CC BY
26
УДК 616-07.75:616.24-002.3
математический алгоритм построения оптимального стандарта дескрипторов в дифференциальной диагностике полостных форм периферического рака легких
Н. Я. Лукьяненко12, Я. Н. Шойхет2, С. Л. Леонов3
'Диагностический центр Алтайского края, 2Алтайский государственный медицинский университет, 3Алтайский государственный технический университет, г. Барнаул
В данной работе представлен математический алгоритм оптимального стандарта дескрипторов полостных форм периферического рака легких с целью сокращения причин врачебных ошибок. Причинами врачебных ошибок у больных с полостной формой периферического рака легких были недостаточная выраженность ведущих клинических признаков течения заболевания, отсутствие комплексного подхода в определении объема и методов обследования, недостаточность учета основных клинических и рентгенологических признаков (дескрипторов). Математический алгоритм, основанный на результатах корреляционного анализа и расчете прогностической суммы дескрипторов основной группы (допущены врачебные ошибки) и группы сравнения (врачебные ошибки отсутствуют) пациентов, позволяет определить принадлежность нового пациента к группе риска врачебной ошибки или ее отсутствия. Компьютерная программа на основании математического алгоритма дает возможность применения его в практическом здравоохранении для снижения вероятности врачебной ошибки при постановке диагноза пациенту.
Ключевые слова: полостная форма периферического рака легких, компьютерная томография, врачебные ошибки, математический алгоритм.
ВВЕДЕНИЕ
Значительные трудности дифференциальной диагностики полостной формы периферического рака легких обусловлены тем, что одному синдрому могут соответствовать многие заболевания [1, 2, 4]. Интерпретация клинических и лабораторных методов, используемых во врачебной практике, при атипичном течении заболевания приводит к ошибочному диагнозу. Это резко удлиняет сроки постановки окончательного диагноза и снижает эффективность лечения [1, 3, 4]. Классические методы рентгенологической диагностики в данных усло-
виях не всегда могут обеспечить своевременную и правильную постановку диагноза пациенту [3, 4]. В этом случае наиболее эффективным является формирование определенного набора признаков для выявления группы риска врачебной ошибки и группы, где они могут быть допущены. В них необходимо проведение дополнительных углубленных исследований (использование современных диагностических технологий — МСКТ, МРТ и т. д.) или направление пациента в специализированные лечебные учреждения. Выявление таких групп основывается на использовании математического алгоритма, предусматривающего оптимальный
набор дескрипторов, имеющих определяющее значение в постановке диагноза пациенту. Алгоритм опирается на статистические данные интегральной оценки дескрипторов основной группы и группы сравнения, что повышает точность диагноза. В идеальном случае построение алгоритма подразделяет пациентов на группы с определенной патологией. Практически всегда, кроме этой группы, присутствуют группы пациентов, для которых диагностика затруднена, где могут быть допущены врачебные ошибки. Ликвидации (сокращение) этих групп зависит от набора использованных дескрипторов, точности их определения и количества обследуемых пациентов в группах.
Цель исследования — сокращение группы пациентов с врачебными ошибками на основании математической оценки точности определения набора использованных дескрипторов у больных с полостной формой периферического рака легких.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ходе проведенного исследования использованы рентгенодиагностические, клинические, лабораторные методы исследования 140 больных с полостной формой периферического рака легких.
В основную группу вошли 79 больных с нераспознанной полостной формой периферического рака легкого вследствие допущенных врачебных ошибок в диагностике. Критерием отбора больных основной группы был срок установления окончательного диагноза полостной формы периферического рака легкого позднее 14 дней от даты обращения в лечебно-профилактическое учреждение, который определен согласно стандарту клинического, инструментального и лабораторного исследования пациента.
Группу сравнения составил 61 больной, у которых диагноз полостной формы периферического рака легкого был поставлен при обращении в лечебно-профилактические учреждения в период до 14 дней.
Основная группа и группа сравнения были сопоставимы по возрастному составу, социальному статусу и структуре сопутствующей соматической патологии.
Возрастной состав основной группы варьировал от 18 до 76 лет, средний возраст — 46,7±0,4 года. В группе сравнения возраст колебался от 17 до 74 лет и составил в среднем 47,2±0,6 года. Основной сопутствующей патологией были: гипертоническая болезнь (4,7% и 6,1%; р>0,05); хронические неспецифические заболевания легких (12,3% и 14,5%; р>0,05); сахарный диабет (2,4% и 1,8%; р>0,05).
В ходе исследования определены уровни лечебных учреждений и сроки постановки окончательных диагнозов изучаемых патологий. Изучены основные причины врачебных ошибок при установлении окончательного диагноза у больных со вскрывшимся острым абсцессом легких.
Рассмотрены основные лучевые методы диагностики (флюорография, рентгенография, линейная томография, компьютерная томография), используемые лечебно-профилактическими учреждениями, и качество рентгенограмм.
Проведен анализ значимости дескрипторов на основе использования ^критерия Стьюдента и информативности по формуле Кульбака, функциональной связи между ними на основе корреляционного анализа Спирмена. Разработана компьютерная программа математической оценки точности определения набора использованных дескрипторов (алгоритм) у больных c полостной формой периферического рака легкого.
Результаты и их обсуждение
Анализ первично установленных диагнозов больным основной группы показал, что 27,8% пациентов был поставлен диагноз «пневмония», 24,2% — «абсцесс легкого», 2,5% — «силикоз легкого», 31,6% — «хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)», 13,9% — «туберкулез легких». Окончательный диагноз полостной формы периферического рака легких больным основной группы в 31% случаев поставлен в период от 14 дней до 2 месяцев, 58,7% — от 2 до 8 месяцев, 10,3% — более 1 года.
В группе сравнения первично у 64% больных диагноз полостной формы периферического рака легкого был поставлен сразу, в том числе при профилактических осмотрах — 14,8% пациентов. У 19,7% больных возникло подозрение на абсцесс легкого, у 13,1% — пневмонию, у 3,3% — ХОБЛ.
Анализ клинических и лабораторных признаков у больных с полостной формой периферического рака легких в основной группе и группе сравнения свидетельствовал о более выраженной клинической картине последней. В группе сравнения сухой кашель отмечался на 29,9% (р<0,001), боли в грудной клетке на 13,9% (р<0,01), кровохарканье на 8,1% (р<0,01) чаще, нежели в основной группе. Одышка регистрировалась только в группе сравнения. Субфебрильная температура тела отмечалась одинаково часто в обеих группах больных. У больных основной группы с полостной формой периферического рака легких сдвиг лейкоцитарной формулы влево в 1,7 раза (р<0,001) встречался чаще, нежели в группе сравнения, что в определенной степени ориентировало врача на воспалительный процесс. Цитологическое подтверждение диагноза рака легкого отмечено в группе сравнения в 15,5 раза (р<0,001) чаще. Показатели ускоренной СОЭ в сравниваемых группах были одинаковыми. Для ос-
новной группы пациентов из рентгенодиа-гностических признаков наиболее значимыми были: равномерно утолщенные стенки образования (в 3,6 раза чаще, чем в группе сравнения; р<0,001); наличие реакции пара-костальной плевры (в 3,9 раза; р<0,001); ще-левидные полости ближе к краю выявлялись только в основной группе; небольшое наличие жидкости в полости (в 2,8 раза; р<0,001); полигональная форма образования (на 28,6%; р<0,05). В группе сравнения наружные четкие контуры образования на 53,2% (р<0,001) чаще встречались, чем в основной, дорожка к корню — на 39,5% (р<0,001), полости распада одиночные в центре — на 15,2% (р<0,001), округлая форма образования — на 22,7% (р<0,001).
Для построения математического алгоритма проведены следующие действия:
1. Предварительный отбор 38 дескрипторов на основе стандартов клинических, лабораторных и инструментальных признаков, характеризующих полостную форму периферического рака в основной группе и группе сравнения:
2. Анализ значимости дескрипторов на основе использования Ькритерия Стьюдента. Для каждого значения признака рассчитано его процентное содержание в выборке: Р=П/№}*100% и его ошибка в обеих группах:
При Pi<3mi — данные игнорируются (ошибка слишком велика).
Для каждого значения дескриптора рассчитано значение критерия Стьюдента по формуле:
.
При уровне значимости 95% данные значения признаков в разных группах статистически неразличимы, т. е. это значение признака не оказывает значительного влияния на выбор группы.
3. Анализ функциональной связи между дескрипторами на основе корреляционного анализа. Для проведения корреляционного анализа все количественные признаки дескрипторов переведены в качественные введением рангов. При наличии в массиве одинаковых значений дескрипторов (расположены подряд) их ранг заменялся на среднее арифметическое рангов.
Коэффициент ранговой корреляции Спирмана рассчитан по формуле:
где: i и j — признаки (]>); — разность рангов для каждого пациента.
Оценка значимости коэффициента корреляции произведена по критерию Стьюден-та (95% уровень надежности):
В противном случае коэффициент незначим.
4. Удалены незначимые клинические и лабораторные признаки (субфебрильная температура тела, ускоренная СОЭ), среди которых Р;<3т; (ошибка слишком велика).
Для каждого значения i дескриптора j строилась четырехпольная таблица. Значение признака оценивалось коэффициентом влияния признака:
Если значение признака «тяготело» к основной группе, то значение коэффициента положительно. В противном случае он имел отрицательное значение. Нулевое или близкое к нулю значение коэффициента говорило об отсутствии значения признака.
Для каждого пациента из обеих групп проведен расчет прогностической суммы:
В основной группе и группе сравнения проведен расчет максимального и минимального значений прогностической суммы Smax1, Smax2, Smin1, Smin2. На основе полученных данных создана графическая модель (см. рис.), которая на основании S от -0,4 до +1,6 определяет группу риска, S от +1,6 и далее — риск ошибки возрастает и она наверняка может быть допущена.
При S более -0,4 ошибка исключается.
Рис. Распределение пациентов основной группы и группы сравнения больных с полостной формой периферического рака
по суммарной оценке дескрипторов
При использовании математического алгоритма для любого нового обследуемого по результатам анализа стандартных признаков рассчитывалась прогностическая сумма S* и принималось решение об отнесении его к той или иной группе.
Выводы
1. При постановке диагноза полостной формы периферического рака трудности дифференциальной диагностики обусловлены тем, что одному синдрому могут соответствовать многие заболевания.
2. Интерпретация клинических и лабораторных методов, используемых во врачебной практике, при атипичном течении заболевания или при недооценке их врачом приводит к ошибочному диагнозу, что резко удлиняет сроки его постановки и снижает эффективность лечения.
3. При постановке диагноза наиболее эффективным является формирование оптимального набора признаков для выявления группы риска врачебной ошибки и группы, где наверняка она может быть допущена.
4. Математический алгоритм, опирающийся на статистические данные интегральной оценки дескрипторов основной группы и группы сравнения, позволяет повышать точность принятия решений врачом при постановке диагноза.
5. Использование компьютерной программы на основе математического алгоритма имеет практическое значение и определяет для врача необходимость проведения дополнительных углубленных исследований (использование современных диагностических технологий — МСКТ, МРТ и т. д.) или направление пациента в специализированные
лечебные учреждения, где более высокая квалификация врачей и современный уровень оснащения оборудованием позволяет установить правильный диагноз.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Габуния Р. И. Компьютерная томография в клинической диагностике/Р И. Габуния, Е. К. Колесникова.— М.: Медицина, 1995.— С. 53—131.
2. Петри А Наглядная медицинская статистика/А. Петри, К. Сэбин; пер. с англ.; под ред. В. П. Леонова.— М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009.
3. Томография грудной клетки/А. И. Позмо-гов, С. К. Терновой, Я. С. Бабий, Н М. Лет-хин.— Киев: Здоров'я, 1992.— 288 с.
4. Тюрин И. Е. Компьютерная томография органов грудной полости/И. Е. Тюрин.— СПб.: ООО «ЭЛБИ-СПб.», 2003.— С. 168— 276.
N. Ya. Lukyanenko, Ya. N. Shoikhet, S. L. Leonov
MATHEMATICAL CONSTRUCTION ALGORITHM OF OPTIMAL DESCRIPTOR STANDARDS IN DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF PERIPHERAL LUNG CANCER CAVITY FORMS
Mathematical construction algorithm of optimal descriptor standards in differential diagnosis of cavity forms of peripheral lung cancer aimed at reduction of medical errors are presented in the paper. The reasons of medical errors in patients with the cavity forms of peripheral lung cancer were the following: lack of main clinical signs of disease course, absence of complex approach in assessment of volume
and methods of investigation, insufficient registration of basic clinical and roentgenological signs (descriptors). Mathematical algorithm based on the results of correlation analysis and calculation of prognostic sum of descriptors of the main (medical errors commited) and comparison group (medical errors absent) patients permits to determine belonging of a new patient to the group of medical error risk or its absence. Computer program grounded on the mathematical algorithm makes it possible to use it in practical health protection for the purpose of reducing probability of diagnostic medical error.
Keywords: cavity forms of peripheral lung cancer, computer tomography, medical error, mathematical algorithm.
Контактная информация: Лукьяненко Николай Яковлевич, канд. мед. наук, зав. отделением компьютерной томографии Диагностического центра Алтайского края, доцент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии Алтайского государственного медицинского университета, 656011, г. Барнаул, ул. Бехтерева, 45, тел. 8 (3852) 26-15-61
Материал поступил в редакцию 23.05.2011
