Ole Hanseth ved Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo og Bendik Bygstad fra NITH hadde 19. mars en kronikk i Dagends næringsliv om IT-utfordringene i helsevesenet, se faksimile. Jeg har i dag gleden av å ha Hanseth og Bygstad som gjester her på bloggen med  hele artikkelen. (Versjonen i Dagens næringsliv er noe forkortet.)

IT-problemene i helsesektoren og Støre’s 10 bud: Ingen kur mot kaos av Ole Hanseth (UiO) og Bendik Bygstad (NITH)

Jonas Gahr Støre presenterte 30.1. sine «10 bud» for et bedre helsevesen. Et nasjonalt løft på IT-siden er en viktig forutsetning for dette. Strategien for å oppnå dette beskrives i en Stortingsmelding som ble lagt fram i desember. Helse- og omsorgskomiteen avga sin innstilling 5.3. Den skal diskuteres i Stortinget på tirsdag (19.3.).

I meldingen beskrives situasjonen på IT-siden som kaotisk: For mange ulike systemer, mange uavhengige aktører og mangel på bruk av definerte standarder hindrer ønsket samhandling. Dette er et velkjent bilde. Departementets strategi for å rydde opp i dette har vi hørt før: tettere integrasjon mellom de ulike systemene gjennom sterkere nasjonal styring og strengere krav om at standarder må implementeres.  Men ett nytt mål presenteres: etablering av en løsning som inneholder all informasjon om en pasient og som benyttes av alt helsepersonell.

Komiteen slutter seg samlet til «utfordringsbildet som trekkes opp» og til hovedgrepene som skisseres. Men opposisjonen sier at de hadde forventet en mer offensiv holdning, at meldingen mangler tidshorisonter og anbefaling av strategier og drøfting av dilemmaer og avklaring av kritiske spørsmål som personvern og finansiering. På det siste punktet er vi enig med opposisjonen.

Vi er enige i at mer og bedre integrerte IT-løsninger er nødvendig for en bedre fungerende helsesektor. Men utvikling av bedre løsninger for helsesektoren innebærer noen viktige avveininger, og for å lykkes er det avgjørende å håndtere disse. På dette punktet svikter meldingen. Dermed gir den oss heller ingen grunn til optimisme om den vil bidra til at situasjonen på IT-området blir bedre. Meldingen ramser opp en del fordeler med sentraliserte løsninger, bl.a. bedre tilgang til informasjon, lettere å gjennomføre endringer og økt sikkerhet. Og ingen negative sider nevnes. Men så enkelt er det ikke!

Sentralisering kan bli kostbart

Hvis all informasjon er tilgjengelig for alle skulle informasjons-tilgjengeligheten være optimal. Men slik er det selvsagt ikke. «Information overflow» skulle være et kjent fenomen – dvs. at en enkelt bruker har tilgang til så mye informasjon at vedkommende ikke er i stand til å finne det som er relevant.  Det produseres i dag enorme mengder med informasjon om mange pasienter. Og med nye instrumenter og økt bruk av sensor-teknologi vil informasjonsvolumet øke dramatisk i årene framover.  Det betyr at «information overflow» problemet kan bli uoverkommelig for mange – ikke minst innen primærhelse. Dette er dyrt.

I meldingen sies det at det er enklere å endre sentraliserte systemer fordi en endring kan gjøres kun et sted. Det er riktig hvis man skal gjøre endringer som ikke berører brukerne. Men dersom man skal gjøre endringer som berører brukerne er det motsatt. «Omstilling er regelen – ikke unntaket» sier Støre. Denne omstillingen er et bl.a. et resultat av nye behandlingsprosedyrer basert på nye medisinske instrumenter som kirurgi-roboter og sensorer i kroppen, og av den generelle utvikling på IT-siden, som utviklingen av lesebrett og smart-telefoner, som åpner også nye muligheter for helsepersonale.  Meldingen sier, helt riktig, at innføring av IKT handler like mye om endring av organisering og arbeidsprosesser som teknologi. Mange endringer, slik som nye spesialiserte behandlingsprosedyrer, vil berøre kun en liten del av helsesektoren. Men dersom et sentralt journalsystem må endres, vil dette potensielt berøre alt helsepersonale og dermed bli veldig utfordrende.   Det betyr at en sentralisert løsning vil gjøre innføring av nye instrumenter og behandlings-prosedyrer mye vanskeligere. Og dyrere.

Meldingen sier at sikkerheten blir bedre med et sentralisert system fordi man da oppnår bedre tilgangskontroll. Igjen, det er kun den ene siden av saken. Med et sentralisert system er det totale antall brukere som får tilgang til systemet bli stort.  Perfekte sikkerhets-systemer finnes ikke. Derfor øker antall brukere som har tilgang til systemet faren for at informasjon skal komme på avveie. Sikkerhet på dette nivået er meget kostbart.

Et sentralisert system øker også faren for at det skal feile. Jo flere løsninger eller moduler som integreres, jo større sjanse for at en av de skal feile. Og når en modul feiler, kan det føre til at hele systemet gjøre det. Jo mer man integrerer inn i et felles sentralt system, jo større er sjansene for at det skal feile og desto mer alvorlige blir konsekvensene. Dette har vi sett mange eksempler på i det siste, som ustabilitet i journalsystemene ved St. Olav og AHUS, Telenor mobilnett, Altinn og  kontantautomater.

Å forstå og håndtere disse avveiningene er avgjørende for å lykkes. Integrerte løsninger, sentral styring og standardisering vil være viktige elementer i dette.  Men det er like viktig å vite hva man ikke skal integrere, sentralisere eller standardisere. Kort sagt kan man sentralisere, integrere og standardisere det som man vet vil være stabilt – helst mange tiår framover. Det som vil endre seg bør man ikke standardisere eller integrere. Et sentralt og altomfattende pasientjournal-system vil med stor sannsynlighet være uoverkommelig å lage og vil bidra til mer kaos og problemer heller å bedre disse forholdene.

Stein Gjessing

Denne artikkelen, skrevet sammen med professor Stein Gjessing på Institutt for informatikk, sto på trykk i Dagens næringsliv den 21. desember 2012.

Internett – en robust infrastruktur?

Stopper trafikken i Internett lammes viktige samfunnsfunksjoner, forretningslivet går i stå og vår private hverdag flyttes mange ti-år tilbake i tid. Er dette systemet robust nok for fremtiden? Svaret er dessverre NEI, med mindre vi finner nye fleksible og sikre løsninger for håndtering av den stadig økende trafikken over Internett.

Samfunnets avhengighet av Internett er tilnærmet total. Internett må takle uhell, f.eks. at kabler graves over eller at ledninger faller ned. Internett må tåle at det oppstår feil i systemene som styrer trafikken i dette globale nettverket, og Internett må bygges slik at vi kan avverge forskjellige former for cyber-kriminalitet (sabotasje).

Det er mange oppgaver som må løses før Internett er robust og sikkert nok. Her skal vi konsentrer oss om ett viktig aspekt:  Hva skjer når en kommunikasjonslinje, for eksempel en kabel, blir brutt? Datatrafikken som går over denne kabelen må da finne en annen vei gjennom nettet. I teorien kan Internettprotokollen (IP) finne en ny vei i løpet av 2 til 10 sekunder, mye avhengig av hvor lang vei det er rundt bruddstedet. I mellomtiden vil data gå tapt, men ofte kan tapte data automatisk bli sendt på nytt litt senere. Slik re-sending sørger en annen protokoll for. Denne kalles TCP, som står for ”Transmission Control Protocol”. Denne protokollen bruker IP til å sende datapakker fra et sted til et annet, men kommer en pakke ikke fram, vil TCP sørge for at den blir sendt på nytt.

I tillegg er det utviklet, bl.a. i Norge, spesielle mekanismer som gjør at IP kan finne en ny vei forbi et kabelbrudd mye raskere enn 2 sekunder, dvs. i løpet av bare en brøkdel av et sekund. Det er så raskt at en samtale over Internett ikke vil merke bruddet i det hele tatt. Slike mekanismer har imidlertid frem til i dag vært lite etterspurt.  Derfor må vi regne med at datatrafikk vil være brutt i opptil 10 sekunder når en kabel feiler, under forutsetning av at  IP klarer å finne en alternativ vei forbi bruddstedet.

Det er imidlertid to forhold som gjør at resultatet av et kabelbruddet kan være katastrofalt for datatrafikken.  Det ene er at det kan være forskjellige eiere av kablene, og det kan være komplekse samtrafikkregler mellom disse eierne. Selv om det finnes en alternativ vei, er det ikke sikkert at den leverandøren som sendte trafikk over den brutte kabelen, har tilgang til den eller de alternative veiene som finnes forbi bruddstedet.  Hvis IP ikke har oversikt over disse alternative veiene (f.eks. fordi de eies av en annen leverandør) kan protokollen ikke automatisk flytte trafikken dit i løpet av de nevnte 10 sekunder. Den finner rett og slett ingen alternativ vei, og  protokollen gir opp. Da vil de brukerne som hadde trafikk over den kabelen som røk, miste forbindelsen helt.  Løsningen blir å vente på en manuell operasjon, og dette kan ta svært lang tid.

Det andre forholdet som lager problemer etter et kabelbrudd, er at når trafikk flyttes til en annen kabel, kan det lett bli trafikkork på denne kabelen.  I Internett er det mange vente-køer, og når det blir kork, fylles disse opp, all trafikk går tregt, og den trafikken som ikke får plass i køene kastes. Resultatet blir at de fleste internettforbindelsene oppfører seg tregt, og mange forbindelser oppfører seg så tregt at det synes som om de ikke virker i det hele tatt.  Dette vil også gå ut over de forbindelsene som  ikke gikk over kabelen som ble brutt.

For å få et mer stabilt Internett som alle kan stole på, må disse problemene løses.  De løses delvis ved at det lages protokoller som reagerer raskere ved feil, delvis ved at det lages enklere samtrafikkregler slik at alle alternative veier er synlige for IP, og delvis ved at det blir færre spesialtilfeller som må behandles manuelt.  I tillegg er det viktig at leverandørene ikke tror de automatisk er beskyttet fordi de har mange alternative forbindelser. Det kan vise seg at disse alternative kablene er trukket i samme rør, og at alle ryker samtidig f.eks. i en brann eller når en gravemaskin er på ville veier. Dette har skjedd!

Vi tar det som en selvfølge at Internett virker, selv om denne livsviktige og svært ”trafikkerte” infrastrukturen øker i kompleksitet og sårbarhet. Skal vi kunne stole på Internett, også når noe uventet skjer,  må samfunnet utvikle kompetanse og innsikt på området, samtidig som vi utvikler nye mekanismer for sikker håndtering av den økende trafikken.

Sverre Holm

Dette innlegget sto på trykk i Dagens næringsliv lørdag 1. desember 2012, og er skrevet sammen med professor Sverre Holm her på Institutt for informatikk. Sverre er også en aktiv blogger med egen side og en serie med innlegg på kollokvium.no.

I sommer hadde NRK et intervju med Oddvar Ruud fra popduoen Franklin, som nå er oppløst. Vi husker denne duoen fra sommerhiten ”Bombadilla Life” fra 1989. Den lå på VG-lista i 16 uker og klarte førsteplassen flere ganger. Da Ruud forsøkte å forklare hvorfor akkurat denne låta ble så populær, svarte han bare X-faktoren. Betegnelsen X brukes i forskning om det ukjente, eller det man skal finne ut. Er det mulig å bruke matematikk for å finne X-en til Ruud?

Det er kjent at for en hitlåt så øker energien forsiktig utover i låten. Dessuten ligger ofte rytmen på rundt 120 bpm (taktslag pr minutt). Det finnes også websider som kan fortelle deg om akkurat din låt har et potensial, se bla. http://uplaya.com/ og  http://scoreahit.com/. Den siste analyserer 23 forskjellige egenskaper ved låten, men likevel har den bare en treffsikkerhet på omkring 60%.

I et samarbeid mellom musikkvitenskap og informatikk tok Risto Holopainen, vinner av Spellemannprisen 2008 som årets samtidskomponist, doktorgrad nå i sommer. Hans tema var autonome instrumenter og de mest spennende instrumentene var de som var styrt av kaosteori. Det er interessant i seg selv, men hans arbeid viser at det er langt fram til en datamaskin som kan skape noe som nærmer seg den X-faktoren som en komponist har følelse for når han skaper musikk.

Kaosteori er imidlertid beslektet med teorien bak fraktaler, som er strukturer som kopierer seg selv i ulik størrelse. Et eksempel er kystlinjen av Norge. Kystlinjen på et kart over et stort område er til forveksling lik kystlinjen på et kart over et mindre område. Det finnes mål på hvor kaotisk disse linjene er. Mens en pen sirkel har fraktal dimensjon lik 1 har den irregulære kysten av Norge fraktal dimensjon 1.52, mens kysten av Storbritannia bare har fraktal dimensjon 1.25 (Fra boka ”Fractals” av Jens Feder, 1988). Jo større fraktal dimensjon jo mer tilfeldig eller kaotisk fremstår strukturen.

Selv om det er langt fra at kaos- og fraktalteori kan skape god musikk så kan kanskje matematikken bak bidra til å forstå noe mer av hva som kan skape god musikk. Hitfaktoren X har trolig noe å gjøre med at det er en passe blanding av forutsigbarhet og overraskelse i musikken. I dette bildet vil musikk med høy fraktal dimensjon overraske mer enn musikk med lavere fraktal dimensjon. Er det noe her som gjør at vi kan øke treffsikkerheten i forhold til å bestemme hva som skal til for å finne X-n til Oddvar Ruud?

Hva i musikken er det som er fraktalt? Det har vært kjent siden 1970-tallet at både lydstyrken og tonehøyden varierer fraktalt. Begge to varierer som regel ganske langsomt, langsommere enn noen få ganger i sekundet. En fraktal variasjon i tonehøyde viser seg ved at det er flere sprang på èn halvtone enn på to (heltone), enda færre på tre (ters) osv. Klassiske komponister som Bach og Mozart følger ganske like fraktale fordelinger, mens musikken til en samtidskomponist som Stockhausen viste seg ikke å følge noen fraktal fordeling i det hele tatt. Det er tydeligvis dette som kjennetegner atonal musikk. Dette er interessant nok, men det er nok litt for grove kategorier til å kunne gi brukbare svar.

Tidligere i år ble det imidlertid publisert en studie som også viser at rytmemønsteret varierer på en fraktal måte (Levitin, Chordia, Menon: ”Musical rhythm spectra from Bach to Joplin obey a 1/f power law”). De fjernet all variasjon i lydstyrke og tonehøyde så de bare satt igjen med en puls for hver rytmeenhet. Så ble intervallene mellom rytmeslagene analysert. Symfonier viste seg å være ganske forutsigbare i rytmen, mer som kysten av Storbritannia. På den andre enden av skalaen var Joplins ragtime-musikk som var mer som norskekysten. Overraskende var det også at komponister i samme sjanger og innenfor samme tidsperiode er forskjellig. Beethovens rytme er mer forutsigbar enn den til Mozart, mens Haydn faller et sted midt i mellom.

Egentlig er det ikke så overraskende at noe av hitfaktoren X ligger i rytmen. Det nye er imidlertid at man har fått en måte å måle det på. Dermed er denne analysen et lite bidrag på veien til å forstå enda bedre, ved hjelp av matematiske og fysiske begreper, hva det er som appeller i musikk. Om denne kunnskapen til syvende og sist gjør at vi finner X-faktoren i musikk er usikkert. Det vil uansett være vanskelig å måle menneskets kreative evne, men du verden hvor interessant det vil være å kunne gjøre det!