Обзор "ИТ в национальных проектах" подготовлен

Какие СУБД прижились в медицине?

На современном этапе для медицины создано свыше 800 различных программных продуктов самого разного назначения, функциональных возможностей и вида. Среди этого ПО особое место занимают комплексные медицинские информационные системы, которые характеризуются большим спектром возможностей и предназначены главным образом для полной автоматизации лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). При этом большое значение имеет выбранная система управления базами данных (СУБД)

По разным оценкам, в России только от 20 до 30 медицинских информационных систем могут претендовать на комплексный характер. Их разработка занимает в среднем от 2 до 5 лет и представляет собой сложнейшую задачу, требующую значительных финансовых, интеллектуальных и временных ресурсов. Все это делает сегмент рынка комплексных медицинских информационных систем весьма рискованным.

Вместе с этим именно спрос на промышленные комплексные системы имеет последние годы стабильную положительную динамику – заказчики от медицины нуждаются в готовых масштабируемых решениях, обладающих высокой защищенностью инвестиций, приемлемыми сроками внедрения и гарантированной отдачей от реализации идеи автоматизации медицины. И здесь именно комплексные решения обладают тем необходимым запасом надежности и эффективности, который позволяет все большему числу ЛПУ решиться на столь сложный, дорогостоящий и достаточно рискованный шаг, как автоматизация свой деятельности.

Выбор основы комплексных медицинских информационных систем

Выбор конкретной СУБД представляет собой сложную многопараметрическую задачу и является одним из важнейших этапов в разработке ИС. Программный продукт должен удовлетворять как текущим, так и будущим потребностям заказчика, при этом следует учитывать финансовые затраты на приобретение необходимого оборудования, самой системы, разработку необходимого программного обеспечения на ее основе, а также обучение персонала.

Очевидно, наиболее простой подход при выборе СУБД основан на оценке того, в какой мере существующие системы удовлетворяют основным требованиям создаваемого проекта ИС. Более сложным и дорогостоящим вариантом является создание испытательного проекта на основе нескольких СУБД и последующий выбор наиболее подходящего из кандидатов. Но и в этом случае необходимо ограничивать круг возможных систем, опираясь на некие критерии отбора. Однако подобный подход является весьма дорогостоящим мероприятием, при этом весьма подверженным субъективности и предвзятости. Более того, результаты одного и того же эксперимента могут быть интерпретированы как в пользу одной СУБД, так и в пользу другой, в зависимости от расставленных приоритетов выбора СУБД или особенностей конкретного разработчика.

В противовес экспериментальному подходу в выборе СУБД эмпирический анализ хоть и не дает конкретных рекомендаций и, строго говоря, не предназначен для выявления наиболее удачной или наоборот, наихудшей для комплексной медицинской информационной системы СУБД, зато позволяет вести этот выбор на основе достаточно объективных показателях, сложившихся многолетней практикой и наблюдениями рынка. Все вышесказанное побудило провести такое эмпирическое исследование с целью выявить тенденции и объективные показатели использования СУБД в современных медицинских информационных системах.

Подавляющее большинство современных комплексных медицинских информационных систем основано на архитектуре "Клиент-сервер". Практическим опытом доказана неизбежность такого решения для создания комплексной информационной системы, так как настольные базы данных, в том числе с использованием файл-сервера, способны поддерживать только до 10 рабочих станций и небольшой объем базы данных. Кроме того, значительная часть существующих требований к медицинским информационным системам уже реализована в промышленных СУБД, построенных в архитектуре “клиент — сервер”, что позволяет существенно сократить время на создание системы.

Распределение отечественных комплексных медицинских информационных систем по применяемым СУБД

Источник: "КМИС", 2007

Для сравнения: если проанализировать все медицинское ПО, использующее архитектуру "клиент — сервер", доля СУБД Microsoft SQL Server составит 64%. Некоторые разработчики (17%) допускают использование нескольких СУБД, чаще всего, это комбинация Microsoft SQL Server или Oracle. Две системы (Карельская медицинская информационная система и "Парацельс-А") используют несколько СУБД – Lotus Notes/Domino и реляционную СУБД (Microsoft SQL Sever и IBM DB2 соответственно).

Все применяемые СУБД делятся на два принципиально разных типа: реляционные и постреляционные (объектно-ориентированные). При анализе всего ПО для медицины мы выяснили, что в настоящее время в России 92% программных продуктов основаны на реляционных СУБД. Среди медицинских информационных систем преимущество реляционных баз данных не такое безусловное — 70%. Остальные 30% занимают постреляционные СУБД. При этом в данную категорию мы включили Lotus Notes/Domino, которую лишь условно можно назвать постреляционной — это скорее документно-ориентированная платформа для групповой работы. Lotus Notes/Domino и Cache до 2005 г. занимали паритетные позиции — обеим принадлежало по 50% постреляционного сегмента СУБД, однако в последнее время, видимо в силу более агрессивной политики корпорации InterSystems (поставщик Cache) доля этой СУБД увеличилась до 57%.

Активность комплексных медицинских информационных систем

Более интересным выглядит сравнительный анализ различных СУБД в зависимости не от числа конкретных комплексных медицинских информационных систем, созданных на базе СУБД, а от показателей активности комплексных медицинских информационных систем на рынке по определенной СУБД. Наиболее важным показателем в таком анализе является распределение по объему внедрений мединформсистем и среднему числу внедрений и среднему числом автоматизированных рабочих мест за 1 внедрение.

Распределение числа внедрений отечественных комплексных медицинских информационных систем по применяемым СУБД

Источник: "КМИС", 2007

В настоящее время лидером на отечественном рынке комплексных медицинских информационных систем по числу инсталляций является Microsoft SQL Server (различных версий), которому принадлежит 47% всех инсталлированных комплексных медицинских информационных систем. Второе место занимает Oracle (27%), третье – FireBird, у которого 15% всех инсталляций. Наименьший результат у Lotus Notes/Domino и Cache – 6% и 5% соответственно.

Распределение СУБД в зависимости от объема внедрений
комплексных медицинских информационных систем

Источник: "КМИС", 2007

Почти такая же ситуация наблюдается при анализе среднего числа инсталляций на одну систему, где лидером является Microsoft SQL Server – в среднем системы, написанные как приложения для этой СУБД, имеют на сегодня 31 внедрение. Почти рядом расположены Oracle и FireBird. Примечательно, что все эти системы являются чисто реляционными СУБД. Значительно отстают от них постреляционные системы – Lotus Notes/Domino и Cache. Вероятно, это связано с тем, что интерес к постреляционным технологиям активно начал проявляться лишь в последние 5-6 лет, дав фору реляционным СУБД.

Вместе с этим мы видим совершенно другую картину в распределении среднего числа автоматизированных рабочих мест за 1 внедрение. Здесь бесспорным лидером является Cache, которая обеспечивает на 29% больше автоматизированных рабочих мест за одно внедрение, чем ближайший конкурент – Oracle. Почти равные с Oracle позиции занимает Lotus Notes/Domino. Самый худший результат – у FireBird, чьи системы автоматизируют в 2,8 раза меньше рабочих мест за одно внедрение, чем лидер Cache.

Вторым интересным наблюдением стало распределение СУБД по давности присутствия на рынке и длительности разработки КМИС до момента начала продаж системы.

Распределение СУБД в зависимости от временных параметров

Источник: "КМИС", 2007

Комплексные медицинские информационные системы, созданные на базе реляционных СУБД, действительно являются "долгожителями" рынка. Одной из первых промышленных СУБД, применяемых при создании КМИС, считается Microsoft SQL Server. Самой "молодой" системой является Cache. Почти такой же показатель давности присутствия на рынке демонстрирует Lotus Notes/Domino.

Мединформсистемы, созданные на базе FireBird, разрабатываются дольше других систем – в среднем 3,2 года. Быстрее всего создание готовой к выходу на рынок комплексной медицинской информационной системы выполняется с использованием Cache и Lotus Notes/Domino. На фоне этих показателей интересно рассмотреть данные о том, какие же СУБД обеспечивают наибольшее число продаж КМИС за год и наибольшее число автоматизированных рабочих мест за один календарный год.

Среднегодовые данные о продажах комплексных медицинских информационных систем

Источник: "КМИС", 2007

Итак, лучший показатель по среднему числу продаж комплексных медицинских информационных систем за один год демонстрирует Microsoft SQL Server: в среднем за все время присутствия на рынке системы на основе этой СУБД обеспечивают 3,3 внедрения в году. Минимальный результат приходится на системы на Cache, которые, фактически, пользуются наименьшим спросом. Вместе с этим каждую продажу следует рассматривать и с качественной точки зрения: а сколько же рабочих мест пользователей в среднем обеспечивает она. В этом разрезе лидером является Oracle – мединфорсистемы на базе этой системы традиционно используются для наиболее сложных и масштабных внедрений. За одну инсталляцию КМИС на базе Oracle в среднем автоматизируют 113,4 рабочих места. Наименьшая эффективность наблюдается у систем на базе FireBird, поскольку они используются для автоматизации в среднем в 1,9 раза меньшего числа рабочих мест за одну инсталляцию.

Разработка комплексных медицинских информационных систем

Исследование закономерностей в количестве и структуре штата разработчиков в зависимости от используемой СУБД позволило выявить следующие показатели.

Численность штата разработчиков в зависимости от СУБД

Источник: "КМИС", 2007

Microsoft SQL Server и Oracle требуют больше всего трудозатрат при создании комплексных медицинских информационных систем, причем как по общему числу разработчиков (программисты, аналитики, консультанты и бета-тестеры), так и по числу программистов, занятых непосредственно разработкой программного кода. На фоне показателей этих СУБД весьма выгодно смотрится система Lotus Notes/Domino, которая требует в 3,6 раза меньшего числа программистов, чем, например, при разработке медицинской информационной системы на базе Oracle. Более того, системы, написанные с использованием Lotus Notes/Domino, требуют в 4,2 раза меньше специалистов, занятых в сфере обучения и технической поддержки, чем в случае использования такой СУБД, как Microsoft SQL Server.

Численность штата специалистов, занятых в обучении и технической поддержке,
в зависимости от СУБД

Источник: "КМИС", 2007

Также значительно различаются данные об образовании разработчиков в разрезе применяемых СУБД.

Зависимость образования разработчиков от СУБД

Источник: "КМИС", 2007

Компании, использующие FireBird и Microsoft SQL Server, мало отличаются друг от друга по числу разработчиков, имеющих высшее техническое образование: в среднем их отношение к общему числу составляет 97%. Наименьший показатель у Lotus Notes/Domino – здесь меньше половины производителей имеют высшее техническое образование. Напротив, наличие профессиональных сертификатов в максимальной степени выявлено у разработчиков, использующих именно Lotus Notes/Domino – их число составляет 26,2% от всей численности производителей. Например, у программистов на Cache этот показатель в 3,4 раза ниже, чем у компаний, использующих программные продукты Lotus.

Стоимость комплексных медицинских информационных систем

Безусловно, сложность разработки и технической поддержки КМИС достаточно сильно зависит от особенностей конкретной СУБД. Это, в свою очередь, непосредственн влияет на среднюю стоимость автоматизации одного рабочего места в ЛПУ.

Средняя стоимость автоматизации одного рабочего места
в зависимости от применяемой СУБД

Источник: "КМИС", 2007

Максимальная средняя цена автоматизации выявлена у комплексных медицинских информационных систем на базе Cache – она составляет 29,75 тыс руб. Второй по стоимости СУБД является Microsoft SQL Server – 26,635 тыс руб. Самыми доступными являются системы, построенные на базе Lotus Notes/Domino – в среднем автоматизация одного рабочего места в ЛПУ у таких систем в 2,9 раза дешевле, чем, например, у систем на базе Cache.

Особенности внедрения

Анализ использования общесистемного ПО и средств разработки позволил выявить следующие особенности: фактически на всех рабочих местах установлены операционные системы Microsoft Windows, и вряд ли следует для клиентской части комплексных медицинских информационных систем ожидать серьезной конкуренции со стороны других операционных систем, даже Linux. Возможно, это объясняется недостатком высококвалифицированных кадров по Linux, UNIX или FreeBSD в сфере здравоохранения. Кроме того, для медицинской среды характерен довольно активный обмен информацией между ЛПУ или их различными отделениями. И именно форматы корпорации Microsoft (Microsoft Word для документов или Microsoft Excel для таблиц и различных форм отчетности) имеют наибольшее распространение. Программные продукты Microsoft отличаются также простотой освоения и использования — в особенности Windows и Office - что определяет эффективность обучения пользователей и внедрения системы.

Среди серверов преимущество операционных систем Microsoft не является безоговорочным. Так, 31,3% из всех применяемых СУБД — кроссплатформенные и могут функционировать на Linux. Разработчики ДОКА+ вообще выбрали Linux как предпочтительную операционную систему сервера (общеизвестным фактом является то, что Oracle и Lotus Domino значительно эффективнее работают под управлением Linux, а их производители — компании Oracle и IBM — считаются основными инвесторами в технологии Linux). Использование Linux в качестве операционной системы с экономической точки зрения более предпочтительно, так как стоимость самой операционной системы Linux значительно ниже, чем ПО Microsoft, и нет необходимости в оплате лицензий на подключение к серверу.

В качестве инструментария разработки используются самые разные продукты. ДОКА+ разрабатывается на PHP и JavaScript, "Амулет" — в среде Microsoft Visual.NET. Примерно 40% разработчиков применяют встроенный в СУБД инструментарий. Тем не менее, для различных СУБД удалось выявить некоторые общие тенденции. Например, Borland Delphi применяется при разработке 80% КМИС на базе Oracle и практически не применяется при использовании Cache. Программные продукты, входящие в состав Microsoft Visual Studio, применяются в 50% комплексных медицинских информационных систем на базе Microsoft SQL Server и фактически не используются при FireBird или Lotus Notes/Domino. Приложения, созданные как "толстый клиент", разрабатываются в 100% случаев при использовании Microsoft SQL Server и Lotus Notes/Domino, а вот при использовании FireBird и Oracle – только у 60% систем, Cache – только у 50% систем.

В качестве редактора отчетов в среднем 42% используют собственные разработки, 23% — средства, встроенные в СУБД. При этом, например, у систем на базе Lotus Notes/Domino собственные приложения для генерации отчетов используются практически всеми разработчиками, а у систем на базе Oracle – лишь у 40% комплексных медицинских информационных систем.

Так же распределяются и средства проектирования баз данных, где наиболее популярными являются программный продукт ERWin и комплекс программ IBM Rational Rose. Из средств автоматизации проектирования и тестирования программного кода 50% разработчиков применяют Visual Source Safe. В качестве ПО для создания документации 85% разработчиков используют продукцию Microsoft — текстовый редактор Word.

Безусловно, данным исследованием мы не ставили себе целью определить явного лидера или явного аутсайдера среди СУБД в такой специфичной области, как комплексные медицинские информационные системы. Вместе с этим мы явно видим тенденции, весьма схожие с общим состоянием дел на рынке СУБД. Проанализировав полученные данные в комплексе, можно сказать о том, что в настоящее время активная борьба идет не между отдельными СУБД, а между их видами – реляционными и постреляционными. Почти везде там, где как-то выделялась Lotus Notes/Domino, как явно нереляционная система, там рядышком мы видели и Cache. Их позиции весьма схожи – обе являются все еще весьма молодыми для рынка КМИС, но в то же время в ряде важнейших показателей демонстрирующими заметно лучшие результаты по сравнению с их традиционными коллегами – промышленными реляционными СУБД.

Среди табличных систем все же можно сказать о заметном отставании комплексных медицинских информационных систем на базе FireBird от своих коммерческих собратьев – Oracle и Microsoft. Последние занимают почти паритетные позиции лидеров как в классе реляционных систем, так и вообще среди всех СУБД для комплексных медицинских информационных систем. Можно уверенно сказать, что системы на базе Oracle используются для крупных и сложных проектов и выделяются своими внедрениями в наиболее требовательных с технической точки зрения областях. Системы, созданные на Microsoft SQL Server, стремятся в область не очень больших ЛПУ, но за счет этого имеют явно более массовый и популярных характер.

Александр Гусев