Введение к работе
Актуальность проблеми. Одной из важнейших социальных проблем является проблема рождаемости,' которая зависит как от социально-
. экономических условий, так и от репродуктивной способности женского населения.
Состояние репродуктивной системы оценивается уровнем генера
тивной функции, и зависит от состояния организма, наличия гинеко
логических заболеваний, гормонального статуса, индивидуальных
характеристик женщины, а также от внешних факторов, влияние кото
рых на состояние репродуктивной системы пока недостаточно
изучено. .'.''
'.: Управление реабилитационными мероприятиями при гинекологических заболеваниях во многом зависят от прогноза генеративной фикции, являющейся интегрированной оценкой состояния репродук-
. тивной системы.'. :
При выборе лечебных воздействий для коррекции генеративной функции и лечения, заболеваний не учитываются количественно индивидуальные особенности пациенток, а лечебные воздействия при этом не могут дать наибольшего эффекта, прежде всего,из-за отсутствия количественных: методов учета их особенностей, прогностических моделей генеративной санкции и рауюнальной технологии реабилкта-пионных .мероіфиятий.мєтодов; пршятия решений при их осуществлении
;в условиях неполной априорной информации и неоднородности процео-
-. са: лечения, который^сопровождается большим объемом информации. І /Вгэтщхусловиях;наиболее перспективным для повышения эффективности реабилитационныхмероприятий является применение математических методов и автоматизированных систем прогнозирования, классификаіщи,"да
^У';:-^-6^рбй^й*У^.ьн'оо.т>.^д^рбрртаёт.; проблема диагностики заболеваний органов малого, таза у женщин,1 применения новых лекарствен-
.них тг^^т6ж,-р^з^фтщ^е^слорт функционирования современного;;шЬтрдаентальйого^обеспечения высоких медицинских технологий,
-втом чирла щя:МЬ}^вкс^ой]в^яооттж.
; ,;; /:^ заключается в необходи-
мооти применения: высоких; медщошских. технологий в гинекологии,
'заклкяающейся;вдазработйе"методов.математического моделирования
ж:поотрЬ^нШ:Щ и алгоритмов
даинят;ия>^
;мероп^айшй;на\:0ейрвён.:а^штизиррванннх системуориентированных
на предметную область медицины.
Работа выполнена в соответствии с программой "Здоровье" Воронежской области и одним из основных научныхснаправлений Воронежской государственной медицинской академии и межвузовской кафедры компьютеризации управления в медицинских и педагогических системах "Биомедкибернетика, компьютеризация' в медицине".
Целью диссертации является разработка методов, моделей и алгоритмов моделирования и рационального выбора на основе автоматизированного принятия решений для повышения эффективности реабилитационных мероприятий и использование их в клинической практике при прогнозировании и коррекции генеративной функции, лечении гинекологических заболеваний и для формирования гинекологического мониторинга.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать и обосновать методы оценки качественных клинических показателей, влияющих на этиологию заболеваний и эффективность реабилитационных мероприятий; разработать методику декомпозиции математического описания в условиях неоднородностей характеристик пациенток и процессов лечения заболеваний для прогнозирования и планирования реабилитационных мероприятий; построить прогностические модели генеративной функции и яроцеосов лечения ряда гинекологических заболеваний и коррекции эндокринного бесплодия; сформировать оптимизационные модели планирования и управления реабилитационными мероприятиям и разработать алгоритмические и логические процедуры принятия решений в условиях неполной априорной информации; разработать структуру оптимального управления реабилитационными мероприятиями и автоматизированной Системы моделирования, прогнозирования и выбора тактики лечения; осуществить верификацию прогностических моделей г іаративной функции, математических моделей процессов лечения, полученных с использованием разработанных методов и алгоритмов, и провести их апробации; реализовать информационное и программное обеспечение автоматизированной системы принятия решений при выборе тактики лечения; разработать технологию диагностики гинекологических заболеваний на основе комплексной визуализации информации для выбора тактики ведения больных; сформировать генеративный мониторинг репина на основе прогностических моделей Генера.лвной функций и результатов исследования влияния внешних факторов на состояний репродуктивной системи.
Научная новизна результатов, выводов и положений, полученных в диссертации. Сформированы принципы и методы моделирования и оптимизации реабилитационных мероприятий в гинекологии, ориентированные на неоднородность характеристик пациенток и процессов лечения заболеваний в условиях неполной априорной информации. Предложены оценки весов прогностических показателей генеративной функции, учитывающие неравнозначность весовых значений признаков. Разработана методика построения прогностических моделей генеративной функции и процессов лечения заболеваний, обеспечивающая декомпозицию их математического описания. Предложена оценка качественных признаков по индексу биоднородных компонент, позволяющая формализовать качественные факторы, влияющие на генеративную функцию. Создан комплекс моделей генеративной функции и процесса лечения эрозии шейки матки, учитывающие неоднородность характеристик пациенток, лечебных воздействий и сопутствующих заболеваний. Получены генеративные статические характеристики, позволяющие оценивать коэффициенты чувствительности по каждой биоднород-ной компоненте в зависимости от возраста и длительности бесплодия. Предложена методика построения логических моделей классификации, диагностики ж выбора лечения, ориентированная на машинную реализацию. Разработаны алгоритмическое обеспечение и адаптивные процедуры выбора тактики лечения, ориентированные на особенности реабилитационных мероприятий. Предложена структура автоматизированной системы, учитывающая модельные и экспертные оценки, при адаптивном выборе тактики реабилитационных мероприятий» Разработана специализированная база данных, ориентированная на локальную медицинскую область, имеющая реляционную структуру и позволяющая осуществлять необходимые операции над данными. Обоснована и предложена технология диагностики гинекологических заболеваний на основе комплексной визуализации информации для выбора тактики ведения больных, позволяющая более точно планировать технологию операций при хирургическом вмешательстве и выбирать наиболее щадящие методы хирургической коррекции либо применять неоперативные методы лечения. Предложена методика формирования генеративного мониторинга региона, учитывающая влияние внешних факторов на репродуктивную систему.
Практическая значимость и результаты внедрения Разработан и апробирован в клинической и диагностической практике комплекс моделей и программное обеспечение автоматизированной, системы прогнозирования генеративной функции,
интегрированной с автоматизированным выбором тактики реабилитационных мероприятий 0 использованием адаптивной процедуры и логических моделей классификации,'диагностики и выбора/лечения.' '.-.'"
Разработана таблица значений коэффициентов чувствительное-, ти по ка;кд'ой Оиоднороднсй компоненте, позволяющих осуществлять прогноз генеративной функции на основе ее исходного значения, . индивидуальных показателей пациен'ток и результатов ре.абйлита- '/.'. ционных мероприятий. Математические модели генеративной функции позеоляют оценивать состояние репродуктивной системы и прогнозировать изменение ее состояния в зависимости от реабилитационных мероприятий, влияющих на менструальную функцию, и результатов . лечения гинекологических заболеваний, а также при изменении возраста пациенток и длительности бесплодия. ;
Разработана структура автоматизированной системы прогнози
рования, диагностики и выбора тактики лечения гинекологических
заболеваний, апробированная в Воронежском областном клиническом
роддоме и в Воронежском областном клиническом лечебно-диагности
ческом центре. Создан программно-методический комплекс, зареги
стрированный в ГосФАП по разделу 27.41.17 (Ат*оритмы и програм
мы, 1992, Й4200). ''.':"'""".':'.'
Технология комплексной диагностики на основе диагностической
визуализации апробирована в клинической МСЧ НПО "Электроника" и
в Воронежском областном клиническом лечебно-диагностическом
центре и передана для использования в диаі эстической и клини
ческой практике.
Результаты генеративного мониторинга переданы в Комитет по здравоохранению области для использования при разработке плана лечебно-профилактических мероприятий региона. ...
Материалы диссертации используются.в учебне . процессе межвузовской кафедры "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" при'обучении студентов; специальности 190500 - Биотехнические и медицинские аппараты и системы в курсах "Управление в биотехнических и медицинских системах", "Применение. ЭВМ для моделирования процессов в биомедицинских систе-,.; мах", а также для студентов ВША в компьютерном курсе "Акушерство и гинекология".
Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет ь 15 руб. в год (в ценах 1991 г.) и.516 тыс.p. fa ценах 1994 г.). " Научная работа автора "Моделирование и оптимизация,в гинекологии" отмечена премией для молодых ученых за 19'94 г. администрации \
Воронежской области (Постановление Л 1322 от 8.II.94 г.).
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались иа следующих конференциях и семинарах: Всесоюзной конференции молодых ученых по медицинской кибернетике (Новосибирск, 1989); Всесоюзном совещании-семинаре молодых ученых и специалистов "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники на базе высокопроизводительных мини- и микроэвм" (Воронеж, 1989); IX Всесоюзном симпозиуме "Эффективность, качество и надежность систем "Человек-техника" (Воронеж, 1990); Всесоюзной научно-технической конференции "Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов" (Новосибирск, 1991); Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, 1991); Всесоюзном совещании-семинаре "Интерактивное проектирование технических устройств и автоматизированных систем на персональных ЭВМ" (Воронеж, C99I); Международной конференций и школе молодых ученых и специалистов "САПР-92 ... Новые информационные технологии в науке, образовании и бизнесе" (Гурзуф, 1992); Региональной научно-технической конференции "Автоматизация проектирования РЭА и ЭВА" (Пенза, 1992); Российском совещании-семинаре "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1992); Второй международной конференции "Системный анализ, моделирование и управление сложными процессами и объектами на базе ЭВМ" ("Системный анализ-92")(Ташкент,1992); Международной школе "Проектирование автоматизированных систем контроля ж управления сложными объектами" (Харьков, 1992); Научно-технической конференции "Опыт разработки, и применения приборо-технологиэеских САПР в микроэлектронике" (Львов, 1993); Юбилейной XX международной конференции и школе молодых ученых и специалистов в рамках федеральной программы научно-исследовательских работ "Информатизация образования" - "САПР-93: Новые информационные технологии в науке, образований и бизнесе" (Іурзуф, 1993); Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в проектировании тёхничеоких устройств и автоматизированн,*х систем" (Воронеж, 1993); Российской конференции "Математическое обеспечение высоких технологийв-технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1994); Российской научкснтвхнической конференций "Методы и средства оценки- и вовыщения надежности приборов, устройств и систем" (Саратов, |994);'Ш Международном форуме"Стратегия здоровья: интеллектуальное обеспечение медицины" (Крым, 1994); ежегодных
конференциях студентов и сотрудников Воронежского государственного медицинского института (I989-I99I); научном решнаре межвузовской кафедры "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" (1992, 1994); научно-тематачеоком ее-минаре "Биомедкибернетика, компьютеризация в медипине" (1992, 1995).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4? печатных работ, в том числе 5 учебных пособій,
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения* 5 глав, заключения, изложенных на 261 страницах машинописного текста, содержит 69 иллюстраций, 37 таблиц, описок литературы из 158 наименований. В приложении приводятся программное обеспечение, материалы планирования экспериментов и акты внедрения.