Введение к работе
Актуальность темы. Патология суставов относится к числу наиболее частых болезней человека. Эти болезни являются ведущей причиной нетрудоспособности, часто имеют хроническое течение, сопровождаются постоянными и периодически усиливающимися болями, что существенно ограничивает физическую активность пациентов. В настоящее время суставные патологии относятся к числу заболеваний, связанных с потерями рабочей силы, огромными затратами на лечение, уход и обеспечение социальной поддержки пациентов. Эта тенденция нарастает во всем мире из-за изменения образа жизни, связанного с индустриализацией, и увеличения продолжительности жизни населения.
Высокая социальная значимость артроза определяет актуальность разработки эффективного лечения заболеваний и, соответственно, способов его диагностики на ранних стадиях развития. Однако для повышения эффективности диагностики заболевания необходимо создание автоматизированных систем, основанных на современных математических и оптимизационных методах, теории систем и системного анализа. Такой подход значительно облегчит работу врача-травматолога по сбору и обработке информации о состоянии пациента, сокращая время принятия решения о выборе диагностической тактики.
Современный уровень знаний в области системного анализа является достаточно эффективным инструментом для оптимизации процесса медицинской диагностики. Проблема автоматизации и оптимизации лечебных мероприятий очень актуальна, следовательно, необходима дальнейшая работа по внедрению компьютерных технологий в область практической медицины.
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования определяется возможностью улучшения медицинской помощи больным с патологией суставов за счет ранней диагностики ведущей патогенетической структуры заболевания.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-практической программой 12.11 "Перспективные информационные технологии в высшей школе" и одним из основных направлений Воронежского государственного технического университета и Воронежской государственной медицинской академии имени Н.Н. Бурденко «Биокибернетика, компьютеризация в медицине».
Цели и задачи исследования.
Целью исследования является рационализация дифференциальной диагностики патологии коленного сустава на основе математических
моделей и разработки автоматизированной системы поддержки принятия решения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
осуществить анализ современных методик дифференциальной диагностики патологии коленного сустава для выявления возможности применения автоматизированных подходов;
выявить особенности методов диагностики и прогнозирования патологии коленного сустава.
провести классификацию признаков, используемых для диагностики заболеваний коленного сустава, для вьювления информативной значимости признаков;
разработать модели и алгоритмы диагностики и прогнозирования патологии коленного сустава на основе вероятностных методов;
разработать информационное обеспечение автоматизированной системы прогнозирования, реализующее предложенные алгоритмы и модели;
провести апробацию автоматизированной системы диагностики для использования в клинической практике;
осуществить верификацию прогностической модели.
Методы исследования. Для решения поставленных задач, помимо клинических методов, использовались основные положения теории системного анализа, управления и обработки информации в биосистемах, аппарат теории вероятности и математической статистики.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
комплексная оценка состояния больных с патологией коленного сустава с учетом данных клиники, лабораторных и инструментальных исследований, позволяющая верифицировать диагноз;
диагностическая модель заболеваний коленного сустава, обеспечивающая ее простую реализацию в рамках автоматизированной системы;
системный анализ факторов патологии коленного сустава, позволивший сформировать пространство информативных признаков и выявить критерии распознавания состояний;
информационное обеспечение автоматизированной системы диагностики, учитывающее модельные оценки для принятия решения в условиях многоальтернативности.
Практическая значимость работы. Предложена методика, позволяющая в максимально короткий срок и в оптимальном объеме решить вопрос о тактике ведения больного с заболеванием коленного сустава.
На базе обучающей выборки, полученной на основании архивного и клинического материала, сформирован и теоретически обоснован перечень информативных признаков.
Разработанная модель применена для решения вопросов диагностики патологии коленного сустава на этапе амбулаторного звена оказания медицинской помощи.
Модель диагностики заболеваний коленного сустава реализована в автоматизированной системе поддержки принятия решения. Автоматизированная система позволяет практическому врачу, занимающемуся лечением пациентов с заболеваниями суставов, осуществлять постоянный мониторинг состояния больного с момента лечения и в течение последующего многолетнего наблюдения.
Внедрение разработанных моделей позволяет сократить время
диагностики патологии коленного сустава, максимально
индивидуализировать программу лечения, проводить коррекцию осложнений на основании данных о состоянии пациента, избегать назначения малоэффективного, стандартного лечения и, в конечном итоге, достичь максимального эффекта при значительном снижении трудоемкости и уменьшении финансовых затрат.
Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследования апробированы и внедрены в отделении травматологии и поликлинике Воронежской областной клинической больницы № 1. Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко при обучении студентов, врачей-интернов, клинических ординаторов и кафедры системного анализа и управления в медицинских системах Воронежского государственного технического университета для студентов специальности «Биотехнические и медицинские аппараты и системы».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на IV Всероссийской научной конференции «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и математических науках» (Тамбов, 2002), Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2003), Международном конгрессе «Травматология и ортопедия: современность и будущее» (Москва, 2003), межобластной конференции, посвященной 25-летию комплекса Воронежской областной клинической больницы «Артроскопическая диагностика и лечение заболеваний и повреждений коленного сустава» (Воронеж, 2002), научной конференции ГКБ «Электроника» «Специализированная медицинская помощь» (Воронеж,
2002-2004), на заседаниях Воронежского областного общества травматологов и ортопедов (2002-2004).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [1,4,5,7]- анализ и систематизация клинических подходов к диагностике и лечению заболеваний и повреждений коленного сустава; [2,3] - обоснование применимости методов математического моделирования при диагностике суставных патологий; [6] - определение совокупности диагностических исследований и формирование пространства признаков, необходимых для диагностики патологии коленного сустава; [8,10,11] - разработка путей рационализации и оптимизации методов диагностики больных с патологией коленного сустава; [9] - анализ возможности применения автоматизированных систем для рационализации процесса диагностики больных с патологией коленного сустава.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 120 страницах, списка литературы из 166 наименований, приложений; содержит 9 рисунков, 14 таблиц.
