CC BY
71
щщшш
1 и информационные
технологии
Системы поддержки принятия врачебных решений
С.Н. ГОНТАРЕВ,
д.м.н., профессор кафедры биомедицинской инженерии ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», г. Курск, Россия, [email protected]
A. П. ЯКОВЛЕВ,
д.м.н., профессор кафедры биомедицинской инженерии ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», г. Курск, Россия Л.В. ШУЛЬГА,
д.м.н., профессор кафедры охраны труда и окружающей среды ФГБОУ ВПО «ЮгоЗападный государственный университет», г. Курск, Россия
B. А. ИВАНОВ,
д.м.н., профессор, заведующий кафедрой медицины и логопедии ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет», г. Курск, Россия
КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЕТСКОГО СТОМАТОЛОГА
УДК 6J4.8: 057.314-258
Гонтарев С.Н., Яковлев А.П., Шульга Л.В., Иванов В.А. Компьютерная система обеспечения принятия решений детского стоматолога (Юго-Западный государственный университет, Курский государственный университет, г. Курск, Россия)
Аннотация: В статье представлены структура, информационное, математическое обеспечение компьютерной системы обеспечения принятия решений детского стоматолога и результаты ее эффективности в условиях детской стоматологической поликлиники г. Белгорода.
Ключевые слова: компьютерные, интеллектуальные системы, детская стоматология.
UDC 614.8: 057.314-258
Gontarev S.N., Yakovlev A.P., Shulga L.V, Ivanov V.A. A computer system to ensure that decisions pediatric
dentist (Southwest State University, Kursk State University, Kursk, Russia)
Abstract: In the article presents the structure, information, software of a computer system to ensure that decisions pediatric dentist and the results of its effectiveness in terms of children's dental clinic in Belgorod.
Keywords: computer, intelligent systems, children's dentistry.
Информационные технологии и компьютерные системы активно реализуются в современной медицине при решении различных задач, в том числе для анализа заболеваемости населения и визуализации патоморфических изменений. В частности, известны компьютерные системы по организации и ведению банка данных по заболеваемости дерматозами детей, морфологическому анализу патологических изменений при ретинопатии [4-6]. В стоматологической практике применяются интеллектуальные системы дифференциальной диагностики и лечения стоматологических заболеваний взрослых [3, 9]. Вместе с тем отсутствуют средства интеллектуальной поддержки принятия решений детского стоматолога при изучении и лечении ортодонтической патологии и болезней временных зубов, имеющих высокую
©С.Н. Гонтарев, А.П. Яковлев, Л.В. Шульга, В.А. Иванов, 2013 г.
" 64 ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ ■
Системы поддержки принятия врачебных решений
www.idmz.ru
гол 3, №3
■■■■
распространенность, достигающую в ряде территорий у детей до 96% [1,2,7,11]. Информационное и математическое обеспечение предлагаемой нами компьютерной системы, предназначенной для детского стоматолога, базируется на математическом моделировании и прогнозировании, геоинформационном и ситуационном анализе, дискриминантном методе, многокритериальной математической оценке, математико-картографическом моделировании, реализованных в других исследованиях [8, 10, 12, 13].
Структура разработанной автоматизированной системы обеспечения принятия решений детского стоматолога с соответствующими функциональными подсистемами представлена на рис. 1.
Реализованные решения по объему, размещению и организации циркулирующей информации достигаются взаимодействием и взаимосвязью функциональных подсистем, вовлеченных в обработку, анализ и интеграцию информации о заболеваемости временных зубов, полученной на основе различных методов и, в частности, геоинформационного и ситуационного анализа. Подсистема геоинформационного анализа обеспечивает выявление пространственно-временных взаимоотношений распространенности, интенсивности потока обращений и заболеваемости временных зубов в различных территориально распределенных и иерархических системах области в соответствии с алгоритмом геоинформационного анализа данной патологии. Эта подсистема обменивается потоками полученной информации с подсистемой математико-картографического моделирования, результатом функционирования которой является классификация территориальных систем по комплексу показателей и выделение территорий высокого риска по развитию патологии временных зубов и благоприятных популяций. Полученные результаты используются при принятии решений главным детским стоматологом при формировании объемов и
видов профилактической и лечебной деятельности, при перераспределении финансовых средств.
После определения территориальных образований высокого риска подсистемой временного анализа проводится оценка динамики уровня всех болезней и нозологических форм временных зубов с вычислением количественных критериев динамических рядов. Параметры последних используются подсистемой оценки связей и прогнозирования для построения математических моделей динамики заболеваемости временных зубов в неблагоприятных территориях.
Кроме того, в функциональную подсистему оценки связей и прогнозирования поступает из подсистемы ситуационного анализа экологических факторов и лечебно-профилактической деятельности стоматологов информация, отражающая мониторинг микроэлементов в питьевой воде, пестицидной нагрузки, территориальной нагрузки минеральных и органических удобрений, атмосферного загрязнения, лечебной и профилактической работы стоматологической службы, обеспеченности медицинскими стоматологическими кадрами и специализированным оборудованием в крайне неблагоприятной территориальной системе. Установленные подсистемой оценки связей и прогнозирования наиболее значимые соотношения используются для разработки прогностических моделей заболеваемости временных зубов и отдельных нозологии в зависимости от указанных выше воздействий.
Важной составляющей системы обеспечения принятия решений детского стоматолога является наличие подсистемы определения информативности факторов риска у каждого пациента с патологией временных зубов. Для достоверных социальных, индивидуальных и семейных факторов риска компьютерной системой рассчитывается критерий информативности Кульбака.
В дальнейшем сведения о всех информативных факторах риска поступают в подсисте-
■ 65 ■
щщшш
1 и информационные
технологии
Системы поддержки принятия врачебных решений
>
Рис. 1. Структура основных подсистем системы обеспечения принятия решений
детского стоматолога
му индивидуального прогнозирования, где на основе вычисления прогностических коэффициентов синтезируются прогностические таблицы для определения индивидуального риска в соответствии с выделенными группами прогноза.
Подсистема индивидуального прогнозирования находится в тесной взаимосвязи с подсистемой схем лечения болезней временных зубов, что обеспечивает организацию проведения дифференцированной терапии указанных заболеваний с учетом степени индивидуального риска их развития. Подсистема схем лечения болезней временных зубов содержит
разработанные схемы терапии наиболее распространенных нозологических форм болезней молочных зубов.
Анализ завершенных случаев лечения осуществляется подсистемой оценки эффективности терапии болезней временных зубов. В связи с этим подсистема содержит комплекс критериев: клинических, лабораторных,
инструментальных, Международной федерации стоматологов, качества жизни.
Выявленная компьютерной системой детского стоматолога территория высокого риска по комплексу статистических показателей обусловила формирование дифференци-
66
Системы поддержки принятия врачебных решений
www.idmz.ru
гол 3, №3
■■■■
рованной программы профилактики болезней молочных зубов в Белгородской области. Приоритетной территорией, в которой однозначно предусмотрено увеличение всех видов деятельности, направленных на стабилизацию заболеваемости временных зубов на первоначальном этапе, и ее снижение в последующем, признан Борисовский район.
В структуре данной программы в качестве первоочередных и основных мероприятий определены:
— укомплектование стоматологической службы неблагоприятного района штатной единицей врача детского стоматолога;
— увеличение среди будущих матерей в период беременности и детей дошкольного возраста гигиенических мероприятий по развитию и формированию стоматологической грамотности;
— использование в практической работе стоматологов прогностических таблиц индивидуального риска и организация с учетом их результатов лечения болезней временных зубов;
— реализация на территориальном уровне упреждающих превентивных воздействий в соответствии с прогнозными оценками на основе разработанных математических моделей;
— постановка на диспансерный учет у стоматологов детей высокого риска и неблагоприятного прогноза по развитию патологии временных зубов;
— проведение профилактических стоматологических осмотров у детей высокого риска и неблагоприятного прогноза 4 раза в год с обязательным выполнением санации полости рта и реминерализирующей терапии, аппликацией тифенфлюорида;
— выполнение профилактических осмотров в группах внимания и благоприятного прогноза 2 раза в год;
— осуществление мероприятий по повышению концентрации фтора в молоке и назначение его детям с высоким риском и неблагоприятным прогнозом, в неблагополучных территориях;
— снижение территориальной нагрузки минеральных удобрений и пестицидов до установленных санитарных норм в сельских районах, в которых наблюдается ее превышение;
— оказание муниципальными органами власти материальной помощи семьям с низкими доходами, имеющим детей дошкольного возраста;
— пропаганда естественного вскармливания детей и позитивного значения медицинской активности к акушеру-гинекологу и стоматологу в период наблюдения в женской консультации;
— перераспределение финансовых
средств и увеличение дополнительного финансирования неблагоприятных территорий по заболеваемости временных зубов.
За период реализации профилактической программы произошло снижение осложнений кариеса молочных зубов на 9% среди детей крайне неблагоприятного Борисовского района. Процент охвата детей профилактическими стоматологическими осмотрами повысился до 71,3%, что на 14% выше, чем в предшествующие годы.
Благодаря автоматизированному ведению банка данных о больных детях, активизировалось диспансерное направление, в результате которого увеличился на 8,5% удельный вес детей с заболеваниями временных зубов, взятых на диспансерное наблюдение. Повысился также процент санированных детей от нуждающихся с 61,3% в 2005 г. до 74,8% в 2007 г.
Внедрение в практику разработанных схем лечения болезней временных зубов среди детей высокого риска и неблагоприятного прогноза позволило добиться улучшения их стоматологического здоровья. Эффективность предложенных методов терапии заболеваний временных зубов подтверждена различными критериями. Созданные методы лечения и подходы к анализу их результативности используются не только в неблагополучном Борисовском районе, но и в Детской городской стоматологической поликлинике г. Белго-
■ 67 ■
гш
Системы поддержки принятия врачебных решений
и информационные
технологии
>рода, г. Старый Оскол, то есть данными методами в настоящее время охвачено 37,26% детского населения области.
В территориальных системах высокого риска на основе рассчитанных компьютерной системой индивидуальных прогностических таблиц и выделенных параметров обследованные дети классифицированы на четыре группы, в которых проводятся дифференцированные лечебно-профилактические мероприятия. В стоматологическую практику внедрены клинические тесты прогнозирования развития кариеса.
Одной из характеристик эффективности компьютерной системы следует считать совершенствование методов системного и геоинформационного анализа для изучения заболеваемости временных зубов в территориально распределенных системах и диверсификации управления данной патологией на различных иерархических уровнях.
Наибольшее снижение трудозатрат при использовании автоматизированной системы достигнуто при обработке данных, связанных с геоинформационным анализом заболеваемости временных зубов. В расчете на одну нозологическую единицу и один временной период время получения необходимой информации по области сократилось с 22,8±0,5 до 3,7±0,2 минуты (Р < 0,001). Кроме этого, компьютерной системой обеспечивается визуализация данных с выделением благополучных районов и территорий высокого риска, что имеет важное значение для принятия управленческих решений.
Осуществляемый системный анализ связей заболеваемости временных зубов с факторами окружающей среды позволил выявить неблагоприятное воздействие территориальной нагрузки минеральных удобрений и пестицидов на развитие этой патологии и предложить соответствующие рекомендации, нашедшие применение при составлении профилактической программы. При этом разрабатываемые территориальные программы на
текущий период или на перспективу формируются на основе прогнозных оценок, получаемых посредством системы обеспечения принятия решений детского стоматолога.
Для обоснованности формирования лечебно-профилактических мероприятий и стоматологических программ проведена оценка адекватности синтезируемых компьютерной системой прогностических моделей. В частности, проверка прогнозируемой распространенности заболеваний временных зубов (у) в Борисовском районе в зависимости от территориальной нагрузки минеральных (x6) и органических удобрений (х7) показала следующее:
упрогн = 213 208,1 + 3314,2x6 - 24,1 х7 =
= 213 208,1 + 3314,2x53,0 - 24,1 х 1,400 =
= 213 208,1 + 175 652,6-33,7 = 388 827,0
•Тфакт. 2012 г. = 372 050,1
Отклонение прогнозного значения от фактического в данном случае составляет 4,31%.
Следовательно, компьютерная система синтезирует математические модели с высокой вероятностью безошибочного прогноза. Аналогично проверены другие математические модели для других ситуаций и территориальных систем. Прогнозируемый уровень заболеваемости молочных зубов в зависимости от распространенных нозологических форм в Борисовском районе составит 372 029,40 (Уфакт 2о12г. = 372 050,1 случая на 100 000 детей соответствующего возраста), в Корочанском районе — 313 831,3 (Уфакт.2012г. = = 301 310,4), в Губкинском районе — 217 130,6 (Уфакт.2012г. = 204 476,7). Отклонение прогнозируемых и фактических данных в этом случае варьирует от 4 до 6%.
Одновременно выполняется построение графических моделей как для визуализации зависимостей между изучаемыми параметрами, так и для краткосрочного прогнозирования.
Компьютерная система обеспечивает также высокий уровень индивидуального
68
Системы поддержки принятия врачебных решений
www.idmz.ru
гол 3, №3
■■■■
прогнозирования развития болезней временных зубов. Проверка прогностических таблиц на обучающей выборке (141 человек) показала правильность прогноза в 91%. Затрачиваемое время на индивидуальное прогнозирование заболевания временных зубов у одного ребенка без применения системы равно 9,4±0,6 минуты, при использовании компьютерной системы — 2,7±0,3 минуты.
Результативной составляющей разработанной системы является выбор информативных социальных, медицинских и семейных фак-
торов риска. Автоматизированное решение данной задачи осуществляется за 13,2±0,4 минуты против 2,75±0,1 часа при ручной обработке подобной информации для одного ребенка.
Экспериментальные исследования автоматизированной системы детского стоматолога на базе Детской стоматологической поликлиники № 4 г. Белгорода свидетельствуют об улучшении принятия как лечебных, так и управленческих решений по заболеваемости временных зубов у детей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гонтарев С.Н., Саламатина О.А. Частота встречаемости и характеристики дефектов и деформаций зубных рядов, обусловленных преждевременной потерей зубов у детей и подростков районных центров Белгородской области//Научные ведомости Белгородского государственного университета. — 2011. — Т. 4. — № 13. — С. 142-145.
2. Гонтарев С.Н., Саламатина О.А. Распространенность зубочелюстных аномалий и дефектов зубных рядов у детей и подростков Белгородского региона. Оценка состояния ортопедической помощи населению//Научные ведомости Белгородского государственного университета. — 2011. — Т. 14. — № 10. — С. 212-217.
3. Жижина Н. А., Прохончуков А .А., Рабинович И. М. Компьютерная автоматизированная система для дифференциальной диагностики и лечения заболеваний слизистой оболочки полости рта//Стоматология. — 1998. — Т. 77. — № 1. — С. 55-61.
4. Иванов А.В, Артенян Н.В., Гонтарев С.Н. Компьютерное и сетевое моделирование диагностики атопического нейродермита//Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — №2. — Ч. 1. — С. 48-52.
5. Иванов А.В, Томакова Р.А., Мишустин В.Н. Интеллектуальная система морфологического анализа патологических изменений при ретинопатии//Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — №2. — Ч. 1. — С. 19-27.
6. Иванов В.А. Организация и ведение компьютерного банка данных по заболеваемости дерматозами у детей//Системный анализ и управление в биомедицинских системах. — 2012. — Т. 11. — № 4. — С. 1058-1061.
7. ЛошаковаЛ.Ю. Медико-социальные аспекты заболеваемости кариесом детей крупного промышленного центра Западной Сибири//Автореферат. дис. ... канд. мед. наук. — Кемерово, 2001. — 24 с.
8. Мишустин В.Н., Заикин Е.Ю. Диагностика панкреатита на основе многокритериальной математической оценки патологических изменений//Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — №2. — Ч. 2. — С. 216-220.
■ 69 ■
щщшш
1 и информационные
технологии
Системы поддержки принятия врачебных решений
9. Прохончуков А.А., Жижина Н.А., Пожарицкая М.М. Функциональная диагностика и автоматизированные компьютерные диагностические системы в стоматологии// В кн. Материалы XII и XIII Всероссийских научно-практических конференций и Труды IX съезда Стоматологической Ассоциации России. — М., 2004. — С. 385-388.
10. Серегин С.П., Забровский А.Н, Мишустин В.Н. Многокритериальное математическое моделирование и прогнозирование распространенности злокачественных новообразований//Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — №2. — 4.1. — С. 41-49.
11. Хамадеева А.М, Гусева И.Г. Мониторинг программы профилактики кариеса зубов и заболеваний пародонта среди детского населения г. Тольятти//В кн. Материалы X и XI Всероссийских научно-практических конференций и Труды VIII съезда Стоматологической Ассоциации России. — М., 2003. — С. 378-380.
12. ШульгаЛ.В., БудникИ.В., Снопков В.Н. Математическое обоснование базовой медикаментозной терапии у больных острым сальпингоофоритом//Известия ЮгоЗападного государственного университета. — 2012. — №2. — 4. 1. — С. 35-40.
13. Яковлев А.П. Дискриминантный метод в выявлении больных острым сальпинго-офоритом//Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — №2. — 4. 2. — С. 209-215.
ИТ-новости
МИНЗДРАВ РФ ПЛАНИРУЕТ К КОНЦУ ГОДА РАЗРАБОТАТЬ ЭЛЕКТРОННОЕ МЕСТО ВРАЧА
Министерство здравоохранения РФ планирует к концу 2013 года разработать электронное место врача. Об этом сообщила глава ведомства Вероника Скворцова в рамках конференции «Медицинское образование-2013».
Как отметила министр, такое рабочее место должно быть для каждого врача, который работает и в амбулаторных условиях, и в стационаре. Оно позволит специалисту выходить во все информационные электронные базы и пользоваться электронной медицинской библиотекой.
По словам министра, врачи смогут пользоваться программами компьютерной помощи в принятии решений, прежде всего в выборе лекарственной терапии. Такая программа дает возможность изучить действие нескольких лекарственных препаратов при их одновременном приеме.
В министерстве рассчитывают, что это поможет в борьбе «с непрофессионализмом определенной части нашего медицинского сообщества», добавила глава ведомства.
Вероника Скворцова отметила, что в этот компьютерный набор программ также будут включены все необходимые типы бланков. «Это даст возможность существенно уменьшить бумажный оборот, проходящий через врача, и увеличить количество времени на занятие с больным», — считает министр.
Источник: ИА РБК
70
