Введение к работе
Актуальность темы. Среди всего многообразия задач, возникающих перед врачами дерматологами, достаточно остро встает вопрос о профилактике и лечении больных хроническими дерматозами. Экзема является одним из наиболее распространенных хронических заболеваний кожи (30 - 40% всех дерматологических заболеваний) (Ю.К. Скрипкин, 2001; Ю.С. Бутов). В последнее время отмечается значительной рост встречаемости данного дерматоза, омоложение возраста дебюта болезни, развитие осложненных и тяжелых форм, приводящих к потере трудоспособности, ранней инвалидиза-ции пациентов (А.А. Кубанова, В.А. Жигулин). Заболевание возникает в любом возрасте и формируется в результате сложного комплекса этиологических и патогенетических факторов, приводящих к изменению как общего состояние организма, так и трофики тканей. В связи с этим проблема прогнозирования, диагностики, а также разработка адекватного эффективного лечения являются одной из основных в современной дерматологической науке.
Работы по совершенствованию терапии этой патологии могут проводиться в нескольких направлениях: разработка методов и средств прогнозирования, ранней и дифференциальной диагностики различных стадий заболеваний, что позволит обеспечить рациональное планирование терапевтических процедур; разработка новых эффективных лекарственных препаратов; комплексное использование различных методов и средств физиотерапии.
В исследованиях отечественных и зарубежных ученых (Е.П. Попечите-лев, А.В. Завьялов, Л.В. Силина) было показано, что значительного повышения эффективности лечебно-профилактических мероприятий у дерматологических больных можно ожидать при использовании комбинированных методов терапии, сочетающих медикаментозные и физиотерапевтические воздействия, находящиеся под управлением методических и технических средств, использующих современные информационные технологии.
Таким образом, разработка методов и средств прогнозирования, диагностики и управления комплексной терапией экземы, позволяющих повысить оперативность и качество диагностики и лечения этого заболевания, является актуальной научной задачей.
Работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской программой ГОУВПО «Курский государственный медицинский университет» по проблеме «Системная организация функций в норме и патологии» и в соответствии с научным направлением ГОУВПО «Курский государственный технический университет» «Разработка медико-экологических информационных технологий».
Цель работы. Разработка моделей и алгоритмов прогнозирования, диагностики, профилактики и комплексного лечения экземы, сочетающих медикаментозные и физиотерапевтические процедуры, выбираемые под управлением автоматизированной системы поддержки принятия решений врача
дерматолога, позволяющие повысить эффективность оказания медицинской помощи при экземе.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
На основании сведений об этиологии и патогенезе экземы сформировать пространство информативных признаков и выбрать адекватный математический аппарат.
Разработать систему нечетких решающих правил для прогнозирования дебюта и обострения экземы, а также для определения степени тяжести течения этого заболевания.
Синтезировать модели взаимодействия поверхностных проекционных зон со структурами организма, изменяющими электрические характеристики соответствующих биологически активных точек при экземе.
Предложить алгоритм управления процессами прогнозирования, определения степени тяжести, профилактики и лечения экземы с объективным контролем эффективности терапевтических процедур.
Разработать структуру автоматизированной системы поддержки принятия решений для врача дерматолога.
Проанализировать эффективность предложенных моделей и алгоритмов и разработать рекомендации к их клиническому применению.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, теории управления, математического моделирования, основные положения теории вероятности, математической статистики и нечеткой логики принятия решения, основы физиологии, рефлексологии и методы экспертного оценивания.
Научная новизна исследования. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
- решающие правила для прогнозирования возникновения, обострения и определения степени тяжести экземы, отличающиеся использованием комплекса разнотипных показателей и нечеткой логики принятия решений, позволяющие учитывать различные факторы, влияющие на дебют заболевания, обострение течения, степень тяжести течения исследуемого заболевания и обеспечивающие приемлемое для практики качество принимаемых решений в условиях неполного и нечеткого представления исходных данных;
-меридианные модели взаимодействия проекционных зон с внутренними структурами организма, изменяющими электрические характеристики биологически активных точек при возникновении предпосылок и дебюта экземы, отличающиеся возможностью учета и анализа всех существенных связей по выбранному заболеванию и его стадиям, позволяющие обеспечивать выбор рационального плана рефлексотерапии;
-алгоритмы управления процессами принятия решений по прогнозированию, оценке степени тяжести, профилактике и комплексной терапии экземы, отличающиеся возможностью гибко менять тактику лечения в зависимо-
сти от степени тяжести и течения заболевания, что позволяет повысить эффективность профилактики и терапии выбранного класса заболеваний;
-методика профилактики и комплексного лечения, основанная на соче-танном лечебном воздействии лекарственных препаратов, рефлексотерапии и транскраниальной электростимуляции, позволяющая снизить риск возникновения и обострения экземы и сократить сроки ее лечения.
Практическая значимость работы. Разработанные модели и алгоритмы составили основу построения автоматизированной системы поддержки принятия решений для врача дерматолога, клинические испытания которой показали целесообразность ее использования в медицинской практике.
Применение предложенных в диссертации разработок позволяет сократить сроки лечения и повысить эффективность проведения лечебных процедур.
Внедрение результатов работы. Предложенные в работе методы и средства внедрены в учебный процесс кафедры биомедицинской инженерии ГОУВПО «Курский государственный технический университет» и используются в клинической практике Курского областного кожно-венерологического диспансера. Экономическая и социальная значимость внедрения результатов диссертационного исследования состоит в повышении качества медицинского обслуживания больных хроническими дерматозами и сокращении сроков лечения.
Апробация. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на Международной научной конференции «Медико-экологические информационные технологи» (Курск, 2009); VII Всероссийской научно-практической конференции «Социально-значимые заболевания в дерматовенерологии. Диагностика, терапия, профилактика» (Москва, 2007); II Всероссийском конгрессе дерматовенерологов (Санкт-Петербург, 2007); Симпозиуме национального альянса дерматологов и косметологов (Санкт-Петербург, 2007); научно-практической конференции «Актуальные вопросы и особенности дерматовенерологии в детском возрасте. Проблемы, перспективы» (Москва, 2007); XIV Российской НТК «Материалы и упрочняющие технологии (Курск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Биомедицинская инженерия и биотехнология» (Курск, 2009); Международной научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2008); Симпозиуме национального альянса дерматологов и косметологов (Ростов-на-Дону, 2007); V Всероссийской научно-технической конференции «Искусственный интеллект в XXI веке и решения в условиях неопределенности» (Пенза, 2007); XIV Всероссийском национальном конгрессе «Человек и'лекарство» (Москва, 2007); Международной НТК «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов» (Курск, 2008); научно-техническом семинаре кафедры биомедицинской инженерии КГТУ (2009), межкафедральной научно-практической конференции кафедр биологической и химической технологий, клинической
фармакологии, кожных и венерических болезней, инфекционных болезней и патологической физиологии ГКМУ (2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично автором предлагаются механизмы повышения эффективности лечения больных экземой [1,5,6,7], [2, 11,14,15] - обоснован выбор системы информативных признаков и доказана их эффективность для оценки риска возникновения, прогнозирования обострения и выбора метода лечения экземы, [3,4,8,9,12,13] - соискателем доказана эффективность решающих правил для блока прогноза, блока определения стадий заболевания, блока прогноза обострений и алгоритм управления процессами прогнозирования и диагностики.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 187 наименований. Основная часть работы изложена на 143 страницах, содержит 29 рисунков, 14 таблиц.
