Введение к работе
Актуальность темы Болезни органа зрения и его придаточного аппарата в структуре заболеваемости населения по Российской Федерации составляли по данным за 2005 год 7,1% от общего уровня заболеваемости-14 5970 случаев на 100 тыс населения Ведущими заболеваниями органа зрения являются катаракта и глаукома, которые вместе составляют более 86,9% всех заболеваний глаза и его придаточного аппарата За последние 10 лет уровень заболеваний органа зрения увеличился в среднем на 25,8%, что требует не только внимания к данному контингенту больных, но и повышает их социальную значимость, так как является одной из причин (особенно глаукома) приводящих к снижению остроты зрения, слепоте и, в этой связи, к первичному выходу на инвалидность Некоторые заболевания органа зрения нельзя полностью излечить, но можно предупредить, затормозить его развитие, если заболевание выявлено на ранней стадии и больной находится под постоянным диспансерным наблюдением и лечением Среди слагаемых успеха диспансерной работы с данным контингентом больных большое значение имеют знания врача о возрастной структуре диспансерных больных, об уровне их материального обеспечения, уровне санитарной культуры, производственно-профессиональных условиях труда, длительности контакта с неблагоприятными производственными факторами, которые отражаются в стаже работы и другие
Несмотря на многочисленные исследования, посвященные заболеваниям органа зрения, в большинстве своем они посвящены вопросам патогенеза, клиники и различным методам лечения Социально-гигиенические аспекты заболеваний органа зрения изучены в меньшей степени Тенденция неуклонного роста заболеваний органа зрения в условиях социально-экономических изменений диктуеі необходимость поиска путей для рационализации управления заболеваемостью органа зрения на региональном уровне с учетом мо-ниторирования медико-биологических и социально-гигиенических факторов риска Необходимость учета большого объема информации для реализации указанной стратегии рационального управления ситуацией по заболеваемости органа зрения на региональном уровне диктуют необходимость использования методов системного анализа и моделирования, позволяющих оптимизировать процесс управления профилактикой данной патологии на основе принятия решений с использованием современных методов и средств обработки информации, что определило актуальность и явилось основой данного исследования
Работа выполнена в соответствии с региональной целевой комплексной программой «Здоровье» и с одним из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета и Воронежской государственной медицинской академии им Н Н Бурденко «Биокибернетика, компьютеризация в медицине»
Цель и задачи исследования Целью работы является разработка процедур рационального управления заболеваемостью органа зрения населения Воронежской области на основе комплексирования методов интеллектуальной поддержки принятия решений мониторинга медико-биологических и социально-гигиенических факторов
Исходя из цели, определены следующие задачи исследования
- провести системный анализ заболеваемости органа зрения, распро
страненности, факторов риска, организации медицинской помощи и профи
лактики,
- предложить структуру общих и медико-социальных характеристик
больных с заболеваниями органа с учетом региональной специфики Воро
нежской области,
сформировать алгоритмическую процедуру классификации многомерных наблюдений в медико-социальных исследованиях заболеваемости органа зрения,
предложить численные оценки качественных медико-социальных и социально-гигиенических факторов риска развития заболеваний органа зрения,
построить прогностические модели взаимодействия медико-социальных факторов больных с заболеваниями органа зрения,
- сформировать приоритетные направления совершенствования меди
ко-социальной помощи больным с заболеваниями органа зрения, учитываю
щие возможность профилактических мероприятий на ранних стадиях, при
осложнениях основного и сопутствующих заболеваний
Методы исследования. При разработке теоретических положений диссертационной работы использовались методы системного анализа, теории исследования операций и принятия решений, теории управления биологическими и медицинскими системами, теории вероятностей и математической статистики
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной
- предложена структура общих и медико-социальных характеристик
больных с заболеваниями органа зрения, отличающаяся учетом показателей,
характеризующих структуру офтальмологической заболеваемости, показате-
лей деятельности и показателей ресурсного обеспечения на региональном уровне,
сформирована алгоритмическая процедура классификации многомерных наблюдений в медико-социальных исследованиях заболеваемости органа зрения, отличающаяся учетом особенностей распределения категорий качественных признаков,
прогностические модели взаимодействия медико-социальных факторов больных с заболеваниями органа зрения, отличающиеся нелинейным характером зависимости результатов объективных врачебных обследований и качественных показателей социально-гигиенических характеристик,
сформированы приоритетные направления совершенствования медико-социальной помощи больным с заболеваниями органа зрения, учитывающие возможность профилактических мероприятий на ранних стадиях, при осложнениях основного и сопутствующих заболеваний
Практическая ценность и реализация результатов работы1
В результате теоретических и экспериментальных исследований предложены мегодические основы рационального управления заболеваемостью органа зрения среди населения на региональном уровне на основе системного мониторинга и ситуационного моделирования
В частности предложена структура общих и медико-социальных характеристик больных с заболеваниями органа зрения, алгоритмические процедуры мониторирования офтальмологической заболеваемости, показателей деятельности и показателей ресурсного обеспечения на региональном уровне
На основе структурного анализа офтальмологической заболеваемости разработан и апробирован комплекс нелинейных прогностических моделей взаимодействия медико-социальных факторов больных с клинически установленными заболеваниями органа зрения
Результаты работы внедрены в практику работы Воронежской областной клинической офтальмологической больницы и в учебный процесс на кафедрах, офтальмологии ГОУ ВПО ВГМА им Н Н Бурденко Росздрава и общественного здоровья экономики управления в здравоохранении Института последипломного медицинского образования ГОУ ВПО «ВГМА им Н Н Бурденко Росздрава»
Апробация работы Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах пленум научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и МЗ РФ «Экологически обусловленные ущербы здоровью методология, значение и перспективы оценки» (Москва, 2005 г), II Всероссийская научная конференция «Научные аспекты экологических про-
блем России» (Москва, 2006), II Всероссийская научная конференция «Научные аспекты экологических проблем России» (Москва, 2006), ежегодных конференциях, совещаниях и семинарах клинических кафедр Воронежской государственной медицинской академии им Н Н Бурденко
Публикации.
Основные результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе в учебном пособии и в научной статье, опубликованной рецензируемом научном журнале, входящем в перечень в ВАК
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, проведен анализ структуры заболеваемости органа зрения и предложены прогностические модели взаимосвязей медико-социальных факторов риска с заболеваниями органа зрения [1], проведена оценка экологических и медико-биологических факторов риска развития и распространенности заболеваний органа зрения [2-5], рассмотрены современные подходы к диагностике, лечению и профилактике различных форм близорукости [6]
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 144 наименований и 3-х приложений Основная часть работы изложена на 128 страницах, содержит 16 таблиц и 27 рисунков
Во введении обоснована актуальность работы, даны ее краткая характеристика, показаны основные пути решения сформулированных задач
В первой главе проведен анализ путей повышения эффективности управления региональной заболеваемостью органа зрения на основе распространенности, факторов риска, организации медицинской помощи и профилактики
Представлена классификация острой патологии гидродинамики глаза, среди которой в качестве наиболее крупных нозологических групп следует выделить такие, как острое повышение внутриглазного давления (ВГД) и острую гипотонию глазного яблока В этой связи рассмотрены факторы риска возникновения отдельных заболеваний, таких как первичная закрыто-угольная глаукома, офтальмогипертензия, гипотония глазного яблока и тд При этом показано, что к общим заболеваниям, приводящим к гипотонии глазного яблока, относят коллаптоидные состояния, снижение внутричерепного давления, диабетическую и уремическую комы, обезвоживание организма при острых инфекционных заболеваниях
Особое внимание при рассмотрении этиологии и патогенеза заболеваний органа зрения уделено диабетической ретинопатии как осложнению одного из наиболее социально значимых заболеваний - сахарного диабета При этом показано, что своевременное выявление этого заболевания и проведение лечения на ранних стадиях дают возможность остановить прогрессиро-вание сосудистых изменений оболочек глаза
В контексте системного анализа заболеваемости органа зрения, распространенности, факторов риска, организации медицинской помощи и профилакчики заболеваний органа зрения выделены основные направления работы офтальмологической помощи
С системных позиций рассмотрены возможности применения методов и алгоритмов обработки информации в процессе управления заболеваемостью органа зрения В этой связи предложена структура исследовательского процесса, применительно к медико-социальным исследованиям, связанных с опросом пациентов
В связи с вышеизложенным сформулированы цель и задачи работы
Вторая глава посвящена вопросам структуризации общих и медико-социальных характеристик больных с заболеваниями органа зрения Показано, что для общей характеристики офтальмологической службы Воронежской области по данным статистической отчетности были отобраны ведущие показатели, характеризующие структуру офтальмологической заболеваемости, показатели деятельности и показатели, характеризующие состояние ресурсного обеспечения офтальмологической службы Воронежской области
На основе метода экспоненциального сглаживания представлен анализ тенденций изменения ведущих показателей эффективности функционирования офтальмологической службы Воронежской области
Рис 1 Первичный выход на инвалидность за период с 1998 по 2005 г г больных с заболеваниями органа зрения на период (10 000 населения)
Так, например, показано, что среди больных с заболеваниями органа зрения первичный выход на инвалидность (на 10000 населения) снизился с 3, 05 случаев в 1998 г до 2,36 случаев - в 2003 г, т к на 22,6%, что показано на рис 1
Представленные в главе результаты анализа медико-социальных характеристик больных с заболеваниями органа зрения позволили выявить ряд особенностей, совпадающих с общероссийскими тенленциями.
В том числе анализ средней длительности пребывания больных в областной клинической глазной больнице г. Воронежа показал, что в 1999г. наибольшая средняя длительность пребывания больных в стационаре была связана с такими заболеваниями, как «воспалительные заболевания роговицы» (17,3 койко-дня), «Сосудистая патология органа зрения» (16,4 койко-дня), «Дистрофия и фоновые болезни сетчатки» (15,4 койко-дня), «Заболевании сосудистой оболочки глаза» (15,8 койко-дня) и др., а наименьшая длительность пребывания в стационаре, была связана с «Доброкачественными новообразованиями глаза» (6,7 койко-дня) и «Косоглазием» (7,2 койко-дня) И т.д. Средняя длительность пребывания больных на койке сократилось с )2,3 койко-дня в 1999 году до 9,6 койко-дня в 2004 году, т.е. на 22,0% (рис. 2.).
12 -) 10
12,3
11.9
Рис, 2. Средняя длительность пребывания больных на койке в областной глазной клинической больнице в динамике за 1999-2004 годы.
Изучение укомплектованности медицинскими кадрами Областной клинической глазной больницы г. Воронежа показало, что она снизилась с 2002 года по 2004 год на 8,6% і го врачебным должностям и на )0,4% по средним медицинским работникам (рис. 3.).
2002 врачами
срсщвімм недрвбатннкэмм
Рис. 3. Укомплектованность медицинскими кадрами Областной клинической
офтальмологической больницы (в % к итогу)
по данным за 2002-2004 годы
На основании проведенного анализа показателей работы офтальмологической службы был сделан вывод о наличии следующих проблем: многолетняя неукомлектованность врачами-офтальмологами ряда районов области, наличие дефектов но качеству оказания офтальмологической помощи; недостатки по качеству профилактической работы и предупреждению слепоты от глаукомы (низкий охват профосмограми на выявление глаукомы, низкая выявляемое больных глаукомой, низкий процент ранней стадии заболеваний среди лиц, впервые выявленными заболеваниями оріана зрения). Основную нагрузку по оказанию стационарной медицинской помощи больным с заболеваниями органа зрения несет областная клиническая глазная больница г. Воронежа.
Третья і лава посвящена алгоритмизации принятия решений по управ
лению заболеваемостью органа зрения на региональном уровне. Показано,
что бол їли иі їство медицинских исследований, связанных с проведением опро
сов соответствующего контингента пациентов путем анкетирования, сопря
жено со сложностями адекватной формализации представления количествен
ной и качественной информации в рамках конкретной нозологической груп
пы и, что более важно, применения единого математического аппарата опи
сания процесса принятии решений при управлении объектно-
ориентированными биомедицинскими системами.
Представлены алгоритмические процедуры классификации многомерных наблюдений без обучения в задачах управления биомедипинскими системами. Показано, что для решения данной задали определялись верояз ности событий: у обоих объектов одна и та же/-я категория /-й переменной.
у А-го объекта реализовалась категория у, а у 1-го - категория г P']r = P{y,kly'h=\\=2n)n,rln2
Вводя веса категориальных признаков определяли меру близости между объектами в виде
р ^ ~ 2 "/^я^гУк/У/г Вклад 1-ой переменной в Л2
A? = t a'jAA > где < = (2/ P'jr) kji'j + 01 (1)
Для введенных обозначений расстояние Хэмминга для k-го объекта и /- го объекта вычисляется как сумма количества несовпадение категорий всех признаков
v-< , IX если х1, * х1,
% [0,еслих1а=х1,
Таким образом, а в нашем случае расстояние между объектами, подлежащими классификации, вычисляется с помощью меры (1), что позволяет учитывать особенности распределения категорий качественных признаков
Для обоснованного принятия решения о количестве классов, следует использовать один из критериев качества классификации В нашем случае предлагается искать такое разбиение, т е фактически точку на оси ординат иерархического дерева классификации, чтобы минимизировать
G(S) = E- Т,г{Х„Х^, (2)
где 5/- 1-й класс с числом объектов пі
В рамках выбранного объекта исследования рассмотрен пример связанной неупорядоченной типологизации пациентов с заболеваниями органа зрения
В исходных данных было произведено заполнение пропущенных значений, проведена проверка на выбросы Априорных сведений о количестве классов в рассматриваемой совокупности не было, поэтому определять оптимальное количество пришлось по критерию минимизации суммы количества несовпадений категорий всех признаков (2)
Как видно из рис 4, решение задачи классификации целесообразно искать для 3-х или 4-х классов Использование критерия (2) показало, что оптимальным является кластерное решение для 4-х классов
Рис 4 Разбиение совокупности объектов методом Уорда
Таким образом, в результате работы автоматизированной процедуры классификации качественных данных было получено разбиение исходной совокупности объектов на четыре группы Пример разбиения совокупности признаков на классы по показателю «Возраст» представлен в таблице 1
Таблица
Пример разбиения на классы показателя «Возраст»
Для того чтобы понять, какие переменные являются определяющими для полученных классов, воспользовались критерием tf
Таким образом, анализ качества классификации в рамках формирования процедуры принятия решений по управлению заболеваемостью органа
зрения на региональном уровне, позволил сделать вывод о значимом различии признаков по совокупности показателей, принявших участие в классификации По количеству объектов в каждом классе, класс 1 и классы 2 наиболее многочисленны и практически равны (32,8% и 31,3% всех пациентов), на втором месте стоит класс 3 (21,4%) и на третьем — самый малочисленный класс 4 - 14,4%, что вполне соответствует классификации ВОЗ в отношении деления пациентов на диспансерные группы в отношении основных видов патологии органа зрения
Четвертая глава посвящена вопросам практической реализации моделей и алгоритмов рационального управления заболеваемостью органа зрения на региональном уровне
Реализация классификационного подхода по распределению пациентов с заболеваниями органа зрения на диспансерные группы позволила выявить четыре класса больных с заболеваниями органа зрения молодые, активные, здоровые, без катаракты, пенсионеры женщины, больные и с глаукомой, пожилые, больные мужчины, пенсионеры женщины с хорошим самочувствием Данный подход позволяет адекватно установить конкретную классификационную группу заболевания по имеющемуся набору медико-биологических и социально-гигиенических факторов риска
В результате применения подходов по прогностическому моделированию взаимосвязей медико-социальных факторов риска с заболеванием органа зрения реализована модель (с использованием ППП Statistica 6 0) модель, описывающая взаимосвязь «диагноз основной заболевания органа зрения», включенного в заключение врача, курирующего диспансерного больного с индивидуальными социально-гигиенических характеристик больных,
Выбор наиболее информативных факторов, включаемых в модель, отвечающих требованию мультиколлинеарности производился на основе метода корреляционных плеяд
К,=050105707+0,405119*Х,А'2+0,61061*ХзАг4-
- 0,435596 *Х5Х6+ 0,378014 *Х*
где У, - диагноз, Хх - жилищно-бытовые условия, Х2 - заболевания матери, X,- состав семьи, хА- общий трудовой стаж, X,- сопутствующие заболевания, А',,-предпочтения в еде, X., - оценка состояния здоровья
Таблица 2 Значение и оценки коэффициентов уравнения регрессии
Оценки адекватности модели коэффициент детерминации - 75,39%, стандартная ошибка вычислений - 0,3883, средняя абсолютная ошибка -0,32123, статистика Дарбина-Уотсона - 1,4876
Также была построена логистическая модель зависимости выхода на инвалидность в зависимости от наиболее значимых факторов, характеризующих социально-гигиенический статус больного с заболеваниями органа зрения
Y2 = exp(eta) /(1 + exp(eta)) где
eta=-2,10282+1,36203* X, +1,63906* Х2Х3 +1,63748* Х4Х5,
У2 - инвалидность, X, - сопутствующие заболевания, ,Y2 -возраст, Л^-жи-лищно-бытовые условия, хл -общественно-профессиональная группа, А 5 - предпочтения в еде
Таблица 4 2 Вычисленные значения коэффициентов модели
Так как зависимая переменная Ку принимает значения в диапазоне от 0 до 1, то данная величина может использоваться в качестве прогнозируемой вероятности выхода пациента на инвалидность при заданном уровне набора факторов риска Чем больше значение показателя, тем выше вероятность выхода на инвалидность Представленная модель, выраженная уравнением логистической регрессии, может быть использована для индивидуального прогнозирования выхода на инвалидность с учетом социально-гигиенических факторов риска
Далее в качестве примеров функционирования моделей рассмотрим типовые ситуации зависимости заболевания органа зрения и социально-гигиенических характеристик больных
Например, для пациента с заболеванием органа зрения, имеющего в анамнезе в качестве сопутствующего заболевания панкреатит, в возрасте 35 лет, живущего в очень хороших условиях, принадлежащего к общественно-профессиональной группе «служащий» и предпочитающего согласно анкете разнообразную пищу, вероятность выхода на инвалидность составляет 37,7 %, при ухудшении жилищных условий до неудовлетворительных с сохранением неизвестными остальных факторов вероятность выхода на инвалидность увеличивается до 67,7
На рис 5 представлены зависимости выхода на инвалидность больных заболеваниями органа зрения от сопутствующих заболеваний с учетом изменения четырех факторов риска входящих в уравнение логистической регрессии
Выход на инвалидность
0,6 -
0,7
0,4
0,4 -
0,2 -
0,1
і і і і і і
О 0Ъ ЧЬ „fc ф Ь ф ,jo bfc ЛТ, -% <> ф
Сопутствующие заболевания
Возраст ' Жилищно-бьп овые условия
Общественно - профессиональная группа
- Предпочтения в еде
Рис 5 Зависимость выхода на инвалидность больных заболеваниями органа зрения от сопутствующих заболеваний
На основе модели для У, возможно прогнозирование изменения основного диагноза при изменениях выделенных социально-гигиенических характеристик
Например, для пациента с заболеваниями органа зрения, оценивающего свои жилищно-бытовые условия как скорее неудовлетворительные, чем удовлетворительные, с учетом заболеваний матери (заболевания сердечнососудистой системы), женатого, со стажем работы более 40 лет, имеющего в качестве сопутствующего заболевания гипертонию в анамнезе, предпочитающего жирную пищу и оценивающего свое состояние как неудовлетворительное, прогнозируемое значение показателя, характеризующего диагноз, составляет 0,93, что несколько меньше численной оценки 1 - соответствующей такому заболеванию как глаукома Таким образом, точность прогноза составила 93%
И, наоборот, для пациента с заболеваниями органа зрения, оценивающий свои жилищно-бытовые условия как хорошие, с учетом отсутствия заболеваний матери, женатого, со стажем работы менее 10 лет, не имеющего сопутствующего заболевания, предпочитающего отварную пищу по кулинарной обработке и оценивающего свое состояние как хорошее, прогнозируемое значение показателя, характеризующего диагноз, составляет 0,03, что несколько больше численной оценки 0 — соответствующей отсутствию тяжелого заболевания органа зрения
Статистическая значимость коэффициентов уравнений регрессии проверялась с использованием t-критерия Стьюдента (для всех коэффициентов /^-значение < 0,05)
Адекватность моделирования результатам эксперимента была проверена на основе F - критерия Фишера
В результате реализации научно-обоснованного подхода к управлению заболеваемостью органа зрения на региональном уровне сформированы приоритетные направления совершенствования медико-социальной помощи больным с заболеваниями органа зрения, учитывающие возможность профилактических мероприятий на ранних стадиях, при осложнениях основного и сопутствующих заболеваний
В заключении рассмотрены основные результаты работы
В приложениях приведены результаты численных расчетов, акты внедрения результатов работы
![Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс]](/i/i/4258/168198.png "Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс] Бредихин Сергей Викторович")
![Прогнозирование фетоплацентарной недостаточности на основе статистического анализа медико-биологических факторов риска [Электронный ресурс]](/i/i/4309/168289.png "Прогнозирование фетоплацентарной недостаточности на основе статистического анализа медико-биологических факторов риска [Электронный ресурс] Самодай Валентина Николаевна")
