ИИ в здравоохранении: ожидание и реальность

– приказ Минздрава России от 02.06.2022 N 376н «Об утверждении стандартов медицинской помощи взрослым при раке молочной железы» (20);

– приказ Минздрава России от 08.02.2022 N 63н «Об утверждении стандартов медицинской помощи взрослым при раке предстательной железы» (21);

– приказ Минздрава России от 20.12.2012 N 1213н «Об утверждении стандарта первичной медико-санитарной помощи при пневмонии» (22);

– временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)» – версия 18 от 26.10.2023 (7);

– приказ Минздрава России от 13.12.2023 N 682н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при туберкулезе (диагностика и лечение)» (23);

– приказ Минздрава России от 23.06.2022 N 438н «Об утверждении стандарта первичной медико-санитарной помощи взрослым при ВИЧ-инфекции (диагностика, лечение и диспансерное наблюдение)» (24);

– приказ Минздрава России от 28.12.2022 N 810н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при циррозе и фиброзе печени (диагностика и лечение)» (25);

– КР «Очаговая травма головного мозга» (11).

Некоторые из диагностических мероприятий, позволяющих установить заключительный диагноз заболевания, представлены в таблице 11.

Мероприятия, рекомендуемые для диагностики заболеваний, отмечаются знаком + в соответствующей ячейке.

Мероприятия при диагностике заболеваний, выделенные в соответствующих ячейках цветом – являются обязательными.

Не выделенные цветом мероприятия – являются опциональными и рекомендуются к выполнению по определенным показаниям.

Таблица 11. Мероприятия для постановки заключительного диагноза (фрагмент)

Всего по результатам анализа приведенных выше НПА для диагностики рассмотренных заболеваний рекомендуется:

– консультации врачей 21 специальности;

– лабораторных исследований – 94;

– инструментальных исследований – 107.

При этом, обязательные диагностические мероприятия по составляют менее 5% от общего числа рекомендуемых диагностических мероприятий.

Следовательно, ИИ должен получить дополнительную информацию для назначения опциональных диагностических мероприятий для конкретного пациента.

Рассмотрим данные, которые могут составить новую ячейку нейросети на примере некоторых диагностических мероприятий рака молочной железы (4).

Хотя сами узлы нейросети будут такими же, как в ячейке нейросети «Диагностика», единицы информации будут другими, поэтому правильнее говорить о новой ячейке нейросети, характеризующей назначение опциональных диагностических мероприятий при раке молочной железы – «Опциональная диагностика РМЖ».

Узлы нейросети и единицы информации, необходимые для алгоритма ИИ по назначению трех опциональных диагностических мероприятий рака молочной железы, рассмотренных в качестве примера, представлены в таблице 12.

Таблица 12. УН и ЕИ, необходимые для алгоритма «Назначение опциональных диагностических мероприятий при РМЖ»

По результатам анализа показаний для назначения трех диагностических мероприятий определены УН и ЕИ для ячейки нейросети «Опциональная диагностика РМЖ», изображенная на рисунке 6.

Рисунок 6. Ячейка нейросети «Опциональная диагностика РМЖ»

Необходимо заметить, что при анализе показаний для других опциональных мероприятий при диагностике рака молочной железы, в ячейку нейросети могли быть добавлены другие узлы нейросети с единицами информации, необходимыми для реализации данного алгоритма ИИ.

Подобным образом могут быть смоделированы и реализованы ячейки нейросети для опциональной диагностики других заболеваний.

В результате выполнения алгоритмов 2 этапа сформирован ЛДП, включающий диагностические мероприятия, в том числе:

– даты и наименования запланированных лабораторных исследований;

– даты и наименования запланированных инструментальных исследований;

– даты запланированных консультаций врачей-специалистов.

3 этап

Проведена оценка результатов по факту выполнения назначенных мероприятий:

– лабораторных исследований (по примеру данных, представленных в таблице 9);

– инструментальных исследований (по примеру данных, представленных в таблице 10);

– консультаций врачей-специалистов (по анализу установленных врачами-специалистами диагнозов в ЛУД).

4 этап

Установлен наиболее вероятный заключительный диагноз заболевания, основанный на определении диагностической уверенности по следующим узлам нейросети:

– консультациям врачей-специалистов (по установленным диагнозам в ЛУД);

– результатам лабораторных исследований;

– результатам инструментальных исследований.

Также, как и алгоритм расчета диагностической уверенности в предварительном диагнозе, алгоритм диагностической уверенности в заключительном диагнозе может быть представлен следующей формулой:

Значение ДУ в заключительном диагнозе = значение УН1 + значение УН2 + значение УН… n, где:

ДУ – диагностическая уверенность в заключительном диагнозе.

УН1, УН2, УН… n – узлы нейросети, сумма значений которых определяет диагностическую уверенность. Чем выше итоговое значение – тем выше диагностическая уверенность в заключительном диагнозе.

В свою очередь:

Значение УН = значение ЕИ1 + значение ЕИ2 + значение ЕИ… n, где

ЕИ – единицы информации, сумма значений которых определяет значение УН, в который они входят.

В свою очередь:

Значение ЕИ = КоР ЕИ х КоВ ЕИ, где:

КоР ЕИ – значение, характеризующее уровень распространенности определенной ЕИ при характеристике конкретного заболевания.

КоВ ЕИ – значение, характеризующее вес определенной ЕИ при характеристике конкретного заболевания.

Также, как и при алгоритме диагностической уверенности в предварительном диагнозе, необходимо учитывать различный вес единиц информации в данном алгоритме, то есть – ведущую роль определенных диагностических мероприятий (чаще всего – лабораторных и инструментальных исследований) в подтверждении заключительного диагноза заболевания.

В результате расчета диагностической уверенности в заключительном диагнозе могут быть следующие результаты алгоритма ИИ на данном этапе:

1. Проведенные диагностические мероприятия не выявили заболевания (заболеваний) у пациента. Дополнительных диагностических мероприятий не требуется.

2. Проведенные диагностические мероприятия не подтвердили диагноз, по которому проводилось обследование, но выявили другое заболевание (или подозрение на него). При этом:

– дополнительные диагностические мероприятия не требуются;

– дополнительные диагностические мероприятия требуются.

3. Проведенные диагностические мероприятия подтвердили диагноз, по которому проводилось обследование.

5 этап

В зависимости от результата выполнения алгоритма 4 этапа, на данном этапе к формированию лечебно-диагностического плана нейросеть применит следующие правила:

1. Если заболевание не выявлено – в лечебно-диагностическом плане останутся неизменными ранее запланированные профилактические мероприятия по данному пациенту.

2. Если диагноз заболевания не подтвержден, но выявлено другое заболевание или подозрение на него:

– в лечебно-диагностическом плане будут запланированы лечебные мероприятия по выявленному заболеванию пациента;

– в лечебно-диагностическом плане будут запланированы диагностические мероприятия по новому заболеванию (или подозрению на него), выявленному у пациента.

3. Если диагноз заболевания подтвержден – в лечебно-диагностическом плане будут запланированы лечебные мероприятия по выявленному заболеванию пациента.

Глава четвертая. Лечение заболеваний

Лечение заболеваний – это комплекс медицинских вмешательств, выполняемых по назначению медицинского работника, целью которых является устранение или облегчение проявлений заболевания (заболеваний) либо состояний пациента, восстановление или улучшение его здоровья, трудоспособности и качества жизни.

Различают хирургическое и консервативное лечение, в том числе:

– этиотропное лечение – направленное на подавление возбудителя и устранения причины болезни;

– патогенетическое лечение – направленное на ликвидацию или ослабление механизмов формирования болезнетворных нарушений и стимуляцию компенсаторных процессов;

– симптоматическое лечение – направленное на облегчение отдельных проявлений болезни и уменьшение страданий пациента;

– реабилитацию – лечение, направленное на восстановление нарушенных функций организма;

– заместительное лечение – направленное на замещение утраченных функций организма.

Для формирования информационной модели проанализируем виды лечения, применяемые для рассмотренных ранее заболеваний, а также основные клинические ситуации, в которых потенциально участие врача может быть заменено ИИ:

– анализ показаний для назначения лечения;

– анализ противопоказаний для назначения лечения;

– выбор варианта (вариантов) лечения;

– оценка эффективности назначенного лечения.

Таблица 13. Виды лечения анализируемых заболеваний

Таблица 14. ЕИ ячейки нейросети «Показания для госпитализации» (часть 1 – плановая госпитализация)

Таблица 14. ЕИ ячейки нейросети «Показания для госпитализации» (часть 2 – экстренная госпитализация)

Виды лечения рассмотренных ранее заболеваний представлены в таблице 13.

Знак + означает, что данный вид лечения применяется при указанном заболевании.

Дополнительно в таблице указаны врачебные рекомендации пациентам, которые также являются необходимой составляющей лечения заболевания.

Необходимо учесть, что лечение заболевания может осуществляться как в амбулаторных, так и в стационарных условиях.

Поэтому рассмотрим условия, необходимые для реализации алгоритма ИИ по направлению пациентов на госпитализацию.

Некоторые показания для плановой и экстренной госпитализации, фигурирующие в клинических рекомендациях (2 – 11), представлены в таблице 14.

Знак + означает, что данное условие является показанием для госпитализации пациента при указанном заболевании.

Примечание:

Описание и интерпретация шкал, указанных в таблице, приводится в приложении 1.

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Особенности ЛДП.

2. Лист уточненных диагнозов.

3. Базовые данные пациента.

4. Данные объективного осмотра.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Результаты инструментальных исследований.

7. Анамнез.

8. Особенности развития заболевания.

Ячейка нейросети «Показания для госпитализации», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Ячейка нейросети «Показания для госпитализации»

В числе узлов нейросети, указанных на рисунке 7, отмечены два УН, не рассмотренных ранее:

– особенности ЛДП;

– особенности развития заболевания.

Узел нейросети «Особенности ЛДП» характеризует блок информации по особенностям лечебно-диагностического процесса:

– необходимости проведения сложных диагностических и лечебных процедур;

– осложнениях после лечения;

– действиях медицинского персонала при отказе пациента от лечения и т. д.

Узел нейросети «Особенности развития заболевания» характеризует блок информации по особенностям течения заболевания у конкретного пациента, таким, как:

– тяжесть заболевания,

– атипичное течение заболевания,

– развитие осложнений заболевания и т. д.

Необходимо заметить, что при анализе показаний для госпитализации при других заболеваниях в ячейку нейросети могли быть добавлены другие узлы нейросети с единицами информации, необходимыми для реализации данного алгоритма ИИ.

1. Медикаментозная терапия

Для формирования алгоритма ИИ по назначению МТ следует учитывать:

– классы лекарственных препаратов;

– показания для назначения лекарственных препаратов;

– противопоказания для назначения лекарственных препаратов;

– мониторинг состояния организма при проведении медикаментозной терапии;

– корректировку / отмену медикаментозной терапии.

Классы лекарственных препаратов

Некоторые из классов лекарственных препаратов, применяемых для медикаментозной терапии рассмотренных заболеваний, представлены в таблице 15.

Знак + означает класс лекарственных препаратов, которые могут применяться при соответствующем заболевании (заболеваниях).

Таблица 15. Классы ЛП для медикаментозной терапии при анализируемых заболеваниях

Показания для назначения лекарственных препаратов

Показания для назначения лекарственных препаратов при рассмотренных заболеваниях представлены в таблице 16.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по назначению медикаментозной терапии.

Примечание:

Описание и интерпретация шкал, указанных в таблице, приводится в приложениях 2 – 7.

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные ЕИ:

1. Особенности развития заболевания.

2. Базовые данные пациента.

3. Анамнез.

4. Данные объективного осмотра.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Лист уточненных диагнозов.

7. Результаты инструментальных исследований.

8. Ранее назначенные лекарственные препараты.

Таблица 16 ЕИ ячейки нейросети «Показания для назначения ЛП»

В результате анализа информации по показаниям для назначения лекарственных препаратов по анализируемым заболеваниям определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания для назначения лекарственных препаратов», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 8.

В числе узлов нейросети, указанных на рисунке 8, отмечен УН, не рассмотренный ранее – «Ранее назначенные лекарственные препараты».

Узел нейросети «Ранее назначенные лекарственные препараты» характеризует блок информации по назначениям медикаментозной терапии, учитывающим применение ранее назначенных лекарственных препаратов:

– эффект от лечения,

– варианты взаимодействия с вновь назначаемыми лекарственными препаратами,

– совокупность побочных реакций для организма и т. д.

Рисунок 8. Ячейка нейросети «Показания для назначения лекарственных препаратов»

Противопоказания для назначения ЛП

Таблица 17. ЕИ ячейки нейросети «Противопоказания для назначения лекарственных препаратов»

Противопоказания для назначения лекарственных препаратов при рассмотренных заболеваниях представлены в таблице 17.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ, обеспечивающем анализ противопоказаний к назначению некоторых лекарственных препаратов.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Лист уточненных диагнозов.

2. Результаты инструментальных исследований.

3. Данные объективного осмотра.

4. Анамнез.

5. Результаты лабораторных исследований.

6. Ранее назначенные лекарственные препараты.

7. Базовые данные пациента.

8. Особенности развития заболевания.

В результате анализа информации по противопоказаниям для назначения лекарственных препаратов определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Противопоказания для назначения лекарственных препаратов», состоящая из восьми узлов нейросети, представлена на рисунке 9.

Рисунок 9. Ячейка нейросети «Противопоказания для назначения ЛП»

Мониторинг состояния организма при проведении медикаментозной терапии

Рисунок 10. Ячейка нейросети «Мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза»

Многие лекарственные препараты имеют значительный спектр побочных реакций и, в результате применения, особенно длительного, способны оказывать негативное влияние на организм.

В какой-то момент побочные реакции применения подобных лекарственных препаратов перевешивают их положительный эффект и создают угрозу для жизни пациента.

Среди рассмотренных выше заболеваний наиболее выраженные и опасные побочные эффекты, обусловленные химическим составом и длительностью применения, отмечаются у лекарственных препаратов, использующихся в схемах медикаментозной терапии злокачественных новообразований, туберкулеза и ВИЧ.

Для своевременного отслеживания влияния побочных эффектов лекарственных препаратов осуществляется мониторинг состояния организма в процессе медикаментозной терапии.

В качестве примера рассмотрим мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза (см. приложение 9).

В результате анализа информации по мониторингу состояния организма на примере медикаментозной терапии туберкулеза определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Мониторинг состояния организма при медикаментозной терапии туберкулеза», состоящая из шести узлов нейросети, представлена на рисунке 10.

Корректировка / отмена медикаментозной терапии

Таблица 18. ЕИ ячейки нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии» (часть 1 – эффективность ЛП)

Таблица 18. ЕИ ячейки нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии» (часть 2 – неэффективность ЛП)

Корректировка и/или отмена медикаментозной терапии осуществляется в случаях:

1. Неэффективности выбранных для медикаментозной терапии лекарственных препаратов. В этом случае:

– медикаментозная терапия может быть скорректирована ранее назначенными лекарственными препаратами – например, изменением их дозировки;

– медикаментозная терапия может быть скорректирована добавлением новых лекарственных препаратов к ранее назначенным;

– медикаментозная терапия может быть скорректирована отменой ранее назначенных лекарственных препаратов и заменой их новыми;

– медикаментозная терапия может быть отменена в случае признания заболевания неизлечимым.

2. Эффективности выбранных для медикаментозной терапии лекарственных препаратов. В этом случае:

– медикаментозная терапия может быть продлена на длительный срок – например, для лечения хронических заболеваний;

– медикаментозная терапия может быть отменена – в случае достижения цели лечения при острых заболеваниях.

Некоторые единицы информации, использующиеся для оценки эффективности назначенной медикаментозной терапии при рассмотренных заболеваниях, представлены в таблице 18.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ, обеспечивающем анализ эффективности медикаментозной терапии при данных заболеваниях.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Данные объективного осмотра.

2. Результаты лабораторных исследований.

3. Результаты инструментальных исследований.

4. Жалобы.

5. Особенности развития заболевания.

Не выделены единицы информации в графе «ЧМТ», так как медикаментозная терапия не является основным видом лечения при данной патологии.

В результате анализа информации по оценке эффективности медикаментозной терапии при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Оценка эффективности медикаментозной терапии», состоящая из пяти узлов нейросети, представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Ячейка нейросети «Оценка эффективности МТ»

2. Хирургическое лечение

Для формирования алгоритма ИИ по назначению хирургического лечения следует учитывать:

– показания к назначению хирургического лечения;

– противопоказания к назначению хирургического лечения;

– варианты хирургического лечения.

Показания к назначению хирургического лечения

Таблица 19. ЕИ ячейки нейросети «Показания к назначению хирургического лечения»

Некоторые показания к назначению хирургического лечения при выбранных заболеваниях представлены в таблице 19.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по назначению хирургического лечения.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные ЕИ:

1. Результаты инструментальных исследований.

2. Особенности развития заболевания.

3. Лист уточненных диагнозов.

4. Ранее назначенные лекарственные препараты.

В результате анализа информации по показаниям к хирургическому лечению при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Показания к назначению хирургического лечения», состоящая из 4 узлов нейросети, представлена на рисунке 12.

Рисунок 12. Ячейка нейросети «Показания к назначению хирургического лечения»

Противопоказания к назначению хирургического лечения

Таблица 20. ЕИ ячейки нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения»

Противопоказания к назначению хирургического лечения при выбранных заболеваниях представлены в таблице 20.

Знак + означает, что указанная единица информации может использоваться в алгоритме ИИ по определению противопоказаний к назначению хирургического лечения.

Примечание:

В графе УН указаны узлы нейросети, к которым относятся указанные единицы информации:

1. Особенности развития заболевания.

2. Лист уточненных диагнозов.

3. Результаты лабораторных исследований.

4. Результаты инструментальных исследований.

5. Анамнез.

В результате анализа информации по противопоказаниям к хирургическому лечению при выбранных заболеваниях определены узлы нейросети, составляющие данную ячейку ИИ.

Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения», состоящая из пяти узлов нейросети, представлена на рисунке 13.

Рисунок 13. Ячейка нейросети «Противопоказания к назначению хирургического лечения»

Варианты хирургического лечения

Таблица 21. Варианты хирургического лечения