автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Медицинская информационная система выбора тактики лечения сердечно-сосудистых больных

воронежский политехнический институт

На правах рукописи

соболев юрий андреевич

медицинская информационная система выбора

тактики лгага сердечно-сосудистых больных

Специальность 05.13.09 - Управление и биологических и медицинских системах (включен применение вычислителькой тящики)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Воронок 1993

?асота выполнена на кафедре госпитальной терапии воронежского государственного медицинского института

Низший руководитель: /(октор медицинских наук, профессор

Э.В.Миняков

Официальные оппоненты;

доктор медицинских наук, профессор Р.М.Баевский доктор медицинских наук, профессор К.Ц.Резников

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский центр профилактической медицины МЭ РФ

Ззздата состоится "_18_"_______Февраля____,______1993 г.

в 1"4 часов на заседании специализированного совета К 083.81.07 при Воронежском политехническом институте по адресу: .494026 Воронеж, Московский проспект, 14, коьфе£>енц-за.п Воронежского политехнического института.,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "¿В"' января 1893 г

учкный секретарь специализирозлл1гого совета ' ДОШГГ

в.в.кейзыан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ Актуа^ность^проСлеш. Многообразие те"ения. заболеваний требует обоснованного, рационального подхода к лечению конкретного больного, с учетом всех факторов, что всегда представало весьма сложило задачу для крапа. При этом действия врача основываются на ащл.грной, вероятностной оценке проявлений болезнк с одной стороны и кзазидетермшшрованном' подходе к постанов!«} диагноза и определению лечения, с другой.

Известно, что медицинская информация зачастую неэффективно используется клиницистом вследствие плохо оргчнизоьашюй Формализации накопленных данных, носящих прекму пюствешю описательный характер, поэтому вполне оправдана разработка медицинских экспертных систем, демонстрирующих "интеллектуалъюе" поведение при диагностике и выборе тактики лечения.

Большинство существующих медицинских экспертных систем (МЭС) предназначено для оказания интеллектуальной помощи врачу на этапах диагностики и.лишь отдельные из них, в той или иной мера, касаются вопросов сказания помощи в выборе тактики „точения. Также мало разработаны вопросы целесообразности выбора тактики лечения при.необходимости комплексной терапии как основного заболеаэния, . так и сопутствующих заболеваний.

Широкое распространение сердечно-сосудистых зчболвзаний, ин-валидизаиия, смертность от них в зрелом возрасто, сложность и не-однозна'шость в подходах к лечению делают актуальным разработку информационной системы выбора тактики лечения о Формализацией медицински знаний на принципах экспертных систем. Б первую очередь это касаотся различных форм жемячзской болезни сердца (ИБС) со . Есем многообразием ее проявлений, в т.ч. в сочетании с гипертонической болезный (ГБ).

Работа выполнена ь рамках комплексной темы "Совершенствование диагностики и "оптимизация лечения-терапевтических заболеваний на баке вычислительной техники с использованием медицинских экспертных знаний" * гссрегиотрации 01.91.0043527, приводимой на кафедре госпитальной терапии Воронежского мединститута.

Це.пь_исследовпнлял * Разработка моделей выбора тактики лечения и обоснованности врачебного диагноза с формализацией медицинских знаний в рачках создания автоматизированной информационной система. .

Для достижения поставленной цели необходимо рошить следую-

líase аадачл:

прооести анализ наиболее часто встречающихся в клинической практике врача сочетаний разллчннх форм ИБС, ее ослозпгений и фак- : тори:-: риска; - •

построить математическую модель выбора тактики лечения, по-яволг.шц'ю разработать методику формализации медицинских знаний;

прокести экспортную оценку клинического материала с сценкой качества лечения и анализ литературных данных для организации базы знаний (БЗ) медицинской информационной системы (МИС);

формализовать медицинские знания врача для выбора тактики личкыил в условиях существующего вероятностно-детерминированного подхода к лечению сердечно-сосудистых больннх. Создать БЗ лечения ^олкшх. различными формами ИБО л ГВ;

построить математическую модель учета побочных действий ло-. карствэнных средств в рамках комплексной терапии;

разработать метод объединения "качественных" знаний из ли-терзтурньх источников, отражающих эффективность лечения и клинической статистической информация, отражающей стоту встречаемости препаратов при лечении определенных групп больных;

для оценки степени обоснованности врачебного диагноза различных -форм ИБС, отобрать информативные признаки (на основе анализа информативности сшптомов и синдромов);

разработать методику оценки степени обоснованности врачеб- ' ного диагноза с целью повышения качества постановки диагноза ■и оказания помощи врачу в проведении дифференциального диагноза.

Вёучиэа.новисна^аботы^. Впервые разработана методика форма-лиямцш медицинских знаний для создания медицинской информационной системы (ШЮ; оказания помощи врачу в выборе тактики лечения в условиях комбинированной терашм, базирующаяся на ооъедкнышом (Социализме представления знаний в МИС - правила продукций и ко-51ЙАШКеКТЫ предпочтения (KI1).

Построен;! математические модели, описывающие лвгику принятия прачом решения при виооро комплексной терапии сердечло-сосудистшс больных.

использование универсальной семантической сети (УСС) пояео-.ляот настраиваться на любую терапевтическую предметную область, ^азшиъять список ааоолевбкиЯ, принимавших участие в формировании пл'ша лечения, не изменяг уже существующие алгоритмы лечения а ддат !>vev.'»sa«)0K> гюлиоьатвлю самостоятельно редактировать и расширять Оаоу ¡знания

Разработана методика оценки обоснованности гтостанхешюго врачом диагноза. Это позволяет оСезопзсить Зольного от необоснованной терапии при низкой степени подтверждения диагноза или его фрагмента с выдачей лишь общие рекомендации по лечению.

Бпервыа разработана модель верификации экспортннх знаний (ир "лил'ратурной" БЗ) и статистической информации (из "клинической" БЗ), базирующаяся на общей теории интервальных оценок. Это позво-■ ляет эффективно иопользоеять клинический материал для поддернгки выводов, полученных на .основе экспертных знаний.

Разработана модель учета побочных действий препарате.на ос-ново расчета интегрального показателя эффективности лекарственно го средства.

0ЕРК1ВД£Сков__значеки9д Разработана. система выбора тактики лечения для помощи врачу в выборе рациональной комбинированной терапии конкретного больного с объяснением как обоснованности выбранных групп лекарственных средств, так л отдельных препаратов.

Создана БЗ МИС по лечению ИБО и ГБ, различных их форм, клинических сочетаний и осло*яекий.

, Разработаны рекомендации по лечению ИБО и ГБ, их форм, осложнений, позволяющие врачу использовать эти данные в виде "специализированного" справочника по дифференциальной диагностике и лечению больных ИБС и АГ.

МКС внедрена в сбластшй клинической больнице (ОКБ) г.Воронеже, передана в Диагностический Центр' г.Воронежа, что позволяет более ¿фиктивно использовать врсчу опыт ведуииг специалистов к улучшать качество диагностики и .течения сердечно -сосудистых больных. МИС внедрена на кафедре госпитальной терапии Воронежского мединститута. я также используется для обучения студентов-субор-динатороа по циклу кардиологии, что улучшает подготовку врача-терапевта. .

Пхблике;рш. По основным разделам работы опубликовано II работ, из них 3 в центральной печати, подана I заявка на изобретение (приоритет от 22 имя 1СЭ1 года', N гос.регистрации 5014031).

'Атгробацпл работы. Материалы работы докладывались на международном семинаре "Информатика в медицине", КНФОМЕД-91, Рига. 17-19 декабря 1991; 9-м Всероссийском симпозиуме ^Эффективностью качество, надежность систем "Человек-техника".", Воронеж, 28-30 ноября 1990; XIV Областной конференции .терапептоп "Диагностика,

лэ'кчио, диспачсеризагая, реабилитация терапевтических заболеваний. Ноше в дагкостико, лечение.". Воронен, 29-30.мая 19-Л г.; ' IV Всероссийском съезде кардиологов "Актуальные вопросы даагнос- , тики и лечения нарушений ритма к проводимости сердца.' Недостаточность кровообращения.4,Пенза, 25-27 сентября 1991 г.

оД£вм_в8ботн. Диссертация состоит из введения, ■ четырех глав, заключения., изложенных на 142 страницах машинописного текста, 18 иллюстраций, содержит список литературы из 363 наименований, а такта приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Ео введении обоснована актуальность исследования, определены цель работа, объект и предмет ксследования. Сформулированы . н&учкыв результаты, выносимые на защиту, определены их научаая новизна и ирактэтаска:; значимость, приведены сведения об апробации и внэ,«рении работы.

ё_Церв<'Я„г^асе_показано, что наиболее перспекаивным направлением в повышении з^ективности лечебных мег -риятий является использование автоматизированных информационных систем выбора тактики лечония. Отмечено, что при создании ШС, для повышения аффективное™ ее работы; главным является формализация медицин- ; ских знаний. Проанализированы существующие модели представления знаний ь МИО и М00, разобраны их преимущества и недостатки. В медицине часто приводится сталкиваться с неопределенностью, поэтому интересны подходы представления знаний в условиях неопределенности. Б то же время медицинские знания носят преимущественно описательный характер. Поэтому для увеличения возможностей систем необходимо использовать объединение различных правил. При этом, на ЕпкЗор модели 1трздставления мюний оказывают существенное влияете метода приобретения знаний и типа используемых знания: то .\ч это объективизированное знания из книг, архивных документов, или йто субъективные знания экспертов. Формализация и бвод объективизированных емкий, как правило, не представляет затруднений. Однако, для повышения эффектности работы системы необходимо извлечение знаний, от экспертиз и представление их в БЗ МИС. Кроме того, отсутствуют модели объединения объективизированных литера-^ турни/, знаний и субъективных знаний экспертов.

Показано, что при г "Соре тактики лечения необходимо учитывав. побочные действия лекЕрстатшт. средств. Существующие,

: с этой иелыо, математические модели напрямую ке пригодна .игл t, применения. Поэтому целесообразным является проработка этого вопроса либо с развитием существующих методсп, либо с разработкой новой модели для учета побочных действий лекарственных средств.

Показано, что существующие БЗ зарубежных МЭС напрямун не при -.¡дны для использования в пашей системе здравоохранения. Разобраны причины, обусловливающие существование этой проблемы.

Таким образом, к особенностям формализации и предста&лекия зналмй в автоматизированных информационных системах выбора тактики лечения относятся: использование в. существующих ММЕС, как правило, одной модели представления знания; актуальность применения объединенного формализма и моделей формализации "нечетких" знаний в медашне; отсутствие моделей для представления клини-чвских данных в ЕЗ; недостаточность только какой-либо одной.категории знаний для создания БЗ и необходимость использования обои типов знаний; отсутствие подходов к объединению объективизированных. литературных знаний и субъективных знаний экспертов; невозможность напрямую использовать существующие математические модели оценки побочных действий лекарственных средств.

Наиболее перспективным в этом случае якляется разработка . формализации медицинских знаний путем построения матемавеских моделей выбора тактики лечения адекватных логике врача.н рамках создания МИС.1

йо_зтордЛ_главе обосновывается, что выбор адекеатлого лечения во многом зависит.от точности постйзлошюго диагноза и от полноты его описания врачом. Поэтому врачу необходима информаци-окная поддержка в постановка диагноза.

* Нами предложена методике оценки степени обоснованности врачебного диагноза в рамках-разработанной информационней системы выбора тактики лечения с использованием тех данных, которыми располагает врач при постановке конкретного диагноза и назначении на этой основе лечения (приоритет заявки на изобретение от 22 июля 1Э91 roca,' N гос.регистрации 5014031).

Основные сложности, возникшие при синтезе системы для проверки степени обоснованности врачебного диагноза, которую для . краткости можно именовать верификатором, заключались в следуюпих обстоятельствах: •

.1. Решающие правила, которые обеспечивают достаточно большое '.• зна»онкз.дост<55ер?1ости .принимаемых решений, как .правило, базиру-

Ш'о.ч не использовании большого количества диагностических призна- : ков, среда которых присутствуют как легко определяемые, (путем оп-' роса пациоьтп или с помощью достаточно простой регистрации и из-.,,-мерг-'Чйй), ■ ток и признаки, для выявления' которых требуется прове - ,, доние достаточно овдшос манипуляций (вплоть, например, до селек-'Т. тивной коронарографил). Для максимально широкого использования в '' верификаторе предусмотрена возможность использования "усеченных" ; продукционных правил. При этом возник вопрос, связанный с последовательным накоплением информации о достоверности принимаемого • рушения. Была разработана последовательная.процедура, обеспечивающая поступление данных в любом порядке и используицая совокуп- .. ность простейших одао-двух-трехчленных правил:

£0Л!1 < условия / ТО < результат > , . '•■!

( количестве условий от I до 3 ). •

Кмфшер, дня }!Роо]ш из четырех проверяемых условий - А, -В, С г и мокчо построить 1Ь продукционных правил каадое из кото- . ры£ йуде-1 хчриктеризопйтьс-! своей достоверностью С^ :

Н1 ;.если А , то .. _У_ о дс оверностьи 0 1: й? : если- Б , то _У.. с достоверностью 0 2 ИЗ : если С , то Л_ с достоверностью '03 Р4 : зели Г) , то с достоверностью 0 4

й15*:*осли*А:и*б'и с'и'б'С'то'"и!с'достоверностью 0 1$., В случае использования цоаэдозателнюй процедуры досгаточ-.. но четырех решающих правила П1 - Н4 к правила комбинирования ' достоверностей ;

а ( л и л ) - ? ( о (1^), о ш.,)) 4(1^) представляв соОоЯ т.н. "коэффшиенты доверии", изменяющиеся'в интервале [-1. +1). Поэтому используется следующее правило комсадыровошя частных кооффициактов доверия: и (¡^.1!-,) 0(а1) ^ - сий^О^), если ОГИн) и а^Ес^) > 0

'КЯ/)* - О(Н^) ' если и 0(Н3) .

1 - Шп (10(^)1,10(1^)!) противоположны

± %1

^ ц(й.) . если 0(ВХ) и 0(1^) < О

2. Сами знччени« признаков, особенно качественных, например "жъюб" п:-.ииестоЕ, мог/т теле определяться с. определенным козф-¿к.^ентс« уверишюст;'. Например, на ь.лрос ••прохогда' ли бол» от

приама'нитроглицерина?" обследуемый может твердо ответить "да" или "пет", может сказать "почти всегда" и может сказать "когда как" или "иногда". Тогда, если коэффициент уверенности в определении самого признака А есть Ка, а коэффициент доверия (КД) правила К1 есть аси^), то говорить о том,что 7меет место V, мс?фс с кс5 ^Мциептом уверенности, определявши* как

0(7)=ка*д(н1).

3. При постановке диагноза врач может иметь различную степень уверенности й свои?, выводах. Так, ¡три наличии типичной картины стенокардии физического напряжения мокно быть достаточно уверенным в наличии у пациента идемической болезни сердца. Ь то Ее зрзмя уверенность з выводах относительно других заболеваний может быть не такой высокой. Поэтому для уттро-дения и облегчения работы с системой-верификатор целесообразно подвергать верификации только те фрагменты (элементы) диагноза, коюрко вызывают обоснованные сомнения у врвча.

В рамках подсистеш оценки степени обоснованности врачебного диагноза создам " диагностически' БД, где для каждого заболевания, его форм«'или стадии имеется блок, еоперкатигй набор "эталонных" диагностических критериев, снабжениях КД. Разработано ; иерархическое дерево диагнозов, где кездоа оаболсвакиз расшифровывается в рамках существующей классификации. Есе диагностические признаки объеДянены в одну карту оболедовагая Сольного, состоящую из нескольких разделов: возраст; жалобы; анамнез; объективный осмотр; даяние инструментальных методов исследования: данные лабораторных методов исследования. Кроме того, для пользователя создана "информационная'- БД, содоркощая следующие блоки: "информационны*", описывающие клинические картины заболеваний; "информа-ционно-дазгностичесюте", содержащие краткое списание методов исследования, показаний и противопоказаний к их использованию; "дифференциальная диагностика" - планы для проведения дийФерекци--альпой диагностики но квгдому заболеванию, форме или стадии (пе-' речэяь "еталоин^х" инструментальных и лабораторных методов исследования); "диагностика заболеваний"'- списки заболеваний, с кото-рк.чи необходимо проводить дифференциальный диагноз.

В работе'подсистемы предусмотрен? процедура проверки набора данных поставленного. врачом диагноза. В случае возникновения про-тисор^-.'ия, пользователи сообщается о ьозмогашх эсооловашях, пря которых■ нажегнаблюдаться противоречивый диагностический признак.

С Э"ой целъь сформирована матрица "критерий-заболевание", где .'.'> какдому диагностическому критерию соответствует перечень засоле- !, BaiDLit, при которых может каблидаться этот критерий.. ■'., ■

показано, что имеются затруднени"., связаннее с получением кри-глческог« порогу для каждого заболевания, его формы и стадий. -Поэтому эти пороги устанавливались экспертным путем в ходе эцро- > бации работы подсистемы.

Р_3£§1ьей_главе для количественного описания медицинских знаний обосновано использование объединенного формализма - правил продукций и коэффициентов предпочтения лекарственных препаратов в рамках нечеткой логики. Это помогает учитывать неопределенность в знаниях и оценках экспертов, связанную с неясностью вопросов патогенеза сердечно- сосудистых заболовапий и с выбором тех или та-'ых лекарственный средств. В рамках "литературной" БЗ, на основе данных лиг;ьратуры, сформировано 22 блока лечения для отдельных <Iopv и стадий ИБС к ГЕ. В каждом блоке хранятся лекарственный средства, соединенные в фармакологические группы и яодгрутшы. снабженные !Ш, отражающими эффективность испс зования конкретного препарр~а при данном заболевании. КП для какдого препарата рассчитывался строго иъ математической осноЕб с учетом его эф. фекишности из разных источников литературы. Фрагмэнг такого блока показан в нижеприведенной таблице.

Для учета побочных действий лекарственных средств разрэбо- •,. тан» модель с использованием "интегрального показателя эффектов ■ .. кости" в соответствии с идо дал, используемыми е теории с-тотиста-чоских решений (понятие "среднего риска" или средней стоимости ре^'лшл").

Пусть р< * вероятность того, чгс рассматриваемое лекарство не вызывает побочные эффекты при цри°ме, тогда р2= 1 - р1 - вероятность того," что такие оф{екты существуют. Если побочные явления существуют, то с» Ьарсятност-ьи рЗ они могут проявляться "пс основному эффекту" и с вероятностью р4 ^ i - рЗ - по побочному! ■ Есл;' П - эффективность применения лекарственного препарата д>и лечения ааоолеьани?, Х2 - этой эффективности за счет

воздействия, по осчоьному "исшачонюе", а. 13 - отдание ее кз-аь побочного эффекта, то интегралышй 1юказатель эффективности мо-.)кет быть записан в виде:

Ги " Vl 4 Ь. f Г Т3> = Plf1 + (1-P|Hp3Î2+ (1"Р3)%).

п|И"ем Г, > О, Т-, <=0 и Г.. .<-0.

'Габища

ибс: стабильная стенокардия напрягош фк-2.

ИрШРДТЫ:

КП

I СТУПЕНЬ l

ГРУПП/. ШТ01\!ИЩЕ?ИНА:

ДЛЯ ПРИЕМА

ВНУТРЬ ШТРОНГ-ФОРТЕ й,5 ff. X Зр/Д

СУСГАМ'Т-ФОРГН 6,4 мг. il T.) X 3 р/д

ж**»*»*«*»****«*

НИТРОСОРШ ТО мг. х 3-4 р/д НИТРОГРАНУЛОНГ С,052 х 3-') р/д ^ ЗРИВИГГ

НА СЛИЗИСТУЮ:

ТРИНИТРОЛОНГ 1-2 мг.Цпл.на слкз.рта) х 3-4 р/,

««»ж*****«****««*

НАКОЯНО: ЮТРОДЕРМ 25-50 мг. накокго

ГРУША ВБТА-НЛОКЛТОРОБ: Неселективние:

АНАПРК.1ИН 20 мг.х 4 р/д КОРГАРД 40-80 î.1p.x I р/д

0,7 ч

0,ЬГ) *»

0,71 0,86 0.G7

0,81 ** *

0,08

0,(33 0.4

ТРАЗИКОР ЯО МГ.Х2-3 р/д (сут.доза 120-240 мг.ч!/.:}

ГШГЧГС'И ^ WT-I v Ъ -WTT Л

ВИСКЕН 5 мг.х 3 р/д

селективные:КОРДАНУМ 20С мг.х 3 р/д БЕТАЛОК 50 мг.х 2-3 р/д

ГРУППА АНТАГОНИСТОВ' КАЛЬЦИЯ:

■ НОР1ШОАР 20 мг.х 3-4 р/Д

■ НИКАРДИПИН

*********

' - всего & данном примере им&зт «азона лишь часть из них.

0,.'i fc m

0,4 G.Ab

0,75

0.73 % *

4 препарата, для упроаг-нии

Использовыяю интегрального локазатрля и№жтиеностя позво-эт осуществить ерпанениз лекарств с учетом возможных побочные Иствий и оказывает, помощь пользователи в выборе того илг икс го дарственного средства яри приблизительно равных ксз>Медивктмс шочтония.

Рассмотрена работа логического процессора, построенного на юш УСС (рис.1 >. Такая структура позволяет объединять опыт o'J-ibHiix экспертов -при (&эрмирэвании тактики лечения в птеных си-¡ииях к учитывать нечеткуа м непротиворечивую ии1х>рлаигил- Для |рбктар0Еки УСС и особенно для избежания мзханшэгемп при шборе на лечения предусмотрен блок оптимизации. В нем гранятся "сие-ш" уточмящих диалогов с пользователем. Первый уточняаздй

МН0ЖТВ0 '■ СИТУА1Щ

шшвстзе

ДЕЙСТВИИ

СИТУАЦИЯ.

А В , С «

а!1 а12 а13 *

622 623 *

аЗЗ я

*

1:1-

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕИСТВШЗ

ПРЕПАРАТ

1"л»

А/АНГИ-НАЛЭДОЕ А/АРИТМИЧЕСКОЕ ГИПО- . ТЕКЗИВКОЕ

О.Ь 0 -0,1 ■

ПРЕГЬ\РА'Г "О" Рис. X. Универсальная семантическая сеть

д^элст гог^етгл для выяснения' результатов предыдущего лечения, 'если оно проводилось. При атом предусмотрена процедура изменения КП. ¿екр.рственних средств. Второй уточпящий диалог вед тел с цель») ъинсиспг.'я наличия противопоказан к иеггользева.-ги» препаратов. Таг.ко предусмотрена процедура проверки самого диагноза ла наличие претг.вопекгзэний. Для комбинирования КП использовался тот ге М9-тематический аппарат, что и в работе подсистемы оценки степени обоснованности врачеСкога диапюаа.

. Сформирована "клиническая* В'З КМС выбора такты«?.лечения. Показано,'что теоретических вариантов диагнозов существует достаточно много (более ГСОО). Поэтому отобраны наиболее часто встречающиеся варианта даагьозоз.' Таких оказалось 19. ,Нэ .1« основе абонировало 18 г/рецставителышх выборок, .содериацих истории полезней с хорошими и отличными результатами лечения. При формиро- • иаига выборок использовалось несколько.моделей.'Ео-перпшс, потребовалось провести оценку качества лечения. Рассмотрены-д&е модели для понимания и обоснования лечения, назвамше условно "изавд&г оценкой" и "самооценкой". . ..•','..-'.:''

' . При- использования модели "взлимооцвяки" необходимо. вцявк-гь степень согласованности индивидуадъти акслертшл, ршаяроЕоний, на отлове которых получено групповое ран»фОьони'з. Нлп получения количественных данных использован известный метод окешзртнух оценок. В качестве показателя согласованности группового рпн.те^сва-ния используется предложенный М.Кеядэлом коаф^щмнт конкордашн.

Качество варианта лечения оценивается ьели'пшой: . . I

: 2 Гп1 »1 .

1=1

ВГ5П) = --------------—— ,

■ ■ 'Г'.

• 1=1 •;

где Бп - вариант лечения; гп1 - "ранг", постчиленний 1-м охсяар-. гом; - вес. характеризукциХ 1-го эксперта.

. "Идейной" основой для использования модели "самооценки" ян-яяется предпосылка, что лечащий грач, фактически ечм является з кавдом конкретном случае "экспертом", отделяющим, кишм лекарства необходимо было применить при лечении йогыю"о. Ятст вариант, разумеется, гучемлом при уололги, что используются ресуль-гаты лечения квалифицированных специалистов.

При обработке историй болезной проведена процедур? шнзло:-дш 1-исклвчопкя дополнительных препзретои, по вли/<м>зх на лечмео

зсковкого'^болепйния. ДЛЯ 'ТОГО ^ЬБОЗМОЯ ПОДХОД, ОСНмВШИй/Й 13 построении врачом матпицы "раз,, лх" ва'ршггог сочетания со-гутстаующих заболеваний и назначаемых препаратов ! НУ! I, алечен с сотерой л1, ^ имеет значение I и 0.

Для отбора наиболее эффективных препаратов, ь сЗормиромн-шх выборках,• разработана математическая модель с расчетом отно-гителуло" эффективности использосанил препаратов ь дьнней Выборге. С $чэтом рассмотренного вопроса оценки качества лечелая, каг-;ой с;семе лечения, отобранной для О(грсд'зл':.п:пго варианта эайслз-:акий, поставлен.в оботвотстБне косффициокт 8. Тогда какяоД истощи болезни "соответстгует сЪвокушость~»1бГ)начаБагихся препаратов [ нояфГтшент качества лечения:

С „ГС о с \. п

1 "ш ' йп2......ип*

Позначны максимально лоьможисе гсачокчз иооф{яцк(»кга качества

|,|ЭХ. гогда. если препарат назначался в т случаях, г гг. как-

••амдщ.йий в>?г ?у."ет ¡^'Упим-^сн т\\гл гипагртркм-пем к^хсл .-.'•.

Т;.;< как токая ситуация истрзчаетсл не всегда,то реальный вес препарата будет ранен * £ В(Бп1), в его относительный вес'

Р'(?.п1) ------------

Е!ГЛХ * т

Рассчитав Р'(Эп1) для всох препаратов, назначавшихся пациентам. с рассматриваемой формой основного заболевания, произведено их ранжирование и тем самым отобраны наиболее эффективные препарат. ; •

При выявлении устойчивых сочетаний преларатоЕ в каждой выборке использована мете тика ква?к-корреляционного анализа. Процедура расчета такого коэффициента квази-корреляции (нвАторого аналога, в :тоИном смысле, коэффициента ранговой корреляции Кендал-, лэ) сводится к подсчету количества пациентов. которым были одно-зремошю назначали и к в результате такого подсчета можно сформировать матрицу, связей препаратов II ЯП, элемент которой определяется, например, как ' "

п 1/.1 г13 = • •

п3

где п., - общее число назначений 3-го препарата

- число назначений 1-го препарата одновременно с 3-м. Далео строится "график" коэффициентов связи 1 ^ по правилу "выбора блитойшэго соседа", позволяющий наглядно представить "компактные группы препаратов".

• При подсчете квази-корреляционного коэффициента в качестве границы, экспортным путем, был выбрпн коэффициент,равный С,6. Креме того, мы старались не учитывать взаимосвязи между редко встречающимися препаратам. Для выбора устойчивых сочетаний препаратов на;га учитывались сочетания только с силыыыи прямыми и обратными связями. . ' *

Важным вопросом при' работе МЛС выбора тактики лечения является объединение "литературной". ВЗ и "клинической" 23. При этом. процедура объединения состоит из двух этапов. Первый - это нахождение в "клинической" БЗ диагноза идентичного вводимому в МКС.

На втором этапе возникли существенные затруднения, поскольку : простое механическое сложение КП .препаратов из ."литературной". БЗ

I 3(5п1>

в шах * 111 '

и относительной эффективности использования этих же препаратов в выоорке "клинической" БЗ является некорректным. Поэтому целесообразным является подтверждение данными из "клинической" БД плана лечения, полученного по результаг&л лечения их "литературной" БЗ. . Предложена оииомиальнал модель, базирующаяся на общей тесрга интервальных оценок, с использованием КП, опр-зделкзмых с применением литературных данных, и результатов оценки качества лечения о использованием выбранных средств (самооценке). При этом рекомендации, приводимые в литературе (нал; ¡¡мер, подсчитанную по ас-г иникам частоту применения тех или иных препаратов для лечения данного варианта заболевания), рассматриваются как истшшэе значение параметра Р биномиального распределения вероятностей. Если Р - параметр биномиального распределения, то вероятность успеха . в единичном испытании как раз равна Р*,'отсюда аналогия с часто- ■ той встречаемости лекарств по рекомендациям в литературе. Оценочное значение параметра Р* - это средняя эффективность (качества) лечения, оценка по результатам 'лечения конкретных пациентов. Согласно теории интервальных оценок доверительные пределы лля "квлз-вэстной" вероятности Р* определяются соотношения;,«: нижний предел тс: lic(m, п-рн1 ) 1-Pg; верхний предел П: 1П (rati, n-m) = Pg, где п - общее число испытаний (гсторий болезни), т - число успехов в испытаниях (число назначенных препаратов). Pg -• зядэнный коэффициент дрьерия. In - функция бин' -»ального распределения (эта функция табулирована и ь/роко пр. лется б самых ралчшх областях исследования).

В, четвертой.главо рассматривается и обосновывается структура построения оболочки МИС выбора тактики лэчения.

Алгоритм работы МИС выбора тактики лечения (рис.2) имеет ту особенность, что формирование плана лечения осуществляется с использованием результатов работы подсистемы оценки степени обоснованности врачебного диагноза. Если степень обоснованности всего диагноза или ого фрагментов низкая, то пользователя выдаются лишь общие рекомендации по лечению в рамках созданной "лечебно-инфзр-мационкой" БД. Кроме того, предусмотрена "информационная" БД но лечению неотложных состояний в кардиологии.

При фор1чированш этапов работы МИС учитывалась логика врича при выборе им тактики лечения. С этой целью предусмотрены >гоч-нлетщо диалоги о пользователем для выяснения результатов пред:!-

дуодго лечения и противопоказаний к' использованию лекарственных средств. "Сценарии1" диалогов составлены для каждого лечебного.

блока "литературной" ВЗ. Кроме этого, для формирования рационального плана лечения предусмотрен;: настройка МИС на конкре гнь-о возможности пользователя с учетом препаратов имеющихся в его распоряаетшк,

Апробация работы КУ.С выбора тактики лечения проводилась на 86 больных кардиологического отделения ОКБ г,Воронежа по 18 вариантам сочетаний различных форм ИБО л 113. Данные показали хорошее совпадение планов лечения, сортированных МИС и назначенных практическими врачами, частота совпадений по различным вариантам С 'ла от 60,56 *,до 90,22 '".(в среднем 76,15 "1.

' ОСНОВГЪ'Н РЕЗУЛЬТАТУ РАБОТЫ , I. Разработана медицинская информационная система; позволяющая оценивать обоснованность Ерачебного диагноза и осуществлять выбор рациональной тактики комбинированной торогши конкретного больного. Построение на принципе открытости позволяет совершенствовать систему в процессе получения новых знаттй и настраивать ее на другие предметные области внутренних болезней.

2. Построена модель выбора тактики лечения, использувдая ■уточняющие диалоги и базирующаяся на универсальной семантической сет.

3. Разработана модель формализации знаний зкспертов с использованием объединенного Формализма - правил продукций и коэффициентов предпочтения, на основе которой создана "литературная" БЗ МИС выЗора тактгода лечения.

4. Разработана модель учета ^чпих действий препарата на основз расчета интегрального показателя эффективности, что оказывает помощь пользователю в выборе наиболее рациональной терапии с учетом солугствущих заболеваний.

5. Проведегамй анзжз пстори.1 болезней показал, что из большого количества теоретических сочетаний различных форм ИБО, в реальной ситуации встречается только 20 ?,.Нто позволило сгру:гпиро-вать их й 15 вариантов, наиболее часто встречающихся ь лечебной практикь врача-терапевта, что доказывает целесообразность отбора историй болезней при создании БЗ МИС выбора тактики лечения в других предметных областях,

6. Ра?рг.5отана процедура формализации клинических данных

с помощью математических моделей: оценки качества лечения (самооценки и влаимооценки); отбор« гффективнкх лекарственных средств V. уотойЧ1.ьых пар пр&пердгов (кйази--коррэлящ;оншй рналйз); и

создана "клиническая" БЗ МПС.

7. Разработана модель верификации экспертных, знаний (из "литературной" БЗ) и статистической информации (из "клинической" БЗ), базирующаяся на общей теории интервальных оценок. Это позволяет эффективно использовать клинический материал для поддержи выводов, полученных на основе экспертных знаний.

8. Разработанная методика оценки степени обоснованности вра- ■ чебнсго диагноза (система-верификатор) позволяет повысить качество дифференциальной диагностики и обезопасить больного от необоснованного лечения.

9. Апробация МИС выбора тактики лечения показала, что

в г/6,15 случаев имеется совпадение предложенного системой плана лечения о тактикой квалифицированного специалиста. Необходимость корректировки супестзуюцей "литературной" БЗ подтверждает целесообразность открытости МИС. . ■ .

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. М/ля':ов о.В., Прутов Ю.!1, Соболев Ю.А. Экспертный подход к автсмлтязают! лечебного пооцесса //Тез.. докл. IX симяо -

с-кума, "Эффективность качество и надежность систем "человек-техника*. 28-33 ноября 1990 годе. - Воронеж: ВШ.1У90.-Ч.2. -0.99-100.

2. Минаков Э.В., Соболев Ю.А. Использование медицинских эк -спортшх этэний для автоматизированного выбора лечедия в условиях профилактических обследований //Компьютеризация в медицина. - Борон?*: ЬПИ, 1390.-- С.76-80.

3. Минаков Э.В, Данильченко З.А., Соболев ¡O.A. Создание базы знаний экспертной системы для оптимизации лечения ияемической бслойни сердца //Тез.докл. XIV обл&стной конференции терапевтов "Диагностика, лечение,диспансеризация, реабилитация тераиевтиче -

счкх заболеваний. Новое в диагностике, лечении". 29-30 мая 1991 г.-Боронеж.1931.-С..22-23. . •

4. Минаков Э.В., Рог А.И.. Мещеряков В.А., Мысип В.В., Собо лев Ю.А. Оптимизация процесса выбора лечения ишзмкческой болезни сердца на основе экспертной системы //Кибернетика и химия в кар -диолэгии. - Воронеж, 1&Э1,-СЛ2-Г.5.

6. Минаков Э.В., Несторовский И.П...Соболев Ю.А. Методика оценки степени обоснованности врачебного диагноза, //Компьютеризация в медицина.. - Воронеж: ЕПИ, 1591.-С.80-84.

6. Минаков Э.В., Рог A.M., Мекеряков З.А., Мысив В.В., Собо -лев Ю.А. Некоторые проблемы организации базы-знаний экспертных систем выбора лечения, //Компьютеризация в. медицине. - Воронок: ВПИ, 1991. С. 120-124. .

7. Минаков Э.В., Паутов Ю.Н., Соболев Ю.А. Оптимизация процесса выбора лечения нарушений ритма у больных ишемичэской болезнью сердца //Тез. докл. IV Всероссийского съезда кардиологов "Акту г. .выше вопросы диагностики и лечения нарушений ритма и проводи -мости сердца. Недостаточность кровообращения". 2&-2Y сентября 1991. Пенза, 1991, C.-SU-92. - .

8. Ушаков Э.В., Паутов Ю.Б., Рог Л.И., Мещанинов В.А., Соболев Ю.А. Особенности представления знаний в экспертной системе лэ-

чения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями //Труды Мехдуна-

? одного семинара "Информатика в медицине" ИНФ0МЕД--91, 17-1У декабря 991.года, Рига, 1991.- С.88-90. .

w. Минаков Э.В., Рог А.И., Мещеряков В.А., Соболев Ю.А. Использование универсальной семантической сети при построении медицинской экспертной системы //Компьютеризация в медицине. - Воронеж: В£И, '1992,— С.54-58.

10. Даяильченко З.А., Соболев D.A., Володина О.П., Соловьева Л'.В., Таранина В.И., Крзсюкова Е.А. Некоторые вопросы создания "архивно?" базы данных медицинской экспертной системы //Диагностика и лечение заболеваний внутренних органов. - Воронеж: ЗГМИ, 1Э92.- С,6-9.

11. Быков Э.Г., Мещеряков В.А., Мещерякова Г.М., Минаков Э.ö.. Рог А.И., Соболев Ю.А. Диагностическое устройство. - Заявка на изобретение, N гос.регистрации 50I4U3I, Приоритет от 22. иалл 1991 г.-

Подписано к печчти £4.01.93._0бъем 1,0 усл.пач.л,,уч.~изд.л.

1,0. Тира« 100 ока.

Заказ №6

Воронежский политехнический институт 394026 Воронеж, Московский просп.,14 Участок оперативной полиграфии Воронежского политехнического института