CC BY
24
ВЫБОР МЕТОДА ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ГЕМОКОРРЕКЦИИ ПРИ ПЕРИТОНИТЕ С ПОМОЩЬЮ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
А.В.Ватазин, Л.Я.Абакумова, А.М.Фомин, А.И.Лобаков, В.П.Булыгин
МОНИКИ
Терминальная фаза перитонита, в нашем представлении, - фаза полиорганной недостаточности и абдоминального сепсиса, когда помимо активной хирургической тактики на первый план выступает задача временного замещения функций поврежденных органов и систем методами, максимально точно воспроизводящими основные физико-химические свойства естественных систем детоксикации и поддержания основных параметров гомеостаза [3].
Исследования проведены у 236 больных, находившихся на лечении в отделении абдоминальной хирургии МОНИКИ по поводу разлитого гнойного перитонита в стадии полиорганной недостаточности. Преобладали лица молодого и зрелого возраста, больные старше 50 лет составили 21,4 %. Большинство больных (94,5 %) переведены в МОНИКИ из больниц Московской области уже после повторных оперативных вмешательств по поводу прогрессирующего течения гнойного перитонита. У всех больных были клинико-лабораторные проявления синдрома полиорганной недостаточности (СПН).
Токсическая энцефалопатия установлена у всех больных (преко-ма и кома - у 46,9%), токсическая нефропатия - также у всех больных (третья стадия нефропатии - у 24,4%), токсическая гепатопатия
- у 55,6%, респираторный дистресс-синдром взрослых - у 35,9%, токсическая депрессия миокарда - у 22,2%, ДВС-синдром II- III фазы
- у 17,8%, эрозии и язвы желудочно-кишечного тракта - у 28,9% больных. Вместе с тем, только у одной трети больных токсическая энцефалопатия сочеталась с недостаточностью одного органа или системы. Во всех других случаях в СПН, помимо токсической энцефалопатии, были вовлечены два и более органа или системы. В этой связи выбор метода экстракорпоральной гемокоррекции (ЭГК) в значительной степени должен зависеть от ведущих проявлений СПН и необходимости экстренной поддержки при угрожающих нарушениях гомеостаза [4,7,8]. Именно поэтому мы не могли отдать предпочтение какому-либо одному из разработанных нами методов ЭГК, имеющих различные механизмы действия, и осуществляли последовательное или комбинированное их применение. Это, в свою очередь, диктовало необходимость разработки алгоритма выбора метода детоксикации в соответствии со структурой СПН [5].
В отделении абдоминальной хирургии МОНИКИ в настоящее время применяются как широко известные методы ЭГК - такие, как гемосорбция, плазмосорбция, фильтрационный, гравитационный и дискретный обменный плазмаферез, гемофильтрация, лазерное облучение крови, ультрафиолетовое облучение крови, так и вновь разработанные: фильтрационный обменный портоплазмаферез, бифильтрационный каскадный обменный плазмаферез, портогемо-фильтрация, малопоточная мембранная оксигенация крови, оксиге-
мофильтрация, при необходимости - в комбинации с экстракорпоральным лазерным облучением крови. Широкий спектр имеющихся методов ЭГК не только расширяет возможности лечения тяжелых больных, но и ставит целую серию вопросов перед врачом:
- выбор наиболее оптимального метода;
- показания и противопоказания к проведению;
- определение параметров процедуры;
- выбор сосудистого доступа;
- целесообразность комбинации методов.
Ответить на все эти вопросы можно только обладая многолетним опытом применения методов ЭГК, основанном на всесторонних научных исследованиях по широкому кругу вопросов.
Однако в практической медицине необходимость ЭГК в лечении больных с полиорганной недостаточностью может возникнуть в условиях отсутствия высококвалифицированного специалиста. Изучение патогенетических механизмов действия разработанных нами фильтрационных и комбинированных методов ЭГК при различных составных компонентах СПН позволило определить место каждого из них в общей схеме детоксикационного процесса и разработать алгоритм выбора метода ЭГК (рис. 1).
Рис. 1. Алгоритм выбора метода экстракорпоральной гемокоррекции: ГФ - гемофильтрация; ОГФ - оксигемофильтрация; ФОП - фильтрационный обменный плазмаферез; БиФКОП - бифильтрационный каскадный обменный плазмаферез; БиФКОПП - бифильтрационный каскадный обменный портоплазмаферез; ДОП - дискретный обменный плазмаферез.
Однако представленный алгоритм не может отразить все многообразие возникающих вопросов. В этом случае принять решение поможет разработанный совместно с отделением медицинской кибернетики МОНИКИ алгоритм выбора метода ЭГК, отраженный в экспертной системе "Перитон".
Медицинской экспертной системой является основанная на медицинских знаниях компьютерная система, с помощью которой высказываются суждения и принимаются решения, уровень компетентности которых не ниже, чем уровень компетентности эксперта-специалиста. В процессе консультации с экспертной системой врач получает рекомендации, являющиеся по сути рекомендациями специалистов высокого уровня, знания и опыт которых использовались в процессе создания базы знаний системы [1,6].
Формализация диагностических методов осложняется проблемой неабсолютности медицинских знаний: один и тот же симптом может проявляться при нескольких заболеваниях, или же одно и то же заболевание может проявляться по-разному. Медицинский диагноз, поставленный врачом, тоже не обладает стопроцентной гарантией правильности. Исходя из своих знаний и опыта, врач считает, что тот или иной диагноз вполне возможен. Ограничение возможностей памяти и скорости мышления, физиологически присущие человеку, часто не позволяют врачу полностью охватить и переработать полученную информацию. Количество клинических, лабораторных и инструментальных данных, которыми в настоящее время располагает врач, заставляет искать средства более объективной и эффективной их оценки.
Решение проблем медицинской диагностики возможно средствами экспертной системы, так как медицинские знания могут быть представлены в виде: "ЕСЛИ - ТО", где в качестве посылки выступает симптом заболевания, а в качестве заключения - оценка тяжести состояния пациента. Однако медицинские знания имеют нечеткий характер, следовательно, необходимо применение алгебры факторов уверенности, что возможно при использовании средств и методов экспертной системы.
В ходе изучения предметной области было установлено влияние клинических и лабораторных данных на выработку рекомендаций по лечению. Выяснено, что лабораторные данные играют более важную роль в принятии решения по ряду причин. Во-первых, заболевания на ранних стадиях проявляются только лабораторными показателями. Во-вторых, лабораторные данные объективны, тогда как клинические в известной степени субъективны. Медицинская экспертная система "Перитон" была создана с учетом изложенного выше.
Экспертная система "Перитон" предназначена для врачей хирургических отделений и отделений интенсивной терапии, занимающихся лечением больных перитонитом, а также для врачей других специальностей, занимающихся проблемой лечения больных при СПН.
Для принятия решения о необходимости и способах ЭГК в экспертной системе созданы соответствующие подсистемы. Система "Перитон" выдает интегрированное заключение о состоянии больного на основе коэффициентов уверенности, даваемых каждой системой. База данных и информационно-поисковый блок, введенные в экспертную систему, позволяют хранить, кроме данных обследования, результаты консультации для пациента по каждой подсистеме (рис.2). Проконсультировавшись с системой по поводу состояния какого-либо пациента, хирург или реаниматолог получает рекомендации по своим дальнейшим действиям.
Если риск развития СПН невысок и рекомендации могут быть выполнены в условиях данной больницы, то лечение проводится там. Если имеется СПН, и операция, рекомендованная системой, не может быть проведена в этой больнице, то врач должен принять соответствующие меры по переводу больного в клинику для специализированного лечения. Подобная проблема может возникнуть в любой клинике в момент, когда нет возможности проконсультироваться с
врачом соответствующего уровня (ночью, в выходные и праздничные дни). В этом случае консультация с системой поможет дежуранту оценить тяжесть заболевания и принять соответствующие меры.
Еще одним важным качеством системы "Перитон" является ее использование как обучающей системы, так как система демонстрирует процесс принятия решения врачом высокого уровня. Это позволяет начинающему врачу, студенту-медику или врачу смежной специальности понять логику такого специалиста, освоить основные диагностические приемы, выделить наиболее значимые симптомы, а также изучить тактику лечения больного в том или ином случае, что способствует повышению его квалификации. В процессе консультации обучаемый имеет возможность получить разнообразные справочные данные по методам диагностики в течение всего сеанса работы с системой. В соответствии с описанной выше структурой СПН экспертная система "Перитон" в процессе диалога предлагает пользователю с помощью меню (рис. 3) выбрать компонент, по которому необходимо получить консультацию (токсическая гепатопатия, респираторный дистресс-синдром взрослых, токсическая нефропатия, стрессовые эрозии и язвы желудочно-кишечного тракта).
После консультации в любом из этих режимов пользователь получает заключение о степени риска неблагоприятного развития заболевания с определенным коэффициентом уверенности и о необходимости экстракорпоральной детоксикации. Ниже приводится описание процесса консультации в разделе "Токсическая гепатопатия". Результаты обследования, которыми должен располагать пользователь приступая к консультации с ЭС в этом разделе, включают в себя ряд наиболее важных клинических данных и лабораторные показатели (рис. 4).
Рис. 2. Схема экспертной системы "Перитон'
ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА МЕТОДА ЭГК ПРИ ПЕРИТОНИТЕ
Выберите компонент синдрома полиорганной недостаточности, по которому вы хотите получить консультацию
1 - Токсическая гепатопатия
2 - Респираторный дистресс-синдром взрослых
3 - Токсическая нефропатия
4 - Стрессовые эрозии и язвы желудочно-кишечного тракта
5 - Объяснение консультации
6 - Синдром полиорганнной недостаточности
7 - Справка о синдроме полиорганной недостаточности и методах детоксикации
8 - Закончить работу
Рис. 3. Меню для выбора консультации по компонентам СПН.
КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОЙ ГЕПАТОПАТИИ
КОД ПАЦИЕНТА: 32
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
Депрессия Нет Да
Эйфория Нет Да
Возбуждение Нет Да
Делирий Нет Да
Прекома Нет Да
Кома Нет Да
Желтушность кожи Нет Да
Желтушность склер Нет Да
Увеличение печени Нет Да
Геморрагический диатез Нет Да
Травма печени Нет Да
Обструкция желчных путей Нет Да
Цирроз печени Нет Да
Гепатит Нет Да
Паразитарное поражение Нет Да
Др. хронические заболевания печени Нет Да
ВВЕСТИ ИСПРАВЛЕНИЯ: НЕТ ДА
СОДЕРЖАНИЕ В КРОВИ:
Билирубин (мкмоль/л) 40.00
Холестерин (ммоль/л) 2.50
АЛТ (ед/л) 39.00
ACT (ед/л) 19.00
Индекс De Ritis 0.49
Холинэстераза (мкм-с/л) 70.00
Щелочная фосфатаза (ед/л) 281.00
ГПТ (ед/л) 53.00
ВВЕСТИ ИСПРАВЛЕНИЯ:
Рис. 4. Данные обследования при консультации по токсической гепатопатии.
Ввод данных осуществляется двумя способами: либо перенесением данных с заполненных карт обследования, либо непосредст-
венно в диалоге с персональным компьютером. Каждому пациенту в экспертной системе присваивается свой кодовый номер, под которым накапливаются данные обследования и знания (т.е. заключения, коэффициенты уверенности) при консультации по любому компоненту СПН.
Код пациента вводится в соответствующее поле, далее диалог организован с помощью меню с вариантами возможных ответов. Имеется блокировка от нажатия любых других клавиш. В случае ввода неверных значений пользователь получает сообщение об ошибке и должен повторить ввод. По окончании ввода данных экспертная система приступает к их анализу и выводу заключения о наличии у данного пациента токсической гепатопатии, о степени ее тяжести, о необходимости и оптимальном методе детоксикации. В экспертной системе коэффициент уверенности принимает значения от 0 до 100. Коэффициент уверенности, равный 100, говорит о полной уверенности в наличии компонента СПН у больного перитонитом (например, токсической гепатопатии) и в необходимости детоксикации. Коэффициент уверенности, равный 0, означает полное отсутствие такой уверенности и необходимости детоксикации. В ходе консультации о наличии токсической гепатопатии экспертная система выдает одно из семи возможных заключений.
Например:
У больного есть клинико-лабораторные проявления токсической гепатопатии. Коэффициент уверенности:_%.
У больного есть клинические проявления токсической гепатопатии, но они могут быть обусловлены специфическими причинами: обструкция желчных путей, травма печени.
У больного нет клинико-лабораторных проявлений токсической гепатопатии.
Лабораторные показатели, имеющие существенное отличие от нормы, выделяются красным цветом. Следует иметь в виду, что именно они вносят основной вклад в коэффициент уверенности о наличии токсической гепатопатии. Результирующий коэффициент уверенности экспертная система вычисляет как вероятностную, а не простую сумму коэффициентов уверенности утверждений в активированных правилах, то есть происходит "накопление" уверенности в заключении по мере срабатывания правил. В процессе обработки правил результирующий коэффициент уверенности увеличивается в зависимости от количества сработавших правил (то есть от количества симптомов, свидетельствующих о риске развития заболевания), и коэффициентов уверенности, соответствующих каждому такому правилу (то есть важности каждого симптома для принятия решения). Именно такой процесс более всего соответствует процессу принятия решения врачом на основе его опыта и знаний. Аналогично проводится консультация и по трем другим компонентам СПН.
Процесс консультации по любому компоненту СПН заканчивается получением рекомендаций по методу детоксикации и, при необходимости, справки об СПН и методам детоксикации. Кроме того, пользователь может, вернувшись в основное меню (рис. 3), выбрать раздел "Объяснение консультации". При выборе этого раздела в меню сис-
тема предоставляет пользователю возможность понять, на основании каких данных о состоянии пациента и каким образом принято то или иное заключение при последней консультации. Если пользователю необходима полная информация о консультации, то рекомендуется ответить "Да" на вопрос о необходимости печати. Экспертная система в этом случае будет протоколировать объяснения принятия решений по всем пациентам.
И, наконец, раздел "Синдром полиорганной недостаточности" предназначен для того, чтобы пользователь мог в любой момент времени выяснить по коду пациента, какими данными и результатами консультаций в базе данных располагает экспертная система. Такой процесс необходим пользователю либо после консультации по одному из компонентов СПН, либо после консультации по всем четырем компонентам, чтобы получить интегральное заключение о ведущих проявлениях СПН. В табличной форме экспертная система выводит только те компоненты СПН, которые имеются у данного больного гнойным перитонитом, причем в порядке уменьшения коэффициента уверенности.
ВЕДУЩИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ СИНДРОМА ПОЛИОРГАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ КОД ПАЦИЕНТА: 32
СИСТЕМА КОЭФФИЦИЕНТ УВЕРЕННОСТИ
ТОКСИЧЕСКАЯ ГЕПАТОПАТИЯ 71 %
ТОКСИЧЕСКАЯ НЕФРОПАТИЯ 30 %
Информация: для данного пациента не проведена консультация по следующим системам: Эрозии и язвы ЖКТ.
Рис. 5. Заключение экспертной системы по ведущим проявлениям синдрома полиорганной недостаточности из базы данных (пример).
На рис. 5 представлен вариант заключения, в котором сообщается о наличии у пациента с кодом 32 токсической гепатопатии с высокой степенью уверенности (71%), токсической нефропатии (30%), а также об отсутствии респираторного дистресс-синдрома взрослых, так как его нет в списке ведущих проявлений СПН. Кроме того, в нижнем поле экрана, экспертная система информирует, по каким компонентам СПН не проводилась консультация, в данном случае -по компоненту "Стрессовые эрозии и язвы желудочно-кишечного тракта".
Как уже описывалось выше, пользователь может выйти в раздел "Справка" либо из основного меню, либо из меню в процессе консультации по тому или иному компоненту СПН. Имеется возможность подробно ознакомиться с синдромом полиорганной недостаточности и различными методами детоксикации. По каждому методу описаны общие положения, методика проведения, осложнения, их предупреждение. Следует обратить внимание на пункт "Определение времени активированного свертывания (ВАС)", где подробно представ-
лен расчет необходимой дозы гепарина и протамин-сульфата, при использовании методики определения ВАС для проведения фильтрационного обменного плазмафереза и гемофильтрации.
Система "Перитон", таким образом, решает задачи предварительной диагностики, оценки риска неблагоприятного развития заболевания, исходя из клинических и лабораторных данных. Система выдает заключение, позволяющее судить о риске развития заболевания, чтобы принять соответствующие меры по лечению больного перитонитом, в том числе в фазе полиорганной недостаточности.
Система "Перитон" призвана помочь врачу оценить риск и принять решение об экстренных действиях по лечению больного в условиях отсутствия специалиста высокой квалификации, который мог бы это сделать. Она позволит врачам средней квалификации повысить уровень правильно принимаемых решений, так как в ней заложен опыт самых высококвалифицированных специалистов данной области. Это не означает, что экспертная система "Перитон" призвана заменить врача. Решение по-прежнему будет принимать врач, а системе отводится роль консультанта, позволяющего своевременно и точно поставить диагноз пациенту.
Разработка и внедрение экспертной системы "Перитон" в клиническую практику, включая ЛПУ области, позволяют повысить качество диагностики синдрома полиорганной недостаточности и соответственно улучшить результаты лечения этой тяжелой категории хирургических больных. В целом летальность при перитоните, осложненном СПН в отделении абдоминальной хирургии МОНИКИ снизилась на 23,2 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Булыгин В.П.// Актуальные проблемы медицины. - Юбилейный сб. науч. трудов. -М„ 1993. -С.105-109.
2. Ватазин A.B., Фомин A.M., Баранова И.Н. и др. // Реаниматология на рубеже XXI века.-Материалы симпозиума, посвящ. 60-летию НИИ общей реаниматологии РАМН. - М„ 1996, - С. 256 - 258.
3. Лопаткин H.A., Лопухин Ю.М. Эфферентные методы в медицине (теоретические и клинические аспекты экстракорпоральных методов лечения).- М., 1989.- 352 с.
4. Панцырев Ю.М., Гаспарян С.А., Орлов С.Н. и др. // Анестез. и реаниматол-1992,-№5/6,-С.24-27.
5. Советов A.A., Киян Т А., Попова Л.Я., Полянский Д.Ю. // Совместный пленум правления Всесоюз. и Всеросс. науч. общества анестезиологов и реаниматологов- Саратов, 1990. - С.63.
6. Уэно X., Кояма Т., Окамото Т. и др. Представление и использование знаний,-М„ 1993.
7. Харланова Н.Г., Ломов Ю.М., Бардчьян Э.А.// Анестез. и реаниматол. - 1993.-№2. - С.24 - 27.
8. Berlot G., Barzilay Е., Kessier D. et al. // Minerva Med. - 1989. - V.80, №12. -P.1309- 1313.
