Введение к работе
Актуальность работы. Восстановительная медицина (ВМ) базируется на интсгративных (системных) подходах, т.к. довольно часто ее объектами являются системы органов или функциональные системы организма (ФСО) человека. Именно на системный подход и на необходимость разработки системных методов в медицине в целом, в том числе и в восстановительной медицине, указывал в своих работах П.К. Анохин (1966-1976). В настоящее время усилиями научных школ К.В. Судакова (1971-2011) и В.Г. Зилова (1976-2011) в области разработки системных методов изучения процессов саногенеза и патогенеза получены наиболее существенные результаты в области ВМ. Особенно они значимы в области интегративной медицины при её использовании для изучения механизмов и эффектов лечебного действия различных новых методов восстановительной медицины (В.Г. Зилов, А.А. Хадарцев, 1991-2011, Агасаров Л.Г., 1990-2011).
Однако, системный подход в ВМ сейчас настоятельно требует разработки новых кибернетических методов, базирующихся на новой синергетической парадигме, которая включает в себя системный анализ и синтез. Последний базируется на методах идентификации параметров порядка - наиболее значимых диагностических признаков. В ВМ эффекты самоорганизации играют наиболее важную роль при применении физиотерапии и лечебной физкультуры. Именно эти эффекты и явились предметом изучения в настоящей работе в рамках синергетического подхода, который позволил количественно определять степень синергизма (или асинергизма) изучаемых ФСО человека, проживающего в природно-климатических условиях северных территорий России.
Использование кибернетических подходов продвинуло и обогатило формализованное, абстрактное описание медико-биологическігх процессов, позволило разработать некоторые общие, в методическом и теоретическом плане, направления, которые по-новому могут представлять состояние нормы или патологии организма человека в рамках многомерных фазовых пространств состояний (Филатова О.Е., Хадарцев А.А., 1996-2011).
Изучение особенностей перехода от состояния нормы к патологическому состоянию организма человека с позиций классической медицины именно в условиях высоких северных широт РФ представляет принципиально новую научную проблему для ВМ и медицины в целом, а использование методов системного анализа позволяет по-новому взглянуть на решение этой важной медицинской проблемы. В настоящем исследовании сделаны определенные усилия по решению этой проблемы на примере организма человека, находящегося в условиях воздействия методов восстановительной медицины: кинезитерапии, физиотерапевтического и биомеханического воздействий. В условиях Югры с позиций системного анализа и синтеза решение этих прикладных задач является актуальным направлением развития восстановительной и интегральной медицины, а разработка новых
кибернетических методов открывает широкие перспективы для дальнейшего внедрения ВМ в медицинскую практику.
Цель исследования: разработка новых системных методов анализа данных и методов представления медицинской информации, а также их апробация в диагностике и оценке эффективности лечебных мероприятий при применении методов восстановительной медицины на севере России.
Задачи исследования:
-
Разработать метод многомерного фазового пространства, создать программный продукт для ЭВМ и внедрить его в диагностику процессов саногенеза и патогенеза в условиях использования методов восстановительной медицины.
-
Разработать новые методы и программы для ЭВМ по идентификации наиболее важных диагностических признаков при применении физиотерапии и кинезитерапии в условиях Югры.
-
Рассчитать матрицы межатгракторных расстояний при кинезитерапии и оценить их диагностическую значимость в разные периоды лечения.
-
Идентифицировать матрицы межатгракторных расстояний при физиотерапевтическом лечении больных с остеохондрозом и гипертонической болезнью для дифференциальной диагностики влияния методов реабилитации на восстановление функций организма пациентов.
-
Апробировать алгоритм расчета степени асинергизма в кардио-респираторной системе человека для количественной оценки возрастных адаптационных возможностей жителей Югры, находящихся в условиях резкого изменения метеорологических параметров среды.
Научная новизна работы:
-
Разработан и зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам алгоритм и программа для ЭВМ кластерного анализа вектора состояния биологических систем.
-
Разработан и апробирован в клинике алгоритм, обеспечивающий идентификацию наиболее важных диагностических признаков в восстановительной медицине.
-
Выявлены существенные различия в параметрах квазиатгракторов мужского и женского населения Югры в условиях физиотерапевтических воздействий при остеохондрозе и гипертонической болезни.
-
Установлены существенные количественные различия параметров матриц межатгракторных расстояний при лечении остеохондроза и гипертонической болезни методами восстановительной медицины.
-
Получены новые данные по величинам межатгракторных расстояний до и после воздействий методами кинезитерапии в двух группах больных с цереброваскулярной
патологией: в начальной фазе реабилитации и завершающей фазе (через 1 месяц), которые количественно характеризуют процесс перехода от патогенеза к саногенезу (выздоровленшо). 6. Впервые получены значения коэффициентов асинергизма в системе регуляции сердечнососудистой системы организма человека на Севере при резких перепадах температуры воздуха, что обеспечивает оценку адаптационных процессов организма человека в зависимости от возраста.
Теоретическая и практическая значимость работы:
-
Сравнение методов системного анализа и синтеза выявило эффективность использования алгоритма покластерного расчёта параметров квазиаттракторов вектора состояния организма пациентов разных групп в фазовом пространстве состояний.
-
Показаны существенные различия в параметрах квазиаттракторов движения вектора состояния организма человека для групп больных с учетом пола в условиях применения физиотерапевтических реабилитационных мероприятий и идентифицированы наиболее значимые диагностические признаки для этих групп.
-
В условиях воздействия методов кинезитерапии установлен характер их влияния на числовые характеристики квазиаттракторов вектора состояния организма больных разных групп, что позволяет идентифицировать наиболее важные диагностические признаки, т.е. параметры порядка.
-
Получены количественные характеристики параметров межатгракторных расстояний движения вектора состояния организма больных разных групп в условиях применения физиотерапевтических и кинезитерапевтических методов восстановительной медицины, что обеспечивает оценку эффективности этих методов при неинфекционных заболеваниях, а также позволяет корректировать программу реабилитационных мероприятий.
-
Метод оценки коэффициента асинергизма целесообразно использовать при скрининговых исследованиях адаптационных возможностей человека, проживающего в условиях северных территория России.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Для оценки характера влияния процедур кинезитерапии в разные периоды лечения целесообразно использовать расчеты межатгракторных расстояний при внутрикластерных (у группы больных с одной нозологией или в группе с учетом пола) или межкластерных сравнениях, что обеспечивает адекватную оценку эффективности проведения курса кинезитерапии.
-
Для оценки эффективности проведения управляюпцк физиотерапевтических воздействий на больных с остеохондрозом и гипертонической болезнью целесообразно производить расчет как параметров квазиаттракторов, так и межатгракторных расстояний, т.к. эти
числовые характеристики выявляют половые особенности развития этих заболеваний в условиях применения методов восстановительной медицины. 3. Специалистам в области восстановительной медицины, работающим в природно-климатических условиях северных территорий России, целесообразно для учета и коррекции реабилитационных мероприятий определять степень развития асинергизма в регуляции сердечно-сосудистой системы больных при резких изменениях метеорологических параметров среды, т.к. коэффициент асинергизма представляет характер развития дезадаптационных процессов.
Декларация личного участия автора заключается в получении первичных материалов при обследовании пациентов в условиях клиники с определенными видами заболеваний, а также в анализе полученных результатов. С непосредственным участием автора разработаны и запатентованы новые способы, алгоритмы и программы для ЭВМ, с помощью которых исследованы закономерности изменения параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма больных (с диагнозом острое нарушение мозгового кровообращения, остеохондроз, гипертоническая болезнь), а также проведении количественной оценки степени синергизма в биологической динамической системе на примере поведения ФСО здоровых людей в условиях действия неблагоприятных факторов среды обитания.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на международном симпозиуме "Эколого - физиологические проблемы адаптации" (Москва, Россия, 2003), международной конференции "International conference on modeling and simulation" (Валлодолид, Испания, 2004), международной конференции "Progress in Neuroscience for Medicine and Psychology" (Судак, Украина, 2008), международной конференции "Conference of the Eastern Mediterranean Region of the International Biometric Society" (Стамбул, Турция, 2009).
Внедрение результатов исследования в практику. Разработанные методы и программы для ЭВМ на базе многомерных фазовых пространств, а также методы идентификации коэффициента асинергизма внедрены в ГОУ ВПО «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия» (г. Ханты-Мансийск), в НИИ «Новых медицинских технологий» (г. Тула), в НУЗ «Сургутская отделенческая больница на станции Сургут ОАО «РЖД» (г. Сургут), о чём свидетельствуют акты внедрения. Результаты исследования используются в подготовке студентов Биологического факультета и Медицинского института ГОУ ВПО «Сургутского государственного университета Ханты-Мансийского автономного округа — Югры», в проведении лабораторно-практических занятий по дисциплинам "Биофизика", "Функциональные системы организма человека на Севере", "Клиническая кибернетика".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 объекта интеллектуальной собственности (один способ и 2 программы для ЭВМ), 4 статьи в журналах
из перечня, рекомендованного ВАК, 7 статей в материалах конференций и региональных журналах.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страшщах машинописного текста и состоит из "Введения", в котором обосновывается актуальность использования метода многомерных фазовых пространств в диагностике и лечении пациентов в разные периоды реабилитации; 1-й главы "Системный характер влияния лечебных воздействий методами восстановительной медицины на организм человека", представляющей обзор литературных данных по рассматриваемой проблеме; 2-й главы " Объект и методы системного синергетического подхода в авторских исследованиях", представляющей объект исследования, общие традиционные и оригинальные авторские методы, применяемые в настоящей работе; 3-й главы "Результаты исследований и их обсуждение", посвященной исследованию и внедреїшю новых биоинформационных методов анализа для изучения восстановительных процессов в организме человека при использовании подходов на базе восстановительной медицины; "Выводов"; "Приложений". Библиографический указатель содержит 175 наименований работ, из которых 122 на русском языке и 53 иностранных. Текст диссертации иллюстрирован 18 таблицами и 14 рисунками.
Похожие диссертации на Биоинфорационный подход в диагностике и оценке эффективности использования методов восстановительной медицины
