Введение к работе
Актуальность исследования. Сложность управления в рамках медицинской службы Вооруженных Сил как сиаемы в значительной мере обусловлена проблемами обработки инфэрмацин. При практически неограниченных возможностях по её хранению, передаче и элементарной обработке (сводка, сортировка, группировка, граф1гчёское представление) недостаточно реализуется аналитическая составляющая военно-медицинских информационных систем. Имеющиеся массивы данных в структурах медицинской службы не полностью используются для оптимизации принимаемых решений как в клинической области так и организационной Поэтому в военно-медишшских системах зна-чител,ьное внимание уделяется разработке новых и адаптации известных методов анализа информации и моделирован.
Несмотря на разнообразне методов статистического моделирования и мощность вычислительной техники, в настояшее время в военной медицине существует множество задач, требующих повышения качества их решения. К ним можно отнести практически все задачи, связанные с необходимостью в ходе их решения осуществлять моделирование сложных систем. Примером может служить целый класс задач эмпирического прогнозирования, таких, как задачи медицинской диагностики, профессионального отбора, прогнозирования исходов и длительности лечения прогнозирования показателей здоровья
ВОСШЮСЛЛ'ЖШХШУ в МІГОНОЄ и вОСННОС ВОЄМя объЄМОВ и CTDVKTVDbl чипасов м**-
дишшского имущества Большинство современных военно-медицинских задач пО ITDHрOIIе своей являются слабоструктурированными и трудноформализуе-мыми так как их объектами являются сложные системы
Применение стандартных методов многомерного статистического анализа не всегда позволяет эффективно выявлять зависимости и моделировать связи в военио-медицинских системах, что обусловлено рядом методологических трудностей исследования сложных систем'.ТЗ ряде случаев применение методов статистического моделирования невозможно.
Все это определяет актуальность поиска новых научно-методических подходов к решению военно-медицинских задач. Анализ современных тенденций развития информатики позволяет констатировать, что данный поиск весьма перспективен в такой области новых информационных технологий, как средства искусственного иктеллекта (ИИ). Важное место в ряду инструментальных средств ИИ занимают искуссгвенные нейронные сети (ИНС), получившие широкое распространение при решении трудноформализуемых задач в разных областях знания.
Цель исследования заключается в разработке методики решения военно-медицинских задач с использованием искусственных нейронных сетей в интересах повышения эффектпвности медицинского обеспечения войск.
Задачи исследования:
-
Провести анализ методологических подходов к построению искусственных нейронных сетей и опыта их применения.
-
Разработать и апробировать методику решения военно-медицинских задач с использованием искусственных нейронных сетей.
3 Оценить эффективность применения нейросетевого моделирования для решения военно-медицинских задач.
Научная новизна полученных результатов состоит в том, что:
впервые разработана методика решения военно-медицинских задач с применением нейросетевого моделирования;
установлена высокая эффективность применения ИНС при решении разноплановых военно-медицинских задач эмпирического прогнозирования.
Практическая значимость исследования:
созданная методика решения военно-медицинских задач может успешно использоваться для повышения качества и оптимизации принимаемых решений по медицинскому обеспечению войск в мирное и военное время;
оценено влияние ряда факторов этапного лечения на исходы лечения раненых нейрохирургического профиля; показано, что задачами этапа квалифицированной медицинской помощи в отношении этих раненых является их выделение из общего потока, оказание неотложных реанимационных мероприятий, выполнение оперативных вмешательств только по неотложным показаниям и обеспечение скорейшей доставки на этап специализированной медицинской помощи;
разработанная частная методика оценки критического времени пережатия аорты (КВПА) при оперативных вмешательствах по поводу ишемической болезни сердца (ИБС) с использованием аппарата искусственного кровообращения и созданная па её основе нейросетевая система применяется в поакти-ческой работе клиники сердечно-сосудистой хирургии им ПА Куприянова и может быть использована в других#клиниках кардиохирурпгческогопроф.шя;
разработанная нейросетевая система диагностики расстройств психической адаптации (РПА) у военнослужащих, проходящих службу по призыву, может использоваться в войсковом звене медицинской службы.
Положения, выносимые на защиту:
- методика решения военно-медицинскнх задач с использованием искус
ственных нейронных сетей;
- результаты сравнительной оценки эффективности применения ИНС
для решения военно-медицинских задач;
- нейросетевая система диагностики расстройств психической адаптации
у военнослужащих, проходящих службу по призыву, позволяет на основании
данных психологического обследования с вероятностью более 80% выявлять
лиц, нуждающихся в проведении комплекса мероприятий медико-
психологической коррекции;
- частная методика оценки критического времени пережатия аорты с использоваЦ1ем НС-модели позволяет повысить качество управления лечебно-диагностическим процессом при оперативном лечении больных ИБС в условиях экстракорпорального кровообращения (ЭКК).
Апробация работы. Материалы и основные положения исследования доложены и обсуждены на III Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 1997), юбилейной конференции, посвященной 100-летню Санкт-Петерб}ргского Государственного Медицинского Университета им. акад. И.П. Павлова «Прогресс и проблемы в лечении заболеваний сердца и сосудов» (Санкт-Петербург, 1997); VI Санкт-Петербургской Междуиародной конференции «Региональная информатика 98» (Санкт-Петербург, 1998); IV Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 1998).
Результаты диссертационной работы реализованы в:
монографии «Прогнозирование в кардиохирургии».- СПб: Питер Паб-лншинг, 1998. - 208с. (Серия «Практическая медицина»);
лекции «Прогнозирование в кардиохирургии» в «Избранных лекциях по клинической хирургии» / Воен.-мед. акад. - СПб., 1998. - Вып. 8. - С. 56-79.
учебном процессе на кафедре автоматизации управления медицинской службой (с военно-медицинской статистикой), сердечно-сосудистой хирургии им. П.А. Куприянова, практической работе НИЛ-7 Военно-медицинской академии.
По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заюпочепия и шести приложений. Объем диссертации - 175 с, из которых: 138 - основного текста, 15 страниц- список использованных источников, 22 - приложения. В списке литературы 163 источника, в том числе 85 иностранных. Диссертация иллюстрирована 36 таблицами и 20 рисунками.