第2日目
フォーラム(2)-2)
病診連携システム実験の試み
川崎医療福祉大学医療情報学科 講師 田中昌昭
平成8年度より、岡山県では地域におけるインターネットのあり方を、実践的に模索する実験ネットワーク(岡山情報ハイウエイ)の構築を開始し、以後3年間にわたって、岡山県高度情報化モデル実験事業として、約40のワーキンググループによる実験が行われた。川崎医科大学では、病診連携をテーマに掲げ、本モデル実験の1ワーキンググループとして参加した。最初の2年間は、基礎実験とシステム開発に費やし、平成11年1月より開発したシステムを用いて運用実験を開始した。本システムは、プライマリケアの最前線を担う開業医等の医療機関から川崎医科大学附属病院に向けて診療情報提供書を岡山情報ハイウェイ、または、インターネットを介して送信し、それに対するコンサルテーションを行うことを支援するシステムである。ネットワークを利用した、こうしたシステムの開発事例は、いくつか報告されているが、本システムは暗号化技術によるセキュリティ対策を施しており、また、インターネットを利用しているので比較的安価に導入できるという特徴を持っている。運用実験を開始して6か月を経過したので、紹介事例と併せて本システムの概要を報告する。
本システムは、開業医、及び附属病院内の診療室、または医局で利用される病診連携支援システムと、附属病院内の地域医療連携係に設置された地域医療連携支援システムの2つのサブシステムから構成されている。開業医は、病診連携支援システムを利用して患者紹介状を作成し、附属病院の地域医療連携係へ送信する。この時テキストデータだけでなく、スキャナ等のデジタイザで取得した画像情報や検査データ等の数値データを添付することもできる。受信した紹介状は、地域医療連携係が院内LANを介して然るべき専門家へ転送する。その時、受信した紹介状は地域医療連係のシステムのデータベースに格納される。専門医は、紹介状を病診連携支援システムで受信し、それに対するコンサルテーションを行い、直接紹介医に返信する。同時に返信内容のコピーが自動的に地域医療連携係へも送信されるようになっている。これは、紹介状の一元管理を地域医療連携係で行うためで、地域医療連携支援システムのデータベースには、受信した紹介状と、それに対応する返信データが自動的に関連付けられるようになっており、もし未返信の紹介状があれば、電子メールで専門医に督促状を送る機能がある。
開業医、地域医療連携係、専門医の間で、やりとりされるデータは、全て公開鍵暗号方式のPGP(Pretty Good Privacy)を用いて暗号化されており、データの伝送プロトコルには、電子メールで用いられるSMTP(Simple Mail Transfer
Protocol)を使っている。これは、SMTPがインターネットで用いられるHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)やFTP(File Transfer Protocol)などの他のプロトコルに比べて比較的信頼性が高いからである。
運用実験は、外部の５医療機関と附属病院内の６診療科で開始し、その後、外部の１医療機関が加わり、また、附属病院内でも実験に参加する科が増え、現在、外部の６医療
機関と院内の１３診療科で行われている。外部の医療機関は、県北の２医療機関、県西部の１医療機関、広島市内の１医療機関、岡山市内の１医療機関及び倉敷市内の１医療機関という構成で、倉敷市内の医療機関を除く５医療機関はすべてISDNによるプロバイダー接続である。倉敷市内の医療機関は、岡山情報ハイウエイをCATVネットワークに接続して利用している。
システム運用実験を開始した平成11年1月から5月初旬までに、本システムを利用して送られてきた26通の紹介状をスライドに示す。
平均データサイズは169KB、添付された画像枚数は、平均1.6枚、また、画像の平均サイズは68KBであった。画像データは透過原稿ユニット付きのA3スキャナでフィルムを直接取り込んだ後に、PhotoshopでJPEG圧縮(標準圧縮)して作成している。解像度は96dpiを標準とし、256階調のグレースケールである。圧縮率はCT画像で約1/10、X線フィルムでは1/20〜1/30である。
これは、橋から転落した1歳の患者を診察した倉敷市内の開業医が、頭部骨折かどうかの判断を仰ぐために、頭部X線画像を脳神経外科へ送ってきた症例である。これを受信した脳神経外科では、画像から線状骨折と判断して、早急に患者の来院を促し、CT検査を行った。この事例は、本システムによる病診連携の有効性を示した典型例である。
インターネットを通信媒体として利用する場合、安全性と信頼性が問題となる。安全性については、データを暗号化して送信することにより、ある程度回避できる。しかし、単に暗号化するだけでは、盗聴は防ぐことができても、改竄や成りすましは防げない。通常、改竄に対しては電子署名によって、また、成りすましに対しては電子認証によって防御することになる。電子署名は、送信者を特定する情報や、送信するデータから一意に決まる値(メッセージダイジェスト)を送信者の秘密鍵で暗号化したものである。これをデータと共に送信する。受信した側は、この電子署名を、送信者の公開鍵で複合化する。複合化できたならば、それは紛れもなく秘密鍵の持ち主から送られてきたことが証明される。更に、受信データからメッセージダイジェストを再計算し、それを電子署名に添付されているものと照合すれば、改竄されているかどうかも確認できる。送信者が顔見知りであれば、これで問題はないが、病診連携のように不特定多数の相手と情報を交換する場合は、送信者の身元を確認する仕組みが必要となる。見知らぬ医療機関から患者の診療情報を要求された場合、判断に困るであろう。これを解決するのが電子認証である。電子認証は、信頼できる第三の機関(電子認証局) が発行した証明書(具体的には電子認証局の秘密鍵で、身元を特定する情報を暗号化したもの)を送信データに添付することによって実現される。
われわれの開発した病診連携システムが利用しているPGPには、電子署名の機能はあるが電子認証の機能はない。電子認証は電子認証局の存在を前提としている。PGPはフリーソフトウェアであり、インターネットを通じて活動的なユーザコミュニティにより、改良を加えられて今日に至っているという経緯から、電子認証局といった中央集権的な概念を排しているからである。その代わり、鍵に信頼できる第三者による電子署名を付ける機能があり、それによって認証を行っている。つまり、未知の送信者からメッセージが送られてきた場合、その送信者の鍵に信頼し得る人物の署名が入っていれば、その未知の人物は、信用できるという考え方を採用している。この「信頼し得る人物」が電子認証局の役割を担っている。
インターネットの信頼性については、近年、バックボーンも整備されてきており、以前に比べて、かなり改善されてきた。しかしながら、インターネットに信頼性を要求すること自体、元来無謀なことといえる。本システムは、低コストで利用できることに重点を置いているためインターネットを利用している。しかし、経済性のトレードオフとして信頼性が低下することは否めない。特に緊急事態に際しての紹介状伝送には注意が必要である。われわれは、インターネットを利用した紹介状データ送信に要する時間を、ある程度、把握しておく必要があると考え、電子メールによる伝送実験を行った。実験は、民間プロバイダーと契約し、10分おきに様々なサイズの電子メールを川崎医科大学のメールサーバへ送信し、そのヘッダ情報から伝送時間を計算するといったものである。
サンプル数は、各データサイズとも200〜300件である。誤差棒は標準偏差を示す。この結果から500KB以内であれば、1〜2分で伝送可能であることが分かる。本システムを利用して送られてきた紹介状データの平均サイズは169KB程度である。従って、本システムによる紹介状伝送時間は、十分実用的な範囲内であるといえる。しかし、これは、あくまでも統計的な意味でいえることであり、個々のケースについて伝送時間を保証するものではない。実際、午後9時頃から深夜にかけての時間帯では、伝送時間に大きなバラツキが見られ、100KBのデータを送信するのに1時間近くも要することがあった。従って、本システムを利用するに当たって、このことは十分に考慮しておく必要があろう。
紹介状に添付する画像の圧縮率については、CT画像で約1/10、X線画像で1/20〜1/30である。これはPhotoshopの標準JPEG圧縮を用いて得られる圧縮率である。医用画像の圧縮については、日本放射線学会のガイドラインから1/10とされている。その点からいえば、Photoshopによる標準JPEG圧縮を使った場合、X線画像の圧縮率は高すぎると考えられる。この点を検討するため、われわれは、圧縮画像と原画像の差分を定量的に評価してみた。その結果、標準JPEG圧縮では階調差が2階調以内の領域が、全体の9割以上を占めることが分かった。もっとも、この結果は、標準JPEG圧縮の妥当性を示すものではない。あくまでも臨床での利用に耐えうるかどうか、つまり、実際の診断医が識別できるかどうかが問題であって、圧縮率の値そのものは、単なる目安に過ぎない。最終的には、画像作成者の責任で適切な圧縮率を設定すべきであろう。
約半年間の病診連携システムの運用実験を通じて、その有効性を確認できた。しかしながら、本システムを利用した紹介件数は、まだ少ない。あまり利用されていない理由として、操作、主に入力面での操作に時間がかかることがあげられる。しかし、これについては、院内にある他のシステムに蓄積されたデータを有効に活用することによって、入力に要する手間を大幅に削減することができるものと考えられる。しかし、病院情報システムを開発しているベンダーの中には、データを非公開にしていたり、たとえ公開していても、独自のフォーマットを採用しており、システムに蓄積されたデータを利用するには、個別にインターフェイスプログラムを開発しなければならないのが現状である。そして、これには、かなりの費用がかかる。
ここ数年、医療情報分野においても、標準化の動きが活発になってきており、米国では、殆どベンダーがHL7に対応している。また、日本でも医療画像については、徐々にDICOMが普及し始めている。
このような標準規約に従った製品で、病院情報システムを構築すれば、経費や時間をかけずに、Plug & Playで相互に情報の交換が可能となる。従って、今後、システムの導入を検討するに当たっては、ベンダーの標準化に対する姿勢を評価基準にすべきだと考える。
患者紹介状、即ち、診療情報提供書については、医療情報学会の研究部会であるMERIT-9研究会が、XMLによる標準化を提唱しており、診療情報提供書の文書構造を解析して、DTDを公開している。そして、この秋に行われる連合大会では、そのプロトタイプシステムを公開するとアナウンスしている。
患者紹介システムが、このMERIT-9/DTDに基づく、XLM文書をサポートすれば、理論的には、国内で開発されているシステム同士で、相互に患者の診療情報を交換することができるようになる。 われわれの開発したシステムは、このXMLのインポート、エキスポート機能を実装しており、今後、他の紹介状システムとも接続していく予定である。こういった活動を通じて、標準化の重要性と合理性を実証していきたい。