiếm và chia sẻ dữ liệu bệnh án điện tử đã đạt được những ưu điểm nổi trội so với mô hình bệnh án giấy Dữ liệu bệnh án có thể lưu trữ lâu dài mà không cần kho lưu trữ lớn Thông tin bệnh án được hiển thị lại đầy đủ, nhanh chóng, hỗ trợ tối đa cho quá trình chẩn đoán Dữ liệu điều trị rõ ràng, minh bạch Từ đó, có thể giảm được các lỗi y khoa (lỗi viết tay, lỗi nhập liệu…), giảm chi phí hoạt động cho bệnh viện, thời gian làm việc của y bác

sỹ, tiết kiệm thời gian và chi phí điều trị cho bệnh nhân

1.1.4 Những vấn đề còn hạn chế trong quá trình điện tử hóa

Mặc dù mô hình bệnh án điện tử thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với

mô hình bệnh án giấy trong quy trình xử lý thông tin y tế, song trên thực tế, việc triển khai ứng dụng mô hình bệnh án điện tử thay thế cho mô hình bệnh án giấy vẫn còn gặp phải nhiều khó khăn Các khó khăn chính trong việc triển khai bệnh án điện

tử bao gồm:

- Thói quen sử dụng bệnh án giấy

- Trình độ tin học của nhân viên y tế

- Cơ sở hạ tầng về mạng thông tin và truyền thông

- Chi phí đầu tư

- Tính pháp lý của hồ sơ bệnh án điện tử…

Bên cạnh đó, những hạn chế trong quá trình điện tử hóa dữ liệu chưa được giải quyết như [7]:

- Khả năng tự động thu nhận các loại dữ liệu bệnh án từ thiết bị

- Khả năng tích hợp các loại dữ liệu khác nhau trong bệnh án điện tử

- Những phân tích về thực trạng các thiết bị điện tử y tế sinh dữ liệu bệnh án

- Đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau quá trình điện tử hóa

- Lựa chọn mô hình hệ thống xử lý phù hợp với điều kiện thực tế của cơ sở

1.2 Đánh giá khả năng ứng dụng quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án theo phương pháp tự động thu nhận dữ liệu từ thiết bị y tế

1.2.1 Mục đích đánh giá

Việc đánh giá quá trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án bao gồm 2 mục đích: Một

là đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án điện tử sau khi thu nhận và xử lý trên máy tính từ các thiết bị y tế có đảm bảo các yêu cầu về độ trung thực của dữ liệu bệnh án trong y tế hay không Hai là đánh giá khả năng triển khai ứng dụng quy trình xử lý

dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại các bệnh viện thông qua việc phân tích hiện trạng thiết bị sinh dữ liệu bệnh án điện tử, hiện trạng xử lý dữ liệu bệnh án và cơ sở hạ tầng về công nghệ thông tin và truyền thông Các phương pháp đánh giá đề xuất và kết quả đánh giá đạt được sẽ là những cơ sở quan trọng cho việc thực hiện triển khai mô hình xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại các cơ sở y tế hiện nay, đặc biệt là tại Việt Nam

1.2.2 Đối tượng đánh giá

Các đối tượng chính cần đánh giá trong khả năng ứng dụng quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án theo phương pháp tự động thu nhận dữ liệu từ các thiết bị y tế bao gồm: (1) Dữ liệu bệnh án điện tử sau khi thu nhận và xử lý trên máy tính; (2) Các thiết bị y tế sinh dữ liệu bệnh án; (3) Cơ sở hạ tầng về công nghệ thông tin và truyền thông và (4) Hiện trạng xử lý thông tin y tế tại các bệnh viện

(1) Dữ liệu bệnh án điện tử sau khi thu nhận và xử lý trên máy tính: Chất lượng dữ liệu sau khi thu nhận và xử lý có đáp ứng các yêu cầu trong xử

lý thông tin y tế hay không

(2) Các thiết bị điện tử y tế sinh dữ liệu bệnh án: Bao gồm các yếu tố như số lượng các loại thiết bị điện tử y tế sinh dữ liệu bệnh án chính, khả năng kết nối để tự động thu nhận dữ liệu tại đầu ra của thiết bị, dạng dữ liệu bệnh

án, đặc trưng dữ liệu đầu ra

(3) Cơ sở hạ tầng về công nghệ thông tin và truyền thông: Bao gồm các yếu tố như số lượng máy tính hiện có, mạng máy tính cục bộ, máy chủ cơ sở dữ liệu, tốc độ đường truyền, cáp kết nối, đường truyền Internet

(4) Hiện trạng xử lý thông tin y tế: Bao gồm các yếu tố như thực trạng ứng dụng các hệ thống xử lý thông tin trong bệnh viện, các dạng dữ liệu bệnh

án đã xử lý, quy trình điện tử hóa dữ liệu bệnh án, nhu cầu ứng dụng mô hình xử lý mới theo hướng tự động thu nhận các loại dữ liệu từ thiết bị y

tế với cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện

1.2.3 Các phương pháp đánh giá

1.2.3.1 Phương pháp phân tích thống kê theo phiếu điều tra khảo sát

Trong phương pháp này, kết quả đánh giá sẽ dựa vào việc phân tích thống kê

dữ liệu thu được từ các phiếu điều tra khảo sát thực tế tại các cơ sở y tế để làm cơ

sở cho những định hướng nghiên cứu và triển khai ứng dụng mô hình xử lý dữ liệu bệnh án cho phù hợp Phương pháp này đã được sử dụng nhiều trên thực tế để phân tích, đánh giá các vấn đề liên quan tới quy trình xử lý dữ liệu bệnh án theo xu hướng điện tử hóa dữ liệu Một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sử dụng phương

pháp này để đánh giá như: Khảo sát về mức độ hài lòng của nhân viên y tế đối với

khả năng đáp ứng công việc, mức độ cải thiện chất lượng công việc khi ứng dụng

mô hình xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại Mỹ [12,19,33] và Tây Ba Nha [21] Khảo sát mức độ thuận tiện cho nhân viên y tế và bệnh nhân khi ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử tại Hy Lạp [22] Khảo sát đánh giá khả năng triển khai ứng dụng mô hình cấu trúc bệnh án điện tử tại các bệnh viện của Israel [31 ] Khảo sát đánh giá về các hạn chế của mô hình bệnh án giấy đối với các loại

dữ liệu khác nhau trong các bệnh viện tại Iran [20] Khảo sát đánh giá về hiện trạng cơ sở vật chất, trình độ công nghệ thông tin của nhân viên y tế làm cơ sở triển khai ứng dụng mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử tại Nigeria [11] Đánh giá hiện trạng trang thiết bị và nhu cầu ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử tại Kenya [38] Trong luận án sẽ sử dụng phương pháp này để đánh giá cho các đối tượng gồm: (1) Các thiết bị điện tử y tế sinh dữ liệu bệnh án; (2) Cơ sở hạ tầng về công nghệ thông tin và truyền thông và (3) Hiện trạng xử lý thông tin y tế tại các bệnh viện

Mặc dù phương pháp này được sử dụng nhiều trên thực tế xong để có thể thu được kết quả đánh giá tốt thì quy trình xây dựng các mẫu phiếu khảo sát là rất quan trọng Hơn nữa, những thông tin cần thu thập trong phiếu khảo sát cũng phải được nghiên cứu để phù hợp với điều kiện thực tế và văn hóa của mỗi quốc gia, mỗi khu vực Với mục tiêu đóng góp những kết quả nghiên cứu của luận án vào lộ trình thực hiện triển khai ứng dụng mô hình bệnh viện điện tử tại các cơ sở y tế của Việt Nam

do Bộ Y tế đề xuất và chỉ đạo [42], tác giả đã phân tích và xây dựng mẫu phiếu khảo sát về hiện trạng nguồn thiết bị y tế tạo dữ liệu bệnh án và khả năng ứng dụng quy trình xử lý dữ liệu bệnh án theo hướng điện tử hóa dữ liệu tại các cơ sở y tế trên

cả nước Các nội dung thông tin cần khảo sát được tập trung vào các tiêu chí sau (Phiếu khảo sát chi tiết nghiên cứu sinh đã xây dựng được mô tả trong Phụ lục 1):

- Thông tin về bệnh viện: Bao gồm các yếu tố quan trọng như loại bệnh viện (đa khoa hay chuyên khoa); số giường bệnh; số khoa, phòng, ban; số khoa trực tiếp khám chữa bệnh

- Hiện trạng về cơ sở công nghệ thông tin và truyền thông: Bao gồm những khảo sát về số máy tính hiện có, cấu trúc mạng LAN, số lượng và cấu hình máy chủ, hệ quản trị cơ sở dữ liệu đang sử dụng, hiện trạng kết nối Internet và xây dựng Website của bệnh viện

- Hiện trạng ứng dụng quy trình xử lý thông tin y tế theo hướng điện tử hóa

dữ liệu: Bao gồm các dạng thông tin được điện tử hóa (bệnh án, tài chính, dược, nhân lực, thiết bị…), các loại dữ liệu bệnh án được điện tử hóa (văn bản, hình ảnh, video, âm thanh, đồ họa), phương pháp điện tử hóa (tự động thu nhận, nhập bằng tay, sử dụng máy quét), nhu cầu ứng dụng mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện theo hướng tự động thu nhận các loại dữ liệu từ thiết bị y tế (rất cần, cần, bình thường, không cần)

- Hiện trạng về thiết bị y tế sinh dữ liệu bệnh án, cấu trúc đầu ra dữ liệu và khả năng tự động thu nhận: Loại thiết bị chẩn đoán hình ảnh (máy siêu

âm, X quang các loại, cộng hưởng từ, CT, PET, SPECT, PET-CT, nội soi, kính hiển vi điện tử…) Loại thiết bị xét nghiệm (máy xét nghiệm huyết

học, sinh hóa, miễn dịch, nước tiểu, ELISA, PCR…) Loại thiết bị chẩn đoán chức năng (máy điện tâm đồ ECG, điện não đồ EEG, điện cơ đồ EMG, điện đồ võng mạc, nồng độ ôxy trong máu SpO2, độ loãng xương…) Các loại thiết bị khác (máy thở, gây mê, sốc tim, tạo nhịp tim,

đo điện tim gắng sức, điều trị sóng ngắn, điều trị từ trường, thận nhân tạo…)

Với các tiêu chí khảo sát được đề ra ở trên đủ để đánh giá mức độ của các cơ

sở y tế trong việc điện tử hóa thông tin y tế và khả năng triển khai ứng dụng mô hình xử lý dữ liệu bệnh án điện tử đa phương tiện theo hướng tự động thu nhận dữ liệu từ thiết bị y tế được đề xuất trong nội dung của luận án

1.2.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau khi thực

hiện điện tử hóa theo hướng tự động thu nhận từ thiết bị y tế

Trong phương pháp này, việc đánh giá chất lượng dữ liệu bệnh án sau khi điện

tử hóa sẽ được thực hiện bằng cách so sánh chất lượng một cách định lượng (dựa theo các tham số đặc trưng của dữ liệu bệnh án) giữa dữ liệu bệnh án sau quá trình thực hiện điện tử hóa và nhận được trên máy tính với dữ liệu bệnh án gốc được lưu trữ trong bộ nhớ của chính các thiết bị y tế

Định nghĩa dữ liệu bệnh án gốc: Là dữ liệu bệnh án được đo lường, xử lý, lưu

trữ và hiển thị trên các thiết bị y tế Dữ liệu bệnh án này có thể được in ra dưới dạng giấy, phim hoặc được xử lý số hóa trong máy và ghi ra trên ổ đĩa CD, DVD tích hợp sẵn trên thiết bị, tùy theo từng loại dữ liệu bệnh án, chủng loại thiết bị và nhà cung cấp sản phẩm

Một trong những nội dung nghiên cứu chính của luận án là đề xuất các phương pháp tự động thu nhận dữ liệu từ thiết bị điện tử y tế để tạo cấu trúc bệnh án điện tử đa phương tiện Vì vậy, cần thiết phải có phương pháp đánh giá chất lượng của dữ liệu bệnh án sau quy trình điện tử hóa này để đánh giá khả năng đáp ứng đối với các yêu cầu về xử lý thông tin tin y tế Tùy vào từng loại dữ liệu bệnh án mà phương pháp đánh giá này được đề xuất như sau:

- Đối với dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh, video và DICOM:

Đối với dữ liệu bệnh án dạng hình ảnh, video và DICOM, dữ liệu sau khi thực hiện tự động thu nhận tại các cổng đầu ra của thiết bị (cổng video, RJ45, USB, VGA, DVI…) sẽ là những file hình ảnh, video hoặc ảnh DICOM được lưu trữ và hiển thị trên máy tính Đồng thời, dữ liệu bệnh án gốc được tạo ra từ các thiết bị điện tử y tế tương ứng sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ của thiết bị và có thể ghi ra đĩa

CD hoặc DVD khi cần Vì vậy, có thể sử dụng 2 nguồn dữ liệu này để so sánh và đánh giá về chất lượng giữa chúng Do cả 2 loại dữ liệu sau thu nhận và dữ liệu gốc đều là dữ liệu dạng hình ảnh và video số trong y tế nên thuật toán đề xuất là sử dụng

bộ tham số gồm: Sai số bình phương trung bình giữa 2 ảnh MSE (Mean Squared Error) và Tỷ số đỉnh tín hiệu trên nhiễu PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) để đánh giá Đây là bộ tham số được sử dụng phổ biến nhất hiện nay để đánh giá chất lượng

dữ liệu hình ảnh và video sau xử lý so với dữ liệu gốc [36,43,50] Bộ tham số MSE

và PSNR được mô tả tổng quát như trên (1.1) và (1.2)

0

2),(),(

1 m i n j

j i K j i I n

m

Trong đó: m, n là số hàng và số cột của ma trận điểm ảnh của hai ảnh gốc và ảnh sau xử lý 𝐼(𝑖, 𝑗) và 𝐾(𝑖, 𝑗)lần lượt là các giá trị của Pixel tại tọa độ (i,j) trong hai ma trận điểm ảnh của hai ảnh Khi đó, PSNR được tính như sau:

log10

Trong đó: MAX I là giá trị tối đa của Pixel trên ảnh và phụ thuộc vào số bít B

đã mã hóa cho mỗi điểm ảnh Khi đó, MAXIđược tính như sau:

Đối với dữ liệu ảnh y tế đa mức xám được tạo ra từ các thiết bị y tế như siêu

âm đen trắng, dạng DICOM như ảnh X quang số, ảnh CT, ảnh MRI…, số bit mã hóa cho mỗi điểm ảnh hiện nay thường là 8, 12, 13 hoặc 16bit, tùy thuộc vào từng loại ảnh và nhà sản xuất Do vậy, PSNR sẽ được tính cụ thể cho từng loại mã hóa theo các biểu thức sau: