В статье речь идет о возможности повышения эффективности эхокардиографической диагностики путем разработки и внедрения проблемно-ориентированной информационной системы для поддержки принятия решения и прогнозирования. Достичь этого можно применением теории систем (системный подход) и теории четких и нечетких множеств; теории графов, выбора и принятия решений; теории ситуационного управления и программирования; Вейвлет анализа; OLAP-анализа. Кроме того, учет мнений высококвалифицированных экспертов-кардиологов для формирования перечня обязательных параметров, необходимых для разных уровней трансторакальной эхокардиографии, а также соблюдение действующих современных рекомендаций позволит снижению некорректно принятых решений.
Ключевые слова: информационные системы, поддержка принятия решения и прогнозирования, эхокардиография.
Стремительный рост объема информации, необходимой врачам в их практической деятельности при диагностике и лечении заболеваний характерен для последних десятилетий [4, 5, 6, 7]. При этом практическая медицина все еще остается трудно формализуемой областью человеческой деятельности, в которой специалисты при принятии решений зачастую исходят из предыдущего профессионального опыта и собственной интуиции, а не из анализа объективных данных [3]. В такой ситуации трудно избежать врачебных ошибок, социальное и экономическое значение которых чрезвычайно высоко. Возникает необходимость увеличения числа учитываемых и анализируемых врачом взаимозависимых показателей деятельности организма, что еще больше усложняет задачу выбора адекватных, взаимодействующих между собой, лечебных воздействий. Поэтому как никогда проблема снижения некорректно принятых решений в медицине, известная как врачебные ошибки, актуальна во всем мире. На её разрешение ориентированы методы доказательной медицины с целью обоснования методики и стандартов лечения, применение контрольно-измерительных устройств и средств компьютерной диагностики [1, 3, 5, 6].
Растущие объемы информации, появление новейших диагностических и лечебных технологий требуют принципиально иных подходов к обработке и интерпретации медицинских данных, возможности накопления, хранения и использования опыта квалифицированных специалистов. Для научных исследований в медицине также уже совершенно недостаточно использовать стандартные наборы статистических методов для обработки материала. Требуются универсальные инструменты с возможностью гибкой постановки задач, не нуждающиеся в длительном времени для разработки. Всем вышеперечисленным требованиям могут отвечать системы, способные самонастраиваться на решение задач.
Современная кардиология немыслима без использования ультразвукового исследования сердца — эхокардиографии. Эхокардиография предоставляет подробную информацию о структуре и функции сердца и магистральных сосудов неинвазивно и при относительно низких затратах. Поэтому она широко используется в качестве диагностического инструмента при оценке пациентов с различными заболеваниями сердца [9, 12]. Растущий спрос на контроль качества и совершенствования требует стандартизированного и структурированного подхода к оценке эхокардиографии. Стандартизированная документация в эхокардиографии необходима для обеспечения сопоставимости данных и реализации на базе программного обеспечения документации [9, 11, 12].
Выделение объема информации, необходимой в каждой конкретной ситуации, и стандартизация информативных параметров чрезвычайно важны в русле современных требований к стандартизации в системе здравоохранения в целом, и в эхокардиографии, в частности [9, 10, 11, 12]. Важна разработка диагностических методов при наличии малозатратных и быстро доступных данных, полезную дополнительную диагностическую информацию «выжать» из которых только усилием естественного интеллекта врача невозможно. А это вполне возможно с использованием методов искусственного интеллекта искусственных нейросетевых моделей и при наличии доступного и недорогого компьютера [4, 8].
Задача постановки эхокардиографической диагностики осложняется многими факторами (недостатком соответствующих специалистов за пределами областных и районных центров; постоянное обновление рекомендаций и методов диагностики; огромное многообразие параметров диагностики, из которых бывает сложно выбрать наиболее информативные; субъективность отдельно взятого врача, принимающего решение) [9, 11, 12]. Диктуется необходимость создания автоматизированных систем поддержки принятия решений при эхокардиографической диагностике и их применения в повседневной работе врача, выполняющего эхокардиографические исследования в медицинском учреждении любого уровня. Это позволит значительно повысить производительность труда, сократить время для анализа результатов исследований и подготовки врачебного заключения, легко и просто вести учет выполненной работы и готовить отчетную документацию [2, 4, 8].
Несмотря на многие достоинства программного обеспечения, поставляемого зарубежными производителями ультразвуковой диагностической техники, существует ряд проблем, затрудняющих работу по анализу результатов, формированию врачебных заключений и отчетов о проведенных исследованиях при использовании этих программ. Зарубежные аналоги подобных программных продуктов отличаются дороговизной и зачастую используются только при работе с определенной моделью прибора конкретного производителя. Зачастую трудно создать единую базу данных по всем эхокардиографическим исследованиям, выполненным на разных аппаратах. Кроме того, отсутствует поддержка узбекского языка, а иногда и русского языка.
В своей разработке нами поставлена цель — повысить эффективность эхокардиографической диагностики путем разработки и внедрения проблемно-ориентированной информационной системы для поддержки принятия решения и прогнозирования. Для достижения этой цели нам необходимо решить следующие задачи:
- Провести анализ особенностей функционирования компьютерных систем автоматизации лечебно-диагностического процесса, оценить возможность применения информационной системы для поддержки принятия решения и прогнозирования.
- Провести структурно-параметрический анализ и идентификацию набора стандартизированных параметров при различных уровнях эхокардиографической диагностики при сердечно-сосудистых заболеваниях.
- Разработать алгоритмы и модели построения экспертной системы для медицинской диагностики, прогнозирования и принятия решений
- Оценить эффективность использования разработанного комплекса моделей и провести апробацию результатов исследования в условиях медицинского учреждения.
Теоретические и экспериментальные исследования будут базироваться на использовании следующих методов и теорий:
- Теория систем (системный подход) и теория четких и нечетких множеств;
- Теория графов, выбора и принятия решений;
- Теория ситуационного управления и программирования;
- Вельвет анализ;
- OLAP-анализ.
Учитывая, что каждый из рассматриваемых результатов обследования пациента по отношению к задаче диагностики носит нечеткий и неполный характер, для синтеза соответствующих решающих правил целесообразно использовать также теорию нечеткой логики принятия решений. Перечень обязательных параметров, необходимых для разных уровней трансторакальной эхокардиографии формируется с учетом мнений высококвалифицированных экспертов-кардиологов [1, 8, 10, 11].
При разработке программного продукта изучается структура процесса постановки диагноза и связи между результатами эхокардиографии, создающие основу для ранжирования альтернативных врачебных решений по их относительной важности на каждом уровне установления диагноза. В последующем будет применен метод интеллектуальной поддержки, позволяющий воспринимать, структурировать и накапливать знания, обеспечивая процесс поддержки принятия врачебного решения.
Таким образом, практическая значимость нашей работы будет заключаться в разработке специального программного обеспечения проблемно-ориентированной информационной системы диагностики и прогнозирования, охватывающей все этапы диагностического процесса для принятия врачебного решения в современной эхокардиографии [11]. Важно отметить, что программы могут работать на обычных персональных компьютерах, компактны, и не потребуют большого количества оперативной и постоянной памяти ЭВМ.
Литература:
