«Συστήματα Κλινικής Παρακολούθησης»

«Συστήματα Κλινικής Παρακολούθησης» Κωνσταντίνος Λουκάς Επίκουρος Καθηγητής Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ e-mail: cloukas@med.uoa.gr

Περίγραμμα Παρουσίασης Τι είναι και πως γίνεται το clinical monitoring; Χρησιμότητα Προβλήματα κατά τη συλλογή δεδομένων Γιατί είναι απαραίτητη η συγχώνευση δεδομένων από πολλές πηγές ; Εφαρμογές στη πράξη παραδείγματα (ΜΕΘ) 2

Ιστορική διάσταση: οι ανάγκες υποβάλλονται από τις εξελίξεις Ι 1625 Πρώτες αναφορές χρήσης θερμομέτρου και εκκρεμούς 1707, 1852 Πρώτες επιστ/κές αναφορές μέτρησης θερμοκρασίας, σφυγμού & αναπνευστικού ρυθμού 1896 Εισαγωγή σφυγμ/τρου (αρτηρ. πίεση) 1924 Nobel φυσιολογίας για τη μέτρηση του ΗΚΓ 3

Ιστορική διάσταση: οι ανάγκες υποβάλλονται από τις εξελίξεις ΙΙ 1950 Οργανώνονται οι πρώτες Μ.Ε.Θ. (μετεγχειρητικοί θάλαμοι ανάνηψης μετά από επεμβάσεις ανοικτής καρδιάς) 1970 Εξελίξεις στη θεραπεία καρδιαγγειακών νοσημάτων ανάγκη καταγραφής ΗΚΓ (αναλογικά!) Εξέλιξη διαγνωστικών & θεραπευτικών τεχνικών + Τεχνολογική πρόοδος (μεταλλάκτες, leads, Η/Υ ) -Αύξηση απαιτούμενων δεδομένων - Το προσωπικό μετακινήθηκε από το κρεβάτι του ασθενούς προς κεντρικότερο σημείο καταγραφή ΗΚΓ, ζωτικών σημείων από πολλούς ασθενείς, ταυτοχρόνως. 4

Τι είναι το monitoring του ασθενούς; Συνεχής μέτρηση παραμέτρων, όπως: καρδιακή συχνότητα-ρυθμού, αναπνευστική συχνότητα, αρτηριακή πίεση, κορεσμού οξυγόνου του αίματος, Πως γίνεται: Χρησιμοποίηση μη επεμβατικών ανιχνευτών: σε μονάδες χειρουργείου, κατά τη διάρκεια του τοκετού, σε κλινικές, στο σπίτι του ασθενούς, αν επιδιώκεται η ανίχνευση απρόβλεπτων και απειλητικών για τη ζωή καταστάσεων 5.

αντιλαμβανόμαστε το monitoring του ασθενούς, σαν: μια διαδικασία παρακολούθησης και προειδοποίησης για σοβαρές ή απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς. Το monitoring του ασθενούς μπορεί με περιληπτικό τρόπο να οριστεί ως: «επαναλαμβανόμενες, διαρκείς μετρήσεις, της φυσιολογικής του λειτουργίας του ασθενούς και της λειτουργίας των μηχανημάτων που τον υποστηρίζουν, με σκοπό την καθοδήγηση στη λήψη αποφάσεων, συμπεριλαμβανομένης της διενέργειας θεραπευτικών παρεμβάσεων και της εκτίμησης των παρεμβάσεων αυτών» 6

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα Τροχαίο, πολλαπλά τραύματα στο θώρακα: επιτόπια σταθεροποίηση, χρήση ηλεκτροκαρδιογράφου ΤΕΠ: σύνδεση σε συσκευές παρακολούθησης, καταγραφή: καρδιακού ρυθμού, αρτηριακής πίεσης, Δυσκολία στην αναπνοή συνδέεται στον αναπνευστήρα λειτουργία βασισμένη σε επεξεργαστή Μεταφορά στη ΜΕΘ: Ινοπτικός αισθητήρας πιέσεων, συνεχής μέτρηση ενδοκράνιας πίεσης BSM. Επιτόπιος βιοχημικός έλεγχος, έλεγχος αερίων αίματος συσκευή παρακολούθησης φυσιολογικών λειτουργιών (PMS). Μεταφορά αποτελεσμάτων μέσω πρωτόκολλου HL7 - δίκτυο Ethernet. Τηλεδιάσκεψη για παροχή συμβουλής-καθοδήγησης αποκατάσταση. 7 BSM: bed-side monitor PMS: patient monitoring system

Μερικές μέρες αργότερα Ο ασθενής αντιμετωπίζει ξανά προβλήματα ΜΕΘ: Νοσοκομειακή λοίμωξη, αναπτύσσει σήψη, ARDS, πολυοργανική ανεπάρκεια Απαιτούνται περισσότεροι ανιχνευτές αυξαν. όγκος δεδομένων ανάγκη για IS! Το IS της ΜΕΘ παρέχει οπτικές προειδοποιήσεις, συστάσεις. Οργανώνει τα δεδομένα αξιόπιστες αποφάσεις για τη θεραπεία. Αυτόματη ειδοποίηση ιατρών σε περίπτωση: επικίνδυνων βιοχημικών ή αιματολογικών αποτελεσμάτων, σε περιπτώσεις πολυσύνθετων φυσιολογικών καταστάσεων, μέσω μηνυμάτων. Το ARDS αντιμετωπίζεται με τη βοήθεια ενός πρωτοκόλλου, που παρακολουθείται και ελέγχεται με τη βοήθεια Η/Υ. 8 IS: Information System

Ποιοι έχουν ανάγκη monitoring? Ασθενείς με ασταθή φυσιολογικό σύστημα. π.χ. κατεσταλμένο αναπνευστικό σύστημα εξαιτίας υπερδοσολογίας φαρμάκων / αναισθησίας. Ασθενείς με υποψία κατάστασης απειλητικής για τη ζωή. π.χ. ευρήματα που υποδεικνύουν οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου. Ασθενείς με υψηλό κίνδυνο εκδήλωσης μιας κατάστασης απειλητικής για τη ζωή. π.χ. μετά από επέμβαση ανοικτής καρδιάς, πρώιμα νεογνά των οποίων η καρδιά και οι πνεύμονες δεν έχουν αναπτυχθεί πλήρως. Ασθενείς σε κρίσιμη κατάσταση. με πολλαπλά τραύματα ή σηπτικό shock. Μητέρα+νεογνό στον τοκετό. 9.

Monitoring στη ΜΕΘ Η φροντίδα των βαρέως πασχόντων ασθενών απαιτεί τη λήψη ξεκάθαρων και ακριβών αποφάσεων οι Η/Υ είναι ιδανικοί! (οργανωμένη, γρήγορη, έγκαιρη και έξυπνη παρουσίαση - διαχείριση δεδομένων) ΜΕΘ H/Y συστήματα monitoring 10

Οι Η/Υ στη Μ.Ε.Θ. εξυπηρετούν σε δύο επίπεδα οργάνωσης: α. παρακολούθηση ασθενών β. διαχείριση ιατρικών πληροφοριών 11

Στη ΜΕΘ χρησιμοποιούνται H/Y για Λήψη φυσιολογικών δεδομένων (BSM, CMS, ). Αποθήκευση, οργάνωση & παρουσίαση δεδομένων. Μεταφορά πληροφορίας σε απομακρυσμένες θέσεις. Συνδυασμός & συσχέτιση δεδομένων από πολλαπλές πηγές! Παροχή κλινικών προειδοποιήσεων/συμβουλών. Από πολλαπλές πηγές δεδομένων. Λήψη αποφάσεων σχεδιασμός θεραπείας. Ανάλυση των αποτελεσμάτων της θεραπείας με σκοπό τη σταδιοποίηση της νόσου Κριτήριο: κλινική αποτελεσματικότητα σε σχέση με κόστος. 12

13 Οι βασικές μονάδες ενός BSM

Ψηφιοποίηση φυσιολογικών σημάτων Λήψη, απομόνωση θορύβου Ακρίβεια Ρυθμός δειγματοληψίας 14

Βασικές λειτουργίες BSM I 1. καταγραφή και αποθήκευση Η χειρωνακτική καταχώρηση είναι δύσκολη, χρονοβόρα και ευεπίφορη σε σφάλματα Θα βοηθούσε μια αυτοματοποιημένη και ιεραρχημένη, δομημένη διαδικασία καταχώρησης (πεδίο εγγραφή ιατρικός φάκελος, code bar entry, pull down menus, touch screens) 15

Βασικές λειτουργίες BSM IIα 2. επεξεργασία: φίλτρα θορύβου αυτο-βαθμονόμηση και αναφορά σφαλμάτων υπολογισμός τιμών βάσει των μετρούμενων κυματομορφών παρακολούθηση και αναφορά καρδιακής αρρυθμίας σήμανση συναγερμού 16

Βασικές λειτουργίες BSM IIβ Heart rate (ΑP) Heart rate (ECG) ΗΚΓ Αρτηριακή πίεση Πίεση πνευμονικής αρτηρίας 17

Βασικές λειτουργίες BSM III-IV 3. παρουσίαση, αναφορά: Τα δεδομένα μετουσιώνονται σε πληροφορία μόνο όταν οργανώνονται για να επηρεάσουν αποφάσεις, δράσεις και ενημέρωση/εκπαίδευση. Τα καταχωρημένα δεδομένα θα πρέπει να μπορούν να ανακαλούνται, να παρουσιάζονται στην επιθυμητή μορφή και ή δυνατόν, να παρέχεται η δυνατότητα βοήθειας στη λήψη αποφάσεων. 4. μεταφορά δεδομένων σε σταθμό παρατήρησης 18

Εργαστηριακός έλεγχος δίπλα στο κρεβάτι του ασθενούς Oι εργαστηριακές εξετάσεις εξελίχθηκαν από «υγρές» σε πιο «ξηρές» μεθόδους (η ανάλυση διεξάγεται με την άμεση επαφή του αντιδραστηρίου με το δείγμα του αίματος). Επιπρόσθετες βελτιώσεις ελάττωσαν το μέγεθος του δοκιμαστικού σωλήνα της συσκευής ανάλυσης, κλπ. Το όλο σύστημα αποτελεί μια μικρή προσθήκη στο PMS (δίπλα στο κρεβάτι του ασθενούς). Πολλές εργαστηριακές εξετάσεις, μπορούν να διεξαχθούν μέσα σε δύο λεπτά, με τη χρήση δύο ή τριών σταγόνων αίματος. Τα αποτελέσματα προβάλλονται, αποθηκεύονται, συγκρίνονται, μεταφέρονται (π.χ. στο HIS). 19

Τι εργαλεία χρειαζόμαστε? 1. καταγραφή και αποθήκευση 2. επεξεργασία 3. παρουσίαση 4. μεταφορά δεδομένων + μακροπρόθεσμη μνήμη λογισμικό και ROM ή/και RAM+CPU εξειδικευμένο λογισμικό δικτύωση PC based, bed side monitoring 20

21 Bed-side monitor

22 Μεταφορά δεδομένων από/προς PACS

Συστήματα παρακολούθησης αρρυθμιών Ανάλυση των αρρυθμιών: περίπλοκη & δύσκολη λειτουργία των PMS. Συμβατική παρακολούθηση εξαρτάται από ανθρώπινο παρατηρητή: αγχογόνο, ακριβή, αναξιόπιστη, κουραστική. Υπολογ. Συστήματα: ενσωματωμένο σύστημα παρακολούθησης! Προβολή & αναγνώριση σε πραγμ. χρόνο: (π.χ. εύρος διαστήματος R- R, συμπλέγματος QRS, κλπ.). Ανάκληση αντίγραφου ΗΚΓ. Επίσης, ο Η/Υ μπορεί να αναγνωρίσει διαταραχή (π.χ. PVC, μεταβολές του ST είναι ενδεικτικές ισχαιμικών επεισοδίων)...αφού πρώτα μάθει να την αναγνωρίζει (τεχνητή νοημοσύνη!) 23

«Έξυπνο Σύστημα» ταξινόμησης ECG He et al., 06 24

Ασύρματα συστήματα Fensli et al. 05 25

Διαχείριση πληροφοριών ICU-IS vs. HIS Ανάγκη μεταφοράς δεδομένων προς/από τη Μ.Ε.Θ. προς το HIS ή/και άλλες απομακρυσμένες θέσεις Συχνότητα χρήσης δεδομένων από ιατρούς για τη λήψη θεραπευτικών αποφάσεων σε Μ.Ε.Θ. 26

Διαχείριση πληροφοριών στη ΜΕΘ Τα ICU-IS θα πρέπει να υποστηρίζουν τη συλλογή πολλαπλών τύπων δεδομένων γιατί? Μεγάλο ποσοστό δεδομένων προέρχεται από «χειρονακτικές» διαδικασίες. Χορήγηση φαρμάκου, ακρόαση αναπνευστικών/καρδιακών ήχων. Πολλά όργανα απαιτούν την ύπαρξη ατόμου για την εισαγωγή τους. Άρα τα συστήματα θα πρέπει να συλλέγουν μια ευρεία ποικιλία δεδομένων από απομακρυσμένες πηγές, όπως επίσης και τα BSM. 27

Η/Υ μπορεί να βοηθήσει και στη λήψη αποφάσεων! Συλλογή δεδομένων από ευρεία ποικιλία πηγών. +Συνδυασμός με άλλα δεδομένα από το φάκελο του ασθενούς (π.χ. εργαστηριακά αποτελέσματα, προηγουμένως ληφθείσα απόφαση, κλπ. +Επεξεργασία = Απόφαση! (βασιζόμενη σε προκαθορισμένα κριτήρια, αποθηκευμένα στο σύστημα). Παράδειγμα: χρήση αντιβιοτικών παρέχει συστάσεις, σχετικά με το πιο αντιβιοτικό πρέπει να χορηγηθεί σε έναν ασθενή, υπολογίζει τη δόση, προτείνει την οδό χορήγησης (π.χ. ενδοφλεβίως), λαμβάνοντας υπόψη το βάρος και τη νεφρική λειτουργία. 28

Ένα σύστημα λήψης κλινικών αποφάσεων (Clinical Decision Support System-CDSS) αποτελείται από: Υποσύστημα γνώσης (knowledge base) Υποσύστημα εξαγωγής συμπεράσματος (reasoning engine) Υποσύστημα μετάδοσης πληροφορίας (προς τον χρήστη) Παράδειγμα: IF a new order is placed for a particular blood test that tends to change very slowly, AND IF that blood test was ordered within the previous 48 hours, THEN alert the physician. - Ο κανόνας χρησιμεύει για την αποφυγή διπλής παραγγελίας εξετάσεων. - Οι κανόνας δεν είναι απαραίτητα ντετερμινιστικός (π.χ. πιθανοκρατικά μοντέλα λήψης αποφάσεων!) 29

Λειτουργίες συστημάτων λήψης αποφάσεων Ερμηνεία των δεδομένων. (π.χ. ερμηνεία της κατάστασης λειτουργίας του αναπνευστικού συστήματος, βάσει της ανάλυσης των αερίων του αίματος και αιμοδυναμικών παραμέτρων). Προειδοποιήσεις. (π.χ. προειδοποίηση ότι ένα φάρμακο αντενδείκνυται για τη συγκεκριμένη περίπτωση, κατά τη στιγμή της παραγγελίας του). Διάγνωση (π.χ. αναγνώριση νοσοκομειακών λοιμώξεων). Συστάσεις για τη θεραπεία. (π.χ. σχετικά με την αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται) Ευφυές Σύστημα! 30

Επικοινωνία των PMS Ι PMS: διαφορετικοί κατασκευαστές, αυτόνομες μονάδες ανάγνωση ένδειξης από μία συσκευή & μετά εισαγωγή σε άλλο Η/Υ. Πρόβλημα: η απουσία προτύπων επικοινωνίας των ιατρικών συσκευών. Ανάγκη για αυτοματοποιημένη συλλογή αποτελεσμάτων, δεδομένων, κλπ, από διαφορετικές συσκευές. Απαιτείται η χρήση ειδικού εξοπλισμού και λογισμικού για τη διεπαφή. Για τους λόγους αυτούς καθιερώθηκε το IEEE Medical Information Bus (MIB). ενδοφλέβιες αντλίες αναπνευστήρες 31 ICU PMS BSM... HIS

Επικοινωνία των PMS ΙΙ ΜΙΒ: δυνατότητα διεπαφής, για μια ευρεία γκάμα ιατρικών συσκευών της ΜΕΘ. Διευκολύνει την ταχεία και ακριβή λήψη δεδομένων από τα BSM, (π.χ. παλμικά οξύμετρα, αναπνευστήρες, αντλίες έγχυσης, πεχάμετρα, συστήματα παρακολούθησης του κορεσμού του φλεβικού αίματος). Εν συνεχεία γίνεται: συλλογή των δεδομένων μέσω του διαχειριστικού συστήματος της ΜΕΘ και στη συνέχεια συγχώνευση όλων των αρχείων της ΜΕΘ στο συνολικό ηλεκτρονικό ιατρικό φάκελο του ασθενούς (HIS). 32

Παράδειγμα ολοκληρωμένου συστήματος I *Πρότυπο επικοινωνίας συσκευών IEEE 1073 Medical Information Bus Μετρητές VueLink module Multi measurement server: Υποδοχές για μετρητές SpO 2, ECG, αρρυθμίας, μη παρεμβατικής μέτρησης πίεσης, και προαιρετικά παρεμβατικής μέτρησης πίεσης και θερμοκρασίας Υποδοχές για πρόσθετους μετρητές Δυνατότητα 8h καταγραφής 33

Παράδειγμα ολοκληρωμένου συστήματος II IntelliVue MP90 patient bed side monitor CareVue software 34

Παράδειγμα ολοκληρωμένου συστήματος III IntelliVue Information System Health Level 7 (HL7): Πρότυπο ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ Νοσοκομειακών εφαρμογών IntelliVue Application Server Database Server Tunneling Control Engine 35

Που μπορούν να βοηθήσουν οι Η/Υ στη ΜΕΘ: Δυνατότητα ανίχνευσης των αρρυθμιών (BSM). Υπολογιστικά διαγράμματα επεμβατικών μεθόδων, π.χ. εισαγωγή αρτηριακού καθετήρα, μπορούν να βοηθήσουν στην αποφυγή λοιμώξεων (σε συνδυασμό με εργαστηριακά δεδομένα). Μπορούν να μειωθούν λάθη σε επικοινωνία & υπολογισμούς. Υποστήριξη στη σωστή ερμηνεία των αποτελεσμάτων (alarms, etc.). Να «προτείνει» θεραπεία: υπολογισμός κατάλληλων δόσεων υποδεικνύοντας τυχόν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φαρμάκων. Εύκολη πρόσβαση στα εργαστηριακά δεδομένα. Τιτλοποίηση θεραπευτικών παρεμβάσεων, ρύθμιση έγχυσης υγρών/ενδοφλέβιων φαρμάκων μέσω συστημάτων ελέγχου κλειστού βρόγχου. 36

37 Σήμερα οι Η/Υ στη Μ.Ε.Θ. : Τυγχάνουν ευρείας αποδοχής από γιατρούς και νοσηλευτές. Βελτιώνουν το περιεχόμενο των κλινικών αναφορών. Επιτυγχάνουν μετρήσιμα οφέλη μέσω εφαρμογών υποβοήθησης κλινικών αποφάσεων. Υπό προϋποθέσεις βοηθούν στην αποφυγή σφαλμάτων. Υπό προϋποθέσεις επιτυγχάνουν εξοικονόμηση χρόνου που μπορεί να διατεθεί στην άμεση φροντίδα ασθενών. Προβλήματα & Προϋποθέσεις Εκπαίδευση & Συνεργασία. Συνέπεια. Εποπτεία και αναδρομική ανάλυση.

38 Πηγές αξιολόγησης?

"Philosophers have hitherto only interpreted the world in various ways; the point, however, is to change it." «Οι Η/Υ μελλοντικά δεν θα αντικαταστήσουν απλά το χαρτί, θα αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο παρέχεται η ιατρική φροντίδα» 39