диссертации / 101

51

Также в выборку вошли результаты клинических осмотров 104

пациентов, госпитализированных в реконструктивно-пластическое отделение в связи с развившимися рубцовыми деформациями и контрактурами суставов. Средний возраст данной группы детей составил 10 лет.

Таблица 13. Клинические осмотры рубцов, выполненные на II и III этапах оказания помощи

В 47 случаях для гипертрофических и келоидных рубцов проводилось гистологическое исследование биоптатов иссеченных рубцов (с фиксацией их в формалине с последующей окраской гематоксилин-эозином), при этом было выявлено 20% ошибочных клинических оценок.

Таким образом, всего у детей было выполнено 245 клинических осмотров послеожоговых рубцов различных областей, из них 109 случаев было включено в обучающую выборку для построения алгоритмов диагностики типа рубца, данные 136 осмотров послужили в качестве контрольной выборки для проверки построенных правил. Распределение рубцов по клинико-морфологических типам представлено в таблице 14.

При каждом осмотре выполнялась оценка рубца по балльной шкале,

включавшей в себя описание следующих признаков: высота рубца, цвет,

52

плотность, эластичность, зуд, гиперэстезия [42]. Значения каждого из

признаков в рамках нечеткой шкалы [31] и соответствующие им баллы

представлены в таблице 15.

Таблица 15.

Балльная шкала для оценки клинических характеристик рубца

2.2. Разделение выборки на группы и подгруппы сравнения

Этап острой ожоговой травмы (I этап)

На этапе острой ожоговой травмы можно выделить ключевые моменты, когда врач на основе оценки тяжести состояния, в том числе оценки площади поражения, принимает решение о выборе тактики ведения пациента:

1. Сотрудники бригады скорой медицинской помощи после осмотра больного принимают решение о необходимости госпитализации пациента и

53

на основе оцененной ими площади поражения определяют объем

инфузионной терапии.

2.В приемном отделении больницы дежурный врач вновь оценивает состояние больного, делает назначения на ближайшие сутки и направляет пациента либо в лечебное отделение, либо в отделение реанимации и интенсивной терапии.

3.В последующем пациента ведет лечащий врач, который также при осмотрах определяет площадь и степень ожога; на основе этого корректируется лечение.

Для оценки правильности определения площади ожога и частоты ошибок на каждом из трех этапов было проведено сравнение площади,

вычисленной участниками лечебно-диагностического процесса (ЛДП), с

площадью, рассчитанной с помощью специально разработанного программного обеспечения.

Этап реабилитации (II и III этапы)

По результатам клинического осмотра всех пациентов с последствиями ожоговой травмы, посещавших поликлинику, а также госпитализированных в связи с необходимостью проведения реконструктивно-пластических операций, было выполнено 245 клинических оценок рубцовой ткани различных областей. На основе диагностированных врачами типов рубцов были выделены следующие группы: незрелый рубец, нормотрофический,

гипертрофический, келоидный рубец.

В ходе разработки алгоритмов диагностики типа рубцовой ткани на основе экспертного подхода было принято решение добавить в указанные группы градацию степени зрелости рубца. Таким образом, было получено семь групп, дифференцировка которых и являлась одной из основных задач в данной работе. Распределение частоты различных типов рубцов представлено в таблице 16.

54

2.3. Программные средства создания автоматизированной

консультативной системы и еѐ элементов

Для регистрации сведений о случаях обращения пациентов по поводу ожоговой травмы была разработана проблемно-ориентированная медицинская информационная система. Она была реализована с помощью реляционной системы управления базами данных (СУБД) Microsoft Office Access 2003 с использованием языка программирования Visual Basic for Applications (VBA). MS Access является настольной (т.е. предназначенной для персональных компьютеров) СУБД, обладающей широким диапазоном средств для ввода, анализа и представления данных. Достоинством MS Access является простой графический интерфейс. Компоненты MS Access

(специальные построители и конструкторы) обеспечивают поддержку различных аспектов работы с базами данных (БД). Функционал СУБД позволяет осуществлять контролируемый доступ к БД.

В качестве основного средства программирования приложения используются модули – процедуры, написанные на языке VBA, встроенном во все продукты пакета приложений Microsoft Office.

При разработке модуля оценки площади ожога «Электронная скица» были использованы следующие средства:

55

язык программирования JavaScript с целью автоматизации получения координат отрезков, формирующих контур различных областей тела на оцифрованном эскизе тела ребенка;

табличный процессор MS Excel и язык программирования VBA для реализации алгоритма подбора оптимальных коэффициентов

«объемности» [29];

среда разработки Visual Studio и язык программирования С# с целью программной реализации «Электронной скицы» как самостоятельного приложения.

Разработанные в ходе данной работы правила поддержки принятия решений при диагностике типа послеожогового рубца были реализованы также с помощью СУБД Access 2003 и процедур, написанных на языке VBA.

В разработанный модуль регистрации случаев обращения были инкорпорированы средства для консультативной поддержки в определении типа рубцовой ткани, а также модуль оценки площади пораженной поверхности «Электронная скица».

2.4. Методы вычислительной диагностики

Из методов многомерного анализа в данной работе применялась бинарная логистическая регрессия, являющаяся одним из способов решения задачи классификации (диагностики). Задача классификации представляет собой задачу нахождения функции, позволяющей относить объекты к заранее заданным классам. Результатом применения бинарной регрессии является получение функции зависимости одного бинарного признака

(зависимая переменная) от нескольких других признаков (независимых переменных), которые могут быть количественными или качественными.

Вероятность отнесения объекта к одному из двух классов рассчитывается по формуле:

p 1 (1 e (b1x1 b2 x2 ... bn xn const) )

56

где p – вероятность отнесения к одному из двух классов;

x1 – xn - значения независимых переменных.

b1 – bn - коэффициенты при соответствующих переменных.

Для выбора наиболее значимых переменных использовалась обратная пошаговая процедура, при которой на первом шаге в уравнение включаются все независимые переменные, затем происходит пошаговое исключение малозначимых переменных.

Для оценки качества моделей, построенных на основе бинарной регрессии, использовались чувствительность (доля истинно-положительных результатов), специфичность (доля истинно-отрицательных результатов),

общий процент правильных отнесений, R-квадрат Наделькеркеса, а также площадь под ROC-кривой.

R-квадрат Наделькеркеса является мерой определенности,

указывающий на ту часть дисперсии, которую можно объяснить логичестической регрессии [13].

Построение ROC-кривой является графическим способом представления качества бинарных решающих правил в виде зависимости чувствительности от доли ложноположительных результатов (то есть величины, равной 1 – специфичность) при варьировании порога решающего правила [13]. Чем ближе значение площади под ROC-кривой к единице, тем качественнее построенное правило.

2.5. Методы построения экспертных правил для оценки рубцов

В ходе разработки алгоритма диагностики типа послеожогового рубца на основе экспертного подхода использовались следующие методы извлечения знаний:

1. Текстологический метод: включал анализ литературы и публикаций,

посвященных проблеме рубцов после термической травмы (учебники [10, 33, 53], методические пособия [55], публикации в журналах [7, 16, 40],

57

диссертационные работы [6, 28, 42], а также публикации о специальных шкалах для оценки рубцов [60, 62. 75, 103, 113]), в результате чего было сформировано первичное дерево признаков, включающее клинические характеристики рубцов и их возможные значения.

2. В качестве коммуникативных методов использовались интервьюирование и диалоги с экспертом, в ходе которых было уточнено признаковое пространство, необходимое и достаточное для дифференциальной диагностики типа послеожогового рубца, а также были определены весовые коэффициенты, характеризующие диагностическую значимость признака для каждого из возможных типов рубцов.

Под интервью понимается форма общения когнитолога и эксперта, в

которой эксперту задается серия различных, частично заранее подготовленных, вопросов, отличных по своему характеру

(личные/безличные, прямые/косвенные, нейтральные/наводящие) [15].

Вопросы могут быть как открытые (форма ответа может быть любая), так и закрытые (требуется выбрать ответ из набора). В качестве эксперта выступал ведущий научный сотрудник отделения реконструктивно-пластической хирургии Научно-исследовательского клинического института педиатрии к.м.н. Шурова Лидия Витальевна.

2.6. Статистическая обработка данных

Выбор методов для статистической обработки данных определялся поставленными задачами, типом и характером анализируемых данных, а

также распределением количественных признаков [18. 29, 39].

Проверка нормальности распределения осуществлялась визуально,

путем построения гистограмм, а также посредством проверки статистической гипотезы Ho о принадлежности выборки нормальному закону распределения с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Применение для этой целей критерия Шапиро-Уилкса, обладающего большей мощностью и рекомендованного стандартом ГОСТ Р ИСО 5479-2002, было признано

58

нецелесообразным, так как показано, что при малых объемах выборки критерий не способен различать гипотезы H0 и H1 [30].

При описании признаков, распределение которых было подчинено нормальному закону, использовались значения среднего арифметического в качестве меры центральной тенденции и среднеквадратичного отклонения как меры рассеяния; признаки, отклоняющиеся от нормального распределения характеризовались медианой и интерквартильным интервалом.

Для сравнения групп по количественным признакам применялся t-

критерий Стьюдента в случае нормального распределения количественного признака и U-критерий Манна-Уитни — в противоположном случае.

Условием применения t-критерия Стьюдента является нормальное распределение признака в каждой из исследуемых групп. При этом учитывались величины дисперсий групп, для проверки гипотезы об их равенстве использовался критерий Левена [47].

U-критерий Манна-Уитни относится к группе непараметрических методов, при котором проверяется гипотеза о средних рангах двух независимых групп. Преимуществом его использования является возможность применения его на малых выборках (число наблюдений в каждой выборке должно быть не менее пяти).

Для проверки балльной шкалы клинической оценки рубцов на надежность использовался критерий альфа Кронбаха, принимающий значения от 0 до 1. Надежность — это характеристика, отражающая точность измерений и устойчивость к действию посторонних случайных факторов.

Оценка надежности включает проверку устойчивости (воспроизводимости) и

внутреннего постоянства. Под устойчивостью понимается возможность получения одинаковых результатов при оценке случая одним и тем же экспертом, проверяется с помощью метода test-retest. Критерий альфа Кронбаха, значения которого зависят от взаимной корреляции переменных,

59

является одним из способов оценки внутреннего постоянства, принимая значения от 0 до 1 [13]. Считается, что достаточной надѐжностью обладает шкала со значением альфы Кронбаха более 0,7.

При построении математического алгоритма диагностики типа рубцовой ткани проводилась предварительная проверка признаков,

включенных в балльную шкалу оценки рубца, на наличие корреляционной связи. Так как почти все признаки рубца являлись качественными порядковыми переменными, для расчета коэффициента корреляции использовался метод Спирмена. Коэффициент корреляции r принимает значения в интервале от -1 до 1, при стремлении модуля r к единице принято говорить о сильной корреляции. В случае, когда модуль коэффициента корреляции принимал значения 0,75 и выше, одна из двух сравниваемых переменных из правила исключалась.

При проверке статистических гипотез уровень значимости Р принимался равным 0,05 [39, 18].

Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью пакета

SPSS 16.0, для представления результатов использовался табличный процессор MS Office Excel 2003.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Разработка модуля регистрации случаев обращения пациентов детского возраста с ожоговой травмой и еѐ последствиями

Для ретро- и проспективной регистрации данных об обращениях пациентов с ожоговой травмой на различных этапах лечебно-

диагностического процесса (ЛДП) с помощью СУБД MS Office Access 2003

был разработан программный модуль, создание которого включало следующие этапы:

Концептуальное проектирование

60

Первым шагом в создании модуля являлось концептуальное проектирование, в процессе которого на основе анализа предметной области была построена инфологическая (концептуальная) модель [32, 36].

Построение подобных моделей заключается в описании объектов (сущностей) предметной области и связей между ними. Одним из способов их представления является модель «сущность-связь» (ERM – entityrealtionship model), которая базируется на ER-диаграммах.

Для описания взаимодействия участников лечебно-диагностического процесса были выделены следующие сущности:

Пациент – его атрибутами являлись анкетные данные: ФИО, дата рождения, место проживания, сведения о родителях, группа крови и резус фактор.

Случай обращения пациента в ЛПУ: для решения поставленных задач необходимо было выделить три подтипа случаев обращения, соответствующие различным этапам оказания помощи обожженным больным, включая участие медицинских сотрудников, принимающих на основе оценки состояния пациента ключевые решения о тактике их ведения:

обращение в больницу по поводу острой ожоговой травмы — на данном этапе помощь пациенту оказывается сотрудниками бригады скорой медицинской помощи (СМП), врачами приемного отделения и врачами ожогового отделения; основными документами, в которых фиксируется диагноз, содержащий площадь и степень ожога, являются учетная форма №114/у «Сопроводительный лист станции (отделения) скорой медицинской помощи и талон к нему» и «Медицинская карта стационарного больного» (Ф 003/о);

обращение в поликлинику на этапе реабилитации для динамического наблюдения за формирующимся рубцом — включает неоднократные посещения пациентами поликлиники, во время которых лечащий врач, чаще всего не являющийся специалистом в области комбустиологии, на основе