Введение к работе
Актуальность темы. Осложненные инфекции мочевыводящих путей (ОИМВП) являются одной из наиболее актуальных проблем современной урологии. Эти инфекции имеют тенденцию к развитию тяжелых гнойно-септических осложнений, бактериемии, сепсиса. Наиболее значимым фактором, осложняющим течение инфекций мочевыводящих путей (ИМВП), является нарушение уродина-мики по обструктивному типу, а также инородные тела в мочевыводящих путях. Низкая эффективность лечения подобных инфекций обусловлена образованием на поверхности инородных тел микробной пленки, устойчивой к действию антибактериальных препаратов.
Особую проблему представляют катетер-ассоциированные инфекции, при которых инфицирование происходит в стационаре и часто антибиотикорезистент-ными госпитальными штаммами.
Отдельную группу составляют осложняющие факторы, связанные с наличием сопутствующих заболеваний, вызывающих снижение иммунологической реактивности организма. Большие затруднения представляет сочетание ИМВП с хроническим простатитом, характеризующимся персистированием бактерий в секрете простаты и рецидивирующими ИМВП. Лечение ОИМВП подразумевает проведение эффективной антибактериальной терапии при условии восстановления нормальной уродинамики и преследует цель профилактики уросепсиса и возникновения рецидивов. Вместе с тем, лечение осложненных ИМВП представляет собой трудную задачу, так как в настоящее время не существует ни одного антибактериального препарата, способного охватить весь спектр возбудителей осложненных ИМВП, и особенность антибактериального лечения при ОИМВП заключается в крайне высокой резистентности биопленок микроорганизмов к проводимой терапии.
Перспективными с точки зрения проведения патогенетической терапии урологических заболеваний являются эфферентные методы, связанные с фотоиндуци-рованными изменениями структурно-функционального состояния отдельных компонентов эритроцитарных мембран антибактериальными препаратами, оказывающими положительное влияние на реологические свойства крови и процессы биологического окисления, занимающие центральное место в метаболизме клеток.
Метод экстракорпоральной модуляции эритроцитов разработан д.м.н., заведующим ГЦГХК Свекло Л.С.: представляет собой обработку аутоэритроцитов квантами ультрафиолета и антибактериальным препаратом с последующей рейн-фузией пациенту.
В связи с этим возникает необходимость в разработке процедур дифференциальной диагностики ОИМВП и выбора рациональной терапии, учитывающей особенности течения заболевания. При этом необходим учет теорети-
j РОС НАЦИОНАЛЫ*^
\ БИБЛИОТЕКА
ческих и прикладных системных связей и закономерности развития патологического процесса с ориентацией на использование современных методов обработки информации.
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования определяется необходимостью разработки комплекса моделей, алгоритмических процедур и методик рационализации диагностики и лечения осложненной инфекции мочевыводяших путей с применением экстракорпоральной модуляции эритроцитов антибактериальными препаратами на основе методов системного анализа, управления и обработки информации.
Работа выполнена в соответствии с целевой комплексной научно-технической программой стабилизации и дальнейшего совершенствования здравоохранения Воронежской области «Здоровье» и одним из основных направлений Воронежского государственного технического университета «Биокибернетика, компьютеризация в медицине».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка комплекса моделей, алгоритмических процедур и методик, позволяющих повысить эффективность диагностики и лечения больных осложненной инфекцией мочевыводяших путей с применением экстракорпоральной модуляции эритроцитов за счет интеллектуализации принятия решений врачом на основе методов системного анализа и математического моделирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести анализ современных методов диагностики и лечения осложненной инфекции мочевыводяших путей и определить возможности повышения их эффективности на базе математических методов и информационных технологий;
разработать методику диагностики осложненной инфекции мочевыводяших путей с учетом процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояния системы антиоксидантной защиты (АОЗ) на основе анализа значимости факторов риска и построения «дерева решений»;
сформировать алгоритмическую процедуру выбора рационального лечения на основе методов экстракорпоральной обработки компонентов крови;
разработать и внедрить в практику методику лечения осложненной инфекции мочевыводяших путей с применением экстракорпоральной модуляции эритроцитов;
провести анализ эффективности методов интеллектуализации принятия решений врачом и предложенной методики лечения осложненной инфекции мочевыводяших путей в клинических условиях.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: широкий спектр лабораторных методов исследования, основные положения теории вероятностей и математической статистики, теории управления биологическими и медицинскими системами, методы математического моделирования, классификационные методы на основе деревьев решений, априорного ранжирования и оптимизации.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
схема диагностики осложненной инфекции мочевыводящих путей, отличающаяся учетом процессов перекисного окисления лилидов и состояния системы антиоксидантной защиты, основанная на анализе значимости факторов риска с использованием статистических процедур и метода экстремальной группировки и формировании классификационных моделей в виде «дерева решений»;
логический алгоритм выбора рациональной терапии осложненной инфекции мочевыводящих путей, позволяющий дифференцировать лечение в зависимости от возраста, локализации заболевания, наличия обструктивных уропа-тий и клинических проявлений заболевания;
методика лечения осложненной инфекции мочевыводящих путей, отличающаяся применением в качестве патогенетической терапии фотоиндуциро-ванных изменений структурно-функционального состояния компонентов эрит-роцитарных мембран антибактериальными препаратами;
процедура верификации результатов лечения осложненной инфекции мочевыводящих путей, отличающаяся применением метода газоразрядной визуализации, позволяющего оценивать динамику воспалительного процесса по снижению площади свечения, уменьшению уровня шума и фрактальности ГРВ-грамм.
Практическая значимость и результаты внедрения. В результате проведенного исследования разработан алгоритм дифференциальной диагностики ОИМВП, методика лечения, основанная на применении экстракорпоральной модуляции эритроцитов антибактериальными препаратами, процедура верификации результатов лечения на основе метода газоразрядной визуализации.
Внедрение предложенной методики лечения ОИМВП в урологическом отделении ГКБ № 10 «Электроника» (г. Воронеж) позволило с одной стороны повысить качество жизни больных, а с другой - сократить время пребывания в стационаре с 16,3 до 12,5 койко-дней.
Разработанная автоматизированная система рационализации диагностики и лечения ОИМВП используется в учебном процессе кафедры системного ана-
лиза и управления в медицинских системах Воронежского государственного технического университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: областной научно-практической конференции «День науки» (Липецк, 1998), Первом объединенном конгрессе «Актуальные проблемы экстракорпорального очищения крови, нефрологии и гемафереза» (Москва, 2002), III Съезде биофизиков России (Воронеж, 2004), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной медицинской академии им. Н Н. Бурденко и Воронежского государственного технического университета, научно-тематическом семинаре Воронежского государственного технического университета «Биомедкибернетика, компьютеризация в медицине» (2002, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, перечень которых приведен в конце автореферата.
В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: в [1-2] предложено научное обоснование использования суточного мони-торирования хронограмм показателей пациентов при лечении мочекаменной болезни и калькулезного пиелонефрита, в [3,4; 6-9] - предложена методика экстракорпоральной модификации эритроцитов антибактериальными препаратами у больных доброкачественной гиперплазией простаты, осложненных инфекций мочевыводящих путей и у больных с гнойно-септической патологией, в [5] рассмотрены клинические ситуации с особенностями диагностики и лечения на основе применения инновационных медицинских технологий.