Способ прогнозирования заболевания

 

Изобретение относится к области медицины, биологии, гигиены, а также относится к исследованиям, регистрации и коррекции реакции биологических объектов на воздействия как внешней, так и внутренней среды организма. Способ заключается в том, что на основе стратегии последовательных приближений и с помощью программно-управляемого процесса находят оптимальный способ поведения пациента с использованием оптимального набора, например, лечебных воздействий. Предложенный способ отличается тем, что определяют совокупность А индивидуальных параметров, изучают анамнез, определяя другой набор индивидуальных параметров: совокупность Б. Далее определяют, при необходимости, дополнительные данные. Проводят согласование совокупностей А и Б. После чего строят прогнозную кривую по каждому из согласованных параметров. Формируют совокупность В. Согласовывают параметры совокупности В с совокупностями А и Б индивидуальных параметров. Совокупности А, Б и В сравнивают с совокупностью Г стандартных параметров. Рассогласования являются системным параметром, описываемым матрицей, у которой количественные характеристики при оптимальном комплексе лечебных воздействий и/или рекомендаций по поведению, например, являются минимальными. Способ обеспечивает точность прогнозирования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к медицине, биологии, гигиене, а также относится к исследованиям, регистрации и коррекции реакции биологических объектов на воздействия как внешней, так и внутренней среды организма.

Известен патент "Способ коррекции функционального состояния организма" (RU, C1, 2037154, 09.06.95, G 01 N 33/48), который включает последующую оценку физиологически значимых изменений в организме. При данном способе регистрируют уровни работоспособности, регенеративных процессов, микроциркуляции крови, гормонов в крови, состояний кроветворной, иммунной и эндокринной систем, резистентности к ионизирующей реакции клеток-предшественников в костном мозге. Однако при коррекции функционального состояния организма данным способом необходимо помещение биообъекта в зону действия внешнего индуцированного электрического поля, которое является дополнительным нежелательным внешним воздействием.

Известен патент "Способ ранней диагностики функционального состояния систем организма" (RU, C1, 2039523, 20.07.95, А 61 В 5/04), в котором осуществляется выделение RR-интервалов и осуществляют спектральный анализ его огибающей. Определяют зону пика кривых, описывающих деятельность сердечной, легочной, сосудистой и метаболической функциональных систем, не менее чем по 50 точкам и рассчитывают показатель количества информации. Данным способом могут определить нарушение регуляторных процессов в конкретной функциональной системе, но не учитывают изменение этой системы во времени, а также их зависимость от воздействия как внешних факторов, так и внутренних изменений в системах организма.

Известен патент "Способ определения адекватности реакции организма на внешнее воздействие" (RU, C1, 2043632, 10.09.95, G 01 N 33/48), в котором определяются точки перехода анаэробного порога с учетом повышения и понижения мощности работы при любой форме нагрузки в реальном масштабе времени. Однако данный способ может применяться только для практических целей в спортивной медицине, для получения более высоких достижений и для клинической медицины в целях обеспечения здорового образа жизни. Кроме того, все анализируемые данные снимаются с пациента в момент воздействия нагрузки, то есть в данный конкретный момент времени, без учета ретроспективы и проспективы.

Известен патент "Анализатор пульсовой волны и диагностический аппарат с таким анализатором" (WO, A1, 94/15526, 21.07.94, 17, А 61 В 5/0245), согласно которому анализатор определяет параметры формы пульсовой волны и на основании данных анализатора диагностическое устройство классифицирует заболевание. Данное изобретение позволяет осуществлять диагностирование тем же способом, что и опытный врач, однако не позволяет учитывать в заболевании конкретного пациента проспективные характеристики развивающегося заболевания.

Из общего уровня техники известны пакеты многовариантной, в том числе статистической обработки данных, с помощью которых достигается формализация решения медицинских задач, включающая операции с расчетными величинами параметров организма, используемых для коррекции состояний организма в различных предметных областях медицины, биологии, эпидемиологии. Однако они опираются в основном на анализ усредненных статистических значений и контроль выхода значения признака за референтные границы нормы, что определяется как рассогласование признака с нормой. Но подобные результаты мало информативны при их использовании относительно конкретного пациента. Они опираются на данные ретроспективного статистического анализа и не учитывают тот факт, что изучаемый параметр у одних лиц повышает значение признака, а у других - понижает при состоянии здоровья пациента, которое может характеризоваться как норма. Одновременно референтные значения параметров, которые характеризуются как норма, размыты и недостаточно четко определены, что при осуществлении формализации вносит дополнительные погрешности. Кроме того, эти методы не позволяют перейти от анализа ретроспективного к анализу проспективному.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится "Способ экспериментального определения параметров" (DE, A1, 4232141, 31.03.94, G 01 N 37/00), по которому с помощью программно-управляемой стратегии проб и ошибок, исходя из случайных величин отдельных параметров, производят подбор пробных групп величин параметров, следующих после эволюционного алгоритма. Способ позволяет получить данные для оптимальных условий процесса, однако он не позволяет перейти от рекомендаций врача, основанных на ретроспективных данных, полученных на основе ретроспективного анализа заболевания, к рекомендациям врача, включающим проспективные данные, которые строятся на основе проспективного анализа заболевания и/или состояния здоровья пациента.

В настоящее время существует потребность осуществлять многомерный анализ совокупностей параметров, характеризующих состояние биообъекта, например человеческого организма, применяемых для различных методов диагностирования, прогнозирования развития как заболеваний, так и развития здорового организма человека. Также необходимо осуществлять наиболее оптимальное лечение, при котором потери времени, получение нежелательного результата и риски для пациентов будут наименьшими. Для многомерного анализа требуется предоставить врачу и обеспечить ему удобную обработку таких данных, которые можно применять в качестве исходных для принятия решения. Исходные данные должны позволять врачу вырабатывать и осуществить оптимальный для пациента набор рекомендаций, основанных на полном, как ретроспективном, так и проспективном анализе. Поскольку ретроспективные методы исследования предназначены для реконструкции течения болезни в основном по данным анамнеза и усредненным статистическим данным, такие методы дают наибольшую погрешность по сравнению с проспективными, учитывающими индивидуальность пациента. Различный уровень погрешностей появляется в результате того, что для различных больных переход из одной стадии заболевания в другую при разных формах болезни происходит индивидуально и неравномерно и, кроме того, выпадают из поля зрения врача больные с наиболее тяжелыми формами болезни, в том числе при сочетании различных заболеваний. Следовательно, ретроспективные методы можно применять только для совокупности случаев и до получения проспективных данных. Предложенный метод обеспечивает прогнозирование, диагностирование и схемы лечения по оптимальным вариантам и, подчас, обеспечивает надежность рекомендаций, превышающую возможности среднего врача специалиста, то есть способствует формированию компетентных и оптимальных решений, которые недоступны при современном уровне лечения Следовательно, требуется перейти от врачебных рекомендаций, использующих только текущие и ретроспективные данные (основывающиеся на анализе анамнеза, то есть на реконструкции течения болезни), к рекомендациям, использующим и проспективные данные, которые основываются на проспективном анализе данных конкретного пациента, позволяющем сделать оптимальную диагностику, прогноз и в результате назначить для данного пациента лечение, оптимальное в конкретный момент времени и в данных условиях.

Поставленная задача решается способом оптимизации прогнозирования, диагностики и лечения, заключающемся в том, что на основе стратегии последовательных приближений с помощью программно-управляемого процесса, зависящего от множества параметров, находят оптимальный способ поведения пациента с использованием оптимального набора, например, лечебных воздействий. Предложенный способ отличается тем, что определяют совокупность А индивидуальных параметров, которая формируется из характеристик пациента в момент обращения его к врачу на основе данных клинического и лабораторно-инструментального обследования, изучают анамнез, определяя другой набор индивидуальных параметров: совокупность Б, составленную из характеристик пациента и определенных на основе известных в прошлом заболеваний и условий жизни. Далее определяют, при необходимости, дополнительные данные, недостающие для сопоставления совокупностей А и Б индивидуальных параметров, определяют возможность получения дополнительных параметров (например, результатов анализов) и проводят согласование совокупностей А и Б. После чего строят прогнозную кривую по каждому из согласованных параметров, полученных на основе прогнозного анализа для определенной совокупности текущих параметров (то есть для текущего цикла расчетов), и формируют совокупность В. Согласовывают параметры совокупности В с совокупностями А и Б индивидуальных параметров. Совокупности А, Б и В сравнивают с совокупностью Г стандартных параметров для популяции, получают предварительную величину рассогласования, определяемую до начала лечебного воздействия и проанализированную на необходимость врачебного вмешательства, при этом определение оптимального комплекса лечебного воздействия ведется с помощью сравнения величин рассогласования по отдельным совокупностям индивидуальных показателей, смоделированных на основе прогнозных кривых после последовательного определения изменений характеристик пациента после применения i-го комплекса лечебного воздействия, а величина рассогласования является системным параметром, описываемым матрицей, у которой количественные характеристики при оптимальном комплексе лечебных воздействий и/или рекомендаций по поведению, например, являются минимальными. При этом совокупности показателей состоят из интегральных характеристик пациента и являются индивидуальными показателями, позволяющими дополнять ее по недостающим характеристикам из известных параметров в любом их сочетании. В частном случае начальные характеристики системы параметров сравнивают с конечными i-ми характеристиками соответствующей совокупности показателей и при отсутствии сравниваемых показателей делают вывод, какую характеристику надо добавить в совокупность показателей А, Б или В, после чего делают вывод о соблюдении требования сравнимости при определении оптимального набора лечебных воздействий. Вывод делают с учетом выполнения рекомендаций по правильному поведению пациента.

Предложенный способ позволяет предоставить исходные данные для выработки рекомендаций врача на основе анализа анамнеза, текущих данных и прогнозных оценок ожидаемого состояния пациента на момент его обращения к врачу. Позволяет предотвратить развитие или смягчить проявление патологических состояний. Позволяет провести корреляционный анализ для функциональной диагностики, проанализировать и воздействовать в положительную сторону на характеристики организма для назначения оптимального приема лекарственных средств.

На чертеже изображены следующие результаты эксперимента: фиг. 1 - нормированные вероятности обострения язвенной болезни желудка пациента ПА на ближайшие месяцы; фиг. 2 - нормированные вероятности обострения ишемической болезни сердца пациента ПА на ближайшие месяцы; фиг.3 - нормированные вероятности обострения гипертонической болезни пациента ПА на ближайшие месяцы; фиг. 4 - нормированные вероятности обострения язвенной болезни желудка пациента ПБ на ближайшие месяцы; фиг.5 - нормированные вероятности обострения хронического гастрита с атрофией слизистой оболочки желудка пациента ПБ на ближайшие месяцы; фиг. 6 - нормированные вероятности обострения B₁₂-дефицитной анемии пациента ПБ на ближайшие месяцы.

Для осуществления оптимизации прогнозирования, диагностики и лечения биологических организмов осуществляется построение прогностических видов зависимостей нормированных вероятностей обострения заболеваний, например, у пациента с известным анамнезом. Эти зависимости строятся на ближайшее время, начиная от даты рождения пациента. При этом на горизонтальной оси в ее начальной точке располагается дата рождения, как, например, на фиг.1 - первое сентября Далее по горизонтальной оси в днях откладывается время, а цифрами указываются порядковые номера месяцев, каждому из которых соответствует две масштабные клетки на чертеже. Очевидно, что вид прогностической зависимости можно продолжить более чем на год.

Пример 1.

Из вида зависимости фиг.1 следует, что обратившийся к врачу 25 мая (D) пациент ПА имеет наибольшую для себя вероятность (РК) обострения язвенной болезни желудка, что и подтвердилось фиброгастродуоденоскопией (ФГДС), как это поясняется примером 1. При этом слева от даты (D) обращения вид зависимости показывает реконструированную характеристику (1) - анамнез, а справа - проспективную характеристику (2) состояния пациента ПА относительно язвенной болезни желудка на ближайшее время, если не предпринимать лечебных воздействий (плацебо).

К врачу обратился больной ПА: пол - М, дата рождения - 01.09.40 г.

Осмотрен 25 мая 1997г. в связи с жалобами, по данным осмотра сформирована совокупность данных "А", которая состоит из следующих индивидуальных параметров: 1. боли в животе; голодные, купирующиеся приемом пищи; возникающие через 20 минут после еды; ночные боли - индивидуальный параметр А.1; 2. послабление стула до 2-3 раз в сутки - А.2;
3. давящие боли в прекардиальной области; возникающие после физической или психоэмоциональной нагрузки, купирующиеся приемом нитроглицерина - А.3;
4. головные боли в затылочной области, пульсирующие - А.4;
5. фиброгастродуоденоскопия (ФГДС): язва нижней трети тела желудка 0,7•0,5 см², средней глубины, под фибрином, на фоне хронического гастрита с атрофией слизистой оболочки - А.5;
6. артериальное давление 170/95 мм рт.ст. - А.6;
7. электрокардиограмма: ритм синусовый, 92 удара в минуту, политопные экстрасистолы, признаки гипоксии в области передней стенки левого желудочка и межжелудочковой перегородки - А.7.

На основе изучения анамнеза сформирована совокупность данных "Б", которая состоит из следующих индивидуальных параметров пациента ПА:
1. страдает язвенной болезнью желудка с 1985 года - индивидуальный параметр - Б.1;
2. ишемической болезнью сердца с 1990 года - Б.2;
3. гипертонической болезнью с 1987 года - Б.3;
4. последнее ухудшение состояния с 22 мая 1997 года, когда появились боли в животе, а несколькими днями ранее - головные пульсирующие боли в области затылка - Б.4.

Совокупности индивидуальных параметров "А" и "Б" в рассматриваемом случае непротиворечиво согласуются между собой, так как индивидуальный параметр Б.1 покрывают множество данных: А.1, А.2 и А.5 совокупности А; данные Б. 2 обобщают данные А.3 и А.7; и, наконец, данные Б.3 покрывают множество данных: А. 4 и А.6. Исходя из этого переходят непосредственно к построению прогнозных кривых (2) обострения язвенной болезни желудка (фиг.1), ишемической болезни сердца (фиг.2) и гипертонической болезни (фиг.3) на ближайшее время.

Как видно из графиков (фиг.1-3), в мае текущего года для пациента ПА, на дату D посещения врача, прогнозная вероятность P4(j) обострения всех трех заболеваний пациента ПА является наибольшей. Каждому численному значению, совпадающему с порядковым номером заболевания в перечислении совокупности "Б", присваивают индекс, например: 1, 2, 3 и так далее, где индекс относится к конкретному заболеванию. Полученная из прогностических кривых (2) совокупность "В": Р4(1), Р4(2) и Р4(3) полностью согласуется как с совокупностями "А" и "Б", так и со стандартными параметрами для популяции, которые образуют совокупность "Г" стандартных параметров для популяции.

Предварительная величина рассогласования, обусловленная наличием болей, послаблением стула пациента ПА и ишемией миокарда, а также наличием повышенного кровяного давления, подтверждена эндоскопически (ФГДС) и электрокардиографически (ЭКГ). Рассогласование с совокупностью "Г" может быть устранено комплексом следующих лечебных воздействий:
1. режим;
2. диета;
3. гастроцепин по 2 таблетки 2 раза в день;
4. сустак-форте по 1 таблетке 4 раза в день;
5. атенолол по 1 табл. 50 мГ 1 раз в день.

По гастроцепину возможно рассогласование, для исключения такой возможности назначают ультразвуковое исследование (УЗИ) предстательной железы на предмет наличия ее аденомы.

На основе данных УЗИ определена аденома предстательной железы второй степени (то есть зафиксировано рассогласование с гастроцепином), поэтому гастроцепин заменяется на сукральфат по 1,0 4 раза в день.

В результате выполнения рекомендованного комплекса лечебных воздействий ожидается:
1. А.1 (боли в животе) исчезнут не позже, чем через 4 дня;
2. А.2 (частота стула) должна нормализоваться к 3-4 дню;
3. A.3 (боли в прекардиальной области) должны купироваться в первые сутки;
4. A.4 (боли в затылочной области) должны купироваться не позднее вторых суток);
5. А.5 существенное уменьшение площади язвы - через две недели;
6. A.6 снижение артериального давления до референтных величин - на вторые сутки;
7. А.7 исчезновение ишемии миокарда и исчезновение экстрасистол, восстановление нормосистолии - к концу первых суток.

8. случае невыполнения прогноза по любой составляющей совокупности А необходимо дальнейшее согласование лечебного воздействия, включая коррекцию схемы лечения.

Пример 2.

Из вида зависимостей фиг.4-6 следует, что обратившаяся к врачу 25 мая (D) пациентка ПБ имеет наибольшую для себя вероятность (РК) обострения язвенной болезни желудка, хронического гастрита с атрофией слизистой оболочки желудка, В₁₂-дефицитной анемии, что описано примером 2. При этом слева от даты обращения (D) вид зависимости показывает реконструированную характеристику (3), а справа - проспективную характеристику (4) состояния пациентки ПБ относительно указанных обострений на ближайшее время, если не предпринимать лечебных воздействий (плацебо).

К врачу обратилась пациентка ПБ: пол - женский, дата рождения: 16 марта 1960 г.

Осмотрена 25 мая в связи с жалобами, по данным осмотра сформирована совокупность данных "А", которая состоит из следующих индивидуальных параметров:
1. боли в животе; натощак, перед едой, купирующиеся приемом пищи; появляющиеся вновь через 40 минут после еды; ночные боли - индивидуальный параметр А.1;
2. общая слабость - А.2;
3. сердцебиение - А.3;
4. одышка - А.4;
5. мелькание "мошек" перед глазами - А.5.

6. кожа сухая, бледная, с желтушным оттенком - А.6;
7. волосы ломкие, склеры субиктеричные - А.7;
8. пульс ритмичный, 94 удара в минуту - А.8;
9. тоны сердца приглушенные, первый тон над верхушкой ослаблен, дующие систолические шумы над всеми точками выслушивания - А.9;
10. фиброгастродуоденоскопия (ФГДС): язва угла желудка 0,7•0,6 см² средней глубины под фибрином, слизистая повсеместно истончена, сосудистый рисунок выражен - А.10;
11. анализ периферической крови: гемоглобин - 95 г/л, эритроциты 3,2•10^-121/л, цветовой показатель - 1,15 - А.11.

На основе изучения анамнеза сформирована совокупность данных "Б", которая состоит из следующих индивидуальных параметров пациентки ПБ:
1. страдает язвенной болезнью желудка 5 лет - Б.1;
2. хронический гастрит - 20 лет - Б.2.

Совокупности индивидуальных параметров "А" и "Б" не согласуются по А.3, А. 4, А.5, А.6, А.7, А.8, А.9 и А.11 индивидуальным параметрам совокупности "А", поэтому назначены дополнительно проведение общеклинического анализа мочи и консультация гинеколога:
1. моча - без особенностей - А.12;
2. гинеколог - практически здорова - А.13.

Рассогласование "А" и "Б" не устранено, поэтому назначается дополнительная фиброгастродуоденоскопия (ФГДС) с биопсией слизистой тела желудка.

В результате ФГДС установлено наличие выраженного хронического атрофического гастрита с кишечной метаплазией.

В результате диагностируется B₁₂-дефицитная анемия.

По согласованным совокупностям данных "А" и "Б" строят прогнозные кривые (4) нормированных вероятностей обострения язвенной болезни желудка (фиг.4), хронического гастрита с атрофией слизистой оболочки (фиг.5) и B₁₂-дефицитной анемии (фиг.6) на ближайшие месяцы.

Данный способ возможно использовать во всех случаях, когда требуется оптимизация прогнозирования, диагностики и лечения любого биологического объекта, а также в тех случаях, когда объем факторов настолько велик, что не представляется возможным охарактеризовать процесс его какой-то конкретной математической формулой. То есть предложенный метод формализации возможно применять и в сложных системах, описываемых многофакторными показателями.

Формула изобретения

1. Способ прогнозирования заболевания на основе программно-управляемого процесса, отличающийся тем, что определяют индивидуальные параметры, совокупность А, сформированные из характеристик в момент обращения пациента к врачу на основе клинического и лабораторно инструментального обследования, затем определяют совокупность Б на основе имеющегося анализа пациента, после чего определяют недостающие для согласования параметры из совокупности А и Б, определяют возможность получения дополнительных параметров, проводят согласование совокупностей А и Б, строят прогнозную кривую по каждому из согласованных параметров, формируют совокупность В с совокупностями А и Б индивидуальных параметров и сравнивают с совокупностью Г стандартных параметров для популяции и получают предварительную величину рассогласования, при этом строят совокупность прогнозных кривых индивидуальных параметров и прогнозирование осуществляют по оптимально-прогнозной кривой, характеризующейся величиной рассогласования, которая является системным параметром, описываемым матрицей с минимальными количественными характеристиками, и дальнейшее прогнозирование осуществляют с учетом лечебного воздействия на основе построения i-й совокупности прогнозных кривых, характеризующих последовательное изменение совокупности параметров А, Б и В в процессе протекания заболевания.

2. Способ п.1, отличающийся тем, что при необходимости в каждый индивидуальный параметр А, Б или В добавляют характеристику, которая обеспечивает сравнимость параметров по данным совокупностям.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6