Введение к работе
Актуальность темы. Среди разнообразия детских болезней в современной медицине наблюдается значительный рост уровня послеродовых патологий, что существенно влияет на демографическую ситуацию в конкретном регионе и стране в целом Рост частоты рождения больного ребенка, значительные региональные и государственные социально-экономические затраты на ликвидацию последствий патологий новорожденных обусловливают интерес, который проявляют клиницисты и представители теоретической медицины к изучению проблемы своевременного прогноза риска рождения больного ребенка (Абрамченко В В , Гублер Е В , Бессонова Ю В и др)
Многообразие форм послеродовых патологий, отсутствие единой формализованной классификации состояния здоровья новорожденного требуют обоснованного рационального подхода к диагностике и лечению с учетом всего многообразия неконтролируемых факторов, что представляет сложную задачу для практического врача
Современные медицинские технологии исследования здоровья плода и беременной основываются в основном на анкетировании, амбулаторном обследовании и формировании заключений и рекомендаций беременной, позволяющих сохранить плод или жизнь матери, но не прогнозирующие здоровье новорожденного (за исключением резко патологических случаев)
Для решения сложной задачи определения риска рождения больного ребенка иногда используются соответствующие автоматизированные системы (Гаспарян С А, Кашеева Т К, Кузин В Ф и др ) Однако, применение этих систем основывается на достаточно сложных медицинских исследованиях, которые может себе позволить не каждая женская консультация и не каждая женщина, особенно в отдаленных от крупных диагностических центров пунктах населения
Кроме того, в известных системах в недостаточной степени применяется системный обшеорганизменный подход (Гуляев ЮВ), в том числе с использованием методов рефлексодиагностики Между тем, организм беременной женщины - это уникальная саморегулирующая система с широким динамическим диапазоном адаптации к изменениям параметров внутренней и внешней сред, постоянно находящаяся на границе гомеостаза (Самсыгина ГА, Игнатьева Р К, Бабкин ПС и др) В ряде ведущих научно-исследовательских институтов страны (Институт прикладной математики им MB Келдыша, Институт биохимической физики РАМ, Институт проблем передачи информации РАН) в настоящее время накапливается опыт системного изучения организма человека, динамики его функциональных состояний и сдвигов между связями его характеристик в норме и патологии и в условиях предельных адаптивных возможностей, каковые, безусловно, наблюдаются в процессе беременности, особенно в случаях развития каких-либо патологий у женщины или плода
Таким образом, исходя из значимости проблемы своевременной диагностики состояния здоровья новорожденного (в том числе на этапе беременности), разработка методов и алгоритмов системного анализа состояния беременной и антенатальной диагностики, основанных на результатах различные по своим концепциям исследованиях, и создание на основе полученных решающих правил соответствующей автоматизированной системы поддержки принятия решений врачом в женских консультаций является актуальной задачей Ее решение позволит с системных позиций управлять своевременной организацией и проведением лечебно-профилактической работы по снижению риска рождения больного ребенка
Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 204 «Технология живых систем» (регистрационный номер № 03 03 031) и
11 *' "' ! WWP^PM^^ff
одним < из научных направлений КурскГТУ «Разработка медико-экологических информационных технологий».
Цель работы: разработка методов, моделей и алгоритмов прогнозирования состояния здоровья новорожденного посредством анализа системной реакции организма беременной с использованием современных информационных технологий, обеспечивающих повышение оперативности и качества управления лечебно-диагностическим процессом, реализуемым в женских консультаций.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
обосновать применение вероятностного подхода к синтезу решающих правил прогноза состояния здоровья новорожденного по результатам анкетирования, беременной, представленных в двоичном коде;
предложить метод синтеза решающих правил прогноза здоровья новорожденного на основе исследования показателей структурной организации признакового пространства;
разработать метод синтеза диагностических решающих правил на основе различий математических моделей функциональных связей между регистрируемыми характеристиками состояния беременной,
синтезировать модели для определения степени риска рождения больного ребенка методами рефлексодиагностики,
создать алгоритм принятия решений по прогнозу риска рождения больного ребенка по признакам меридианной энергетики и управления ее сбалансированностью,
- синтезировать решающие правила прогноза состояния здоровья новорожденного в
процессе беременности его матери и проверить их адекватность на фактологическом
материале;
- спроектировать автоматизированную информационно-аналитическую систему поддержки
принятия решения для врача женской консультации.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы: системного анализа, теории управления, моделирования, нечетких множеств, рефлексологии, экспертного оценивания и принятия решений.
Научная новизна. - В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующие научной новизной.
методы синтеза решающих правил прогноза состояния здоровья новорожденного по результатам лабораторных исследований беременной, отличающиеся применением показателей структурной организации признакового пространства и классификационных коэффициентов, учитывающих изменения в функциональных связях между регистрируемыми характеристиками как системную реакцию организма будущей матери на возможную патологию новорожденного;
меридианные модели, основанные на методах рефлексологии, позволяющие управлять энергетическими характеристиками проекционных зон в зависимости от изменений детородной функции;
методы синтеза решающих правил, позволяющих оценивать риск рождения больного ребенка, отличающиеся использованием реакций диагностически значимых акупунктурных точек у беременной;
алгоритм принятия решений о степени риска рождения больного ребенка, учитывающий состояние меридианной энергетики и позволяющий обеспечивать управление ее сбалансированностью;
- комбинированные правила принятия решений по прогнозу риска рождения больных
детей, позволяющие повысить достоверность прогноза при использовании результатов
амбулаторных обследований, анкетирования и признаков, характеризующих энергетическое
состояние биологически активных точек беременной;
- правила принятия решений о прогнозе здоровья новорожденного по данным анкетного исследования беременной, отличающиеся применением вероятностного подхода при их двоичном кодировании.
Основные положения, выносимые на защиту
Решающие правила прогноза здоровья новорожденного по данным анкетного опроса беременной с применением двоичного кодирования и вероятностного подхода, позволяющие сократить объем применяемого опросника без существенной потери качества прогноза;
Методы синтеза решающих правил прогноза здоровья новорожденного по результатам стандартного амбулаторного анализа беременной, основанные на вычислении показателей структурной организации признакового пространства и классификационных коэффициентов;
Методы и алгоритм синтеза решающих правил пренатальной оценки риска рождения больного ребенка по результатам рефлексодиагностического исследования;
Алгоритм принятия решений в процессе обследования состояния беременной, учитывающий признаки меридианной энергетики и управляющий ее сбалансированностью;
Автоматизированная информационно-аналитическая система антенатальной диагностики и поддержки принятия управленческих решений по организации профилактико-терапевтической траектории беременной в женской консультации. Практическая значимость и результаты внедрения работы. Разработанные методы, модели и алгоритмы антенатального прогноза состояния здоровья ребенка составили основу построения автоматизированной информационно-аналитической системы, клинические испытания которой доказали ее высокую практическую эффективность. Применение предложенных разработок позволяет существенно сократить время обследования, беременной и повысить достоверность принятия врачебных решений. Результаты работы переданы в опытную эксплуатацию в ряд женских консультаций г.Курска, центр «Медиал» (г.Курск), используются в научной работе и учебном процессе кафедр «Биомедицинская инженерия» КурскГТУ, «Общеинженерной подготовки» КГМУ. Апробации. Результаты работы докладывались и обсуждались на: 6 Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии-2003» (Курск.2003), конференции БИОМЕДПРИБОР-2003 (Дагестан, 2003), 68, 69 межвузовской научной конференций студентов и молодых ученых (Курск, 2002, 2004), 6 международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания, обработки изображений и символьной информации: Распознавание -2003» (Курск, 2003), конференции «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы: Биомедсистемы - 2003» (Рязань, 2003), XXXI вузовской научно-технической конференции в КурскГТУ (Курск, 2003) научно-технических семинарах в КурскГТУ(2001-2004), КГМУ(2002,2003), КГУ(2003)
Публикации. Самостоятельно и в соавторстве по теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.
Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, автор в [1] предлагает методику определения пересечения компетенции диагностических алгоритмов, в [2] и [3] - предлагает структуру автоматизированной диагностической системы антенатальной оценки состояния здоровья ребенка, в [4] -рассматривает теоретико-практические аспекты применения классификационных коэффициентов функциональных различий в диагностических классах, в [7] -рассматривает связь функционального состояния- (ФС) беременной с показателями структурной организации признакового пространства, полученными по результатам амбулаторных исследований, в [8] - предлагает обобщенную структуру информационно-аналитической системы поддержки принятия решений, в [9] - исследует диагностические
возможности различных показателей структурной организации признакового пространства беременной, в [11] - осуществляет сравнительный анализ различных подходов перехода к двумерной классификации, в [13] - предлагает методику использования вероятностного подхода в синтезе решающих диагностических правил антенатальной диагностики здоровья ребенка но результатам ответов модифицированной анкеты «Оценка пренатальных факторов риска» в женской консультации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложении, изложена на 160 страницах основного текста, содержит 39 рисунков и 22 таблицы, 182 наименований библиографии.