Beslutningsstøttesystem for førstevalg av antibiotikabehandling

M.M. Zernov, førsteamanuensis ved Institutt for datateknikk ved filialen til FGBOU VPO "NIU MEI" i Smolensk, doktorgrad i tekniske vitenskaper
A.Yu. Kuzmenkov, biostatistiker, Interregional forening for klinisk mikrobiologi og antibiotikabehandling (MAKMKH)
V.V. Mladov, doktorgradsstudent, filial til FGBOU VPO "NIU MEI" i Smolensk

Prosjektbeskrivelse

Mål med prosjektet: Øke effektiviteten av beslutningstaking ved førstevalg av antibiotikabehandling (AMB), noe som reflekteres i en økt frekvens av vellykkede valg ved hjelp av det utviklede beslutningsstøttesystemet for kliniske beslutninger (BSSKD).

Prosjektet innebærer utvikling av et vitenskapelig-matematisk apparat for oppgaven med å velge førstevalg av AMB og implementeringen av dette i BSSKD. Det vitenskapelig-matematiske apparatet gjør det mulig å behandle kunnskap om reglene for førstevalg av AMB, bestemme metoden for valg av behandling, danne delte kvalitetsindikatorer for alternativene og sammenfatte dem til en samlet indikator.

Relevans: AMB er blant de mest brukte og kostbare legemidlene: de står for omtrent 30% av alle foreskrivinger for innlagte pasienter og rundt 30-50% av budsjettet til helseinstitusjoner (LPU) som brukes til farmakoterapi. Samtidig viser tilgjengelige resultater fra farmakoepidemiologiske studier en høy frekvens (opptil 40-60%) av irrasjonell bruk av AMB på sykehus, noe som fører til økt sykdoms- og dødelighet, samt en økt frekvens av bivirkninger (BVR), seleksjon av resistente mikroorganismer og økte behandlingskostnader.

En av metodene for å forbedre kvaliteten på helsehjelpen er å implementere informasjonsteknologi i klinisk praksis. I internasjonal klinisk praksis brukes beslutningsstøttesystemer (BSSKD) for å bistå legen i beslutningsprosessen om førstevalg av AMB. På grunn av fundamentale forskjeller i helsevesenssystemene er det imidlertid umulig å implementere utenlandske utviklinger i russisk medisinsk praksis, noe som gjør utviklingen av et vitenskapelig-metodisk apparat for førstevalg av AMB og bygging av BSSKD basert på dette nødvendig.

Vitenskapelig og teknisk beskrivelse av prosjektet

Beskrivelse av vitenskapelig produkt

Alternativene ved førstevalg av AMB er forskrivningene (behandlingsalternativene), som kan inkludere ett eller flere AMB.

Kvalitetsindikatorene for alternativene inkluderer:

1. Aktivitetsindikator for AMB mot mikroorganismen
   Algoritmen for beregning av dette avhenger av valgt behandlingstype (empirisk eller etiologisk). Ved empirisk behandling er verdien fastsatt ekspertsmessig basert på kliniske retningslinjer for ulike sykdommer. For etiologisk behandling bestemmes AMB-aktiviteten som en vurdering av sannsynligheten for at kravene til dens aktivitet oppfylles, angitt ved hjelp av et uskarpt medlemskapsfunksjon på et intervall begrenset av minimums- og maksimumsverdiene i det 95% konfidensintervallet for den relative følsomheten til mikroorganismer mot AMB.

2. Indikator for kontraindikasjoner mot AMB
   Beregning av denne kvalitetsindikatoren skjer gjennom et kaskadesystem av funksjoner for summasjon og metning, basert på vektet summasjon og ikke-lineær transformasjon gjennom en sigmoidfunksjon vektet med α.

3. Indikator for indikasjoner for bruk av AMB
   Hvis pasienten har n indikasjoner, og hver av dem stemmer overens med indikasjonene for minst ett AMB i forskrivningen, er verdien til indikatoren lik n.

4. Indikator for tidligere behandling
   Verdien av denne indikatoren beregnes som maksimumet av vektene for hver AMB i forskrivningen, der vektene bestemmes som maksimumet av likheten mellom AMB og hvert AMB fra pasientens tidligere behandling.

Fler-kriterieveiledet valg av alternativer
Som et resultat av det logiske valget dannes en liste over tillatte alternativer med de beregnede kvalitetsindikatorene P1, P2, P3 og P4. Det blir mulig å beregne den samlede kvalitetsindikatoren for alternativene, basert på uskarpt preferanseforhold. De beregnede verdiene danner grunnlaget for rangeringen av alternativene etter grad av preferanse.

Prototypen av beslutningsstøttesystemet for kliniske beslutninger
Den foreslåtte hybride modellen for fler-kriterieveiledet valg av alternativer ved førstevalg av AMB er implementert i prototypen av BSSKD.

Vurdering av effektiviteten av de utviklede modellene
Effektiviteten av BSSKD ble undersøkt på et utvalg med N = 93. Ekspertvurdering viste at med BSSKD ble suksessfrekvensen for førstevalg av AMB 95,69%, mens den uten var 82,80%. Signifikansnivået p < 0,05 gjør at det kan konkluderes med at leger, ved bruk av BSSKD, gjør statistisk signifikant flere vellykkede valg enn uten systemet. Kji-kvadratverdien (Pearson’s chi-square test) for de eksperimentelle dataene var 81,50%. Dermed er effekten av den utviklede hybride modellen for fler-kriterieveiledet valg av alternativer bevist.

Praktisk verdi av prosjektet
Implementeringen av et slikt utviklingsprosjekt i klinisk praksis vil:

• Forbedre kvaliteten på helsehjelpen ved å øke sikkerheten ved AMB;

• Redusere risikoen for seleksjon av resistente mikroorganismer;

• Minske belastningen på leger ved å automatisere arbeidet med pasientdata;

• Øke tilgjengeligheten til informasjonressurser og dermed øke legens informasjonsnivå om infeksjonssykdommer og AMB.

Liste over publikasjoner relatert til forskningsarbeidet

Mladov V.V., Zernov M.M., Kuzmenkov Yu.A. Logisk modell for representasjon og behandling av kunnskap basert på fler-sortert førsteordens logikk i beslutningsstøtte for førstevalg av antibiotikabehandling. Matematisk morfologi. Elektronisk matematisk og medisinsk-biologisk tidsskrift. – Vol. 14. – No. 2. – 2015. – URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-46-html/TITL-46.htm