CC BY
12
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
DOI: 10.21045/1811-0185-2021-4-67-75 УДК: 61:007
СИСТЕМА ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ СОСТОЯНИЯ ПАЦИЕНТА В ПРОЦЕССЕ ДИСТАНЦИОННОЙ НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИИ ПОСРЕДСТВОМ ПОРТАЛА «НЕЙРОДОМ»
Иванилова Т.Н.а, Василенко И.В.Ь, Семенов В.А.с, Мирбадиев Ш.З^Н
а, ь c, d Сибирский Государственный Университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
13 https://orcid.org/0000-0002-1202-6609; ь https://orcid.org/0000-0003-2555-5590; с https://orcid.org/0000-0003-1343-5014
Н Автор для корреспонденции: Мирбадиев Ш.З.
АННОТАЦИЯ
Прогресс в области информационных технологий позволил успешно применять современные компьютерные техники для различных задач в медицине. В данной статье представлены возможности информационной системы «НейроДом» по оценке изменений в состоянии пациента, который проходит реабилитацию после перенесенных заболеваний неврологического профиля. Основной особенностью описываемого подхода является то, что реабилитация пациента осуществлялась дистанционно, через портал «НейроДом».
Ключевые слова: дистанционная реабилитация, web-среда, информационная технология, функциональная обработка данных, визуализация обработки данных, Т-критерий Вилкоксона.
Для цитирования: Иванилова Т.Н., Василенко И.В., Семенов В.А., Мирбадиев Ш.З. Система оценки динамики состояния пациента в процессе дистанционной нейрореабилитации посредством портала «Нейродом». // Менеджер здравоохранения. 2021; 4: 67-75. DOI: 10.2]045/1811-0185-202]-4-67-75
ORIGINAL PAPER
THE SYSTEM FOR ASSESSING THE DYNAMICS OF THE PATIENTS CONDITION IN THE PROCESS OF REMOTE NEUROREHABILITATION THROUGH THE PORTAL "NEURODOM"
С
«КС
Ivanilova T.N.a, Vasilenko I.V.b, Semenov V.A. , Mirbadiev Sh.Z.d H
a, b, c, d Reshetnev Siberian State University of Science and Technology
a https://orcid.org/0000-0002-1202-6609; b https://orcid.org/0000-0003-2555-5590; c https://orcid.org/0000-0003-1343-5014
H Corresponding author: Mirbadiev Sh.Z.
© Иванилова Т.Н., Василенко И.В., Семенов В.А., Мирбадиев Ш.З, 2021 г.
№4 Manager /Менеджер
2021 Zdravoochranania / здравоохранения
ABSTRACT
Progress in the field of information technology has made it possible to successfully apply modern computer technology for various tasks in medicine. This article presents the capabilities of the NeuroDom information system for assessing changes in the condition of a patient undergoing rehabilitation after suffering neurological diseases. The main feature of the described approach is that the patient's rehabilitation was carried out remotely, through the NeuroDom portal.
Keywords: remote rehabilitation, web-environment, information technology, functional data processing, visualization of data processing, Wilcoxon's T-test.
For citation: Ivanilova T.N., Vasilenko I. V., Semenov V.A., Mirbadiev Sh.Z. The system for assessing the dynamics of the patient's condition in the process of remote neurorehabilitation through the portal "Neurodom". // Manager Zdravoohranenia. 2021; 4: 67-75. DOI: 10.21045/1811-0185-2021-4-67-75
Введение
Курсы комплексной реабилитации способствуют как восстановлению утраченных функций, так и повышению уровня социально-бытовой адаптации. Однако за рамками такой помощи остается важный период, в течение которого пациент находится дома. Поскольку амбулаторная реабилитация малодоступна, нередко после выписки из стационара начинается регресс достигнутых результатов. Если в стационаре побудительную функцию выполняет персонал, то дома и у пациента, и у его родственников может не хватать мотивации для продолжения занятий. Как следствие, пациенты во многих случаях возвращаются для прохождения очередного курса реабилитации с ухудшением состояния относительного момента предыдущей выписки.
Решением описанной проблемы может стать дистанционная реабилитация, осуществляемая удаленно при помощи специального оборудования (компьютера, веб-камеры и других устройств) и средств связи (Интернет). Дистанционная нейрореабилитация является вариантом телемедицины, предусматривающим использование передовых телекоммуникационных технологий для обмена информацией о здоровье и предоставления услуг здравоохранения независимо от географических, временных, социальных и культурных барьеров [6, 8].
Портал «НейроДом»
Web-средa (портал) дистанционной нейрореаби-литации «Нейродом» реализована как совместный проект Сибирского государственного университета науки и технологий им. М.Ф. Решетнева и Красноярского государственного медицинского университета им. В.Ф. Войно-Ясенецкого [1], размещена на серверах КрасГМУ и находится в стадии опытной эксплуатации.
«Нейродом» позволяет реализовать программу нейрореабилитации в домашних условиях,
посредством выполнения назначенных врачом упражнений и базируется на авторских медицинских методиках д.м.н., проф. С.В. Прокопенко [2].
Отметим основные возможности портала: прохождение курса нейрореабилитации дистанционно; осуществление обратной связи пациента с лечащим врачом; вывод отчета выполнения курса нейрореабилитации; возможность корректировки курса нейрореабилитации; обработка статистических данных наблюдений.
В своей базе данных (БД) «Нейродом» хранит обширную информацию, которая может редактироваться и пополняться:
• Данные о пациенте и его неврологическом статусе.
• Шкалы и их значения для следующих видов нарушений: Когнитивные нарушения функций мозга, Нарушения координации (равновесие и ходьба), Двигательные нарушения, Нарушения тонкой моторики кисти.
• Международный классификатор болезней.
• Международный классификатор функционирования.
• Упражнения: (видеоролик, описание, время выполнения), игры для когнитивных нарушений.
• История действий пользователей.
Представленный ниже рисунок поясняет организацию деятельности в рамках рассматриваемой дистанционной нейрореабилитации (рис. 1).
Оценка динамики состояния пациента
Одной из основных задач портала «Нейродом» является возможность оценить воздействие дистанционной реабилитации на состояние здоровья пациента и помочь врачу в выработке решений для корректировки программы реабилитации.
Подсистемами портала Нейродом для оценки динамики состояния пациента являются: Функциональная обработка данных и Визуализация обработки данных.
Менеджер
здравоохранения /
Manager №4
ZdrevoochreneniB 202 1
Рис. 1. Алгоритм процесса дистанционной реабилитации
Уровень функциональной обработки данных
представляет собой подсистему, которая базируется на запрограммированных медицинских методах обработки медицинской информации, встроенных в «Нейродом».
Статистическая обработка данных, полученных в процессе дистанционной реабилитации, реализована в меню «Статистика» и доступна только врачу. При разработке программного обеспечения серверной составляющей использована библиотека STATS из хранилища языка разработки PHP [3]. Интерфейсная часть разработана на языке разметки HTML5, CSS3[9].
Выбрав расчет T-критерия Вилкоксона или U-критерия Манна-Уитни, врач переходит на страницу с выбором шкал, по значениям которых требуется провести расчет. Далее система отображает список пациентов из базы данных, у которых заполнены значения по данной шкале. Таблица, полученная по запросу из БД, отображает для каждого пациента идентификатор, пол, год рождения, диагноз в кодах МКБ и является интерактивной. Для выбора какого-либо пациента достаточно кликнуть по строке пациента, после чего строка выделится зеленым цветом. Предусмотрена возможность фильтрации данных по отображаемым критериям.
Для сформированной группы пациентов для дальнейшего расчета T-критерия Вилкоксона отображается
С
страница со значениями шкалы в динамике. Так как критерий подразумевает ввод двух значений по каждому испытуемому, то система автоматически блокирует выбор тех значений у пациентов, которые не прошли повторное тестирование по шкале.
После выбора парных значений по всем пациентам система производит расчет критерия и выводит результат на экран. На рис. 2 представлен ход расчета и вывод заключения о достоверности изменения состояния здоровья пациентов.
Осуществляя сравнение двух независимых выборок с помощью U-критерия Манна-Уитни [13], врач предварительно указывает количество испытуемых в двух группах. После ввода данных для обеих групп нажимаем кнопку «Рассчитать» и система отображает результат расчета U-критерия Манна-Уитни (рис. 3).
Встроенные методы расчетов критериев Вилкоксона и Манна-Уитни позволяют удаленно провести обработку данных, полученных в процессе дистанционной реабилитации с возможностью выгрузки отчета в Excel.
Уровень визуализации полученных данных организован на двух этапах: в процессе выполнения пациентом упражнений и в процессе статистической обработки данных по завершении программы реабилитации.
•КС
№ 4 Manager
2021 Zdravoochranenia
/Менеджер
здравоохранения
Пациент До После Разность По модулю Ранг R- R*
1558963715 в в -г 2 1.5 1.5 0
1575300046 31 29 •2 2 1.5 1.5 0
1573565929 17 12 -5 5 4 4 0
1572158634 10 е -4 4 3 3 0
Сумма рангов нетипичных сдвигов: 0
Положительные ранги 0
Отрицательные ранги 4
Связи 0
Всего 4
Тф 0
Ткр 0
енения достоверны Тф меньше Ткр
Рис. 2. Результат расчета T-критерия Вилкоксона
Рис. 3. Результаты расчета U-критерия Манна-Уитни
В первом случае диаграмма отображает количество назначенных упражнений и процент выполнения упражнений и осуществляется через организованный в системе модуль «График выполнения» (рис. 4). График является кликабельным и имеет три блока: «Выполнено», «Не смог выполнить», «Не выполнено».
При выборе конкретной даты, отображается информация о всех назначенных упражнениях, дата их назначения, результат и дата их выполнения (рис. 5).
Данные строятся на основе библиотеки для отображения графиков D3.¡s. Библиотека работает
в связке с jQuery [10, 11] и позволяет произвольно привязывать данные к объектной модели и применять над ними преобразования, создавая интерактивные гистограммы, линейные графики и круговые диаграммы.
Визуализация данных на этапе статистической обработки результатов возможна за счет реализованной возможности выгрузки данных в документ Excel. Примеры визуального представления информации для конкретных данных будут приведены в следующем разделе.
Менеджер
здравоохранения /
Manager № 4
ZdrevoochreneniB 2021
Рис. 4. График выполнения упражнений
Статистика выполнения упражнений на 15-03-2020
Наименование упражнения
Упражнение "приставной перекрестный шаг I стороны в положении полуприсед"
Даты
назначения
27-02-2020 27-03-2020
Упражнение "приставной шаг в стороны в положении 27-02-2020 полуприсед" 27-03-2020
Маятникообразные движения корпусом вперед-назад 27-02-2020
27-03-2020
Удержание равновесия при постановки ног вдоль одной линии
Маятникообразное покачивание туловища из стороны в сторону
Упражнение " ходьба назад"
Подъем со стула с удержанием равновесия вертикальном положении
Наклон корпуса в стороны стоя
27-02-2020 27-03-2020
27-02-2020 27-03-2020
27-02-2020 27-03-2020
27-02-2020 27-03-2020
27-02-2020 27-03-2020
Статус Время выполнения
Не смог выполнить (тонус левой ноги,требуется поручень) 07:31 15-03-2020
Не смог выполнить (тонус левой ноги .требуется поручень) 07:31 15-03-2020
Не выполнено
Не смог выполнить (сильгое головокружение) 07:31 15-03-2020
Выполнено 07:31 15-03-2020
Не смог выполнить (спазм левой ноги) 07:31 15-03-2020
Выполнено 07:31 15-03-2020
Не выполнено
Рис. 5. Статистика выполнения упражнений за выбранный день
Результаты эксперимента по статистической обработке данных динамики состояния пациентов дистанционной нейрореабилитации
Обследование и лечение больных для исследований проводили в Профессорской клинике Красноярского государственного медицинского университета города Красноярска. Пациенты с различными заболеваниями проходили реабилитацию с использованием портала дистанционной нейрореабилитации «НейроДом» [12]. Результаты
обследования заносились в базу данных портала, хранящуюся на сервере.
Все пациенты в зависимости от диагноза были протестированы по медицинским шкалам до начала реабилитации. В результате тестирования были определены степени тяжести заболевания и назначены комплексы упражнений согласно алгоритму [1] (рис. 6).
Количество упражнений из каждой категории выбирается в зависимости от степени тяжести заболевания. Чем состояние пациента лучше, тем больше упражнений ему назначают.
^ 4 Мападег
2021 Zdrвvoochrвneniв
отгодата
?5
Рис. 6. Алгоритм выбора комплекса упражнений
Через 10-12 дней (при необходимости раньше/ позже) врач повторно оценивает состояние здоровья пациента. На этом этапе может быть проведена корректировка процесса реабилитации путем назначения нового комплекса упражнений.
Таким образом, формируются данные о пациентах с их значениями «до» и «после» выполнения упражнений по каждой шкале, а также рассчитывается доля выполненных упражнений.
В качестве примера рассмотрим следующие данные по пациентам, протестированным по шкале равновесия Берга (таблица 1).
Разность значений рассчитывалась путем вычитания значений шкалы «после» из значения «до». Доля выполненных упражнений рассчитывается системой автоматически в зависимости от количества назначенных и выполненных упражнений. График зависимости доли выполненных упражнений от разницы значений по шкале равновесия Берга представлен на рис. 7.
В результате таких визуальных представлений можно делать выводы об изменении состояния здоровья пациентов в процессе дистанционной нейро-реабилитации.
Таблица 1
Разница значений по шкале BBS и доля выполненных упражнений
Пациент Диагноз по МКБ Шкала равновесия Берга (BBS) Доля выполненных
До Р После (Б)) Разность (У) упражнений, % X)
1556251695 G35 | Рассеянный склероз 36 50 14 65
1558963715 G37.8 | Другие уточненные демиелинизирующие болезни центральной нервной системы 54 55 1 0
1572158634 G35 | Рассеянный склероз 51 55 4 46,4
1573565929 163.9 | Инфаркт мозга неуточненный 48 52 4 59,2
1575300046 G35 | Рассеянный склероз 35 44 9 65,2
1576677248 Н81.2 | Вестибулярный нейронит 47 52 5 51,9
1577100310 G35 | Рассеянный склероз 55 51 -4 20,3
ф с
з е
о а. с ®
.г* х £
? ё
И
о о х а. х
X м о а
16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4
1 А
Ч
9
4
1
0 ^ч. 20 1 Я/ 46 4 51 9 59 2 65 65 2
^ А
Доля выполненных упражнений
Рис. 7. График зависимости доли выполненных упражнений от разницы значений по шкале равновесия Берга
С
#хс
№4 Мападег
2021 2с1гв^/оос1-1гвпеп1а
/Менеджер
здравоохранения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленная в статье система, встроенная в портал «НейроДом», позволяет успешно использовать измерения, накопленные в базе данных портала. Реализованные дополнительно
к нейрореабилитации пациента функциональная обработка данных и визуализация обработки данных предоставляют врачу удобные инструменты анализа процесса восстановления больного. Работа системы оценки динамики пациента протестирована на реальных данных.
1. Иванилова Т.Н., Василенко И.В., Семенов В.А., Днепровская М.А., Юринский Ю.А., Мирбади-ев Ш.З, и др. Портал дистанционной реабилитации «Нейродом»: реализация и тестирование // Врач и информационные технологии. 2020; 8 (1): 2. doi: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.017.
2. Аброськина М.В, Субочева С.А., Корягина Т.Д., Ильминская А.А., Мягкова Е.Г., Буслов И.А., и др. Проекты дистанционной реабилитации в неврологии. Сайт домашней нейрореабилитации «НейроДом» на территории Красноярского края // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсанкова. 2019; 119 (8): 84-88. doi: 10.17116/jnevro201911908184.
3. Юринский Ю.А., Мирбадиев Ш.З, Иванилова Т.Н., Буслов И.А. Разработка информационной системы портала дистанционной нейрореабилитации «НейроДом» // Решетневские чтения. 2019; Том 2: 406-407.
4. Иванилова Т.Н., Прокопенко С.В., Попов А.А., Демидюк В.Д., Буслов И.А., Субочева С.А. Проектные решения портала дистанционной нейрореабилитации «Нейродом» // Врач и информационные технологии. 2019; 1: 73-80.
5. Яковлев О.Г., Стоволкова Т.А, Сухобрус Е.А., Кардашева Г.С. Использование методов компьютерного биоуправления в лечении стресс-зависимых заболеваний. // Вестник медицинского института РЕАВИЗ. - 2014-4: 44-47.
6. Стародубцева О.С., Бегичева С.В. Анализ заболеваемости инсультом с использованием информационных технологий // Фундаментальные исследования. 2012; (7): 424-7.
7. Зубрицкая Е.М., Можейко Е.Ю., Прокопенко С.В, Гуревич В.А., Щетникова А.С. Коррекция когнитивных нарушений с использованием тренирующего воздействия на речевые домены мозга. // Сибирское медицинское обозрение. - 2018-2: 77-84.
8. ГОСТ З ИСО/ТО 16056-1-2009. Информатизация здоровья. Функциональная совместимость систем и сетей телездравоохранения. М.: Стандартинформ, 2011.
9. WebReference.ru. Tutorials on HTML and CSS. Available at https://webref.ru/layout/learn-html-css (Дата обращения 09.02.2021).
10. jQuery. URL: https://jquery.com (Дата обращения: 10.02.2021).
11. Wisdomweb. Учебник jQuery. Доступно по адресу: http://www.wisdomweb.ru/JQ/jquery-first.php (Дата обращения: 11.02.2021).
12. Портал дистанционной нейрореабилитации: https://neyrodom.krasgmu.ru/ (Дата обращения: 07.02.2021).
13. U - критерий Манна - Уитни. URL: http://statistica.ru/local-portals/medicine/u-kriteriy-manna-uitni/ (Дата обращения: 12.02.2021).
REFERENCES
1. Ivanilova T.N., Vasilenko I.V., Semenov V.A., Dneprovskaya M.A., Yurinsky Yu.A, Mirbadiev Sh.Z, etc. Remote rehabilitation portal "Neurodome": implementation and testing // Vrach i informacionnye tekhnologii. 2020; 8 (1): 2. doi: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.017.
2. Abroskina M.V., Subocheva S.A., Koryagina T.D., Ilinskaya A.A., Myagkova E.G., Buslov I.A., et al. Projects of remote rehabilitation in neurology. Home neurorehabilitation site "Neurodome" on the territory of the Krasnoyarsk Territory // ZHurnal nevrologii i psihiatrii im. S.S. Korsankova. 2019; 119 (8): 84-88. doi: 10.17116/jnevro201911908184.
3. Yurinsky Yu.A., Mirbadiev Sh.Z., Ivanilova T.N., Buslov I.A. Development of the information system of the portal of remote neurorehabilitation "Neurodome" // Reshetnevskie chteniya. 2019; Vol 2: 406-407.
4. Ivanilova T.N., Prokopenko S.V., Popov A.A., Demidyuk V.D., Buslov I.A., Subocheva S.A. Design solutions of the portal of remote neurorehabilitation " Neurodome»// Vrach i informacionnye tekhnologii 2019; 1: 73-80.
Менеджер
здравоохранения /
Maneger №4
ZdrevoochreneniB 202 1
5. Yakovlev O.G, Stovolkova T.A., Sukhobrus E.A., Kartashova G.S. The use of computer biofeedback methods in the treatment of stress-dependent diseases // Vestnik medicinskogo instituta REAVIZ. - 2014-4: 44-47.
6. Starodubtseva O.S., Begicheva S.V. Analysis of the incidence of stroke with the use of information technologies // Fundamental'nye issledovaniya. 2012; (7): 424-7.
7. Zubritskaya E.M, Mozheyko E.Yu, Prokopenko S.V, Gurevich V.A., Shchetnikova A.S. Correction of cognitive disorders using training effects on the speech domains of the brain // Sibirskoe medicinskoe obozrenie. - 2018 -2: 77-84.
8. GOST ISO / TO 16056-1-2009. Informatization of health. Functional compatibility of telesdravookhraneniya systems and networks. Moscow: Standartinform, 2011.
9. WebReference.ru. Tutorials on HTML and CSS. Available at https://webref.ru/layout/learn-html-css (Accessed: 09.02.2021).
10. ¡Query. URL: https://jquery.com (Accessed: 10.02.2021).
11. Wisdomweb. Учебник jQuery. URL: http://www.wisdomweb.ru/JQ/jquery-first.php (Accessed: 11.02.2021).
12. Remote Neurorehabilitation Portal. - URL: https://neyrodom.krasgmu.ru/ (Accessed: 07.02.2021).
13. The Mann-Whitney U-test. - URL: http://statistica.ru/local-portals/medicine/u-kriteriy-manna-uitni/ (Accessed: 12.02.2021).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / ABOUT THE AUTHORS
Иванилова Татьяна Николаевна - канд. техн. наук, Сибирский Государственный Университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, г. Красноярск, Россия Tatyana N. Ivanilova - Candidate of Technical Sciences, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia E-mail: ivanilovaJn@gmaiLcom
Василенко Ирина Витальевна - начальник отдела дополнительно ИТ-образования, Сибирский Государственный Университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева, г. Красноярск, Россия,
Irina V. Vasilenko - Head of the Department of Advanced IT Education, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia E-mail: [email protected]
Семенов Виктор Александрович - программист 1 категории Управления Информационно-Коммуникационных образовательных технологий, Сибирский Государственный Университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, г. Красноярск, Россия
Viktor A. Semenov - programmer of the 1st category of the Department of Information and Communication Educational Technologies, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia
Мирбадиев Шахбоз Зиёдуллоевич - магистрант, Сибирский Государственный Университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева, г. Красноярск, Россия
Shahboz Z. Mirbadiev - Master's student, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia E-mail: [email protected]
№ 4 Manager
2021 Zdravoochranania
/Менеджер
здравоохранения
