Автореферат и диссертация по медицине (14.01.25) на тему:Оптимизация дифференциальной диагности заболеваний органов грудной полости на основе применения многофакторного анализа

На правах рукописи

Лукьяненко Николай Яковлевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОИ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

14.01.25 - Пульмонология 14.01.13 - Лучевая диагностика и лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

б и с: 1 ¿013 005061020

г. Барнаул - 2013 год

005061020

Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научные консультанты: Шойхет Яков Нахманович,

доктор медицинских наук, профессор, член корреспондент РАМН;

Брюханов Александр Валерьевич, доктор медицинских наук, профессор

Официальны оппоненты:

Алгазин Анатолий Иванович,

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий кафедрой терапии и семейной медицины факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов (г. Барнаул) Игнатьев Юрий Тимофеевич,

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий кафедрой лучевой диагностики (г. Омск) Куделя Любовь Михайловна,

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, профессор кафедры внутренних болезней лечебного факультета (г. Новосибирск)

Ведущая организация — ФГБУ СО РАМН «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»

Защита состоится ё> _2013г. в /& часов на заседании

диссертационного Совета Д 208.002.02 при ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 40). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Автореферат разослан_ 2013г.

Ученый секретарь диссертационного/" 1 / Цеймах Евгений Александрович совета

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности Проблема диагностики и лечения болезней органов дыхания остается актуальной вследствие продолжающего роста заболеваемости и частоты регистрации, которые занимают первое ранговое место в общей заболеваемости населения (Чиссов В. И., 2004; Заридзе Д.Г., 2004; Чучалин А.Г., 2011). В России в общей структуре заболеваемости населения, болезни органов дыхания составляют 34,5%. Во всех экономически развитых странах, в том числе и в России в общей структуре заболеваний органов грудной полости рак легкого в последние десятилетия находится на лидирующих позициях, в том числе и онкологической заболеваемости (Мерабишвили В.Б., 2005; Шойхет Я.Н., 2006; Лазарев А.Ф., 2007).

Заболеваемость острыми пневмониями не имеет тенденции к снижению и составляет 678,8 на 100000 населения (Чучалин А.Г., 2011) . Увеличивается показатель хронизации данного заболевания и смертность от него.

Несмотря на некоторое снижение (на 10,9% к 2009 г.) остается стабильно неблагополучной эпидемиологическая ситуация по заболеваемости туберкулезом в РФ (Абашеев И.М., 2001; Белиловский Е.М., 2003; Ерохин В. В., 2006;). Показатель первичной заболеваемости в Алтайском крае в 2012 г. составил 114,9 на 100000 населения (в РФ 2011 г. — 73,0) (Сборник информационно-аналитических материалов «Состояние здоровья населения и деятельность здравоохранения Алтайского края в 2010—2012 гг.» 2013).

Смертность от туберкулеза легких в РФ возросла на 11% и составила в 1996 г, - 20,0 на 100000 населения, что превышает уровень 1991 года в 2 раза (Перельман М.И., 2000). На этом фоне проблема диагностики патологических процессов в легких, является наиболее актуальной.

Исходы лечения заболеваний легких во многом зависят от диагностики их в ранней стадии (Власов П.В., 2008; Чучалин А.Г., 2011). В связи с этим не вызывает сомнения актуальность диагностики неспецифических воспалительных заболеваний, туберкулеза, злокачественных новообразований легких.

Современные методы клинического обследования с использованием рентгенологического, бронхоскопического исследования, туберкулинодиаг-ностики, тепловидения и др. не позволяют в полной мере обеспечить качественную и своевременную диагностику (Павлов Ю.В., 2002; Власов П.В., 2008; Высоцкий А.Г., 2010). Методы интроскопии: мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) органов грудной клетки определяет топику процесса и его распространенность, но не всегда доступны для первичного звена здравоохранения (Яковлев В.Н., 2012) и вследствие высокой стоимости исследований не позволяют широко использовать их в практике.

Частота диагностических ошибок при различных патологических процессах в легких варьирует от 19% до 89,5% (Шелестюк П.И., 2006; Тюрин И.Е., 2008). Параспецифические дегенеративно-дистрофические процессы в

легких затрудняют диагностику основного заболевания, что приводит к усугублению тяжести процесса, являющегося причиной инвалидности и смертности (Стариков, В.И., 2002; Тюляндин С.А., 2004). Ошибки в диагностике, приведшие к несвоевременной постановке диагноза болезней органов дыхания недостаточно широко описаны в литературе. Выделены такие из них, как неправильная интерпретация клинических данных, техногенные, субъективные ошибки.

Вместе с тем внутри каждого патологического процесса недостаточно изучены, не разработаны стандарты оценки клинических и рентгенодиагно-стических признаков. Отсутствует рабочая схема ошибок в диагностике, основанная на комплексном подходе в оценке клинических и рентгенологических признаков.

Автоматизация диагностического процесса является весьма актуальной при большом наборе диагностических признаков и требует, по мнению авторов, использования компьютерных моделей, созданных на основе баз данных изображений легких для уточнения диагноза (Tan J., 2010; Pu J., 2011). Однако в пульмонологии данные модели, основанные на многофакторном анализе интегральной оценки значимости дескрипторов, остаются недостаточно разработанными.

Цели и задачи исследования

Цель: уменьшение риска ошибок при диагностике и дифференциальной диагностике заболеваний органов грудной полости в первые 14 суток с момента обращения больных на основе использования многофакторного анализа, оценки значимости признаков (дескрипторов) алгоритма диагностического процесса, программного обеспечения, сопоставления индивидуальных интегральных данных с типовыми характеристиками болезней.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

1. Определить значимость основных клинико-диагностических и рентгенологических признаков (дескрипторов) при заболеваниях органов грудной полости на основе сравнительной оценки их частоты при сопоставлении схожих болезней.

2. Изучить частоту диагностических ошибок при заболеваниях органов грудной полости на этапах оказания медицинской помощи на территории региона.

3. Осуществить анализ причин ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости при обращении больных за медицинской помощью, систематизировать их в рабочую схему.

4. Разработать алгоритм интегральной оценки клинико-диагностических и рентгенологических признаков (дескрипторов) при заболеваниях органов грудной полости.

5. Разработать методику установления наиболее вероятного диагноза заболеваний органов грудной полости по сопоставлению индивидуальной интегральной оценки клинико-диагностических и рентгенологических дескрипторов с типичными характеристиками дифференцируемых болезней.

Научная новизна

Разработана методика диагностики и дифференциальной диагностики заболеваний органов грудной полости в ранние сроки (в течение 14 суток) после обращения больных на основе использования многофакторного анализа, интегральной оценки клинико-диагностических и рентгенологических дескрипторов (признаков) заболеваний, определения коэффициента вероятности ошибок, программного обеспечения сопоставления индивидуальных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками для дифференцируемых патологических процессов. Предложен новый подход к дифференциальной диагностике заболеваний органов грудной полости на основе отбора наиболее значимых дескрипторов (признаков), современной математической обработки полученных показателей прогноза риска ошибок, прогнозирования наиболее вероятного диагноза. Доказана перспективность применения разработанной методики диагностики и дифференциальной диагностики заболеваний органов грудной полости с повышением результативности в снижении риска ошибок в диагностике болезни.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результативно использован комплекс базовых математических методов обработки данных клинико-диагностических и рентгенологических дескрипторов (признаков), позволяющих получить новую объективную информацию для снижения риска диагностических ошибок при заболеваниях органов грудной полости, изложены новые подходы к анализу результатов клинического и рентгенологического исследования, проведена модернизация существующих подходов к дифференциально-диагностическому процессу.

Разработана и внедрена в практику новая методика диагностики и дифференциальной диагностики заболеваний органов грудной полости (Методика зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, свидетельство о государственной регистрации для ЭВМ № 2011618977 «Прогноз ошибок принятых решений» от 17.11.2011 г.), апробированная в лечебно-диагностическом процессе на уровне краевых и городских лечебно-профилактических учреждений; определены возможности практического использования разработанной технологии при различных заболеваниях органов грудной полости; представлены разработки по отбору наиболее значимых дескрипторов, определению коэффициента вероятности ошибок, программное обеспечение персонализированной диагностики патологического процесса.

Методология и методы исследования

Использованы проспективные и ретроспективные методы исследования клинико-лабораторных данных, результатов традиционной лучевой диагностики (рентгенография, линейная томография, флюорография, рентгеноскопия); усовершенствованных традиционных методик лучевой диагностики; реконструктивных (КТ, МРТ, УЗИ) для сравнительной оценки диагностики заболеваний органов грудной полости в зависимости от ошибочного и пра-

вильного установления диагноза в первые 14 дней с момента обращения больного.

Проведена оценка прогностической суммы клинико-диагностических и рентгенологических признаков (дескрипторов) заболеваний органов грудной полости с целью определения вероятности диагностической ошибки, путем их предварительного отбора, исходя из наибольшей значимости заболеваний с учетом критерия Стьюдента, информативности по формуле Кульбака, функциональной взаимосвязи между факторами на основе корреляционного анализа Сшгрмена, расчета коэффициентов влияния для каждого дескриптора.

На основе многофакторного анализа создано программное обеспечение сопоставления индивидуальных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками для дифференцируемых патологических процессов.

Положения, выносимые на защиту

1. Возможность снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости в ранние сроки (в течение 14 суток) после обращения больных на основе использования многофакторного анализа определяется использованием прогностических сумм интегральной оценки клинико-диагностических и рентгенологических дескрипторов (признаков) заболеваний, определением коэффициента вероятности ошибок, сопоставлением индивидуальных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками для дифференцируемых болезней.

2. Недостаточная эффективность дифференциальной диагностики заболеваний органов грудной полости на основе различий частоты дескрипторов (признаков) обусловлена редкостью патогноманических лишь для отдельных заболеваний симптомов.

3. Обусловленность ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости в течение 14 суток после обращения больных определяется неправильной интерпретацией данных обследования, техногенными факторами, нарушением стандарта обследования, недостаточной квалификацией врача, неадекватностью выбранного метода исследования, сложностью случая или тяжестью пациента, затрудняющей обследование.

4. Значительные колебания уровня коэффициента вероятности ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости в первые 14 суток после обращения больных составили от 36,8 до 6,0%, а именно: периферического рака легкого с распадом - 0,368 (36,8%), без распада - 0,312 (31,2%); гиперплазии вилочковой железы - 0,318 (31,8%); центрального рака легкого -0,214 (21,4%); туберкулемы легкого - 0,131 (13,1%); инфилыративной формы туберкулеза легкого с распадом - 0,121 (12,1%), без распада — 0,06 (6,0%); пневмонии - 0,089 (8,9%); абсцесса легкого - 0,086 (8,6%); тимомы - от 0 до 0,067 (6,7%).

5. Возможность определения вероятности диагностической ошибки при заболеваниях органов грудной полости путем оценки прогностической суммы дескрипторов болезней после их отбора, исходя из наибольшей значим о-

сти для заболевания, подтверждается методами математического доказательства.

6. Использование разработанного алгоритма последовательности работы и установление оптимального набора клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков) целесообразны, так как снижают риск ошибок в диагностике.

7. Существенное повышение результативности диагностического процесса при применении разработанной методики возможно, так как оно установлено на практике при постановке диагноза инфильтративного туберкулеза легких с распадом, центрального рака легкого, гиперплазии вилочковой железы, периферического рака легкого с распадом и без распада.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты исследования получены при использовании современных методов диагностики на основе глубокого анализа клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков) болезни; обработке полученных данных с применением известных, проверенных методов математического анализа; оценке обширного клинического материала, ошибок в диагностике на различных этапах оказания медицинской помощи и разработке рабочей схемы их анализа, являющейся продолжением и углублением новых подходов к клинико-рентгенологической диагностике болезней органов грудной полости, с последовательным применением в процессе решения поставленных задач современных математических методов дискриминантного анализа, оценки риска диагностических ошибок.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на респираторном обществе г. Барнаул 2009 г., 1-м съезде врачей лучевой диагностики г. Новосибирск 2011 г., 2-м съезде врачей лучевой диагностики г. Томск 2012 г., Российской конференции с международным участием онкологов г. Барнаул 2011 г., на ежегодных днях науки в ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» 2010 г., 2011 г., 2012 г.

Результаты исследования внедрены в практику в КГБУЗ «Диагностический центр Алтайского края» (Акт внедрения от 14.01.13 г.), КГБУЗ «Алтайский онкологический диспансере» (Акт внедрения от 11.03.13 г.), КГКУЗ «Краевой противотуберкулезный диспансер» (Акт внедрения от 03.02.13 г.), КГБУЗ «Городская больница № 5» г. Барнаула (Акт внедрения от 11.02.13 г.), КГБУЗ «Краевая клиническая больница» (Акт внедрения от 18.10.12 г.), являющихся базой ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, БУЗ «Омская клиническая больница» (Акт внедрения от 27.06.12 г.). Ряд положений диссертационной работы используются в курсе лекций для студентов, курсантов факультета усовершенствования врачей ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» (Акт внедрения от 11.01.13 г.), ГБОУ ВПО «Омская медицинская академия» (Акт внедрения от 04.09.12 г.).

Результаты исследования нашли отражение в следующих документах регионального и федерального уровня:

1. Методическое пособие для студентов, интернов, клинических ординаторов, врачей - рентгенологов и врачей других специальностей «Многофакторный анализ ошибок в пульмонологии» (Решение Центрального координационного совета ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет». Протокол №3 от 25.04.12 г.)

Методика «Прогноз ошибок принятых решений» от 17.11.2011 г. зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, свидетельство о государственной регистрации для ЭВМ №2011618977.

Основное содержание работы

Общая характеристика больных, материалы и методы исследования

В основу работы положены данные о 1819 больных с заболеваниями органов грудной полости, находившихся на обследовании в течение 19972012 гг. в КГБУЗ «Алтайском диагностическом центре», КГБУЗ «Алтайском онкологическом диспансере», КГКУЗ «Алтайском противотуберкулезном диспансере», КГБУЗ «Городской больнице № 5» г. Барнаула, являющихся базой ГБОУ ВПО «Алтайского государственного медицинского университета» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Изучению и сравнению подверглись, как различные патологии органов грудной полости, имеющие сходные рентгенодиагностические и клинические симптомы, так и внутри каждой группы: вскрывшийся острый абсцесс, ин-фильтративная форма туберкулеза легких без распада и с распадом, периферический рак без распада и с распадом, центральный рак легких, туберку-лема легких, пневмония, новообразования средостения: тимома, дермоидная киста, мезотелиома, доброкачественные новообразования и воспалительные заболевания плевры (киста плевры, ограниченный плеврит, плевроцирроз). В общей структуре заболеваний органов грудной полости 73,8% составляли заболевания легких. У 16,9% пациентов были заболевания средостения, у 9,3% - плевры (таблица 1).

Критерием отбора для исследования больных основных групп заболеваний грудной полости был срок установления окончательного диагноза позднее 14 дней от даты обращения в лечебно-профилактическое учреждение. В эту группу пациентов вошли 966 больных. В группу сравнения вошли пациенты, у которых срок установления окончательного диагноза был меньше 14 дней. Их было 853 больных.

Среди клинических форм у больных неспецифическими воспалительными заболеваниями легких и плевры превалировали острая пневмония — 45,6% и острый абсцесс легких - 34,1%. Ограниченный плеврит составил 12,1%, плевроциррроз - 8,2%.

Таблица 1

Характеристика групп больных с заболеваниями органов грудной полости

Группы больных

Всего

Характер основная сравнения

заболеваний абс. абс. % абс. %

число % число Рс ±т число Рс ±т Р

Заболевания легких 1342 73,8 731 75,7 1,38 611 71,6 1,54 0, 75

неспецифические 340 18,7 179 18,5 1,25 161 18,9 1,34 0,85

воспалительные

туберкулез 550 30,2 306 31,7 1,5 244 28,6 1,55 0,17

злокачественные ново- 452 24,9 246 25,5 2,0 206 24,1 1,46 0,55

образования

Новообразования сре- 308 16,9 149 15,4 1,16 159 18,6 1,33 0,78

достения

в т.ч.

доброкачественные 205 11,3 104 10,8 0,99 101 11,8 1,1 0,519

злокачественные 103 5,6 45 4,7 0,68 58 6,8 0,86 0,6

Заболевания плевры 169 9,3 86 8,9 0,92 83 9,7 1,0 0,75

воспалительные 41 2,3 22 2,3 0,48 19 2,2 0,5 0,93

доброкачественные но- 28 1,5 13 1,3 0,36 15 1,8 0,46 0,6

вообразования

злокачественные ново- 100 5,5 51 5,3 0,72 49 5,7 0,79 0,74

образования

Всего 1819 100,0 966 100,0 853 100,0 1,0

Среди возбудителей вызвавших неспецифические воспалительные заболевания легких и плевры преобладали стафилококки — в 70,3% случаев, в том числе золотистый — в 56,8%. Стрептококки в структуре составили 20,0%, грам-отрицательные бактерии - 9,7%. Частота различных видов возбудителей в основной группе и группе сравнения была одинакова.

Нозологические формы туберкулеза легких представлены инфильтра-тивным туберкулезом легких с распадом 183 пациентами (33,3%), в том числе 89 основной и 94 — группы сравнения, без распада 226 пациентами (41,1%), в т.ч. 141 основной и 85 группы сравнения, туберкулемой легкого 141 пациентом (35,6%), в т.ч. 76 - основной и 85 - группы сравнения. Различия частоты заболеваний в обеих изучаемых группах больных были статистически не значимы.

У 550 больных туберкулезом легких проведено 1348 бактериологических исследований на наличие микобактерий туберкулеза, в том числе у 306 пациентов основной группы и у 244 группы сравнения.

Выделено 110 культур (35,9%) в основной группе и 202 (82,8%) в группе сравнения.

Среди изученных 452 злокачественных новообразований легких периферический рак составил - 66,4% (300 пациентов), в том числе с распадом -

31,0% (140 пациентов), без распада - 35,4% (160 пациентов), центральный рак — 33,6% (152 пациента). Среди больных периферическим раком легкого с распадом в основную группу входило 79 пациентов, в группу сравнения — 61, без распада 81 и 71 соответственно. Центральный рак представлен 78 больными основной группы и 74 сравнения.

Между частотой отдельных форм злокачественных новообразований легких в основной и группе сравнения статистически значимых различий не отмечено.

В ходе работы проанализировано 1168 заключений по полученному гистологическому материалу в основной и группе сравнения.

При анализе патоморфологического строения опухолей легких у больных с периферическим и центральным раком легких было выявлено преобладание аденокарциномы в обеих изучаемых группах, удельный вес которой составил 59,0%. Плоскоклеточный рак выявлен у 25,2%, мелкоклеточный — у 15,8%. По гистологическим формам злокачественных новообразований легких обе группы больных были статистически не различимы.

Среди клинических форм злокачественных и доброкачественных образований средостения в 33,4% случаев были тимомы (103 больных), в 25,6% -гиперплазии вилочковой железы (79 больных), в 41,0% - дермоидные кисты (126 больных). Основная группа больных с тимомами составила 45 больных и 58 группа сравнения, с гиперплазией вилочковой железы 37 и 42 соответственно. Между частотой отдельных форм злокачественных и доброкачественных образований средостения в основной и группе сравнения статистически значимых различий не отмечено. Клинические формы злокачественных и доброкачественных образований плевры представлены мезотелиомами — в 78,1% случаев (100 больных), в т.ч. основная группа — 51 пациентом, группа сравнения - 49, и доброкачественными кистами - в 21,9% (28 больных), в т.ч. основная группа — 13 пациентом, группа сравнения - 15.

Статистически значимых различий между изучаемыми клиническими формами заболеваний плевры в основной и группе сравнения не выявлено.

Больные основной и группы сравнения лечились как консервативно, так и путем проведения оперативных вмешательств. Оперативному вмешательству подверглись 61,4 % основной и 59,3% группы сравнения. Преобладали в общей структуре оперативных вмешательств сегментарная резекция и лобэктомия (16,4% и 23,8% соответственно).

В работе применены проспективные и ретроспективные методы исследования клинико-лабораторных данных и результатов лучевой диагностики. Методы лучевой диагностики включали традиционные (рентгенография, линейная томография, флюорография, рентгеноскопия), усовершенствованные традиционные и реконструктивные (КТ, МРТ, УЗИ) при 14 заболеваниях органов грудной полости.

Основная и группа сравнения обследованы как традиционными, так и реконструктивными методами. Среднее количество исследований на одного больного составило 3,0, в том числе в основной группе пациентов составило 2,96, в группе сравнения - 3,1. Наибольшая частота исследований, среди ис-

пользованных методов, приходилась на традиционные - 2,6 на одного пациента. Их удельный вес в общей структуре исследований составлял - 84,5%, реконструктивных - 15,5%. Показатель частоты реконструктивных методов исследования на одного пациента составил 0,5.

Рентгенография и томография органов грудной клетки проводилась на отечественных и зарубежных рентгеновских аппаратах Алтайского диагностического центра и других лечебно-профилактических учреждений. Магнитно-резонансная томография проводилась на аппарате «Cyroscan Т 581» фирмы «Philips» со сверхпроводящим магнитом, напряженностью 0,5 и 1,0 Тесла. Исследования проводились в коронарной, трансверзальной и саги-тальной проекциях в режимах T-SE, T2-SE взвешенного изображения с толщиной срезов 10мм. Рентгеновская компьютерная томография осуществлялась на аппарате «Tomoscan LX/Q» фирмы «Philips» в трансверзальной проекции с толщиной срезов 10мм и тонким срезом до 1,5мм. С 2008 г. использовались рентгеновские мультиспиральные компьютерные томографы «Aquilion 64» и «Asteion 4» фирмы «Toshiba», которые позволяли значительно сократить время объемного сканирования и улучшали пространственное разрешение.

Использовались методики контрастирования при рентгеновской компьютерной томографии.

Ультразвуковые исследования проводились на аппарате «Spectra» фирмы «Diasonics» с использованием конвексного датчика 3.5 мГц и линейного датчика 5 и 10 мГц.

Статистические методы обработки материала диссертации проводились с использованием расчета интенсивных и экстенсивных показателей и расчета ошибки показателя (т).

Для расчета статистической значимости разности показателей (р) применялся точный критерий вероятности Фишера. Нулевая гипотеза отвергалась при критическом уровне значимости 5%, если вычисленное значение вероятности меньше, чем 0,05.

В разработке математического алгоритма интегральной оценки дескрипторов использованы методы расчета критерия Стьюдента, ранговой корреляции Спирмена, точный критерий вероятности Фишера, дискриминант-ный анализ, позволившие изучить различия между основной и контрольной группами пациентов по нескольким переменным признакам одновременно и определить его принадлежность к группе, где ошибки мало вероятны, группе риска и группе пациентов, где ошибки наиболее вероятны. Обработка материала проводилась с использованием стандартных программ Статистика 6.0.

Сравнительные аспекты ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости при обращении больных в лечебно-профилактические учренедения

В главе представлены сравнительные данные клинико-диагностических, рентгенологических признаков (дескрипторов) изучаемых заболеваний органов грудной полости, наличия или отсутствия ошибок в ди-

агностике, о сроках и уровнях установления правильного диагноза, качества заключений при описании рентгенограмм.

Наличие или отсутствие ошибок в диагностике оценивалось по соответствию ее или отклонению от стандартов, регламентированных в практике здравоохранения при обследовании пациента для постановки диагноза и этапности их проведения. Общий принцип составления стандарта определен нормативными документами, основанными на обосновании опорных симптомов для диагноза с учетом формы и стадии заболевания:

а) в жалобах;

б) в анамнезе;

в) при субъективном/объективном обследовании;

г) при дополнительных методах обследования (лабораторных, лучевых и специальных).

Иллюстрацией допущенных ошибок в диагностике и сроков установления может служить следующее клиническое наблюдение:

Больная, 63 лет, в течение 3-х лет наблюдалась с обструктивным бронхитом, бронхиальной астмой. 12.01.09 г. при очередной госпитализации на основании проведенной обзорной рентгенографии установлен диагноз: сар-коидоз Бека. 20.01.09 г. направлена для проведения МСКТ. При исследовании МСКТ установлен диагноз: периферический рак правого легкого БЗ с распадом (рисунок 1 - а, б). Диагноз подтвержден гистологически: плоскоклеточный рак. Ретроспективно образование определялось на рентгенограммах от 21.02.08 г.

а б

Рисунок 1. МСКТ-изображение органов грудной клетки.

Больная, 63 лет, периферический рак 83 правого легкого с распадом (а - трансверзальная реконструкция; б - фронтальная реконструкция)

Сравнительная оценка ошибок в диагностике при обращении больных в лечебно-профилактическое учреждение показала, что частота первично установленных диагнозов в первые 14 суток составила соответственно:

- вскрывшемся острым абсцессом и периферическим раком легкого с распадом 51,8% и 43,6%;

- вскрывшемся острым абсцессом и инфильтративной формой туберкулеза легких с распадом 51,8% и 51,4%;

- периферическим раком легкого без распада и туберкуломой 44,4% и 46,1%;

- пневмонией и инфильтративной формой туберкулеза легких без распада 46,5% и 37,6%;

- пневмонией и центральным раком легкого 46,5% и 48,7%;

- мезотелиомой плевры и воспалительными заболеваниями плевры (ограниченные плевриты, плевроциррозы) 49,0% и 46,4%;

- мезотелиомой плевры и доброкачественными кистами плевры 49,0% и 53,6%;

- дермоидной кистой средостения и тимомой 46,8% и 56,3%;

- злокачественной тимомой и гиперплазией вилочковой железы 56,3% и 53,2% соответственно.

При дифференциальной диагностике патологических процессов у больных со вскрывшемся острым абсцессом и периферическим раком легкого с распадом на основе клинико-диагностических признаков установлены статистически значимые различия по гипертермической реакции, наличию и характеру кашля, боли в груди, ускоренному СОЭ, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Только у 6,3% больных с периферическим раком легкого с распадом были атипические клетки, принадлежавшие раку.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных со вскрывшемся острым абсцессом и периферическим раком легкого с распадом выявлены статистически значимые различия их частоты по внутренним и наружным контурам, утолщения их корню, паренхиматозной локализации, наличию реакции паракостальной плевры, плотности образования, характеру полости распада, наличию жидкости, изменениям окружающей легочной ткани.

У больных со вскрывшемся острым абсцессом и инфильтративной формой туберкулеза легких с распадом на основе клинико-диагностических признаков были статистически значимы различия по гипертермической реакции, наличию и характеру кашля, одышке, кровохарканью, потере массы тела, сдвигу лейкоцитарной формулы крови влево, но они не могли служить в качестве подтверждения диагноза на персонализированном уровне.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных со вскрывшемся острым абсцессом и инфильтративной формой туберкулеза легких с распадом были статистически значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике наружных контуров, утолщения их корню, локализации, наличия жидкости, особенно в большом количестве, состояния окружающей легочной ткани, двухсторонней распространенности процесса.

При дифференциальной диагностике патологических процессов у больных с периферическим раком легкого без распада и туберкулемой на

основе клинико-диагностических признаков были установлены статистически значимые различия частоты температуры тела выше 38°, наличию продуктивного кашля, одышки, ускоренному СОЭ, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Исключением могло являться определение микобактерий туберкулеза у 34,2% больных, наличие клеток, принадлежавшие раку у 97,8% пациентов.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных с периферическим раком легкого без распада и туберкулемой были статистически значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике наружных контуров, локализации в ядерной части, структуры образования, полигональной и неправильной формы образования, наличия реакции паракосталь-ной плевры, лучистости, Исключением может являться наличие очагов отсева в окружающей легочной ткани и двухсторонняя распространенность, которые были только при туберкулемах легкого.

У больных с инфильтративными формами туберкулеза и пневмониями на основе клинико-диагностических признаков были установлены статистически значимые различия по частоте температуры тела выше 38°, наличия продуктивного кашля, боли в груди, сдвига лейкоцитарной формулы крови влево, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Исключением могло являться определение микобактерий туберкулеза у 59,6% больных.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных с инфильт-ративной формой туберкулеза без распада и пневмонии статистически значимые различия частоты изменений были отмечены в характеристике наличия плеврита, реакции лимфатических узлов средостения, односторонней распространенности процесса, наличия положительной динамики процесса.

У больных пневмонией и центральным раком легкого на основе клинико-диагностических признаков были установлены статистически значимые различия по частоте наличия и характера кашля, боли в груди, слабости, потери массы тела, кровохарканья, лейкоцитарного сдвига формулы крови влево, ускоренной СОЭ, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Исключением являлось бактериологическое подтверждение, присутствовавшее только при пневмониях и наличие клеток, принадлежавших раку в 100,0% у больных с центральным раком легких.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных пневмонией и центральным раком легкого были статистически значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике наружных контуров, паренхиматозной локализации при пневмонии и преимущественно ядерной при центральном раке легких, наличии плеврита, увеличенных лимфатических узлов, положительной динамики процесса, изменения состояния окружающей легочной ткани, распространенности процесса.

При дифференциальной диагностике этих процессов у больных мезо-телиомой и воспалительными заболеваниями плевры (ограниченные плевриты, плевроциррозы) были установлены статистически значимые различия частоты гипертермической реакции, слабости, наличия одышки и потери

массы тела, ускоренной СОЭ, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Исключением могло являться наличие бактериологического подтверждения при воспалительных заболеваниях плевры и наличие атипических клеток, принадлежащих мезотелиоме.

Оценка рентгенодиагностических признаков у больных мезотелиомой плевры и воспалительными заболеваниями плевры (ограниченные плевриты, плевроциррозы) определила значимые различия частоты изменений в характеристике наружных контуров, реакции паракосталыюй плевры, увеличении лимфатических узлов средостения, формы образований, распространенности процесса, локализации патологического процесса, связанной с плеврой.

При дифференциальной диагностике этих процессов у больных мезотелиомой плевры и доброкачественными кистами плевры были установлены статистически значимые различия по частоте гипертермической реакции, слабости, одышки, ускоренной СОЭ. Исключением являлось наличие атипических клеток, принадлежащих мезотелиоме.

В оценке рентгенодиагностических признаков у больных мезотелиомой плевры и доброкачественными кистами плевры значимые различия частоты изменений отмечены: в характеристике наружных контуров, реакции пара-костальной плевры, формы образований, увеличения лимфатических узлов средостения, локализации, связанной с плеврой, состоянием окружающей легочной ткани.

При дифференциальной диагностике этих процессов у больных злокачественными тимомами и дермоидными кистами на основе клинико-диагностических признаков были установлены статистически значимые различия частоты боли в грудной клетке, сухого кашля, одышки, потери массы тела, лейкоцитарного сдвига формулы крови влево, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне.

В оценке рентгенодиагностических признаков у больных злокачественными тимомами и дермоидными кистами были статистически значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике локализации патологического процесса в переднем средостении, осложнений, наличия инфильтрации, структуры образования.

У больных злокачественной тимомой и гиперплазией вилочковой железы были статистически значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике слабости, потери массы тела, наличия боли в грудной клетке и сдвиг формулы крови влево, но они не могли служить в качестве подтверждения на персонализированном уровне. Исключением могло являться наличие атипических клеток, принадлежащих злокачественной тимоме.

При оценке рентгенодиагностических признаков у больных злокачественной тимомой и гиперплазией вилочковой железы значимые различия частоты изменений отмечены в характеристике локализации патологического процесса в средней или нижней части средостения, формы образований, неоднородной структуры образований.

Таким образом, при дифференциальной диагностике заболеваний органов грудной полости на основе клинико-диагностических и рентгенологиче-

ских данных, установлен ряд статистически значимых различий частоты дескрипторов (признаков), но они не могли существенно влиять на принятие решения по диагнозу на персонализированном уровне за исключением выявления атипических клеток, принадлежащих злокачественной опухоли или гистологического исследования биопсийного материала.

На оценку рентгенодиагностических признаков у больных с заболеваниями органов грудной полости влияло качество заключений, данных врачами в ходе описания рентгенограмм. Ошибкам в диагностике в первые 14 дней с момента обращения способствовали недостаточный учет таких дескрипторов, как: плотность образования (от 3,3% при периферическом раке легких с распадом до 6,7% при мезотелиоме, инфильтративной форме туберкулеза легких с распадом); оценка локализации (от 3,7% при периферическом раке легких с распадом до 6,8% при гиперплазии вилочковой железы); структуры (от 27,1% при периферическом раке легких с распадом до 53,3% при мезотелиоме).

Установление правильного диагноза позже 14 дней с момента обращения происходило в краевых лечебно-профилактических учреждениях в специализированных хирургических отделениях городских больниц при вскрывшемся остром абсцессе у 81,4% больных, при периферическом раке легкого с распадом - у 79,7%, периферическом раке легкого без распада — у 88,9%, при центральном раке легкого - у 67,8%, при инфильтративной форме туберкулеза легких без распада - у 61,7%, при нем же с распадом - у 83,2%, при туберкулеме - у 89,5%, при пневмонии - у 54,2%, при мезотелиоме плевры — у 64,7%, при воспалительныых заболеваниях плевры (ограниченные плевриты, плевроциррозы) - у 59,4%, при доброкачественных кистах плевры — у 61,6%, при злокачественной тимоме, гиперплазией вилочковой железы -у 100,0%, при дермоидной кисте средостения у 97,0%.

Оценка допущенных ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости и построения рабочей схемы их причинной обусловленности осуществлялась с учетом невозможности охватить многообразие вариантов течения болезни, но с включением в технические решения врача большинства наиболее типичных форм заболевания для минимизации ошибок.

В основу рабочей схемы по преодолению ошибок в диагностике при постановке диагноза были положены данные о неправильной интерпретации клинических признаков, техногенных и субъективных факторов.

При сопоставлении результатов диагностики вскрывшегося острого абсцесса легкого и периферического рака легкого с распадом установлено, что причинами, приведшими к несвоевременной постановке диагноза вскрывшегося острого абсцесса легкого в 32,2% случаев были неправильная интерпретация клинических данных, в 5,1% - предел метода диагностики, в 87,9% - субъективные факторы, а у больных с периферическим раком легкого с распадом в 22,7% случаев - неправильная интерпретация клинических данных, в 13,0% - предел метода, в 88,6% - субъективные факторы. В постановке диагноза инфильтративной формы туберкулеза легких с распадом в 38,2% случаев пациентов они были связаны с неправильной интерпретацией клини-

ческих данных, у 6,8% техническими факторами, у 85,7% - субъективными факторами.

При сопоставлении результатов диагностики периферического рака легкого без распада и туберкулемы причинная обусловленность ошибок, приведших к несвоевременной постановке диагноза периферического рака легкого без распада у 34,8% больных была допущена из-за неправильной интерпретации клинических данных, у 4,5% из-за предела метода, у 87,8% - из-за субъективных факторов, а у больных с туберкулемой легких в 36,8%, случаев - с неправильной интерпретацией клинических данных, в 3,9% - с техногенными факторами, в 87,0% - с субъективными факторами.

Причинная обусловленность ошибок, приведших к несвоевременной постановке диагноза пневмонии у 30,1% больных была обусловлена неправильной интерпретацией клинических данных, у 4,8%. пределом, используемого метода исследования, у 88,7% - субъективными факторами, а у больных с инфильтративной формой туберкулеза легких без распада причинами несвоевременной диагностики в 48,9% случаев была неправильная интерпретация клинических данных, в 4,3% - предел, используемого метода исследования, в 83,7%, - субъективные факторы. При постановке диагноза центрального рака легких у 30,8% больных причины ошибки в диагностике были связаны с неправильной интерпретацией клинических данных, техногенными факторами - у 9,0%, субъективными факторами - 84,3%.

При сопоставлении результатов диагностики мезотелиомы плевры и воспалительных заболеваний плевры причинная обусловленность ошибок, приведших к несвоевременной постановке диагноза мезотелиомы плевры у 29,4% больных определялась неправильной интерпретацией клинических данных, у 4,0% - техногенными факторами, у 89,4% - субъективными факторами, а у больных с воспалительными заболеваниями плевры причинами несвоевременной диагностики были неправильная интерпретация клинических данных - у 24,3% пациентов, техногенные факторы - у 2,7%, субъективные причины - у 88,4%. У больных с доброкачественными кистами плевры у 23,1% больных они были связаны с неправильной интерпретацией клинических данных, у 84,1%) - с субъективными факторами.

При сопоставлении результатов диагностики дермоидной кисты средостения и злокачественной тимомы причинная обусловленность ошибок, приведших к несвоевременной постановке диагноза дермоидной кисты средостения, у 38,8% больных была связана с неправильной интерпретацией клинических данных, у 6,0% - с техногенными факторами, у 84,0% - с субъективными факторами, а злокачественной тимомы определялась неправильной интерпретацией клинических данных у 42,2% больных, пределом метода исследования - у 4,4%, субъективными причинами у - 89,4%. Причиной ошибок, приведших к несвоевременной постановке диагноза гиперплазии вилочковой железы, у 43,2% пациентов была неправильная интерпретацией клинических данных, у 5,4% - техногенные факторы, у 84,1% - субъективные факторы.

Интегральная оценка значимости патологических признаков (дескрипторов) в диагностике заболеваний органов грудной полости

Для дальнейшей разработки программного обеспечения анализа персонализированных данных обследуемых пациентов проведена интегральная оценка значимости патологических признаков (дескрипторов) в диагностике каждого изучаемого заболевания органов грудной полости. С этой целью:

1. Предварительный отбор дескрипторов на основе стандартов клинических, лабораторных и инструментальных признаков, характеризующих заболевание, другой априорной информации и отбора наиболее значимых из них для данного заболевания. При предварительном отборе включен 41 дескриптор (таблица 2).

Полученные данные сгруппированы в таблицу, в которой каждая строка соответствовала пациенту, а каждый столбец — дескриптору, оказывающему влияние на появление ошибки и единому для основных групп и групп сравнения.

Отбор дескрипторов произведен по принципу наличия или отсутствия учитываемых признаков при следующих заболеваниях: вскрывшийся острый абсцесс; периферический рак легких с распадом и без распада; инфильтра-тивная форма туберкулеза легких с распадом и без распада; центральный рак легких; туберкулема легких; тимома и гиперплазия вилочковой железы; дер-моидная киста средостения; пневмония.

2. Анализ значимости дескрипторов на основе использования 1:-критерия Стьюдента. Для оценки информативности использовалась также формула Кульбака.

2.1 Отбор наиболее значимых признаков производился по критерию Стьюдента по формуле (1):

Формула (1)

Р,=(п,/Ы)*100% и его ошибка т( = ^¡(Ш-Р,)!N .

Расчет выполнялся для обеих групп (основной и группы сравнения).

Для каждого значения признака рассчитывалось значение критерия Стьюдента по формуле (2):

Формула (2)

При <1,96 (уровень значимости 95%) считалось, что данные значения признаков в разных группах статистически неразличимы, то есть это значение признака не оказывает значительного влияния на выбор группы.

2.2. Удалялись признаки, имеющие функциональную связь с другими признаками.

, _ Рд-Рд

Таблица 2

Учитываемые дескрипторы

№ Название дескриптора

Клинические

1 2 Гипертермическая реакция выше 38°С Субфебрилитет

3 Наличие влажного кашля

4 Наличие сухого кашля

5 Наличие боли в грудной клетке

6 Наличие одышки

7 Наличие кровохарканья

8 Миастения

9 Увеличение лимфатически узлов

Лабораторные

10 Бактериологическое подтверждение

11 Гистологическое подтверждение (атипичные клетки)

12 Сдвиг лейкоцитарной формулы влево

13 Ускоренная СОЭ

Рентгенологические

14 Контуры образования внутренние ровные

15 Контуры образования наружные четкие

16 Контуры образования, неравномерно утолщенные к корню

17 Образование расположено в паренхиме

18 Образование расположено в ядре

19 Наличие реакции паракостальной плевры

20 Плотность образования от +30 до +40 Н

21 Наличие дорожки к корню легкого

22 Наличие единичных полостей в центре

23 Наличие полостей, щелевидных к краю

24 Наличие жидкости в полости

25 Количество жидкости большое

26 Окружающая ткань изменена

27 Наличие лучистости

28 Структура образования неоднородная

29 Форма образования овоидная

30 Форма образования округлая

31 Форма образования полигональная

32 Форма образования лентовидная

33 Наличие деструкции образования

34 Локализация: переднее средостение, верхняя треть

35 Локализация: переднее средостение, средняя треть

36 Локализация: переднее средостение, нижняя треть

37 Осложнение: обызвествление

38 Осложнение: абсцедирование

39 Осложнение: кисты

40 Процесс односторонний

41 Положительная динамика

2.2.1. Для проведения корреляционного анализа все количественные признаки переводились в качественные признаки введением рангов. Для этого проводилось:

2.2.1.1. Упорядочивание массива наблюдений по значениям признака Нумерация массива 1.. .КГ, где N - количество человек в группе. Это и было рангом. Если в массиве встречались одинаковые значения (расположены подряд), их ранг заменялся на среднее арифметическое рангов.

2.2.1.2. Аналогично поступали для каждого признака. При этом значения признака заменялись на их ранги.

3. Анализ функциональной связи между факторами производился на основе корреляционного анализа Спирмена. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена рассчитывался по формуле (3):

Формула (3)

N

» -1__ы_

где I и ] — признаки (¡>0, — разность рангов для каждого пациента.

На основании перечисленных этапов определялся сокращенный набор дескрипторов, которые использовались в дальнейшем для постановки диагноза пациентам, — дескрипторы, имеющие низкую значимость или корреляционно связанные с другими, исключались из стандарта. Среди изученных клинических лабораторных и инструментальных признаков были такие, значимость которых согласно критерию Стьюдента получила оценку Р,>3т, (ошибка слишком велика); они проигнорированы. Однако на этом этапе использованы методы логики, основанной на врачебном опыте, который свидетельствовал о том, что ряд признаков (несмотря на то, что их оценка Р;>3т|) не могут быть удалены, так как весьма значимы при постановке диагноза.

4. Для каждого дескриптора с помощью четырехпольных таблиц рассчитаны коэффициенты влияния.

При дополнении данных о пациентах (увеличение базы данных пациентов) таблицы автоматически пересчитывались.

Для каждого значения 1 фактора строилась четырехпольная таблица:

Группы больных Основная группа Контрольная группа

Количество человек с данным значением признака а Ь

Прочие с а

5. Далее для каждого пациента рассчитываются значения прогностической суммы по формуле (4):

Формула (4)

1=1

где 1 — номер дескриптора, п — количество дескрипторов,

J — номер пациента,

г, - значение коэффициента влияния,

X; — значение дескриптора (0 или 1).

Для каждой группы пациентов определялось максимальное и минимальное значение прогностической суммы 8шах1, 8шах2, 8тшЬ 8тш2.

Для любого нового обследуемого по результатам анализа стандартных признаков проводился расчет прогностической суммы Б и принималось решение об отнесении его к группе 1 (группа риска) или 2 по следующему правилу: если 8тц,1> Зтах2, то при Б >0 обследуемый относится к группе риска, в противном случае - ко второй группе.

6. Проводился расчет коэффициента вероятности ошибки (Р) по формуле (5):

Формула (5)

р_ 5-гшп 8срав

шах £ос" -гшп5фав

В результате расчета по значениям прогностических сумм для изучаемой нозологии формировалась область вероятности врачебной ошибки (рисунок 2).

В идеальном случае их построение подразделяло всех пациентов на группы с определенной патологией. Практически всегда кроме этих групп присутствовала группа пациентов, для которых достоверное принятие решения невозможно и в отношении которых могли быть допущены ошибки в диагностике. Ликвидация (сокращение) промежуточной группы (с ошибками в диагностике) зависела от набора использованных дескрипторов и точности их определения.

_2 гр. _1 гр.

'тах2

Если 8т1п1< 8тах2, то: При5 > 5тах2 -группариска; При5 < -втораягруппа; При8гшп| < 5 < ¿'щах2 " неопределенность

^тт 1

Рисунок 2. График определения прогностической суммы и вероятности диагностической ошибки

Для повышения надежности принятия решений на первом этапе (при сравнительно небольших группах) пациент относился к группе риска при S*>S mini. После подробного обследования пациента и выяснения наличия или отсутствия у него того или иного заболевания он включался в группу риска, что в дальнейшем повышало точность принятия решения (при этом значения коэффициентов г^ пересчитывались).

В результате интегральной оценки дескрипторов для каждого заболевания внутри изучаемых групп и между этими группами выведена вероятность диагностической ошибки для некоторых заболеваний органов грудной полости, которая явилась основой для разработанной компьютерной программы прогнозирования вероятностей ошибок в диагностике.

Определен коэффициент (Р) вероятностей ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости (таблица 3).

Таблица 3

Вероятность диагностической ошибки для некоторых заболеваний органов грудной полости

№ Заболевания Вероятность диагностической Максимальный %

ошибки

1 Пневмония от 0 до 0,089 8,9

2 Инфильтративный туберкулез с распадом отОдо 0,121 12,1

3 Центральный рак легких отОдо 0,214 21,4

4 Туберкулема легкого отОдо 0,131 13,1

5 Дермоидная киста средостения недоступно

6 Периферический рак легкого с распадом от 0 до 0,368 36,8

7 Инфильтративный туберкулез легкого без распада от 0 до 0,06 6,0

8 Тимома от 0 до 0,067 6,7

9 Гиперплазия вилочковой железы отОдо 0,318 31,8

10 Периферический рак легкого без распада отОдо 0,312 31,2

11 Абсцесс легкого от 0 до 0,086 8,6

Данные, полученные при оценке коэффициента (Р) вероятностей ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости, свидетельствовали о сложности диагностики и высоком риске ошибок при периферическом раке легкого с распадом (Р=0,368) и без распада (Р=0,312), гиперплазии вилочко-вой железы (Р=0,318).

Риск ошибок в диагностике был минимальным при инфильтративной форме туберкулеза легкого без распада (Р=0,06), тимоме (Р=0,067).

При пневмонии, инфильтративном туберкулезе легкого с распадом, центральном раке легкого, туберкулеме легкого, абсцессе легкого риск ошибок в диагностике колебался от 0,086 (абсцесс легкого) до 0,21 (центральный рак легкого).

Вероятность диагностической ошибки при диагностике дермоидной кисты средостения была выше допустимого предела (1,0) и не определялась.

Алгоритм снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости

В главе представлен разработанный алгоритм последовательности этапов работы, на основе математической оценки оптимального набора выявленных клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков), их значимости и оценка эффективности работы с программой снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости.

Алгоритм включал:

- сбор врачом данных клинико-диагностических, рентгенологических данных (дескрипторы) обследуемых пациентов;

- сравнение наличия клинико-диагностических, рентгенологических данных дескрипторов обследуемых пациентов по набору и правильности их описания со стандартом;

- дополнение и (или) исправление клинико-диагностических, рентгенологических данных дескрипторов обследуемых пациентов по набору и правильности описания в сравнении с базой данных программы;

- внесение в экранную форму программы исходных данных обследуемых пациентов;

- при необходимости запрос графического изображения областей S, которое дает возможность определить области: отсутствия диагностической ошибки, риска диагностической ошибки, наличия диагностической ошибки;

- оценку врачом коэффициента вероятности диагностической ошибки (таблица программы) изучаемой патологии (согласно расчетной величины) и сравнение его со значениями при других заболеваниях органов грудной полости;

- при определении области риска диагностической ошибки или наличия диагностической ошибки принятие решения о дополнительных исследованиях пациента.

Программа на основе (в файле MS Excel «AVO.xls») табличного процессора Excel, с использованием программ VBA, предназначена для прогнозирования вероятностей врачебных ошибок по 11 нозологиям: вскрывшийся острый абсцесс легких; инфильтративный туберкулеза легких с распадом; инфильтративный туберкулеза легких без распада; периферический рак легкого с распадом и без распада; туберкулема легких, тимома, дермоидная киста средостения, гиперплазия вилочковой железы, пневмония, мезоте-лиома.

В основу программы заложены базы данных пациентов с наличием (основная группа) и отсутствием ошибок в диагностике (группа сравнения) для каждой нозологии.

В настоящее время база содержит данные о 1436 пациентах. Общее количество дескрипторов — 41.

За период ее применения полученные данные клинико-диагностических, рентгенологических дескрипторов проанализированы у 85 пациентов с забо-

леваниями органов ¡рудной полости, (основная группа) и 92 в группе сравнения, где программа не применялась.

Иллюстрацией может служить следующее клиническое наблюдение:

Больной, 55 лет, с длительностью заболевания в течение 8-ми месяцев.

В марте 2012 г. госпитализирован в ЦРБ с диагнозом пневмония, где проведено клинико-лабораторное и рентгенологическое обследование, антибактериальная терапия. Выписан с улучшением.

В сентябре при появлении кровохарканья больной повторно госпитализирован в ЦРБ с диагнозом пневмония (рисунок 3 - а, б, в).

Рисунок 3. Больной, 55 лет. Центральный эндобронхиальный рак верхнедолевого бронха слева с переходом на главный бронх, метастазы в лимфатические узлы средостения (а — рентгенограмма органов грудной полости в прямой проекции; б - рентгенограмма в боковой проекции; в — МСКТ-изображение во фронтальной реконструкции)

При анализе клинико-диагностических, рентгенологических дескрипторов обследуемого пациента по набору и качеству в ЦРБ из 41 (в соответствии с базой данных) описано 12, в специализированном хирургическом отделении — 32.

При внесении в экранную форму программы исходных данных пациента 55 лет, больного центральным эндобронхиальным раком верхнедолевого бронха слева с переходом на главный бронх, метастазами в лимфатические узлы средостения получены вероятности диагностических ошибок для заболеваний (Таблица 4).

Вероятность диагностической ошибки для больного, 55 лет, была самой минимальной (0,116; 11,6%) при центральном раке легкого, при максимальной расчетной величине данной патологии 0,241.

Таблица 4

Вероятность диагностической ошибки для пациента, 55 лет центральным эндобронхиальным раком верхнедолевого бронха слева с переходом на главный бронх, метастазы в лимфатические узлы средостения

Заболевания Вероятность диагностической ошибки

Пневмония 0,788

Инфильтративный туберкулез с распадом 0,856

Центральный рак легких 0,116

Туберкулема легкого 0,501

Дермоидная киста средостения недоступно

Периферический рак легкого с распадом 0,485

Инфильтративный туберкулез легкого без распада 0,627

Тимома 0,623

Гиперплазия вилочковой железы 0,451

Периферический рак легкого без распада 0,543

Абсцесс легкого 1,000

При запросе графического изображения областей Б (прогностической суммы) для больного проведено определение области, в которой, согласно введенным дескрипторам, находился пациент (рисунок 4).

Центральный рак

....... 1 • «к-

У ^-""i -

7 - " . . .4, ,

Рисунок 4. Расположение прогностической суммы (*) для пациента, 55 лет, больного центральным эндобронхиальным раком верхнедолевого бронха слева с переходом на главный бронх, метастазы в лимфатические узлы средостения на фоне областей основной группы и группы сравнения (Р-вероятность ошибки, Б-прогностическая сумма)

Для данного пациента область Б свидетельствовала об отсутствии диагностической ошибки, так как величина прогностической суммы составляет 0,81, что при расчете соответствовало коэффициенту вероятности ошибки (Р) 0,116.

Сравнение коэффициента вероятности ошибки при других изучаемых патологиях органов грудной полости (от 0,451 при гиперплазии вилочковой железы до 1,0 при абсцессе легкого) свидетельствовало о правильности поставленного пациенту диагноза. Через 9 дней больной, 55 лет, переведен в специализированное хирургическое отделение, где ему установлен диагноз центральный эндобронхиальный рак верхнедолевого бронха слева с перехо-

дом на главный бронх, метастазы в лимфатические узлы средостения, Т-3, Н-0, М-0, прорастание легочной артерии. Диагноз подтвержден цитологически (№ 19 118 от 16.10.12 г.), гистологически (№ 20387-96 от 31.10.12 г.) - плоскоклеточный рак. Больной прооперирован — расширенная пульмонэктомия слева.

Эффективность разработанного алгоритма снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости, в течение 14 суток после обращения больных на основе многофакторного анализа интегральной оценки клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков) заболеваний представлена (рисунок 5).

100

Инфильтративный Туберкулема Гиперплазия Итого

туберкулез с распа- легкого вилочковой

дом Центральный Периферический железы Периферический

рак легкого рак легкого с рак легкого без

распадом распада

- Частота правильных диагнозов, поставленных до применения программы

- частота правильных диагнозов, поставленных с применением программы

Рисунок 5. Результаты оценки эффективности программы

В результате оценки эффективности работы с программой установлено, что в группе без применения программы правильный диагноз установлен своевременно у 71,7% пациентов с заболеваниями органов грудной полости. В группе с применением программы диагноз поставлен правильно у 91,8% пациентов. Алгоритм посредством определения коэффициента вероятности ошибок, на основе программного обеспечения сопоставления индивидуаль-

ных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками для дифференцируемых патологических процессов позволил улучшить диагностику, нацеливал врача на адекватное обследование, и снизил риск ошибки на 20,1%.

При разработанной методике диагностического процесса заболеваний органов грудной полости, применения предложенного алгоритма действий врача и программы диагностики эффективность в постановке правильного диагноза возросла при инфильтративном туберкулезе с распадом на 34,6% (р<0,001), при центральном раке легкого без распада - на 33,3% (р<0,001), при гиперплазии вилочковой железы — на 66,7% (р<0,001), при периферическом раке легкого без распада — на 32,0% (р<0,001).

Из проведенного исследования сделаны следующие выводы.

Выводы

1. Разработанный алгоритм снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости в течение 14 суток после обращения больных, на основе многофакторного анализа интегральной оценки клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков) заболеваний, определения коэффициента вероятности ошибок, программного обеспечения сопоставления индивидуальных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками для дифференцируемых патологических процессов позволил улучшить диагностику, нацеливал врача на адекватное обследование, и снизил риск ошибки на 20,1%.

2. При дифференциальной диагностике заболеваний органов грудной полости на основе клинико-диагностических и рентгенологических данных установлен ряд статистически значимых различий частоты дескрипторов (признаков), но они не могли существенно влиять на принятие решения по диагнозу на персонализированном уровне за исключением выявления атипических клеток, принадлежащих злокачественной опухоли, или гистологического исследования биопсийного материала.

3. Причинами обусловленности ошибок, приведших к несвоевременной (позже 14 суток с момента обращения больных) постановке диагнозов при заболеваниях органов грудной полости были неправильная интерпретация клинических данных (от 23,1% до 48,9%), тяжесть пациента, не позволившая обследовать его (от 2,0% до 6,4%), предел метода (от 2,0% до 13,9%), неправильная интерпретация данных лучевой диагностики (от 45,9% до 62,8%), недостаточная квалификация врача (от16,4% до 43,2%), нарушение стандарта обследования (от 91,0% до 100,0%), низкое качество рентгенограмм (от 15,7% до 34,8%), неадекватность выбранного метода исследования (от 38,6% до 53,8%), сложность случая (от 4,4% до 20,5%).

4. Максимальный уровень коэффициента вероятности ошибок в диагностике заболеваний органов на основе интегральной оценки дескрипторов (признаков) составил при периферическом раке легкого с распадом - 0,368 (36,8%), без распада - 0,312 (31,2%); при гиперплазии вилочковой железы -0,318 (31,8%); при центральном раке легкого - 0,214 (21,4%); при туберкуле-

ме легкого - 0,131 (13,1%); при инфильтративной форме туберкулеза легкого с распадом - 0,121 (12,1%), без распада - 0,06 (6,0%); пневмонии - 0,089 (8,9%); абсцессе легкого - 0,086 (8,6%); тимоме - от 0 до 0,067 (6,7%). Минимальный уровень коэффициента вероятности ошибок при данных заболеваниях был равен 0.

5. Оценку прогностической суммы клинико-диагностических и рентгенологических признаков (дескрипторов) заболеваний органов грудной полости с целью определения вероятности диагностической ошибки целесообразно осуществлять путем их предварительного отбора, исходя из наибольшей значимости заболеваний с учетом критерия Стьюдента, информативности по формуле Кульбака, функциональной взаимосвязи между факторами на основе корреляционного анализа Спирмена, расчета коэффициентов влияния для каждого дескриптора.

6. Снижение риска ошибок в диагностике заболеваний грудной полости в первые 14 суток с момента обращения способствовал разработанный алгоритм последовательности этапов работы и оптимальный набор выявленных клинико-рентгенологических дескрипторов (признаков), определенных на основе математической оценки их значимости. Алгоритм включал:

- сбор врачом данных клинико-диагностических, рентгенологических данных (дескрипторы) обследуемых пациентов;

- сравнение наличия клинико-диагностических, рентгенологических данных дескрипторов обследуемых пациентов по набору и правильности их описания со стандартом;

- дополнение и (или) исправление клинико-диагностических, рентгенологических данных дескрипторов обследуемых пациентов по набору и правильности описания в сравнении с базой данных программы;

- внесение в экранную форму программы исходных данных обследуемых пациентов;

- при необходимости запрос графического изображения областей Б, которое дает возможность определить области: отсутствия диагностической ошибки, риска диагностической ошибки, наличия диагностической ошибки;

- оценку врачом коэффициента вероятности диагностической ошибки (таблица программы) изучаемой патологии (согласно расчетной величины) и сравнение его со значениями при других заболеваниях органов грудной полости;

- при определении области риска диагностической ошибки или наличия диагностической ошибки принятие решения о дополнительных исследованиях пациента.

7. При разработанной методике диагностического процесса заболеваний органов грудной полости, применения предложенного алгоритма действий врача и программы диагностики эффективность в постановке правильного диагноза возросла при инфильтративном туберкулезе с распадом на 34,6% (р<0,001), при центральном раке легкого без распада - на 33,3% (р<0,001), при гиперплазии вилочковой железы — на 66,7% (р<0,001), при периферическом раке легкого без распада — на 32,0% (р<0,001).

Из выводов следуют практические рекомендации.

Практические рекомендации

1. Рабочая схема, основанная на комплексной оценке данных об интерпретации клинических признаков, техногенных и субъективных факторов, позволяет систематизировать причины ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости и может быть использована в работе врача для снижения количества ошибок в лечебно-профилактических учреждениях, организаторами здравоохранения — при формировании кластерного подхода к диагностике и лечению пациента на этапах оказания медицинской помощи.

2. Разработанный алгоритм снижения риска ошибок в диагностике заболеваний органов грудной полости определяет для врача последовательность этапов работы с оценкой набора клинико-диагностических, рентгенологических дескрипторов обследуемых пациентов и гарантирует высокий процент достоверности полученных результатов исследования.

3. Наличие клинического описания заболевания пациента у врача-диагноста при проведении исследований позволяет комплексно оценить полученные данные и определить обоснованность установленного диагноза.

4. Определение основных причин ошибок в диагностике при заболеваниях органов грудной полости в соответствии с рабочей схемой и алгоритмом обследования пациента, интегральной оценки клинических и рентгено-диагностических дескрипторов патологического процесса может быть использовано в постдипломной подготовке врачей-клиницистов и специалистов в области клинической диагностики.

5. Результаты исследования, связанные с интегральной оценкой клинико-диагностических и рентгенологических признаков (дескрипторов) заболеваний органов грудной полости с целью определения вероятности диагностической ошибки, сопоставление индивидуальных интегральных данных с установленными типовыми характеристиками, исходя из наибольшей значимости заболеваний, определение функциональной взаимосвязи между факторами и расчет коэффициентов влияния для каждого дескриптора, могут быть использованы для разработки математических моделей, в том числе нейронных связей, при дифференциальной диагностике других групп заболеваний.

6. Стандартизованный набор признаков (дескрипторов), предложенный в работе, может дополняться и быть использован для построения алгоритмов математической обработки изображений в лучевой диагностике.

Список опубликованных работ

1. Лукьяненко, Н.Я. Денситометрический анализ легочной паренхимы при компьютерной томографии / Н.Я. Лукьяненко, В.Г. Колмогоров, В.К. Коновалов // Вестник рентгенологии и радиологии — 1996. - N 4. С.171.

2. Коновалов, В.К. Способ рентгенологической диагностики заболеваний легких / А.Г. Сметанин, Н.Я. Лукьяненко, В.Г. Колмогоров // Патент на изобретение № 2133587 - М. 1999.-С.18.

3. Коновалов, B.K. Оптимизация лучевой диагностики в хирургической пульмонологии / Я.Н. Шойхет, Г.М. Кагаловский, А.Г. Сметанин, А.П. Се-митко, Н.Я. Лукьяненко // ООО «Некси»/ОАО «Алтайский полиграфический комбинат», Барнаул - 1999. - С. 216.

4. Лукьяненко, Н.Я. Определение интегральной плотности патологических образований при заболеваниях легких по гистограмме / Н.Я. Лукьяненко,

B.Г.Колмогоров // Материалы региональной конференции «Достижения современной лучевой диагностики в клинической практике». Томск - 2000. - с. 27-29.

5. Коновалов, В.К. Атлас KT и МРТ изображений органов грудной полости в норме / В.К. Коновалов, В.В. Федоров, Ю.А. Высоцкий, A.B. Брюханов, В.Г. Колмогоров, Н.Я. Лукьяненко // Параграф, Барнаул - 2000.- 80 С.

6. Беднаржевская, Т.В. Диагностика легочной гипертензии у больных хроническими заболеваниями легких / Т.В. Беднаржевская, Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет // Пульмонология - 2004. №4. С. 64-67.

7. Колмогоров, В.Г. Возможности лучевой диагностики опухолевых процессов средостения / В.Г. Колмогоров, Лукьяненко Н.Я., Брюханов A.B., Федоров В.В., Коновалов В.К. // Материалы 7 Всероссийского научного форума. Радиология - М. 2006. - С. 122.

8. Лукьяненко, Н.Я. К дифференциальной диагностике патологических образований легких в стадии малого затемнения / Н.Я. Лукьяненко, В.Г. Колмогоров, В.К. Коновалов // Материалы 7 Всероссийского научного форума. Радиология - М. - 2006. - С. 152.

9. Коновалов, В.К. Метод топографической КТ-диагностики небольших затемнений, обнаруженных в легких / Я.Н. Шойхет, Н.Я. Лукьяненко, Л.Г. Ду-ков, А.Г. Сметанин, В.Г. Колмогоров, A.B. Бобкова // Проблемы клинической медицины - 2007. - № 4. - С. 69-76.

10. Лукьяненко, Н.Я. Сравнительные аспекты врачебных ошибок в диагностике больных с пневмониями и центральным раком легких / Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет // Сибирский онкологический журнал - 2010. № 4. С. 47-50.

11. Лукьяненко, Н.Я. Трудности дифференциальной диагностики полостных форм периферического рака легких / Н.Я.Лукьяненко, Я.Н. Шойхет, В.К. Коновалов // Сибирский медицинский реферативный журнал» - 2010. - №8-

C.152- 154.

12. Лукьяненко, Н.Я. Трудности дифференциальной диагностики вскрывшегося острого абсцесса легких / Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет, В.К. Коновалов // Сибирский медицинский реферативный журнал - 2010. - №4- С. 48-52.

13. Лукьяненко, Н.Я. Основные подходы к дифференциальной диагностике образований, исходящих из грудной клетки (ребер, межпозвоночных пространств, позвоночно-реберных углов) / Н.Я. Лукьяненко // Медицинский Альманах - 2010. - №3- С. 131-134.

14. Лукьяненко, Н.Я. Математический метод построения «решающего алгоритма» при дифференциальной диагностике вскрывшегося острого абсцесса

легких / Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет, Леонов С.ЯЛ Медицинский Альманах - 2011. -№ 4- С. 51-53.

15. Лукьяненко, Н.Я. Математический алгоритм построения оптимального стандарта дескрипторов в дифференциальной диагностике полостных форм периферического рака легких / Лукьяненко Н.Я., Я.Н. Шойхет, Леонов С.Л. // Пермский медицинский журнал — 2011. - №5, том 28. - С. 84-89.

16. Лукьяненко, Н.Я. Результаты анализа рентгенологических признаков в изучении основных причин врачебных ошибок в диагностике пневмоний / Н.Я. Лукьяненко, A.B. Брюханов, В.Г. Колмогоров, Я.Н. Шойхет // Радиология Практика - 2011. - №5 - С. 45- 50.

17. Лукьяненко, Н.Я. Некоторые аспекты субъективной оценки дескрипторов врачом рентгенологом в диагностике полостных форм периферического рака легких и допущенных ошибок при обращении в лечебно-профилактические учреждения Алтайского края / Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет // Медицинский вестник Башкортостана — 2011. - № 5, том 6. - С. 41- 44.

18. Лукьяненко, Н.Я. Математический алгоритм интегральной оценки дескрипторов больных с инфильтративным туберкулезом легких / Н.Я. Лукьяненко, Я.Н. Шойхет, С.Л. Леонов // Журнал Медицинская визуализация -2011. -№ 2 -С. 52-55

19. Лазарев, А.Ф. О некоторых факторах риска онкологической заболеваемости в Алтайском крае / А.Ф. Лазарев, A.A. Ушаков, С.А. Лазарев, Н.Я. Лукьяненко // Журнал эпидемиологии и инфекционные болезни - 2011. - №6 -С. 23- 28.

20. Лукьяненко, Н.Я. Математический алгоритм построения оптимального стандарта дескрипторов в дифференциальной диагностике заболеваний органов грудной полости / Лукьяненко Н.Я., Шойхет Я.Н., Леонов С.Л.// Клиническая медицина - 2012. - Т 90, №4. С. 23-25.

Подписано в печать 12.04.2013 Бумага офсетная. Усл. п. л. 1,8. Заказ 245. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ООО «АЗБУКА» г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98а тел. 62-91-03, 62-77-25 E-mail: azbuka@dsmail.ru