ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИКИ И ВЫБОРА ТАКТИКИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ

Ю. В. Струк, Н. В. Шаповалова, А. К. Андреев, С. М. Пасмурнов, Ю. С. Козлов, Ф. М. Устинов

Кафедра анестезиологии и реанимации ФУВ ВГМА им. Н. Н. Бурденко
Воронеж, Московский проспект, ВОКБ, кафедра анестезиологии и реанимации ФУВ,
т. 13-63-07, e-mail: drondrew@nettaxi.com

На сегодняшний день диализная практика в большинстве отечественных клиник основывается на интуитивной эмпирической оценке состояния больного, с помощью которой врачом принимается решение о выборе тех или иных способов коррекции предполагаемых нарушений почечной функции. Подобная оценка чаще всего связана с анализом большого количества признаков, описывающих состояние больного, и является достаточно трудоемкой задачей. В качестве альтернативы существующей практике разработана методика диагностики и выбора тактики лечения диализных пациентов, основанная на методах классификации кластерного анализа и аппарате экспертного оценивания. На базе предлагаемой методики построен программный комплекс автоматизации диагностики и выбора тактики лечения.

Специфика области применения данного программного обеспечения (ПО) накладывает свой отпечаток на требования, предъявляемые к нему:
  • надежность в работе;
  • возможность использования на недорогих персональных компьютерах (ПК) средней производительности;
  • работа в наиболее распространенной операционной системе;
  • простота в обучении и использовании;
  • понятный интуитивный пользовательский интерфейс;

В то же время, программа должна выполнять следующие задачи:
  • автоматизация выбора оптимального перечня признаков, описывающих состояние пациента;
  • автоматизированный анализ и проверка исходной информации;
  • формирование обучающих выборок и автоматическая классификация объектов с возможностью интерактивного вмешательства эксперта в процесс кластеризации;
  • диагностика вновь поступивших больных и выдача рекомендаций по их лечению;

В соответствии с вышеперечисленными требованиями был создан программный автоматизированный комплекс диагностики и выбора тактики лечения диализных больных “DIAG”. При создании программы применялся объектно-ориентированный язык программирования Delphi, являющийся мощным и надежным инструментом разработки прикладного программного обеспечения, хорошо зарекомендовавшим себя на практике.

Автоматизированная система (АС) “DIAG” может работать на персональных компьютерах класса IBM PC/AT 486 DX2, с оперативной памятью 8M, объем занимаемого места на жестком диске – 462 К. Для функционирования АС необходима операционная система Windows 95/98. Программа имеет удобный пользовательский графический интерфейс со стандартными элементами управления Windows 95/98.

Созданное ПО позволяет выполнять следующие задачи: проведение оценки компетентности экспертов, ранжирование классификационных признаков и вычисление относительных весов признаков, оптимальный выбор классификационных признаков, анализ вводимой статистической информации на предмет выявления ошибок и проверки репрезентативности, формирование обучающих выборок и проведение классификации объектов на основе выбранного признакового пространства, графическое представление разбиения объектов на кластеры и расчет геометрических характеристик каждого кластера, проведение автоматической диагностики вновь введенного пациента и выдача рекомендаций по его лечению.

Процесс диагностики и выбора тактики лечения с применением программного комплекса состоит из трех этапов: подготовки начальной информации, обучения системы и, собственно, диагностики и выбора тактики лечения. На первом этапе с помощью экспертов выбирается оптимальное количество признаков, по которым в дальнейшем будет проводиться оценка состояния больного. После этого проводится построение так называемой обучающей матрицы, которая представляет собой прямоугольную таблицу, содержащую значения выбранных признаков для некоторого количества пациентов, отобранные на основании ретроспективных данных. На втором этапе, после проверки корректности введенной статистической информации, проводится автоматическая классификация объектов обучающей матрицы, и полученным классам экспертами присваиваются идентификаторы, соответствующие тому или иному виду осложнения заболевания. На третьем этапе с помощью полученной обучающей выборки проводится диагностика больного, путем внесения его в имеющуюся классификационную таблицу и последующей классификации.

На основании диагноза выдаются рекомендации по лечению данного пациента.

На этапе диагностики может возникнуть ситуация, когда исследуемый пациент не принадлежит ни к одному из выделенных классов. В этом случае эксперту необходимо скорректировать “пространство” классификационных признаков таким образом, чтобы процесс классификации давал только однозначные результаты. Так, например, в случае классификации диализных больных, довольно часты ситуации, когда у пациента наблюдается сразу несколько осложнений заболевания, что негативно сказывается на результатах проводимой диагностики. Чтобы избежать подобного результата, имеющееся признаковое пространство было разбито на несколько “субпространств”, каждое из которых описывало единственное осложнение, т.е. было сформировано так называемое комбинированное пространство признаков. Таким образом, проводимая классификация отвечала на вопрос: “Имеется ли у данного больного данное нарушение?”, а не на: “Какое нарушение имеется у данного больного?”.



Логическая структура АС “DIAG” имеет следующую конфигурацию (рис. 1).

Как видно из рисунка 1, система имеет довольно сложную структуру и состоит из 13 специализированных модулей:
  • diagnos – главный управляющий модуль, обеспечивающий доступ к специализированным модулям, а также отображение текущей информации и результатов исследований в текстовом виде; графический интерфейс модуля представляет собой управляющие меню и тестовый редактор;
  • VvodPr – специализированный модуль, служащий для оценки компетентности экспертов, ранжирования классификационных признаков, вычисления относительных весов признаков и выбора оптимального количества классификационных признаков; имеет несколько служебных модулей:
  • kompet – служит для оценки компетентности экспертов;
  • rang – обеспечивает автоматизированное ранжирование классификационных признаков на основе метода парных сравнений;
  • otnVes – вычисление обобщенных относительных весов признаков и выбор их оптимального списка; имеется возможность сохранения оптимизированного списка признаков на жесткий диск для последующего использования при вводе обучающей матрицы;
  • Obuch1 – специализированный модуль для ввода обучающих матриц, проведения фильтрации исходной информации и кластеризации объектов; имеет подчиненные модули:
  • Filtr – фильтрация исходных данных;
  • KlasResult – проведение классификации, графическое отображение результатов разбиения (модули proection, tree), расчет геометрических характеристик кластеров (модуль stat), получение обучающей матрицы; имеется возможность сохранения обучающих матриц и изображений кластеров в файл;
  • diagnostica – специализированный модуль для проведения автоматизированной диагностики, выдачи рекомендаций по лечению и прогнозирования состояния.

Взаимосвязь между модулями осуществляется управляющими (FC) и информационными (FI) потоками.

Взаимодействие программы и пользователя происходит посредством “дружественного” графического интерфейса. Работа с программой требует минимального набора знаний операционной системы Windows.

Описанный программный комплекс в настоящий момент проходит тестирование в отделении гемодиализа и пересадки почки воронежской Областной клинической больницы.

Содержание конференции | Секция8