Алгоритми і оптимізація лікування - хірургічні захворювання

Алгоритми і оптимізація лікування в хірургії

30 років тому мені пощастило взяти участь в піонерських дослідженнях по застосуванню математичних технологій і обчислювальної техніки в клінічній медицині, що проводяться під егідою тоді вже легендарного Миколи Михайловича Амосова. Було отримано потужний стимул для подальших досліджень. Їх результатом стали дисертаційні роботи в різних розділах хірургії, великий ряд наукових публікацій, в тому числі пріоритетних монографій ( "Клінічне прогнозування" (у співавт. З О. П. Мінцер), Київ, "Наукова думка", 1983 "Основи оптимізації рішень в хірургії ", Омськ, 1994). Багаторічна праця в цій області дозволив вибудувати певну систему. Створена потужна і ефективна технологія, націлена на максимальну індивідуалізацію лікування конкретних хворих, і за доцільне представити її в сучасному вигляді.
У наші дні значимість даного напрямку не тільки не викликає заперечень, але воно вже вважається невід`ємною для клінічної медицини. Якою б не була досконалою діагностична апаратурна база медицини, навіть з перспективою подальшого розвитку, лікувально-тактичні рішення в цій, мабуть, найскладнішою області людських знань можуть прийматися тільки на рівні інтелекту. Ось чому зусилля по його організації, підвищення ефективності в тиражуванні на масову медицину вельми корисні. Сьогодні сучасним є орієнтація наукових, в тому числі, дисертаційних досліджень на оптимізацію тактики вибору лікування при тих чи інших захворюваннях і створення адаптованих до конкретної патології і соціально-террітореальной середовищі алгоритмів прийняття лікувально-діагностичних рішень.
Термін "оптимізація" притягнутий з області математики. Він, як і інші (індивідуалізація, раціональне лікування), передбачає найкращий з позицій деяких критеріїв вибір методів лікувального впливу для пацієнтів. Результатом оптимізації повинна бути індивідуальність застосування тих чи інших стратегій у конкретного хворого - мета, червоною ниткою проходить через всю історію медицини.
Основу обговорюваної методології становить використання: 1) математичних оцінок факторів, симптомів, сімптомокомлекс, що визначають в результаті конкретним набором індивідуальність хворого і захворювання-2) перелік тактичних рішень, в принципі можливих стосовно оскільки він розглядався захворювання і 3) один або кілька критеріїв, щодо якого оптимізується лікувальна тактика. Останніх не так багато. Найчастіше це рівень летальності, але може бути і рівень конкретних ускладнень. Ключовим для хірургії, звичайно ж, є збереження життя. Важливий критерій, що характеризує якість життя. Останнім роки все частіше застосовується критерій необхідних витрат. Всі ці параметри важливо максимально визначити на попередньому етапі складання алгоритму.
Встановлені в результаті кількісного та якісного аналізу дані компонуються у вигляді конкретного алгоритму - послідовності дії (дерева рішень), що включає перелік лікувально-діагностичних етапів з можливими результатами їх реалізації, причому досягнення деякого результату цілком визначає подальший лікувально-діагностичний етап. Такий цикл триває до отримання підсумкового результату.
Залежно від ступеня складності і обгрунтованості алгоритми можуть бути емпіричні і математичні, прості і складні, якісні та кількісні.
Загальне завдання лікувальної медицини - лікування пацієнта - істотно спрощується при тимчасовому і просторовому поділі її на сукупність пов`язаних між собою приватних лікувальних завдань. Наводимо раніше розроблену нами класифікацію приватних лікувальних завдань:

• За кількістю точок прикладання впливу: однофакторном і багатофакторне (односпрямоване, різноспрямовані).
• За тривалістю лікувального циклу: 1) кризовий (секунди, хвилини), 2) невідкладне (годинник, добу), 3) курсове (дні, тижні), 4) довгострокове (тижні, місяці, роки).
• За кількістю елементарних циклів лікування (елементарний лікувальний цикл - це мінімальна сукупність інформаційно-залежність-мих дій, що закінчуються прийняттям і реалізацією лікувальної рішення): одноцікловие і багатоциклових.
• За однорідності лікувальних циклів багатоциклових діляться на: однорідні і неоднорідні.
• За ступенем невизначеності (т. Е. Наявність повноти даних): лікування в умовах визначеності та лікування в умовах ризику.
• За вибором мети: 1) ситуаційне лікувальний вплив, 2) попереджуючий лікувальну дію, 3) пробне (тестове) лікувальну дію.

Розглянемо докладніше деякі типові варіанти лікувальних завдань.
Вибір альтернативного (взаємовиключення) варіанту лікування -поширена завдання. У хірургії це "оперувати - не оперувати". Різновиди: 1) варіант лікувальної дії однозначно визначається діагнозом- 2) варіант лікувального впливу залежить від прогнозу захворювання-3) вибір лікування визначається прогнозом ефективності застосування його у даного пацієнта.
Визначення інтенсивності і дозування лікувального впливу можливо в двох варіантах: визначення інтенсивності лікувального впливу в цілому і обчислення дози лікарського препарату.
Формування сукупності лікувальних впливів - поширена в медицині постановка задачі. Найбільш важка. Відноситься до багатоцільового, багаторівневому і багатокомпонентних прийняття рішень. Для її вирішення необхідно визначення цілей лікувальних впливів і точок їх застосування, а також з`ясування ступеня сполучення різних лікувальних впливів. Приватні варіанти постановки завдань розглянутого типу: 1) формування сукупності лікувальних впливів, виходячи з поточного стану (діагнозу) - 2) формування сукупності лікувальних впливів, виходячи з подальшого розвитку (прогнозу) і 3) сполучення різних лікувальних впливів між собою.
В реальних умовах перед лікарем при роботі з хворим має місце серія виникають паралельно і послідовно завдань, пов`язаних з прийняттям будь-яких рішень чи то на базі діагностики, будь то на базі прогнозування. Визначальним методичним прийомом в такому випадку буде виділення послідовності ключових тактичних завдань, що виникають протягом усього лікувально-діагностичного процесу у хворих з розглянутої патологією, з подальшим пошуком шляхів їх оптимізації на основі сімейства приватних окремих алгоритмів.
Рішення проблеми оптимізації лікування і створення алгоритмів при конкретному захворюванні включає в себе послідовність етапів.
Розробка системи прийняття рішень починається з формулювання загальної задачі для конкретної патології. При цьому формулюється мета лікування, встановлюється характер завдання, проводиться вибір обмежень (умови і можливості лікування, методи збору і характер вихідної інформації про хворого, можливі лікувальні впливу, час попередження і т. Д.). Важливо відразу визначити місце і форму застосування, що розробляється в конкретному лікувальному закладі (циклічно, ациклічні, однорідні, неоднорідні лікувальні цикли). Якщо проектується автоматизована система, то необхідно розділити функції між людиною і комп`ютером.
На другому етапі виділяються можливі елементарні лікувальні цикли в рамках розв`язуваної загальної задачі. Важливо однозначно визначити цілі на кожному з обраних циклів, а також їх тривалість. Останнє визначається часом прояву ефекту лікувального впливу, а також часом переходу організму хворого в наступний стан, що вимагає лікування. Кожному виділеному циклу необхідно зіставити можливі в ньому лікувальні впливу.
Наступний етапом - побудова кількісної моделі захворювання. Змоделювати захворювання - значить дати адекватний опис всіх можливих станів організму хворого при даній патології та закономірності його зміни в часі при різних, в тому числі лікувальних впливах. Кількісна форма опису краща. Воно повинно бути максимально повною, щоб з достатньою надійністю вирішувати поставлені завдання, але не громіздкою, так як зайва складність моделі ускладнює роботу і призводить до утворення інформаційного шуму.
Кількісні характеристики моделі можуть визначатися різним шляхом. Поширеним способом є ймовірносно-статистичний, що дозволяє, не вникаючи в суть процесів, а це не завжди і можливо, описувати їх закономірності.
Прийомом, що дозволяє полегшити виконання цього етапу, є складання моделей для кожного циклу окремо, з урахуванням обсягу і характеру розв`язуваних на ньому діагностичних, прогностичних і лікувальних завдань. Важливо забезпечити спадкоємність між таким комплексом циклових моделей, обумовлену стадийностью захворювання, переходами окремих циклів лікувального управління друг в друга. В результаті розбиття загальної великої моделі ми будемо мати справу з набором компактних циклових моделей. Цей розділ роботи вимагає глибоких медичних знань. Не завжди він добре піддається формалізації і може носити евристичний характер.
Важливо однозначно визначити рівень реєстрації процесів життєдіяльності, на якому буде проводитися формування лікування на кожному з встановлених елементарних циклів. Результатом даного етапу є побудова розгорнутої в часі, описаної на досить суворому рівні моделі захворювання з урахуванням виділених циклів. Повинні бути включені якомога більшу кількість варіантів.
етап математичного рішення завдання виконується паралельно третього етапу, т. е. моделюванню захворювання. Більш того, деякі зокрема останнього, наприклад, форма моделі і спосіб завдання на ній кількісних характеристик, повністю визначається математичними методами переробки та аналізу інформації. Зміст цього етапу полягає у виборі найбільш придатною математичної ідеї і складанні на її основі конкретних алгоритмів прийняття рішень. При його відпрацювання повинні прийматися до уваги положення, встановлені при формулюванні завдання з урахуванням конкретного змісту виділених циклів. Після складання алгоритму важливо з його допомогою вирішити ряд прикладів "вручну", після чого переходити до технічної реалізації всіх ланок системи.
Технічна реалізація системи починається з вибору відповідних засобів. При цьому слід керуватися розмірами завдань, складністю математичних методів їх вирішення, обсягом вихідних даних. Доцільно виходити з принципу вирішення проблеми максимально простими технічними засобами. Це знизить вартість системи, зробить її більш доступною. Там, де це допустимо, цілком виправдано без шкоди в надійності використання табличних способів. Вони добре сприймаються медичної середовищем і не потребують будь-яких додаткових коштів.
Шостим етапом є експериментальне прийняття рішень, налагодження функцій всіх ланок системи, оцінка надійності роботи. На цьому етапі усуваються недоробки, система доводиться до заключного етапу - впровадження в практику.
На закінчення слід сказати, що при побудові лікувальних систем необхідно включати в них ланки самовдосконалення, передбачати внесення додаткових відомостей в процесі робочого функціонування. Це пов`язано з властивістю всіх інформаційних систем "старіти".