автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Автоматизированный контроль и управление патогенетической терапией больных с синдромом бронхиальной обструкции с использованием метода компьютерной дермографии

'ГБ ОД

* о

| о ! ."?,'/! На правах рукописи

УДК 681.3:616.24-008.4

НИКОЛАИДИ Елена Николаевна

Автоматизированный контроль и управление патогенетической терапией больных с синдромом бронхиальной обструкции с использованием метода компьютерной дермографии.

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: доктор медицинских наук, профессор А. Г. УСТИНОВ

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Б. А. КОБРИНСКИЙ доктор медицинских наук, профессор А. Р. ТАТАРСКИЙ

Ведущая организация: Московская Медицинская Академия им. И.М.Сеченова.

Защита состоится "_"_ 1996 г. в "_" час.

на заседании диссертационного Совета Российского Государственного медицинского университета (Совет N К 084.14.04 ) по адресу: Москва, ул. Островитянова, д.1.

С диссертациенй можно ознакомиться в библиотеке Российского Государственного медицинского университета.

Автореферат разослан "_"_ 1996 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета N К 084.14.04 кандидат медицинских наук,

доцент И.В.Буромский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

По основным критериям социальной значимости: распространенности, инвалидизации и смертности хронические неспецифические заболевания легких (ХНЗЛ) занимают одно из ведущих мест [Н.А.Ардаматский, 1988; В.ПСильвестров, Г.Б.Федосеев, О.В.Александров, 1990]. Их распространенность по разным данным колеблется от 3 до 8% [Н.Р.Палеев, В.А.Ильченко, 1990 ;А.Г.Чучалин, 1994].

Одним из основных проявлений ХНЗЛ является бронхообструктив-ный синдром, прогрессирование которого определяет прогноз заболевания [В.П.Сильвестров,1991 ]. Большое число бронхорасширяюпщх препаратов с различными механизмами действия ставит врача перед нелегким выбором наиболее рационального медикамента. При выборе препарата врачом учитывается обширная информация как о пациенте: сопутствующие заболевания, индивидуальная непереносимость лекарственных средств [Ю.Б.Белоусов, 1994 ], так и фармакологического плана: совместимость различных медикаментов, противопоказания, оптимальные дозы, способы введения и т.д.. В последнее время анализ информации такого рода, с целью решения задачи выбора терапевтического воздействия, связывают с внедрением в практическую медицину автоматизированных систем поддержки врачебных решений (АСПВР) [А.Г.Устинов с соавт., 1994].

В основе выбора лекарственного средства лежит распознавание ведущего патогенетического механизма развития заболевания у данного больного. Патогенез бронхиальной обструкции включает в себя несколько таких механизмов: воспалительный отек слизистой оболочки бронхов, изменение реологических свойств мокроты и нарушение ее эвакуации, дисбаланс симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС) с развитием бронхоспазма [Г.Б. Федосеев,1988; А.Г.Чучалин,1994; А-ТаМеггейеМ, 1987].

Метод "Компьютерная дермография" (КД), созданный в Приморском медицинском ИВЦ г. Владивостока [Г.А.Шабанов и соавт., 1984; 1985], позволяет оценить тонус ВНС. Именно эта возможность метода КД обусловила выбор его нами в качестве метода исследования ведущего механизма нарушения нейровегетативной регуляции в бронхах.

Цель работы.

Исследовать состояние адрено- и холинорецепторов бронхов у больных с синдромом бронхиальной обструкции с помощью метода КД и использовать полученную информацию для автоматизированного контроля и управления патогенетической терапией.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи:

1. Оценка состояния рецепторного аппарата бронхов у больных с бронхообструктивной патологией с использованием метода КД;

2. Оценка влияния бронхорасширяющей терапии на состояние рецепторного аппарата бронхов с использованием метода КД;

3. Алгоритмизация терапевтических назначений для больных с бронхообструктивной патологией;

4. Разработка информационного и алгоритмического обеспечения автоматизированной поддержки заключений врача по оценке настоящего состояния и его динамики.

Научная новизна.

- с помощью метода КД выявлен характер изменений в состоянии локального тонуса адренергических и холинергических рецепторов бронхов в зависимости от преобладающего механизма развития бронхиальной обструкции (бронхоспазма, обострения воспалительного процесса в бронхах, хронических бронхосклеротических изменений) и определена реакция рецепторного аппарата бронхов на бронхорасширяющую терапию;

- разработано информационное и алгоритмическое обеспечение автоматизированной системы поддержки врачебных решений для ведения пациентов с бронхиальной обструкцией, позволяющее оценить тяжесть текущего состояния пациента и его динамику;

разработано алгоритмическое обеспечение для компьютеризированной поддержки терапевтических решений врача при ведении больных указанного профиля.

Практическая значимость работы.

Созданное информационное и алгоритмическое обеспечение позволяет осуществить интеллектуальную поддержку формирования врачом заключений о тяжести настоящего состояния пациента и его динамики, рекомендовать подробный план терапии и дополнительных методов обследования. Включение анализа данных КД-исследований в состав алгоритмического обеспечения системы позволило оценить

вегетативный статус пациента, обосновать выбор препарата для проведения фармакологических проб и получить дополнительные рекомендации по составлению плана терапевтических мероприятий.

Бнедрение результатов.

Разработанная система внедрена во 2-ом терапевтическом отделении 79-ой больницы г.Москвы.

Апробация диссертации и публикации.

По теме диссертации опубликовано 2 работы. Материалы и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на научных семинарах кафедры медицинской и биологической кибернетики РГМУ совместно с ПНИЛ по разработке медицинских информационных систем РГМУ в 1994 и 1995 годах, на Всероссийской научно-практической конференции "Информатизация

здравоохранения России" (г.Ижевск, 1995).

Структура работы.

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена па 119 страницах, иллюстрирована 18 рисунками и 10 таблицами. Список литературы включает 114 работ отечественных и 30 работ иностранных авторов.

Материалы и методы, используемые в работе.

Исследования проводились по следующей методике: 1-е обследование (исследование методом КД и определение показателей функции внешнего дыхания) в первые 3 дня после поступления больного в отделение. Повторное обследование через неделю. Пациентам с признаками бронхиальной обструкции проводились фармакологические пробы с холшголитиком (Атровент) или симпатомиметиком (Сальбутамол).

В качестве показателя, отражающего бронхиальную проходимость, оценивался объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1). Реакция на фармакологический препарат оценивалась по коэффициенту литического действия (КЛД). Проба считалась положительной при КЛД > 17%.

В работе представлены результаты обследования 176 человек.

По данным лабораторных исследований и исследования функции внешнего дыхания пациенты были разделены на следующие группы:

1-я (25 человек) - есть объективные признаки бронхиальной обструкции (БО) (ОФВ1< 75%) и выявлены лабораторные признаки

острофазовой реакции (ОФР) (лейкоцитоз, повышенное СОЭ, СРБ и т.д.)

2-я группа (63 человека) - есть БО, нет признаков ОФР.

3-я группа (45 человек) - пет признаков БО и ОФР.

38 пациентов с нарушениями бронхиальной проходимости составили референтную выборку для проверки выдвинутых в ходе исследований предположений о характере изменений КД-параметров в зависимости от ведущего механизма развития бронхиальной обструкции.

Оценка состояния ВНС пациентов производилась с помощью пакета прикладных программ "Компьютерная дермография".

Показатели КД-исследования (в усл.ед.), анализируемые в работе: параметр ADR/CHOL, отражающий напряжение механизмов адаптации; параметры, описывающие общий тонус адренергических (ТА) и холинергических (ТХ) рецепторов; параметры, описывающие адренергический тонус миотома, артериального и венозного анпютомов, нейротома - TAF1, TAF2, TAF3, TAF4 соответственно; локальные тонусы адренергических (S) и холинергических (Н) рецепторов в бронхах, легких и структурах гипофизарно-надпочечниковой системы .

Предлагаемое информационное и алгоритмическое обеспечение автоматизированной системы поддержки врачебных решений разработано с использованием инструментальных средств Терапевтической Автоматизированной Информационной Системы ( ТАИС ) [А.Г.Устинов, Е.А.Ситарчук, 1994], которая представляет собой инструментальную среду, предназначенную для комплексной автоматизации сбора, хранения, обработки и представления информации, описывающей определенный медико-технологический процесс.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Оценка состояния вегетативного статуса пациентов с бронхиальной обструкцией.

Характеристики КД-параметров в группах обследованных пациентов, приведены в таблице 1. Достоверность различий между средними значениями анализируемых характеристик была подтверждена непараметрическим критерием Вилкоксона-Манна-Уитни. В таблице Р1-3 - уровень значимости для различий между 1-ой и 3-ей группами, Р2-3 - между 2-ой и 3-ей группами, Р1-2 -между 1-ой и 2-ой группами.

Как следует из таблицы 1, для пациентов с БО и лабораторно выявленными признаками ОФР (группа 1) характерны повышенные значения интегрального адренершческого тонуса в основном за счет компоненты по артериальному ангиотому (параметр TAF2)/, по сравнению с группой пациентов без нарушений бронхиальной проходимости (группа 3). Таким образом, результаты наших исследований подтверждают полученные ранее сведения об усилении симпатического тонуса ВНС у пациентов с воспалительными изменениями в органах дыхания [Липкин Ю.Г., 1993].

Пациенты с БО без лабораторных признаков ОФР (группа 2) характеризуются пониженными величинами интегрального

адренершческого тонуса (ТА) и его локального уровня в бронхах (S) по сравнению с группой 3 (пациенты с нормальной бронхиальной проходимость/я). Причем снижение интегрального адренергического тонуса у пациентов с БО происходит в основном за счет компоненты по миотому (параметр TAPI). Таким образом, данные литературы [Сильверстов В.П., 1991; Федосев Г.Б.,Трофимов В.И., 1990 ] о бронхоконстрикторном эффекте снижения тонуса симпатической иннервации согласуются с результатами, полученными в ходе наших исследований.

Повышенные значения локального холипергического тонуса в бронхах (параметр H в табл.1) в обеих ipynnax пациентов с БО (группы 1 и 2), причем в большей степени у пациентов с лабораторными признаками ОФР, подтверждают сведения о бронхокопстрикторной роли парасимпатической вегетативной нервной системы, которая особенно

Таблица 1.

Характеристика адренергических и холинергических тонусов вегетативной нервной системы в анализируемых группах.

0 Группа 1 п=25 есть БО есть ОФР Группа 2 п=63 есть БО нет ОФР Группа 3 п=45 нет БО нет ОФР Р1-3 Р2-3 Р1-2

ТА 1.360± 0.19 1.281± 0.18 1.3391 0.17 <0.05 <0 .05 <0.01

ТХ 0.9981 0.26 1.054± 0.28 0.9691 0.24 - <0.05 0.05

ADR/ CHOL 2.17± 3.55 4.б4± 6.59 2.541 2.49 0.05 <0.01 <0.01

TAF1 1.555± 0.43 1.324+ 0.49 1.48110.41 - <0.05 0.01

TAF2 1.341± 0.30 1.211± 0.29 1.2611 0.29 <0.05 - <0.05

TAF3 1.3401 0.20 1.324± 0.20 1.33110.20 - - 0.05

TAF4 1.162± 0.13 1.229± 0.17 1.2261 0.18 - - -

Н SöpoH хи 3.735± 2.72 4.031± 2.60 1.834± 1.94 2.128± 2.46 0.7951 0.74 3.34012.75 <0.01 <0.05 <0.01 <0.01 <0.01

Н S легкие 2.524± 2.42 2.400± 2.16 2.281+ 2.11 2.7601 2.40 2.2281 2.16 2.0941 1.47 - ■

Н S тимус 2.190± 2.39 3.005± 2.40 1.1561 1.24 3.1841 2.70 0.8351 0.72 2.5491 2.58 <0.01 - -

Н S корти-зол 0.623± 0.85 2.134± 1.66 0.4851 0.39 2.07111.89 0.7111 0.78 3.1421 2.36 <0.05 <0.01 -

н S АКТГ 2.118± 2.07 0.8141 1.35 2.18612.34 0.7631 1.04 1.4781 1.53 1.1241 1.36 <0.01 <0.01 -

усиливается в условиях воспаления [ГЛ.Шварц, Н.Г.Даниляк,1991; Г.Я.Шварц, В.Г.Кукес, 1993].

Анализ распределения величин локального тонуса адренергических и холинергическпх рецепторов в бронхах по группам пациентов с нарушениями бронхиальной проходимости позволил сделать вывод о неоднородности группы 2 (пациенты с БО, но без признаков ОФР ) по обоим параметрам локального тонуса ВНС в бронхах . Нами отмечена высокая концентрация их значений в интервале от минимального значения до 1 (усл.ед.). По параметру Б (локальный адренергический тонус ) на этот интервал приходится 57 % от численности всей группы, по параметру Н (локальный холинергический тонус) - 49 %.

Таблица 2.

Характеристика состояния тонуса вегетативной нервной системы у пациентов с бронхиальной обструкцией без признаков острофазовой реакции и пациентов без бронхиальной обструкции.

Группа 2.1 п= 36 Группа 2.2 П= 27 Группа 3 нет БО и ОФР п=45 Р1-3 Р2-3 Р1-2

ТА 1.154+0.12 1.435± 0.13 1.339+0.17 <0.01 <0.01 <0.01

ТХ 1.21110.24 0.860+0.19 0.966± 0.24 <0.01 - <0.01

ТАЛ 0.989± 0.23 1.735± 0.39 1.481± 0.41 <0.01 <0.05 <0.01

ТАЕ2 1.068± 0.22 1.387± 0.28 1.261+0.29 <0.05 <0.01 <0.01

ТАБЗ 1.233± 0.19 1.435± 0.16 1.331± 0.20 - <0.05 <0.01

ТАБ4 1.301±0.16 1.139±0.15 1.226+0.18 - <0.05 <0.01

Н бронхи 2.869+ 2.09 0.438± 0.19 0.565± 0.40 4.207± 2.38 0.795+ 0.74 3.340±2.75 <0.01 <0.01 - <0.01 <0.01

Пациенты, характеризующиеся низкими значениями локального адренергического тонуса, были выделены нами в подгруппу 2.1, а остальные в подгруппу 2.2. Результаты сравнения этих двух подгрупп с группой 3 (пациенты с нормальной бронхиальной проходимостью) отражены в таблице 2.

Подгруппа 2.1, по определению с низкими значениями локального адренергического тонуса в бронхах, характеризуется низкими значениями интегрального параметра этого звена (параметр ТА) по сравнению с пациентами без бронхиальной обструкции. Для этой же подгруппы пациентов характерны высокие значения как интегрального так и локального холинергического тонусов (параметры ТХ и Н).

Подгруппа 2.2, по определению с высокими значениями локального адренергического тонуса в бронхах, характеризуется высокими значениями интегральных характеристик этого звена ВНС. Отличий в значениях холинергических тонусов в этой подгруппе по сравнению с группой пациентов без БО не отмечено.

Анализ контингента больных, вошедших в указанные подгруппы, выявил , что большую часть ( 69%) в подгруппе 2.1 составили пациенты с клиническими диагнозами "Бронхиальная астма, обострение ", "Хронический бронхит с астматическим компонентом, обострение", а в подгруппе 2.2 - пациенты с хроническим бронхитом вне обострения (66%). Такое распределение пациентов с нарушением бронхиальной проходимости по картине локального симпатического тонуса в бронхах позволил нам предположить, что снижение его значения может свидетельствовать о наличии у пациента бронхоспастической реакции. Для проверки данного предположения бьши проведены исследования методом компьютерной дермографии с фармакологическими пробами с бронхолитиками.

Оценка реакции адренергических и холинергических рецепторов

бронхов на бронхорасширяющую терапию.

В ходе исследований было проведено 23 исследования с симпатомиметиками (15 положительных и 8 отрицательных проб) и 21 исследование с холинолитиками (15 положительных и 6 отрицательных проб).

Изменения локальных тонусов адренершческих (Б) и холинергических (Н) рецепторов в бронхах при фармакологических пробах с бронхорасширяющими препаратами двух различных механизмов действия отражены на рисунке 1.

а)

б)

Рис.1. Реакции локальных тонусов адренергических (Б) и холинергических (Н) рецепторов в бронхах при положительных фармакологических пробах с

симпатомиметиком (а) и холинолитиком (б).

Достоверность выявленных различий между двумя связанными выборками ( параметры КД-исследования до и после приема бропхолитика ) оценивались с помощью непараметрического Критерия Знаков. В результате этого анализа нами установлены следующие изменения:

- положительная проба с симпатомиметиком приводит к повышению значений локального адренергического тонуса бронхов (р<0.01);

- положительная проба с холинолитиком приводит к снижению значений локального холинергаческого тонуса бронхов (р=0.01).

При отрицательных пробах с бронхорасширяющими препаратами отмеченных тенденций не наблюдалось.

Проверка гипотезы о различиях КД-параметров между независимыми выборками пациентов с положительными и отрицательными результатами проб осуществлялась с помощью непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Результаты этого анализа отражены в таблице 3.

Таблица 3.

Состояние локального вегетативного тонуса в бронхах у пациентов с различными реакциями на бронхолитик.

Локальный тонус ВНС в бронхах положительная проба с бронхолитиком п= 30 отрицательная проба с бронхолитиком п= 14 Уровень значимости

Н 4.12 ± 2.76 2.14 ± 1.96 <0.01

Б 1.63 ± 1.24 1.84 ± 2.12 0.05

Как видно из таблицы 3, пациенты с положительной реакцией на бронхолитик, т.е. с обратимым компонентом бронхиальной обструкции, характеризуются пониженными значениями локального тонуса адренергических рецепторов и повышенными значениями локального тонуса холинергических рецепторов в бронхах по сравнению с группой пациентов с отрицательными результатами фармакологических проб. Таким образом, результаты КД-исследований с проведением фармакологических проб также позволяют сделать предположение о понижении уровня локального тонуса адренергических рецепторов в бронхах у пациентов с бронхиальной обструкцией по типу бронхоспазма.

Анализ динамики отслеживаемых КД-иараметров в группах пациентов до и после недельного курса комплексной терапии, проводимой в терапевтическом отделении, также выявил определенные изменения, подтвержденные непараметрическим Критерием Знаков. Для пациентов с положительной динамикой (прирост ОФВ1 >15%) выявлено:

- в группе 1 (пациенты с признаками БО и ОФР) снижение локального холинергического тонуса ( р=0.05 ).

- в подгруппе 2.1 наблюдается достоверное повышение локального адренергического тонуса в бронхах (р <0.01).

- в подгруппе 2.2 определенной тенденции в изменениях локальных тонусов ВНС не выделено.

Таким образом, анализ параметров, предоставляемых традиционной методикой оценки бронхиальной проходимости (параметр ОФВ1 ) и методом КД ( параметры Б и Н - характеризующие состояние тонуса адренергических и холинергических рецепторов в бронхах), позволил нам построить алгоритм исследования патогенетических механизмов развития бронхиальной обструкции (рис. 2).

На основании полученных результатов нами сделано предположение, что пониженные значения локального адренергического тонуса рецепторов в бронхах (параметр Б по данным КД-исследования) могут являться КД-признаками бронхоспастической реакции у пациента. С целью проверки выдвинутых нами предположений о характере изменений величин локальных тонусов адренергических и холинергических рецепторов в бронхах у пациентов с различными ведущими механизмами развития бронхиальной обструкции нами была обследована референтная группа пациентов (38 человек) с клиническим диагнозом "Бронхиальная астма инфекциопно-аллергическая форма, обострение".

иссл-е ФВД

иссл-е КД

ОФВ1>75% нет БО

ОФВ1<Г75% есть БО

I-

повышен 3 повышен Н

повышен 3 понижен Н

понижен 3

характерно для характерно для характерно для

обострения хр.еосп.и22<кнений бронхоспазма

воспалительного в бронхах с ^_I_(

процесса в исходам в Н не Н

бронхах бронхосклероз повышен повышен

иссл-е ФВД

(фарм.проба)

'-1-1

отрицательная

КЛД<17%

положительная , КЛД>17%

с симпатомиметиком

с холинолитикон

иссл-е КД после

фарм.пробы

бронхоспазм как результат блокады адрено рецепторов

бронхоспазм как повышенного тонуса холинорецепгоров

нет реакции по БиН

повышение тар-ра 3

снижение пар-ра Н

Рис.2. Алгоритм анализа патогенетических механизмов развития бронхиальной обструкции с использованием

традиционных методов исследования функции внешнего дыхания и метода Компьютерной Дермографии.

Для пациентов, вошедших в эту группу, характерны сочетания:

- повышенного локального адренергического и пониженного локального холинергического тонуса рецепторов в бронхах;

- пониженного локального адренергического тонуса и повышенного локального холинергического тонуса рецепторов в бронхах.

С точки зрения выдвинутых нами предположений это объясняет патогенез бронхиальной обструкции у обследованных пациентов как результат хронического воспалительного процесса с исходом в бронхосклеротические изменения в сочетании с гиперреактивностью бронхиального дерева, проявляющейся бронхоспазмом. Такой вывод подтверждает встречаемые в современной литературе сведения о патогенезе изменений в бронхах при бронхиальной астме [Материалы 5 Национального конгресса по болезням органов дыхания. Москва, 14-17 марта 1995; Путов Н.В.,1993; Солопов В.Н.,1990].

У пациентов с пониженными значениями параметра Б в бронхах, что в соответствии с выдвинутыми нами предположениями является отражением бронхоспатической реакции, были проведены пробы с бронхорасширяющими препаратами. Из 14 проведенных фармакологических проб в 11 случаях (78.5%) пробы оказались положительными, а в 3 случаях - отрицательными (КЛД <17%).

Таким образом, результаты фармакологических проб в референтной группе, с нашей точки зрения, подтверждают выдвинутые предположения о характере изменений локальных тонусов ВНС в бронхах при различных ведущих механизмах развития бронхиальной обструкции.

Выделенные по результатам КД-исследований характерные признаки состояния и изменения локальных вегетативных тонусов в бронхах при бронхиальной обструкции включены нами в информационное и алгоритмическое обеспечение автоматизированной системы поддержки врачебных решений с целью патогенетически обоснованного выбора бронхорасширяющего препарата, как для проведения фармакологической пробы, так и для курса комплексной медикаментозной терапии.

Основные элементы контура управления состоянием пациента в терапевтическом отделении стационара.

С кибернетической точки зрения лечебно-диагностический процесс (ЛДП) может быть сопоставим с контуром управления с обратной связью. Объектом управления в этом случае является пациент, субъектом управления - лечащий врач, управляющие воздействия - комплекс терапевтических мероприятий, управляемые параметры - данные клинических, лабораторных и инструментальных методов .

Лечащий врач, как субъект управления ЛДП, решает задачу анализа данных клинических, лабораторных и инструментальных методов обследования. В состав клинических методов нами включены: опрос (актуальные жалобы, анамнез текущего заболевания, анамнез жизни); общий осмотр; осмотр по органам и системам.

В состав параклинических исследований нами включены лабораторные методы: общий и б/х анализ крови (лабораторные маркеры ОФР), анализ мокроты (общий и микробиологический); инструментальные методы: рентгенологические исследования органов грудной клетки, бронхография, бронхоскопия, рентгенологическое исследование пазух носа, ФВД (с фармакологическими пробами), КД.

Проработка всей получаемой врачом информации приводит к формированию ряда заключений (диагностических, терапевтических). Принятие врачом решения осуществлять лечебный процесс для данного пациента в терапевтическом отделении стационара влечет за собой необходимость разработки стратегии и тактики всего комплекса терапевтических мероприятий: определение целей терапевтических воздействий, выбор фармакологических групп и конкретных препаратов, лекарственных форм, доз, схем введения.

Для реализации процесса управления состоянием пациента необходима возможность оценки его реакции на управляющие воздействия (терапевтические мероприятия).

Выраженность бронхообструктивного синдрома оказывает заметное влияние на самочувствие пациентов с рассматриваемыми нозологиями, но не является единственным параметром, отражающим тяжесть их состояния. Понятие "настоящее состояние", являясь интегральной характеристикой, отражает состояние всех основных функциональных систем: центральной и вегетативной нервной ситемы, сердечно-

сосудистой, дыхательной, ситемы терморегуляции и др.. Это обусловило разработку нами информационного и алгоритмического обеспечения автоматизированной поддержки формирования заключений о настоящем состоянии пациента и его динамике.

С учетом данных литературы [В.П.Сильвестров, 1991; Е.В.Гембицкий, 1991; Л.Г.Дуков, 1988] нами выделена группа параметров необходимых для оценки тяжести состояния пациентов с бронхообструктивной патологией и разработана информационная и алгоритмическая поддержка оценки их динамики (рис.3 ).

явления астении выраженность одышки состояние сознания характеристика температуры тела состояние кожных покровов

ЧД чсс

АД

лейкоциты периферической крови лейкоцитарная формула СОЭ СРВ ОФВ1

Тяжесть настоящего состояния

и

его динамика

(для ПН, ХБ, _

частота длительность

изменения характера приступов удушья

3 (бронхи) Н (брошей)

Рис.З Состав клинико-физиологического профиля для оценки тяжести и динамики состояния пациентов с бронхиальной обструкцией.

Основное внимание в разработанном нами КФП для пациентов с бронхообструктивной патологией уделено клиническим и лабораторно-инструментальным проявлениям, определяющим тяжесть состояния пациента - нарушениям со стороны центральной и вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, бронхиальной проходимости, признакам острофазовой реакции, а также характеристикам приступов удушья и величинам локальных тонусов адренергических и холинергических рецепторов в бронхах по данным КД-исследований.

Принципы организации блока оценки тяжести настоящего состояния пациента и его динамики.

В процессе разработки информационного и алгоритмического обеспечения поддержки заключений врача о тяжести настоящего состояния пациента и его динамике нами были выработаны следующие принципиальные подходы к решению этой проблемы:

- тяжесть настоящего состояния определяется состоянием основных функциональных систем организма (центральной и вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, системы терморегуляции и др.);

- динамика состояния - результат сравнения настоящего состояния организма пациента с его предыдущим состоянием - имеет свою шкалу : направление - положительная, отрицательная,неопределенная динамика или ее отсутствие; выраженность - умеренная, существенная, явная динамика;

- элементарные признаки, положенные в основу оценки динамики состояния, должны быть разделены на интервалы, для которых переход значения признака из одного интервала в другой свидетельствует о клинически значимом изменении состояния пациента;

- динамика разных патологических проявлений должна оцениваться на разных временных интервалах, обусловленных их патогенезом.

При разработке алгоритмического обеспечения автоматизированной поддержки решений врача на этапе оценки динамики состояния нами был использован лошческий подход с представлением знаний в виде продукций. Заключения о характере динамики первичных признаков формируются нами по алгоритму, отраженному на рис.4.

Если:

То:

Рис.4 Схема алгоритма оценки динамики первичных признаков.

В качестве результатов (п-1)-го и п-го исследований используется информация о выраженности признака на момент исследования в соответствии с предлагаемой для него градацией. Переход признака из одной градации выраженности в другую фиксируется формированием заключения о его динамике. Описание характера динамики включает в себя направление и выраженность процесса изменений. Алгоритм формирования заключений об изменениях показателя ОФВ1, характеризующего степень бронхиальной обструкции (градация выраженности признака по Капаеву Н.Н.,1976) приведен на рис. 5:

РЕЗУЛЬТАТ (п-1)-1ю исследования РЕЗУЛЬТАТ п-го исследования

резкие нарушения -- резкие нарушения

значительные нарушения-■ значительные нарушения

умеренные нарушения —| I-> умеренные нарушения

условная норма ' ) условная норма

УМЕРЕННО ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЯ ОФВ1

Рис.5. Пример алгоритма формирования заключения о характере динамики показателя ОФВ1.

Формирование заключений о выраженности положительной динамики в состоянии пациента мы осуществляем по наименее выраженному улучшению в состоянии функциональных систем, о выраженности отрицательной динамики состояния - по наиболее выраженному ухудшению основных признаков. Все заключения об отрицательном характере динамики имеют более высокий приоритет, чем о положительном характере изменений.

Заключения о тяжести настоящего состояния и его динамике пользователь (врач) получает по окончании сеанса работы с ТАИС наряду с формулировками развернутых клинических диагнозов (рис.6):

* Нельзя исключить д-з: Бронхиальная астма атопическая форма на пыльцу растений тяжелое течение фаза обострения.

* Хронический бронхит обструктивный фаза обострения.

* Настоящее состояние может быть расценено как: средней тяжести. Обоснование: слабость выраженная, потоотделение незначительное,ЧСС=80 уд/мин, I тела=37.6 С, умеренная одышка, ЧД=23/мин.

* Динамика состояния положительная. Обоснование: слабость уменьшилась, потоотделение уменьшилось, ЧСС явно снизилась, I тела понизилась, выраженность одышки уменьшилась,ЧД снизилась.

Рис.6 Пример диагностических рекомендаций, формируемых автоматизированной системой поддержки врачебных решений.

Информационное и алгоритмическое обеспечение

автоматизированной системы поддержки врачебных решений, разработанное на основе информационной модели ЛДП и выделенного клинико-физиологического профиля включает: - проблемно ориентированный опросник:

древовидная ветвящаяся структура, предназначенная для сбора первичной информации о пациенте. Структура опросника соответствует структуре традиционной истории болезни :

- актуальные жалобы - 220 вопросов (из них 68 вопросов 1-2 уровня);

- история заболевания - 230 вопросов (из них 75 вопросов 1-2 уровня);

- история жизни - 179 вопросов (из них 52 вопроса 1-2 уровня);

- общий осмотр 63 вопросов (из них 45вопросов 1-2 уровня);

- осмотр по органам и системам 705 вопросов (из них 65 вопросов 1-2 уровня).

Каждый вопрос, включенный в опросник, необходим для определенных целей; получение диагностического заключения,оценки тяжести состояния пациента и принятия тактического решения, выявления возможных противопоказаний к медикаментозным назначениям, а также назначение адекватной терапии с учетом принципа приемствешюсти.

- бланки-опросники дополнительных методов исследования:

информационная база, обеспечивающая сбор данных по результатам параклинических методов, содержит 534 вопроса и обеспечивает фиксацию результатов по исследованиям:

- определение количества и общих свойств мокроты ;

- микроскопическое исследование мокроты;

- исследование мокроты на чувствительность к антибиотикам;

- рентгенография органов грудной клетки;

- бронхоскопия;

- бронхография;

- спирография и пневмотахография с фармакологическими пробами;

- бланки-опросники для врачей консультантов: аллерголог, гипеколог, эндокринолог, ЛОР, реаниматолог (всего 232 вопроса).

перечень понятий (синдромы, симптомокомплексы,

вспомгательные заключения), необходимых для реализации

интеллектуальной поддержки врачебных решений. Всего 62 понятия.

В состав алгоритмического обеспечения входят: правила поддержки диагностических и терапевтических решений врача; решающие правила для оценки тяжести настоящего состояния пациента с обоснованием и оценки динамики состояния с обоснованием. Все предлагаемые нами решающие правила относятся к продукционным.

5: [-] Восстановление бронхиальной проходимости 5.1: [-] Антихолинергические ср-ва, блокирующие преимущественно

периферические холинореактивные структуры 5.1.1: [+] Атровент 5.1.1.1: [+] ингаляция 5.1.1.1.1: [+] Aeros. 0.02 мг

5.1.1.1.1.1: [-] [9.00_1инг.д.;15.00_1инг.д.;21.00_1инг.д.] 5.1.1.1.1.2: [-] [9.00_2ищ.д.;13.00_2ш1г.д.;17.00_2инг.д.; 21.00_2инг.д.] 5.2: [-] Адреналин и адреномиметические вещества 5.2.1: [+] Салбутамол 5.2.1.1: [-] per os 5.2.1.1.1: [+] Tabul. 2 мг

5.2.1.1.1.1: [+] [9.00_1т;12.00_1т;15.00_1т;18.00_1т]. 5.2.1.2: [-] ингаляция 5.2.1.2.1: [+] Aeros. 0.02 мг

5.2.1.2.1.1: [-] [9.00_1инг.д.;15.00_1инг.д.;21.00_1инг.д.] 5.2.1.2.1.2: [-] [9.00_2инг.д.;13.00_2инг.д.;17.00_2инг.д.; 21.00_2инг.д.] 5.3: [-] Комплексные бронхорасширяющие препараты 5.4: [-] Производные пурина 5.5: [-] Кортикостероидная терапия 5.6: [-] Муколититческие препараты 5.6.1: [+] Бромгексин 5.6.1.1: [-] per os 5.6.1.1.1: [00] Tabul. 4 мг

5.6.1.1.1.1: [+] [9.00_2т;12.00_2т;15.00_2т;18.00_2т]. 5.6.1.1.2: [00] Tabul. 8 мг

5.6.1.1.2.1: [+] [9.00_1т;12.00_1т;15.00_1т;18.00_1т]. (каждое направление по своей схеме).

Рис.7 Фрагмент структуры формирования листа терапевтических рекомендаций.

Алгоритмическое обеспечение поддержки терапевтических решений врача включает в себя иерархические структуры, содержащие заключения, необходимые при формировании плана медикаментозных назначений и схемы дополнительных обследований, а также продукционные правила, управляющие ветвлениями и выбором заключений из этих иерархических структур в конкретной ситуации в зависимости от актуальной информации о пациенте. Среди решающих правил, поддерживающих формирование листа медикаментозных назначений, нами выделены 5 групп:

1) правила показаний к назначению лечения;

2) правила противопоказаний, которые имеют более высокий приоритет по сравнению с правилами показаний;

3) правила противопоказаний к продолжению лечения, которые основаны на оценке состояния больного;

4) правила отмены препарата, которые обусловлены существованием стандартных схем отмены для некоторых групп препаратов;

5) правила коррекции выявленных осложнений лечения.

На рис.7 приведен фрагмент структуры для формирования листа медикаментозных назначений: информационная и алгоритмическая поддержка реализации терапевтической цели "Восстановление бронхиальной проходимости". Элементами предлагаемых иерархических структур являются основные цели терапевтических мероприятий, фармакологические группы, препараты, лекарственные формы, пути введения и т.д.. вплоть до конкретных схем введения. Элементы, выбор которых управляется правилами показаний или противопоказаний к назначению, отмечены знаком [-]; знак [+] означает выбор элемента по умолчанию.

Предлагаемый нами объем терапевтических знаний разработан с учетом сведений, изложенных в литературе [Сильверстов В.П.,1991; Пилипчук В.Н.,1993; Федосеев Г.Б.,1992; Чучалин А.Г.,1993 и др.].

Разработанное информационное и алгоритмическое обеспечение имплантировано в ЭВМ с помощью пакета инструментальных средств "ТАИС" [Устинов А.Г.,Ситарчук Е.А., 1994], созданного на кафедре медицинской кибернетики под руководством проф. Устинова А.Г.

Практическое применение предлагаемой автоматизированной системы поддержки врачебных решений (АСПВР) показало соответствие компьютерного ведения пациептов реальной технологии лечебно-

диагностического процесса. По результатам клинической апробации предлагаемой АСПВР на 30 историях болезни пациентов с бронхообструктивной патологией выявлены совпадения терапевтических рекомендаций АСПВР и врачебных назначений всреднем в 81% случаев по используемым фармакологическим группам и в 84.1% случаев по конкретным препаратам (с учетом рекомендаций взаимозаменяемых медикаментов). В 75% случаев, препараты назначенные лечащим врачом, но не рекомендованные АСПВР, относились к терапии не бронхообструктивной патологии. В 77.3% случаев терапевтические рекомендации АСПВ^ не отраженные в истории,, болезни были признаны приемлемыми с точки зрения врачебной логики.

Выводы.

1. Анализ результатов исследований пациентов с бронхообструктивными нарушениями с помощью метода КД позволил выявить характер возможных изменений локальных адренергического и холинершческого тонусов ВНС в бронхах в зависимости от преобладающего механизма развития бронхиальной обструкции:

снижение локального адренергического тонуса при бронхоспастическом механизме (Бсреднее = 0.438 усл.ед.);

- повышение локального адренергического тонуса и снижение локального холинершческого тонуса при бронхосклеротических изменениях (Б среднее= 4.207 усл.ед., Н среднее= 0.565 усл.ед.);

повышение локальных тонусов адренершческих и холинершческих рецепторов при остром воспалительном процессе в бронхах (8среднее= 4.031 усл.ед., Н среднее= 3.735 усл.ед.).

2. Применение метода КД наряду с традиционным методом оценки функции внешнего дыхания при проведении фармакологических проб позволило выявить характер реакции рецепторного аппарата бронхов на бронхорасширяющую терапию:

- положительные пробы с симпатомиметиком сопровождались повышением локального симпатического тонуса на 378% (до приема препарата 8средиее=0.6 усл.ед., после приема препарата 5среднее= 2.87 усл.ед.);

положительные пробы с холинолититком сопровождались снижением локального парасимпатического тонуса на 77% (до приема препарата Нсреднее = б.1усл.ед., после приема препарата Нсреднее =1.41 усл.ед.).

Параметры, характеризующие состояние локальных тонусов адренергических и холинергических рецепторов в бронхах, использованы для обоснованного выбора бронхорасширянвдего препарата при фармакологических пробах и комплексной медикаментозной терапии.

3. Разработанная модель лечебно-диагностического процесса в терапевтическом отделении стационара, как замкнутого контура управления состоящим пациента, позволила создать алгоритмическое обеспечение формирования терапевтических рекомендаций и оценки динамики состояния пациента.

4. Разработанное информационное обеспечение, ориентированное на бронхо-легочную патологию, позволяет в формализованном виде представить данные, характеризующие лечебно-диагпостический процесс пациентов указанного профиля.

Практические рекомендации.

Результаты работы позволяют рекомендовать АСПВР, созданную на основе разработанного информационного и алгоритмического обеспечения, для практического применения в терапевтических отделениях при ведении пациентов с бронхообструктивной патологией. Применение метода КД в составе автоматизированной системы расширяет ее возможности, позволяя получить патогенетически обоснованные рекомендации по выбору бронхораспшряющего препарата для фармакологических проб и комплексной медикаментозной терапии, что может быть использовано для управления медико-технологическим процессом.

Работы, опубликованные по теме диссертации.

1.Использование данных компьютерной дермографии в терапевтической автоматизированной информационной системе. // Информатизация здравоохранения России. Всерос.сб.науч.тр. -М., 1995.-ч.З,4.-С.168-175 (в соавт.с А.Г.Устиновым, Ю.ГЛипкиным, Л .В. Акулыниной)

2.Возможности метода Компьютерной Дермографии для оценки реакции рецепторного аппарата бронхов на бронхорасширяющую терапию. //Диагностика и лечение.- 1996.-Ы 1.- С.82 ( в соавт. с А.Г.Устиновым)