Разработка программно-аппаратного комплекса для диагностики хронических обструктивных заболеваний легких

Хронические обструктивные заболевания легких (ХОЗЛ) – группа заболеваний бронхопульмональной системы, отличительным признаком которых является частично обратимое или необратимое нарушение бронхиальной проходимости. В настоящее время в группу ХОЗЛ включают хронический обструктивный бронхит, бронхиальную астму, облитерирующий бронхиолит, эмфизему легких [1, c. 33].

ХОЗЛ являются наиболее распространенными в мире. Предположительно 11-13% людей в общей популяции страдают этими заболеваниями. За последние два десятилетия смертность вследствие ХОЗЛ удваивается каждые 5 лет. Среди причин инвалидности ХОЗЛ занимают второе место после болезней сердца [1, с. 33].

К большому сожалению, больные ХОЗЛ обращаются за медицинской помощью уже на поздних стадиях заболевания, когда возможности терапии крайне ограничены. Так, по данным Европейского Респираторного Общества только 25% случаев заболевания диагностируется своевременно.

Целью работы является разработка программно-аппаратного комплекса (ПАК) для диагностики хронических обструктивных заболеваний легких, осуществляющего технологию информационной поддержки процессов принятия лечебно-диагностических решений медицинским персоналом. Предполагается, что разрабатываемый ПАК позволит осуществлять раннюю диагностику хронических обструктивных заболеваний легких.

По результатам анализа существующих на данный момент диагностических приборов для оценки функционального состояния легких составлена таблица 1, в которой приведены их основные характеристики. Источниками информации являлись: Internet, медицинские профильные и периодические издания, монографии, а также научные конференции, форумы и выставки.

Недостатком большинства существующих приборов и комплексов является отсутствие оценки факторов риска, а также результатов других анализов (кроме спирометрии) при выдаче предварительного медицинского заключения, что мешает в большинстве случаев осуществить раннее обнаружение развития болезни [2].

Таблица 1

Диагностические приборы для оценки функционального состояния легких

Таким образом, планируется создать программно-аппаратный комплекс, который будет учитывать результаты различных анализов и факторы риска ХОЗЛ. К факторам риска ХОЗЛ относят: генетическую предрасположенность, ингаляционные воздействия, рост и развитие легких, окислителный стресс, пол, возраст, респираторные инфекции, социальный статус, питание и сопутствующие заболевание.

На рисунке 1 приведена блок-схема алгоритма принятия решения ПАК для диагностики ХОЗЛ, основанная на байесовском подходе. Исходными данными являются Х1…Хn – переменные, значения которых зависят от результатов анализов пациента и факторов риска. Событие А характеризует текущее состояние пациента. Н1…Нm – гипотезы возможных диагнозов. В результате вычислений происходит выбор диагноза, соответствующего максимальной вероятности P(Hi/A).

Рисунок 1 – Блок-схема алгоритма принятия решения

В таблице 2 приведены значения математических ожиданий результатов спирометрии для различных стадий изменения лекочной функции (ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких; ЖЕЛ - жизненная емкость легких; ОФВ1 – объем форсированного выдоха за 1 секунду маневра ФЖЕЛ; МВЛ – максимальная вентиляция легких; ООЛ – остаточный объем легких). Задачей дальнейших исследований является выявление численной зависимости между факторами риска и развитием ХОЗЛ.

Таблица 2

Характерные изменения легочной функции

Ожидаемым результатом разработки и внедрения программно-аппаратного комплекса для диагностики ХОЗЛ является повышение оперативности, точности и уменьшение трудоемкости, а вследствие чего и сокращение количества врачебных ошибок, а также возможность прогнозирования и выявления ХОЗЛ на ранних стадиях.

Литература:

1. Окороков А.Н. Диагностика болезней внутренних органов: Т. 3. Диагностика болезней органов дыхания: - М.: Мед. лит., 2000. – 464 с.

2. Головлева А.Ю. Разработка системы поддержки принятия решений при диагностике хронических обструктивных заболеваний легких / Материалы II-ой международной кластерной научно-практической конференции «Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека». – Тамбов: Изд-во «ТР-принт», 2011 г. – с. 23-24.

3. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких / Пер. с англ. под ред. Чучалина А.Г. – М.: Издательский дом «Атмосфера», 2007. – 96 с.

4. Милькаманович В. К. Диагностика и лечение болезней органов дыхания: Прак. Рук. – Мн.: ООО «Полифакт-Альфа», 1997. – 360 с.