Математическая модель.

I. Для построения базовой модели были выделены 6 основных групп заболеваний, которые входят в круг наиболее часто встречаю­щихся в клинике внутренних болезней "хронических субфебрилитетов" (М.И. Поротиков, I968):

· субфебрилитет неврогенного происхождения;

· инфекционный субфебрилитет вследствие патологии ЛОР-органов и полости рта;

· субфебрилитет тиреогенного происхождения;

· инфекционный субфебрилитет туберкулезного происхожде­ния;

· инфекционный субфебрилитет ревматической этиологии;

· инфекционный субфебрилитет вследствие хронического воспаления печени и желчного пузыря.

II. При составлении перечня диагностических данных главное внимание следует обратить на общую картину болезненных процессов, с которой более всего знакомятся врачи-терапевты. Число зависимых признаков, являющихся показателями одних и тех же функциональ­ных изменений в организме заболевшего, не ограничивается. Не ограничивается и общее число признаков, отражающих конкрет­ный болезненный процесс, но для данной модели использованы 104 признака, которые, как показали исследования, дают необходимое и достаточное количество информации для определения причины возникновения хронического субфебрилитета.

Следующим шагом при построении дифференциальной модели является составление "Индивидуальной карты обследования больного с хроническим субфеб­рилитетом" - документа, представляющего собой своеобразную исто­рию болезни, освобожденную от избыточных сведений и не требую­щую на своё заполнение много времени. В ней при регистрации сведений о больном и его болезни предусматривается получение двух альтернативных ответов: либо положительного, либо отрицательного.

Оценка диагностической значимости выделенных признаков производится с позиций этиопатогенеза по специально раз­работанной классификации, где вся информация о больном и его болезни распределяется по 4 группам с различным диагностическим весом.

В 1-ю группу включены этиологические факторы заболе­ваний (например, обнаружение лямблий при подозрении на воспа­лительный процесс в желчном пузыре, высевание бактерии Коха при подозрении на специфический процесс в легких и т.д.), симп­томы непосредственного проявления патогенеза заболевания (на­пример, повышенный основной обмен при тиреотоксикозе, увеличе­ние и болезненность печени при хронических воспалительных про­цессах в печени и желчном пузыре и т.д.) и ряд других призна­ков, по которым определяются представления врачей о конкретной форме бо­лезни на стадии формального диагноза. Эта информация может быть как постоянной, так и непостоянной в зависимости от формы и стадии болезненного процесса и названа специфической для данного диагноза (И.Н.Осилову, П.В.Копнину, I96I).

2-й группе отнесены разные по происхождению, одна­ко существенные черты болезненных процессов и их осложнений (например, болезненность живота при пальпации, влажные хрипы в легких, боль в груди, рвота, тахикардия и т.д.). Эта информация, объединенная по внешним проявлениям, служит основой для дифференциальной диагностики и названа условно-спе­цифической (по П.И.Шамерину, I969).

В 3-ю группу вошли симптомы общей реакции организма на болезненный процесс (например, температурная реакция, ускоренная РОЭ, головная боль и т.д.). Как известно, эти признаки присущи не всем случаям данного заболевания и не только этому заболеванию. В связи с этим подобная информация названа неспецифической (по И.Н.Осипову и П.В.Копнину, 1951).

К 4-й группе отнесены признаки, не являющиеся возмож­ными или необходимыми для данной болезни. Эта информация по­лучила название безразличной для данного диагно­за.

Первичная количественная оценка диагностической значи­мости признаков производится в соответствии с градация­ми приведенной выше классификации по 4-х балльной системе (см. табл.1, первичное кодирование), где ранговые оценки специфических, условно-специфических, неспецифических и безразличных для данного диагноза симптомов (соответственно в баллах - 3, 2, 1, 0) находятся в линейной зависимости.

Таблица 1. Схема кодирования диагностической информации

№ п/п	Клиническая характеристика диагностической информации	Этапы кодирования
Первичное кодирование /У=Х/	Параболическая оценка /У=Х3/
1.	Специфическая информация для диагноза
2.	Условно специфическая информация для диагноза
3.	Неспецифическая информация для диагноза
4.	Информация безразличная для диагноза

Известно, однако, что специфическая информация о болез­ненном процессе, оцененная в 3 балла, не во всех случаях в три раза важнее для постановки конкретного диагноза по сравнению с неспецифической, оцененной в I балл, так же как три неспецифических симптома не всегда могут быть равнозначны одному специфическому (при условия, что ранговые оценки допускают возможность их сопоставления), Так, например, в процессе об­следования больного с хроническим тонзиллитом из выявляемого симптомокомплекса, специфическими признаками данного заболевания будут либо жалоба больного на частые ангины, либо изме­нения миндалин при осмотре (гиперемия, разрыхленность, наличие гнойных пробок в лакунах, сращении с передней дужкой). И ни один из них не равнозначен трем другим признакам, нередко обнаруживаемым при этой болезни, а именно, ускоренной РОЭ, лейкоцитозу, положительной эндотелиальной пробе, так как послед­ние не являются патогномоничными для хронического тонзиллита и могут быть выявлены при многих других воспалительных процес­сах.

Для получения наиболее реальных количественных соотношений между дифферен­циально-диагностической значимостью различных признаков, используется параболическая система оценок первично-кодированной симптоматики, описываемая кривыми третьего порядка: .

Выбору степени полинома предшествовала экспериментальная апробация кривых различного порядка (, , , и др.), которая показала, что полином третьей степени наилучшим образом согласуется с практикой, отвечая требовани­ям решаемой задачи. При этом варианте кодирования специфический симптом, согласно правилам математических преобразований, получает оценку в 27 баллов, условно-специфический - в 8 баллов и т.д. (см. табл.1). Параболическое кодирование привело к зна­чительному увеличению различий в дифференциально-диагностиче­ских весах отдельных симптомов и способствовало уточнению ве­совых характеристик.

Закодированный информационный массив диагностических све­дений оформляется в виде таблицы-матрицы, которая представ­ляет собой перечень всех признаков с их весовыми значениями, отнесенными по строкам к конкретным болезненным процессам. При этом априорные вероятности заболеваний предполагались равными.

Исходя из того, что в практической медицине после сбора диагностической информации определенные симптомы и клинические явления осознаются врачом не в виде изолированных разрозненных клинических фактов, а как вполне определенная картина болезни, сумма баллов, выявленных при обследовании заболевшего симптомов, представляет собой математический эквивалент симптомокомплекса выявленного заболевания (Sj)

где j - один из распознаваемых патологических процессов (заболеваний) или соответствующий диагноз (диагностиче­ская гипотеза),

х - вес признака в параболической системе градаций,

i - номер выявленного признака,

n - число выявленных признаков.

Величина этого показателя находится в прямой зависимости от специфической принадлежности выявленных признаков к определенным заболеваниям и в кругу распознаваемых для каждого из них будет различной. Для раздельного определения математического эквивалента используются данные описанной выше таблицы-матрицы.

В связи с отсутствием возможности анатомической верификации результатов диагностики больных с длительной субфебрильной температурой в качестве диагностических порогов взят уровень информации в симптомокомплексах с различной степенью обоснования диагноза. Здесь в соответствии с известными принципами построения диагностического процесса (И.Н.Осипов и П.В.Копнин, 1951, 1962; С.А.Гиляревский, 1953; П.И.Шамарин, 1969, и др.) выделены порог достоверного диагноза и порог вероятного диагноза. При этом вероятный и достоверный диагнозы (по А.С.Попову, 1967) различаются главным образом, степенью достоверности и представляют собой в процессе постановки диагноза два последовательных этапа – этап косвенного обоснования диагноза, когда вывод является гипотетическим (вероятный диагноз), и этап прямого обоснования диагноза, когда вывод является истинным (достоверный диагноз).

В качестве пороговой величины достоверного диагноза D определенного заболевания j взята минимальная сумма баллов специфического симптомокомплекса, позволяющего установить обоснованный достоверный диагноз. Например, порогом достоверного диагноза хронического холецистита может являться математический эквивалент следующего симптонокомплекса: жалоба больного на периодические боли в правом подреберье и эпигастрии (условно-специфическая информация для диагноза) и выявление воспалительных элементов в желчи при дуоденальном зондировании (специфическая информация для диагноза).

В качестве пороговой величины веро­ятного диагноза W определенного заболевания j взят математический эквивалент симптомокомплекcа, при выявлении которого можно составить обоснованное предположение об этиопатогенезе клинических проявлений данного болезненного процесса. Здесь используется сумма количественных весов признаков, входящих в неполные спе­цифические симптомокомплексы.

Важным условием при выборе порогов достоверного и вероятного диагнозов конкретных заболеваний является учет последо­вательности этапов клинического обследования больного, обуслов­ленных вероятной направленностью врачебного мышления при рас­познавании этиопатогенеза страдания. Например, в специфическом симптомокомплексе хронического тонзиллита (частые ангины и из­менения миндалин) пороговой величиной вероятного диагноза этого заболевания взят весовой коэффициент диагностической значимости первого признака (частые ангины), являющегося в клинической практике достоверным уровнем надежности диагности­ческой гипотезы. Если при обследовании больного в дальнейшем будут обнаружены изменения миндалин (гиперемия, разрыхленность и т.п.), то это обусловит полное сочетание признаков специфи­ческого симптомокомплекса и, следовательно, обоснование диаг­ностической гипотезы (в моделируемом заболевании – достижение пороговой величины достоверного диагноза).

Приведенный способ определения диагностических порогов независим от статистических характеристик частот встречаемости, как отдельных заболеваний, так и составляющих их отдельных симптомов.

На основания экспериментальных исследований получены следующие величины пороговых значений вероятного и достоверного диагнозов для всех выделенных групп заболеваний (табл.2).

Таблица 2 Диагностические пороги "хронических субфебрилитетов"

№№ п/п	Заболевание	Порог достоверного диагноза	Порог вероятного диагноза	Относительные показатели количества информации в порогах вероятных диагнозов
	J	Dj	Wj	Pwj
1.	Невроз			76%
2.	Хронический тонзилит			63%
3.	Тиреотоксикоз			77%
4.	Туберкулез легких			63%
5.	Ревматизм			68%
6.	Хронический холецистит			77%

Принимая уровень информации в пороговых величинах достоверных диагнозов (PDj) за 100%, мы определили относительные показатели пороговых значений вероятных диагнозов (PWj), (см. табл.2). Последние являются условными границами объема информации, при котором диагноз конкретного заболевания считается совпавшим с диагнозом клиническим.

Вероятность заболевания определяется по формуле:

где: Рj - вероятность заболевания j или показатель степени близости выявленного симптомокомплекса Sj к порогу достоверного диагноза (Dj).

Формула принятия диагностических решений следующая:

1. При соответствии вероятности определенного заболевания относительному количеству информации, при котором возмож­но гипотетическое суждение о его наличии (Рj ≥ Рwj), забо­левание считается возможным, а диагноз - вероятным.

2. При соответствии вероятности определенного заболева­ния относительному количеству информации, при котором его наличие не вызывает сомнения (Рj ≥ РDj), диагноз считается достоверным.

Практически в процессе компьютерной диагностики больной (или медицинский работник), отвечая на предложенные вопросы (тест, ответы «да» и «нет»), заполняют "Индивидуальную карту обследования больного", в виде таблицы, в которую заносятся только значимые ответы (то есть те, которые дают некоторое количество баллов).

Далее производится суммирование по столбцам, и полученная информация оценивается в соответствии с таблицей пороговых диагнозов.

Список литературы:

1. Опыт дифференциальной диагностики с помощью ЭВМ "М-20" заболеваний, протекающих с затяжным субфебрилитетом. - В сб.: "Вопросы автоматизации управления здравоохранением и применения ЭВМ в медицине", Белгород, 2007, с.63-66.

2. Кибернетическое распознавание заболеваний с использованием алгоритма, построенного на основе медицинской логики.- В сб.: "Вопросы автоматизации управления здравоохранением и применения ЭВМ в медицине", Белгород, 2006 с.37-44 /в соавт. с М.Ю Полтев.

3. Материалы к организации экспресс-диагностического центра. - В сб.: "Вопросы автоматизации управления здравоохранением и применения ЭВМ в медицине", Белгород, 2006, с.47-49. /в соавт А.Х Кагерманов. А.С Долженков и М.Ю Полтев.

4. Построение алгоритмов диагностики различных заболеваний с помощью параболической системы оценок дифференциальной значимости симптомов. - В сб.: "Вопросы невропатологии и психиатрии". Труды Белгородского медицинского института. г Белгород 2007, т.9, вып.8, с.96-102 /в соавт. с М Ю.Полтев/.

Дата добавления: 2015-07-25