Интерактивное анкетирование больного и развитие автоматизированных систем помощи врачу общей клинической практики в диагностике респираторных заболеваний

Хроническая обструктивная болезнь легких

Интерактивное анкетирование больного и развитие автоматизированных систем помощи врачу общей клиническои практики в диагностике респираторных заболеваний

В.Ю. Мишланов, Я.В. Мишланов,

А.В. Каткова, Е.С. Большакова, А.С. Шапенкова

Развитие интерактивных интернет-ресурсов и компьютерных программ, направленных на помощь в выявлении ранних симптомов различных заболеваний и факторов риска их развития, признается актуальной задачей современной медицины. В статье представлены результаты исследования эффективности автоматизированной системы "Электронная поликлиника" в оценке симптомов бронхообструктивных заболеваний, внебольничной пневмонии и рака легкого. Согласно полученным результатам, данная интерактивная система удобна для применения врачом и пациентом в режиме удаленного доступа и позволяет эффективно осуществлять информационную поддержку принятия клинических решений при диагностике вышеуказанных заболеваний. Ключевые слова: респираторная медицина, автоматизированная система помощи принятия решений, клиническая диагностика, "Электронная поликлиника", диагностика.

Актуальность

Развитие интерактивных интернет-ресурсов и компьютерных программ, направленных на помощь в выявлении ранних симптомов различных заболеваний человека и факторов риска их возникновения, признается актуальной задачей современной медицины [1-4]. Этот процесс стимулируется нормативными актами Российской Федерации. В Постановлении Правительства РФ от 15.04.2014 № 294 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие здравоохранения", а также в приказе Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12.04.2012 № 348 "О внесении изменения в Концепцию создания информационной системы

Виталий Юрьевич Мишланов - профессор, зав. кафедрой пропедевтики внутренних болезней № 1 ГБОУ ВПО "Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера" (ПГМУ) МЗ РФ. Ярослав Витальевич Мишланов - аспирант кафедры компьютерных систем и телекоммуникации ГБОУ ВПО "Пермский государственный национальный исследовательский университет".

Анастасия Вениаминовна Каткова — канд. мед. наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней № 1 ПГМУ МЗ РФ.

Екатерина Сергеевна Большакова - студентка IV курса лечебного факультета ПГМУ МЗ РФ. Анна Сергеевна Шапенкова - студентка III курса лечебного факультета ПГМУ МЗ РФ.

в сфере здравоохранения, утвержденную приказом Минздравсоцразвития России от 28 апреля 2011 г. № 364" указано, что многие актуальные вопросы развития системы здравоохранения, включая раннюю диагностику и профилактику заболеваний, требуют создания единого информационного пространства в сфере здравоохранения, разработки и внедрения информационно-коммуникационных технологий в управление здравоохранением и оказание медицинской помощи. В этих документах речь идет в том числе о создании автоматизированных систем помощи принятия решений в медицинской практике [5, 6].

Разработка автоматизированных диагностических систем является одной из самых сложных задач медицины и информатики. Кроме известных правил организации информационных систем медицинская диагностика должна опираться на классические принципы. Наиболее полное описание применяемых в настоящее время медицинских диагностических стратегий представлено в монографии академика РАН А.Г. Чучалина и Е.В. Бобкова "Основы клинической диагностики" [7]. Основными принципами медицинской диагностики называют диагностику "по аналогии", гипотезо-дедуктивный подход, алгоритмический или арборизационный, а также все-

объемлющий. Следует отметить, что каждый из названных принципов наиболее удачно применяется при решении тех или иных конкретных клинических случаев. Кроме указанных стратегий в лекциях академика РАН А.Г. Чучалина описан "проблемный" подход в медицинской диагностике, при помощи которого возможно составить план обследования и медицинских решений с учетом конкретной клинической ситуации.

Создание автоматизированных электронных ресурсов позволит сочетать указанные диагностические стратегии и реализовать еще один, так называемый многоуровневый подход к решению медицинской проблемы, суть которого можно описать как изменение стратегии или алгоритма при переходе от решения одной задачи диагностики к решению другой или к этапу лечения заболевания в конкретном случае. Причем такая комбинация может быть специфичной по отношению к наиболее общим медицинским проблемам, а также индивидуальной по отношению к пациенту. Очевидно, что автоматизированная система помощи принятия решений в области медицинской диагностики должна использовать максимальное количество описанных диагностических стратегий.

В 2011 г. был разработан электронный ресурс для определения ведущей медицинской проблемы, профильного специалиста, плана обследования больного и принципов оказания медицинской помощи - "Электронная поликлиника" [8]. Программа для ЭВМ (свидетельство № 2012614202 от 12.05.12.) размещена в сети интернет (http://klinikcity.ru), она содержит 6 модулей, в том числе респираторный и онкологический. Общее количество оцениваемых программой клинических признаков - примерно 2500.

Респираторный модуль позволяет осуществить учет и решение 20 клинических проблем, связанных с заболеванием органов дыхания, провести балльную оценку каждого симптома заболевания и составить один из 8 вариантов предварительного синдромного заключения. Общее количество вопросов первого этапа обследования респираторного модуля составляет 163. После предварительной обработки результатов программа представляет план обследования и возможных мер неотложной помощи в соответствии с выявленными медицинскими проблемами в виде выписки из актуальных клинических рекомендаций. Затем анализирует предоставленную дополнительную информацию и после учета данных инструментальных и лабораторных методов обследования больного формулирует один из 23 вариантов заключения на втором этапе интерактивного опроса больного. В созданной программе реализованы

проблемный, аналоговый, гипотезо-дедуктив-ный, алгоритмический и многоуровневый подходы к формированию медицинского заключения.

Онкологический модуль позволяет выявить риск развития ряда онкологических заболеваний, включая рак легкого. Данный модуль отличается внешним представлением только одного этапа диагностического поиска. Для определения величины риска используются две шкалы: шкала оценки общих симптомов онкологического заболевания и шкала оценки риска рака легкого. Имеются аналогичные шкалы оценки риска развития онкологического заболевания других локализаций. Результаты опроса позволяют рассчитать два индекса, суммарная оценка которых приводит к получению окончательного результата и рекомендаций. Вариантами заключения являются градации риска развития рака легкого (или другой локализации): низкий, умеренный, высокий и очень высокий.

В настоящее время задачами клинического исследования, выполняемого с помощью описанной интерактивной анкеты, являются: определение спектра наиболее актуальных респираторных проблем у больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), бронхиальной астмой (БА) и пневмониями; учет инструментальных и других клинических признаков, подтверждающих клинический диагноз; распространенность факторов риска и их влияние на развитие заболеваний; эффективность заложенных в компьютерную программу коэффициентов значимости учитываемых признаков и алгоритмов (схем) анализа полученной от пациента информации; эффективность алгоритмов построения плана диагностического поиска и лечения; распространенность сопутствующих патологических состояний и их влияние на течение основного заболевания у конкретного больного или в целом по нозологической форме либо отдельной медицинской проблеме.

Целью настоящего исследования было изучить эффективность применения автоматизированной системы оценки симптомов бронхооб-структивных заболеваний, внебольничной пневмонии и рака легкого.

Материал и методы

В исследование были включены следующие группы пациентов:

1) 12 больных ХОБЛ, 11 больных БА (15 мужчин, 8 женщин; возраст 28-79 лет), объединенных в группу больных хроническими бронхообструк-тивными заболеваниями;

2) 14 больных раком легких (12 мужчин, 2 женщины; возраст от 52 до 64 лет); I стадия за-

Таблица 1. Сравнительная распространенность некоторых респираторных симптомов среди больных бронхообструктивными заболеваниями и здоровых лиц

Симптомы заболевания

Группа кашель кровохарканье одышка затруднение общая слабость

без уточнения с мокротой без уточнения в покое выдоха

Больные БА и ХОБЛ 95,7 87,0 0 95,7 30,4 69,6 30,4

Больные раком легкого 78,5 42,9 50,0 92,9 7,1 42,9 85,7

Контрольная (обе возрастные группы) 27,5 17,5 0 17,5 0 9,8 19,5

болевания имела место у 1 больного, II стадия -у 2, III стадия - у 9 и IV стадия - у 2;

3) 39 больных внебольничной пневмонией, из них у 15 больных (5 мужчин, 10 женщин; возраст 17-38 лет) имело место нетяжелое течение заболевания и у 24 больных (16 мужчин, 8 женщин; возраст 27-83 лет) - тяжелое;

4) две контрольные группы практически здоровых лиц в возрасте 20-26 лет (37 человек) и в возрасте 41-68 лет (41 человек).

Для верификации диагноза бронхообструк-тивного заболевания использовались клинические методы, в том числе спирометрия, бронхо-дилатационный тест. План обследования больных раком легких включал интерактивный опрос, выполнение компьютерной томографии высокого разрешения (КТВР), фибробронхо-скопии с биопсией подозрительных участков слизистой бронхов и гистохимической диагностикой клеточного состава. Диагноз рака легкого был установлен торакальным хирургом, все больные консультированы онкологом. Наличие пневмонии подтверждалось рентгенологически, по показаниям проводилась КТВР легких.

Статистический анализ выполнен с применением программного пакета 81аиэиса 8.0. Произведен расчет операционных характеристик (чувст вительность, специфичность) нового метода интерактивного опроса с помощью электронного ресурса.

Результаты исследования

Частота заключения программы о наличии бронхообструктивного синдрома на основании данных интерактивного опроса в группе с бронхо обструктивными заболеваниями составила 86,9%, в контрольной группе лиц в возрасте 21-26 лет - 5% (1 человек), в возрастной группе 41-68 лет - 0%. При дополнительном обследовании пациента контрольной группы с выявленными респираторными симптомами были установлены спирометрические признаки бронхиальной обструкции. Специфичность программы для ЭВМ по выявлению бронхообструктивного синдрома составила 97,6%.

Проанализирована распространенность респираторных симптомов у больных бронхооб-структивными заболеваниями, раком легкого и практически здоровых лиц (табл. 1).

Больные бронхообструктивными заболеваниями отличались высокой частотой выявления кашля с небольшим количеством мокроты в сочетании с одышкой по типу затруднения выдоха (примерно 70%).

Представленные в табл. 1 данные позволяют сопоставить группы больных бронхообструктив-ными заболеваниями и раком легких. У больных раком легких часто выявлялся кашель, но от-хождение мокроты отмечено только у половины больных с кашлем. Большинство больных жаловались на одышку, но затруднение выдоха отмечено менее чем у половины из них. Кроме того, частыми симптомами рака легких были снижение физической активности, массы тела и повышение температуры тела. Сопутствующая ХОБЛ имелась у 5 больных раком легких (35,7%), курили на момент обследования 78,6% больных, еще 14,3% курили в прошлом.

Специфическими симптомами рака легких служили кровохарканье, которое в 2 случаях не сопровождалось жалобами на кашель, и высокая частота наличия общей слабости. Тем не менее из табл. 1 видно, что больные раком легких не имели особых симптомов, позволяющих обеспечить высокий уровень диагностики. Комплексная диагностика и расчет индексов риска позволили улучшить результаты диагностического поиска. При расчете общий риск развития онкологического заболевания в группе здоровых лиц в возрасте 20-25 лет составил 32,80 ± 5,22%, в возрастной группе 50-61 года - 38,90 ± 10,87%, а в группе больных раком легких - 61,0 ± 6,38%. Различия между здоровыми лицами и больными раком легкого были достоверными (р < 0,0001) как в случае сравнения с молодыми лицами, так и в случае сравнения с сопоставимой по возрасту группой практически здоровых лиц. В группе здоровых лиц в возрасте 20-25 лет высокий риск имел место у 17,6%, умеренный риск - у 23,5%, низкий риск - у 59,9%; в возрастной группе 50-61 года - у 15,0; 75,0 и 10,0% соответственно.

В группе больных раком легкого очень высокую оценку по шкале получили 85,7% опрошенных.

Общий риск развития рака легких в группе здоровых лиц в возрасте 20-25 лет составил 31,20 ± 12,81%, в возрастной группе 50-61 года -33,50 ± 10,70%, в группе больных раком легких - 73,90 ± 13,21%. Различия между здоровыми лицами и больными раком легкого были достоверными (р < 0,0001) как в случае сравнения с молодыми лицами, так и в случае сравнения с сопоставимой по возрасту группой практически здоровых лиц.

Комплексный анализ данных анамнеза, клинических симптомов и рассчитанных индексов позволил установить частоту выявления риска развития рака легких при интерактивном анонимном опросе в группе больных раком легких в 92,9% случаев, в группе здоровых молодых людей - в 0%, в группе здоровых лиц зрелого возраста - в 0%, в группе больных бронхообструк-тивными заболеваниями - в 4,3%. Чувствительность метода составила 92,9%, специфичность -98,1%.

При анализе распространенности симптомов заболевания в первые дни развития пневмонии у больных с тяжелым и нетяжелым ее течением были выявлены существенные различия. У больных с тяжелым течением преобладали нереспираторные симптомы. Возможно, по причине развития острой дыхательной недостаточности более часто отмечались общая слабость, различные формы неадекватного поведения (нарушения сознания), головокружение (50-65% случаев). Среди симптомов, часто ассоциированных с классическим течением пневмонии, преобладала лихорадка (примерно 61% случаев). Респираторные симптомы (кашель, отхождение мокроты, боль в грудной клетке) были отмечены менее чем в 30% случаев (табл. 2).

У больных с нетяжелым течением заболевания классические симптомы встречались чаще. Сухой кашель отмечался в 95,0% случаев, кашель с мокротой - в 62,0%, лихорадка - в 93,3%, одышка - в 53,3%, боли в грудной клетке - в 40,0% (табл. 3). Такая значительная разница в частоте выявления симптомов представляет большие трудности для создания единого алгоритма диагностики пневмонии с применением автоматизированной системы анализа. Основным признаком заболевания следует считать лихорадку, которая в одном случае (нетяжелое течение пневмонии) всегда была ассоциирована с кашлем, а в другом (тяжелое течение пневмонии) - с признаками острой дыхательной недостаточности в виде общей слабости, головокружения, нарушения ориентации в месте и време-

Таблица 2. Анализ симптомов заболевания у больных пневмонией тяжелого течения

Симптом Количество больных

абс. %

Общая слабость 15 65,2

Лихорадка 14 60,9

Нарушение сознания 12 52,2

Головокружение 7 30,4

Боль в животе 7 30,4

Одышка 6 26,1

Боль в грудной клетке на вдохе 5 21,7

Тошнота/рвота 4 17,4

Кашель 3 16,6

Гнойная мокрота 2 8,7

Таблица 3. Анализ симптомов заболевания у больных пневмонией нетяжелого течения

Симптом Количество больных

абс. %

Общая слабость 2 13,3

Лихорадка 14 93,3

Нарушение сознания 0 0

Головокружение 1 6,6

Боль в животе 0 0

Одышка 8 53,3

Боль в грудной клетке на вдохе 6 40,0

Тошнота/рвота 0 0

Кашель 14 93,3

Гнойная мокрота 5 33,3

ни, неадекватным поведением или симптомами угнетения сознания.

Эффективность применения автоматизированной системы интерактивной диагностики в случае выявления пневмонии составила 89,7% при специфичности 95,0%. Точность метода предварительной оценки симптомов с помощью интерактивной автоматизированной системы составила 92,4%, прогностическая значимость положительного результата составила 94,6%, прогностическая значимость отрицательного результата - 90,5%.

Обсуждение

В настоящее время в сети интернет можно найти десятки интерактивных программ предварительной диагностики заболеваний внутренних органов, оценки факторов риска и дифференциаль ной диагностики заболеваний внутренних органов. Наибольшую распространенность имеют электронные калькуляторы факторов риска. Большой популярностью пользуются калькуляторы, включенные в клинические рекомендации по различным вопросам

диагностики и лечения заболеваний внутренних органов, например, SCORE (Systematic COronary Risk Evaluation - систематическая оценка коронарного риска), PROCAM (Prospective Cardiovascular Munster - оценка 10-летнего риска острых коронарных событий), BMI (Body Mass Index - оценка индекса массы тела), BODE (Body Mass Index, Airflow Obstruction, Dyspnea, and Exercise Capacity - оценка индекса массы тела, бронхиальной обструкции, переносимости физических нагрузок и одышки), CAT (COPD Assessment Test - тест оценки ХОБЛ), ACQ (Asthma Control Questionnaire - вопросник по оценке контроля симптомов БА), АСТ (Asthma Control Test - тест по контролю над БА) и многие другие. Перечисленные короткие вопросники (5-20 вопросов) построены по принципу включения только высокоспецифичных симптомов того или иного заболевания. Это обстоятельство значительно ограничивает применение электронного ресурса, так как пациент часто не может найти решения своего вопроса о состоянии здоровья - решения индивидуальной медицинской проблемы. Это не снижает клинического значения обсуждаемых калькуляторов, но позволяет предложить классификацию уровней их применения в медицинской диагностике.

1-й уровень - калькуляторы, предназначенные для доклинической диагностики, предварительного анализа медицинской проблемы и направления к узкому специалисту, - системы помощи принятия решений на уровне врача общей клинической практики. К этому уровню относится и представленная в настоящей статье автоматизированная интерактивная система "Электронная поликлиника". 2-й уровень - автоматизированные системы помощи узкому специалисту в решении проблем дифференциальной диагностики, как, например, программа ЭВМ, представленная в 2015 г. Т.И. Мартыненко и со-авт. [9]. 3-й уровень - диагностические системы, направленные на уточнение персонализированных генетических и фенотипических признаков заболевания конкретного человека. Отдельным кластером можно считать электронные системы учета и анализа заболеваемости и смертности, в том числе РИАМС (региональная информационно-аналитическая медицинская система), созданную на основании приказа Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12.04.2012 № 348 "О внесении изменения в Концепцию создания информационной системы в сфере здравоохранения, утвержденную приказом Минздравсоцразвития РФ от 28 апреля 2011 г. № 364" [6]. Нерешенными задачами применения электронных автоматизированных про-

грамм в медицине являются создание регистров больных различными заболеваниями и анализ как персональных данных пациента, что соответствует 3-му уровню автоматизированных медицинских систем, так и качества оказания медицинской помощи в различных регионах, лечебных учреждениях и на врачебных участках [10, 11]. Также следует отметить, что известные в настоящее время системы 3-го уровня неспособны заменить программы 1-го и 2-го уровней, необходимые для повседневной диагностической и лечебной работы врача и оптимизации системы здравоохранения.

Полученные первые результаты применения автоматизированной программы предварительной оценки симптомов заболеваний внутренних органов "Электронная поликлиника" позволяют сделать заключение о том, что принципы медицинской диагностики, применяемые в повседневной практике врача, занимают центральное место в вопросах создания и электронных ресурсов. Новый принцип многоуровневой организации автоматизированной системы помощи принятия решений в медицине и персонализированного применения стратегии "проблемной" диагностики в работе врача общей клинической практики позволяет получить высокие оценки эффективности и имеет перспективы для внедрения.

Выводы

1. Респираторный модуль программы для ЭВМ "Электронная поликлиника" позволяет выявлять клинические случаи, требующие дополнительного спирометрического обследования с целью диагностики БА или ХОБЛ, с чувствительностью 86,9% и специфичностью 97,6%.

2. Интерактивная автоматизированная система оценки риска развития онкологического заболевания, интегрированная в программу для ЭВМ "Электронная поликлиника", позволяет выявить признаки очень высокого риска развития рака легких в 85,7% случаев заболевания при отсутствии ложноположительных результатов в группах практически здоровых лиц. Специфичность метода составляет 98,1%.

3. Шкала оценки риска развития онкологического заболевания позволяет дополнительно снизить риск ошибочного отрицательного результата в 2 раза, при этом очень высокий риск онкологического заболевания в группе больных раком легкого был установлен в 92,9% случаев.

4. Ранняя диагностика пневмонии является наиболее трудной задачей для системы интерактивной автоматизированной диагностики, что обусловлено различной частотой выявления

симптомов заболевания у больных с нетяжелым и тяжелым его течением. Интерактивное анкетирование позволяет выявить симптомы внеболь-ничной пневмонии с чувствительностью 89,7% и специфичностью 95,0%.

5. Интерактивная система помощи принятия решения "Электронная поликлиника" удобна для использования врачом и пациентом в режиме удаленного доступа и позволяет эффективно осуществлять информационную поддержку принятия клинических решений при диагностике бронхообструктивных заболеваний, внебольнич-ной пневмонии и рака легкого.

Список литературы

1. Maurice J. // Lancet. 2013. V. 382. P. 671.

2. Baiker K., Levy H. // N. Engl. J. Med. 2013. V. 369. P. 789.

3. European Commission. Using foresight to support the next strategic programming period of Horizon 2020 (2016-2018) // http://espas.eu/

orbis/document/using-foresight-support-next-strategic-programming-period-horizon- 2020-2016-2018

4. Walshe K. et al. // Lancet. 2013. V. 382. P. 668.

5. Постановление Правительства РФ от 15.04.2014 № 294 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие здравоохранения". М., 2014.

6. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12.04.2012 № 348 "О внесении изменения в Концепцию создания информационной системы в сфере здравоохранения, утвержденную приказом Минздравсоц-развития России от 28 апреля 2011 г. № 364". М., 2012.

7. Чучалин А.Г., Бобков Е.В. Основы клинической диагностики. 2-е изд., перераб. и доп. М., 2008.

8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ "Электронная поликлиника" № 2012614202, дата регистрации 12.05.12. Авторы: Мишланов Я.В., Мишла-нов В.Ю., Мишланова И.В., Мишланова С.Л.

9. Martynenko T. et al. // ERS International Congress 2015. Amsterdam, 2015. Abstr. PA397.

10. Региональная информационно-аналитическая медицинская система ПроМед // http://www.medcore.ru/

11. Концепция информатизации здравоохранения Республики Алтай на период 2011-2020 годы. Горно-Алтайск, 2011.

Журналы издательства "Атмосфера'

а ПРАКТИЧЕСКАЯ 0 ПУЛЬМОНОЛОГИЯ

Продолжается подписка на журнал непрерывного медицинского образования

"ррйктичЕскйя пульмонология"

Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 960 руб., на один номер - 480 руб.

Подписной индекс 81166.

Продолжается подписка на журнал, предназначенный в помощь практическому врачу для проведения образовательных мероприятий:

"АСТМА и АЛЛЕРГИЯ"

J

ч

Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 660 руб., на один номер - 330 руб.

Подписной индекс 45967.

Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ. Редакционную подписку на любой журнал издательства "Атмосфера" можно оформить на сайте http://atm-press.ru или по телефону: (495) 730-63-51