Краткая история развития программ класса ЛИМС и наш прогноз на будущее

Современные  информационные менеджмент-системы осуществляют взаимодействие между  подразделениями, регулируют каждый процесс и управляют всеми сферами деятельности лаборатории, тем самым обеспечивая целостность организации. Схожие функции выполняет нервная система живых организмов. Нам показалось интересным провести аналогии между историей   развития ЛИМС и эволюцией нервной системы в животном мире.

Функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка). Нейрон может генерировать или не генерировать нервный импульс в соответствии с законом «всё или ничего» (в двоичной системе кодирования: «1» и «0»). У высших животных сигналы с рецепторов  (чувствительных клеток, способных воспринимать информацию внешней среды) по афферентным (восходящим) нервным волокнам поступают в определенные участки центральной нервной системы. В нервных центрах сигналы  обрабатываются, передаются в другие отделы мозга, нейроны которых генерируют ответные импульсы. По эфферентным (нисходящим) нервным волокнам импульсы передаются к определенным мышцам, вызывая их сокращение. Слаженное сокращение  группы   позволяет адекватно ответить на воздействие внешних раздражителей.

В эволюционном развитии нервной системы выделяют несколько стадий:

1. Одноклеточные организмы не имеют ни нервных клеток, ни (тем более) нервной системы. В ответ на внешние раздражения способны совершать упорядоченные свободные перемещения по направлению к раздражителю или от него.
2. Самые примитивные многоклеточные организмы обладают диффузной нервной сетью, все нейроны которой имеют одинаковое строение и функцию.
3. У червей можно наблюдать некоторую централизацию нервных клеток – в  передней части тела расположен ганглий (узел) и нервные стволы, соединенные отростками.
4. У головоногих моллюсков несколько крупных ганглиев объединяются в «мозг».
5. У членистоногих (впервые на эволюционной лестнице) появляется головной мозг, состоящий из трех отделов, и брюшная нервная цепочка.
6. В развитии нервной системы рыб наблюдается эволюционный скачок: головной мозг хорошо развит, состоит из 3-х отделов, имеется спинной мозг.
7. У земноводных выделяют уже 5 отделов головного мозга.
8. Головной мозг пресмыкающихся представлен серым и белым веществом (высокий уровень специализации клеток нервной системы).
9. Птицы имеют более развитую кору головного мозга (а значит, и более высокий интеллект).
10. Нервная система млекопитающих достигла максимального уровня эволюционного развития, благодаря которому стала осуществима высшая нервная деятельность.

Итак, в теории эволюционного развития нервной системы:

• прослеживается отчетливая тенденция к централизации нервной системы от примитивных организмов к высшим животным;
• совершенствование нервной системы следует за развитием рецепторного аппарата. Чем лучше, разнообразнее организм способен  воспринять изменения в окружающей среде (обоняние, зрение, слух, тактильная, гравитационная чувствительность), тем выше становятся его шансы на выживание. Но всю информацию, поступающую от органов чувств,  необходимо   принять, оценить, выработать ответную реакцию и сохранить (приобрести опыт).

История развития ЛИМС следует тем же путем. Хотелось бы особенно подчеркнуть, что каждый шаг на пути  совершенствования лабораторных информационных технологий был  обусловлен  необходимостью обеспечить наилучшую приспособленность  организации к жестким требованиям внешней среды. Каждое качественно новое решение по автоматизации процесса складывалось из строго определенных, жизненно важных предпосылок. Переход на более высокий уровень позволял лаборатории получить   преимущество в конкурентной борьбе, которая в условиях рыночной экономики выполняет функции естественного отбора.

До середины XX века медицинские лаборатории выполняли чрезвычайно узкий перечень исследований, используя в работе исключительно ручные методики. Все данные, поступающие в лабораторию, полученные в ходе выполнения тестов и выдаваемые в качестве результатов, фиксировались на бумажных носителях. Подобный способ работы с информацией был крайне медленным, трудоемким, допускал большую вероятность возникновения ошибок и позволял провести только самый поверхностный анализ данных.

С конца 50-х годов происходило постепенное, но неуклонное нарастание информационных потоков в связи с развитием науки и медицины. В лабораторной диагностике нашли применение новые методики выполнения исследований, значительно расширился спектр диагностических тестов. К 70-м годам появились первые лабораторные анализаторы, позволяющие автоматически определять сначала один, а потом и несколько исследуемых показателей единовременно. Иными словами, анализаторы стали более совершенными «органами чувств», «рецепторами» лаборатории, позволившими существенно повысить точность и качество медицинских анализов.

Но появление анализаторов привело к лавинообразному увеличению количества поступающих данных, интерпретировать и переработать которые «бумажно-журнальная» система оказалась не в состоянии. Таким образом, были созданы эволюционные предпосылки для внедрения технологий не только на этапе проведения лабораторных исследований, но и на преаналитическом, и постаналитическом этапах.

Постепенно были найдены информационно-технологические решения для автоматизации процессов ввода, вывода и хранения информации:  сначала использовались перфокарты, далее все более совершенные электронные носители и, наконец, стал доступен обмен данными с применением прямого интерфейса через компьютер, подключенный к анализатору. В настоящее время  автоматические анализаторы  укомплектованы встроенным процессором, который передает всю информацию в базу данных лаборатории без участия пользователя, что существенно сокращает временные затраты и минимизирует количество ошибок, которые могут быть допущены медицинским персоналом.

Перечень лабораторных медицинских исследований, необходимых в практике лечащих врачей, исключительно разнообразен. Методики выполнения биохимических, иммунологических, общеклинических, молекулярно-генетических и многих других видов исследований основаны на совершенно разных принципах и оперируют разными типами определяемых величин. Таким образом, для выполнения полного перечня анализов, требуемых для установки диагноза, образец биологического материала пациента необходимо исследовать на нескольких анализаторах, а всю информация по пациенту  -  представлять в виде единого отчета.

Требуемый уровень взаимодействия между подразделениями лаборатории был достигнут благодаря внедрению лабораторных информационных менеджмент-систем. ЛИМС эволюционировали из локальных  баз данных, позволяющих формировать и обрабатывать отчеты, необходимые пользователям.

В хронологии развития информационных менеджмент-систем традиционно рассматривают два периода: до 1982 года и после.

До 1982 года осуществлялись попытки автоматизировать некоторые лабораторные процессы   с целью повышения производительности и улучшения качества проведения исследований. Первоначально усилия были направлены на упрощение процедуры ввода данных и управление системой отчетов. Каждая организация справлялась собственными силами, затрачивая на решение этих задач значительное время и ресурсы. В дальнейшем уже готовые информационные системы могли быть сконфигурированы под нужды нескольких лабораторий. Постепенно стали появляться программные продукты, изготовленные под заказ сторонними фирмами.

В 1982 году были предложены  коммерческие ЛИМС первого поколения (1G LIMS), размещаемые на миникомпьютерах и представляющие собой отдельные автоматизированные рабочие места.

ЛИМС второго поколения появились в 1988 году.  Большинство 2G LIMS по-прежнему были ориентированы на миникомпьютеры, но постепенно стали появляться решения для персональных компьютеров. В ЛИМС 2G была реализована технология использования  коммерческих реляционных баз данных.

В 1991 году был осуществлен переход к клиент-серверной конфигурации 3G LIMS. Преимуществом ЛИМС третьего поколения стало сочетание интуитивно понятного интерфейса персональных компьютеров с защищенностью миникомпьютерных серверов.

Спустя четыре года была реализована полноценная высокодифференцированная клиент-серверная архитектура ЛИМС 4G. Начиная с информационных систем четвертого поколения, обработка информации может производиться в любой точке сети.

Для пятого поколения ЛИМС (1998 год) стали доступны технологии XML и  ASP. Появились лабораторные информационные системы, позволяющие использовать Web-интерфейс. Задача передачи данных по e-mail и SMS была решена в начале нашего века, после  внедрения технологии NET Framework.

В настоящее время  информационные менеджмент-системы призваны обеспечить не только целостность и качество лабораторного производства, но и административное управление всеми процессами в учреждении, а также эффективное взаимодействие с заказчиками и контролирующими организациями. Возможность применения интеграционных решений – обязательное требование, предъявляемое к ЛИМС современных лабораторий.

Лабораторная медицина – естественная среда для внедрения и дальнейшего совершенствования информационных технологий. Очевидно, что лаборатории, по каким-либо причинам игнорирующие существование ЛИМС, не могут существовать в условиях рынка. Конкурентная борьба  является стимулом для непрерывного совершенствования всех этапов лабораторного производства.

В условиях бурного развития информационных технологий довольно сложно прогнозировать, какие успехи могут быть достигнуты разработчиками ЛИМС за следующие пять, десять, двадцать лет. Возвращаясь к биологическим аналогиям, с определенной долей уверенности можно предположить, что тенденция к централизации и связь с совершенствованием инструментов приема информации сохранится. При достижении определенного уровня интеграции с информационными системами медицинских клиник, а также в процессе дальнейшего развития  диагностического оборудования, идея универсального медицинского биосканера (прибора, способного  провести полное обследование пациента и существующего пока только в фантастических произведениях) кажется вполне осуществимой.

По нашему скромному мнению, на эволюционной лестнице современные ЛИМС достигли степени развития нервной системы рептилий – высокий уровень дифференцировки достигнут, но интеллект еще не пробудился. Вполне вероятно, что в недалеком будущем с лабораторной информационной системой можно будет просто поговорить…