Государственная медицинская академия, Нижний Новгород

Компьютерная оптимизация дистанционных кардиологических консультаций на догоспитальном этапе

До сих пор диагностика генеза болей в груди представляет достаточно трудную задачу [1—3]. Важную поддержку диагностической деятельности врачам широкой практики оказывают дистанционные консультативно-диагностические центры (ДКДЦ). Более 50% неотложных консультаций связаны с жалобами на боли в грудной клетке [4—7], поэтому дифференциальный диагноз торакального болевого синдрома занимает существенное место в работе дежурных врачей ДКДЦ. Кроме того, задача осложняется скоротечностью консультации, отсутствием непосредственного контакта с пациентом и, в конечном итоге, неполнотой диагностической информации. В этих условиях компьютерная поддержка принятия клинического решения представляется весьма целесообразной. Разработка систем «машинных консультаций» по узким аспектам принятия решения осуществляется весьма успешно [4, 8]. Авторами проведена работа по созданию компьютерной системы анализа целостной клинической ситуации с выходом на принятие оптимального тактического решения, что предполагает применение современных подходов к компьютерной организации знаний ⁹

Принципы построения компьютерной системы

Предлагаемая система ДИТЭК (диагностика и тактика экстренная кардиологическая) по уровню разработки соответствует демонстрационному прототипу ¹⁰. ДИТЭК генерирует решения относительно выявления происхождения болей и тактическим рекомендациям по ведению больного на догоспитальном этапе.

Для создания ДИТЭК использована оригинальная адаптивная модель принятия клинических решений (АМПКР), являющаяся универсальным инструментом организации клинического опыта и знаний интерниста ^{11, 12}. Необходимые свойства АМПКР обеспечиваются реализацией принципа информационной эквивалентности. Согласно последнему, для каждого клинического понятия (представления), связанного с информацией о пациенте, может быть предусмотрен элемент модели, адекватно отражающий его информационные свойства в процессе принятия клинического решения. Элемент модели, отвечающий таким требованиям, назван информационным элементом.

АМПКР включает информационные элементы для отражения основных понятий, которыми пользуется врач при анализе процесса принятия клинического решения (данные обследования пациента, симптомы, симптомокомплексы, синдромы, диагностические гипотезы, окончательное клиническое решение и т.д.). Поскольку упомянутые понятия составляют иерархию по степени общности (синдром, например, имеет большую степень общности, чем симптом), то и структура АМПКР включает иерархию информационных элементов. Высший ее уровень представлен клиническими решениями. Второй уровень (уровень состояния пациента) включает интегральные величины, выражающие какие-либо клинически значимые стороны состояния. Эти элементы разделены на индексы состояния и маркеры состояния. Индексы используются как эквивалент клинических понятий, имеющих градации по интенсивности, а маркеры — для тех, которые этим свойством не обладают. Следующий уровень — признаки состояния — информационно эквивалентны синдромам, симптомокомплексам и симптомам. Последний уровень представлен количественными или качественными показателями, непосредственно определяемыми (оцениваемыми, измеряемыми) при обследовании пациента.

Информационному элементу свойственна двойственность, вытекающая из его определения: будучи сопряженным с определенным клиническим понятием, он остается формальным элементом, переменной. Поэтому значение его может определяться как экспертным путем, так и в результате выполнения формальных процедур, которые в системе ДИТЭК ограничиваются логическими таблицами.

Функциональная схема ДИТЕК

Функциональная схема ДИТЭК представлена на рисунке. Результатом работы системы, клиническим решением, которое она поддерживает, является совокупность диагностического заключения и рекомендаций по врачебной тактике (блоки 6 и 7). Эти решения генерируются на основе информационных элементов уровня состояния (блок 5), к которым относятся маркеры и индексы состояния, причем последние в системе ДИТЭК разделяются на диагностические индексы и индексы ургентности. Диагностические индексы отражают вероятность наличия определенной патологии у пациента, а индексы ургентности характеризуют тяжесть состояния и, следовательно, нуждаемость в неотложной помощи.

В текущей версии ДИТЭК представлены восемь диагностических индексов, достаточно полно представляющих информацию о вероятности основных форм ИБС. Значительно меньше охватывают они некоронарную кардиальную патологию и только обозначают экстракардиальные заболевания, сопровождающиеся торакальным болевым синдромом. Все диагностические индексы имеют четыре градации, выражающие степень оценки вероятности отражаемой патологии: 0 — отсутствует; 1 — маловероятно; 2 —весьма вероятно; 3 — несомненно.

Идентифицировано три маркера состояния:

острота боли: острая (1), хроническая (2);

инфаркт миокарда в анамнезе: нет (1), есть (2);

возрастно-половой контингент: мужчины моложе 30 лет (1); женщины моложе 40 лет (2); мужчины 30 лет и старше (3); женщины 40 лет и старше (4).

Маркеры состояния имеют исключительно большое значение для сокращения пространства диагностического поиска и, следовательно, сокращения времени консультации. Необходимая для их оценки информация включена в перечень инициальных данных (блок 2 схемы), которые запрашиваются блоком управления системы (блок 8) сразу после ее запуска. При этом острота торакальной боли осуществляется непосредственно врачом-консультантом на основании диалога с абонентом. Ориентировочно к острым торакальным болям относят все боли, вновь появившиеся или внезапно изменившиеся в течение последних трех суток.

Маркеры состояния используются блоком управления системы как элементы априорной информации. Эта информация позволяет априорно выделить наиболее вероятную диагностическую гипотезу, с которой начинается поиск. В соответствии с такой схемой дополнительная информация о пациенте (блок 3) запрашивается лишь в необходимом для оценки вероятности текущей гипотезы объеме. Если вероятность высока (превышает некоторый порог), то поиск на этом останавливается и выбирается именно эта гипотеза. Если нет, то инициируется оценка следующей гипотезы.

Существенное значение имеет формулирование диагностического заключения. В системе ДИТЭК оно отражает и наиболее вероятный (иногда «рабочий») диагноз, и иные гипотезы, показывая тем самым диагностическую сложность случая.

Информация для принятия клинического решения по тактике оказания неотложной помощи концентрируется в индексах ургентности. Поскольку ургентность определяется не только степенью нарушения витальных функций, но и характером патологии, предусмотрено три индекса ургентности: индекс коронарной ургентности, индекс кардиальной ургентности и индекс общей ургентности.

Настройка и клиническая верификация ДИТЭК

Первоначальная оценка параметров ДИТЭК (заполнение базы знаний) проводилась на основе знаний квалифицированных врачей-экспертов, в том числе путем коллективного обсуждения сложных диагностических ситуаций. Эти знания организованы с помощью иерархически связанных информационных и логических таблиц ¹³.

Для проведения коррекции системы ДИТЭК была сформирована обучающая последовательность из 140 пациентов, предъявляющих жалобы на боли в груди, среди которых 48 больных острым инфарктом миокарда (из них 5 мелкоочаговым), 31 — стенокардией (из них 11 — нестабильной), 10 — гипертонической болезнью, осложненной гипертоническим кризом, 29 — функциональными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, 2 — расслаивающейся аневризмой аорты, 20 — экстракардиальными заболеваниями. Все больные тщательно обследованы в стационарных условиях. Точность верификации ограничивалась установлением основного диагноза.

В процессе коррекции ДИТЭК добивались того, чтобы правила принятия клинического решения обеспечивали верное диагностическое и тактическое решения по каждому случаю, представленному в базе данных. После достижения совпадения диагностических и тактических решений по каждому конкретному случаю осуществлялся повторный прогон оценки параметров с целью выявления и исправления ошибок, возникших уже вследствие самой коррекции.

Клиническое испытание работы системы проведено с участием 70 пациентов с торакальным болевым синдромом. Компьютерная диагностика и выбор тактики осуществлялись в основном при поступлении больных в приемное отделение по данным дистанционной консультации, что в информационном отношении сопоставимо с условиями оказания помощи на догоспитальном этапе. Как и на этапе коррекции, верификация клинических решений проведена по результатам клинического обследования с точностью до установления диагноза основного заболевания, обусловившего торакальный болевой синдром.

Структура экзаменационной последовательности и результаты клинических испытаний отражены в таблице. Общее число совпадений клинического и машинного диагнозов — 84,3%, а по отдельным группам патологии колеблется в пределах 80,0—88,9%, что по клинико-электрокардиографическим данным представляется вполне удовлетворительным. Большинство расхождений обусловлено действительной сложностью случаев и касалось близких форм. Так, все расхождения в диагнозе острого инфаркта миокарда касались ошибочной диагностики нестабильной стенокардии, а ошибки в диагностике последней —обусловлены гипердиагностикой острого инфаркта миокарда.

Недостаточность традиционных подходов к оценке эффективности систем поддержки клинических решений проявляется в отношении тактических рекомендаций. Их верификация путем сравнения с фактическими действиями врачей не надежна, поскольку в условиях неотложной помощи действия врача не всегда являются идеальными. По этой причине тактические рекомендации ДИТЭК оценивались экспертами с учетом особенности клинической картины на момент проведения консультации. В результате такой оценки у 56 пациентов из 70 (80%) замечаний по тактическим рекомендациям не было. В 20% случаев они были признаны не вполне оптимальными. Главным образом, это отмечалось в отношении расширения показаний к госпитализации, а в ряде случаев — к вызову кардиобригады. Иначе говоря, система не во всех случаях может найти оптимальное соотношение между безопасностью рекомендаций и минимально необходимыми ресурсами. Приоритет, отдаваемый безопасности больного в подобных случаях, конечно, оправдан, однако экономический аспект помощи также не может игнорироваться.

Таким образом, представленная система ДИ­ТЭК уже на уровне демонстрационного прототипа обладает сравнительно высокой клинической эффективностью и допускает усовершенствование и расширение в процессе эксплуатации.

Литература

1. Беленков Ю.Н. Неинвазивные методы диагностики ишемической болезни. Кардиология 1996; 36(1): 4—11.

2. Куликова М.А., Кулешова Э.В., Перег Н.Б., Михайлов СМ. Причинно-следственные связи врачебных ошибок при оказании медицинской помощи. Клин медицина 1997; 75 (11): 58—61.

3. Ламбич И.С., Стожинич С.П. Стенокардия. Пер. с сербскохорват. М: Медицина; 1990; 432 с.

4. Иванченко Е.Ю. Автоматизированная дифференциальная диагностика торакального болевого синдрома в практике дистанционного кардиологического диагностического центра. Дис. ... канд. мед. наук. Н.Новгород; 1993.

5. Чирейкин Л.В., Довгалевский П.Я. Дистанционные диагностические кардиологические центры. СПб; 1995; 232 с.

6. Gomer E.J., Del Pozo F., Quiles J.A. et al. A telemedicine system for remote cooperative medical imaging diagnosis. Comput Methods Programs Biomed 1996; 49(1): 37—48.

7. Камышева Е.П., Гусева И.К., Асриян Н.И. и др. Дистанционный консультативно-диагностический центр — одно из форм управления диагностической и врачебной тактикой на госпитальном этапе. В кн.: Моделирование в управлении здравоохранением; М; 1990.

8. Боровков Н.Н., Матусова А.П., Бубель М.С. и др. Автоматизированная диагностика различных форм ишемической болезни сердца в практике дистанционного кардиологического диагнотического центра. Тер архив 1990; 62(8): 37—40.

9. Deutch Т., Carson E., Ludwig E. Dealing with medical knowledge: Computers in clinical decision making. New York: Plenum press; 1994: 298 p.

10. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. Пер. с англ. М: Мир; 1989; 388 с.

11. Стронгин Л.Г., Окатьев В.В., Камышева Е.П. и др. Модель принятия решения для автоматизированного рабочего места диабетолога. В кн.: Информатизация в деятельности медицинских служб. Ч.2. М; 1992; с. 110—125.

12. Стронгин Л.Г. Оптимизация диагностики и врачебной тактики в практике терапевта с использованием компьютерного моделирования. Автореф. дис. … докт. мед. наук. Н.Новгород; 1999.

13. Соловьева Е.В. Торакальная боль: клинико-дифференциальная диагностика и врачебная тактика. Дис. … канд. мед. наук. Н.Новгород, 1993.