Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время заболеваемость населения токсокарозом в Российской Федерации продолжает оставаться эпидемиологически значимой. Количество инвазированных токсокарами в России превышает 0,5 миллиона человек [Шевырева М.П. с соавт., 2002]. По данным официальной регистрации в период с 1991 г. по 2009 г. уровень заболеваемости токсокарозом увеличился в 160 раз и составил 1,6 на 100 тысяч населения [«О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году», 2010]. Однако, общее количество людей, инвазированных токсокарами, является лишь предположительным в связи с тем, что данный паразитоз относится к группе ларвальных гельминтозов и не всегда регистрируется [Лысенко А.Я., 1998].
В нашей стране токсокароз распространен повсеместно. Наиболее часто данный паразитоз регистрируется в Центральном, Поволжском, Уральском, Западно-Сибирском и Дальневосточном регионах. Свердловская область является одним из лидирующих регионов России по уровню заболеваемости токсокарозом [«Профилактика …», 2001; Запарий С.П., 2003].
В последние годы в Уральском регионе отмечается рост показателей инцидентности токсокароза, которая в структуре всей паразитарной заболеваемости характеризовалась тенденцией к росту. Если ежегодное увеличение заболеваемости отдельными паразитарными нозоформами исчислялось несколькими процентами, то заболеваемость токсокарозом каждый год увеличивалась в 1,5 – 2 раза [«О санитарно-эпидемиологической обстановке в Свердловской области за 2009 год», 2010].
В Свердловской области до настоящего времени активно изучалась клиника, патогенез, вопросы диагностики токсокароза, оценивались методы лечения заболевания, в то время как исследований эпидемиологического характера до сих пор не проводилось. Существующая система эпидемиологического надзора реализуется без учета региональных особенностей распространения токсокароза, поэтому эффективность мероприятий по управлению эпидемическим процессом недостаточна. Одним из направлений оптимизации эпидемиологического надзора является повышение качества прогнозирования заболеваемости населения токсокарозом в рамках диагностической подсистемы, но до настоящего момента математическое моделирование эпидемического процесса данной инвазии не проводилось. В тоже время существует широкий спектр методов, которые можно использовать в целях прогнозирования поведения паразитарных систем, в т.ч. при токсокарозе.
Данные вопросы определяют необходимость проведения исследований по этим направлениям. Изучение эпидемиологической ситуации по токсокарозу позволит расширить наши представления о нозоареале этой инвазии, особенностях течения эпидемического процесса, оптимизировать эпидемиологический надзор, особенно в диагностической подсистеме с выходом на прогнозирование заболеваемости.
Цель исследования – выявить современные эпидемиологические особенности токсокароза и оценить возможность применения используемых в медицинских исследованиях методов прогнозирования заболеваемости для моделирования эпидемического процесса этой инвазии.
Задачи исследования
1. Изучить проявления эпидемического процесса токсокароза по данным регистрируемой заболеваемости и результатам скрининговых серологических исследований.
2. Оценить обсемененность различных объектов внешней среды яйцами токсокар.
3. Определить степень влияния на заболеваемость населения токсокарозом климатических факторов (температура воздуха, почвы, относительная влажность воздуха).
4. Оценить возможность прогнозирования эпидемического процесса токсокароза с помощью методов линейного и нелинейного анализа данных.
Научная новизна
Впервые проведено комплексное изучение эпидемического процесса токсокароза по данным официально регистрируемой заболеваемости населения, результатам селективного серологического скрининга и паразитологических исследований с учетом климатических параметров на изучаемой территории.
Впервые научно обоснована возможность применения для краткосрочного прогнозирования интенсивности эпидемического процесса токсокароза модифицированного метода Херста, метода регрессионного анализа с учетом климатических факторов, влияющих на созревание яиц гельминта в почве, а также современных нейросетевых технологий. Определены наиболее эффективные методы прогнозирования.
Практическая значимость
Комплексное изучение эпидемического процесса токсокароза по данным регистрируемой заболеваемости, серологического скрининга и паразитологических исследований, свидетельствует о целесообразности применения этого сочетанного приема в практике работы учреждений Роспотребнадзора.
Сравнительная оценка результативности современных методов прогнозирования заболеваемости токсокарозом позволяет рекомендовать для практического здравоохранения наиболее эффективный из них – метод искусственных нейронных сетей, на основе которых разработан оригинальный программный продукт «Prognoz».
Положения, выносимые на защиту
1. В многолетней динамике эпидемический процесс токсокароза по данным регистрируемой заболеваемости, серологических и паразитологических исследований характеризовался широким распространением возбудителя в окружающей среде и инвазированием людей всех возрастных групп. Группой риска заражения T. canis являлись дети 3-6 лет. Инвазированность жителей сельской местности в 2,5 раза выше, чем городского населения. Уровень регистрируемой заболеваемости детерминирован климатическими условиями.
2. Современные методы линейного и нелинейного анализа показателей многолетней динамики заболеваемости населения токсокарозом в сочетании с климатическими параметрами позволяют осуществлять краткосрочный прогноз интенсивности эпидемического процесса данной инвазии. Метод линейной регрессии и искусственные нейронные сети являются наиболее эффективными для прогнозирования заболеваемости населения токсокарозом на период до одного года.
Внедрение результатов исследования
Основные положения, изложенные в диссертации, внедрены в учебный процесс кафедры эпидемиологии ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития России на додипломном уровне (лекции, практические занятия) и последипломном уровне (интернатура по эпидемиологии, циклы специализации, общего и тематического усовершенствования врачей). Разработанные методические подходы к оценке эпидемического процесса токсокароза и математическая модель на основе нейронных сетей, реализованная в программном продукте «Prognoz», внедрены в практику работы Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Свердловской области (акты внедрения: № 01-01-17-09-03/22910 от 21.11.2011г. и от 15.11.2011г.). Подана заявка на регистрацию авторского права на программу «Prognoz» (регистрационный № 2011618728 от 16.11.2011 г.). Результаты выполненных исследований использованы при подготовке Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Свердловской области за 2009 год».
Апробация работы
В 2003 году материалы диссертационной работы были отмечены поощрительной премией в рамках городского конкурса на лучшую научно-исследовательскую работу, имеющую практическую значимость для развития г. Екатеринбурга.
Материалы работы были представлены на IV окружной научно-практической конференции «Актуальные вопросы вирусных инфекций», посвященной 90-летию ФГУН «Екатеринбургский НИИ вирусных инфекций Роспотребнадзора»
(г. Екатеринбург, 2010 г.) и на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 80-летию кафедры эпидемиологии и доказательной медицины Первого московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова «Актуальные проблемы эпидемиологии на современном этапе» (Москва, 2011 г.).
Результаты исследований докладывались и обсуждались на VI научно-практической конференции с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения» (Санкт-Петербург, 2004г.) и Российско-Корейской научной конференции (г. Звенигород, 2011г.).
Диссертационная работа апробирована 15.11.2011 г. на совместном заседании научной Проблемной комиссии по микробиологии, эпидемиологии и инфекционным болезням, кафедры эпидемиологии и кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития России.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 157 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, приложения (инструкция к программному продукту), списка литературы, включающего 235 источников (156 отечественных и 79 зарубежных авторов). Работа иллюстрирована 26 таблицами и 32 рисунками.
Личный вклад автора
Соискателем проведены научно-информационный поиск, анализ и обобщение данных специальной литературы и сформулированы цель, задачи, основные направления исследований. Автором лично проанализирована заболеваемость населения Свердловской области токсокарозом, проведен корреляционный и регрессионный анализ заболеваемости и климатических параметров, разработана математическая модель эпидемического процесса токсокароза, оценена возможность применения модифицированного метода Херста для прогнозирования динамики заболеваемости населения. При консультативном участии специалистов в области математического анализа и программирования, автором разработаны нейросетевые модели, проведена статистическая обработка полученных результатов. Диссертантом лично были проведены выборочные паразитологические и серологические исследования, систематизированы и проанализированы данные санитарно-паразитологического мониторинга факторов окружающей среды, результатов серологического обследования различных категорий пациентов.
