5 курс / ОЗИЗО Общественное здоровье и здравоохранение / Хай Г.А. Информатика для медиков

3.Ресурсы предметной области, доступные предполагаемому пользователю, позволяющие ему получать всю информацию, необходимую для ввода в систему, и использовать всю информацию, выдаваемую системой на выходе.

4.Средства вычислительной техники, т. е. компьютерные средства, на которых будет реализована данная разработка, с учетом их доступности для потенциального пользователя и возможности включения в компьютерные сети (локальные, отраслевые, территориальные, международные и т. п.).

5.Формальные средства, или модели, являющиеся основой построения информационной системы. В качестве примера можно привести лишь названия наиболее часто употребляемых при постановке задачи видов формального моделирования. Это статические и динамические модели, дискретные и аналоговые. Широко распространен метод статистического моделирования, однако используют и логико-вероятностные, и концептуальные, и эвристические (экспертные) модели. Большие возможности для компьютерной реализации представляет имитационное моделирование.

Мощным информационным средством являются модели, базирующиеся на формальном инструменте компьютерной графики, на вводе данных и выводе результатов

ввиде изображений. К этому могут быть подключены и другие формы ввода и вывода информации, связанные с различными видами сенсорного восприятия (тактильные ощущения, запах). Однако эти, пока еще "экзотические", методы создания так называемой виртуальной реальности требуют использования дополнительной специальной аппаратуры и разработки не чисто программных, а программно-аппаратных средств, что является самостоятельной специфической задачей и требует отдельной инженерной проработки и самостоятельной постановки задачи, хотя комплекс "текст, движущееся изображение и звук", реализуемый на компакт-дисках, т. е. управляемый озвученный видеофильм (система мультимедиа), становится повседневной реальностью.

6.Алгоритмические и программные средства решения задачи или комплекса задач должны быть одной из составляющих частей ее постановки. Алгоритмизация решения предполагает полный последовательный перечень действий, которые необходимо произвести с введенной информацией, чтобы получить ожидаемый результат на выходе. Такой алгоритм необходимо описать хотя бы на словах, лучше графически, а еще лучше -

ввиде общепринятой стандартной блок-схемы. В любом случае алгоритм должен быть подробнейшим образом согласован с программистом или иным непосредственным разработчиком компьютерной программы. Немаловажную роль играет и выбор программных средств, однако это является компетенцией непосредственного разработчика, с которым надо согласовывать лишь вопрос о программной совместимости избранных им средств с возможностями использования будущего программного продукта предполагаемым пользователем на своей технической базе в своих условиях.

Если мысленно каждую из шести перечисленных характеристик записать отдельно на каждой из граней куба (схема 13.1), то внутри куба окажется полный комплекс

универсальной общей структуры постановки задачи. Если конкретизировать каждую характеристику применительно к конкретной задаче, то "внутри куба" окажется конкретный структурный комплекс постановки данной задачи. Соблюдение этих условий необходимо для получения практически значимых разработок.

Следует заметить, что постановка любой задачи, даже хорошо формализованной и алгоритмизированной, при передаче ее для написания программы требует заполнения специальной документации, передаваемой разработчиками по установленной форме.

Это техническое задание (ТЗ), технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект (ТП), рабочий проект (РП) и ряд других сложных многостраничных документов, предусмотренных ГОСТом. Обычно в их состав включаются чертежи, схемы, таблицы, графики, формулы и т. п.

Когда впоследствии, как правило, обнаруживается, что при постановке задачи на сложную информационную систему что-то не предусмотрели, либо в чем-то ошиблись, возникает естественный конфликт между заказчиком и разработчиком.

Имея немалый личный опыт разработки очень сложных экспертных консультативных систем, я пришел к выводу, что работа врача - постановщика задачи и программиста обязательно должна быть совместной, в постоянном контакте. Только тогда она оказывается по-настоящему творческой и плодотворной, что позволяет избежать многих ошибок. А уже потом, когда система станет работоспособной и будет удовлетворять основным требованиям, можно будет составить все необходимые документы, нарисовать соответствующие ГОСТу схемы и чертежи, которые до этого существовали только в виде рабочих записей.

Схема 13.1

Вышеизложенное вовсе не означает, что я рекомендую такой подход кому бы то ни было.

Каждый вид профессиональной деятельности требует специфической информационной поддержки. Универсальным техническим средством при этом остается компьютер. И от того, какими программными продуктами профессионального назначения будет обеспечен его пользователь, в конечном итоге зависит успех важнейшего дела - информатизации всей системы здравоохранения.

ГЛАВА 14.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Диагностика - это процесс установления характера заболевания. В традиционном понимании - формулировка названия заболевания, т. е. отнесение его к некоторому установленному классу патологических явлений, хотя никакая, даже самая лучшая классификация не исчерпывает всех индивидуальных сложностей и особенностей такого многогранного патологического явления, как болезнь. Тем не менее это явление должно быть названо, и поэтому нужен хотя бы формальный общепринятый диагноз. Процесс диагностики является необходимым условием назначения правильного, т. е. научно обоснованного лечения, и, по сути, носит чисто информационный характер. Таким образом, процесс диагностики включает получение информации о характере заболевания и интерпретацию полугенных сведений.

Что касается методов полугения диагностической информации, то я даже не буду касаться этого вопроса, поскольку, пожалуй, не существует ни одного метода, даже относящегося к области ненаучно-фантастических, который когда-либо не был бы испробован для диагностики каких-либо заболеваний. Если хорошенько порыться в литературе (не обязательно медицинской) и в собственной памяти, то можно будет обнаружить все, что угодно. Это обстоятельство свидетельствует, во-первых, о том, что объективная потребность в новых, более точных и совершенных методах в современной диагностической науке чрезвычайно высока и далеко не удовлетворена; а во-вторых, что существует масса людей, в том числе и весьма далеких от профессиональной медицины, которые с радостью и энтузиазмом бескорыстно предлагают свои идеи и измышления "на пользу" благородному делу избавления человечества от всевозможных страданий.

Что касается интерпретации полученных сведений, то прежде чем перейти к методам их логической обработки, необходимо остановиться на реально существующих, хотя и не всегда логически "прозрачных" способах установления диагноза.

Предпочтения этих методов сугубо индивидуальны, и я не могу привести здесь какуюлибо статистику. Очевидно, что каждый врач в той или иной ситуации использует разные методы. В общем виде их можно распределить на крайние группы, хотя нельзя утверждать, что эти "крайности" так уж "чисты" и независимы. По-видимому, нередко используется смешанная методика, когда ведущий метод подкрепляется другими.

Одним из наиболее "экзотических" и наименее расшифровываемых методов является инсайт (постижение). При этом для врача аргументация диагноза как будто бы и не нужна - он видит диагноз весь и сразу. Вероятно, глубинный мыслительный процесс такого быстрого умозаключения, такого узнавания заболевания имеет в основе большой практический опыт, отложивший в профессиональной памяти врача достаточное число различных верифицированных наблюдений, позволяющий сопоставить всю клиническую картину, выявленную у данного пациента, с эталонным образом такого же заболевания, наблюдавшегося им ранее. Или же этот "образ" сложился в результате

получения опосредованной информации, например, на основании чтения литературы либо рассказа коллеги о подобном наблюдении.

В любом случае процесс сопоставления эталонной и фактической симптоматики минует видимую аналитическую часть сознания врача и происходит, как это принято говорить, подсознательно. Надо заметить, что в таких случаях врач вначале формулирует диагноз, а уже потом его обосновывает.

К этому методу тесно прилегает другой - интуитивный диагноз.

Интуицией называют неосознанный опыт, который, в свою очередь, играет роль эталонного образа, однако диагноз по интуиции предполагает некое не полное соответствие клинической картины заболевания этому эталону, а лишь

определенную меру правдоподобия данного диагностического предположения. Нередко врач говорит: "Я не могу доказать, но я думаю (чувствую), что это так".

Достаточно широко распространен диагноз "по аналогии". Известно, что аналогия не является доказательством, здесь работает та же система использования сходства части симптоматики данного больного и пациента, у которого

диагноз был верифицирован. Диагноз по аналогии в любом случае формально является предположительным, хотя нередко он оказывается верным.

Наиболее широко распространен классический симптоматический метод диагностики. На этом, казалось бы, бесспорном доказательном пути диагностического процесса, в связи с его безусловной неоднозначностью, следует остановиться подробнее.

Что такое симптом? Под симптомом понимают такое отклонение от среднестатистической нормы течения самых разнообразных физиологических процессов (или их последствий), которые являются следствием того или иного заболевания и могут быть выявлены данным врачом в конкретных условиях.

Значительная часть симптомов не являются прямым доказательством наличия того или иного заболевания, поскольку сами симптомы свойственны различным типовым патологическим процессам. Следует заметить, что чем "тоньше"

сам процесс диагностики, тем большее число различных отклонений от нормы, а следовательно и различных симптомов удается выявить.

Из этого следуют два вывода:

- чисто теоретически симптом не является специфическим проявлением заболевания в целом, хотя практически специфические симптомы различных заболеваний описаны и широко используются в диагностике;

- целый ряд фактов, используемых в диагностике (данные анамнеза, эндо- и экзогенные характеристики пациента и условий возникновения заболевания и др.), не являются признаками заболевания, а следовательно не являются симптомами и несут иную смысловую нагрузку.

Среди многообразных классификаций подкупает своей простотой классификация симптомов, предложенная в 1951 г. И. Н. Осиповым и П. В. Копниным. Авторы делят все симптомы на специфические и неспецифические, постоянные и непостоянные. Таким образом, возникают четыре основные группы симптомов:

Специфические:

-постоянные;

-непостоянные.

Неспецифические:

-постоянные;

-непостоянные.

Специфические постоянные симптомы свойственны только данному заболеванию (они для него специфичны) и наблюдаются у всех больных (они постоянны). Это детерминированные симптомы. Таким образом, если у больного выявлен специфический постоянный симптом, то практически вся дополнительная симптоматика для установления диагноза утрачивает информационный смысл. Это значит, что у пациента имеет место только данное (искомое) заболевание.

К сожалению, такой "подарок судьбы" встречается достаточно редко. Чаще врачу приходится иметь дело с симптомами, относящимися к менее определенным информационным группам, что существенно усложняет диагностическую ситуацию.

Специфические непостоянные симптомы также свойственны только данному заболеванию, однако они наблюдаются не у всех больных. Если врачу "повезло" и такой симптом у больного наличествует и выявлен, то, как и при специфических постоянных симптомах, этого достаточно для уверенной формулировки диагноза. Если же такой симптом отсутствует, или не выявляется, то это не дает врачу права только на этом основании отвергнуть данную диагностическую гипотезу. Для этого необходимы другие аргументы, позволяющие либо подтвердить, либо окончательно отвергнуть данное диагностическое предположение.

Неспецифические постоянные симптомы свойственны не единственному, а нескольким заболеваниям (вполне определенному их ряду), и при них наблюдаются у

всех больных. Данное обстоятельство очерчивает круг заболеваний, внутри которого надо проводить дальнейшую дифференциальную диагностику.

И, наконец, последняя группа - неспецифические непостоянные симптомы. Пожалуй, это самая "неприятная" разновидность симптомов, создающая наибольшие трудности в диагностике. Помимо того, что они свойственны различным заболеваниям, эти симптомы выявляются (наблюдаются) далеко не у каждого больного. Надо заметить, что среди заболеваний самых разных классов именно эти симптомы часто являются преобладающими.

Именно в таких обстоятельствах возникает большой соблазн использовать статистическую процедуру распознавания, основанную на подсчете частоты наблюдения тех или иных симптомов при тех или иных заболеваниях. Эта методика достаточно широко распространена, она применяется как на интуитивном уровне, так и в рамках научной теории "вычислительной диагностики", у нее много апологетов (которые, кстати, как правило, не являются клиницистами), однако она имеет один существенный содержательный недостаток.

Дело в том, что статистика, являющаяся наукой, изучающей количественные закономерности массовых процессов, в основе своей игнорирует причинно-

следственные связи, порождающие эти процессы. Как уже говорилось выше, она просто не приспособлена для решения этих задач, и тем более для решения индивидуальной диагностической задачи, которая должна дать не

вероятностный, а определенный ответ на вопрос: что является причиной

возникновения конкретного симптома (совокупности симптомов), наблюдаемых у данного больного?

Вышесказанное не значит, что статистические методы вообще не должны использоваться в диагностическом процессе. Они занимают в нем вспомогательное место, но отнюдь не ведущее. Они применимы в тех случаях, когда возможности доказательной детерминистской диагностической логики, вследствие разных причин оказываются исчерпанными.

В связи с этим считаю необходимым сослаться на великолепную работу Т.В.Зарубиной и соавт. (2007). Им удалось решить труднейшую задачу содержательной интерпретации совокупности очень большого числа результатов лабораторных исследований, производимых у одного больного, что непосильно для нормальной головы нормального клинициста. Однако при этом авторы использовали не только аппарат математической статистики, но и эвристические модели экспертных систем.

Я не считаю нужным развертывать дискуссию о ценности методов "вычислительной диагностики". Достаточно того, что я вы-сказал свое к ним отношение. Эта позиция подтверждается словами талантливого математика М. М. Бонгарда: " Некоторым

ученым показалось, что никакой проблемы узнавания нет, а все сводится к традиционной статистике".

Следует только добавить, что развитая математическая теория распознавания образов, доказавшая свою практическую полезность в самых разных направлениях, очень часто оказывается недостаточной для решения многих специфических проблем клинической диагностики, которые должны решаться на уровне индивидуального узнавания, индивидуальной идентификации заболевания, а не только на уровне его статистической классификации.

Вернемся назад. Все, что было сказано выше, касалось обсуждения классического метода симптоматической диагностики. В какой же мере данный метод, во-первых, универсален, а во-вторых, действительно рационален? Даже приведенная классификация свидетельствует о его, мягко говоря, несовершенстве. Есть ли альтернатива простому перебору обнаруженных симптомов и решению вопроса, достаточным ли является сформировавшийся "набор симптомов" для

описанной в руководствах клинической картины заболевания? Попробуем рассмотреть эту проблему не с формальных, а с содержательных, системных позиций.

Как уже говорилось, симптом - это отклонение от среднестатистической нормы. Отклонение может касаться как структурных, так и функциональных характеристик организма и различных структурно-функциональных системных его уровней - молекулярного, клеточного, тканевого, органного и т. д.

Существуют симптомы нарушения обмена веществ, выявляемые с помощью тонких биохимических методов, и симптомы последствий этих нарушений, проявляющиеся грубыми деформациями органов и тканей (например, деформацией суставов).

Существуют выявляемые только на ЭКГ симптомы нарушения сердечного ритма и грубая клиническая симптоматика недостаточности кровообращения.

Существуют симптомы нарушения секреции и симптомы нарушения моторики желудка, симптомы язвы и симптомы рака этого органа. Таких примеров бесчисленное количество.

Сформулируем вопрос таким образом: насколько удобно для диагностики различных заболеваний использовать собирание необходимого набора симптомов, который дает достаточно оснований для уверенной формулировки диагноза именно этого заболевания? По-видимому, если бы каждое заболевание имело четко выраженную специфическую неизменную и полную клиническую картину, такой подход был бы оптимальным. Однако, как известно, дело обстоит далеко не так.

Любое заболевание является сложным динамическим процессом, в который в той или иной мере вовлечен весь организм. Задача практической диагностики - выявить преимущественные и наиболее выраженные отклонения от физиологической нормы,

часто весьма локальные, составляющие тот комплекс, который и дает свое имя - нозологическую форму данного заболевания, имеющего сходные проявления, т. е. общие черты.

По сути, болезнь является одной из форм существования данного организма в данной среде, в данных условиях. Области и границы заболеваний часто четко не очерчены, что также создает определенные диагностические трудности. Границы нормы и патологии весьма условны, что дает основание сформулировать концепцию предболезни - состояния, при котором имеются структурные и функциональные отклонения от среднестатистической нормы, но еще нет очерченной клинической картины.

Особое место занимают патологические состояния, связанные с адаптацией организма к различным условиям существования.

Таблица 14.1

Соотношения нормы и патологии

С одной стороны, адаптация является естественным биологическим процессом, с другой - адаптационные механизмы выводят организм далеко за пределы "физиологической нормы". Где здесь симптомы заболевания?

Возможные соотношения "нормы" и "патологии" представлены в табл. 14.1.

Все это имеет не только сугубо теоретическое значение, но и прямо относится к тому, что мы рассматриваем как компенсаторные процессы, выход которых за пределы физиологической нормы по сути является симптомом заболевания. Всегда ли эта граница достаточно очевидна? Всегда ли можно уверенно сказать, что "приспособление к хроническому дефекту" служит актом компенсации, или же оно должно рассматриваться как симптом самостоятельного заболевания? Причинно-следственные связи в жизнедеятельности организма далеко не очевидны.

Недаром, такой основополагающий документ, как МКБ, содержит массу внутренних противоречий. Здесь можно увидеть и этиологический диагноз (например, "Инфекционные заболевания"), и патогенетический диагноз (например, "Травмы") и локалистический диагноз (например, "Заболевания нервной системы").

Внешними свидетельствами каких по сути процессов являются отдельно взятые симптомы заболеваний? Правомерно ли говорить о симптоматической диагностике вообще, игнорируя причинно-следственные связи между различными группами причин и их многообразными проявлениями?

Эти вопросы не являются риторическими. Если проанализировать логику даже неявных врачебных диагностических рассуждений, становится очевидным, что простой подбор симптомов, необходимых для полного диагностического ассортимента, оказывается здесь далеко не определяющим. Определяющими в диагностических рассуждениях мыслящего врача являются ответы на вопросы о причинах возникновения обнаруженных симптомов, о значении их совокупностей, об их взаимосвязях, т. е. на вопросы о целостной многогранной клинической картине заболевания, которой нужно найти соответствующее ее содержанию наименование. Эти вопросы относятся к разным явлениям, разным событиям. Наиболее полно они могут быть сформулированы как причина заболевания, механизм патологического процесса, преимущественная локализация, наиболее вовлеченные органы и системы, степень выраженности, опасность, тенденции дальнейшего развития.

Что касается опасности и тенденций развития заболевания, то ответы на эти вопросы относятся к области клинического прогнозирования и решаются статистическими методами. Здесь они не рассматриваются. Адресую читателя к специальным исследованиям, посвященным данной теме.

Вопросы этиологии заболеваний прекрасно освещены в фундаментальной монографии И. В. Давыдовского "Проблемы причинности в медицине".

Для ответа же на собственно диагностические вопросы существенным обстоятельством является содержание необходимой и достаточной диагностической информации, поскольку полная клиническая картина наблюдается далеко не всегда.

Приведу простой пример.

Классическими симптомами воспалительного процесса являются: rubor, tumor, calor, dolor, functio laesa. Причины этих симптомов различны. Далеко не всегда они выявляются в полной совокупности, особенно при небольших по объему воспалительных процессах внутренних органов. Можно ли сформулировать необходимое и достаточное сочетание меньшего числа выявленных симптомов, которое позволило бы уверенно говорить именно о воспалительном процессе? Я думаю, что это возможно, и оставляю формулировку вариантов ответа на этот вопрос читателю.

Заболевание является системным событием. В качестве его элементов следует рассматривать такие же системные события частного порядка, которые характеризуются совокупностями взаимосвязанных симптомов, называемых клиническими синдромами.