Микробиологическая лаборатория: регистрация и анализ данных с помощью компьютерных программ

В решении проблемы профилактики и лечения гнойно-воспалительных заболеваний и осложнений в неинфекционной клинике главенствующую роль из всех параклинических служб должны играть микробиологические лаборатории, основными задачами которых являются: выделение возбудителя – этиологического агента, его идентификация и определение антибиотикочувствительности, а также создание баз данных для проведения постоянного мониторинга микрофлоры и чувствительности ее к антибактериальным препаратам. Основной особенностью микробиологических исследований является тот факт, что микробиологи работают только с чистыми культурами, выделенными из различных биоматериалов. Этот процесс нельзя полностью автоматизировать, и занимает он не менее 18–24 ч. Исключение составляет исследование крови на стерильность, для регистрации роста микроорганизмов в этом случае используются автоматические анализаторы, такие как ВАСТЕС (фирма "Becton Dickinson", США). Однако дальнейшие исследования по идентификации выделенных культур и определение чувствительности проводятся и в этом случае с чистыми культурами. Сроки получения готового результата бактериологического исследования зависят от уровня технического оснащения лаборатории. Применяемые в настоящее время в большинстве лабораторий традиционные методы проведения микробиологического исследования позволяют получить результат через 4–7 сут, что практически обесценивает значимость этих исследований для конкретного больного. Использование микробиологических автоматизированных систем позволяет сократить время идентификации и особенно получения результата по антибиотикочувствительности, однако тяжелым больным с гнойно-воспалительными заболеваниями антибактериальную терапию назначают до получения антибио-тикограммы. Основным принципом эмпирической терапии при этом является выбор препаратов, которые активны в отношении основных возбудителей инфекции в конкретном лечебном учреждении и даже в отдельных его подразделениях.

В большинстве микробиологических лабораторий до сих пор регистрация и заполнение бланков результатов анализов проводятся вручную, что занимает большое количество времени. Ценная информация, содержащаяся в микробиологических журналах, практически не поддается никакой обработке. Так как микробиологические лаборатории обладают ценной информацией о микробиологическом "пейзаже" стационара в целом или отдельных его подразделений, а также об уровне чувствительности выделяемых микроорганизмов к антибактериальным препаратам, разработка и внедрение в практические лаборатории автоматизированных систем (компьютерных программ) регистрации, учета и проведения всестороннего анализа накопленных данных являются актуальными.

 

Требования к компьютерным системам регистрации и анализа лабораторных данных. Объем данных на каждого больного, вносимых в компьютерную базу, в разных программах различается незначительно и в основном содержит краткую информацию о пациенте: фамилия, номер анализа и номер истории болезни, диагноз, отделение, исследуемый биоматериал, виды выделенных микроорганизмов и данные об их чувствительности к антибактериальным препаратам. В некоторых программах предусмотрено внесение всей информации о больном и результатах анализа по встроенным в программу спискам отделений, диагнозов, выделенных микроорганизмов и т.д. В программах может быть также предусмотрена кодированная система обозначения данных (отделений, биоматериалов и т.д.) для внесения в базу. При использовании автоматизированных лабораторных систем – приборных анализаторов – результаты идентификации микроорганизмов и определения их чувствительности в базу данных системы регистрации заносятся автоматически. Для оценки результатов и исключения влияния недостоверных данных, полученных в результате проведения исследований по идентификации микроорганизмов и определения антибиотикочувствительности, на общую картину микробиологического мониторинга и назначения рациональной антибактериальной терапии компьютерные программы обязательно должны иметь встроенную экспертную систему оценки.

Система обработки данных должна включать возможность составления статистических отчетов. Пользователь программы должен иметь возможность получить эти данные за любой период времени и контролировать показатели в динамике. Получение статистического отчета должно занимать минимум времени.

Эпидемиологический анализ должен предусматривать возможность получения следующих данных:

ведущая микрофлора в лечебно-профилактическом учреждении (или его подразделениях);

чувствительность к антибиотикам выделенных микроорганизмов;

динамика перечисленных выше показателей за любой период времени;

состав выделенных ассоциаций;

наличие госпитальных штаммов.

Пользователь должен иметь возможность получать перечисленные показатели в виде таблиц, гистограмм, диаграмм и другого иллюстративного материала за любой промежуток времени по каждому отделению, по конкретному диагнозу и биоматериалу.

 

Первой отечественной тиражируемой и разрешенной к применению Министерством здравоохранения РФ программой был "Журнал микробиолога" ("Восточная Корона", Россия), который с успехом использовался во многих микробиологических лабораториях лечебных учреждений различных регионов нашей страны в течение более 5 лет. В настоящее время есть возможность использования новой программы "Система микробиологического мониторинга МИКРОБ" (далее СМММ), которая, отвечая современным требованиям, может применяться в клинических микробиологических лабораториях лечебных учреждений, диагностических и научно-исследовательских центров. Далее будет рассмотрено использование в клинике компьютерной системы микробиологического мониторинга на примере СМММ, являющейся образцом подобного рода систем.

Система микробиологического мониторинга МИКРОБ. Архитектура СМММ позволяет провести настройку программы на конкретную структуру медицинского учреждения, так как состав отделений определяется пользователем. Перечень диагнозов в СМММ составлен по Международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем (10-й пересмотр Всемирной организации здравоохранения), список антибактериальных препаратов составлен по международной классификации, перечень таксонов – по последнему изданию "Определитель бактерий Берджи". СМММ является открытой системой, так как в рамках вложенной в нее классификации пользователь может самостоятельно дополнить следующие разделы: антибиотики, диагнозы, биоматериалы, микроорганизмы. СМММ позволяет одновременно анализировать порядка 10 ООО анализов (рекомендуемое количество анализов в одном журнале), отслеживая при этом до 400 микроорганизмов и неограниченное количество антибактериальных препаратов.

СМММ может работать в клинических микробиологических лабораториях с любым уровнем автоматизации. В рамках "Автоматизированного рабочего места врача-микробиолога и химиотерапевта" на базе планшетного фотометра типа 1ЕМS или Мultiskan результаты идентификации микроорганизмов и определения их антибиотикочувствительности автоматически переносятся с прибора в СМММ. Программа также может использоваться как самостоятельный продукт, позволяющий проводить идентификацию микроорганизмов различных групп при визуальном считывании результатов биохимических реакций и учет антибиотикочувствительности с внесением данных вручную при помощи клавиатуры компьютера.

Ввод данных и их экспертная оценка в СМММ. Способ введения данных антибиотикограммы определяет пользователь, выбирая один из двух вариантов: "по степени чувствительности" или "по диаметру зон".

При использовании диско-диффузионного метода при I варианте введения данных пользователь сам определяет степень чувствительности ("R" – устойчивые, "I" – умеренно-устойчивые, "S" – чувствительные) по диаметру зон задержки роста и вносит их в соответствующее каждому микроорганизму поле. При втором варианте вводятся размеры зон задержки роста (при их определении строго на стандартном агаре Мюллера– Хинтона) в миллиметрах. Интерпретация в степень чувствительности при этом происходит автоматически. При любом способе введения информации система формирует бланк анализа. Сформированный бланк анализа (выделенный один или несколько микроорганизмов с соответствующими антибиоти-кограммами) проходит автоматическую экспертную оценку. Экспертная система в СМММ выполняет 2 функции:

Интерпретирует антибиотикограмму, полученную in vitro, исходя из заложенных в нее данных о природной устойчивости отдельных микроорганизмов или их групп, о распространении среди них приобретенной резистентности, а также сведений о клинической эффективности антимикробных препаратов. В ходе экспертной оценки степень чувствительности микроорганизма "чувствительный" (S) переводится в "устойчивый" (R) в следующих случаях при наличии данных:

о природной резистентности. Например, известно, что к полимиксинам природной устойчивостью обладают протеи, серрации, грамотрицательные кокки и вся грамположительная флора. Природной устойчивостью к сульфаниламидам обладают энтерококки, синегнойная палочка и большинство анаэробов. К бензилпенициллину и ванкомицину природную устойчивость имеют грамотрицательные бактерии;

о приобретенной резистентности. В настоящее время многие штаммы стафилококков, стрептококков, пневмококков, гонококков, энтеробактерий характеризуются высоким уровнем приобретенной резистентности к сульфаниламидам. Приобретенная резистентность к природным пенициллинам чаще всего встречается у стафилококков;

об ассоциированной резистентности. Среди возбудителей нозокомиальных инфекций, чаще всего среди клебсиелл, продукция бета-лактамаз расширенного спектра, определяющая клиническую неэффективность использования всех цефалоспоринов, связана с высокой частотой ассоциированной резистентности к гентамицину и тобрамицину. Для метициллинрезистентных стафилококков – ассоциированная устойчивость к макролидам, аминогликозидам, тетрациклинам, фторхинолонам, ко-тримоксазолу;

о несоответствии данных чувствительности in vitro клиническому эффекту. Например, несмотря на то что аминогли-козиды in vitro активны в отношении гемофилов, шигелл, сальмонелл и легионелл, клиническая эффективность препаратов при лечении инфекций, вызванных этими возбудителями, не была установлена.

Выдает сигнал "Проверьте результат идентификации" в следующих случаях:

при коррекции "S" на "R" для двух антибиотиков и более в антибиотикограмме для всех видов микроорганизмов, кроме стафилококков, устойчивых к оксациллину или гентамицину;

при выявлении культур Staphylococcus aureus, резистентных к ванкомицину.

Анализы, прошедшие экспертную оценку, формируют базу данных программы. Список анализов можно отсортировать одним из двух способов: по номеру анализа или по Ф.И.О. пациента. При сортировке по Ф.И.О. врач-микробиолог или химиотерапевт легко может отследить смену микрофлоры или изменение чувствительности микроорганизмов при повторных исследованиях у одного и того же пациента. Кроме того, предусмотрен поиск анализов в списке по одному из трех признаков: по Ф.И.О. пациента, по номеру анализа или по номеру истории болезни – и отбор анализов через систему параметров отбора. Параметры отбора следующие: период поступления анализов, отделения, диагнозы, биоматериалы, микроорганизмы, антибиотики (задаются по названию антибиотиков с указанием степени чувствительности).

По заданным параметрам отбора система создает список анализов – "Отобранный список", который можно просмотреть, отредактировать или распечатать.

Формирование отчетов в СМММ. Для формирования статистических и эпидемиологических отчетов необходимо задать параметры отчета и указать, какие отчеты требуется сформировать. Выбор параметров отчета аналогичен их выбору в параметрах отбора при формировании "Отобранного списка анализов".

Статистический отчет в СМММ включает сведения о количестве:

выполненных анализов и обследованных больных,

исследованных биоматериалов,

положительных высевов,

выделенных микроорганизмов (монокультур и ассоциаций).

Эпидемиологический отчет в СМММ. Возможности программы показаны на приведенных ниже выходных формах эпидемиологических отчетов, полученных при обработке базы данных Городской клинической больницы за 3 мес. Эпидемиологический раздел в СМММ предназначен для проведения постоянного мониторинга микрофлоры, вызывающей воспалительные и гнойно-септические заболевания и осложнения, слежения за уровнем антибиотикорезистентности выделенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам, а также для выявления штаммов, подозрительных на госпитальные, с использованием для их поиска признака полирезистентности к антибактериальным препаратам.

Эпидемиологический раздел включает возможность расчета следующих показателей:

 

спектр микроорганизмов с учетом исключения одинаковых микроорганизмов, выделенных от одного больного при повторных исследованиях;

чувствительность микроорганизмов или их групп/подгрупп к антибактериальным препаратам с учетом исключения одинаковых по чувствительности одних и тех же микроорганизмов у одного больного при повторных исследованиях;

активность антибактериальных препаратов в отношении выделенных микроорганизмов или их групп/подгрупп;

количество и состав выделенных ассоциаций;

результаты поиска госпитальных штаммов по признаку полирезистентности не менее чем к четырем антибактериальным препаратам при полной идентичности показателей степени чувствительности к другим изученным препаратам в антибиотикограмме.

Во всех формах отчетов предусмотрена возможность проведения расчетов за любой промежуток времени, по всем отделениям, биоматериалам, диагнозам, выделенным микроорганизмам и антибиотикам. Все эти показатели могут быть представлены в динамике по месяцам. Выходные формы имеют вид таблиц или графических изображений (рис. 17.8).

Спектр микроорганизмов – это упорядоченный по частоте встречаемости (в абсолютных единицах и в процентах по отношению ко всем выделенным) список микроорганизмов либо групп/подгрупп микроорганизмов согласно их классификации. В данном разделе "Эпидемиологического отчета" в отличие от похожего раздела "Статистического отчета" в число культур не входят повторные высевы одних и тех же микроорганизмов от одного больного. Исключение выделенных повторно одинаковых культур у одного и того же больного позволяет получить истинную картину ведущей микрофлоры в лечебном учреждении.

Кроме перечисленных отчетов, СМММ обеспечивает получение сводной справки, включающей краткие статистические данные и сведения об уровне резистентности ведущей микрофлоры к антибактериальным препаратам. Ведущая микрофлора в СМММ – это восемь микроорганизмов, наиболее часто выделяемых из различных биоматериалов или из одного конкретного биоматериала, конкретного диагноза и т.д. Ведущая микрофлора составляет более 80 % по отношению ко всем выделенным микроорганизмам. В качестве примера далее приведены данные по реанимационному отделению за 1 год. Приведенные данные свидетельствуют об уникальности сведений о микробном пейзаже и уровне антибиотикорезистентности не только для каждой клиники, но и для каждого отделения в рамках одного лечебного учреждения.

 

Большую угрозу эпидемиологическому благополучию лечебного учреждения представляют госпитальные инфекции, связанные с распространением в стационарах полирезистентных к антимикробным препаратам штаммов микроорганизмов. Выявление таких штаммов, прерывание путей их распространения – одна из важных и трудно решаемых задач микробиологической и эпидемиологической служб. В СМММ автоматически осуществляется поиск штаммов микроорганизмов, резистентных к четырем и более антибактериальным препаратам при полной идентичности антибиотикограммы на остальные приведенные в анализе антибиотики. При наличии других маркеров идентичности штаммов поиск может осуществляться и по ним. Результат поиска – список выбранных полирезистентных микроорганизмов с указанием для каждого из них количества и перечня антибиотиков, к которым данный микроорганизм устойчив.

СМММ дает возможность отобрать списки пациентов, у которых выделены полирезистентные штаммы. Далее представляется возможность просмотра и распечатки анализов с отобранным микроорганизмами, на основании чего делается заключение о наличии признаков госпитального штамма и возможных путей его передачи.

Возможности СМММ. Современные требования к компьютерным программам, предназначенным для эффективного ведения журнала микробиологической лаборатории, изложены ниже. Такие программы должны обеспечивать (на примере СМММ):

бактериологам – проведение идентификации микроорганизмов различных групп с использованием коммерческих тест-систем, ведение базы данных, выдачу результатов анализов, прошедших экспертную оценку, и составление отчетов со значительной экономией времени;

эпидемиологам – получение сведений о смене микрофлоры в лечебном учреждении и наличии госпитальных штаммов для своевременного проведения санитарно-противоэпидемических мероприятий с целью профилактики внутрибольничных инфекций;

лечащим врачам и химиотерапевту – сведения о ведущей микрофлоре в отделениях при конкретных диагнозах и данные по антибиотикорезистентности, позволяющие до получения антибиотикограмм назначать антибактериальную терапию и разрабатывать алгоритмы рациональной антибиотикотерапии конкретных нозологических групп заболеваний;

руководителям аптек – сведения о наиболее активных препаратах в целом по учреждению и по отдельным его подразделениям для закупок препаратов и их распределения по отделениям.