Введение к работе
Актуальность проблемы. По мнению ведущих отечественных и зарубежных ученых, в последнее десятилетне во всем мире наблюдается значительным иодьем биомедишшской науки. Многие исследователи относят этот феномен к происходящему на рубеже тысячелетни качественному скачку, как результату накопленных в различных отраслях науки знаний о природе, функциях и назначении жилого на земле (Казначеев В.П.,- Бенст А.Е., Корольков Л.ІЗ., Хадарнсв А.А.., Яшин А.А., и др.). Обобщаются знания, накопленные в биологии, биофизике, биохимии, математике, информатике, медицине, экологии и многих других, на первый взгляд, далеких друг от друга областей знаний, и все это происходит на фоне прорыва в области новых информационных технологий, существенной составляющей которые являются медицинские информационные технологии (Ахутин В.М., Попечнтелев Е.П., Устинов А.Г. и др.).
Однако, несмотря на несомненные успехи и значительные.прорывы в области медицинских знаний, по мнению целой плеяды исследователей, в современно!! медицине отмечается ряд тупиковых ситуаций, к которым, по мнению P.M. Баевского, относятся прежде всего: сложность помощи огромному контингенту больных по экономическим причинам; невозможность в полном объеме вернуть человеку утраченное здоровье; недостаточная эффективность профилактических мероприятий. Все это приводит к тому, что медицина, в подавляющем большинстве случаев, пассивно ожидает, пока здоровый человек не превратится в пацнсігта.
Современный уровень развития производства, ухудшающееся экологическое состояние окружающей среды , рост нервно-психических нагрузок на человека значительно увеличивает риск развития заболеваний. Для снижения этого риска было создано и развивается новое научно-практическое направление - профилактическая медицина. Была развернута целая есть профилактических медицинских учреждений, организованная по иозологическнму принципу.
Опыт реализации проіраммьі всеобщей диспансеризации показал, что в нашей стране к категории "больных" относятся не менее 80% обследованных, что для улучшения состояния здоровья населення потребовало бы огромных затрат па организацию лечебио-оздоровитсльных мероприятий.
Для устранения возникших затруднений в конце 70-х - начале 80-х годов В.П.Казиачесвым н P.M. Басвским была разработана идеология "доноюдогический диагностики", содержащая концепцию донозологнческих состояний, пограничных между здоровьем и болезнью. Были созданы соответствующие методы н технические средства для оценки донозологнческих состояний, и было показано, что большинство из, так называемы.-., "больных" реально находятся в промежуточных состояниях между здоровьем и болезнью, и для сохранения и укрепления их здоровья не требуется ни дорогостоящего оборудования, ни дорогих лекарственных средств.
С точки зрения учения о донозологнческих состояниях здоровья, понятие здоровья связывают с показателями степени адаптации организма к условиям окружающей среды, а в качестве индикатора адаптационных реакций целостного организма используется, в основном, состояние системы кровообращения (Баевский P.M., Берсенева А.П.). Практическое использование идей донозологической диапюстаки показало перспективность этого направления в повышении качества медицинского обслуживания населения.
Однако, в существующих системах исследуется в основном, функциональный резерв сердечно-сосудистой системы, и через него косвенно оцениваются адаптационные возможности организма в целом и риск развития соответствующих заболеваний, что снижает диагностические и прогностические возможности донозологического подхода относительно различных органов и систем.
Таким образом, дальнейшие исследования в области совершенствования методов и средств донозологической диагностики, позволяющих осуществлять анализ адаптационных возможностей как различных органов и функциональных систем, так и организма в целом с целью более точной оценки риска возникновения развития заболеваний, является актуатыюй научной проблемой.
Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка комплекса моделей и алгоритмов для оценки адаптационных возможностей организма и риска' развития заболеваний, обеспечивающих повышение точности донозологический диагностики на основе методов рефлексодиагностики и нечеткой логики принятия решений.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1.Обосновать возможность использования информации, снимаемой с проекционных зон, включая биологически активные точки, для решения задач оценки адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний.
2. .Разработать модели формирования проекционных зон органов и функциональных систем организма на основе графов и методов теории управления.
3.Исследовать роль ретикулярной формации в организации режимов функционирования организма и формировании его функциональных резервов.
4.Разработать модели взаимодействия органов и функциональных систем на меридианном ровне.
5.Сформировать систему информационных признаков ятя опенки уровня адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний.
б.Разработать алгоритм принятия решений по определению функционального резерва органов и функциональных систем человека с учетом информации, снимаемой с проекционных зон.
7. Разработать структуру системы автоматизированной оценки адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний (АВО) и (РРЗ).
8. Синтезировать набор решающих правил для оценки АВО и РРЗ.
Научная новизна. Получены следующие результаты,
характеризующиеся научной новизной:
- модели формирования проекционных зон на основе графов и методов
теории управления, позволяющие исследовать функциональные резервы
органов и систем по энерго-информационным характеристикам проекционных
зон;
модели взаимодействия органов и функциональных систем на меридианном уровне, позволяющие исследовать энерго-информационное взаимодействие различных органов и функциональных систем организма с учетом иерархий управляющих структур;
алгоритм принятия решений по определению функционального резерва органов и функциональных систем человека с учетом информации, снимаемой с проекционных зон, позволяющей локализовать источники повышенного риска возникновения и развития патологических процессов;
решающие правила для оценки адаптационных возможностей организма и риска разпитня заболеваний.
Практическая значимость и результаты внедрения работы. Разработанные модели и алгоритмы оценки адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний составили основу соответствующей автоматизированной системы, клинические испытания которой показали ее высокую диагностическую и прогностическую эффективность.
Применение предложенных в диссертации разработок позволили упростить процедуру принятия решений при одновременном увеличении точности допозологпческой диагностики, что, в свою очередь, позволяет повысить качество медицинского обслуживания населения.
Результаты работы внедрены в Курской городской больнице скорой медицинской помощи и используются в учебном процессе кафедры БИТЛС Курского государственного технического университета при подготовке специалистов по специальности 19.05.00 - "Биологические и медицинские аппараты и системы" и магистров по программе 55.15.17 - "Медико-биологические системы и аппараты".
Апробация работы. Результаты работы докладьшхтись и обсуждались на Международной научно-практической конференции "Измерительные информационные технологии н приборы в охране здоронья. Метромсд-Ч9" (г. Санкт-Петербург, 1999г.), на второй Международной научно-технической конференции "Медико-экологические информационные технологии" (г. Курск, 1999г.); IV Международной конференции "Распознавание- 99" (г. Курск, 1999г.); третьей Международной научно-технической конференции "Медико-экологические информационные тсхнолопш" (г. Курск, 2000г.); на научно-технических семинарах Южно-Российского государственного технического университета.
Піч"лнкащпі. Самостоятельно и в соавторстве по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
4 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 122 отечественных и 12 зарубежных наименований'. Работа изложена на 148 страницах машинного текста, содержит 31 рисунок и 9 таблиц.
Положения, выносимые на защиту
-
Обоснование использования информации, снимаемой с биологически активных точек для повышения достоверности диагностики в задачах оценки адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний.
-
Модели формирования проекционных зон на основе графов и методов теории управленій позволяют оценивать функциональные резерзы органов и функциональных систем человека.
-
Модели взаимодействия органов и функциональных систем па меридианном уровне обеспечивают исследование различных функциональных систем организма с учетом иерархии управляющих структур.
-
Автоматизированная система оценки адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний обеспечивает решение искомого класса задач с высоким качеством с применением доступных и дешевых Технических средств.