Автоматизированные системы для массовой донозологической диагностики

Одной из первых автоматизированных систем донозологической диагностики была ИВК-ДОН (Измерительно-Вычислительный Комплекс Для массовых Обследований Населения), созданная на базе микро-ЭВМ "Электроника Д-3-26" (Берсенева А.П. и др.,1983,1984), В "ИВК-ДОН" использовался наиболее простой вариант алгоритмов, основанный на сравнении текущих значений комплекса измеряемых показателей с заданными значений для каждого из четырех вышеуказанных классов состояний. Конструктивно, комплекс ИВК-ДОН состоял из комплекта датчиков (ЭКГ электроды, БКГ и СКГ - датчики), усилительно-преобразовательного блока, микро-ЭВМ, ленточного перфоратора и алфавитно-цифрового печатающего устройства. Наряду с системой ИВК-ДОН в состав комплекса массовых донозологических обследований входило следующее оборудование: весы медицинские, спирометр сухой, аппарат для измерения артериального давления, динамометр и медицинский термометр. Для опроса пациентов использовались специальные бланки: "Карта анкетного опроса".

Дальнейшее развитие аппаратурно-программных средств для массовых донозологических обследований связано с созданием передвижной автоматизированной лаборатории "Автосан-82" и с проведением в 1985-1987 гг анализом полученных данных на ЭВМ типа ЕС-1033 с использованием специализированных программных средств регрессионного, дискриминантного и факторного анализа. Созданные новые алгоритмы были вначале реализованы на ЭВМ-СМ-1420, затем на персональных компьютерах: ДВК-4, ЕС-1020, IВМ-РС. Первым образцом автоматизированной системы нового типа явился прогностический комплекс "ВИТА-87". Затем, были разработаны его модификации: "ВИТА-89" и "ВИТА-90".

В 1982 году была создана передвижная автоматизированная лаборатория АВТОСАН-82, предназначенная для экспресс-оценки состояния здоровья и углубленных медицинских обследований. Для оценки адаптационных возможностей организма в этой лаборатории была применена микро-ЭВМ "Электроника НЦ-03Д" с фотосчитывающим устройством ФС-1501, перфоратором ПЛ-150М, ЭПМ "Консул- 260" и дисплеем типа VT-340.

Передвижная лаборатория "Автосан-82" создавалась Институтом Медико-Биологических Проблем и Московским Областным Клиническим Институтам и в ней были использованы элементы технологии обследования космонавтов. В состав лаборатории вошел ряд приборов: разработанных для использования в космосе. Лаборатория обеспечивала одновременное обследование трех пациентов в режиме экспресс-оценки. Общее время обследования одного пациента не превышало 15 минут. В режиме углубленного обследования время, затрачиваемое на одного пациента - не более 45 минут.

Для решения задач оценки здоровья и выдачи рекомендаций по результатам обследований в передвижной автоматизированной лаборатории "Автосан- 82" создан автоинтервьюер нового типа, в котором анализ результатов анкетного опроса осуществлялся одновременно с анализом данных объективных измерений. По результатам обследований и автоинтервью обеспечивалось получение трех видов итоговых документов:

1)"Карты оценки состояния здоровья", в которой отражаются основные данные медицинского обследования, дается оценка функционального состояния, указываются факторы риска и формируются рекомендации о необходимости профилактических или углубленных обследований или осмотра соответствующими специалистами;

2)"Карты результатов обследования", в которой представлены в закодированном виде все данные объективных измерений и анкетного опроса;

3) Перфоленты со всеми результатами обследований в восьми или пятидорожечном варианте соответственно для ввода данных в информационно-поисковую систему на мощной ЭВМ и для передачи информации по телеграфному и телефонному каналам.

В ходе массовых прогностических обследований, помимо экспресс-оценки состояния здоровья с выдачей индивидуальных заключений о степени адаптации пациента к условиям окружающей среды, с указанием факторов риска и медико-профилактических рекомендаций, в передвижной автоматизированной лаборатории предусматривалось углубленное, пре имущественно кардиологического профиля, обследование лиц, у которых выявлено снижение функциональных возможностей организма или состояний, свидетельствующих о наличии явлений срыва адаптации. С этой целью АВТОСАН 82 - снабжена аппаратурой, предназначенной для дистанционных медицинских обследований, которая позволяет передавать информацию о пациенте в консультативно-диагностический центр (КДЦ) для получения квалифицированного медицинского заключения о состоянии здоровья пациента с указанием ориентировочного диагноза и специальных лечебно-профилактических рекомендаций. По телетайпному и телефонному каналам предусматривался также обмен между специалистами КДЦ и персоналом передвижной лаборатории. КДЦ, таким образом, являлся составной частью АВТОСАН-82, обеспечивая прием, обработку и анализ информации.

Консультативно-диагностический центр представлял собой группу высококвалифицированных специалистов-консультантов, оснащенных аппаратурой приема, передачи и отображения информации и комплексом вычислительных средств. КДЦ выдавал заключения на основе экспертной оценки результатов углубленных медицинских обследований, которые осуществлялись дистанционно с использованием оборудования и специалистов передвижной лаборатории.

Дальнейшее развитие этого направления по разработке автоматизированных систем для массовых прогностических обследований населения было связано как с научно-теоретическими, так и с техническими аспектами. Бурный технический прогресс последних лет позволил реализовать программное обеспечение, подобное системе "АВТОСАН-82" на различных микро-ЭВМ, включая бытовой компьютер типа "Электроника БК-0010". Были созданы три модификации программ с помощью которых в 1983-1985 гг. были проведены обследования на ряде крупных промышленных предприятий. Одна из модификаций была связана с переоборудованием передвижной автоматизированной лаборатории специально для массовых кардиологических обследований (Новиков В.Т., Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1985). Идеология "АВТОСАН-82" была использована при создании иерархической многоуровневой системы "ПОТОК" для массовых кардиологических обследований на базе мини-ЭВМ типа СМ-1420. Был разработан специализированный банк данных на основе стандартной СУБД "ОКА" (Воробьев Е.И., Баевский Р.М, Жуланов А.М. и др., 1986).

Результаты практического применения автоматизированных систем для массовых прогностических обследований на ряде промышленных предприятий позволили накопить определенный опыт и, наряду с научными выводами о роли донозологических и преморбидных состояний в развитии заболеваний, продолжить совершенствование алгоритмов и программ диагностики функциональных состояний (Берсенева А.П., 1983; Сазонов А.М. и др., 1983; Берсенева А.П., Баевский Р.М., Круглов Р.А., 1985; Баевский Р.М., Берсенева А.П., Палеев Н.Р., 1987; Палеев Н.Р., 1987).

Как уже указывалось, отличительной чертой прогностических систем является их целевая функция - направленность на оценку уровня здоровья и определение адаптационных возможностей организма. Вместе с тем, для назначения адекватных средств оздоровления и профилактики врач должен знать об индивидуальных факторах риска и их выраженности, а также о наличии вероятных профилей патологии. Поэтому при разработке новой автоматизированной системы, которая могла бы выступать в роли "советчика врача", требовалось учитывать эти факторы, важные для практического использования такой системы в поликлиниках и медсанчастях. Все это было учтено при создании автоматизированного комплекса для массовых прогностических обследований, получившего название "Вита-87". Это видно из схемы на рис. 11, где представлена технология исследований и структура "Карты оценки состояния здоровья".

3.4. Автоматизированный прогностический комплекс "Вита-87";

Комплекс "ВИТА-87" представляет собой сочетание организационных, технических и алгоритмических средств, реализующих программу медицинских осмотров с использованием ЭВМ, утвержденную МЗ СССР (1990). Программа модифицирована применительно к первичному скринингу на доврачебном этапе медицинских осмотров. Учитывая отсутствие в нашей стране стандартных, серийно выпускаемых автоматизированных систем сбора информации при профилактических осмотрах, на первом этапе предлагается бланковый вариант методики. Это позволяет использовать штатные структуры поликлиник и медсанчастей. Итоговый документ - "Карта оценки состояния здоровья" формируется с помощью ЭВМ на основе информации, собираемой на доврачебном этапе. " Карта " состоит из следующих разделов:

· оценка функциональных возможностей организма;

· факторы риска и их интенсивность;

· вероятные профили патологии;

· комплексная оценка уровня здоровья;

· перечень рекомендаций по дообследованию.

При оценке функционального состояния организма (уровня здоровья) ведущая роль принадлежит оценке адаптационных возможностей, их снижение является фактором риска развития заболеваний.

Выделяются четыре группы пациентов с различным уровнем адаптационных возможностей организма.

При определении индивидуальных факторов риска в развитии заболеваний, наряду с общепринятыми факторами, такими, как курение, малоподвижный образ жизни, избыточный вес и т.п., предусматривается выделение и ряда других факторов, играющих важную роль не столько для дифференцировки нозологических форм, сколько для правильного выбора комплекса оздоровительных и профилактических мероприятий, направленных на улучшение функционального состояния организма, на увеличение "запасов здоровья".

Вероятные профили патологии определяются на основе анализа анамнестических данных, жалоб, результатов объективных обследований и осмотра. При этом предусматриваются три градации риска развития заболеваний: низкий уровень риска; средний уровень риска; высокий уровень риска данного профиля патологии.

Подобная дифференцировка обеспечивает врачу-терапевту, проводящему диспансеризацию, возможность выбора тактики дальнейших обследований пациента с учетом всего объема информации. При этом врач имеет возможность учитывать наличие факторов риска и их интенсивность, функциональное состояние организма, а также конкретный набор признаков, характеризующих каждый данный профиль патологии.

Таким образом, автоматизированный прогностический комплекс "Вита" является системой - советчиком врача, которая обеспечивает его информацией, необходимой для принятий решений. Кроме того, при динамических повторных обследованиях она позволяет судить о тенденции изменений уровня здоровья, о вероятности развития определенных профилей патологии, а также эффективно выбирать комплекс оздоровительно-профилактических мероприятий с учетом индивидуальных факторов риска.

При комплексной оценке уровня здоровья выделяются три диспансерные группы: здоров, практически здоров, болен. Наиболее обширные группы практически здоровых лиц дифференцируются по уровню здоровья на 3 подгруппы: с первичными донозологическими изменениями; с донозологическими состояниями; с преморбидными состояниями.

Процесс обследования состоит из следующих этапов:

1. Регистрация обследуемых.

2. Анкетный опрос.

3. Антропометрические измерения.

4. Осмотр средним медицинским персоналом (фельдшер-акушер).

5. Кардиологические обследования.

6. Проведение функциональных проб.

7. Ввод результатов анкетного опроса и данных объективного обследования в ЭВМ, формирование базы данных

8. Обработка и анализ данных на ЭВМ и выдача врачу

"Карты оценки состояния здоровья".

Поскольку комплекс "Вита-87" в свое время был официально утвержден Минздравом СССР и является базовой системой для дальнейшего развития данного направления (см. следующий раздел), то в приложениях 1-9 представлены основные материалы этого комплекса в виде опросников, таблиц формирования заключений, алгоритмов и т.п. По-видимому, эти материалы могут быть полезны для тех, кто предполагает использовать подобного рода системы донозологических исследований.

В системе "Вита-87" используется бланковый метод сбора информации, то есть на этапах 1-7 результаты обследований вносятся в специальный бланк " Медицинскую информационную карту " При этом используется кодификатор. Такая технология позволяет использовать описываемую систему в любом лечебно-профилактическом учреждении, не располагающем автоматизированными средствами сбора и обработки информации.

Описание алгоритма обработки и анализа информации. Алгоритм автоматического анализа данных предусматривает:

1. оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы;

2. выявление индивидуальных факторов риска с определением их интенсивности;

3. определение профилей вероятной патологии;

4. формирование комплексного заключения.

Оценка функционального состояния предусматривает не только определение принадлежности пациента к одной из четырех групп, но и количественное измерение уровня здоровья в условных баллах. Это позволяет при динамическом наблюдении выявлять тенденцию изменений функционального состояния пациента и прогнозировать вероятные в будущем сдвиги. Для оценки ИФИ используются уравнения множественной регрессии (см. таблицу 12).

Для выявлении индивидуальных факторов риска разработан табличный алгоритм. При этом в качестве исходных показателей используются как результаты анкетного опроса, так и данные объективных обследований. Интенсивность каждого фактора риска определяется в процентах по индивидуальной сумме признаков, отнесенных к максимально возможной интенсивности (в баллах).

Алгоритм выявления факторов риска предусматривает также определение их интенсивности по числу имеющихся у пациента факторов риска. Различают высокую, среднюю и низкую интенсивность факторов риска (при 6 факторах и более-высокая, от 3 до 6-средняя, 1-2 фактора - низкая).

Для определения профилей вероятной патологии используется так же табличный алгоритм. Предусматривается определение 10 профилей патологии по результатам анкетного опроса и данным объективных обследований. Все полученные данные оцениваются в баллах. На основе экспертной оценки специалистами - клиницистами для каждого профиля патологии все характерные признаки были разделены на 3 группы по их значимости. Наименее значимые признаки оценивались 1 баллом, более значимые - соответственно 2 или 3 баллами. Алгоритм предусматривает выделение трех градаций вероятной патологии:

1. - низкий риск;

2. - средний риск;

3. - высокий риск развития данного профиля патологии.

Для каждой из этих градаций подобран свой набор признаков. Для принятия решения о наличии определенного профиля патологии ЭВМ производит суммирование балльных оценок признаков отдельно для каждой градации, каждого профиля и сравнивает полученную сумму с пороговыми значениями. При этом балльные оценки каждого из признаков умножаются на номер градации профиля патологий. Пороги подбираются таким образом, чтобы обеспечить преобладание гипердиагностики над гиподиагностикой потому, что в конечном итоге, окончательное решение принимает врач, для которого предпочтительнее "ложная тревога", чем пропуск значимого признака.

Чувствительность алгоритмов распознавания различных профилей патологии колеблется в пределах 0,83-0,95, а показатель специфичности находится в диапазоне 0,68 - 0,85.

Комплексная оценка состояния здоровья 0 В результате обработки и анализа данных ЭВМ формирует "Карту оценки состояния здоровья" (приложение 9), которая содержит оценку функционального состояния системы кровообращения, перечень факторов риска и их интенсивности, а также перечень вероятных профилей патологий с их градациями и списком признаков для врачебного контроля по каждому из выделенных профилей (основания для заключения). Указанная карта поступает к врачу-терапевту для использования в процессе обследования пациента для принятия решений. На основе обобщенной оценки функционального состояния, факторов риска, профилей патологии, ЭВМ формирует пять заключений: 1 Норма 2 Первичные физиологические изменения 3 Донозологические состояния (функциональное напряжение, компенсированные стадии заболеваний) 4 Преморбидные состояния (снижение функциональных возможностей организма) 5 Патологические состояния (субкомпенсированные стадии заболеваний)

Процесс принятия врачебного решения включает обобщение результатов обследования и комплексную оценку состояния здоровья, которая обычно ассоциируется с постановкой диагноза. Однако, практика диспансерных обследований и профилактических осмотров в соответствии с принятой классификацией требовала, прежде всего, отнесения пациентов к одной из трех диспансерных групп (здоровые, практически здоровые, больные), а в случае выявления заболеваний, установления их формы (компенсированная, субкомпенсированная, декомпенсированная). Поэтому машинный (автоматизированный) вариант такого диагностического решения, во-первых, может быть полезен врачу, во-вторых, обеспечивает унификацию комплексной оценки состояния здоровья. Что касается уточнения диагноза по выявленным профилям патологий, то, как правило, это требует дополнительных диагностических процедур, и поэтому в комплексе "Вита-87" предусмотрен алгоритм выдачи рекомендаций по дообследованию.

Автоматизированный прогностический комплекс "Вита-87" реализует идеологию донозологической диагностики, ориентируя врача на оздоровление и профилактику как на первоочередную задачу. Это соответствует позитивной концепции здоровья (Wilson 1986), рассматривающий потенциал здоровья в зависимости от наличия физических, психических и социальных ресурсов и определяющей баланс здоровья как динамическое равновесие организма и среды.