автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Оценка степени тяжести кровотечения и определений степени операционно-анестезиологического риска у больных с язвенным гастродуоденальным кровотечением с помощью методов математической статистики и экспертного подхода



ОД

и\-1Л ^

^ ^шшстарство здравоохранения российской федерации

российский государственный медицинский университет

На правах рукописи УДК: 616.33:616.342-002.44-089

РАУЗИНА Светлана Евгеньевна

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ КРОВОТЕЧЕНИЯ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОПЕРАДИОННО-АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА У БОЛЬНЫХ С ЯЗВЕННЫМ ГАСТРОДУОДЕНАЛЬНЫМ КРОВОТЕЧЕНИЕМ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ И ЭКСПЕРТНОГО ПОДХОДА (05.13.09 - управление в биологических и медицинских

системах)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Российском государственном медицинском Университете.

Научный руководитель Научные консультанты:

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор медицинских наук, профессор С.А.Гаспарян.

- кандидат медицинских наук, с.н.с. Т.В.Зарубина,

- доктор медицинских наук, профессор В.И.Сидоренко.

- доктор медицинских наук, профессор В.А.Бояджян, доктор медицинских наук Б. А. Кобринский.

- Научно-исследовательский институт урологии, лаборатория медицинской кибернетики

Защита диссертации состоится £3 1996 г. в

_ часов на заседании специализированного Ученого Совета

Российского государственного медицинского Университета (Совет >& К084.14.04) по адресу: г. Москва, ул.Островитянова, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан ^ /х АЯ- 'Г'^ А 1996 г.

Ученый секретарь специализированного Ученого Совета

к.м.н., доцент И.В.Буромский

Актуальность исследования

Одим из самых грозных осложнений язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки является кровотечение (до 16% случаев) (В.И.Петров и соавт.,1987), в связи с которым возникает целый ряд вопросов и проблем, требующих решения: как объективно оценить тяжесть состояния такого больного, как оптимально подобрать тактику его ведения, как предсказать рецидив кровотечения на фоне консервативного медикаментозного лечения, какую при необходимости выполнить операцию, как оценить риск оперативного вмешательства и множество других.

Большинство авторов в понятие степени тяжести кровотечения (СТК) вкладывает лишь оценку объема потерянной больным крови, немногочисленны работы по исследованию изменения состояния отдельных функциональных систем организма в ответ на кровопотерю, и нами совсем не встречено сообщений о комплексной, оценке реакции основных систем гомеостаза больного с язвенным гастродуоденальным кровотечением (ЯГДК).

Не существует в настоящее время единого подхода и общепринятого списка признаков, с помощью которых можно быстро и объективно оценивать степень операционно-анестезиологического риска (ОАР) (Н.А.Кузнецов, Н.И.Голубева-Монаткина, 1990; 1991). Оценка риска производится исследователями лишь по одному критерию: выжил или умер больной после оперативного вмешательства. Сообщений о прогнозировании тяжести ближайших послеоперационных осложнений, подборе объема и характера операции в зависимости

от степени ОАР, попытках учета состояния основных физиологических систем организма больного непосредственно перед операцией нами не встречено.

Важной, пока еще не разрешенной, с нашей точки зрения, остается проблема объективизации исследования, использования для этого математических методов и ЭВМ. Подходы как к определению степени тяжести кровотечения, так и к оценке степени ОАР достаточно субъективны, в основном это балльный подход, основанный на опыте и квалификации врача, анализ Вальда, Гублера. Эффективность работы приведенных авторами алгоритмов или не превышает 70 %, или не сообщается.

В доступной литературе мы не встретили примеров использования экспертных систем для определения степени оиерационно-анестезиологического риска в абдоминальной патологии.

Цель и задачи исследования:

Целью настоящей работы явилась разработка решающих правил оценки степени тяжести кровотечения и определения степени операционно-анестезиологического риска с помощью математических методов и экспертного подхода для оптимизации лечебно-диагностической тактики при язвенных гастро-дуоденальных кровотечениях.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1.Определение перечня клинико-инструментальных признаков, необходимого и достаточного для выделения групп больных с различной степенью тяжести кровотечения.

2. Разработка решающих правил для определения степени тяжести кровотечения с помощью дискриминантного анализа.

3. Выделение набора признаков и разработка решающих правил для определения тяжести осложнений в ближайшем послеоперационном периоде у больных с язвенным гастро-дуоденальным кровотечением.

4. Разработка продукционных правил, создание базы знаний и построение экспертной системы консультирующего типа для определения степени операционно-анестезиолоптческого риска у больных с язвенным гастродуоденальным кровотечением на основе оболочки дедуктивного типа.

Научяая новизна

Обоснован набор признаков для объективной оценки степени тяжести кровотечения у больных с ЯГДК. При определении набора исследовались не только параметры, определяющие величину кровопотери, но и параметры, характеризующие реакцию основных систем гомеостаза больного с ЯГДК.

Разработано решающее правило для определения степени тяжести кровотечения у вновь поступающих больных с помощью методов математической статистики.

Разработаны продукционные правила, создана база знаний, па основе которой построена экспертная система (ЭС) консультирующего типа для оценки операционно-анестезиологического риска у больных с ЯГДК.

Практическая значимость

Построенное решающее правило дает возможность быстро и объективно определять степень тяжести кровотечения у больного с

ЯГДК, что важно для оптимального подбора индивидуальной терапии, решения вопроса о выборе сроков и характера оперативного вмешательства, оценке операционно-анестезиологи-ческого риска. Набор признаков, вошедших в формулу, доступен любой многопрофильной больнице и заключение о СТК выдается сразу же при вводе величин параметров в компьютер или программируемы!! калькулятор.

Разработанная ЭС по оценке ОАР может быть использована в качестве консультанта дежурному врачу-реаниматологу для поддержки принятия решения.

Апробация работы. Результаты работы доложены:

1. На совместной научно-практической конференции кафедры госпитальной хирургии N 2 лечебного факультета и лаборатории гастроэнтерологии РГМУ. Москва, 1994 г.

2. На совместной научной конференции кафедры медицинской и биологической кибернетики, лаборатории по разработке медицинских информационных систем и сектора проектирования, медико-технологических систем РГМУ. Москва, 1994 г.

3. На международном форуме "Стратегия здоровья: интеллекту -льное обеспечение медицины". Крым, Гурзуф, 1994 г.

4. На пленуме проблемной комиссии по неотложной хирургии. Ярославль, 1994 г.

5. На всероссийской научно-практической конференции "Информатизация здравоохранения России". Ижевск, 1995 г.

Внедрение

Разработанное решающее правило для определения степени тяжести кровотечения и консультирующая экспертная система по

оценке степени операционно-анестезиологического риска у больных с ЯГДК внедрены в лечебную работу клиники кафедры госпитальной хирургии №2 РГМУ на базе 31 ГКБ. Публикации

По представленной теме опубликовано б печатных работ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, указателя литературы и приложений. Работа изложена на 115 страницах, иллюстрирована 10 таблицами, 3 рисунками и 2 приложениям!. Указатель литературы включает 124 источника, из них отечественных - 96, иностранных - 28.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, показаны цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

Обзор литературы состоит из 3-х разделов: в первом проводится анализ разработанных систем оценки степени тяжести кровотечения; во втором подробно анализируются работы, посвященные определению степени операционно-анестезцологи-ческого риска (ОАР) у больных с кровотечением из желудочно-кишечного тракта; в третьем разделе изложены основные требования к экспертным системам (ЭС) и приведены сведения об ЭС в области абдоминальной патологии.

В главе Материалы и методы говорится о том, что для решения первых двух задач был проведен ретроспективный анализ 131 историй болезни пациентов с ЯГДК, находившихся на лечении

в клинике кафедры госпитальной хирургии №2 РГМУ (зав. каф. -профессор, член-корр. РАМН Ю.М.Панцырев) на базе 31 ГКБ г.Москвы в 1986-1993 гг. При поступлении все больные были обследованы по единому плану и велись в соответствии с принятой в клинике активно-индивидуализированной тактикой.

В главе приводятся списки парметров, исследуемых при определении степени тяжести кровотечения и прогнозировании осложнений в ближайшем послеоперащюнном периоде, перечисляются статистические методы исследования.

Консультирующая экспертная система для определения степени операционно-анестезиологического риска была создана на базе оболочки дедуктивного типа, использующей для представления знаний правила продукции. Необходимый объем памяти для оболочки системы - 90 Кб, для базы знаний - 11 Кб. Экспертами для наполнения базы знаний явились ведущие сотрудники кафедры и врачи больницы. Работа системы с пользователем не требует специальной подготовки и производится в форме вопрос-ответ. При получении рабочего прототипа экспертной системы по оценке ОАР было проанализировано в проспективном исследовании 56 заключений экспертов, врачей реанимационного отделения, а также самой ЭС.

Первый раздел главы результатов посвящен построению решающего правила определения степени тяжести кровотечения (СТК) у больных с ЯГДК с помощью методов математической статистики.

При решении этой задачи использовалось 111 наблюдений (за одно наблюдение принимались цифровые величины всех

параметров для одного пациента). В исследование включались только те данные, которые были получены до начала проведения лечебных мероприятий, т.е. исходные данные больного. В набор параметров вошли: паспортные данные; данные анамнеза; клинические показатели; лабораторные параметры, характеризующие состояние основных физиологических систем больного с кровотечением (волемические и гемоконцентрационные, параметры гемостаза, центральной гемодинамики, кислотно-щелочного состояния, системы выделения, гепатоби лиариой системы, сахар крови). Всего 41 параметр.

С целью получения обучающей выборки при построении решающего правила для оценки СТК был выбран математический метод кластерного анализа. Проанализировав результаты многих вариантов кластеризации, мы остановились на наиболее, с нашей точки зрения, разумном - делении на 3 класса, которое практически соответствовало клиническому делению этих больных с помощью эксперта на 3 степени тяжести кровотечения (тяжелая, средняя, легкая). Именно 3-х степенная градация больных с ЯГДК по степени тяжести кровотечения является наиболее распространенной в клинической практике.

Таким образом, обучающие выборки для построения решающего правила составили 3 группы больных: с тяжелой СТК - 1 группа (39 больных), со средней - 2 груш ¡а (42 б-х) и с легкой степенью тяжести - 3 группа (30 б-х).

Для построения качественного решающего правила, исходя из количества наблюдений,было необходимо осуществить минимизацию числа переменных. Для этого использовался

корреляционный анализ. Из дальнейшего рассмотрения исключалась та из пары коррелируемых переменных (с уровнем значимости р < 0.05), которая была менее важной с клинической точки зрения при данной патологии, или определение которой было более технически сложно при исследовании.

Следующим этапом работы явилась процедура заполнения пропусков. При работе с историями болезни встреча с пропусками неминуема. Используемый нами статистический пакет исключает из обработки тех больных, у которых имеется пропущенное значение хотя бы одного из параметров. Пропуски заполнялись средними значениями переменных, определенными для каждой из 3-х групп отдельно. Те переменные, пропущенные значения которых составили более 40% от общего количества, из дальнейшего исследования исключались.

После проведения этих процедур было оставлено 25 переменных: 1) возраст; 2) пол; 3) состояние сознания (из анамнеза);

4) характер рвотных масс (качественная характеристика);

5) окраска кожных покровов (на момент поступления); 6) содержимое, полученное при зондировании желудка; 7) данные ректального исследования; 8) длительность кровотечения в часах от момента возникновения признаков кровотечения; 9) гемоглобин; 10) эритроциты; 11) гематокрит; 12) дефицит объема циркулирующей крови; 13) дефицит глобулярного объема; 14) дефицит циркулирующего гемоглобина; 15) время свертывания крови; 16)фибриноген; 17) частота сердечных сокращений; 18) артериальное давление систолическое; 19) артериальное давление диастолическое; 20) центральное венозное давление;

21) рН; 22) дефицит буферных оснований; 23) напряжение углекислого газа капиллярной крови; 24) мочевина и 25) сахар крови.

Работа по построению решающего правила проводилась с учетом следующих условий:

1. Отбор в дискриминантную функцию (ДФ) переменных, имеющих наибольший клинический и физиологический смысл.

2. Наличие в наборе переменных, входящих в ДФ, минимального количества качественных параметров.

3. Наличие в наборе переменных, входящих в ДФ, минимального количества коррелируемых параметров.

4. Отбор в ДФ переменных, имеющих максимальную простоту и доступность при получении их значения.

Проверив более 100 различных комбинаций переменных, мы выбрали ту, которая имела наилучшие характеристики (максимальный процент верных отнесений, минимальное значение Х-статистики Уилкса, линейный характер ДФ) при наименьшем количестве переменных (табл. 1). Исключение или включение в эту комбинацию хотя бы одной переменной значимо ухудшало характеристики дискриминантной функции. С другими наборами параметров таких резких изменений не происходило. Следует отмстить, что характеристики ДФ, построенной на наборе переменных, значимо различных между группами (по критериям Стьюдента, Вилкоксона), были не лучше, и этот набор включал большее число признаков.

Из таблицы видно, что характеристики ДФ вполне удовлетворительны. Из 1-й группы было неверно отнесено к группе со средней степенью тяжести кровотечения двое больных;

из 2-й группы лишь один был неверно отнесен к классу с тяжелой СТК; из 3 группы одно неверное отнесение вошло во 2 группу.

Таблица 1. Характеристики ДФ для оценки степени тяжести кровотечения у больных с ЯГДК

Группа больных 1 тяжелая степень тяжести кровотечения 2 средняя степень тяжести кровотечения 3 легкая степень тяжести кровотечения

Общее количество больных 39 42 30

Кол-во правильно отнесенных больных, % отнесения 37 (95%) 41 (98%) 29 (97%)

Характер функции - линейный, ^.-статистика Уилкса равна 0.0829.

В выбранную нами формулу вошло 10 признаков: 1) возраст больного; 2) данные ректального исследования; 3) дефицит циркулирующего гемоглобина; 4) дефицит глобулярного объема; 5) время свертывания крови; 6) диастолическое давление; 7) центральное венозное давление; 8) дефицит буферных оснований; 9) напряжение углекислого газа капиллярной крови; 10) содержание фибриногена в плазме крови.

Из вышеперечисленных параметров только признак, отражающий данные ректального исследования (Рект), является качественным. Рект равен 1, если окраска кала нормальная, Рект=2, если на перчатке черный оформленный кал, Рект = 3 при черном кашицеобразном, Рект = 4 при черном жидком кале (мелена), Рект- 5 при наличии мелены с примесью свежей крови.

и

Общий вид дискриминантных функций выглядит следующим образом:

осО + а!*Х1 + а2*Х2 + ... + а10*Х10 ;

22 = (30 + |31*Х1 + р2*Х2 + ... + р10*Х10 ;

23 = уО + у1*Х1 + у2*Х2 + ... + уЮ*Х10 ,

где аО, рО, уО - константы; а1,..., аЮ, [31, ..., (310, у 1,___, у10 -

коэффициенты ДФ; XI, Х2, ..., Х10 - значения параметров исследуемого больного. Если из расчитанных величин 7.1, 72, 73 максимальной является 7Л, то больной относится к группе с кровотечением тяжелой степени тяжести, если максимальной является XI, то - к средней, а если Z3, - к легкой.

Полученное решающее правило было проверено с помощью метода скользящего экзамена: из каждой группы пациентов поочередно исключался один больной, и дискриминантная функция строилась без учета его показателей. Затем во вновь полученную дискриминантную функцию подставлялись данные "исключенного" больного и проверялось соответствие его отнесения к той или иной степени тяжести кровотечения. Подобная процедура проводилась с данными каждого из больных, находящимися в базе данных. Результаты скользящего экзамена приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы, при ошибочном отнесении больной включался не в противоположный по степени тяжести класс, а в пограничную группу. Данные скользящего экзамена свидетельствуют об удовлетворительном качестве полученного решающего правила.

Таблица 2. Результаты проведения скользящего экзамена при проверке решающего правила для оценки СТК

Степень тяжести кровотечения Кол-во больных Кол-во правильно отнесенных больных, % верных отнесений Кол-во ошибочно отнесенных больных, % ошибочн. отнесений В какой класс включается больной при неверном отнесении

Тяжелая (1) 39 37 (94.9%) 2 (5.1%) Оба во 2-й

Средняя (2) 42 40 (95.2%) 2 (4.8%) Один в 1-й, другой в 3-й

Легкая (3) 30 28 (93.3%) 2 (6.7%) Оба во 2-й

Построение решающего правила для оценки степени тяжести кровотечения реализовано в виде отдельного программного модуля (в среде TURBO PASCAL), но алгоритм вычисления достаточно прост и расчет может быть осуществлен с помощью карманного калькулятора или вручную.

Хотелось бы отметить, что исходно мы включили в исследование все встреченные в работах разных авторов и доступные данной клинике параметры - всего 41. В результате проделанной работы из них было выделено 10. При сравнении набора параметров, традиционно используемого в клинической практике, и полученного нами, видно, что они пересекаются. Аналогично клинической оценке, опирающейся на врачебный

опыт, с помощью точных математических методов выделены признаки, определяющие величину кровопотери (дефициты глобулярного объема и циркулирующего гемоглобина, данные ректального исследования). Однако, как оказалось, для объективной оценки степени тяжести кровотечения важны не только параметры, определяющие величину кровопотери, но и параметры, характеризующие реакцию организма на эту кровопотерю (диастолическое и центральное венозное давление, время свертывания, дефицит буферных оснований, напряжение углекислого газа, содержание фибриногена в плазме крови).

Оценка реакции организма на кровопотерю встречается у многих авторов, но, как правило, она ограничивается либо оценкой таких параметров, как частота пульса, артериальное давление, внешний вид больного, либо односторонней оценкой какой-либо из физиологических систем организма.

Попытка комплексно оценить тяжесть состояния больного с язвенным гастродуоденальным кровотечением нами встречена в работе Абу-Обейда (1989). Часть из полученного нами конечного набора признаков для определения степени тяжести кровотечения пересекается с данными этого автора (возраст больного, данные ректального исследования, артериальное давление, дефицит глобулярного объема). Но эффективность работы приведенного автором алгоритма оценить сложно, очень трудоемок процесс построения заключения, да и решепие задач с помощью последовательного анализа Вальда, Гублера имеет ряд недостатков, главными из которых являются допущение о независимости параметров и

предварительное разбиение всех количественных параметров на интервалы, что уменьшает объективность исследования.

Таким образом, в настоящей работе было построено решающее правило для оценки степени тяжести кровотечения у больных с ЯГДК. Набор признаков, вошедших в дискриминант-ную функцию, доступен любой городской больнице и может быть получен достаточно быстро при поступлении больного в стационар. Заключение о степени тяжести кровотечения выдается сразу же при вводе величин параметров в компьютер или программируемый калькулятор.

Второй раздел главы результатов посвящен определению тяжести осложнений в ближайшем послеоперационном периоде у больных с ЯГДК. В клинической практике до сих пор нет подходов к прогнозированию тяжести этих осложнений. Перед операцией принято выделять лишь степень операдионно-анесггезиологаческого риска (ОАР) (где под степенью риска подразумевается вероятность летального исхода). Степень ОАР выставляется по сумме баллов, полученных при оценке 6 факторов риска (возраст, степень тяжести кровопотери, категория операции, объем операции, основная патология, сопутствующая патология). Опытный врач, выставляя степень ОАР, прогнозирует не только процент легального исхода, но и пытается определить объем и характер оперативного вмешательства, качество предоперационной подготовки, метод обезболивания, а также оценить, как будет протекать течение послеоперационного периода, какого характера могут быть у данного больного осложнения. Чем опытнее и квалифицированнее специалист, тем точнее он это делает, но тем

труднее явно описать, чем он руководствуется в своих рассуждениях.

Большой поддержкой в принятии решения хирургу и анестезиологу была бы возможность определения не только вероятности летального исхода, но получение в явном виде объективного правила для оценки тяжести осложнений в ближайшем послеоперационном периоде в зависимости от объема, срочности хирургического вмешательства. На наш взгляд, инструментальным средством для построения такого алгоритма могут служить методы многомерной статистики.

Тяжесть ранних послеоперационных осложнений можно рассматривать с различным уровнем подробности. При подробном разбиении обучающая выборка для построения решающего правила оценки тяжести этих осложнений в зависимости от объема (прошивание кровоточащего сосуда, иссечение кровоточащей язвы; органосберегающие операции с ваготомией; субтотальная или высокая резекция желудка) и срочности (экстренная; срочная) хирургического вмешательства должна состоять из большого числа групп, что требует огромного количества наблюдений. Мы располагали историями болезни, начиная с 1986 г., когда в клинике была принята единая тактика ведения больных с ЯГДК. Полученный материал (115 историй болезни) позволил подойти к решаемой проблеме с недостаточным уровнем подробности.

С помощью экспертов были определены лишь 3 градации тяжести послеоперационных осложнений:

1. Послеоперационные осложнения отсутствуют.

2. Осложнения функционального/органического характера легкой степени выраженности, полностью разрешающиеся в процессе лечения.

3. Тяжелые, угрожающие жизни осложнения и летальные исходы.

Логичнее было бы выделить летальные исходы в отдельную группу, но из-за недостаточного количества наблюдений пациентов с тяжелыми осложнениями и летальными исходами мы были вынуждены прибегнуть к объединению.

Таким образом, обучающая выборка для построения решающего правила оценки тяжести ближайших послеоперационных осложнений включала 3 группы больных: в первую группу вошел 71 пациент, во вторую - 23, в третью группу - 21 больной.

Ниже приведены примеры заключений о течении ближайшего послеоперационного периода. Для пациентов, вошедших в 1 группу: послеоперационный период протекал гладко, без осложнений. Для больных 2 группы: гастросгаз легкой или средней степени без выраженных водно-электролитных нарушений; нагноение послеоперационной раны; частичная эвентрация без признаков внутри-брюшинных осложнений (перитонит, кишечная непроходимость); бронхопневмония, ограниченная несколькими сегментами одного из легких без признаков дыхательной недостаточности; приступ тахиаритмии без признаков сердечной недостаточности и быстро купирующийся медикаментозными средствами. Для больных 3 группы: несостоятельность швов гастроэнтероанастомоза или пи лор оп ластики; гастростаз тяжелой степени органической природы (выраженный анастомозит) с тяжелыми водно-

электролитными растройствами; инфаркт миокарда; тромбоэмболия; двусторонняя плевропневмония.

Хотелось бы подчеркнуть, что в исследование, помимо ряда паспортных и клинических данных, оценки сопутствующей патолопот, степени тяжести кровотечения, категории и объема операции, включался срез параметров, характеризующих основные физиологические системы организма больного непосредственно перед операцией. Всего 38 параметров.

Из всего многообразия комбинаций, учитывающих корреляционные связи, значимые различия переменных между группами, мы выделили набор параметров, имеющих наилучшие характеристики нелинейной дискриминантной функции при наименьшем количестве переменных: возраст, гемоглобин, фибриноген, частота сердечных сокращений, систолическое артериальное давление, напряжение кислорода капиллярной крови, сахар крови, сопутствующая патология сердечно-сосудистой системы, соп. пат. легких, характер операции, категория операции, степень тяжести кровотечения (всего 12). Попытки построить линейную дискриминантную функцию положительного результата не дали (отнесения к каждой группе были не более 70%). Полученная дискриминантная функция была проверена с помощью скользящего экзамена, результаты которого показали, что качество дискриминантной функции неудовлетворительно.

Мы сочли необходимым привести в работе результат с неудовлетворительным разделением и подробно описали процесс исследования, поскольку считаем перспективным подход к решаемой проблеме с помощью методов многомерного

статистического анализа и включением в исследование среза физиологических параметров больного непосредственно перед операцией. Отрицательный результат можно объяснить несколькими причинами: тем, что в обработку для получения решающего правша не вошли те переменные, которые могли значимо различать разные группы больных. Эти параметры либо были исключены во время предварительной статистической обработки в результате большого количества пропусков в историях болезни, либо вообще были недоступны для данной клиники. Другая причина может быть связана с тем, что для решения данной задачи необходимо большее количество данных.

Целью построения экспертной системы (ЭС), о которой рассказывается в третьем разделе главы результатов, явилась попытка решить задачу определения операционно-анестезиологического риска, не потерять накопленные в клинике опыт и знания, использовать имеющиеся наработки.

Степень ОАР - это величина, принимающая значения от 1 до 6. Более высокие значения степени ОАР соответствуют большему риску планирующегося оперативного вмешательства (большей вероятности летального исхода). Операции на брюшной полости при язвенных гастродуоденальных кровотечениях в силу своей сложности предполагают степень операционного риска не менее 3-х. Степень ОАР устанавливается врачом-анестезиологом непосредственно перед операцией.

Нами был определен минимальный перечень показателей, используемых экспертами для определения степени ОАР (RISK). Это - возраст (AGE), степень тяжести кровотечения (SEV),

характер ц тяжесть сопутствующей патологии (PAT), срочность оперативного вмешательства (CATEGORY). Использовалась следующая градация параметров:

1.SEV - степень тяжести кровотечения (легкая - 1, средняя - 2, тяжелая - 3).

2.CATEGORY - категория операции (срочная - 1, экстренная - 2).

3.AGE - возраст больного (молодой - <50, средний - 51-60, пожилой - 61-70, старческий - >70).

4.PAT - тяжесть сопутствующей патологии (отсутствует - 0, заболевания функционального характера и оргатгческие заболевания внутренних органов с функциональным нарушениями - 1, органические заболевания внутренних органов со стойкими нарушениями их функций - 2, органические заболевания внутренних органов с декомпенсацией их функции - 3).

Наибольшую сложность представляет получение переменной SEV. Все остальные переменные определяются однозначно. Значение переменной SEV может быть получено сразу при ответе на вопрос "Какова степень тяжести кровотечения?", если врач достаточно опытен и тяжесть состояния больного не вызывает сомнения. Для ситуаций, где врач не может дать немедленного заключения о степени тяжести кровотечения, экспертами были выделены переменные, от которых зависит значение SEV и определены их клинические градации:

1. SAP - систолическое артериальное давление ( >110 мм.рт.ст. - 1, 80-110-2, <80-3).

2.НВ - концентрация гемоглобина в крови ( >100 g/1 - 1, 80-100 -2, <80 - 3).

3.HR - частота сердечных сокращений ( <100 - 1, 100-120 - 2, > 120 - 3).

4.DEF - дефицит циркулирующего объема крови ( <10 % - 1, 10-20 - 2, >20-3).

9. INT - интенсивность кровотечения (кровотечение интенсивно - у, нет - п).

10. CONSC - оценка состояния сознания (не нарушалось - п, спутанное - i, были случаи потери сознания - и).

И. VOMIT - случаи обильной или многократной рвоты или мелены (да - у, нет - п).

Перечисленные параметры в обязательном порядке исследуются у больных с ЯГДК, и их получение не представляет сложности.

Сочетания интервалов переменных SAP, НВ, HR, DEF, ШТ были представлены экспертам-клшпщистам, для всех возможных ситуаций определена степень тяжести кровотечения и, в зависимости от нее, - операционно анестезиологический риск.

Были составлены правила продукции, на основе которых сформирована и внесена в компьютер база знаний экспертной системы, а также сформулированы вопросы для последовательного определения степени О АР.

Система работает следующим образом. После включения, загрузки оболочки системы, загрузки базы знаний системы по порядку задаются вопросы. Пользователь должен ввести либо ответ, либо "не знаю", в этом случае задаются дополнительные вопросы. Когда ответ "не знаю" не допускается, об этом

сообщается в тексте вопроса. Результатом работы ЭС является заключение о степени ОЛР (от 3 до б).

Для получения рабочего прототипа ЭС но оценке степени ОАР было необходимо проведение ее клинических испытаний. С этой целью было проанализировано 56 заключений о степени ОАР, которые давались непосредственно перед операцией экспертами, участвовавшими в разработке данной ЭС, и врачами реанимационного отделения. Также анализировались заключения самой экспертной системы по этим же больным. Нами наблюдалось течение послеоперационного периода у данных пациентов и проводилось сопоставление заключений (табл. 3).

Таблица 3. Результаты сопоставления заключений экспертов, врачей отделения реанимации и экспертной системы с течением послеоперационного периода и исходом

Количество заключений Течение послеоперационного периода и исход (% верных заключений )

Эксперт 22 90%

Экспертная система 22 85%

Врач отделения реанимации 34 60%

Экспертная система 34 83%

Из результатов проведенных клинических испытаний следует, что рабочий прототип экспертной системы для определения степени операционно-анестезиологического риска дает правильные заключения в 85% случаев, сам эксперт не ошибается в 90%, а врач и ординатор - в 60% случаев. Таким образом, можно

сказать, что ЭС работает на уровне эксперта высокого класса и превосходит по качеству заключений врача и ординатора реанимационного отделения.

Хотелось бы отметить, что при работе с экспертной системой начинающему врачу и ординатору не следует отвечать на вопрос о степени тяжести кровотечения сразу, а желательно предоставить эту возможность экспертной системе, которая, задавая дополнительные вопросы, оценит степень тяжести на уровне эксперта и даст более точное заключение о степени ОАР.

Т.о. данную ЭС мы рекомендуем как консультанта дежурному врачу-реаниматологу при выборе решения.

ВЫВОДЫ

1. На основании кластерного анализа обосновано разделение больных на 3 степени тяжести кровотечения: тяжелая, средняя, легкая.

2. Для оценки степени тяжести кровотечения на основе статистической обработки клинического материала обоснован набор из 10 признаков, включающий как параметры, характеризующие величину кровопотери (дефициты циркулирующего и глобулярного объемов, данные ректального исследования), так и параметры, характеризующие реакцию основных систем гомеостаза больного в ответ на нее (диастолическое, центральное венозное давления, дефицит буферных оснований, напряжение углекислого газа крови, время свертывания, содержание фибриногена в плазме крови), а также возраст больного.

3. На данном наборе признаков с помощью дискриминантного анализа построено решающее правило, позволяющее относить

вновь поступающего больного к одной из 3-х степеней тяжести кровотечения со степенью уверенности 93%.

4. На основе выделенных экспертами клинических признаков были разработаны продукционные правила, создана база знаний и построена экспертная система консультирующего типа для определения степени операционно-анестезиологического риска. Данная экспертная система позволяет давать заключения с точностью до 85%.

5. Предложен методический подход для построения правила оценки тяжести осложнений в ближайшем послеоперационном периоде с помощью методов многомерного статистического анализа. На имеющемся клиническом материале и очерченном нами наборе признаков, включающем волемические показатели, показатели гемостаза, центральной гемодинамики, газы крови, содержание сахара крови, возраст, степень тяжести кровотечения, оценку сопутствующей патологии, срочность и объем операции разработать решающего правила с удовлетворительным качеством разделения не удалось.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ.

1. Опыт и перспективы внедрения мониторно-компьютерной технологии в отделении реанимации гастроэнтерологического профиля // Сб. тез. докладов Второго Всес. симпозиума "Медицинские микрокомпьютерные системы".- Ростов-на-Дону, 1991.- С. 15-16. (Соавт. - Т.В.Зарубина., О.В.Гуртовая).

2. Оценка степени тяжести кровотечения и определение степени операционно-анестезиологического риска у больных с язвенным гастродуоденальным кровотечением// Стратегия здоровья:

Интеллектуальное обеспечение медицины: Тезисы докладов. -Крым, Гурзуф, 1994. - С.74-76. (Соавт. - И.В.Житарева, Е.Д.Федоров, В.И.Сидоренко, Т.В.Зарубина).

3. Оценка степени тяжести кровотечения с помощью дискрими-нантного анализа у больных с язвенным гастродуоденальным кровотечением// Проблемы клинической медицины. Труды, т.2 -Москва, 1994, С. 140-141. (Соавт. - В.И.Сидоренко, Т.В.Зарубина, Е.Д.Федоров, И.В.Житарева).

4. Значение неотложной эндоскопии при острых язвенных желудочно-кишечных кровотечениях//Сб.научн.труд. Пленума проблемной комиссии по неотложной хирургии. - Ярославль, 1994, С. 56-59 (Соавт.-Ю.М.Панцырев, В. И.Сидоренко, Е.Д.Федоров, С.Ю.Орлов).

5. Использование экспертной системы для оценки операционно-анестезиологического риска у больных с язвенным гастродуоденальным кровотечением // Всероссийская научно практич. конференция "Информатизация здравоохранения России". Ижевск, 1995. - С.316-319. (Соавт. - И.В.Житарева).

6. Оценка тяжести состояния больного с язвенным гастродуоденальным кровотечением с помощью дискрнминантного анализа (Соавт. -В.И.Сидоренко, Т.В.Зарубина, Е.Д.Федоров, И.В.Жита-реза). Принята в печать в ж."Хирургия" в 1994 г.