cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2020-35-4-150-160cardiotomsk-1086Research ArticleЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ РЕШЕНИЙ В МЕДИЦИНЕDIGITAL TECHNOLOGIES FOR DECISION SUPPORT IN MEDICINEРазработка компьютерного методического обеспечения повышения квалификации врачей с удаленным доступомDevelopment of computer-based methodology for remote advanced training of medical doctorshttps://orcid.org/0000-0001-6716-856XКарасьС. И.KarasS. I.

Карась Сергей Иосифович, д-р мед. наук, заведующий отделом координации научной и образовательной деятельности; профессор кафедры медицинской и биологической кибернетики

634012, Томск, ул. Киевская, 111а;634050, Томск, Московский тракт, 2

Sergey I. Karas, Dr. Sci. (Med.), Head of the Department for Research and Training Coordination; Professor, Department of Medical and Biological Cybernetics

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012;2, Moskovsky trakt, Tomsk, 634050

ksi@cardio-tomsk.ruКолгановС. О.KolganovS. O.

Колганов Сергей Олегович, директор ООО «Элекард-Мед».

634055, Томск, пр. Развития, 3

Sergey O. Kolganov, Director

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

kso@em70.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4959-8667КочетковС. Б.KochetkovS. B.

Кочетков Сергей Борисович, начальник отдела разработки программных средств

634055, Томск, пр. Развития, 3

Sergey B. Kochetkov, Head of the Department of Software Development

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

ksb@em70.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4019-3735ГраковаЕ. В.GrakovaE. V.

Гракова Елена Викторовна, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, отделение патологии миокарда

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Elena V. Grakova, Dr. Sci. (Med.), Leading Research Scientist, Department of Myocardial Pathology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

Vgelen1970@gmail.comБалахоноваМ. В.BalakhonovaM. V.

Балахонова Мария Вячеславовна, канд. мед. наук, доцент кафедры кардиологии

634050, Томск, Московский тракт, 2

Maria V. Balakhonova, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Department of Cardiology

2, Moskovsky trakt, Tomsk, 634050

maria_balahonova@mail.ruДацюкВ. В.DatsyukV. V.

Дацюк Валерий Валентинович, программист

634055, Томск, пр. Развития, 3

Valery V. Datsyuk, Programmer

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

dvv@em70.ruНоздринГ. К.NozdrinG. K.

Ноздрин Георгий Константинович, программист 

634055, Томск, пр. Развития, 3

Georgy K. Nozdrin, Programmer

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

georgiynozdrin@gmail.comСергеевМ. В.SergeevM. V.

Сергеев Михаил Владимирович, программист

634055, Томск, пр. Развития, 3

Mikhail V. Sergeev, Programmer

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

КасинскаяЕ. С.KasinskayaE. S.

Касинская Екатерина Сергеевна, аналитик

634055, Томск, пр. Развития, 3

Ekaterina S. Kasinskaya, Analyst

3, pr. Razvitiya, Tomsk, 634055

kes@em70.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3184-4268Кара-СалЭ. Э.Kara-SalE. E.

Кара-Сал Эрес Эртинеевич, магистрант 1-го года

634050, Томск, пр. Ленина, 30

Eres E. Kara-Sal, 1st Year Graduate Student

30, Lenina ave., Tomsk, 634050

eres_karasal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4844-9803АржаникМ. Б.ArzhanikM. B.

Аржаник Марина Борисовна, канд. пед. наук, доцент кафедры медицинской и биологической кибернетики

634050, Томск, Московский тракт, 2

Marina B. Arzhanik, Cand. Sci. (Pedagogy), Associate Professor, Department of Medical and Biological Cybernetics

2, Moskovsky trakt, Tomsk, 634050

arzh_m@mail.ruГабелкоЕ. А.GabelkoE. A.

Габелко Екатерина Александровна, студентка 6-го курса медико-биологического факультета

634050, Томск, Московский тракт, 2

Ekaterina A. Gabelko, 6th Year Student, Department of Biomedicine

2, Moskovsky trakt, Tomsk, 634050

katya_gabelko@mail.ruТитоваА. Р.TitovaA. R.

Титова Арина Радиевна, студентка 6-го курса медико-биологического факультета

634050, Томск, Московский тракт, 2

Arina R. Titova, 6th Year Student, Department of Biomedicine

2, Moskovsky trakt, Tomsk, 634050

arisha.tiv@gmail.comНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук; Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences; Siberian State Medical UniversityRussian FederationООО «Элекард-Мед»РоссияJSC “Elecard-Med”Russian FederationНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наукРоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of SciencesRussian FederationСибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияSiberian State Medical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университетРоссияNational Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian Federation202025122020354150160Copyright © Карась С.И., Колганов С.О., Кочетков С.Б., Гракова Е.В., Балахонова М.В., Дацюк В.В., Ноздрин Г.К., Сергеев М.В., Касинская Е.С., Кара-Сал Э.Э., Аржаник М.Б., Габелко Е.А., Титова А.Р., 20202020Карась С.И., Колганов С.О., Кочетков С.Б., Гракова Е.В., Балахонова М.В., Дацюк В.В., Ноздрин Г.К., Сергеев М.В., Касинская Е.С., Кара-Сал Э.Э., Аржаник М.Б., Габелко Е.А., Титова А.Р.Karas S.I., Kolganov S.O., Kochetkov S.B., Grakova E.V., Balakhonova M.V., Datsyuk V.V., Nozdrin G.K., Sergeev M.V., Kasinskaya E.S., Kara-Sal E.E., Arzhanik M.B., Gabelko E.A., Titova A.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/1086Цель работы

Цель работы: формулировка методологии разработки интерактивных виртуальных компьютерных симуляций (ВКС) с рейтинговой оценкой решений обучающихся и возможностью удаленного доступа.

Материал и методы

Материал и методы. Методы инженерии знаний применялись для извлечения и формализации экспертных знаний о структуре, важности и релевантности клинико-диагностических сведений. Материалами для создания ВКС служили тексты из архивных историй болезни, лабораторные данные, мультимедийные результаты инструментальных методов исследования. Для обеспечения удаленного доступа применена сетевая трехуровневая архитектура, организационно выраженная тремя компонентами: клиент, слой бизнес-логики, слой данных. Программная коммуникация обеспечивается Web-протоколами; инфраструктурно система представлена микросервисами.

Результаты

Результаты. После экспертного анализа и выявления диагностически и прогностически значимой информации была проведена ее формализация и структуризация, определена модель предметной области, выделены агрегаты и связи между ними, спроектированы программные и пользовательские интерфейсы доступа. Возможные решения обучающихся представлены в виде интерактивных справочников. Артефакты работы пользователя сохраняются в хранилище, представленном модулем работы с файловой системой сервера и объектно-реляционной системой управления базами данных. Каждый модуль задачи содержит статичные и интерактивные блоки информации. Назначение статичных блоков – предоставление обучающимся необходимых сведений для принятия клинико- диагностических решений. Интерактивные блоки предоставляют возможность выбора одного/нескольких вариантов решений из списка. Последовательность дальнейшего предъявления и контент информации определяются ответами обучающегося на вопросы интерактивного блока. Компетенции принятия решений обучающимися оцениваются с помощью балльно-рейтинговой системы. Итоговый персональный рейтинг рассчитывается как произведение всех коэффициентов, связанных с принятыми обучающимся решениями. Этот подход обеспечивает интеграцию рейтинговой системы с траекторией прохождения клинико-диагностической задачи (КДЗ), выбранной обучающимся.

Заключение

Заключение. Разработанные в данном исследовании дистанционные образовательные технологии для клинических дисциплин достаточно новы и инновационны. Для совершенствования методического обеспечения дистанционного повышения клинической квалификации ведется разработка репозитория ВКС.

Aim

Aim. To formulate the methodology for developing the interactive virtual computer simulations with a rating assessment of trainees’ decisions and the capability of remote access.

Material and Methods

Material and Methods. The methods of knowledge engineering were used to extract and formalize expert knowledge about the structure, significance, and relevance of clinical diagnostic information. The materials for creating virtual computer simulations were based on texts from the archival medical records, laboratory data, and multimedia results of instrumental methods of study. A three-tier network architecture was applied to provide the capabilities of remote access. It was organizationally represented by three components: a client layer, a business logic layer, and a data layer. Data transfer was provided by the Web protocols while microservices represented the infrastructure.

Results

Results. The information was formalized and structured after expert analysis and identification of significant diagnostic and prognostic data. The process included defining the domain model, identifying the aggregates and connections between them, and designing software and user interfaces. Possible solutions for trainees are now presented in the form of interactive reference lists. The artifacts of the user’s work are saved in the storage represented by the module for working with the server file system and the object-relational database management system. Each task module contains static and interactive blocks of information. The purpose of static blocks is to provide trainees with the necessary information for making clinical and diagnostic decisions. The interactive blocks allow selecting one or more solutions from the list. The content and sequence of further information presentation are determined by the trainees’ answers to the questions of an interactive block. Trainees’ decision-making competencies are evaluated using the rating system. The final personal rating is calculated as a multiplication of all coefficients related to the trainees’ decisions. This approach integrates a rating system with the trajectory chosen by the trainee for task completion.

Conclusions

Conclusions. The distance learning technologies, developed for clinical disciplines in this study, are quite new and innovative. The repository of virtual computer simulations is under development to improve the methodological support of remote clinical training.

виртуальный пациенткомпьютерные симуляциидистанционное образованиерейтинговая системарепозиториймультимедиаклинико-диагностические задачиситуационные задачиvirtual patientcomputer simulationdistance learningrating systemrepositorymultimediaclinical diagnostic taskssituational tasksпроект поддержан Российским фондом фундаментальных исследований (грант 19-013- 00231).ReferencesПетрова В.Н. Возможности применения технологии проблемноориентированного обучения (PBL) в практике высшего образования (на примере ТГУ). Сибирский психологический журнал. 2017;65:112–124. DOI: 10.17223/17267080/65/9.Petrova V.N. Potential of problem based learning technology in high school practice. Siberian Journal of Psychology. 2017;65:112–124 (In Russ.). DOI: 10.17223/17267080/65/9.Ellaway R.H., Poulton T., Jivram T. Decision PBL: A 4-year retrospective case study of the use of virtual patients in problem-based learning. Med. Teach. 2015;37(10):926–934. DOI: 10.3109/0142159X.2014.970627.Ellaway R.H., Poulton T., Jivram T. Decision PBL: A 4-year retrospective case study of the use of virtual patients in problem-based learning. Med. Teach. 2015;37(10):926–934. DOI: 10.3109/0142159X.2014.970627.Bateman J., Allen M., Samani D., Kidd J., Davies D. Virtual patient design: exploring what works and why. A grounded theory study. Med. Educ. 2013;47(6):595–606. DOI: 10.1111/medu.12151.Bateman J., Allen M., Samani D., Kidd J., Davies D. Virtual patient design: exploring what works and why. A grounded theory study. Med. Educ. 2013;47(6):595–606. DOI: 10.1111/medu.12151.Карась С.И. Виртуальные пациенты как формат симуляционного обучения в непрерывном медицинском образовании (обзор литературы). Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(1):140–149. DOI: 10.20538/1682-0363-2020-1-140-149.Karas S.I. Virtual patients as a format for simulation learning in the continuing medical education (review article). Bulletin of Siberian Medicine. 2020;19(1):140–149 (In Russ.). DOI: 10.20538/1682-0363-2020-1-140-149.Hege I., Kononowicz A.A., Berman N.B., Lenzer B., Kiesewetter J. Advancing clinical reasoning in virtual patients – development and application of a conceptual framework. GMS J. Med. Educ. 2018;35(1):Doc12. DOI: 10.3205/zma001159.Hege I., Kononowicz A.A., Berman N.B., Lenzer B., Kiesewetter J. Advancing clinical reasoning in virtual patients – development and application of a conceptual framework. GMS J. Med. Educ. 2018;35(1):Doc12. DOI: 10.3205/zma001159.Cook D.A., Erwin P.J., Triola M.M. Computerized Virtual Patients in Health Professions Education: A Systematic Review and Meta-Analysis. Acad. Med. 2010;85(10):1589–1602. DOI: 10.1097/ACM.0b013e3181edfe13.Cook D.A., Erwin P.J., Triola M.M. Computerized Virtual Patients in Health Professions Education: A Systematic Review and Meta-Analysis. Acad. Med. 2010;85(10):1589–1602. DOI: 10.1097/ACM.0b013e3181edfe13.Consorti F., Mancuso R., Nocioni M., Piccolo A. Effi cacy of virtual patients in medical education: A meta-analysis of randomized studies. Computers & Education. 2012;59(3):1001–1008. DOI: 10.1016/j.compedu.2012.04.017.Consorti F., Mancuso R., Nocioni M., Piccolo A. Effi cacy of virtual patients in medical education: A meta-analysis of randomized studies. Computers & Education. 2012;59(3):1001–1008. DOI: 10.1016/j.compedu.2012.04.017.Портал непрерывного медицинского и фармацевтического образования Минздрава России. URL: https://edu.rosminzdrav.ru/specialistam/proekty/2/na-nashem-portale-realizovany-novyeinteraktivnye-obrazovatelnye-moduli-virtualnyi-pacient-s-ispolzovaniem-sovremennykh-simuljacionnykh-obrazovatelnykh-tekhnologii/#c971 (дата обращения: 02.11.2020).The portal for continuing medical and pharmaceutical education of the Ministry of Нealth (In Russ.). URL: https://edu.rosminzdrav.ru/specialistam/proekty/2/na-nashem-portale-realizovany-novye-interaktivnye-obrazovatelnye-moduli-virtualnyi-pacient-s-ispolzovaniem-sovremennykh-simuljacionnykh-obrazovatelnykh-tekhnologii/#c971 (аvailable from: 02.11.2020).Портал методического центра аккредитации специалистов Первого Московского медицинского университета. URL: https://selftest.mededtech.ru/ (дата обращения: 02.11.2020).The portal of methodical center for specialists accreditation of First Moscow Medical University (In Russ.). URL: https://selftest.mededtech.ru/ (аvailable from: 02.11.2020).Карась С.И., Аржаник М.Б., Баев А.Е., Ваизов В.Х., Васильцева О.Я., Гракова Е.В. и др. Виртуальные пациенты с кардиоваскулярной патологией: образовательная технология повышения клинической квалификации врачей. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2019;18(6):51–56. DOI: 10.15829/1728-8800-2019-6-51-56.Karas S.I., Arzhanik M.B., Baev A.E., Vaizov V.K., Vasiltseva O.Y., Grakova E.V. et al. Virtual patients with cardiovascular pathology: technology for postgraduate medical education. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2019;18(6):51–56 (In Russ.). DOI: 10.15829/1728-8800-2019-6-51-56.Аржаник М.Б., Карась С.И., Гракова Е.В., Васильцева О.Я., Корнеева Т.Б., Кара-Сал Э.Э. Методическое обеспечение дистанционного повышения квалификации врачей: опыт разработки. Российский кардиологический журнал. 2019;24(12):104–108. DOI: 10.15829/1560-4071-2019-12-104-108.Arzhanik M.B., Karas S.I., Grakova E.V., Vasiltseva O.A., Korneeva T.B., Kara-Sal E.E. Methodology in cardiologists’ postgraduate education. Russian Journal of Cardiology. 2019;24(12):104–108 (In Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2019-12-104-108.Electronic Virtual Patients. URL: https://virtualpatients.eu (дата обращения: 01.11.2020).Electronic Virtual Patients. URL: https://virtualpatients.eu (available from: 01.11.2020).The Regenstrief EHR Clinical Learning Platform. URL: https://www.regenstrief.org/implementation/clinical-learning (дата обращения: 01.11.2020).The Regenstrief EHR Clinical Learning Platform. URL: https://www. regenstrief.org/implementation/clinical-learning (available from: 01.11.2020).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.