сетевая мультиагентная модель системы управления

СЕТЕВАЯ МУЛЬТИАГЕНТНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЗДРАВООХРАНЕНИЕМ РЕГИОНА И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
И КАЧЕСТВА РАБОТЫ ВРАЧЕЙ ПОЛИКЛИНИКИ
С.В. Батищев1, В.А. Виттих2, Д.В. Волхонцев3, Г.И. Гусарова4, Г.П. Котельников5,
С.И. Кузнецов4, В.В. Павлов4, П.О. Скобелев1, О.Л. Сурнин3, Л.С. Федосеева6, М.А. Шамашов3,
И.С. Шапиро3, Е.В. Чернов3
1
НПК «Маджента Девелопмент»
2
Институт проблем управления сложными системами РАН
3
НПК «Генезис знаний»
443011, Самара, ул. Ново-Садовая, д. 221, оф. 206
shamashov@kg.ru
тел/факс: 8 (8462) 34-87-57, 17-30-69
4
Министерство здравоохранения Самарской области
5
Самарский государственный медицинский университет
6
Муниципальное медицинское учреждение городская поликлиника № 15
Ключевые слова: сетевая модель, холистический подход, мультиагентные технологии, онтология, врач общей практики, инвестиции, фармэкономика, интеграция, экономическая модель,
медико-экономические показатели
Abstract
Consideration is given to a network multi-agent model aimed to support decision-making procedure in regional health care management. The model consists of prototypes of automated workplaces of a general practitioner and the chief medical officer, specialists of a hospital, ambulance
center, Medical University pharmacological company, managers of the Compulsory Medical Insurance Fund and the Ministry of Health Care of the Samara District area. Characteristic examples are cited illustrating the interaction of software smart agents of the representatives of different health-care institutions while solving typical problems on evaluating the need of investments
to the outpatients’ clinic equipment, creation of a new medical product, solution of pharmacological economics issues, constant monitoring of a patient’s state of health and cross-performance or
integration of general practitioners, ambulance and hospital professionals. A sub-system is also
described that is able to control a set of indices in order to make an estimation of the effectiveness
and quality of general practitioners’ performance at an out-patients’ clinic.
1 Состав и назначение сетевой мультиагентной модели
системы управления здравоохранением Самарской области
Сетевая мультиагентная модель системы управления здравоохранением региона реализована в ходе выполнения проекта “Разработка новой модели управления здравоохранением Самарской области”. Этот проект стал одним из победителей второго раунда конкурса программы “Партнер” (“Партнерство: взаимодействие, укрепление, развитие”), который проводился в
Приволжском федеральном округе, под эгидой Международного Совета по Научным Исследованиям и Обменам (АЙРЕКС) и получил грант, финансируемый Агентством США по международному развитию (АМР США).
В задачи проекта входила не только разработка базовых направлений реформирования
здравоохранения [1], но и построение компьютерной модели для поддержки процессов принятия решений при взаимодействии врача и пациента, учреждений здравоохранения Самарской
области с населением на основе новой концепции управления здравоохранением. Эта сетевая
352
модель, отражающая новую холистическую организацию системы управления здравоохранением, является прообразом открытой мультиагентной системы (ОМАС) поддержки процессов
принятия решений (ППР) “Регион” [2]. Без данной мультиагентной системы, способной обеспечивать взаимодействие организаций здравоохранения, самостоятельно находить варианты и
принимать индивидуальные решения для сотен, тысяч и миллионов людей, обладающими
множеством персональных особенностей, генерируя предложения по индивидуальным схемам
диагностики, лечения и профилактики каждого человека, внедрение предлагаемой модели
управления здравоохранением было бы просто невозможным.
Мультиагентные системы в сфере здравоохранения призваны обеспечить интеллектуальную поддержку процессов принятия решений в следующих областях:
• организация лечебно-профилактической работы,
• планирования ежедневной работы врачей и менеджеров,
• управления персоналом,
• управления финансами.
В предлагаемой мультиагентной модели, а затем и системе управления здравоохранением
региона программный агент вместе со своей онтологией и персональными настройками может
быть поставлен в соответствие:
• каждому пациенту и врачу,
• руководителю поликлиники и другим менеджерам лечебно-профилактических учреждений,
• любым ресурсам, таким как койка стационара, новое лекарство, метод лечения.
Агент каждого больного, действуя от имени и по поручению своего реального представителя, будет находить лучшие методы лечения, лекарственные средства, необходимые льготы,
лучшего врача, специализирующегося на данном заболевании и т.д.
Агенты ресурсов, агенты возможностей призваны искать заинтересованных в них агентов
потребностей и контролировать эффективность собственного использования.
Реализованная модель закладывает основу автоматизированных рабочих мест (АРМ) интегрированной мультиагентной системы для врачей общей практики (ВОП) и главного врача
поликлиники, АРМ специалистов стационара, скорой помощи, медицинского университета,
АРМ менеджеров Министерства здравоохранения региона, территориального фонда обязательного медицинского страхования (ТФОМС), уполномоченного фармакологического предприятия “ФАРМБОКС” и, наконец, любого гражданина – пациента медицинских учреждений,
зарегистрированных в открытом мультиагентном медицинском портале Самарской области
(см. рисунок 1).
Основа такого портала также была реализована в рамках рассматриваемого проекта. Основное его назначение состоит в интеграции и широком распространении профессиональных
медицинских, управленческих и хозяйственных знаний, необходимых для работы сетевой модели и ОМАС ППР “Регион”. Эти динамические, пополняемые базы знаний (онтологии), представленные в портале в форме семантических сетей, включают в свой состав:
• Описание клинических протоколов, международных стандартов диагностики, лечения и
профилактики, основанных на доказательной медицине.
• Персональные описания врачей и их лечебно – профилактического опыта.
• Истории болезни пациентов и их предпочтения.
• Описание современных лекарственных средств.
• Регламенты взаимодействия врачей и пациентов, медицинских учреждений, специалистов
поликлиники между собой (управленческие и хозяйственные знания).
Медицинские базы знаний включают в свой состав не только схемы лечения, но и оценки
стоимости, что позволяет персонифицировано планировать бюджет и контролировать его исполнение.
353
Онтологии диагностики, лечения и профилактики в рамках системы могут выступать в
качестве:
• навигатора врача,
• средства контроля качества лечения,
• интеллектуального консультанта врача и пациента,
• средства обучения.
Онтологии мультиагентной системы отделены от кода программы, ориентированы на конечного пользователя и не требуют специальных знаний в области информационной техники.
Предусматриваемый в комплекте с системой конструктор онтологий будет ориентирован на
специалистов в области здравоохранения и позволит им самостоятельно дополнять методики
лечения различных заболеваний.
Рисунок 1 – Страница медицинского портала для выбора автоматизированных рабочих мест
2 Примеры моделируемых ситуаций взаимодействия
организаций и специалистов здравоохранения
Реализованная сетевая мультиагентная модель позволила отработать новые принципы
управления здравоохранением региона на типовых примерах ситуаций взаимодействия между
организациями и специалистами здравоохранения. Рассмотрим несколько примеров моделируемых ситуаций, демонстрирующих эффективность использование мультиагентных технологий.
2.1
Принятия решений по инвестициям средств на приобретение оборудования
Рассмотрим ситуацию, которая начинается приемом пациента врачом общей практики. На
своем рабочем месте ВОП отмечает начало нового случая и ставит диагноз – одна из разновидностей астмы.
354
Агент врача выбирает из онтологии, представляющей международный стандарт лечения
бронхиальной астмы, схемы лечения данного заболевания, сортируя их по эффективности и
возрастанию максимальной цены лечения, отмечая недоступные пока схемы. Список методик
лечения выводится на страницу АРМ ВОП (рисунок 2). Врач не может выбрать наиболее эффективную рекомендуемую методику первого выбора из-за отсутствия в поликлинике необходимого оборудования и выбирает первую доступную методику (вторую в списке).
Рисунок 2 – Выбор методики лечения
Затем врач выбирает лекарственные препараты, соответствующие методике лечения, и с
помощью своего агента, который извлекает из онтологии расписание работы врача и план
приема пациентов, назначает пациенту дату очередного визита.
Агент главврача обнаруживает неэффективный выбор и определяет его причину (нет оборудования). Он рассчитывает минимальные потери поликлиники, возникающие при назначении методики, и сообщает об этом главврачу, с предложением подготовить письмо для
ТФОМС и Департамента (Министерства). Сообщения об этом появляются на рабочем месте
главврача (рисунок 3).
Рисунок 3 – Сообщения агента главного врача
Если главврач согласен на подготовку письма, то агент главврача готовит письмо в
ТФОМС с просьбой выделения средств на данное оборудование, рассчитывая срок окупаемости в зависимости от стоимости оборудования и применимости методики (количества больных,
к которым она может быть применена). При получении согласия главврача на отправление
письма, агент главврача начинает переговоры с агентом менеджера ТФОМС о необходимых
инвестициях. Схема переговоров агентов врача, главного врача, агентов менеджеров ТФОМС и
Департамента здравоохранения представлена на рисунке 4.
355
Рисунок 4 – Переговоры агентов о необходимости приобретения оборудования
Агент менеджера ТФОМС в зависимости от настроек предпочтений и ограничений (отказать в этом месяце и запланировать на будущее; выделить средства; выделить средства, если
объем инвестиций и срок окупаемости удовлетворяет заданным условиям) оценивает, заслуживает ли внимание это предложение. Если агент менеджера ТФОМС согласен, то аналогичные
переговоры повторяются между агентом менеджеров ТФОМС и Департамента. Если все согласны выделить средства, то агенты обращаются к своим “хозяевам” – менеджерам ТФОМС и
Департамента (рисунок 5), и в случае их согласия выделить средства положительный ответ
идет главврачу.
Рисунок 5 – Предложения об инвестициях
2.2
Расчет средств на лечение хронического больного
Предположим, что врач закрывает случай для пациента с окончательно установленным
диагнозом бронхиальная астма, выбрав методику лечения из клинического протокола и назначив ему необходимые льготные лекарства. Агент врача на основании данных из клинического
356
протокола рассчитывает стоимость ежемесячного амбулаторного лечения выявленного хронического больного, в том числе и ежемесячную стоимость, необходимых ему льготных лекарств.
Агент врача доводит сведения о выявленном хроническом больном и стоимости его лечения до агента главврача, а тот, в свою очередь, до агентов менеджеров ТФОМС и Департамента (Министерства) здравоохранения. Агенты менеджеров, в зависимости от настроек, сообщают эту информацию заинтересованным специалистам (рис. 6.17) и заносят информацию о хроническом больном и стоимости его лечения в базы данных ТФОМС для формирования обоснованного плана выделения средств на лечение и льготные лекарства не на основе среднестатистических показателей, а персонифицированного учета.
Рисунок 6 – Сообщение менеджеру ТФОМС о выявлении хронического больного
Данные о каждом хроническом больном заносятся и в общую базу знаний системы и на
основе этих данных формируются карты здоровья района, города, области, которые может
увидеть на своем экране сотрудник департамента и ТФОМС.
2.3
Появление нового лекарства и вопросы фармэкономики
Рассмотрим ситуацию, когда менеджер фармакологического предприятия на экране своего АРМ добавляет в онтологию портала описание нового лекарства из некоторой группы препаратов.
Агент менеджера ФАРМБОКС, основываясь на базе знаний медицинского Интернетпортала, формирует список заинтересованных пользователей лекарства: менеджеров Департамента, всех главврачей и врачей, которые используют препараты данной группы для лечения
своих пациентов. Менеджеру-фармацевту предлагается отправить сообщение о новом лекарстве с возможностью отредактировать список рассылки.
Агент менеджера ФАРМБОКС сообщает агенту главврача о новом лекарстве. Агент главврача на основании информации из базы знаний поликлиники выявляет пациентов, которым
может быть назначено лекарство и рассчитывает возможную экономию от замены используемого препарата на новый. При этом учитывается не только сиюминутная экономия. Прогнозируется использование сэкономленных средств на льготные лекарства для профилактики отдельных пациентов и возможная экономия за счет снижения затрат на вызовы скорой помощи
и госпитализации для этих пациентов. Более эффективное новое лекарство может быть даже
357
дороже существующих аналогов, но при этом его использование может дать существенную
последующую экономию при сокращении продолжительности лечения, уменьшении затрат на
вызовы скорой помощи и госпитализации, связанные с лечением основного заболевания. Все
это учитывается при расчетах.
Агент главврача предлагает главврачу апробировать новое лекарство с указанием количества пациентов, которым оно может быть назначено, и возможную экономию, которую можно
получить заменой ранее использованного препарата на новое лекарственное средство. При согласии главврача его агент сообщает агентам ВОП о принятом решении, а агенты ВОП формируют списки пациентов, которым может быть назначен препарат с указанием диагноза по каждому больному и возможной экономией. Эта информация доводится агентами до ВОП, им
предлагается связаться с пациентами и назначить (рекомендовать) им новый препарат.
Врач при завершении случая по каждому больному отмечает эффективность лекарств, используемых при лечении. В этом ему помогает агент, выводя предварительный рейтинг лекарств на основании продолжительности срока лечения и его результатов.
По истечении срока апробации агент главврача собирает информацию о применении апробируемого лекарства, выявленном рейтинге лекарства и полученной экономии. На основании этой информации формируется предложение главврачу о необходимости послать в департамент запрос на включение нового препарата в список жизненно важных лекарственных
средств (ЖВЛС). Пример такого сообщения представлен на рисунке 7. Главврач может выбрать продолжение апробации, отказ от использования неэффективного лекарства или посылку
запроса в департамент о включении препарата в список ЖВЛС.
Рисунок 7 – Предложение агента главврача о включении нового лекарства в список ЖВЛС
Если главврач соглашается посылать запрос в Департамент, то агент главврача сообщает
агенту менеджера Департамента о выявленном рейтинге, эффективности и полученной экономии по результатам применения лекарства. На основании настроек агент менеджера Департамента предлагает включить препарат в список ЖВЛС. В случае положительного решения агент
менеджера сообщает о включении препарата в список ЖВЛС менеджеру ФАРМБОКС и глав-
358
врачам, и на основании информации от главврачей в дальнейшем планирует закупки этого
препарата.
2.4
Постоянный мониторинг за состоянием пациента.
Интеграция агентов поликлиники, скорой помощи, стационара
В приемном покое стационара фиксируется факт поступления больного и его предварительный диагноз. Агент врача стационара или агент врача скорой помощи сообщает агенту
ВОП поликлиники, наблюдающего данного больного, о факте поступления больного в стационар, его диагнозе и запрашивает его электронную карту.
Агент врача поликлиники формирует для ВОП сообщение о госпитализации и в зависимости от диагноза госпитализации и клинических протоколов указывает лечащему ВОП о рекомендуемых изменениях в схеме лечения основного заболевания пациента. Эта информация
доводится до сведения ВОП и отправляется агенту врача стационара.
По завершении лечения в стационаре электронная карта с полной информацией о проведенном лечении и рекомендациями по последующему амбулаторному лечению и профилактике поступит в поликлинику по месту обслуживания пациента.
Схема взаимодействия агента врача стационара и агента ВОП поликлиники показана на
рисунке 8.
Рисунок 8 – Схема взаимодействия агента врача стационара и агента ВОП поликлиники
Приведенные примеры не исчерпывают ситуаций взаимодействия, воспроизводимых в
модели. Помимо вышеописанных сценариев моделируются ситуации появления новой методики лечения и средств диагностики, роста количества заболевших (эпидемии), поиска нового
врача, перепрофилирования дневного стационара, и в каждой такой ситуации при принятии
решений используется мультиагентный подход и медицинские базы знаний.
3 Контроль показателей эффективности и качества работы
системы здравоохранения и отдельных ВОП
Рассматриваемая сетевая мультиагентная модель системы управления здравоохранением
была ориентирована не на “вертикальный” охват всего объема деятельности каждой организации, а на поддержание “горизонтальных связей” между ними, гарантирующее гибкость, оперативность и эффективность их взаимодействия. В дальнейшем это позволит по иному подойти к
359
описанию процессов в каждой организации, напрямую исходя из того, чем она полезна и эффективна для других организаций.
Тем не менее, уже в рассмотренной версии на автоматизированном рабочем месте менеджера Министерства здравоохранения региона моделируется мониторинг большинства показателей результативности деятельности Министерства и всей сферы здравоохранения в регионе.
На рисунке 9 показана карта Самарской области, представленная на экране АРМ менеджера
Министерства, где будут постоянно видны очаги проблем.
Рисунок 9 – Карта Самарской области на рабочем месте менеджера Министерства здравоохранения
Главный врач поликлиники на своем АРМ получил возможность осуществлять оперативный контроль за медико-экономическими показателями работы каждого врача, каждого участка и поликлиники в целом на основании информации из реальных баз данных поликлиники и
экспертных оценок АО отдельным показателям. К таким показателям эффективности и качества работы ВОП, применяемой в ММУ Городская поликлиника № 15 относятся:
• количество обслуживаемых пациентов,
• заболеваемость на участке,
• количество присвоений категории инвалидности,
• количество реабилитированных пациентов,
• количество (стоимость) плановых и экстренных госпитализаций,
• количество (стоимость) вызовов скорой помощи,
• стоимость льготных медикаментов,
• процент вакцинации, флюорография,
• заполнение электронных амбулаторных карт,
• онкоосмотры, запущенные случаи онкологии,
• диспансеризация, профилактическая работа (школы, анкетирование).
Уже сейчас большинство этих показателей по отделениям и каждому врачу поликлиники
отображаются на экране АРМ главврача в табличной форме и форме диаграмм изменения во
времени по каждому выбранному показателю. Значения этих показателей по каждому участку
360
можно увидеть и на карте района обслуживания поликлиники, отображаемой на экране АРМ
главврача и представленной на рисунке 10.
Система оперативного контроля медико-экономических показателей работы отдельных
врачей, отделений и поликлиники в целом позволяет перейти к автоматизации процессов
управления качеством [3].
Рисунок 10 – Участки обслуживания поликлиники
Основные результаты рассмотренного проекта в 2004 году будут интегрированы в систему управления регионом и получат свое развитие в рамках проекта “Разработка первой очереди
системы управления регионом с применением мультиагентных технологий” ФЦП “Электронная Россия”.
Список литературы
[1] В.А. Виттих, Г.И. Гусарова, Г.П. Котельников, Ю.К. Ларионов, В.В. Павлов, П.О. Скобелев, Т.В.
Тяпухина, Л.С. Федосеева, М.А. Шамашов, Е.В. Чернов. Базовые направления реформы здравоохранения в Самарской области и компьютерная модель для их апробации. // Труды 5-й Международной
конференции по проблемам управления и моделирования в сложных системах. Самара, 17-22 июня
2003. – Самара: СНЦ РАН, 2003, с. 414-423.
[2] В.А. Виттих, В.Н. Ежков, Г.П. Котельников, Ю.К. Ларионов, В.В. Павлов, П.О. Скобелев, Л.С. Федосеева, М.А. Шамашов. Разработка интегрированной мультиагентной системы для управления здравоохранением в регионе. // Труды 4-й Международной конференции по проблемам управления и моделирования сложных систем, Самара, 17-24 июня 2002. - Самара: СНЦ РАН, 2002, с. 398-406.
[3] Л.С. Федосеева, Н.И. Кантемирова, И.М. Назаркина, Л.А. Щелкунова. Системный подход к управлению качеством оказания медицинской помощи в амбулаторно-поликлинических условиях. Наст.
сборник.
361