Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕЛЕШ. В последнее время, в сложном технологически ориентированном обществе, ощутимой стала потребность в более современных информационных системах, поскольку, информация - ключевой элемент процесса принятия решения /ТУ. Дж., Госсалес, 1987/ НТР и цивилизация породила информационную проблему, с которой столкнулось сейчас человеческое общество.
В связи с этим проблемы, стоящие перед медициной аналогичны тем, которые возникают и в других направлениях деятельности общества. Врач не в состоянии эффективно справляться с информационным потоком, поступающим к нему при медицинском обслуживании (опрос, обследование, лабораторные исследования, сопоставление данных с собственным опытом, регистрация собранной информации, постановка диагноза и т.д.).
Существенно расширяет профессиональные возможности врача различные медицинские автоматизированные информационные системы с использованием современных ЭВМ. Последние, обладая аналитическими возможностями и быстродействием; могут быть использованы также для хранения и выборки клинических данных, а в клинических лабораториях для расшифровки рентгеновских снимков, индентифи-кации клеточных прёпоратов, обработка кардиограмм и т.д.
У здравоохранении, по существу, имеются скрытые резервы не поддающиеся использованию без соответствующей информационной технологии. Для вскрытия этих резервов необходим новый подход, который предусматривает разработку информационно-технологических методов и создание на их основе автоматизированных диагностирующих систем, используемых для распознавания различных патологических процессов. .Диагностирование может быть основано, в некоторых случаях, на специализированных научных знаниях, которые недоступны каждому специалисту. В этом плане разработка адекватных математических моделей и создание на их основе автоматизированных диагностирующих систем, с использованием также возможностей ЭВМ, является научной актуальной проблемой.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка информационно-технологій ческих методов диагностирования с использованием современных математических методов и создание на их основе автоматизированных диагностирующих систем.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ исследования:
анализ фундаментальных принципов , лежащих в основе меди-
- г -
щшских информационных систем, с использованием компьютерной техники и существующих современных математических методов в диагностировании;
формулировка математической постановки задачи с позиции учета неспецифичяости представления базы данных в Медицине;
разработка оптимального подхода и технологии математического моделирования,адаптированного к решению задач диагностики;
создание комплекса программ , в основе которых разработанные адекватные математические модели;
обоснование надежности и чувствительности созданных матема
тических моделей и программных модулей путем проверки правиль
ности поставленного диагноза с помощью других методов или на ос
новании выводов экспертов-специалистов, а также практического
использования их в клинике.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных задач использовались основные достижения теории нечетких множеств, методы которой более подходят сложностям и неточностям гуманистических систем, каковым относятся и медицинские, чем обычные численные методы анализа. Лингвистический подход, в соответствии с которым в качестве значении переменных допускаются не только числа, но и слова, наиболее приемлем для рейтинга задачи диагностики.
Методы нечетких множеств, в совокупности с другими (вероятно-статистический, детерменировашгыгё, логический и др:) составляют основу диагностирующих автоматизированных систем.
Разработан программный модуль "ТУР-НЗ", представляющий со
бой модуль рабочего места врача (АРМ). Информационная база дан
ных (клинико-анамяестичесгле, клинике-лабораторные, микроскопи
ческие и бактериологические исследования) представлена специа
листами кафедры "Фтизиопудьмсігологии",АІШ. Программа позволяет
произвести дифференциальную диагностику заболевании, относящиеся
к одному нозологическому классу: туберкулез, рак легких и песпе-
цифические заболевания легких.
Разработаны адекватные математические модели на основе не- . четких множеств:
методом построения функции принадлежности лингвистических термов (заболевания, относящиеся к одному нозологическому классу) выявлены факторы, обладающие наибольшей информационной ем-
костью яри данном симптомокомплексе и для соответствующего заболевания ;
математическая модель диагностирования заболевании, относя-киеся к одному нозологическому классу, на основе метода многокритериальной оценки и выбор альтернатив;
математическая модель, существенно улучшающая диагностику (учитывает относительную важность критериев, определяемых на основе парного сравнения, для которой формируется матрица);
математическая модель, позволяющая решить задачу нахождения оптимальной альтернативы (постановка диагноза) при нечетком описании состояния системы (выявлено влияние состоянии системы на результаты диагностики).
Разработан программный модуль "ZADE-M", являющийся модулем рабочего места (АРМ) врача-специалиста. В основе программу -адекватные математические подели на основе нечетких ино-иеств.Программа позволяет произвести дифференциальную диагностику заболевания относящиеся к одному нозологическому классу, имеет широкий спектр применения.
Разработаны программы, позволяющие определить тип хронического абструктивного заболевания легких и основных типов функционального состояния почек, в основе которых соответствешю метод распознавания образов и логический алгоритм, а также диагностические алгоритмы и программно-методические комплексы.
В диссертации ЗАЩИЩАЮТСЯ:
разработанные алгоритмы и программы решении задач по дифференциальной диаіностнке заболевании: туберкулез, рак легких и неспецифические заболевания легких;
метод по выявлению факторов, обладающих наибольшей информационной емкостью при данном силгатоиокомплексе для различных заболевании, относящихся к одному нозодгическому классу,
разработанная математическая модель диагностирования заболеваний на основе многокритериальной оценки и выбора альтернатив;
разработанная модель, учитывающая относительную важность критериев,что приводит к значительному улучшению результатов диагностики;
разработанная математическая модель на основе нечетких множеств, позволяющих решить задачу диагностирования при нечетком описании состояния системы;
- A -
выявленные влияния состояния системы на результаты диагностики;
разработанные алгоритмы и программы,в которых использованы математические модели на основе нечетких множеств;
разработанные диагностические алгоритмы и программно-методические комплексы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Врач испытывает значительные трудности при анализе большого массива, каковыми являются их профессиональные знания по заболеванию (входные данные) и поэтому формализация и моделирование процесса диагносирования, алгоритмизация с последующей его реализации на ЭВМ, имеет практическую ценность. Разработанные автором программы, диагностические алгоритмы показывают что, системы подобного рода, основанные на компьютерной технике, расширяют профессиональные возможности врача.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Разработанные информационно-консультативные системы, в основе которых разработанные математические модели, позволяют не только производить автоматизированную диагностику заболевании, в качестве программных модулей рабочего места (АРМ) врача-специалиста, но и использовать их для специализированного нозологического скрининга в медицинской практике, позволяющего максимально полно выявить имеющие патологические отклонения при минимальной затрате ресурсов медицинской помощи, обеспечивающий принятие тактического решения на основе сортировки пациентов по степени тяжести и требуемому уровню помощи.
С помощью данных систем можно осуществлять оперативный анализ потребности территории (региона) в данной специализированной медицинской помощи.
Информационно-консультативные системы на базе \ЭВМ позволяют использовать накопленную базу специализированных знаний на ранних стадиях заболевании, что устраняет одну из главных причин низкой эффективности медицинской помощи. К области применения можно отнести также проведение консультации, выделение групп риска, обучение и тестирование медицинского персонала,
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационой работы доложены и обсуждены на научно-методической конференции "Методы и формы организации самостоятельной работы студентов с использованием ЭВМ" медицинских и сельхоз. ВУЗов Средней Азии и Казахстана, (Алмати, октябрь 1989 г.); на Республиканской межвуаовс-
ксй научной конференции го математике и меланже. Казахский государственный Университет Им. Аль-, араби (Алматы, 198S r.)j на Всесоюзной конференций "Применение компьютеров в совершенствований обучения в медицине",(г.Киев і 9-12 октября 1989 г.); на региональной конференции медицинских и с/х ЬЭах Республик Средней Аэии и Казахстана,(г.Лушанбе, 1990 г.>; на Ш Региональной научной конференции, на базе Новосибирского государственного медицинского института, ' 'Актуальные проблемы развития высшей медицинской школы",(г.Новосибирск,2. 30 января 1991 г.); на Региональной конференции по оптимизации учебного процесса в м»дицинс-ких,фармацевтических и сельхозинститутах республик Средней Авии и Казахстана,(г.Самарканд.,29-31 октября 1ь^2 г.); на международной конференции (г.Ташкент, ноябрь,1994г.)
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации Опубликовано 14 работ из них 2 авторских свидетел :тв, в кото^чх отражены основные положения дио-ертации і полученные автором результаты.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 135 стряницах машинописного текста и состоит из введе ія, О глав, заіїлючеииі., списка чспользованной лит^атуры, включающей 92 названии. В работе 17 таблиц и 6 рис\..ка,