Способы повышения достоверности результатов медицинской диагностики Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

Istomin Boris Aleksandrovich

Penza State University E-mail: [email protected])

40, Krasnaya street, Penza, 440026, Russia. Phone: +78412563511.

УДК 615.47

T.B. Истомина, НЛ. Ординарцева

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Рассмотрена специфика медицинских измерений и медицинской диагностики с учётом свойств медико-биологических объектов как объектов измерения.

Биологический объект; медико-биологические исследования; диагностика; измерение; ; .

T.V. Istomina, N.P. Ordinartseva METHODS TO RAISE RELIABILITY RESULTS IN MEDICAL DIAGNOSIS

Specific features of medical measurement and medical diagnosis are presented due to specifications of medical-biological subjects as objects of measurement.

Biological subject; medical-biological research; diagnosis, measurement; error; accuracy; reliability.

Результативность любого лечения во многом определяется достоверностью результатов медицинской диагностики.

Важность обеспечения единства и правильности диагностических данных и точной дозировки лечебных процедур ни у кого не вызывает сомнения. Достоверность результатов медицинской диагностики, т.е. вероятность правильности установленного заключения о сущности болезни и состоянии пациента в принятой ме-

, -

тельности [1].

Однако следует обратить внимание, что в случае медико-биологической диагностики информативным является не абсолютное значение измеряемого параметра в физических единицах, а отклонение измеренного значения от индивидуальной или групповой нормы, в свою очередь являющейся лишь оценкой реального диагностического правила. Диагностическая ценность измерения в «единицах нормы» зависит от точности установки границ нормы и патологии и вариации физиологического параметра. В данном случае «нормой» являются оценки по измеряемому физиологическому параметру выборок здоровых и больных данной формой заболевания. Иными словами, в силу специфики медико-биологической диагностики информативным является не столько сам результат измерения, а его сопоставление с индивидуальной или групповой нормой. Так, в терапевтических процедурах важным является не только мощность источника, воздействующего на пациента, но и коли, .

Биологический объект - стохастическая нестационарная нелинейная система с распределёнными параметрами. То есть система, состояние которой может быть определено только с некоторой вероятностью, её параметры изменяются во времени и зависят от места измерения внутри или на поверхности организма. Условия, при которых систему можно считать детерминированной, стационарной, линейной

и с сосредоточенными параметрами, определить достаточно трудно, а в общем случае - невозможно. Количество переменных, которые, по крайней мере, на пер, , очень велико [2].

Достоверность диагностического решения (1 - абсолютное здоровье по исследуемому виду диагностики; 2 - требуется регулярное обследование с целью не пропустить момент ухудшения состояния пациента; 3 - срочно требуется лечение) в каждом из перечисленных случаев определяется вероятностью правильного решения и характеризуется ошибками а и р (ошибками 1-го и 2-го рода). По сути дела достоверность диагностической процедуры определяется достоверностью используемой модели медицинских измерений. Выбор той или иной модели относится к задаче принятия решений. Вопрос о степени адекватности используемых моделей возникает в случае противоречия между результатами измерений (несопоставимость результатов измерений одной и той же измеряемой величины) или противоречия между предсказанными и реальными данными измерений, что говорит о незнание истинных свойств биомедицинского объекта в многомерном пространстве признаков. Статистические же критерии не могут доказать «истинность» той или иной модели, они могут лишь констатировать, что выбранная модель не противоречит экспериментальным данным.

Медицинская техника, как сложна бы она не была, «воспринимает» биологический объект - пациента - лишь как весьма упрощённую модель, анализируя или , , .

- , - , которая нагревается вследствие энергии электромагнитного поля.

Перспектива дифференциальной диагностики и возможность делимости выборки (здоровых и больных) на самостоятельные подклассы для индивидуализации стандартных методов лечения возможна только при заранее известной точности получения объективной информации. Повышение точности и достоверности диагностической информации возможно за счёт использования системных технологий, одной из которых является планирование эксперимента [3].

Под планированием эксперимента понимают процедуру выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставлен.

Задачами медицинской диагностики являются:

♦ определение количественных значений тех или иных биологических при-

;

♦ определение принадлежности медико-биологического объекта к классу эквивалентности (абсолютное здоровье, необходимость врачебного на, ).

При решении этих задач к неопределенным относятся следующие факторы:

♦ выбор биологи ческого признака;

♦ определение измеряемой физической величины, связанной с биологиче-

;

♦ принцип измерения физической величины;

♦ метод измерения физической величины;

♦ средство измерения;

♦ алгоритм обработки полученных экспериментальных данных;

♦ объем измерений (в случае многократного наблюдения измеряемой физи-

).

Перечисленные факторы множества элементов процедуры измерения представляют собой множество альтернатив 0. На начальном этапе построения множе-

ства альтернатив часто пользуются опытом решения аналогичных задач, знанием объекта исследования (биологический признак => измеряемая величина), условий , .

При определении оценок принадлежности медико-биологического объекта к классу эквивалентности добавляется еще один фактор - параметр решающей .

Состояние обследуемого зависит от многих клинических показателей, и учет их в полном объёме невозможен, поэтому возникает задача выбора оптимальной номенклатуры этих показателей.

В свою очередь планирование медицинских измерений может быть подраз-:

♦

;

♦ планирование мед ицинских измерений, регистрируемых у человека в ди-

;

♦ планирование медицинских измерений на основе однократного плана из-

;

♦

.

Задача планирования измерительной процедуры определяет пару {0, КО}, где 0 - множество возможных альтернатив, КО - критерий оптимальности, которым может быть один из показателей качества медицинских измерений или достоверность диагностической информации. При этом необходимо учитывать, что довольно часто получение значения измеряемой величины не является конечной це, -. -та измерения необходима оценка удовлетворительности результата предъявляемым к нему требованиям. В этом случае качество медицинского измерений, его метрологические аспекты - один из важнейших факторов, характеризующих правильность принятия решений [4].

Связь между качеством медицинской измерительной процедуры и качеством процедуры принятия решения очень непроста, поскольку именно конечная цель (правильность принятия решения) определяет требования к качеству измеритель,

, , . критериями могут служить: обеспечение требуемой точности измерений, обеспечение требуемой правильности измерений, обеспечение требуемой сходимости , -грешности и т.д. [3]. Следует предусмотреть возможность появления ситуаций, в которых требования к качеству измерений не удаётся формализовать с использованием единственного критерия оптимальности.

, -щем случае многофакторной и многокритериальной задачей планирования измерений, в которой критериями выступают характеристики качества, а факторами -параметры измерительной процедуры, ограничениями же являются границы их изменения. Формализованная постановка общей задачи планирования медицинских измерений при диагностической процедуре представлена в табл. 1.

Правильная постановка задачи при проведении измерительно-диагностического медицинского эксперимента с учетом показателей и критериев, представленных в , -товерности результатов медико-биологических исследований.

1

Показатель Задача планирования медицинских измерений Задача принятия решений

Множество альтернатив 0 Элементы процедуры медицинских измерений Модели элементов процедуры медицинских измерений

биологический признак модель биологического признака f

физическая величина уравнение измерения У=ДХ)

принцип измерения совокупность физических принципов, на которых основано измерение

метод измерения модель организации взаимодействия средства измерения с f

средство измерения модель статических и , случайных и систематических погрешностей средства измерения

алгоритм обработки экспериментальных данных зависимость результата измерения от непосредственно измеряемой величины, , параметров измерительного эксперимента

алгоритм оценивания характеристик погрешности результата измерения модель погрешности . Зависимость характеристик погрешности результата измерения от погрешностей непосредственно измеряемых , и влияющих величин, параметров измерительного эксперимента и характеристик средства измерения

Критерий оптимизации КО обеспечение требуемой точности измерений поиск экстремума (максимума или минимума) заданного функционала

обеспечение требуемой правильности измерений

обеспечение требуемой сходимости измерений4

обеспечение рационального соотношения между составляющими погрешности

обеспечение одновременно нескольких упомянутых выше требований использование квалиметрических методов

Предложенный подход позволит усовершенствовать существующие методи, -- .

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Попечимелев ЕЛ. Методьi медико-биологических исследований. Системные аспекты: Учебн. пособие. - Житомир: ЖИТИ, 1997. - 186 с.

2. Истомина Т.В., Киреев А.В., Истомина КВ. Особенности измерения и интерпретации параметров ПЭС биологических объектов // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации: труды Международной научно-технической конференции (Россия, г. Пенза, 22-24 октября 2008 г.) Пенза: Информационноиздательский центр ПензГУ, 2008. - 174 с.

3. Слаев В.А., Чуновкина АЛ., Чурсин AM. Повышение качества измерений планированием измерительной процедуры // Измерительная техника. - 1999. - № 10. - С. 9-13.

4. . ., . . -

биологической диагностики // Известия ЮТУ. Технические науки. - 2009. - № 10 (99). - С. 44-48.

Истомина Татьяна Викторовна

Пензенская государственная технологическая академия.

E-mail: [email protected].

440605, . , , . , . 1 /11.

Тел.: 8841496155.

Ординарцева Наталья Павловна

Пензенский государственный университет.

E-mail: [email protected].

440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

.: 88412368233.

Istomina Tatiana Viktorovna

Penza State Technological Academy.

E-mail: [email protected].

1a/11. Gagarina street, Bajdukova tr., Penza, 440605, Russia.

Phone: +7841496155.

Ordinartseva Natalia Pavlovna

Penza State University.

E-mail: [email protected].

40, Krasnaya street, Penza, 440026, Russia.

Phone: +78412368233.

УДК 615. 47

Т.В. Истомина, ЕЛ. Шамин

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ НЕЧЕТКОГО АЛГОРИТМА ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ УЧАСТКОВ КАРДИОСИГНАЛА

Дано описание алгоритма анализа сердечного сокращения с элементами адаптации к уровню низкочастотных помех посредством системы управления, основанной по нечеткой логике. Дано описание проблемной области. Доказан выбор прикладного устройства, которое позволило достичь необходимого уровня адаптации к уровню отклонения изолинии. Описан двухэтапный алгоритм поиска информационного сердечного сокращения уча.

Аппарат нечеткой логики; электрокардиосигнал; двухэтапный алгоритм.