Введение к работе
Актуальность проблемы. Цереброваскулярные заболевания и инсульт занимают ведущее место среди главных причин заболеваемости и смертности и являются лидирующими факторами первичной инвалидизации. В настоящее время в мире 9 млн. человек страдают цереброваскулярными заболеваниями, основное место среди них занимает инсульт, который каждый год поражает около 6 млн. человек и уносит 4,6 млн. жизней. В 2005 году инсульт явился причиной 5,7 млн. летальных исходов в мире и как результат этого трагического события мозговой инсульт был объявлен глобальной эпидемией, угрожающей жизни и здоровью населению земного шара.
Ведущей причиной смертности населения России являются сердечнососудистые заболевания. За последние 5 лет в Российской Федерации от сердечно-сосудистых заболеваний умерло 6,4 млн. человек. Эта цифра указывает на значительный вклад смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в уменьшение народонаселения Российской Федерации, которая составляет 700 тыс. человек в год. Коэффициент общей смертности населения Российской Федерации увеличился с 1990 года, когда он равнялся 11,2 на 1000 человек, до 16,4 на 1000 в 2006 году, то есть на 44 %. Если не преодолеть этот демографический кризис, в ближайшие годы возникнет угроза национальной безопасности, так как по расчетам к 2050 году прогнозируется уменьшение населения Российской Федерации с 142,7 млн. человек (по данным Росстата на 01.01.2006 год) до 100 млн. - уменьшение на 30 %. По данным ВОЗ за период с 2005 по 2015 год потеря внутреннего валового продукта (ВВП) в России из-за преждевременной смерти от сердечно-сосудистых заболеваний составит 8,2 трлн. рублей - это 35 % всего ВВП Российской Федерации. Лидирующее место в структуре смертности от сердечно-сосудистых заболеваний занимают инфаркт миокарда и инсульт, их удельный вес составляет 84,1 %, а значит, именно инсульт и инфаркт миокарда являются социально опасными заболеваниями.
Сосудистые заболевания мозга занимают второе место в структуре смертности от болезней системы кровообращения - 39 %, а в общей смертности населения Российской Федерации - 23,4 %. Ежегодная смертность от инсульта в России одна из наиболее высоких в мире- 175 на 100тысяч.
По данным Национальной ассоциации по борьбе с инсультом (НАБИ) эпидемиологические исследования показали, что смертность от инсульта составляет 41 на і 00 тыс. населения при средней госпитальной летальности (28-дневная летальность) - 34,6 %, а в течение года данный показатель возрастает до 50 %. В последующем, уровень ежегодного риска смерти у этой категории пациентов составляет более 9 %.
Инсульт является также лидирующей причиной инвалидизации населения. По данным Национального регистра инсульта 31 % пациентов, перенесших инсульт, требуют посторонней помощи при уходе за собой, а 20 % не могут самостоятельно ходить.
По данным эпидемиологических исследований, проведенных НАБИ в-Российской Федерации, количество пациентов, перенесших инсульт, пере-шапгуло рубеж 500 тыс. в год. Таким образом, цереброваскулярные заболевания и инсульт являются не только значимой медицинской, но стратегически важной, социальной и экономической проблемой (Гусев Е.И., Скворцо-ва В.И., Стаховская Л.В., 2003,2005,2007).
По прогнозам аналитиков и неврологов на ближайшие десятилетия значимость цереброваскулярных заболеваний и инсульта как медико-социальной и экономической проблемы еще более возрастет, что связано с относительным «постарением» населения, а также ростом числа лиц с факторами риска.
Поэтому дальнейшее изучение сложных патогенетических механизмов развития цереброваскулярных заболеваний и инсульта в аспекте обоснования и назначения эффективной патогенетической терапии имеет большое медицинское, социальное и экономическое значение.
Работа выполнена в рамках научного направления программно-целевых исследований ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко» «Эпидемиология, профилактика, диагностика и лечение цереброваскулярных заболеваний и инсульта».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей и алгоритмов процесса интегрального анализа иммуно-метаболических корреляций на основе комплексных оценок и многофазного моделирования составляющих лабораторного статуса, верифицирующих оксидантный стресс и функциональный дисбаланс иммунной системы при цереброваскулярных заболеваниях и инсульте.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи;
провести системный анализ комплекса иммуно-метаболических корреляций при цереброваскулярных заболеваниях и инсульте в зависимости от тяжести течения заболевания;
предложить методику формирования клинических групп и обработки данных при исследовании показателей лабораторного статуса у больных с цереброваскулярными заболеваниями и инсультом;
сформировать структуру составляющих лабораторного статуса для проведения интегрального анализа интенсивности свободнорадикального окисления липидов и белков, состояния активности системы антиоксидант-ной защиты и динамики параметров иммунного статуса для верификации ок-
сидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы при цереброваскулярных заболеваниях и инсульте;
провести классификацию и типизацию динамических процессов при цереброваскулярных заболеваниях и инсульте по результатам многофазного моделирования для верификации оксидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы;
провести анализ значимости основных показателей лабораторного статуса больных с цереброваскулярными заболеваниями и инсультом для решения задач диагностики и оценки тяжести течения процесса;
разработать классификационно-прогностические модели иммуно-метаболических корреляций, верифицирующих оксидантный стресс и функциональный дисбаланс иммунной системы при различных клинических формах и тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта;
предложить методику и разработать экспертный показатель тяжести цереброваскулярных заболеваний и инсульта;
построить интегральную компьютерную систему диагностики и прогнозирования тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта и осуществить ее апробацию в клинической практике.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались; широкий спектр клинических и лабораторных методов исследования, основные положения теории вероятностей и математической статистики, теории управления биологическими и медицинскими системами, методы математического моделирования, кластерного анализа, априорного ранжирования.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
структура составляющих лабораторного статуса больных цереброваскулярными заболеваниями и инсультом, отличающаяся учетом динамики иммунного статуса, процессов свободнорадикального окисления липидов, белков и состояния активности системы антиоксидантной защиты в аспекте верификации оксидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы;
методика исследования составляющих лабораторного статуса, верифицирующих степень выраженности оксидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы, позволившая выделить три клинические группы цереброваскулярных заболеваний и инсульта;
методика исследования тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта, основанная на использовании системного анализа иммуно-метаболических корреляций лабораторного статуса и классификационно-прогностического моделирования;
алгоритм обработки архивной информации, позволяющий сформировать оптимальное признаковое пространство, характеризующееся минимальной размерностью при достаточной информативности;
формализованные классификационные модели цереброваскулярных заболеваний и инсульта, позволяющие идентифицировать состояние больного с учетом тяжести течения процесса на основе оптимального набора показателей лабораторного статуса, верифицирующих степень выраженности ок-сидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы;
показатель оценки тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта, основанный на результатах экспертного оценивания с использованием метода априорного ранжирования;
прогностическая модель тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта, позволяющая оценить вероятность перехода больных в группу с более тяжелым течением при изменении показателей и параметров лабораторного статуса.
Практическая значимость и результаты внедрения. В результате проведенного исследования предложена методология анализа иммуно-метаболических процессов при цереброваскулярных заболеваниях и инсульте, основанная на многофазном моделировании составляющих лабораторного статуса.
Разработан комплекс алгоритмов и моделей прогнозирования динамики развития оксидантного стресса и функционального дисбаланса иммунной системы, отражающих тяжесть течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта и являющихся основой интеллектуальной поддержки принятия решений врача по тактике диагностики и лечения. Алгоритмы и модели интегрированы в рамках компьютерной системы диагностики и прогнозирования тяжести течения заболеваний.
Результаты проведенных исследований апробированы и внедрены в деятельность ГУЗ «Воронежская областная клиническая больница № 1», ГУЗ «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи № 10», в учебный процесс кафедры неврологии с неврологией, нейрохирургией ИПМО ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко». Внедрение подтверждено актами.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: Областной конференции неврологов «Актуальные вопросы неврологии» (Воронеж, 2006, 2008, 2009); XX Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы неврологии» (Липецк, 2007); I Всероссийской конференции молодых ученых Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко и Курского государственного медицинского университета (Воронеж, 2007); VI Всероссийской
университетской научно-практической конференции молодых ученых и студентов (Тула, 2007, 2008); научно-практической конференции неврологов «Актуальные проблемы неврологии» (Воронеж, 2009); Международном неврологическом конгрессе «Актуальные проблемы неврологии» (Ереван, 2008); XX Межрегиональной юбилейной конференции «Здравоохранение - 2009» (Воронеж, 2009); ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко».
Публикации. По теме диссертации опубликованы 43 научные работы, в том числе 8 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 2 монографии.
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, личный вклад соискателя состоит в следующем: проведен анализ комплекса иммуно-метаболических корреляций для верификации антиоксидантного стресса как наиболее важного звена в сложной цепи ишемического инсульта и цереброваскулярных заболеваний [1-3, 5, 7, 8, 10-17, 20-23, 25-44]; рассмотрены вопросы рационализации патогенетического лечения цереброваскулярных заболеваний и инсульта [4, 18, 19, 24]; разработаны алгоритмы построения интегрального показателя тяжести течения ишемического инсульта и цереброваскулярных заболеваний [9]; сформированы классификационно-прогностические модели идентификации иммуно-метаболических корреляций при различных клинических формах и тяжести течения цереброваскулярных заболеваний и инсульта [3].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 373 наименований. Основная часть изложена на 205 страницах, содержит 50 рисунков, 30 таблиц, приложения.