Hlavní navigace

Open-source projekty v medicíně: pomáhají hlavně v rozvojových ze­mích

Petr Kajzar

Open-source se v medicíně prosazuje jen velmi zvolna a zatím nejvíce se využívá v rozvojových zemích s omezenými finančními zdroji. Existují však nadějné projekty, které to mohou změnit.

Zaměříme se na projekty, které jsou open-source a jsou určené přímo pro medicínské prostředí, zdravotnickou péči či diagnostiku a léčbu pacientů. Půjde spíše o náhled pod pokličku tohoto specifického prostředí a ukázku zajímavých projektů – existuje samozřejmě spousta dalších aplikací a není v možnostech jednoho článku představit kompletní přehled open-source v medicíně.

Vedení zdravotní dokumentace

Vedení zdravotní dokumentace je jakýmsi základním úkolem výpočetní techniky v medicíně, alespoň z pohledu lékařů. Proto velká část zájmu směřuje na ambulantní a nemocniční informační systémy, vedení zdravotní dokumentace a záznamů pacienta a dalších oblastí, ve kterých se to hemží podivuhodnými zkratkami (EHR – electronic health record, EMR – electronic medical record, PHI – protected health information, MRS – medical records system).

Vedení dokumentace je dost ošemetná věc, protože systémy kromě dokumentace musí zvládat i komunikaci s laboratorními a zobrazovacími (rentgen, ultrazvuk,…) systémy na základě určitých mezinárodních standardů. Dále je nutno vykazovat a fakturovat zdravotní péči pomocí různých kódovacích systémů – ať už pacientovi (jako např. v USA) nebo pojišťovně. Tyto systémy jsou proto velmi komplexní a svým způsobem nejsou obecně použitelné globálně – vždy je nutná nějaká národní úprava dle standardů té které země.

To vše je důvodem, proč se po explozivních 90. letech minulého století do výroby zdravotnických informačních systémů již mnoho nových firem nehrne. A stejná situace panuje i na open-source hřišti.

Pojďme se podívat na nejnadějnější zdravotnické informační systémy, které open-source v dnešní době nabízí. Rozhodně nejsou plnohodnotnou alternativou k placeným národním produktům, ale velkou část práce odvedou v rozvojových zemích – a tam zejména v malých privátních praxích.

OpenEHR

OpenEHR je vývojářská komunita zabývající se tvorbou open-source nástrojů pro zdravotnictví. Zatím nemají vytvořený komplexní systém, ale jejím obrovským úsilím vznikají specifikace, otevřené standardy, API, moduly a knihovny k tvorbě nových zdravotnických informačních systémů.

Namátkou tato komunita stojí za následujícími projekty:

  • EHRScape – framework v Javě pro tvorbu webových aplikací v medicíně, určený k získání a zobrazení zdravotních informací
  • EtherCIS – platforma v Javě pro tvorbu aplikací, umožňuje ukládání pacientských záznamů v databázi (PostgreSQL)
  • EHRServer – open-source repozitář pro ukládání klinických dat
  • GastrOS – software pro endoskopická pracoviště

OpenEMR

OpenEMR je velmi komplexní open-source projekt ambulantního informačního systému pro soukromé praxe, který kromě vedení zdravotních záznamů umí objednávky pacientů, vykazování péče podle různých kódovacích systémů (CPT, HCPCS, ICD a SNOMED), elektronické předepisování léků. Obsahuje i pacientský portál, kde se může pacient podívat do své dokumentace a prohlédnout výsledky vyšetření.

Zdrojové kódy a instrukce pro vývojáře jsou na serveru Sourceforge.

Ukázka systému OpenEMR

LibreHealth

LibreHealth je další komplexní informační systém, který staví na jádru výše zmíněného OpenEMR a nabízí vedení zdravotnické dokumentace (EHR), radiologický modul pro zobrazovací metody (rentgen, ultrazvuky, CT, apod.) a standardizované API.

Zdrojové kódy jsou na GitHubu.

Ukázka informačního systému LibreHealth

GNUHealth

GNUHealth je open-source software, jenž umožňuje vedení zdravotní dokumentace a poskytuje rovněž i základní nemocniční informační systém.

Systém je uvolněn pod GNU GPL, zdrojový kód je k dispozici na serveru Savannah.

OpenMRS

OpenMRS je modulární open-source software v Javě s webovou aplikací pro vedení zdravotní dokumentace, kartotéky, zdravotnické agendy a očkovacích schémat.

Rozhraní systému OpenMRS

Vývojářská komunita tento systém vytváří zejména pro rozvojové země s omezenými finančními zdroji – zejména Afrika, Jižní Amerika a Indie (viz mapa).

Zdrojové kódy jsou na GitHubu.

Mapa rozšíření a vývoje systému OpenMRS, systém je užíván zejména v Africe a v Indii

Oscar EMR

Oscar EMR je kanadský open-source nástroj pro vedení zdravotnické dokumentace. Kromě vedení dokumentace umí plánování, vykazování péče, bezpečnou komunikaci a spolupráci s laboratorními systémy.

Zdrojové kódy jsou na Sourceforge.

Laboratorní systémy

OpenELIS

OpenELIS je open-source laboratorní informační systém určený pro zdravotnické laboratoře. Umí zpracování laboratorních výsledků, jejich export do standardizovaných formátů pro komunikaci s ambulantními a nemocničními informačními systémy.

Upravený OpenELIS běží v laboratořích po celém Vietnamu. Spojené státy totiž v roce 2006 vytvořily tlak a podmínky pro rozvoj testování a prevenci HIV a AIDS ve Vietnamu. S požadavkem testování většího množství klientů rostla potřeba laboratoří ke vzájemné spolupráci a efektivnímu zpracovávání narůstajícího množství dat. Na základě analýzy se vietnamská vláda rozhodla pro open-source projekt, který si nechala upravit dle místních podmínek. OpenELIS tak běží na spoustě míst ve Vietnamu, ale také v USA, Indii, apod.

Zdrojové kódy jsou na Sourceforge.

Knihovny

hGraph

Open-source javaskriptová knihovna hGraph (GitHub) dokáže zpracovat číselná data uživatele (krevní tlak, cholesterol, glykémii, váhu, výživu a další parametry dle libosti) a vytvořit z nich jakýsi koláčový graf. Uživatel tak má velmi přehledný pohled na své „nezdravé“ parametry a může se je začít snažit upravovat. hGraph vypočítává i skóre zdravotního stavu, podle kterého se lze řídit. Projekt může být základem pro webové aplikace zpracovávající data z wearables.

Ukázka výstupu knihovny hGraph

hFigures

Knihovna hFigures (GitHub, javascript) umí zobrazit zdravotní údaje (např. krevní tlak, cholesterol, glykémii, váhu, výživu a další parametry dle potřeb uživatele) a ukázat jejich změny v čase (nárůst váhy, pokles cholesterolu, apod.). Zpracovává data ve formátu JSON a generuje HTML/SVG výstup do běžného webového prohlížeče. Tento projekt také může být základem různých webových aplikací pro sledování zdravotního stavu na základě měření z wearables a dalších zařízení.

Ukázka výstupu knihovny hFigures

OpenAPS

OpenAPS je open-source projekt technologie nahrazující funkce slinivky břišní u pacientů s cukrovkou. Někteří pacienti s určitým typem cukrovky (diabetes mellitus 1. typu) mohou trpět rychlými výkyvy hladiny glukózy v krvi a hrozí jim nevolnost, zmatenost, bezvědomí či dokonce smrt. Tento stav je mnohdy způsoben nesprávnou funkcí slinivky břišní. OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) je software, který lze použít k propojení inzulinové pumpy (zařízení dávkující lék), wearables či senzorů a který umožní propočítat a automaticky upravit dávkování léku pacientovi. Imituje tak vlastně „umělou“ slinivku. Projekt je otevřený pro výrobce zařízení a zdravotnických přístrojů.

Zdrojový kód je na GitHubu.

Webové aplikace

Opioid Atlas

Opioid Atlas je webová open-source aplikace sloužící ke zmapování dostupnosti a podávání opiátů ve všech zemích světa. Zpracovává obrovské množství dat dostupných ze zdravotnických statistik International Narcotics Control Board od roku 1989 a umí zobrazit trendy a grafy spotřeby opiátů v jednotlivých zemích za uvedenou éru. Ke zpracování dat používá jazyk R určený pro statistické výpočty.

Podobné aplikace umožňují zhodnotit zdravotnickou péči v různých státech. Je zřejmé, že zejména rozvojové země trpí nejen špatnou dostupností lékařské péče, ale i nedostatkem rychlé adekvátní pomoci od bolesti. Open-source aplikace tak mohou být cenným zdrojem užitečných informací pro neziskové a charitativní organizace zprostředkovávající péči v rozvojových zemích.

Zdrojový kód je zveřejněn na GitHubu.

Flutrack

Flutrack je open-source software pro sledování vývoje chřipkových epidemií pomocí sledování příspěvků na sociální síti. Data získává z Twitteru a počítá výskyt klíčových slov pro chřipku a její příznaky. Ze zpracovaných dat pak počítá statistiky a vytváří mapu výskytu tweetů.

Zdrojové kódy jsou přístupné na GitHubu a má otevřené API k exportu dat.

Raspberry Pi

Raspberry Pi je drobný jednodeskový počítač určený původně pro výuku ve Spojeném království, který se začal hojně využívat v oblasti drobné elektroniky a IoT. Medicína zatím zůstává poněkud stranou zájmu, i když vznikají například čtečky otisků prstů pro zabezpečený přístup do výzkumných systémů, systémy pro RFID označování a identifikaci myšek ve výzkumu anebo systémy pro porovnávání genomů.

Prohlížení rentgenových snímků

Brazilští radiologové využívají Raspberry Pi pro prohlížení DICOM snímků. DICOM je datový standard a formát využívaný pro přenos obrazových dat (rentgenů, ultrazvuků, CT, a podobně) v biomedicíně spolu s metadaty o pacientovi. Raspberry Pi je zde použit jako jednoduchý počítač s Linuxem a běžící aplikací pro zobrazení snímků. V chudších oblastech tudíž není k zobrazení a zhodnocení diagnostických snímků nutné používat plnohodnotný počítač, ale jen drobné zařízení s napojeným monitorem.

Záznam elektrické aktivity mozku

EEG (elektroencefalogram) je záznam elektrické aktivity mozku. Lze jím diagnostikovat různá onemocnění centrálního nervového systému včetně například epilepsie. Během záznamu se pacient sleduje a vystavuje různým vlivům (zvukové či světelné efekty), přičemž se sleduje křivka reakce mozku. Pro tuto diagnostiku je velmi důležité, aby software dokázal správně přiřadit jednotlivé impulzy správné křivce na EEG. Kanadští výzkumníci k vysílání a záznamu impulzů využili Raspberry Pi, čímž udělali krok směrem ke snížení nákladů a zvýšení dostupnosti tohoto zařízení v chudších oblastech.

Budoucnost open-source v medicíně

Vzhledem ke komplexnosti a širokému využití softwaru v medicíně si troufám tvrdit, že open-source bude časem hrát ve zdravotnictví mnohem větší roli. Již nyní existují nadějné a užitečné projekty, které už dnes pomáhají zejména v chudších státech a pomalu se rozvíjí.

Jak jsem ukázal v minulých dílech seriálu o bezpečnosti dat ve zdravotnictví, korporátní uzavřené systémy totiž často trpí bezpečnostními problémy a problémy s kompatibilitou, neustálý rozvoj výpočetní techniky a zdravotnických přístrojů neumožňuje ani dostatečně velkým firmám pravidelně aktualizovat a udržovat software ve všech svých zařízeních. A tento přístup naráží na své problémy a limity s ohledem na čím dál častější úniky citlivých dat a útoky na software ve zdravotnictví.

Současný open-source ještě není široce využitelný, ale jeho údržba a aktualizace v případě zapojení většího množství subjektů je mnohem snazší. Otevřené formáty, standardy, API a projekty umožní spolupráci většího počtu vývojářů. Upřímně věřím, že právě teď je zdravotnictví na prahu své globální open-source evoluce.

Našli jste v článku chybu?
13. 12. 2016 10:11
atarist (neregistrovaný)

EU se nema cenu dovolavat, vsak se podivej, jak funguji statni informacni systemy. EU se sice "papirove" sjednocuje, prosazuji se podobne zakony, narizeni atd., ale kazdy stat "musi" vyvinout vlastni vzajemne nekompatibilni IS (u nas treba slavny registr vozidel, ale tech systemu jsou desitky).

13. 12. 2016 13:10
NULL (neregistrovaný)

Jsi se zbláznil? Proč to dělat jednoduše, když to jde i složitě!