Алгоритмизация дифференциальной диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи на основе оптимизированного набора диагностических критериев

На правах рукописи

БУТ Людмила Владимировна

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ

ЛИМФАДЕНОПАТИЙ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ И ШЕИ

НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗИРОВАННОГО НАБОРА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ

Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление

и обработка информации (медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Воронеж – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Росздрава).

Научный руководитель: Заслуженный врач РФ,

доктор медицинских наук, профессор

Коротких Николай Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Кузнецов Сергей Иванович

доктор медицинских наук

Сущенко Андрей Валерьевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» Федерального агентства по образованию.

Защита состоится 25 апреля 2008 г. в ____ часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д. 208.009.09 Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко по адресу: 394000, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко.

Автореферат разослан « » марта 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Бурлачук В.Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последние 20-25 лет распространенность лимфаденопатий различной этиологии вследствие неблагоприятных экологических факторов и лимфотропных инфекций увеличилась в десятки раз. Туберкулез периферических лимфатических узлов, представляющий один из видов, в структуре заболеваемости внелегочным туберкулезом перешел с последнего на первое место, а его удельный вес возрос с 8 до 50 % (Каржавина Г.Л. и др., 2005).

Организация дифференцированного подхода к выявлению внелегочного туберкулеза невозможна без изучения его возрастно-половых особенностей, так как во многих регионах изменился возрастной состав заболевших (Белиловский Е.М., Борисов С.Е., 2000; Белобородова Н.Г, 2003), а роль половых различий в общем комплексе борьбы с туберкулезом вообще слабо изучена (Rosha M., Pereira S., 1997).

Собственный опыт и литературные данные свидетельствуют, что 75-85 % больных онкологическими заболеваниями слизистой оболочки полости рта и челюстей поступают в стационар с поздними стадиями заболевания (Воробьев Ю.И., 1996). Сравнительно «спокойное» течение ранних стадий и отсутствие онкологической настороженности врачей – основные причины такого положения вещей.

Неуклонный рост числа онкологических больных, значительное количество впервые выявленных запущенных случаев неопластического процесса с неудовлетворительными результатами лечения подчеркивают чрезвычайную важность ранней диагностики опухолевых заболеваний (Иванов В.Г., 2002; Давыдов М.И, 2002; Kruslin B. et al., 2001). Ее трудности при новообразованиях челюстно-лицевой области и шеи нередко определяются объективными причинами, связанными с локализацией патологического процесса (Гостищев В.К., 2001; Whitcomb D.C., 2004). Причинами же поздней диагностики опухолей мягких тканей, и в первую очередь новообразований кожи и слизистой оболочки полости рта, зачастую являются диагностические ошибки, совершаемые на различных этапах медицинской помощи (Жуков А.О., 1998; Летягин В.П., 2000; Schwarze H.P. et al., 2000).

Злокачественные опухоли отличаются полиморфизмом клинических проявлений (Нейштадт Э.Л. и соавт., 2003; Shacter E. et al., 2002). Так неопластический процесс иногда может приниматься за неспецифическое острое или хроническое гнойное воспаление, определяя ошибочную лечебную тактику (Пароконная А.А., 1998; Федоров В.Д., 2007; Taniguchi S. et al., 1992). В результате истинная опухолевая природа заболевания выявляется поздно, когда возможности адекватного лечения уже резко ограничены (Васютков В.Я. и соавт., 1993; Sabin S.R. et al., 2004; Martin J.M. et al., 2005).

Помимо возможного клинического сходства ряда онкологических и воспалительных хирургических стоматологических заболеваний описаны многочисленные случаи малигнизации в зоне хронического воспалительного процесса (Лыс П.В. и соавт., 1980; Ибрагимов Н.А., 1987; Kowal-Vern A. et al., 2005).

Решение обсуждаемой проблемы нередко осложняется тем, что она находится на стыке нескольких медицинских специальностей: стоматологии, онкологии, фтизиатрии и т.д. Анализ доступных публикаций показал, что сведения по данной теме достаточно разрозненны, значительно чаще встречается узкоспециализированный подход к проблеме. На наш взгляд, комплексная оценка ситуации, создание диагностического алгоритма для пациентов с онкологическими заболеваниями, лимфаденопатиями туберкулезной этиологии, протекающими под видом гнойной хирургической инфекции, анализ диагностической значимости характеристик больных, формирование информационной базы данных, несомненно, будут иметь не только важное практическое, но и научное значение.

Таким образом, актуальность предлагаемой диссертации определяется необходимостью анализа диагностической значимости факторов риска, разработки алгоритмов дифференциальной диагностики и выбора тактики ведения больных с лимфаденопатиями челюстно-лицевой области и шеи.

Работа является фрагментом комплексной темы, выполняемой на стоматологическом факультете Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко «Современные технологии диагностики, лечения, профилактики заболеваний челюстно-лицевой области и полости рта».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей дифференциальной диагностики лимфаденопатии челюстно-лицевой области и шеи и алгоритма выбора рациональной тактики ведения больных с учетом преемственности действий между стоматологической поликлиникой и стационаром.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

провести анализ особенностей развития и диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи различной этиологии;

разработать алгоритмы обследования больных с лимфаденопатиями, сформировать информационную базу и предложить методы формализации факторов риска;

дать сравнительную характеристику больных с лимфаденопатией в зависимости от этиологических особенностей, оценить диагностическую значимость исследуемых показателей;

построить алгоритм дифференциальной диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи;

формализовать процедуру выбора рациональной тактики ведения стоматологических больных хирургического профиля с учетом результатов компьютерной диагностики;

разработать систему интеллектуальной поддержки деятельности врача-стоматолога, провести клиническую апробацию, оценить эффективность использования предложенных алгоритмов и моделей.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: клинические, лабораторные, рентгенологические методы, методы системного анализа, теории управления в медицинских системах, математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

методика обследования больных с лимфаденопатией челюстно-лицевой области и шеи, позволившая получить сравнительную характеристику пациентов в зависимости от этиологических особенностей заболевания, с учетом совокупности анамнестических, клинических и лабораторных показателей;

процедура оценки диагностической значимости характеристик больных, отличающаяся использованием интегральных оценок, основанных на ранжировании сравниваемых групп по величине t-статистики и числу достоверных различий;

модель дифференциальной диагностики лимфаденопатий, основанная на процедурах кластерного анализа, обеспечивающая идентификацию состояния вновь поступивших объектов;

алгоритм выбора тактики ведения больных с лимфадентопатиями, основанный на результатах диагностического моделирования, обеспечивающий преемственность действий между стоматологической поликлиникой и стационаром.

Практическая значимость и результаты внедрения. В результате проведенного исследования разработан и внедрен в клиническую практику биометрический паспорт больных с лимфаденопатиями, включающий регистрацию возраста больного, места проживания, социального положения, жалоб местного и общего характера, функциональных нарушений, анамнеза заболевания и жизни, перенесенных и сопутствующих заболеваний, данных внешнего осмотра, рентгенологического и лабораторного обследования.

Сформирована информационная база, позволившая дать сравнительную характеристику больных с лимфаденопатией в зависимости от этиологических особенностей и оценить диагностическую значимость исследуемых показателей.

Предложена модель дифференциальной диагностики лимфаденопатий, позволяющая на ранней стадии обследования с высокой достоверностью выявить этиологию заболевания и принять рациональное решение относительно дальнейшей тактики ведения больного.

Основные результаты диссертационной работы внедрены клиническую практику стоматологической поликлиники ЮВЖД г. Воронежа, а также в учебный процесс кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: итоговой конференции института стоматологии ВГМА им. Н.Н.Бурденко по результатам работы за период 2004-2006 г.г. (Воронеж, 2006); XII Международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов (Санкт-Петербург, 2007); Международной научно-практической конференции «Современное состояние и решение проблем обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях» (Воронеж, 2007); IХ Ежегодном научном форуме «Стоматология- 2007» (круглый стол), посвященном 45-летию ЦНИИС (Москва, 2007); научно-методических семинарах кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко (2005-2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: в [4-6] проведен анализ возможности использования новых информационных технологий для решения задач диагностики и прогнозирования стоматологических заболеваний; в [2,3] исследована диагностическая и прогностическая значимость характеристик стоматологических заболеваний хирургического профиля; в [7-9] предложены подходы к совершенствованию методов диагностики стоматологических заболеваний на основе использования классификационного моделирования; в [1,10-11] предложены алгоритмы классификационно-прогностического моделирования для рационализация диагностики и лечения стоматологических заболеваний.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 154 наименований. Изложена на 138 страницах, содержит 9 рисунков, 20 таблиц, 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель и задачи работы, методы решения сформулированных задач, отмечены основные результаты исследования, выносимые на защиту; определена их научная новизна и практическая значимость; приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.

Первая глава посвящена анализу путей повышения эффективности дифференциальной диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи. Приводится детальная классификация лимфаденитов, рассматриваются этиопатогенетические особенности развития заболевания, отдельно выделяются лимфадениты, обусловленные онкологическими заболеваниями челюстно-лицевой области и шеи, а также туберкулезной этиологией.

Рассматриваются особенности диагностики лимфаденитов, применяемые подходы и пути их совершенствования. Показано, что с учетом постоянно увеличивающегося числа больных с воспалительными, онкологическими и специфическими заболеваниями челюстно-лицевой области и шеи и их осложнениями, ведущее место среди которых занимают лимфаденопатии, на сегодняшний день возникла необходимость разработки комплексной программы дифференциальной диагностики лимфаденитов на основе интеграции инновационных методов обследования и новых информационных технологий, обеспечивающих поддержку процессов сбора и регистрации клинико-лабораторных показателей, дифференциальной диагностики и выдачи рекомендаций.

Анализируется возможность использования системного анализа и методов моделирования для повышения эффективности диагностики лимфаденопатий и рационализации их лечения.

Показано, что одной из основных задач, решаемых системами интеллектуальной поддержки деятельности врача, является задача дифференциальной диагностики заболеваний со схожей симптоматикой, так как от правильно поставленного диагноза зависит своевременность и эффективность дальнейшей терапии. Рассматриваются алгоритмы, которые могут быть использованы в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии для решения задачи дифференциальной диагностики, в частности – вероятностные, основанные на использовании фор­мулы Байеса, последовательного статистического анализа по Вальду, кластерного анализа, «деревьев решений», нейросетевого моделирования.

Отмечено, что, несмотря на то, что вопросы вычислительной диагностики различных за­болеваний изучены достаточно хорошо, нет однозначных рекомендаций, какой алгоритм построения диагностических процедур рациональнее использовать в конкретном случае. В связи с чем, при формировании новых диагностических правил целесообразно провести построение моделей различных типов, сравнить их адекватность и выбрать наиболее приемлемый вариант.

На основании проведенного анализа определяются цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты анализа клинических параметров больных с лимфаденопатиями и оценки их диагностической значимости.

Предложены алгоритмы обследования больных, включающие регистрацию возраста больного, места проживания, социального положения, жалоб местного и общего характера, функциональных нарушений, анамнеза заболевания и жизни, перенесенных и сопутствующих заболеваний, данных внешнего осмотра, рентгенологического и лабораторного обследования. На основе разработанной схемы проведено обследование 160 стоматологических больных, среди которых выделено 4 группы: 1) больные, у которых причиной развития лимфаденита явились одонтогенные воспалительные процессы; 2) больные с метастазами в лимфоузлы шеи; 3) больные с лимфаденитами челюстно-лицевой области и шеи туберкулезной этиологии; 4) больные, у которых лимфаденит не развился (контрольная группа).

Детально представлена клиническая характеристика обследованных больных, в частности, показано, что наибольшее число обследованных было в возрасте от 40 до 75 лет, т.е. лица зрелого возраста (табл. 1). Отсутствие жалоб отмечено у 12,5 %; постоянная ноющая боль в зубе, усиливающаяся при пальпации – у 11,9 %; постоянная ноющая боль в зубе, усиливающаяся при накусывании – 13,1 %; боль при движениях языка – у 12,5 %; боль и припухлость в одной анатомической области – у 21,3 %; наличие увеличенного лимфатического узла, безболезненного при пальпации – у 24,4 %; наличие увеличенного лимфатического узла резко болезненного при пальпации – у 10,0 % больных.

Среди всех встреченных функциональных нарушений (113 случаев) выделено: затруднение открывания рта – 17,5 %; глотания – 23,1 %; жевания и речи – 30,0 %; отсутствие функциональных нарушений – 53,1 % случаев.

Таблица 1

Распределение обследованных больных в зависимости от возраста

Возраст (лет)	Все больные (n = 160)		Лимфадениты				Метастазы в лимфоузлы шеи (n = 40)		Лимфаденит не развился (n = 40)
			Одонтогенного происхождения (n = 40)		Туберкулезной этиологии (n = 40)
	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
до 20	10	6,3	4	10,0	0	0	0	0	6	15,0
21-29	20	12,5	9	22,5	4	10,0	0	0	7	17,5
30-39	28	17,5	11	27,5	9	22,5	0	0	8	20,0
40-49	31	19,4	7	17,5	9	22,5	8	20,0	7	17,5
50-59	32	19,9	5	12,5	11	27,5	11	27,5	5	12,5
60 и более	39	24,4	4	10,0	7	17,5	21	52,5	7	17,5

При этом показано, что у больных с онкологическими заболеваниями в области головы и шеи при развитии регионарного лимфаденита чаще наблюдалось затруднение жевания и речи – (82,5 %), глотания – (22,5 %) случаев. Наличие увеличенных лимфатических узлов у лиц с туберкулезом различной локализации, в большинстве случаев, характеризовалось отсутствием функциональных нарушений – (85,0 %).

Жалобы общего характера характеризовались головной болью (33,1 %); ознобом – (25,6 %); недомоганием – (68,1 %); потерей сна – (38,1 %) и аппетита – (36,3 %). Повышение артериального давления имело место в 3,1 % наблюдений; диспептические расстройства отмечены в 1,9 %. Температура тела до 37,0°С наблюдалась у 41,2 %; до 37,5°С – у 23,1 %; до 38,0°С – у 10,6 %; до 38,5°С – у 1,3 %. При этом регионарный лимфаденит одонтогенного происхождения наиболее часто сопровождался температурой тела до 37,0°С (40,0 %). Онкологическая патология часто сопровождалась воспалительным компонентом в пораженных регионарных лимфоузлах шеи. При этом температура тела чаще всего была субфебрильной (60,0 %). Одной из характерных клинических черт у лиц с туберкулезным поражением лимфоузлов (95%) был подъем температуры тела до 37,5°С.

Первые симптомы заболевания со слов больного отсутствовали у 7,5%; появились несколько дней назад – у 43,7 %; несколько недель назад – у 18,8 %; несколько месяцев назад – у 25,6 %; 1 год назад – у 2,5 % человек (рис. 1). Анализировались также причины появления первых симптомов, проводимое лечение и его результат.

Следующим параметром для исследования явилось изучение анамнеза жизни, в частности, здоровье родителей, наличие у родственников онкологических заболеваний, контакты с туберкулезными больными, условия труда и быта, вредные привычки, перенесенные и сопутствующие заболевания. Оценивалось общее состояние больного, изменение контуров лица, состояние кожи челюстно-лицевой области и шеи. Кроме того – степень открывания полости рта, состояние регионарных лимфатических узлов и их локализация, результаты осмотра зубо-челюстной системы, состояние слизистой оболочки полости рта и другие характеристики.

Описана методика предварительной обработки данных при формировании информационной базы. Последняя включает следующие этапы: 1) преобразование качественных характеристик в численные оценки на основе экспертного анализа с использованием метода априорного ранжирования и лингвистических переменных; 2) фильтрация информации; 3) заполнение пробелов; 4) анализ диагностической значимости характеристик больных; 5) оптимизация признакового пространства. Представлены результаты преобразования характеристик больных, включенных в схему обследования.

Проведен анализ диагностической значимости характеристик стоматологических больных, выполненный на основе попарного сравнения выделенных групп с использованием t-критерия Стьюдента (табл. 2).

Рис. 1. Распределение больных различных групп в зависимости

от давности появления первых симптомов заболевания

Таблица 2

Фрагмент расчета достоверности различия исследуемых показателей в группе с лимфаденитами одонтогенного происхождения («Лимфаденит одонтогенного происхождения») и группе сравнения («Лимфаденит не развился»)

Название показателя	Доверительный интервал *			Отличие показателя	t	Выдвинутая гипотеза	Вероятность гипотезы, %
	Лимфаденит одонтогенного происхождения (x1)		Лимфаденит не развился (x2)
Возраст больного	38,2750±4,4980		39,5750±5,2727	-1,3000	-0,3676		>71,41
Температура тела	0,3564±0,1000		0,0711±0,0559	0,2853	4,8798		>99,99
Жалобы местного характера
Отсутствие жалоб		0,0250±0,0490	0,3000±0,1438	-0,2750	-3,5474		>99,93
Постоянная ноющая боль в зубе, усиливающаяся при пальпации		0,3000±0,1438	0,1000±0,0942	0,2000	2,2804		>97,47
Функциональные нарушения
Отсутствие функциональных нарушений		0,3500±0,1497	0,9000±0,0942	-0,5500	-6,0957		>99,99
Затруднение глотания		0,6000±0,1538	0,0750±0,0827	0,5250	5,8945		>99,99
Анамнез заболевания
Давность появления первых симптомов		0,2000±0,0000	0,1400±0,0288	0,0600	4,0883		>99,99
Увеличение регионарных лимфоузлов		0,0000±0,0000	0,1071±0,1167	-0,1071	-2,1584		>96,55

* - доверительные интервал приведены при 95%-ом уровне значимости.

Рассчитанные t-статистики определяют степень различия характеристик по каждой паре сравниваемых групп, а в проведенном исследовании, при решении задачи дифференциальной диагностики, рассматривалось четыре. В связи с этим, для получения обобщенной оценки, определялась сумма рангов и, на ее основе, вычислялся средний ранг показателей. Основной задачей диагностических характеристик явилась дифференциация всех возможных вариантов заболеваний, поэтому определялся ранг показателей с точки зрения достоверности различия для каждой пары исследуемых групп. Итоговая диагностическая значимость характеристик больных определялась с учетом двух полученных ранговых оценок (табл. 3).

Таблица 3

Результаты ранжирования характеристик стоматологических больных

по их диагностической значимости (фрагмент)

Наименование показателя	По значению t-критерия		По количеству достоверных различий		Общий ранг
	Сумма рангов	Средний ранг	Число различий	Ранг
Давность появления первых симптомов заболевания	53	1	6	1	1
Отсутствие патологических изменений в общем анализе крови	70	2	6	1	2
Заболевания желудочно-кишечного тракта	120	5	6	1	3
Боль в «причинном» зубе, усиливающаяся при накусывании	128	6	6	1	4
Условия быта	156	15	6	1	5
Отсутствие функциональных нарушений	114	3	5	2	6
Нарушения сна	130	7	5	2	7
Лимфоузлы увеличены, безболезненны, подвижны	132	8	5	2	8
Недомогание	132	9	5	2	9
Гиперемия слизистой оболочки альвеолярного отростка	136	10	5	2	10
Температура тела	151	12	5	2	11
Потеря аппетита	153	13	5	2	12
Затруднение жевания и речи	156	16	5	2	13
Локализация лимфоузлов на боковой поверхности шеи	160	17	5	2	14
Увеличение поднижнечелюстных лимфоузлов	166	19	5	2	15
Увеличение лимфоузла, безболезненного при пальпации	169	20	5	2	16
Уровень нейтрофилов периферической крови	170	21	5	2	17
Наличие онкозаболевания у родственников	174	24	5	2	18
Увеличение лимфоузлов	176	25	5	2	19
Возраст больного	188	29	5	2	20

Установлено, что наиболее ценными, с диагностической точки зрения, являются следующие показатели: давность появления первых симптомов заболевания; заболевания желудочно-кишечного тракта; боль при накусывании «причинного» зуба; условия быта; функциональные нарушения; наличие увеличенных, безболезненных, подвижных лимфатических узлов; недомогание; состояние слизистой оболочки полости рта; температура тела; потеря аппетита; затруднение жевания и речи; увеличение лимфатических узлов боковой поверхности шеи; количество нейтрофилов периферической крови; онкозаболевания у родственников; множественное увеличение лимфатических узлов, возраст больного. Полученные оценки являлись определяющими при выборе характеристик для включения в модель дифференциальной диагностики.

В третьей главе представлена процедура и результаты построения моделей дифференциальной диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи.

Показано, что адекватность моделей дифференциальной диагностики, построенных на основе статистических методов, в значительной мере зависит от количества учитываемых параметров. Поэтому уже на этапе исследования целесообразно четко установить, какие характеристики больного являются наиболее существенными, а чем можно пренебречь. При выборе оптимального признакового пространства определяющей является полученная оценка степени значимости отдельных показателей. Критерием оптимальности является минимизация числа измеряемых характеристик при условии обеспечения достаточной информативности выбранной параметрической системы. Степень оптимальности и корректности процедур минимизации определяют адекватность построенных моделей.

Оптимальное признаковое пространство предлагается формировать на основе метода экстремальной группировки, позволяющего сформировать группы взаимосвязанных показателей и из каждой группы выбирать один, ведущий, наиболее ценный, с диагностической точки зрения. Сформировано следующее оптимальное множество характеристик: давность появления первых симптомов (X1); температура тела (X2); наличие онкологических заболеваний у родственников (X3); уровень лимфоцитов периферической крови(X4); уровень нейтрофилов периферической крови(X5); заболевания ЖКТ в анамнезе (X6); условия быта (X7).

Для построения моделей дифференциальной диагностики предложены алгоритмы, основанные на дискриминантном, кластерном анализе (рис. 2) и «деревьях решений». С использованием каждого алгоритма построены модели и определена их адекватность как процент совпадения результатов, полученных на основе моделей с реальными данными. Наилучший результат (87,5 %) достигнут при использовании кластерного анализа, а именно – классификации данных методом k-средних на основе евклидовой метрики, именно эта модель была выбрана для дальнейшего использования (табл. 4).

Таблица 4

Эталоны параметров классификационных моделей дифференциальной

диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи

Название показателя	Группа
	«Лимфадениты»		«Метастазы в лимфоузлы шеи»	«Лимфаденит не развился»
	«Одонтогенного происхождения»	«Туберкулезной этиологии»
Давность появления первых симптомов заболевания	0,2000	0,6400	0,7350	0,1400
Температура тела	0,3564	0,0093	0,2404	0,0711
Наличие онкологических заболеваний у родственников	0,2500	0,0250	0,7500	0,1750
Уровень лимфоцитов периферической крови	0,0500	0,5750	0,5750	0
Уровень нейтрофилов периферической крови	0,1750	0,6000	0,6500	0,0250
Заболевания ЖКТ в анамнезе	0,5250	0,8250	0,9750	0,1750
Условия быта	0,4444	0,1724	0,3125	0,6062
Адекватность модели (А), %	82,5	92,5	85,0	90,0

Показано, что полученные классификационные модели позволяют диагностировать одонтогенные воспалительные процессы, метастазы в лимфоузлы шеи, лимфадениты челюстно-лицевой области и шеи туберкулезной этиологии и отсутствие лимфаденита с вероятностью 87,5 %.

В четвертой главе приводятся результаты реализации диагностических моделей в рамках информационной системы поддержки деятельности врача-стоматолога и оценка клинической эффективности.

Представлена структура разработанной системы информационной поддержки деятельности врача-стоматолога обеспечивающей ввод, корректировку и хранение данных о стоматологических больных в виде биометрического паспорта, реализацию процедур дифференциальной диагностики лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи на основе классификационных моделей, выдачу рекомендаций относительно дальнейшей тактики ведения больных.

Предложен алгоритм выбора тактики ведения стоматологических больных хирургического профиля, учитывающий результаты диагностического моделирования (рис. 3). Показано, что использование предложенной системы дает возможность ускорить раннюю выявляемость данной категории больных и обеспечить преемственность действий между стоматологической поликлиникой и стационаром.

Примечание: показаниями к госпитализации являются: температура тела выше 38°С, функциональные нарушения, сахарный диабет, заболевания сердечно-сосудистой системы, аллергические реакции, непереносимость местных анестетиков, значительный отек мягких тканей, явление интоксикации.

Рис. 3. Алгоритм выбора тактики ведения больных с лимфадентопатиями по результатам компьютерной диагностики

Представлены результаты клинической апробации на основе обследования 150 больных, поступивших в хирургический кабинет стоматологической поликлиники ЮВЖД с заболеваниями хирургического стоматологического профиля, на каждого из которых был заполнен биометрический паспорт и, с использованием разработанных моделей, установлен диагноз. У основной массы больных (79,8 %) лимфаденит не развился; у 14,0 %– одонтогенные воспалительные процессы; у 2,0 % – метастазы в лимфоузлы шеи; у 1,4 % – лимфаденит туберкулезной этиологии и у 2,8 % диагноз не был установлен (табл. 5).

Таблица 5

Распределение обследованных больных в ходе апробации,

в зависимости от установленного диагноза заболевания

Тип диагноза	Диагноз
	Лимфадениты		Метастазы в лимфоузлы шеи	Лимфаденит не развился	Отсутствие достоверного диагноза
	Одонтогенного происхождения	Туберкулезной этиологии
Установленный на основе моделей	21 (14,0 %)	2 (1,4 %)	3 (2,0 %)	120(79,8%)	4 (2,8 %)
Подтвержденный в ходе наблюдения	30 (20,0 %)	3 (2,0 %)	2 (1,4 %)	112(74,6%)	3 (2,0 %)

Тактика лечения выбиралась в соответствии с рекомендованной схемой. В ходе апробации из 150 обследованных больных диагноз, установленный на основе предложенных моделей в 86,7 % случаев подтвердился клинически (табл. 6), что подтверждает эффективность предложенного подхода и возможность его дальнейшего использования в клинической практике.

В заключении рассмотрены основные результаты работы.

В приложениях приведена схема обследования больных, частотная таблица и результаты оценки достоверности различия исследуемых характеристик больных в сравниваемых группах, акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Создан алгоритм обследования, позволяющий детально изучить клинические характеристики стоматологических больных хирургического профиля, анамнез заболевания и жизни, данные внешнего осмотра, результаты дополнительных методов обследования.

Таблица 6

Оценка результатов компьютерной диагностики

по данным клинической апробации

Подтвержденный диагноз	Первоначально установленный диагноз
	Лимфаденит		Метастазы в лимфоузлы шеи	Лимфаденит не развился	Отсутствие достоверного диагноза
	Одонтогенного происхождения	Туберкулезной этиологии
Лимфаденит не развился	4 (19,0 %)	0	0	108(90,0%)	0
Лимфадениты одонтогенного происхождения	16 (76,2 %)	0	0	12 (10,0 %)	2 (50,0 %)
Метастазы в лимфоузлы шеи	0	0	2 (66,7%)	0	0
Лимфаденит туберкулезной этиологии	0	2 (100,0 %)	1 (33,3%)	0	0
Другая этиология	1 (4,8 %)	0	0	0	2 (50,0 %)
Процент совпадений, %	76,2	100,0	66,7	90,0	50,0

2. Предложены процедуры предварительной обработки данных при формировании информационной базы, среди которых преобразование качественных характеристик в численные оценки на основе экспертного анализа с использованием метода априорного ранжирования и лингвистических переменных; анализ диагностической значимости характеристик больных; оптимизацию признакового пространства.

3. Сформирована информационная база данных и проведен анализ совокупности анамнестических, клинических и лабораторных показателей больных с лимфаденопатией, в результате чего получена сравнительная характеристика пациентов в зависимости от этиологических особенностей заболевания.

4. Разработана процедура оценки диагностической значимости характеристик больных, основанная на использовании интегральных оценок, учитывающих результаты ранжирования сравниваемых групп по величине t-статистики Стьюдента и числу достоверных различий; проведена оценка диагностической значимости всех параметров, вошедших в информационную базу.

5. На основе метода экстремальной группировки, с учетом диагностической значимости, для включения в модели сформировано оптимальное множество параметров, обладающее максимальной информативностью при минимальной избыточности.

6. Проведено построение моделей дифференциальной диагностики лимфаденопатий с использованием алгоритмов дискриминантного анализа, кластерного анализа и «деревьев решений»; в результате сравнительной оценки установлено, что наилучший результат дает использование метода k-средних на основе евклидовой метрики.

7. Предложен алгоритм выбора тактики ведения больных с лимфадентопатиями, учитывающий результаты диагностического моделирования и обеспечивающий преемственность действий между стоматологической поликлиникой и стационаром.

8. Разработана система информационной поддержки деятельности врача-стоматолога, обеспечивающая хранение данных о больных в виде биометрического паспорта, дифференциальную диагностику лимфаденопатий челюстно-лицевой области и шеи, выдачу рекомендаций относительно дальнейшей тактики ведения больных.

9. Проведена клиническая апробация (на выборке, включающей 150 стоматологических больных хирургического профиля), подтвердившая эффективность использования разработанных алгоритмов и моделей.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Рационализация лечения стоматологических заболеваний на основе оптимизационно-прогностического моделирования / Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, О.Н. Чопоров, Л.В. Бут //Системный анализ и управление в биомедицинских системах.– М., 2007.–Т.6, №4.–С. 924–932.

2. Изучение диагностической ценности характеристик стоматологических заболеваний хирургического профиля /Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, О.Н. Чопоров, Л.В. Бут //Российский стоматологический журнал.– М., 2008.–№2.–С. 39-43.

3. Оценка прогностической значимости характеристик стоматологических заболеваний хирургического профиля /Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, О.Н. Чопоров, Л.В. Бут //Стоматология.– М., 2008.–№6.–С. 41-46.

Статьи и материалы конференций

4. Бут Л.В. Компьютеризация в процессе профессиональной подготовки врача стоматолога-хирурга /Л.В. Бут, Н.Г. Коротких, Г.М. Корж //Актуальные проблемы современного медицинского образования: сб. науч. трудов. – Воронеж, 2001.–С. 164-166.

5. Бут Л.В. Применение информационных технологий для ранней диагностики лимфаденитов ЧЛО и шеи / Л.В. Бут, П.Н. Исаков //Медицина в начале нового века: достижения и перспективы: сб. науч. трудов. – Волгоград, 2002. – С. 35-36.

6. Бут Л.В. Новые перспективы компьютерной диагностики лимфаденитов ЧЛО и шеи / Л.В. Бут, Н.Г. Коротких, П.Н. Исаков //Актуальные вопросы современной медицины: межрегион. сб. науч. трудов. – Воронеж, 2002. – С. 93-94.

7. Шалаев О.Ю. Современные взгляды на диагностику лимфаденитов челюстно-лицевой области и шеи /О.Ю. Шалаев, Л.В. Бут //Вестник института стоматологии: сб. науч. тр. итоговой конф. по результатам работы за период 2004-2006. –Воронеж, 2006.–С. 42-44.

8. Совершенствование методов диагностики стоматологических заболеваний /Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, О.О. Антименко, Л.В. Бут //Сб. науч. трудов XII междунар. конф. челюстно-лицевых хирургов и стоматологов.– СПб, 2007.–С. 114-115.

9. Шалаев О.Ю. Особенности диагностики лимфаденитов челюстно-лицевой области и шеи /О.Ю. Шалаев, Л.В. Бут //Современное состояние и решение проблем обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях: материалы междунар. науч.-практ. конф.–Воронеж, 2007.–С. 219-222.

10. Пути совершенствования диагностики и лечения стоматологических заболеваний /Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, О.О. Антименко, Л.В. Бут //Вестник института стоматологии.– Воронеж, 2007. –№4.–С. 81–86.

11. Коротких Н.Г. Методологические подходы к совершенствованию диагностики и лечения стоматологических заболеваний /Н.Г. Коротких, О.Ю. Шалаев, Л.В. Бут //Материалы IX Ежегодного научного форума «Стоматология– 2007», посв. 45-летию ЦНИИС.–М., 2007.–С. 264–267.

Подписано в печать ___________

Формат 6084/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № ___

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

396026 Воронеж, Московский просп., 14