Текст книги "ИИ в здравоохранении: ожидание и реальность"

Глава четвертая. Лечение заболеваний

Лечение заболеваний – это комплекс медицинских вмешательств, выполняемых по назначению медицинского работника, целью которых является устранение или облегчение проявлений заболевания (заболеваний) либо состояний пациента, восстановление или улучшение его здоровья, трудоспособности и качества жизни.

Различают хирургическое и консервативное лечение, в том числе:

– этиотропное лечение – направленное на подавление возбудителя и устранения причины болезни;

– патогенетическое лечение – направленное на ликвидацию или ослабление механизмов формирования болезнетворных нарушений и стимуляцию компенсаторных процессов;

– симптоматическое лечение – направленное на облегчение отдельных проявлений болезни и уменьшение страданий пациента;

– реабилитацию – лечение, направленное на восстановление нарушенных функций организма;

– заместительное лечение – направленное на замещение утраченных функций организма.

Для формирования информационной модели проанализируем виды лечения, применяемые для рассмотренных ранее заболеваний, а также основные клинические ситуации, в которых потенциально участие врача может быть заменено ИИ:

– анализ показаний для назначения лечения;

– анализ противопоказаний для назначения лечения;

– выбор варианта (вариантов) лечения;

– оценка эффективности назначенного лечения.

Таблица 13. Виды лечения анализируемых заболеваний

Таблица 14. ЕИ ячейки нейросети «Показания для госпитализации» (часть 1 – плановая госпитализация)

Таблица 14. ЕИ ячейки нейросети «Показания для госпитализации» (часть 2 – экстренная госпитализация)

Виды лечения рассмотренных ранее заболеваний представлены в таблице 13.

Знак + означает, что данный вид лечения применяется при указанном заболевании.

Дополнительно в таблице указаны врачебные рекомендации пациентам, которые также являются необходимой составляющей лечения заболевания.

Необходимо учесть, что лечение заболевания может осуществляться как в амбулаторных, так и в стационарных условиях.

Поэтому рассмотрим условия, необходимые для реализации алгоритма ИИ по направлению пациентов на госпитализацию.

Некоторые показания для плановой и экстренной госпитализации, фигурирующие в клинических рекомендациях (2 – 11), представлены в таблице 14.

Знак + означает, что данное условие является показанием для госпитализации пациента при указанном заболевании.

Примечание:

Описание и интерпретация шкал, указанных в таблице, приводится в приложении 1.

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Особенности ЛДП.

2. Лист уточненных диагнозов.

3. Базовые данные пациента.

4. Данные объективного осмотра.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Результаты инструментальных исследований.

7. Анамнез.

8. Особенности развития заболевания.

Ячейка нейросети «Показания для госпитализации», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Ячейка нейросети «Показания для госпитализации»

В числе узлов нейросети, указанных на рисунке 7, отмечены два УН, не рассмотренных ранее:

– особенности ЛДП;

– особенности развития заболевания.

Узел нейросети «Особенности ЛДП» характеризует блок информации по особенностям лечебно-диагностического процесса:

– необходимости проведения сложных диагностических и лечебных процедур;

– осложнениях после лечения;

– действиях медицинского персонала при отказе пациента от лечения и т. д.

Узел нейросети «Особенности развития заболевания» характеризует блок информации по особенностям течения заболевания у конкретного пациента, таким, как:

– тяжесть заболевания,

– атипичное течение заболевания,

– развитие осложнений заболевания и т. д.

Необходимо заметить, что при анализе показаний для госпитализации при других заболеваниях в ячейку нейросети могли быть добавлены другие узлы нейросети с единицами информации, необходимыми для реализации данного алгоритма ИИ.

1. Медикаментозная терапия

Для формирования алгоритма ИИ по назначению МТ следует учитывать:

– классы лекарственных препаратов;

– показания для назначения лекарственных препаратов;

– противопоказания для назначения лекарственных препаратов;

– мониторинг состояния организма при проведении медикаментозной терапии;

– корректировку / отмену медикаментозной терапии.

Классы лекарственных препаратов

Некоторые из классов лекарственных препаратов, применяемых для медикаментозной терапии рассмотренных заболеваний, представлены в таблице 15.

Знак + означает класс лекарственных препаратов, которые могут применяться при соответствующем заболевании (заболеваниях).

Таблица 15. Классы ЛП для медикаментозной терапии при анализируемых заболеваниях

Показания для назначения лекарственных препаратов

Показания для назначения лекарственных препаратов при рассмотренных заболеваниях представлены в таблице 16.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по назначению медикаментозной терапии.

Примечание:

Описание и интерпретация шкал, указанных в таблице, приводится в приложениях 2 – 7.

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные ЕИ:

1. Особенности развития заболевания.

2. Базовые данные пациента.

3. Анамнез.

4. Данные объективного осмотра.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Лист уточненных диагнозов.

7. Результаты инструментальных исследований.

8. Ранее назначенные лекарственные препараты.

Таблица 16 ЕИ ячейки нейросети «Показания для назначения ЛП»

В результате анализа информации по показаниям для назначения лекарственных препаратов по анализируемым заболеваниям определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания для назначения лекарственных препаратов», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 8.

В числе узлов нейросети, указанных на рисунке 8, отмечен УН, не рассмотренный ранее – «Ранее назначенные лекарственные препараты».

Узел нейросети «Ранее назначенные лекарственные препараты» характеризует блок информации по назначениям медикаментозной терапии, учитывающим применение ранее назначенных лекарственных препаратов:

– эффект от лечения,

– варианты взаимодействия с вновь назначаемыми лекарственными препаратами,

– совокупность побочных реакций для организма и т. д.

Рисунок 8. Ячейка нейросети «Показания для назначения лекарственных препаратов»

Противопоказания для назначения ЛП

Таблица 17. ЕИ ячейки нейросети «Противопоказания для назначения лекарственных препаратов»

Противопоказания для назначения лекарственных препаратов при рассмотренных заболеваниях представлены в таблице 17.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ, обеспечивающем анализ противопоказаний к назначению некоторых лекарственных препаратов.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Лист уточненных диагнозов.

2. Результаты инструментальных исследований.

3. Данные объективного осмотра.

4. Анамнез.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Ранее назначенные лекарственные препараты.

7. Базовые данные пациента.

8. Особенности развития заболевания.

В результате анализа информации по противопоказаниям для назначения лекарственных препаратов определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Противопоказания для назначения лекарственных препаратов», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 9.

Рисунок 9. Ячейка нейросети «Противопоказания для назначения ЛП»

Мониторинг состояния организма при проведении медикаментозной терапии

Рисунок 10. Ячейка нейросети «Мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза»

Многие лекарственные препараты имеют значительный спектр побочных реакций и, в результате применения, особенно длительного, способны оказывать негативное влияние на организм.

В какой-то момент побочные реакции применения подобных лекарственных препаратов перевешивают их положительный эффект и создают угрозу для жизни пациента.

Среди рассмотренных выше заболеваний наиболее выраженные и опасные побочные эффекты, обусловленные химическим составом и длительностью применения, отмечаются у лекарственных препаратов, использующихся в схемах медикаментозной терапии злокачественных новообразований, туберкулеза и ВИЧ.

Для своевременного отслеживания влияния побочных эффектов лекарственных препаратов осуществляется мониторинг состояния организма в процессе медикаментозной терапии.

В качестве примера рассмотрим мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза (см. приложение 9).

В результате анализа информации по мониторингу состояния организма на примере медикаментозной терапии туберкулеза определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза», состоящая из шести узлов нейросети, представлена на рисунке 10.

Корректировка / отмена медикаментозной терапии

Таблица 18. ЕИ ячейки нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии» (часть 1 – эффективность ЛП)

Таблица 18. ЕИ ячейки нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии» (часть 2 – неэффективность ЛП)

Корректировка и/или отмена медикаментозной терапии осуществляется в случаях:

1. Неэффективности выбранных для медикаментозной терапии лекарственных препаратов. В этом случае:

– медикаментозная терапия может быть скорректирована ранее назначенными лекарственными препаратами – например, изменением их дозировки;

– медикаментозная терапия может быть скорректирована добавлением новых лекарственных препаратов к ранее назначенным;

– медикаментозная терапия может быть скорректирована отменой ранее назначенных лекарственных препаратов и заменой их новыми;

– медикаментозная терапия может быть отменена в случае признания заболевания неизлечимым.

2. Эффективности выбранных для медикаментозной терапии лекарственных препаратов. В этом случае:

– медикаментозная терапия может быть продлена на длительный срок – например, для лечения хронических заболеваний;

– медикаментозная терапия может быть отменена – в случае достижения цели лечения при острых заболеваниях.

Некоторые единицы информации, использующиеся для оценки эффективности назначенной медикаментозной терапии при рассмотренных заболеваниях, представлены в таблице 18.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ, обеспечивающем анализ эффективности медикаментозной терапии при данных заболеваниях.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Данные объективного осмотра.

2. Результаты лабораторных исследований.

3. Результаты инструментальных исследований.

4. Жалобы.

5. Особенности развития заболевания.

Не выделены единицы информации в графе «ЧМТ», так как медикаментозная терапия не является основным видом лечения при данной патологии.

В результате анализа информации по оценке эффективности медикаментозной терапии при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии», состоящая из пяти узлов нейросети, представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Ячейка нейросети «Оценка эффективности МТ»

2. Хирургическое лечение

Для формирования алгоритма ИИ по назначению хирургического лечения следует учитывать:

– показания к назначению хирургического лечения;

– противопоказания к назначению хирургического лечения;

– варианты хирургического лечения.

Показания к назначению хирургического лечения

Таблица 19. ЕИ ячейки нейросети «Показания к назначению хирургического лечения»

Некоторые показания к назначению хирургического лечения при выбранных заболеваниях представлены в таблице 19.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по назначению хирургического лечения.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные ЕИ:

1. Результаты инструментальных исследований.

2. Особенности развития заболевания.

3. Лист уточненных диагнозов.

4. Ранее назначенные лекарственные препараты.

В результате анализа информации по показаниям к хирургическому лечению при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания к назначению хирургического лечения», состоящая из 4 узлов нейросети, представлена на рисунке 12.

Рисунок 12. Ячейка нейросети «Показания к назначению хирургического лечения»

Противопоказания к назначению хирургического лечения

Таблица 20. ЕИ ячейки нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения»

Противопоказания к назначению хирургического лечения при выбранных заболеваниях представлены в таблице 20.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по определению противопоказаний к назначению хирургического лечения.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Особенности развития заболевания.

2. Лист уточненных диагнозов.

3. Результаты лабораторных исследований.

4. Результаты инструментальных исследований.

5. Анамнез.

В результате анализа информации по противопоказаниям к хирургическому лечению при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения», состоящая из пяти узлов нейросети, представлена на рисунке 13.

Рисунок 13. Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения»

Варианты хирургического лечения

Таблица 21. Варианты хирургического лечения

Некоторые варианты хирургического лечения при выбранных заболеваниях представлены в таблице 21.

Знак + означает, что данный вариант может использоваться в алгоритме ИИ по выбору хирургического лечения при данном заболевании.

3. Лучевая терапия

Лучевая терапия (ЛТ) является одним из методов лечения злокачественных новообразований и может быть применена как в самостоятельном варианте, так и в качестве компонента комбинированного и комплексного лечения.

Для формирования алгоритма ИИ по назначению лучевой терапии следует учитывать:

– показания к назначению лучевой терапии;

– противопоказания к назначению лучевой терапии;

– варианты лучевой терапии.

В качестве примера рассмотрим лучевую терапию при раке предстательной железы.

Показания к назначению лучевой терапии при РПЖ

Показаниями к назначению лучевой терапии при раке предстательной железы являются:

для дистанционной лучевой терапии:

– локализованный РПЖ (T1 – T2, N0, M0);

– местнораспространенный РПЖ (T3 – T4, N0, M0), в сочетании с гормональной терапией;

для низкомощностной брахитерапии:

– уровень ПСА 10 нг/мл;

– сумма баллов по Глисону 6 (3+3) либо 7 (3+4) менее 33% биоптатов;

– клинически T1c – T2a, N0, M0;

– объем предстательной железы ≤ 50 см³;

для высокомощностной брахитерапии:

– уровень ПСА без верхней границы, но без наличия метастазов;

– сумма баллов по Глисону до 10;

– клинически T1 – T3, N0, M0;

– объем предстательной железы ≤ 50 см³ (больший объем не является противопоказанием).

В результате анализа информации по показаниям к лучевой терапии при раке предстательной железы определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания к назначению лучевой терапии при РПЖ», состоящая из четырех узлов нейросети, представлена на рисунке 14.

Рисунок 14. Ячейка нейросети «Показания к назначению лучевой терапии при РПЖ»

Противопоказания к назначению лучевой терапии при РПЖ

Рисунок 15. Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению лучевой терапии при РПЖ»

Противопоказаниями к назначению лучевой терапии при раке предстательной железы являются:

для дистанционной лучевой терапии:

– наличие сопутствующих инфекционно-воспалительных заболеваний мочеполовой системы, кишечника, свищей;

– предшествующее облучение области малого таза;

– постоянный уретральный катетер;

– инфравезикальная обструкция;

– микроцистис;

– сопутствующие соматические заболевания в стадии декомпенсации;

– психические расстройства;

– кахексия.

для низкомощностной брахитерапии:

– наличие метастазов;

– ожидаемая продолжительность жизни пациента менее 5 лет;

– наличие простатита;

– большой размер предстательной железы;

– заболевания прямой кишки (язвенный колит, проктит и т.д.);

– возраст пациента;

– выраженные дизурические явления – высокий балл по шкале IPSS (см. приложение 10), наличие большого количества остаточной мочи.

для высокомощностной брахитерапии:

– наличие метастазов;

– невозможность проведения анестезии, нахождении в положении лежа;

– наличие прямокишечной фистулы;

– трансуретральная резекция (ТУР) предстательной железы в анамнезе (проведение брахитерапии не ранее 6 месяцев после ТУР);

– уродинамические показания (кроме выраженных симптомов обструкции. IPSS> 20, Qmax <10 мл/сек).

В результате анализа информации по противопоказаниям к лучевой терапии при раке предстательной железы определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению лучевой терапии при РПЖ», состоящая из шести узлов нейросети, представлена на рисунке 15.

Помимо рассмотренных ранее узлов нейросети, в состав данной ячейки включен УН «Выполненное немедикаментозное лечение», единицы информации которого характеризуют оказанное пациенту любое лечение, не связанное с приемом лекарственных препаратов.

Варианты лучевой терапии

В лечении рака предстательной железы применяются различные варианты лучевой терапии:

1. Дистанционная лучевая терапия, в том числе:

– фотонная:

– стандартная (2D, конвенциальная);

– конформная (3D);

– лучевая терапия с модуляцией интенсивности;

– корпускулярная;

– протонная (высокоэнергетические протоны);

– нейтронная (быстрые нейтроны).

2. Внутритканевая лучевая терапия (брахитерапия), в том числе:

– брахитерапия с высокой мощностью дозы (высокомощностная, временная);

– брахитерапия с низкой мощностью дозы (низкомощностная, постоянная, непрерывная).

3. Сочетанная лучевая терапия: сочетание двух вариантов подведения дозы – дистанционной лучевой терапии и брахитерапии.

4. Респираторная поддержка

Респираторная поддержка является одним из основных методов лечения острой дыхательной недостаточности.

Для формирования алгоритма ИИ по назначению респираторной поддержки следует учитывать:

– показания для назначения респираторной поддержки;

– противопоказания для назначения респираторной поддержки;

– варианты респираторной поддержки.

В качестве примера рассмотрим респираторную поддержку при коронавирусной инфекции COVID-19.

Следующие физиологические показатели имеют высокую прогностическую ценность для выбора метода респираторной поддержки и оценки ее эффективности:

частота дыхания пациента (RR) – в этом показателе крайне важен точный подсчет ввиду высокой прогностической значимости и высокой вероятности недооценки реальной частоты дыхания;

SpO₂ – насыщение гемоглобина кислорода по данным пульсоксиметрии;

ROX-индекс – SpO₂/ FiO₂/RR, где FiO₂ – инспираторная фракция кислорода (доля). В этом показателе следует учитывать, что неточность расчета каждого из компонентов значимо влияют на результат оценки:

– SpO₂ для точного расчета не должна превышать 96%;

– FiO₂ может быть завышена при применении расчетных формул (чаще вне ОРИТ) в 1,2 – 2 раза;

– RR – часто занижен (см. выше).

шкала оценки работы вспомогательных дыхательных мышц по Patrick et al (см. приложение 11);

оценка уровня диспноэ по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) пациента (от 0 до 10 баллов) – пациента просят оценить дыхательный дискомфорт по 10-балльной шкале;

диффузное или очаговое поражение легких при проведении КТ или рентгенографии;

индекс PaO₂/ FiO₂ – дополнительный критерий для ОРИТ;

PETCO₂ – парциальное давление углекислого газа в конце выдоха пациента (дополнительный критерий для ОРИТ).

Показания для назначения респираторной поддержки при COVID-19

Таблица 22. ЕИ ячейки нейросети «Показания для назначения респираторной поддержки при COVID-19»

Показания для назначения различных вариантов респираторной поддержки при COVID-19 приведены в таблице 22, в которой используется следующая аббревиатура:

НОТ – низкопоточная оксигенотерапия;

ВОТ – высокопоточная оксигенотерапия;

CPAP (Constant Positive Airway Pressure) – метод респираторной поддержки посредством создания постоянного положительного давления в дыхательных путях;

НИВЛ – неинвазивная вентиляция легких;

ИВЛ – искусственная вентиляция легких.

Прон – прон-позиция.

Знак + означает, что указанная ЕИ может использоваться в алгоритме ИИ по определению показаний для респираторной поддержки.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Результаты инструментальных исследований.

2. Жалобы.

3. Выполненное немедикаментозное лечение.

4. Лист уточненных диагнозов.

Помимо аппаратных методов, к респираторной поддержке следует отнести Прон-позицию (Прон) – специальное положение пациента, которое в совокупности с другими методами респираторной поддержки повышает эффективность лечения за счет следующих механизмов:

– расправления гравитационно-зависимых ателектазов;

– улучшения вентиляционно-перфузионных соотношений;

– улучшения дренажа секрета дыхательных путей;

– более равномерного распределения вентиляции на фоне CPAP.

В результате анализа информации по показаниям для назначения респираторной поддержке при COVID-19 определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания к респираторной поддержке при COVID-19», состоящая из четырех узлов нейросети, представлена на рисунке 16.

Рисунок 16. Ячейка нейросети «Показания для назначения респираторной поддержки при COVID-19»