Введение к работе
Актуальность темы. Артериальной пшертензией (АГ) в стране страдает более 30 млн. человек, ежегодно выявляется до 0,5 млн. больных (Жюгжда А.Ю. с соавт., 1992). На основании последних статистических оценок можно сказать, что в России отмечена крайне высокая частота таких' грозных сердечно-сосудистых осложнений (ССО), как инсульты и гаиемическая болезнь сердца (ИБС) (второе место по частоте среди стран мира как у мужчин, так и у женщин) (Жуковский Т.С. с соавт., 1997). По последним данным рабочей группы ВОЗ (1997 год) Россия по смертности от ИБС и инсультов мозга занимает одно из первых мест в Европе. По данным национальной статистики Россіш среди мужчин 45-74 лет 87,5% смертей от ССО приходится на ИБС и инсульты, а доля указанных осложнений АГ в структуре общей смертности составляет 40,8%. Ряд авторов считают, что потерн потенциальной жизни, рассчитанные в показателе человеко-лет, от ИБС превышают 19 млн. человеко-лет, от цереброваскулярных осложнений составляют почти 15 мли. человеко-лет, причем 2/3 смертей падает на работоспособный контішгеит. Данные обстоятельства обусловливают медицинскую, социальную и экономическую значимость проблемы лечения больных артериальной гапертензией.
При этом, несмотря на достаточно высокий уровень знаний в области диагностики и дифференциальной диагностики заболеваний, сопровождающихся гипертензивным синдромом, а также используемых в настоящее время в клинической практике компьютерных систем автоматизации лечения, задача формализации ішдивидуального выбора гипотензивной терапии является до сік пор не окончательно решенной. Причиной этого является с одной стороны невозможность оценки практическим врачом всего спектра патогенетических сдвигов, лежащих в основе формирования клинических симптомокомплексов, а с другой стороны, отсутствие подходов, позволяющих формализовать выбор гипотензивного препарата с учетом всех особенностей течения заболевания у конкретного больного и возможных эффектов воздействия препарата. Существующие в настоящее время подходы к решешпо данной проблемы предполагают ограниченную шщивидуализацию схемы гипотензивной терапии, основанную на выборе предопределенного для больных данного класса варианта лечения из некоторого множества типовых схем (библиотеки). Такой подход не позволяет соотнести выбор гипотензивного препарата с параметрами состояния конкретного больного и, соответственно, не в полной мере отвечает необходимости выбора строго ітдивидуализировагшого с учетом всех факторов риска лечебного режима для больного АГ, получившего название риск-стратегии (Гогин Е.Е., 1997). Пути решения проблемы лечения больных АГ в данном аспекте лежат в области реализации моделей многоальтернативного выбора врачебных решений, которые наиболее адекватно отражают стратегию врача в процессе гипотензивной терапии.
Также проблема лечения больных АГ осложняется отсутствием средств оценки эффективности проводимой гипотензивной терапии, которые позволяли бы учитывать динамику изменения всех контролируемых параметров состояния пациента. Для решения данной задачи могут быть использованы средства выразительного графического отображения состояния больного, предоставляющие врачу возможность интегральной визуальной образной оценки динамики состояния пациента в ходе лечения.
Таким образом, разработка математических моделей
многоальтернативного выбора рациональной тактики лечения АГ, позволяющих в условиях неполноты диагностической информации производить строго индивидуализировашгый выбор гипотензивной терапии, максимально корректирующей измененные параметры состояния пациента при минимизации побочных эффектов, а также средств оценки эффективности проводимой терапии на основе выразительного графического отображения состояния пациента является актуальной научной проблемой.
Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Перспективные информационные технологии в высшей школе» на кафедре госпитальной терапии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко.
Цель и задачи исследования. Разработка средств формализованного описания и алгоритмов принятия врачебных решений в процессе гипотензивной терапии, реализующих модели многоальтернативного выбора рациональной тактики лечешгя, а также средств выразительного графического отображения динамики состояния пациента.
Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:
-
Провести анализ проблемной области, включая современные подходы к диагностике и лечению АГ для выявления наиболее информативных параметров состояния пациента, значения которых определяют выбор гипотензивной терапии.
-
Разработать логико-вероятностную модель стратегии принятия врачебных решений на всех этапах ведения больных АГ.
-
Разработать комплекс моделей и алгоритмов многоальтернативного выбора индивидуальной гипотензивной терапии, обеспечивающих максималыгую коррекцию измененных параметров состояішя пациента при минимизации побочных эффектов.
-
Осуществить алгоритмизацию процедуры обоснования сформированных решений.
-
Разработать способ оценки эффективности проводимой гипотензивной терапии на основе средств выразительного графического отображения динамики состояния пациеігга.
-
Произвести апробацию разработанных моделей и алгоритмов на основе архивных материалов (историй болезней), а также в реальных клинических
условиях при лечении больных артериальной гипертензией (с использоваїшем данных суточного мониторирования артериального давления).
Методы исследования. В работе использованы методы анкетирования, сбора анамнеза, физикального обследования, лабораторного исследования крови и мочи, электрокардиографии, ЭХО-КГ, мониторирования АД, методы математического моделирования, искусственного интеллекта, методы математической статистики.
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
способ формализованного описания процесса принятия врачебных решешш, основанный на продукционной модели представления знаний и Байесовском подходе, отличающийся объективной количественной оценкой обоснованности альтернативных решений, а также возможностью работы с неполной исходной информацией;
логико-вероятностная модель стратегии принятия врачебных решений, обеспечивающая обоснованный выбор альтернативных решений за счет независимого объективного анализа информативных признаков;
комплекс моделей и алгоритмов многоальтернативного выбора, обеспечивающігх информационную поддержку всех этапов ведения больного артериальной гипертензией;
алгоритм автоматического обоснования сформированных решешш, основанный на генерации текстовых отчетов, отличающийся возможностью активизировать участие врача в процессе ведения больного;
способ многомерной визуализации состояшія пациента на основе сшггеза мимики, позволяющий оценивать динамику контролируемых параметров в процессе лечения.
Практическая значимость результатов диссертационной работы. Разработанные модели и алгоритмы, реализованные в компьютерной программе BPExpert, позволяют практическому врачу производить объективную оценку характера АГ, осуществлять выбор наиболее рационального способа терапевтического воздействия (медикаментозное или немедикаментозное) и гипотензивного препарата в случае назначения аіпигипертензивной терапии. Кроме того медицинская интеллектуальная компьютерная система (МИКС) обеспечивает врачу поддержку принятия решения о назначении разовой и суточной дозы лекарственного препарата с учетом индивидуальных параметров состояния конкретного пациента, а также позволяет производить интегральную балльную и качественную (визуальную) оценку динамики состояния больного, на основании которых врач может вносить коррективы в исходные схемы лечешія при условии неадекватности проводимой терапии. Применение данного подхода приводігг к уменьшению количества побочных эффектов и ятрогенных осложнешш гипотензивной терапии, а также предотвращает осложнения, вызванные заболеванием, что обусловливает медицинскую эффективность использования МИКС.
Функции разработанной МИКС позволяют еще на амбулаторно-поликлиническом этапе определить группы больных, нуждаїощігхся в госпитализации, а на госпитальном этапе сократить пребывание больного в стационаре. Рационально выбранное лечение позволяет улучшить комплайентность больного, а следовательно результаты лечения и прогноз заболевания. Таким образом экономическая эффективность внедрения результатов диссертационного исследования состоит в предотвращении возможного ущерба, связанного с увеличением времени нетрудоспособности, развитием осложнений АГ и неоправдаїшьши расходами на нерациональную гипотензивную терапию.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы реализованы в программном продукте BPExpert, который внедрен в процесс обучения специалистов на школе-семинаре «Новые методы диагностики и лечения» ВГМА им. Н.Н. Бурденко, на кафедре терапии ФУВ ВГМА, в учебный процесс кафедры госпитальной терапии ВГМА, а также в клиническую практику кардиологического отделения областной клшшческой больницы г. Воронежа.
Предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов диссертациошюго иселедовашія определяется повышением качества лечения больных АГ и соответствующим сокращением сроков пребывания в стационаре на 15-20%.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на Всероссийском совещании-семинаре «Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании, медицине» (г. Воронеж, 1996); на Всероссийском научном обществе кардиологов «Современные аспекты кардиологии» (Нальчик, Воронеж, 1996); на I Съезде кардиологов Юга России (Ростов-на-Дону, 1997); на II Республиканской электронной научной конференции «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 1997); на III Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии» (Владимир, 1997); на IV Международном конгрессе «Реабилитация в медицине и иммунореабшштация» (Москва, 1998); на 11 областной научно-практической конференции «День науки» (Липецк, 1999); на VI Всероссийском съезде кардиологов (Москва, 1999); на областной конференции «Диспансеризация и реабилитация лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС и современные методы диагностики и лечения» (Воронеж, 1999).
Публикации. По основным результатам диссертации опубликовано 13 научных работ. Оформлена заявка на изобретение «Способ индивидуального выбора гипотензивного препарата для лечеїшя артериальной гипертензіш», приоритетная справка № 99126345/14(027945) от 15.12.1999 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 320 наименований и приложения.
Основная часть изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 26 таблиц.