WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Наконец, на заключительном этапе было проведено тестирование работы нашей программы в отношении эффективности поддержки принятия решения по достижению правильного гистологического диагноза. Использовался консультативный материал - 60 спорных случаев опухолей и опухолеподобных процессов в щитовидной железе у пациентов территориально и по возрасту, относящихся к группе т.н. «Чернобыльского Рака», т.е. лица 1968-1986 г.р. из областей, относящихся к зонам радиационного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС. Каждый случай был представлен лишь одним наиболее демонстративным гистологическим препаратом, окрашенным гематоксилином и эозином, сопровождался краткими паспортными данными и гистологическим диагнозом, поставленным по месту жительства. Случаи были просмотрены тремя молодыми врачами- патоморфологами. Все они были лишены, возможности пользоваться, какой бы то ни было справочной литературой или консультациями своих коллег, но могли использовать компьютерную программу. Постановка -11- диагноза осуществлялась после интерактивного диалога с программой. Далее сопоставлялось количество правильных ответов, данных врачами и предложенных экспертной системой, анализировались сделанные программой ошибки.

Результаты собственных исследований.

1. Характеристика возможных режимов работы настоящей программной системы.

В результате проделанной нами работы была создана компьютерная программа по диагностике опухолей и опухолеподобных процессов щитовидной железы.

Данная программа может работать в трех основных режимах: Компьютерный Атлас – диагностический пассивный режим, Учебная Программа – обучающий режим и собственно - Экспертная Система, отражающая диагностический интерактивный режим.

Подробно описание работы программы во всех предложенных режимах и ее технические характеристики описаны в ее «Руководстве по эксплуатации».

Приведем вкратце характеристику режимов работы представленной нами программы и ее возможности, не углубляясь в техническую сторону проблемы.

Характеристика работы программной системы в режиме «Интерактивный компьютерный атлас».

Последним режимом, представленной нами программы, является Интерактивный Компьютерный Атлас. Будучи близким, к рутинному способу получения информации, данный режим все же обладает, по сравнению с первым, -12- рядом преимуществ. При использовании данного режима, во-первых, имеется возможность просмотра всех имеющихся в базе данных изображений по любой выбранной нозологической форме. Изображения снабжены уточнениями диагноза, отражающими варианты нозологической формы в рамках принятой классификации, и комментариями. Так, для папиллярного рака возможны варианты: типичный, фолликулярный, инкапсулированный, микрорак, из высоких розовых клеток, столбиковых клеток и т.д. Любое из изображений можно увеличить, чтобы лучше рассмотреть интересующие исследователя детали. Также можно изучить описание к данной гистологической картине, заложенное в Базу Знаний и данное экспертами, вывести форму описания и изображения на принтер для печати. На некоторых из таких увеличенных изображений с описанием можно просматривать значения отдельных признаков, в основном тех, в правильности значений которых у пользователя могут возникнуть трудности. При выборе в описании препарата значения признака появляется специальная разметка, акцентирующая внимание на изображении последнего. Эта возможность направлена на решение проблемы распознавания и правильного толкования значения того или иного признака. Также можно просматривать изображения по любому выбранному значению признака или любой их комбинации. При этом, имеется возможность выбора любой нозологической единицы из списка заболеваний, в пределах которой можно изучать выбранную комбинацию признаков. Например, пользователя интересует комбинация из признаков «Капсула узла – есть» и «Толщина капсулы – толстая». Но не во всех случаях, а как данные признаки выглядят на изображениях, скажем, только фолликулярного рака. Для этого на экране рабочего окна программы имеется кнопка «Искать в пределах нозологической единицы». «Компьютерный Атлас» дает возможность быстрого и точного доступа к изображениям любой нозологической единицы из списка заболеваний, заложенного в Базу Знаний. Это гораздо удобнее, чем пользоваться обычным «бумажным» изданием, которое при равном с нашей -13- программой объеме изображений (860 гистологических фотографий в цифровом формате) несомненно, занимает больше места, будет громоздким, менее мобильным для поиска изображения, иллюстрирующего нужную гистологическую картину того или иного заболевания.

Характеристика работы программной системы в режиме «Обучающая программа».

Первым режимом работы настоящей системы является Обучающая Программа, которую можно рассматривать также в качестве самостоятельного программного продукта. Она может функционировать и эксплуатироваться без двух описанных ниже режимов. Однако, тот факт, что при работе с этой программой используется база знаний, идентичная заложенной для работы в двух других режимах, представляется целесообразным включить и этот раздел в общий комплекс функций и режимов, выполняемых предлагаемой программной системой.

Имеются подрежимы: «Обучение», «Тренинг» и «Экзамен».

В режиме «Обучение»:

- Можно просматривать все имеющиеся в Базе Знаний изображения по выбранной нозологической единице, - Можно просматривать все имеющиеся в Базе Знаний изображения по любому признаку, или набору признаков, - Изучать отдельные «маркерные» признаки, наиболее характерные для той или иной нозологии, - Изучать описания, сделанные экспертами, сопоставляя их со своими, и т.д.

В режимах «Тренинг» и «Экзамен» (которые во многом схожи):

- Необходимо описать случайно выбранное изображение из Базы Данных, - Поставить правильный диагноз по данным изображениям, - Сравнить свой диагноз и описание с эталонными, данными экспертами, - Автоматически происходит подсчет общего числа просмотренных случаев и количества правильных ответов.

-14- Обучающая система также может использовать различные Базы Знаний, что делает возможным ее применение и для диагностики опухолей и опухолеподобных процессов других локализаций (молочная железа, почка, лимфатические узлы и т.д.).

Характеристика работы программной системы в режиме «Экспертная Система».

Экспертная Система для гистологической диагностики опухолей щитовидной железы является основным режимом работы предлагаемой программы. База Знаний данной системы не является закрытой, имеется возможность ее пополнения новым материалом, что повышает ее ценность. Экспертная система предназначена для ввода, обработки, хранения и структурированного вывода информации, связанной с гистологической диагностикой опухолей щитовидной железы. Работа пользователя системой строится по двум основным сценариям.

В соответствии с первым сценарием пользователь осуществляет ввод изображения гистологического препарата из файла или с видеокамеры. В последствие он же проводит визуальный анализ изображения и вводит данные, образующие описание изображения в соответствие с имеющимися признаками и их значениями, а также графическую разметку изображения; сохраняет изображения и его описания в базе данных. Помимо приведенных основных операций в экспертной гистологической системе пользователю предоставляется возможность изменять списки используемых нозологических форм и признаков, характеризующих изображение гистологического препарата. Таким образом, -15- первый сценарий заключается в пополнении, изменении, редактировании и совершенствовании имеющейся Базы Знаний.

Второй – более важный и ценный сценарий работы включает ввод пользователем набора значений параметров, образующих условия поиска или анализа гистологических данных. Здесь возможен просмотр результатов поиска или анализа данных по выбранному пользователем заболеванию из списка определенных на момент выполнения нозологических форм. Также возможен поиск по набору значений любого сочетания гистологических признаков из имеющегося, и приведенного ранее, в Базе Знаний списка, уже приведенного ранее.

Ясно, что в обоих случаях (и по нозологиям, и по признакам) поиск и анализ осуществляются на множестве данных, сохраненных ранее пользователем в Базе Знаний гистологических данных. В случае выбора по заболеваниям, предоставлена возможность выбора конкретной нозологии. После выбора критериев поиска пользователю доступен просмотр изображений, иллюстрирующих различные случаи выбранного заболевания. Приводится также количество случаев и общее количество изображений, которыми в Базе Знаний представлена данная нозологическая форма.

При выборе режима поиска по набору признаков, пользователь получает перед собой рабочее окно с набором разработанных предварительно признаков, полный список которых был приведен выше. Здесь же регистрируются отмеченные пользователем признаки и варианты значений признаков, которые встретились в анализируемом случае. Далее, нажимая клавишу «искать» на экране, производится поиск всех случаев с аналогичной комбинацией признаков по всей Базе Знаний.

Рассмотрим для наглядности работу системы на конкретном примере. Так пользователь изучает новый препарат и использует программную систему. В окне поиска по признакам он отмечает некоторое количество признаков. Это могут быть признаки, в правильности заполнения которых, он наиболее уверен. Например, -16- выбраны «ткань железы с узлом», «Узел не имеет капсулы, но с четкой границей» и «Тип структуры – папиллярный». Число случаев с идентичной комбинацией равно 20. Далее можно посмотреть, какие заболевания, и в каком количестве имеют аналогичную комбинацию, каким образом распределены эти 20 случаев. Несмотря даже на всего три введенных признака, дифференциально- диагностический ряд ограничен лишь тремя нозологическими формами. 60 % приходится на папиллярный рак, 25 % - на узловой зоб, а еще 15% на фолликулярную аденому.

Еще один количественный показатель можно получить, если нажать на «поиск по рангам». Данный показатель очень ценен, так как число случаев каждого заболевания в Базе Знаний различно. Этот параметр отражает отношение случаев с идентичной выбранной комбинацией к общему числу случаев данной нозологии в Базе Знаний. Для наших 20 случаев и трех нозологий мы видим другие цифры. Так 20 % узловых зобов в Базе Знаний имеют такое строение, как в примере. Для фолликулярной аденомы и папиллярного рака – 8% и 7% соответственно. По результатам этих двух параметров пользователь и должен ориентироваться в диагнозе. Возможны также следующие пути сужения диагностических рамок:

введение большего числа признаков, просмотр препаратов с идентичной комбинацией и сравнение своего случая с ними и т.д. Несмотря на то, что окончательное решение по диагнозу остается за патологом, в вышеописанном режиме система может выступать в роли «виртуального эксперта», поддержки принятия решения, ориентировать в рамках диагностического поиска.

Частота встречаемости гистологических признаков при различных нозологических единицах, использованных в базе данных.

С целью выявления наиболее характерных и часто встречающихся при определенных заболеваниях признаков, были проанализированы 5 наиболее репрезентативно представленных в Базе Знаний нозологических единиц:

-17- папиллярный рак (160 случаев), фолликулярный рак (26 случаев), медуллярный рак (41 случай), фолликулярная аденома (34 случая) и узловой зоб (32 случая).

Как уже упоминалось, База Знаний может пополняться новыми случаями, и в перспективе можно провести подобное исследование в отношении остальных нозологических форм. Наиболее часто встречающиеся признаки и отношение к общему числу случаев данной нозологии, выраженное в процентах для вышеуказанных нозологических единиц, продемонстрированы в таблице 2. Все полученные результаты хорошо согласуются с имеющимися современными данными литературы и могут использоваться в качестве рекомендации при диагностике сложных и спорных случаев.

Тестирование эффективности работы Экспертной Системы на примере молодых патоморфологов.

Эффективность работы экспертной программы в качестве поддержки принятия решения тестирована на примере молодых врачей патологоанатомов со стажем работы по специальности не более 5 лет. Таких испытуемых было трое. Все они просматривали по 60 консультативных случаев без использования консультаций коллег или возможности пользования справочной литературой, но, ведя диалог с экспертной системой. Характеристика правильных ответов для каждого пользователя проиллюстрирована в таблице 3.

-18- Таблица 2. Гистологические признаки, наиболее характерные для нозологических единиц в Базе Знаний компьютерной программной системы.

Папиллярный Фолликулярный Медуллярный рак Фолликулярная Узловой зоб № Рак рак аденома 1 Папиллярный тип Наличие четкого узла Солидный тип Микрофолликулярный Округлые фолликулы структуры тип структуры структуры (65%) (84%) (90%) (74 %) (69%) 2 Микрофолликулярный Наличие выраженной Глыбчатый хроматин Нормофолликулярный «Плотный» коллоид капсулы ядрах тип структуры тип структуры (45%) (84%) (96%) (82%) (71%) 3 Нормофолликулярный Наличие инвазии Склероз стромы Наличие истинной Овальные фолликулы опухоли капсулы тип структуры (68%) (71%) (62%) (67%) (48%) 4 Типичные папиллы «Толстая» капсула Амилоидоз стромы Ровный внутренний Клетки средних (52%) (92%) опухоли край капсулы размеров (41%) (65%) (75%) 5 Наличие коллоида Сосудистая инвазия Полигональные ядра Ровная ядерная Клетки мелких (60%) (86%) (53%) мембрана размеров (88%) (68%) 6 Плотный коллоид Микрофолликулярный Наличие пылевидного Округлая форма тип структуры (67%) хроматина клеток (96%) (58%) (90%) 7 «Бороздки» в ядрах Солидный тип Цитоплазма умеренная Ровная (80%) структуры (71%) ядерная мембрана (65%) (85%) 8 «Псевдовключения» в Наличие четкого Цитоплазма Гиперхромные ядра ядрах ядрышка оксифильная (71%) (62%) (88%) (67%) 9 Склероз стромы Наличие глыбчатого Выраженный Пылевидный хроматин опухоли хроматина ангиоматоз капсулы в ядрах (43%) (65%) (78%) (59%) -19- Таблица 3. Характеристика ответов пользователей при применении Экспертной Системы.

Пользователь Число Число выбранных Число предложенных случаев правильных Системой правильных ответов ответов № 1 60 (100%) 43 (72 %) 57 (95 %) № 2 60 (100 %) 45 (75 %) 56 (93 %) № 3 60 (100 %) 28 (47 %) 50 (83 %) ИТОГО: 180 (100%) 116(64,4 %) 163 (90,6 %) Количество совпадений диагноза испытуемого № 1 с диагнозом эксперта было 43 (72 %), испытуемого № 2 – 45 (75 %), а испытуемого № 3 – 28 (%). Всего по результатам 180 испытаний количество совпадений диагнозов пользователя программой и эксперта было 116 (64 %).

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»