Содержание к диссертации
Введение
1. Аспекты ранней дифференциальной диагностики синдрома диабетической стопы у боль-ных сахарным диабетом . 12/32
1.1. Проблема сахарного диабета в современном обществе .
1.2. Анализ современных подходов к проблеме диагностики синдрома диабетической стопы .
1.3. Принципы исследования качества жизни.
1.4. Цель и задачи исследования.
2. Применение математических методов и компьютерных технологий для ранней дифференциальной диапюстики и терапии больных с синдромом диабетической стопы . 44/32
2.1. Применение информационных технологий в лечебно-диагностическом процессе у больных с синдромом диабетической стопы .
2.2. Анализ подходов к классификации состояний больных с синдромом диабетической стопы.
2.3. Применение методов распознавания образов на основе кластерного анализа в диагностике больных с синдромом диабетической стопы.
2.4. Моделирование состояний больных с синдромом диабетической стопы.
Выводы второй главы.
3.1. Форм ормирование модели оперативной диагностики состояния больных с синдромом диабетической стопы: ирование пространства признаков, характеризующих состояние больных с синдромом диабетической стопы.
3.1.2. Процедура минимизации пространства признаков.
3.3., Формирование модели классификации доминирующего патогенеза у больных с синдромом диабетической стопы:
3:4; Верификация диагностической модели
Выводы третьей главы:
4: Реализация и апробация результатовшєєле-дования в клинических условиях . 101
4.1. Методика проведения обследования:
4.2. Результаты клинико-инструментального исследования больных с синдромом диабетической стопы .
4:3; Программная реализация системы диагностикидомини-рующего патогенеза у больных с синдромом диабетической^ стопы.
4.4. Методы оценки исходов и качества жизни больных с синг дромом диабетической стопы на стадии до образования.язв.*
Выводы четвертой главы
Заключение. 130/1
Список литературы; 131/14?
Приложения: 145/4'-
- Проблема сахарного диабета в современном обществе
- Анализ современных подходов к проблеме диагностики синдрома диабетической стопы
- Применение информационных технологий в лечебно-диагностическом процессе у больных с синдромом диабетической стопы
- Результаты клинико-инструментального исследования больных с синдромом диабетической стопы
Введение к работе
Актуальность темы
Сахарный диабет (СД) в настоящее время является актуальной проблемой медицины и имеет широкое распространение. СД занимает 50% среди всех эндокринных заболеваний и регистрируется во всех развитых странах, имеет тенденцию к росту, особенно в возрастных группах старше 40 лет. В настоящее время СД страдают 2-5% населения (около 120 млн. человек), каждый год вновь заболевает 6-10%, что удваивает количество больных СД за 10-15 лет. Из больных СД 1 типа 54% составляют дети, на долю СД 2 типа приходится 85-90 % всех случаев. В настоящее время количество вновь заболевших стремительно растет в основном за счет жителей развитых стран. Кроме того, СД 2 типа "помолодел" - все чаще регистрируется это заболевание у подростков с ожирением. СД ведет к самой ранней инвалидизации и высокой смертности населения. Главной причиной инвалидизации больных диабетом являются поздние осложнения: ретинопатия, нефропатия, синдром диабетической стопы, полинейропа-тия, ишемическая болезнь сердца..Сосудистые осложнения у больных СД развиваются в 3-7 раз чаще, чем в популяции, гангрена стопы - в 20-30 раз чаще, чем среди лиц не страдающих СД.
Синдром диабетической стопы (СДС) - патологическое состояние стопы при СД, возникающее на фоне поражения периферических нервов, сосудов, кожи, мягких тканей, костей, суставов и проявляющееся острыми и хроническими язвами, костно-суставными поражениями и гнойно-некротическими процессами. Патогенез СДС многокомпонентен и представлен сочетанием ней-ропатических и сосудистых нарушений с выраженной склонностью к инфицированию. Поэтому особенно важно на ранних этапах различить преимущественный механизм поражения, так как подходы к лечению различны.
В развитии учения о сахарном диабете выделяются 3 периода: о до открытия инсулина, о период открытия инсулина с 1921 г. и до 1950 г. о Современный период характеризуется интенсивным накоплением све дений о сахарном диабете: расшифрована структура молекулы инсулина, проведен его синтез, разработаны методы создания инсулина путем генной инженерии, получены данные о генетических и аутоиммунных механизмах патогенеза. В распоряжении врачей имеются научно обоснованные эффективные методы ранней диагностики, лечения и профилактики осложнений диабета. Однако, несмотря на научные достижения остаются не до конца решенны-ми проблемы ранней диагностики и дифференциальной диагностики поздних осложнений, в том числе синдрома диабетической стопы, требуют дальнейшей научной разработки немедикаментозные подходы к лечению впервые выявленного СД.
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования определяется необходимостью эффективности медицинской помощи больным с синдромом диабетической стопы за счет ранней направленной дифференциальной диагностики, позволяющей на базе методов математического моделирования, оперативно и достоверно проводить идентификацию преимущественного характера осложнений, что предполагает прогнозировать возможное течение заболевания, рационально использовать специфические и неспецифические компоненты лечения.
Целью диссертации является рационализация диагностики и дифференцированной терапии больных с синдромом диабетической стопы путем создания комплекса моделей, алгоритмов, обеспечивающих эффективное управление лечебно-диагностическим процессом.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. проанализировать комплекс современных диагностических методов оценки больных с СДС;
2. определить оптимальную методику математического описания характеристик пациента с учетом их неоднородности и динамики в процессе развития заболевания и обосновать систему отбора признаков, влияю тих на раннюю диагностику и выбор тактики лечения у больных с СДС;
3. осуществить подбор рационального минимума исходных показателей, разработать модели и алгоритмы диагностики максимально точно характеризующих текущее состояние пациента и имеющих прогностически весомое значение в динамике заболевания, что позволит оперативно проводить необходимые медицинские манипуляции;
4. осуществить верификацию прогностической эффективности модели;
5. проанализировать эффективность дифференцированных схем ранней диагностики у больных с синдромом диабетической стопы на основе оценки их качества жизни, времени отсроченности хирургического вмешательства;
6. определить принципы ранней дифференциальной диагностики больных с СДС для практического применения в работе эндокринологиче-ских, терапевтических, хирургических отделений, специализированных стационаров, экспертных и медико-социальных комиссий;
7. оценить эффективность влияния управления лечебно- диагностическим процессом на основе предлагаемых моделей на клинический прогноз и качество жизни больных с сахарным диабетом и синдромом диабетической стопы.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались клинические методы, основные положения теории системного анализа, управления и обработки информации в медицинских системах, математической статистики, методы математического и компьютерного моделирования, кластерного анализа, экспертного оценивания.
Научная новизна результатов, выводов и положений, полученных в диссертации. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
разработаны принципы рационализации ранней дифференциальной диагностики больных с СДС, обеспечивающие эффективное управление лечебно-диагностическим процессом;
проведен системный анализ показателей, характеризующих преимущественный характер повреждения при СДС, позволивший сформировать пространство информативных признаков и выявить критерии распознавания состояний;
разработаны процедуры оптимизации пространства признаков, учитывающие требования минимизации информационной избыточности показателей при сохранении значимости параметров, основанные на экспертном отборе классификационных признаков и количественной оценке их информативности;
созданы методы и модели дифференциальной диагностики состояний пациентов с СДС на базе кластерного анализа, отличающиеся механизмом адаптивного самообучения, позволяющие определить патогенетические особенности конкретных патологических процессов;
предложены рациональные схемы дифференцированной терапии больных в соответствии с преимущественно сосудистым или неврологическим поражением при СДС;
разработан дифференцированный подход к диагностике больных с СДС, отличающийся использованием оценки качества жизни пациентов.
Практическая значимость работы.
Сформированы принципы и методы, позволяющие в максимально короткий срок и в оптимальном объеме решить вопрос о тактике лечения больных с синдромом диабетической стопы.
На базе обучающей выборки, полученной в результате исследования, сформирован и теоретически обоснован перечень оперативных показателей.
Разработанная модель применена для решения вопросов ранней диагностики и выбора тактики лечения у больных с СДС.
Разработанная система диагностики больных с СДС с использованием математического моделирования позволяет оптимизировать процесс лечения, улучшить качество жизни и клинический прогноз, снизить количество и степень стойкой утраты трудоспособности.
Внедрение разработанных моделей и методов позволяет сократить время диагностики, максимально индивидуализировать программу лечения, проводить коррекцию осложнений на основании данных о состоянии пациента, избегать назначения малоэффективных препаратов и, в конечном итоге, достичь максимального эффекта при значительном снижении трудоемкости и уменьшении финансовых затрат.
Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследования апробированы и внедрены в терапевтическом, неврологическом, гнойно-хирургическом отделениях НУЗ «Дорожная клиническая больница на ст. Воронеж-1 ОАО «РЖД». Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры терапии №1 ИПМО Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко при обучении студентов, врачей-интернов, клинических ординаторов и кафедры системного анализа и управления в медицинских системах Воронежского государственного технического университета для студентов специальности «Биотехнические и медицинские аппараты и системы».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на межобластной конференции среди медицинских учреждений ОАО «РЖД» посвященной проблемам заболеваемости и инвалидности железнодорожников (Воронеж, 2006), научной конференции, посвященной проблеме сахарного диабета на базе Воронежского областного клинического консультативно-диагностического Центра в 2007 г., на заседаниях Воронежского областного научно-практического общества эндокринологов-диабетологов и функциональных диагностов (2006-2007).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 149 страницах, списка литературы из 151 наименования, 3-х приложений; содержит 7 рисунков, 27 таблиц.
Во введении обосновывается актуальность работы, дается краткая характеристика темы, формулируются цель и задачи исследования, представлены основные научные результаты, выносимые на защиту.
Первая глава посвящена обзору современных подходов к диагностике синдрома диабетической стопы и анализу возможностей использования математических методов и компьютерных технологий для повышения эффективности ранней дифференциальной диагностики больных с данной патологией. На основе анализа литературных данных рассматриваются традиционные подходы к диагностике, которые в настоящее время часто приводят к эмпирическому выбору схем лечения. Показано, что ранняя дифференциальная диагностика данной патологии остается одним из наиболее сложных разделов в клинической практике, так как стоит на стыке многих дисциплин: эндокринология, диа-бетология, неврология, хирургия, функциональная диагностика.
Исходя из анализа современного состояния и путей повышения эффективности функционирования диагностических систем, сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе рассматриваются вопросы формирования пространства информативных признаков у пациентов с синдромом диабетической стопы.
В большинстве случаев, изменения состояния человека различного рода характеризуются не только значительной неопределенностью функциональных проявлений, но, зачастую, и не имеют четкой классификации. Поэтому постановка клинического диагноза требует использования элементов логики, анализа, синтеза. Решение современных задач управления биологическими объектами требует применения системного подхода, позволяющего применить различные принципы математического моделирования патологических процессов.
Выбор оптимального количества показателей, характеризующих состояние больного, является одним из основных этапов подготовки данных при автоматизированной диагностике. Для этого необходимо сузить признаковое пространство до уровня, обеспечивающего построение модели с наибольшей достоверностью при оптимальном алфавите признаков.
Предложен подход к определению информативности признаков с использованием кластерного анализа. Обосновывается необходимость сужения перечня регистрируемых показателей без ущерба для достоверности диагностики и определения информационно-ценных признаков. Для проверки степени обоснованности построенного пространства информативных признаков было проведено определение достоверности (статистической значимости) различий двух сравниваемых выборок с помощью критерия Колмогорова-Смирнова.
Проведено диагностическое моделирование вариантов протекания синдрома диабетической стопы в зависимости от преимущественного патогенеза.
Показано, что одним из перспективных направлений решения задач ранней дифференциальной диагностики является использование методов и алгоритмов теории вероятности. Это объясняется тем, что для многих заболеваний принципиально могут совпадать симптомокомплексы или диапазоны возможных значений отдельных диагностических признаков, различаясь только частотами, с которыми при тех или иных заболеваниях встречаются отдельные признаки, их сочетания или количественные значения. В данном случае для решения задачи классификации выбран метод кластерного анализа, включающего в себя оптимизацию исходного признакового пространства, кластеризацию выбранных объектов и, наконец, проверку соответствия полученной выборки и имеющейся эталонной.
В третьей главе рассмотрены варианты классификации исследуемого объекта (пациента) и методика решения диагностической задачи.
Отражено, что неоднородность механизмов развития синдрома диабетической стопы, субъективный и объективный характер клинических проявлений, отсутствие оценок качественных показателей, неравнозначность факторов затрудняют раннюю патогенетическую диагностику синдрома диабетической стопы, прогнозирование его развития и выбор акцентов терапии. Кроме того, принципиально могут совпадать диапазоны возможных значений отдельных диагностических признаков, различаясь только частотами, с которыми при той или иной патологии встречаются отдельные признаки, их сочетания или коли чественные значения. В связи с этим невозможно полностью формализовать процесс диагностики.
В качестве одного из вариантов решения проблемы предлагается использовать метод медианы Кемени.
Представлена логическая модель диагностики синдрома диабетической стопы, основанная на применении кластерного анализа и позволяющая сформировать оптимальный план исследования. Приводится описание структурной схемы автоматизированной системы диагностики. Дается алгоритм действий врача для решения диагностической задачи.
В четвертой главе представлены результаты клини-ко-инструментального исследования больных с синдромом диабетической стопы на стадии до образования язв.
Разработанная система апробирована в клинических условиях на примере больных, поступающих в стационар Дорожной клинической больницы. Представлены результаты верификации диагноза.
В заключении приводятся основные результаты исследования.
В приложениях представлены диагностические модели, архивный материал при синдроме диабетической стопы.
Проблема сахарного диабета в современном обществе
Сахарный диабет - заболевание, характеризующееся абсолютной или относительной недостаточностью инсулина, вследствие чего нарушаются все виды обмена веществ, прежде всего углеводный, приводящие к метаболическим нарушениям, развитию поздних сосудистых осложнений, многочисленным и многообразным нарушениям в органах и тканях [10]. Название "диабет" (от греческого "diabo" - прохожу сквозь) как термин было введено еще в античную эпоху Аретеем Каппадокийским (138-81 гг. до н. э.), определение "сахарный" (от латинского "mellitus" - медовый, сладкий) добавлено в XVII веке Томасом Уилли-сом (1674 г.) [26]
Сахарный диабет является широко распространенным заболеванием. В настоящее время им страдает не менее 100 млн. жителей нашей планеты. В России по данным эпидемиологических обследований, число таких пациентов составляет 6-8 млн. человек [13,26]. Наблюдается устойчивая тенденция к росту числа больных диабетом. Ежегодный прирост вновь выявленных случаев заболевания составляет 6-10%. При этом фактическая распространенность сахарного диабета 2 типа превышает зарегистрированную в 3-5 раз[10,39].
Среди населения экономически развитых стран распространенность сахарного диабета составляет около 6%, причём по мере увеличения возраста заболеваемость растет. Так, в возрастной группе старше 60 лет этим заболеванием страдает до 10% населения, а среди людей старше 65 лет распространённость диабета достигает 16% [13,37].
В последние годы в России средняя продолжительность жизни больных сахарным диабетом превысила ее среднее значение в популяции. Рост заболеваемости диабетом и увеличение средней продолжительности жизни таких больных заставляет эндокринологов и диабетологов уделять много внимания профилактике и лечению поздних осложнений диабета, патогенетической основой которых являются диабетическая нейро- и ангиопатия [54,61].
Диабетическая нейропатия приводит к развитию сенестопатий, изнурительных болей, нарушению вегетативной иннервации внутренних органов с их дисфункцией. Диабетическая микро- и макроангиопатия ведут к кислородному голоданию от клеточного до органного уровня [10,17]. Кроме того, диабетическое поражение сосудов и нервов лежит в основе патогенеза синдрома диабетической стопы, приводящего к язвенно-некротическому поражению конечностей, нетрудоспособности и преждевременной гибели пациентов от диабетической гангрены и сепсиса [11].
Проблема диабетической стопы всегда стояла на одном из первых мест по значимости среди врачей различных специальностей. Зачастую больные с синдромом диабетической стопы попадают в поле зрение хирурга на стадии язвы или уже гангрены стопы [101, 131]. Не так давно строго разделили нейропати-ческую и ишемическую гангрены, что позволило значительно изменить показания к радикальному оперативному лечению. Но процент выполняемых ампутаций нижних конечностей остается очень высоким и имеет тенденцию к росту. Так в мире выполняется в среднем 30000 операций в год [129, 133, 139]. Клиническая картина нейропатического и ангиопатического вариантов диабетической стопы на поздних стадиях хорошо описана и дифференцирована. А проблеме ранней дифференциальной диагностике синдрома диабетической стопы, на стадии до образования язвенной поверхности, когда можно ещё долго и продуктивно лечить консервативно, уделено гораздо меньше внимания [И, 109]. Во многом это объясняется особенностями течения диабета, отсутствием адекватной квалифицированной диспансеризации больных, недостатка специализированных врачебных кадров и др.
Системность заболевания, стертое начало, многообразие клинических проявлений определяют сложности диагностических и классификационных моментов [10,26].
Классификация СД (ВОЗ, 1999) I. Сахарный диабет 1 типа (деструкция ф -клеток, обычно приводящая к абсолютной инсулиновои недостаточности): А. Аутоиммунный. Б. Идиопатический. П. Сахарный диабет 2 типа (от преимущественной резистентности к инсулину с относительной инсулиновои недостаточностью до преимущественного секреторного дефекта с инсулиновои резистентностью или без нее). Ш. Другие специфические типы: А. Генетические дефекты Р-клеточной функции: 1. MODY-3; 2. MODY-2; 3. MODY-1; 4. Митохондриальная мутация ДНК; 5. Другие. B. Генетические дефекты в действии инсулина: 1. Резистентность к инсулину типа А; 2. Лепречаунизм; 3. Синдром Рабсона-Менденхолла; 4. Липоатрофический диабет; 5. Другие. C. Болезни эндокринной части поджелудочной железы: 1. Панкреатит; 2. Травма/панкреатэктомия; 3. Неоплазии; 4. Кистозный фиброз; 5. Гемохроматоз; 6. Фиброкалькулезная панкреатопатия. D Эндокринопатии:
Анализ современных подходов к проблеме диагностики синдрома диабетической стопы
Частота развития и тяжесть поздних осложнений СД зависит напрямую от компенсации углеводного обмена, а, следовательно, в основе патогенеза поздних осложнений СД лежит гипергликемия [17, 58].
Основные мишени гипергликемии - сосуды и нервные волокна. В связи с этим, развиваются следующие поздние осложнения СД: диабетическая ретинопатия; диабетическая нефропатия; диабетическая нейропатия диабетическая макроангиопатия.
Теории патогенеза поздних осложнений СД сводятся к двум основным направлениям - метаболическому и сосудистому, при этом неоспоримый приоритет отдается нарушениям микроциркуляции - микроангиопатии [80,121].
Микроангиопатия - это поражение мелких сосудов, имеющее типичную патоморфологическую картину: утолщение базальной мембраны капилляров, пролиферацию эндотелия и отложение в стенке сосуда гликопротеидных ШИК-положительных веществ. Наиболее интенсивно поражаются сосуды глазного дна, почек и нижних конечностей с клиническими проявлениями в виде ретинопатии, нефропатии, периферической микроангиопатии [85,93].
Диабетическая макроангиопатия не имеет специфических отличий от атеросклеротических изменений у людей без диабета, но она при диабете развивается на 10-15 лет раньше и имеет большую распространенность [59,120, 128].
Поражения периферической нервной системы относятся к наиболее частым осложнениям СД наряду с поражением глаз и почек, более того они часто сочетаются, что указывает на общие механизмы патогенеза [72,150]. В клинической практике важность ранней диагностики диабетической неиропатии часто недооценивается как эндокринологами, так и врачами других специальностей, поэтому многие ее случаи остаются нераспознанными [110,116,143].
По данным различных исследований, частота нейропатии среди больных СД варьируется в широких пределах - от 10 до 90%, в зависимости от методологии исследования и применяемых критериев диагностики, в среднем - 25%, при углубленном обследовании - до 50% [9,63]. А при применении электрофизиологических методов исследования, исследования вегетативной нервной системы и количественной оценки чувствительности - до 90% [45]. В то же время следует отметить, что диабетическая полинейропатия с тяжёлыми проявлениями встречается реже — примерно в 5-10% случаев [49].
Клинические проявления вегетативной нейропатии выявляются более чем у половины больных с различными вариантами диабетической нейропатии, особенно часто — при дистальной сенсомоторной полинейропатии [26,39]. Проявления сенсомоторной и вегетативной нейропатии в большинстве случаев развиваются более или менее параллельно, но иногда вегетативная нейропатия выходит на первый план [70,75]. Выявление вегетативной дисфункции при диабетической нейропатии имеет исключительно важное практическое значение. Наличие вегетативной нейропатии сопряжено с более неблагоприятным прогнозом СД и повышенной смертностью [108]. Уровень смертности у больных с диабетической вегетативной нейропатией за 6-летний период наблюдения составил 30% и превысил смертность больных СД без вегетативной нейропатии почти в 5 раз [58,61].
При диабете 1-го типа вегетативная нейропатия возникает среднем через 2 года после начала заболевания, в то время при первичной диагностике диабета 2-го типа ее признаки часто уже присутствуют, что объясняется длительной доклинической фазой данного типа диабета [47, 146]. Хотя при диабетической вегетативной нейропатии могут поражаться любые отделы вегетативной нервной системы, функция парасимпатической системы обычно страдает на более раннем этапе и в большей степени, чем функция симпатической системы. Поскольку блуждающий нерв является наиболее длинным вегетативным нервом, его функция может пострадать особенно рано [97,146].
Прогрессирование вегетативной нейропатии происходит, главным образом, при недостаточном уровне контроля метаболизма. Вместе с тем, ее проявления могут подвергаться частичному регрессу на фоне адекватного контроля сахара в крови [30, 147]. Коррекция вегетативных нарушений может существенно повышать качество жизни пациентов.
По доминирующим проявлениям вегетативную нейропатию условно под-разделяютна: кардиоваскулярную, связанную с дисфункцией сердечно-сосудистой систе мы;. гастроинтестинальную, связанную с дисфункцией желудочно-кишечного тракта; урогенитальную, связанную с дисфункцией мочеполовой системы; судомоторную, характеризующуюся преимущественным нарушением потоотделения, играющую важную роль в формировании синдрома диабетической стопы[37].
Дисфункция сердечно-сосудистой системы может проявляться ортоста-г тической гипотензией (падение АД в вертикальном положении более чем на 20 мм рт.ст.), тахикардией покоя, фиксированным пульсом, нарушением физиологических суточных колебаний артериального давления. Развитие ортостатиче-ской гипотензии связано с симпатической денервацией артерий нижних конечностей и брюшной полости. В результате при переходе в вертикальное положение не происходит достаточного повышения сосудистого сопротивлениям Дополнительными причинами гипотензии является отсутствие компенсаторного увеличения сердечного выброса и ударного объема, а также снижение общей массы эритроцитов, вызывающее уменьшение объема циркулирующей крови, которое связано с диабетической нефропатией [17,46].
Применение информационных технологий в лечебно-диагностическом процессе у больных с синдромом диабетической стопы
Эффективным искусственным подходом, направленным на выявление и коррекцию дисфункций организма, в настоящее время является использование автоматизированных систем диагностики, прогнозирования и выбора тактики лечения заболеваний, которые представляют собой комплекс алгоритмов и программ, подготавливающих и обеспечивающих процесс принятия врачебного решения. Целью создания таких систем является облегчение и упорядочение работы с потоками информации для осуществления управления.
Проблема организации сбора, обработки и анализа информации, полученной в результате врачебной деятельности в медицине и здравоохранении, является в настоящее время одной из наиболее актуальных. В работе врача можно выделить 5 этапов: 1. Сбор информации; 2. Обработка информации; 3. Оценка и распознавание (диагностика) состояний организма; 4. Предсказание возможного риска при применении различных методов лечения, и выбор оптимального лечения или профилактических мероприятий; 5. Управление: проведение лечения и профилактических мероприятий, оценка результатов и корректировка воздействий.
Эти процессы требуют проведения быстрого и квалифицированного анализа различной медицинской информации, что возможно только при использовании информационных технологий [16,18].
Современный прогресс компьютерных технологий связан с существенным повышением производительности вычислительных систем при одновременном снижении их стоимости, повышении надежности, уменьшении габаритных размеров. Широкое использование персональных компьютеров позволяет легко выполнять модернизацию программных и аппаратных средств. Все это является достаточно весомым аргументом для массового внедрения спектра имеющихся аппаратных средств, алгоритмической и методологической базы в медицинскую практику.
Основным направлением деятельности в области информатизации медицины является существенное повышение качества оказания медицинской помощи. В связи с этим применение компьютерных систем поддержки лечебно-диагностического процесса должно обеспечивать: — повышение качества, точности и производительности лабораторных исследований; — более успешное и практически безошибочное решение вопросов диагностики, профилактики и лечения; — повышение эффективности использования коечного фонда лечебного учреждения; — оперативный и всесторонний анализ деятельности лечебного учреждения.
Для решения этих задач в техническом плане используются глобальные телеметрические и локальные сети с возможностями интернет-общения, персональные компьютеры с мультимедийными средами с максимально доступными пользовательскими интерфейсами. Это также томокомпьютеры, электро- и эхо-кардиографы, мониторно-компьютерные системы, автоматические капельницы, аппараты искусственного дыхания и другая аппаратура для диагностики и лечения. Наконец, это — микропроцессорные модули, существенно облегчающие разработку любых технических средств медицинского назначения. [7]
Современное программное обеспечение представлено визуальными объектно-ориентированными средами программирования, компьютерными базами данных, электронными таблицами, графическими системами и т.п. средствами, а также построенными на их основе автоматизированными рабочими местами специалистов различного профиля.
Весь процесс внедрения информационных технологий в медицину направлен на создание единого информационного пространства, позволяющего врачам общаться друг с другом, обращаться к архивам и библиотекам медицинских знаний, а также взаимодействовать с функционирующей аппаратурой, непосредственно с рабочего места и в реальном времени.
Среди медицинских информационных технологий особое место занимают задачи управления состоянием организма, к которым относится принятие решений в клинике при лечении больных, управление состоянием организма в биотехнических системах, задачи автоматизированной диагностики и выбора тактики лечения на основе автоматизированных диагностических и лечебных комплексов [5].
Наибольший интерес для практического здравоохранения представляют системы для диагностики и дифференциальной диагностики заболеваний. Это объясняется тем, что медицинская диагностика представляет собой сложный познавательный процесс, который основывается на различных методах исследования и распознавания заболеваний, их тяжести и состояния организма больного с целью выбора и проведения необходимого лечения и эффективных профилактических мероприятий, предотвращающих развитие осложнений или повторных заболеваний.
Результаты клинико-инструментального исследования больных с синдромом диабетической стопы
Сформированное пространство показателей должно адекватно описывать все основные группы доминирующего патогенеза у больных с синдромом диабетической стопы и направления дифференцированной терапии, а именно: - коррекция уровня глюкозы крови; - обеспечение адекватного кровенаполнения при ангиопатической форме синдрома диабетической стопы; - адекватная терапия неврологических нарушений при нейропатической форме; - лечение автономной невропатии. В основу разработки комплекса ведущих признаков для дифференциальной диагностики синдрома диабетической стопы легли показатели клинико— инструментальных обследований. Изучение клинической картины заболевания позволило создать базу данных для работы над математической моделью диагностики больных с синдромом диабетической стопы.
Все больные подвергались клиническому обследованию с анализом жалоб, данных анамнеза, объективных показателей, отражающих состояние больного, жизненно-важных органов и систем организма, с учетом типа, степени тяжести и длительности течения сахарного диабета.
Выявление нарушений чувствительности различных модальностей проводилось с помощью нейропатического набора, включающего: о монофиламент для определения тактильной чувствительности; о «Тип-Терм» для определения температурной чувствительности; « градуированный камертон для определения вибрационной чувствительности; о «Нейротипсы» для определения болевой чувствительности.
Также обязательным являлось определение ахиллова и коленного рефлексов и суставно-мышечной чувствительности.
Наличие моторных проявлений диабетической нейропатии подтверждалось с помощью электрофизиологического обследования на аппарате «ЭНМГ-Микро» производства компании «Нейрософт» г. Иваново путем определения характеристик М-ответа, F-волны, Н-рефлекса, СРВ-моторной и сенсорной при исследовании длинных нервов нижних конечностей.
Выявление автономной нейропатии проводилось на аппарате «ВНС-Спектр» производства компании «Нейрософт» г. Иваново, путём проведения кардиоваскулярных тестов по Ewing.
Обязательным являлось также обследование стоп на наличие явных и скрытых деформаций для исключения нейроартропатии Шарко по данным, рентгенографии стоп в двух проекциях.
Для характеристики компенсации течения сахарного диабета использовался показатель процентного содержания гликозилированного гемоглобина в крови (HbAlc) определяемого на аппарате Elecsys 2010 F.Hofrman-La-Roch (Швейцария).
Выявление сосудистой патологии проводилось путем пальпации пульса периферических артерий стоп, определения уровня сатурации артериальной крови, а также путем ультразвуковой допплерографии периферических артерий в дуплексном и триплексном режиме на аппарате N VISOR С, компании Phillips, Нидерланды. Формирование пространства информативных признаков, используемого при построении математической модели диагностики, представляет собой достаточно сложную задачу. Это связано с тем, что, с одной стороны, размерность признакового пространства необходимо сделать как можно меньше, поскольку при этом сокращается количество требуемых измерений, упрощаются вычисления, формирующие и реализующие решающие правила, повышается статистическая устойчивость результатов распознавания. С другой стороны, сокращение пространства признаков ведёт к росту риска потерь. Поэтому формирование признакового пространства является компромиссной задачей, которую можно разделить на две части; формирование исходного признакового пространства и минимизация размерности этого пространства [48].
В части, касающейся минимизации размерности, существуют формальные методы, алгоритмы и программы. Что же касается исходного пространства, то его формирование пока что основано на опыте, интуиции, а то и везении. Теоретически обоснованные подходы к решению этой задачи в литературе не встречаются.
Кроме того, при формировании пространства признаков в задачах медицинской диагностики необходимо учитывать ряд ограничений: - рассмотрение только тех признаков, относительно которых может быть получена априорная информация, необходимая для описания прогнозируемых состояний (классов) на языке этих признаков; - целесообразность исключения некоторых признаков ввиду их малой информативности; - невозможность количественного определения некоторых признаков; - существование значительной части информации, необходимой для математического описания объекта, в форме нечетких представлений специалистов-врачей.
Учитывая данные ограничения и особенности физического состояния лиц с сахарным диабетом, можно заключить, что построение пространства информативных признаков для оперативной диагностики является весьма трудоемкой задачей [42]. Это связано, прежде всего, с необходимостью выделения таких факторов из общей совокупности признаков, которые бы адекватно смогли описать изменения состояния организма. Очевидно, что выбор наиболее оптимальных признаков, с точки зрения информативности, длительности получения результатов, а также материальных и иных затрат, было бы разумным возложить на специалистов данной предметной области.
Задача формирования рабочего признакового пространства может быть решена на основе реализации одного из подходов к определению группы информативных признаков: рассмотрение всех возможных комбинаций признаков, метод "к" лучших признаков, метод последовательного увеличения или уменьшения группы признаков, метод ветвей и границ, анализ экспертных ранжирований и т.д. [38]. Однако, как показывает практика, наибольший эффект достигается за счет применения комбинированных подходов, сочетающих в себе экспертные и количественные методы оценки признаков.
Основной задачей экспертного оценивания является задача определения значений качественных признаков у объектов [8]. Если задано некоторое число однородных объектов, характеризуемых общим качественным признаком, то на основе сравнения между собой объектов по этому признаку эксперт может выбрать наиболее предпочтительный из них, либо упорядочить объекты по степени проявления признака, либо приписать каждому объекту количественную оценку, выражающую интенсивность проявления рассматриваемого качественного признака у этого объекта.
![Анализ, моделирование и алгоритмизация процесса диагностики вертебрально-базилярной недостаточности на основе инструментальных методов исследования [Электронный ресурс]](/i/i/4465/168237.png "Анализ, моделирование и алгоритмизация процесса диагностики вертебрально-базилярной недостаточности на основе инструментальных методов исследования [Электронный ресурс] Кривцова Людмила Ивановна")
