Виртуальная гастроэнтерология. Учёные ОмГМУ работают над «оцифровкой» диагностики и лечения

Такие симптомы как боль, дискомфорт и жжение в верхней части живота, тяжесть в желудке, чувство раннего насыщения, тошнота встречаются у 60% – 80% людей во всём мире. В медицине они часто называются понятием «диспепсия» и могут свидетельствовать о наличии у человека гастрита. Гастрит – является одной из самой распространенных патологий пищеварительного тракта. Чаще всего его этиология связана с инфицированием бактерией Helicobacter pylori. Но есть и другие причины –приём лекарственных препаратов, билиарный рефлюкс, иммуновоспалительные и системные заболевания, злоупотребление алкоголем, грибковые и вирусные инфекции, паразитарные инвазии, эндокринные нарушения и др.

Относительно опасности гастрита тоже есть разные мнения. Одни специалисты говорят, что диагноз гастрит – это не повод к панике, он лишь требует точной диагностики, внимательного наблюдения и правильного лечения. Другие называют определённые формы хронического гастрита предраковым состоянием.

– Несмотря на то, что хронический атрофический гастрит относится к стартовой площадке рака желудка, это не означает, что у человека обязательно разовьётся опухоль. У большинства пациентов этого не произойдет, но задача врача как раз и состоит в том, чтобы выявить когорту лиц с риском рака желудка, в идеале на обратимом этапе изменений, когда меры канцеропревенции оказываются наиболее эффективными. Опасность определяется не самим диагнозом «гастрит», а его конкретным фенотипом: причиной, распространённостью и выраженностью атрофии, наличием кишечной метаплазии или дисплазии, статусом Helicobacter pylori, аутоиммунными механизмами и сопутствующими факторами, – поясняет Ольга Владимировна Гаус, профессор кафедры факультетской терапии и гастроэнтерологии ОмГМУ, д.м.н. доцент.

Учёные ОмГМУ работают над методами раннего выявления неблагоприятной траектории заболевания целенаправленно и планомерно. Сегодня в помощь практикующим врачам они предлагают комплексную систему цифровых технологий. По итогам конкурса на получение грантов Российского научного фонда был поддержан проект «Персонификация диагностики и терапии мультифакторного хронического гастрита с использованием искусственного интеллекта, систем поддержки принятия врачебных решений, виртуального ассистента и разработкой модели виртуального пациента», разработанный под руководством ректора вуза, члена-корреспондента РАН, профессора Марии Анатольевны Ливзан. Ольга Владимировна Гаус работает в составе проектной команды. О том, в чём суть гастроэнтерологического «цифрового» комплекса и как ИИ может работать в роли диагноста, она рассказала корреспонденту «Трамплина».

– Ольга Владимировна, в чем суть персонифицированного подхода в диагностике гастрита? 

– Суть в том, что мы рассматриваем хронический гастрит не как универсальный диагноз (который еще нужно постараться правильно, точно и быстро установить) с проведением лечения  по универсальной стандартной схеме, а как состояние с разными причинами, механизмами развития, рисками и прогнозом для конкретного пациента. У одного человека ведущим фактором хронического гастрита может быть инфекция Helicobacterpylori, у другого – аутоиммунное поражение слизистой оболочки желудка, последствия лекарственной терапии, дуоденогастральный рефлюкс (состояние, при котором содержимое двенадцатиперстной кишки забрасывается обратно в желудок)или даже сочетание нескольких этиологических факторов. Поэтому для выбора правильной тактики ведения больного недостаточно ориентироваться изолированно только на жалобы, данные анализов крови, результаты эндоскопического или патоморфологического исследования бипосийного материала. Мы хотим устранить главный недостаток существующего подхода – некую дискретность диагностики. Сегодня данные о пациенте часто существуют и интерпретируются отдельно. У гастроэнтеролога есть жалобы и анамнез, дополняемые лабораторными показателями (уровень гемоглобина, железа, ферритина, витамина B12, аутоспецифичные антитела и другие серологические маркеры). У эндоскописта – макроскопическое описание рельефа слизистой оболочки желудка. У патоморфолога – результаты исследования биопсийного материала (фрагментов слизистой оболочки). Вместе с тем, очевидно, что именно совокупность этих параметров определяет, насколько высок риск развития атрофии, кишечной метаплазии, дефицита нутриентов, нейроэндокринной гиперплазии или дисплазии / интраэпителиальной неоплазии, как часто пациенту нужно наблюдаться в последующем и как часто проходить контрольное эндоскопическое и патоморфологическое исследование.

Для этого создаётся «модель виртуального пациента». Это не «цифровой двойник» человека в бытовом понимании, а скорее цифровая, по сути, математическая модель индивидуальной клинической траектории, которая объединяет важные для конкретного пациента данные: возраст, симптомы, анамнез, статус по инфекции Helicobacter pylori, лабораторные показатели, эндоскопическую картину, особенности морфологической картины заболевания, дополнительные маркеры патологического процесса и результаты предыдущего лечения.

Задача такой модели не поставить диагноз вместо врача, а помочь ответить ему на практические вопросы. Например, каких данных не хватает для уверенного решения? Нужно ли пациенту повторное эндоскопическое исследование? Следует ли прямо сейчас сделать забор биопсийного материала по стандартному протоколу? Насколько вероятны изменения слизистой оболочки желудка по типу атрофии или метаплазии, и какова их распространенность? Дефицит каких нутриентов нужно контролировать? С какой кратностью должно проходить дальнейшее наблюдение и т.д.

Поэтому наш «виртуальный пациент» будет сочетать два уровня. Первый – обобщенная модель, созданная на основе накопленных данных большой группы пациентов. Второй – персональная настройка этой модели для конкретного человека. Иными словами, система использует закономерности, найденные в группе, но применяет их к индивидуальному набору признаков пациента.

Достоверность такой модели нельзя оценивать только по тому, насколько убедительно она выглядит на экране. Ее длительно проверяют на независимых наборах данных, сравнивают прогноз системы с реальными результатами обследования и наблюдения пациентов, оценивают точность, чувствительность, специфичность, калибровку риска и устойчивость работы в разных клинических ситуациях. Кроме того, врач должен видеть, на каких данных основан вывод модели. Это принципиально: модель должна быть объяснимой и проверяемой, а не работать как «черный ящик». Разработка такой работающей модели – сложный, динамический процесс, требующий многократной проверки и апробации в условиях реальной клинической практики. 

– А какую роль вы отводите искусственному интеллекту и виртуальным помощникам врача?

– Искусственный интеллект – это, по сути, набор методов анализа данных. Он помогает выявлять закономерности, которые трудно заметить при обычном просмотре большого числа клинических, лабораторных, эндоскопических или морфологических параметров. Например, ИИ может оценить, какая комбинация признаков повышает вероятность наличия аутоиммунного гастрита у пациента с активной или перенесенной инфекцией Helicobacter pylori.

Система поддержки принятия решений (СППР) – это уже клинический инструмент, в который ИИ может быть встроен. Она не просто рассчитывает вероятность, а помогает врачу понять, что делать дальше: каких данных не хватает, показаны ли повторные исследования и т.д. То есть система работает как своего рода «ассистент или помощник». Система поддержки принятия врачебных решений переводит анализ данных в понятный и проверяемый клинический маршрут для конкретного пациента.

А собственно виртуальный ассистент представляет собой эту работающую на практике систему поддержки принятия решений. Для врача это ассистент, который помогает ему трактовать данные результатов анализов и динамику их изменений. Обсуждать диагностические и лечебные подходы к курации пациента. А виртуальный ассистент для пациента напоминает ему о необходимости прохождения обследования, принципах подготовки к тем или иным исследованиям, объясняет врачебные назначения понятным языком, помогает не пропустить контрольные анализы, фиксировать симптомы и сообщать врачу о значимых изменениях. И тот, и другой ассистенты работают, как правильно организованный чат-бот, а в идеальном варианте входят в единый блок – так называемую цифровую среду сопровождения пациента с хроническим гастритом.

Однако важно помнить, что никакой виртуальный помощник не может заменить клиническое мышление врача, а следовательно, не формирует консультативное заключение и не назначает лечение самостоятельно.

– Предусмотрена ли в проекте такая «опция», как защита от ошибки цифрового помощника?

– Защита от ошибки здесь строится на нескольких принципах. Во-первых, окончательное решение всегда остается за специалистом. Во-вторых, система должна быть объяснимой: показывать, какие признаки повлияли на рекомендацию и каких данных недостает. В-третьих, она должна проходить клиническую проверку на независимых данных, а ее рекомендации должны быть согласованы с действующими клиническими рекомендациями. Наконец, в системе необходимо сохранять возможность врача не согласиться с рекомендацией, указав клиническое обоснование. Важно – технология должна повышать качество решения, а не ограничивать профессиональное мышление врача. 

– Каким будет практический результат грантового проекта?

– Итогом проекта, конечно, должен стать не просто алгоритм ведения пациентов, и не просто база данных, а прототип цифровой платформы для персонифицированного ведения пациента с мультифакторным хроническим гастритом. В нее войдут взаимосвязанные компоненты: структурированный сбор клинических данных, модуль оценки риска, система поддержки принятия врачебных решений, элементы виртуального ассистента для сопровождения пациента и концептуальная модель виртуального пациента для прогнозирования индивидуальной траектории заболевания.

Для обычного гастроэнтеролога это практический инструмент, по сути – диалоговый ассистент (упрощенно чат-бот, приложение) с возможностью доступа даже через смартфон. Врач вводит или получает из медицинской информационной системы основные сведения о пациенте: жалобы, анамнез, факторы риска, статус по инфекции Helicobacterpylori, результаты лабораторных исследований, эндоскопии и морфологии. После этого система не выдает готовый «диагноз по кнопке», а предлагает структурированную оценку: какие механизмы гастрита наиболее вероятны, каких данных не хватает, какие признаки требуют особого внимания и какой следующий диагностический шаг наиболее обоснован. Или сама начинает задавать вопрос и требовать на них ответы, что, на наш взгляд, представляется наиболее интересным. Например, система сможет обратить внимание, что при сочетании дефицита железа или витамина B12, наличии аутоиммунных заболеваний в анамнезе, атрофии тела желудка и ряда других морфологических признаков необходимо исключить аутоиммунный гастрит, даже если у пациента выявлена инфекция Helicobacter pylori. Или, наоборот, напомнить, что при неполной топографической биопсии нельзя достоверно оценить риск атрофии и метаплазии и нужно скорректировать маршрут обследования.

На завершающем этапе гранта речь будет идти о научно и клинически обоснованном прототипе, прошедшем предусмотренные этапы проверки и нуждающемся в многоцентровом испытании с оценкой эффективности в практических условиях работы. Для широкого использования потребуются дальнейшая независимая валидация, интеграция с медицинскими информационными системами, оценка безопасности и соответствие регуляторным требованиям. Но уже в рамках выполнения проекта будет создана технологическая и клиническая основа, позволяющая врачу работать с пациентами с хроническим гастритом более персонифицировано, с реализацией всех необходимых лечебно-профилактических мероприятий, - рассказала Ольга Владимировна.

И в дополнение к вышесказанному дайте несколько простых общих рекомендаций для долгой, сохранения здоровой и активной жизни! 

Следите за весом и регулярно измеряйте окружность талии. У женщин она не должна превышать 80 см, у мужчин – 94 см. Это очень важный параметр, поскольку висцеральный жир (жировая ткань, которая скапливается в брюшной полости вокруг внутренних органов: печени, поджелудочной железы, кишечника и почек) – широкий шаг к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и сахарному диабету. Физическая активность – обязательно! Минимум 40 минут пешком каждый день. Сон не меньше 7-8 часов в сутки. И, конечно, ключевое правило ЗОЖ, сформулированное ещё Александром Суворовым: завтрак съешь сам, обед раздели с другом, ужин отдай врагу. За завтраком человек должен съедать 30-40% своего рациона, в обед - 40%  и 20% остаётся на ужин,  потому что нужно «есть, чтобы жить, а не жить, чтобы есть». Об отказе от вредных привычек дополнительно напоминать не стоит, это само собой разумеется. И, конечно, нужно регулярно проходить плановые медицинские обследования.

Текст: Марина Неупокоева

Фото предоставлены пресс-службой ОмГМУ