Введение к работе
Актуальность исследования.
Национальный проект «Здоровье», объявленный Президентом Российской Федерации В.В. Путиным и стартовавший 1 января 2006 года, одной из своих целей имеет усиление профилактической направленности здравоохранения, в том числе диспансеризацию. В результате реализации Проекта, кроме снижения числа обострений и осложнений хронических заболеваний, запущенных случаев болезни и случаев временной нетрудоспособности, предполагается получение экономического эффекта от снижения затрат на выплату пособий по временной нетрудоспособности и стойкой утраты трудоспособности, сокращение частоты госпитализаций и сроков стационарного лечения. Диагностические методики, используемые во время диспансеризации, не могут быть дорогостоящими или слишком трудозатратными и не должны отнимать много времени как у пациента, так и у медицинского персонала. Из-за этих ограничений список методик исследований, используемых при диспансеризации, весьма невелик. В частности, для обследования сердечно-сосудистой системы при массовом осмотре наиболее доступна только электрокардиография (ЭКГ) в покое.
Электрокардиография – относительно недорогой инструментальный неинвазивный метод исследования сердечно-сосудистой системы. Регистрация ЭКГ занимает несколько минут и производится средним медицинским персоналом. Расшифровка ЭКГ производится врачами и не требует присутствия пациента.
В настоящее время для обозначения изменений морфологии и функции сердца используют термин «ремоделирование сердца» (М.А. Арипов, И.В. Бережинский, А.А. Иващенко, 2002; Ю.В. Белов, В.А. Вараксин, 2002; Ю.Н. Беленков, 2002; J.N. Cohn, R. Ferrari, N. Sharpe, 2000). ЭКГ непосредственно регистрирует электрическую активность сердца, а о механической активности и морфологических особенностях судить можно лишь опосредованно.
Эхокардиография (ЭхоКГ)– это метод исследования морфологии и функционального состояния сердца с помощью регистрации отражённого от структур сердца ультразвукового импульса. ЭхоКГ по сравнению с ЭКГ требует значительно более дорогого и сложного оборудования, исследование занимает 30-40 минут и производится исключительно врачом, поэтому ЭхоКГ относится к дополнительным методам исследования, назначаемым по показаниям.
При назначении дополнительных исследований, в том числе ЭхоКГ, врачи, участвующие в диспансеризации, часто сталкиваются с проблемой выбора, кому из пациентов провести необходимые исследования в первую очередь, а обследование каких из них может быть отложено. В связи с вышесказанным решение вопроса о расширении диагностических возможностей ЭКГ на этапе скрининга и вопроса об очерёдности прохождения дополнительного обследования пациентами представляется актуальным.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы стала разработка решающих правил, позволяющих на основании параметров ЭКГ оценивать степень выраженности ремоделирования сердца.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
Оценить изменчивость усреднённых параметров стандартных десятисекундных записей ЭКГ, зарегистрированных у пациентов в состоянии покоя для оценки воспроизводимости результатов классификации с использованием параметров ЭКГ.
-
Исследовать диагностическую значимость изменений параметров ЭКГ для уменьшения признакового пространства, используемого при построении решающих правил, позволяющих на основании параметров ЭКГ оценить степень выраженности ремоделирования сердца.
-
Выделить информативные ЭКГ – признаки, характеризующие степень выраженности ремоделирования сердца, подтверждаемую данными ЭхоКГ.
-
Построить решающие правила, позволяющие на основании данных ЭКГ разделять пациентов по степени выраженности ремоделирования сердца, которое подтверждается данными ЭхоКГ.
-
Разработать программное средство для поддержки принятия решения врачом об очередности проведения эхокардиографии на этапе скрининга на основании оценки ремоделирования сердца с помощью компьютерного анализа данных ЭКГ у пациентов.
Научная новизна исследования
Впервые выявлены параметры ЭКГ, различающиеся у пациентов с разной степенью выраженности ремоделирования сердца, подтверждаемого данными эхокардиографии, и произведена оценка информативности параметров ЭКГ при идентификации ремоделирования сердца разной выраженности и вариантов нормы.
Оценена диагностическая значимость колебаний параметров ЭКГ у взрослых пациентов.
Разработана новая форма представления ЭКГ, обеспечивающая визуальный анализ изменений интервальных параметров, оценки степени выраженности аритмии.
Показано, что при поиске параметров, статистически значимо различающихся в более чем двух группах при множественном сравнении, критическое значение принятия гипотезы p может быть не только не уменьшено в соответствии с поправкой Бонферрони, но и увеличено.
Практическое значение работы
Разработано решающее правило, позволяющее по данным ЭКГ разделять пациентов на два класса морфофункционального состояния сердца, подтверждаемых данными эхокардиографии: с выраженным ремоделированием сердца и без выраженного ремоделирования сердца.
Применение построенного решающего правила позволит улучшить качество медицинской помощи пациентам, поскольку благодаря ему будет повышена оперативность принятия решения об очередности проведения такого дорогостоящего исследования, как эхокардиография. В результате в первую очередь это дополнительное исследование получат именно те пациенты, у которых наиболее вероятно обнаружение прогностически значимых нарушений со стороны сердца и которые, вследствие этого, требуют более внимательного отношения и оперативной реакции со стороны наблюдающего их врача.
Положения, выносимые на защиту
-
Существуют параметры ЭКГ, характерные для пациентов с выраженным ремоделированием сердца и пациентов с умеренных ремоделированием сердца.
-
На основании данных ЭКГ возможно выявлять пациентов с выраженным ремоделированием сердца и без патологии сердца и осуществлять диспетчеризацию при проведении дополнительных исследований сердечно-сосудистой системы.
Внедрение результатов
Результаты исследования внедрены в ФГБУЗ «Клиническая больница № 85» ФМБА России (г. Москва), ФГБУЗ «Клиническая больница № 81» ФМБА России (г. Северск), ФГБУЗ «Клиническая больница № 51» ФМБА России (г. Железногорск).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 15 печатных научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Личное участие автора
Автором разработан дизайн исследования, осуществлена экспериментальная работа с экспертами и волонтёрами, созданы программные средства «ВВЭКГ» (включая создание 58 модельных ЭКГ-кривых), «Круговая визуализация ЭКГ для выявления аритмий» и «Система диагностики ремоделирования сердца по данным ЭКГ», проделаны все математические вычисления и статистический анализ данных. Также автором было показано, что при поиске параметров, статистически значимо различающихся в нескольких парах сравнений, критическое значение принятия гипотезы p может быть не только не уменьшено в соответствии с поправкой Бонферрони, но и увеличено.
Апробация работы
Материалы работы были представлены на: III научно-практической конференции ФМБА России «Актуальные вопросы функциональной диагностики» (Москва, 2010), Симпозиуме «Информационные технологии и общество 2010» (Кемер, Турция, 2010), Девятом Российском Конгрессе «Инновационные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2010), Всероссийской конференции «Функциональная диагностика-2011» (Москва, 2011), IV научно-практической конференции ФМБА России «Актуальные вопросы функциональной диагностики» (2011), 13-ом Конгрессе Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (РОХМиНЭ), 5-ом Всероссийском Конгрессе «Клиническая электрокардиология» (Калининград, 2012), V научно-практической конференции «Актуальные вопросы функциональной диагностики» ( 2012). Диссертационная работа апробирована 29 мая 2013 г. на совместном заседании кафедры медицинской кибернетики и информатики МБФ, НИЛ разработки информационных систем и НИЛ информационных технологий в здравоохранении ГБОУ ВПО РНИМУ им Н.И. Пирогова Минздрава России, кафедры клинической физиологии и функциональной диагностики ФГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации ФМБА России».
Структура и объем работы
Диссертация изложена на 185 страницах, содержит 14 рисунков и 17 таблиц; состоит из введения, глав «Обзор литературы», «Материалы и методы», «Результаты и их обсуждение», заключения, выводов, практических рекомендаций и приложений. Список литературы включает 197 наименований.
