CC BY
22УДК 616.321/.322-002.2-07:004
doi: 10.18692/1810-4800-2017-6-100-106
ХРОНИЧЕСКИЙ ТОНЗИЛЛОФАРИНГИТ И ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ДИАГНОСТИКИ
Портенко Г. М.1, Шматов Г. П.2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России, 170100, г. Тверь, Россия
(Зав. каф. оториноларингологии - засл. врач РФ, проф. Г. М. Портенко)
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет», 170026, г. Тверь, Россия
(Зав. каф. информатики и прикладной математики - проф. Н. К. Жиганов)
CHRONIC TONSILLOPHARYNGITIS AND INFORMATION TECHNOLOGY FOR ITS DIAGNOSTIC
Portenko G. M.1, Shmatov G. P.2
1 Federal State Budgetary Institution of Higher Vocational Education Tver State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, Tver, Russia
2 Federal State Budgetary Intuition of Higher Vocational Education Tver State Technical University, Tver, Russia
С помощью современных информационных технологий доказано наличие одного хронического воспалительного заболевания глотки в виде хронического тонзиллофарингита и хронического фарин-готонзиллита в зависимости от преимущественного поражения элементов глотки: небных миндалин или слизистой оболочки глотки. В помощь врачу для диагностики данных патологий разработан метод «деревья классификации» по установленным информационно значимым симптомам хронического тонзиллита и хронического фарингита в категориях «Жалобы» и «ЛОР-статус».
Ключевые слова: хронический тонзиллофарингит, хронический фаринготонзиллит, информационные технологии, метод «деревья классификации».
Библиография: 9 источников.
Using the advanced information technologies, the authors proved one chronic inflammatory diseases of the pharynx in the form of chronic tonsillopharyngitis and chronic pharyngotonsillitis depending on predominant damage of the pharynx elements: palatine tonsil or pharyngeal mucosa. To help the doctor in diagnostics of these pathologies, the authors developed a method of "classification trees" according to the established informatively significant symptoms of chronic tonsillitis and chronic pharyngitis in the category "Complaints" and "ENT-status".
Key words: chronic tonsillopharyngitis, chronic pharyngotonsillitis, information technologies, "classification trees" method.
Bibliography: 9 sources.
Хронический фарингит (ХФ) по своей клинической симптоматике трудно различим с хроническим тонзиллитом (ХТ). Этому способствует отсутствие объективных критериев диагностики хронического тонзиллита [1-6].
Портенко Г. М. с соавт. [6] и Мирзоевой Е. З. с соавт. [7] с помощью современных информационных технологий доказана общность этиологии и патогенеза, а также клинической симптоматики этих двух отдельно выделяемых хронических воспалительных нозологий глотки с помощью кластерного и корреляционного анализов.
Это позволило признать данные нозологии как единый хронический воспалительный процесс глотки, т. е. хронический тонзиллофарингит [8].
Общий патогенез ХТ и ХФ в виде иммунологического, нервно-рефлекторного дисбаланса,
банального и аллергического воспаления приводит к нарушению местного биоценоза глотки, при котором страдают неотъемлемые элементы глотки - как слизистая оболочка глотки (СОГ), так и небные миндалины (НМ). Отсюда необходимо ставить диагнозы: хронический тонзилло-фарингит или хронический фаринготонзиллит, учитывая преимущественное поражение одного из элементов глотки - небных миндалин или слизистой оболочки глотки [8, 9].
Анализ информативности симптомов заболевания для любого врача и особенно для оториноларинголога представляет собой сложную медико-биологическую задачу в связи с тем, что симптомы зачастую функционально не связаны друг с другом, имеют слабую связь или наблюдается практически ее отсутствие. Применение для
решения этих задач комплекса аналитических средств с многомерными статистическими обучающими методами обработки данных обследования, намного облегчает диагностическую деятельность врачу.
Нами применен метод многомерного статистического анализа данных - «деревья классификации», позволяющий построить дерево классификации, выявить решающие правила, определяющие у больного превалирующее поражение одного из элементов глотки [8, 9].
В этой части исследования рассматривается способ применения дерева классификации для принятия решения по отличию симптомов патологий ХТ и ХФ, представленных списком информационно значимых симптомов, сгруппированных в категории «Жалобы» и «ЛОР-статус», которые оказались с меньшим процентом ошибок соответственно 15,8 и 11,7% [9]. Данные категории мы рекомендуем использовать в диагностике ХТФ и ХФТ.
Цель применения метода «деревья классификации» - отобрать наиболее информационно значимые симптомы патологий ХТ и ХФ и установить информационный вклад (бит) симптомов, входящих в структуру дерева, которые врач должен выявить у больного при расспросе, не отвлекаясь на другие. Присвоенные им номера и соответствующие им названия накладываются на разработанное нами дерево классификации и по его правилу решения путь идет к терминальному узлу реше-
ния с меткой «ХТ» или «ХФ». И далее врач анализирует полученную информацию и решает, что у больного - ХТФ или ХФТ.
Номера и название информационно значимых симптомов в выборке категории «Жалобы» у женщин: 2 - боль в горле при глотании («пустой глоток»), 5 - ощущение постороннего тела в горле, 7 - неловкость в горле, 10 - ощущение крупинок на языке (гнилостных пробок из лакун небных миндалин, 14 - нерезкие болевые ощущения в области региональных лимфатических узлов, их увеличение, 15 - слабость, 18 - боли в сердце), 24 - затрудненное носовое дыхание. Все они представлены на рис. 1.
Анализируя данные рис. 1, можно сказать следующее: дерево классификации в категории «Жалобы» у женщин начинает формироваться от корня - узел #14 (нерезкие болевые ощущения в области региональных лимфатических узлов, их увеличение). Характерным для этого узла является то, что при выполнении условия в узле #14 > = 0.5 (наличие жалобы у больного) дерево развивается к узлу #7 (неловкость в горле). Выполнение условия #7 >= 0.5 приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=1».
Если в узле #7 выполняется условие #7 < 0.5 (отсутствие жалобы), то дерево развивается к узлу #24 (затрудненное носовое дыхание). Выполнение условия #24 >= 0.05 (наличие данной жалобы) строит ветвь дерева терминальному узлу решения с меткой «ХФ = 1». Выполнение
Рис. 1. «Дерево классификации» по информационно значимым симптомам категории «Жалобы» у женщин, больных хроническим тонзиллитом и хроническим фарингитом. Правильная классификация - 84,2% (ошибка - 15,8%).
условия #24 < 0.5 (отсутствие данной жалобы) приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.917».
Если в узле #14 выполняется условие #14 < 0.5 (отсутствие данной жалобы), то дерево развивается к узлу #10 (ощущение крупинок на языке, гнилостных пробок из лакун НМ). Выполнение условия #10 >= 0.5 (наличие жалобы) строит ветвь дерева к узлу #15 (слабость). Выполнение условия #15 >= 0.5 (наличие жалобы) приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.5».
Если в узле 15 выполняется условие #15 < 0.5 (отсутствие жалобы), то дерево развивается к узлу #2 [боль в горле при глотании («пустой глоток»)]. Выполнение условия #2 >= 0.5 (наличие жалобы) приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХФ=1». При выполнении условия #2 < 0.5 (отсутствие жалобы) ветвь дерева развивается к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=1».
Если в узле #10 выполняется условие #10 < 0.5 (отсутствие данной жалобы), то дерево развивается к узлу #5 (ощущение постороннего тела в глотке). Выполнение условия #5 >= 0.5 (наличие жалобы) строит ветвь дерева к узлу #2 [боль в горле при глотании («пустой глоток»)]. Если в узле #2 выполняется условие #2 >= 0.5 (наличие
жалобы), то дерево развивается к терминальному узлу решения с меткой «ХФ=0.833». Выполнение условия #2 < 0.5 (отсутствие жалобы) приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.714».
Если в узле #5 выполняется условие #5 < 0.5 (наличие данной жалобы), то ветвь дерева развивается к узлу #18 (боли в сердце). Выполнение условия #18 >= 0.5 (наличие жалобы) строит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.667». При выполнении условия #18 < 0.5 (отсутствие жалобы) ветвь дерева развивается к терминальному узлу решения с меткой «ХФ=0.821».
Установлены информационно значимые симптомы в категории «ЛОР-статус» у женщин, больных ХТ и ХФ, предназначенные для классификации методом дерево классификации, представленные на рис. 2. Правильная классификация - 88,3% (ошибка - 11,7 %).
Номера и название информационно значимых симптомов в выборке категории «ЛОР-статус» у женщин: 33 - гиперемия слизистой оболочки глотки, 46 - широкие лакуны небных миндалин, 47 - сращение небных миндалин с дужками, 48 - гнойные пробки в лакунах небных миндалин, 49 - симптом Гизе, 50 - симптом Зака. Они представлены на рис. 2.
Рис. 2. Дерево классификации по информационно значимым симптомам категории «ЛОР-статус» у женщин, больных хроническим тонзиллитом и хроническим фарингитом. Правильная классификация - 88,3% (ошибка - 11,7 %).
Дерево классификации в категории «ЛОР-статус» у женщин (рис. 2) начинает формироваться от корня - узла #47 (сращение НМ с дужками). Характерным для этого узла является то, что при выполнении условия #47 >= 0.5 (наличие жалобы) дерево развивается к узлу #33 (гиперемия СОГ). Выполнение условия #33 >= 0.5 приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.571».
Если в узле #33 выполняется условие #33 < 0.5, то ветвь дерева развивается к узлу #46 (широкие лакуны НМ). Выполнение условия #46 > = 0.5 приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=1».
Если в узле #46 выполняется условие #46 < 0.5, то ветвь дерева развивается к узлу #48 (гнойные пробки в лакунах НМ). При выполнении условия #48 >= 0.5 ветвь дерева развивается к узлу #49 (симптом Гизе). Выполнение условия #49 >= 0.5 строит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=0.9», а выполнение условия #49 < 0.5 приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХФ = 1».
Если в узле #48 выполняется условие #48 < 0.5, то ветвь дерева развивается к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=1».
Выполнение условия в узле #47 < 0.5 (отсутствие жалобы) приводит ветвь дерева к узлу #46 (широкие лакуны НМ). Если выполняется условие #46 >= 0.5, то ветвь дерева развивается узлу #50 (симптом Зака). Выполнение условия #50 >= 0.5 приводит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХТ=1», а выполнение условия #50 < 0.5 строит ветвь дерева к терминальному узлу решения с меткой «ХФ = 0.556».
Если в узле #46 выполняется условие #46 < 0.5, то ветвь дерева развивается к терминальному узлу решения с меткой «ХФ= 0,909».
Как пользоваться «деревьями классификации», видно из приведенного ниже клинического примера.
В категории «Жалобы» у больной выявлены следующие информационно значимые симптомы: 7 - неловкость в горле, 10 - ощущение крупинок на языке (гнилостных пробок из лакун небных миндалин), 18 - боли в сердце. В категории «ЛОР-статус» выявлены следующие информационно значимые симптомы: 33 - гиперемия слизистой оболочки глотки, 48 - гнойные пробки в лакунах небных миндалин, 50 - симптом Зака.
Используем рис. 1. В категории «Жалобы» начинаем работать с деревом классификации с формирования его от корня #14. Если условие выполнятся #14<0.5 (отсутствие жалобы), оно развивается влево к узлу #10, если условие выполняется #10 >= 0.5 (наличие жалобы на ощущение крупинок на языке - гнилостных пробок из лакун небных миндалин), дерево классификации
развивается к узлу #15, если условие выполняется #15 <0.5 (отсутствие жалобы), дерево развивается к узлу # 2, если условие выполняется # 2< 0.5 (отсутствие жалобы), дерево развивается влево к терминальному узлу решения с меткой «ХТ =1».
Используем рис. 2. В категории «ЛОР-статус» начинаем работать с деревом классификации с формирования его от корня #47. Если условие выполняется #47 < 0.5 (нет симптома), оно развивается влево к узлу #46, если условие выполняется #46< 0.5 (нет симптома), дерево развивается влево к терминальному узлу решения с меткой «ХФ = 0,909». Полученные данные подтверждают одновременное поражение небных миндалин и СОГ. В нашем примере имеющиеся у больной информационно значимые симптомы с помощью метода «деревья классификации» убедительно обосновывают диагноз хронического тонзилло-фарингита.
Такие же «деревья классификации» нами разработаны по информационно значимым симптомам и для мужчин по категориям «Жалобы» и «ЛОР-статус» с небольшими ошибками классификации» соответственно 12,8 и 6,4%.
Номера и название информационно значимых симптомов в выборке категории «Жалобы» у мужчин: 3 - боли при глотании, иррадиирующие в ухо, 5 - ощущение постороннего тела в горле, 13 - запах изо рта, 14 - нерезкие болевые ощущения в области региональных лимфатических узлов, их увеличение, 16 - недомогание, 19 - сердцебиение.
Информационно значимые симптомы категории «Жалобы» у мужчин, больных ХТ и ХФ, предназначенные для классификации методом дерево классификации, представлены на рис. 3.
Работать с данными «деревья классификации» у мужчин надо, как и у женщин.
Анализируя рис. 3 видим, что дерево начинает работать с корня #14. Если условие выполнятся #14 < 0.5 (нет жалобы) оно развивается влево к узлу #13 и так далее; если условие выполняется #14>=0.5 (наличие жалобы), дерево развивается вправо к узлу # 19 и так далее. Это приводит к терминальным узлам решения с меткой или «ХТ» или «ХФ».
Номера и названия информационно значимых симптомов в выборке категории «ЛОР-статус» у мужчин: 34 - гипертрофия лимфоидной ткани задней стенки глотки, боковых валиков, 44 - разрыхленность небных миндалин, 47 - сращение небных миндалин с дужками). Они представлены на рис. 4.
Дерево начинает работать с корня #34. Если условие выполнятся #34 < 0.5 (отсутствие жалобы), оно развивается влево к узлу #47 и так далее; если условие выполняется #34 >=0.5 (на-
Рис. 3. Дерево классификации по информационно значимым симптомам категории «Жалобы» у мужчин, больных хроническим тонзиллитом и хроническим фарингитом.
Рис. 4. Дерево классификации по информационно значимым симптомам категории «ЛОР-статус» у мужчин, больных хроническим тонзиллитом и хроническим фарингитом.
личие жалобы), дерево развивается вправо к терминальному узлу решения с меткой «ХФ» (0,889).
Приведенные выше «деревья классификации» рекомендуется использовать врачу для разрешения своих сомнений при постановке диагнозов: хронический тонзиллофарингит или хронический фаринготонзиллит.
Клинический пример. В категории «Жалобы» у больного врачом активно выявлены следующие информационно значимые симптомы: 5 - ощущение постороннего тела в горле, 13 - запах изо рта, 14 - нерезкие болевые ощущения в области региональных лимфатических узлов, их увеличение, 19 - сердцебиение). В категории «ЛОР-статус»
выявлены информационно значимые симптомы: 34 - гипертрофия лимфоидной ткани задней стенки глотки, боковых валиков, 47 - сращение НМ с дужками.
Используем рис. 3. В категории «Жалобы» начинаем работать с деревом классификации с формирования его от корня #14. Если условие выполнятся #14>=0.5 (есть жалоба - нерезкие болевые ощущения в области региональных лимфатических узлов), оно развивается вправо к узлу #19, если условие выполняется #19> = 0.5 (есть жалоба - сердцебиение), то дерево развивается вправо к терминальному узлу решения ХФ (0,8).
Используем рис. 4. В категории «ЛОР-статус» начинаем работать с деревом классификации с формирования его от корня #34. Если условие выполняется. #34 >=0.5 (есть симптом - гипертрофия лимфоидной ткани задней стенки
глотки, боковых валиков), то дерево развивается вправо к терминальному узлу решения ХФ (0,889). После анализа полученных данных необходимо поставить диагноз хронический фа-ринготонзиллит.
Выводы
Рекомендуем признать одно хроническое воспалительное заболевание глотки в виде хронического тонзиллофарингита и хронического фаринготонзиллита.
При диагностике данных патологий следует использовать разработанные нами «деревья классификации» по информационно значимым симптомам хронического тонзиллита и хронического фарингита в категориях «Жалобы» и «ЛОР-статус».
ЛИТЕРАТУРА
1. Преображенский Б. С. Хронический тонзиллит // Тр. науч. сессии по проблеме ревматизма. М., 1959. С. 167.
2. Преображенский Б. С., Попова Г. Н. Ангина, хронический тонзиллит и сопряженные с ним общие заболевания. М., 1970. 450 с.
3. Солдатов И. Б. Хронический тонзиллит и другие инфекции верхних дыхательных путей // Тр. VII съезда оториноларингологов СССР. М., 1975. С. 60-66.
4. Солдатов И. Б. Классификация и принципы лечения хронического тонзиллита: метод. рекомендации. М., 1979. 20 с.
5. Портенко Г. М., Портенко Е. Г., Шматов Г. П. Проблема классификации хронического тонзиллита с позиции клинического опыта и информационных технологий // Верхневолжский мед. журнал. 2015. № 1. С. 40-54.
6. Портенко Г. М., Портенко Е. Г., Шматов Г. П. Информационная технология в решении проблемы хронического тонзиллита. Тверь, 2016. 194 с.
7. Мирзоева Е. З., Портенко Г. М., Портенко Е. Г., Шматов Г. П. Применение обучающего алгоритма «деревья классификации» для усовершенствования диагностики хронического тонзиллита и хронического фарингита // Мат. VI Петербургского международного форума оториноларингологов России. 25-27 апреля 2017. С. 169-170.
8. Мирзоева Е. З., Портенко Г. М., Портенко Е. Г., Шматов Г. П. Современная информационная технология помощник врача в диагностике хронического тонзиллита и хронического фарингита // Рос. оториноларингология. 2015. № 4 (77). С. 74-78.
9. Мирзоева Е. З. Исследование информационно-значимых симптомов хронического тонзиллита и хронического фарингита для усовершенствования их дифференциальной диагностики: автореф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2016. 23 с.
Портенко Геннадий Михайлович - заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, профессор, зав. каф. оториноларингологии ГБОУ ВО «Тверской ГМА». Россия, 170100, Тверь, ул. Советская, д. 4; тел. 8 (4822) 77-54-40, e-mail: gennadijj-portenko@yandex.ru
Шматов Геннадий Павлович - кандидат технических наук, доцент каф. информатики и прикладной математики ГБОУ ВПО «Тверской ГТУ». 170026, Тверь, Набережная А. Никитина, д. 22; тел. 8 (4822) 52-64-37, e-mail: gshmatov@yandex.ru
REFERENCES
1. Preobrazhenskii B. S. Khronicheskii tonzillit. Tr. nauch. sessii po probleme revmatizma [Chronic tonsillitis. The works of scientific sessions on the problem of rheumatism]. M., 1959. 167 (in Russian).
2. Preobrazhenskii B. S., Popova G. N. Angina, khronicheskii tonzillit i sopryazhennye s nim obshchie zabolevaniya [Angina, chronic tonsillitis and the related general diseases]. M., 1970. 450 (in Russian).
3. Soldatov I. B. Khronicheskii tonzillit i drugie infektsii verkhnikh dykhatel'nykh putei. Trudy VII s''ezda otorinolaringologov SSSR [Chronic tonsillitis and other infections of the upper respiratory tract. The works of the 7th Congress of Otorhinolaryngologists of USSR]. M., 1975:60-66 (in Russian).
4. Soldatov I. B. Klassifikatsiya i printsipy lecheniya khronicheskogo tonzillita: metodicheskie rekomendatsii [Classification and principles of treatment of chronic tonsillitis: Recommended practice]. M., 1979. 20 (in Russian).
5. Portenko G. M., Portenko E. G., Shmatov G. P. Problema klassifikatsii khronicheskogo tonzillita s pozitsii klinicheskogo opyta i informatsionnykh tekhnologii [The problem of chronic tonsillitis classification from the viewpoint of clinical experience and informational technologies]. Verkhnevolzhskii meditsinskii zhurnal. 2015;1:40-54 (in Russian).
6. Portenko G. M., Portenko E. G., Shmatov G. P. Informatsionnaya tekhnologiya v reshenii problemy khronicheskogo tonzillita [Informational technology in solution of chronical tonsillitis problem]. Tver', 2016. 194 (in Russian).
7. Mirzoeva E. Z., Portenko G. M., Portenko E. G., Shmatov G. P. Primenenie obuchayushchego algoritma «dereVya klassifikatsii» dlya usovershenstvovaniya diagnostiki khronicheskogo tonzillita i khronicheskogo faringita. Materialy V Peterburgskogo mezhdunarodnogo foruma otorinolaringologov Rossii [The use of the teaching algorithm "classification trees" for improvement of chronical tonsillitis and chronical pharyngitis problem. The materials of the 5th International Forum of Orhinolaryngologists of Russia]. 25-27 aprelya 2017:169-170 (in Russian).
Российская оториноларингология № 6 (91) 2017
8. Mirzoeva E. Z., Portenko G. M., Portenko E. G., Shmatov G. P. Sovremennaya informatsionnaya tekhnologiya pomoshchnik vracha v diagnostike khronicheskogo tonzillita i khronicheskogo faringita [The advanced informational technology is the doctor's assistant in diagnostics of chronical tonsillitis and chronical pharyngitis]. Rossiiskaya otorinolaringologiya. 2015;4(77):74-78 (in Russian).
9. Mirzoeva E. Z. Issledovanie informatsionno-znachimykh simptomov khronicheskogo tonzillita i khronicheskogo faringita dlya usovershenstvovaniya ikh differentsial'noi diagnostiki: avtoref. dis. ... kand. med. nauk [The study of informatively significant symptoms of chronical tonsillitis and chronical pharyngitis for improvement of differential diagnostics thereof: the extended abstracts of MD Candidate dissertation]. SPb., 2016. 23 (in Russian).
Gennadiy Michaylovich Portenko - the Honored Doctor of the Russian Federation, MD, Professor, Head of the Chair of Otorhinolaryngology of Federal State Budgetary Intuition of Higher Vocational Education Tver State Medical University. Russia, 170100, Tver, 4, Sovetskaia str., tel.: 8 (4822) 77-54-40, e-mail: gennadijj-portenko@yandex.ru
Gennadiy Pavlovich Shmatov - Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor of the Chair of Informatics and Applied Mathematics of Federal State Budgetary Intuition of Higher Vocational Education Tver State Technical University. 170026, Tver, 22, Naberezhnaia A. Nikitina str., tel.: 8 (4822) 52-64-37, e-mail: gshmatov@yandex.ru
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПРИСТАТЕЙНОГО СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ (изменены в соответствии с требованиями ВАК и Scopus)
• Список литературы подается на русском языке и в романском латинском алфавите (Reference in Roman script)
• Список литературы должен содержать не менее 8-10 источников
• Не допускаются ссылки на учебники и учебные пособия!
• Рекомендуется приводить ссылки на публикации в зарубежных периодических изданиях
• Возраст ссылок на российские периодические издания не должен превышать 3-5 лет
• Не рекомендуются ссылки на диссертации и авторефераты диссертаций (малодоступные источники). Вместо ссылок на диссертации рекомендуется приводить ссылки на статьи, опубликованные по результатам диссертационной работы в периодических изданиях
• Ссылки на нормативную документацию желательно включать в текст статьи или выносить в сноски.
