WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

АФАНАСЬЕВА Елена Александровна

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РАННЕЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ СИНДРОМА ДИАБЕТИЧЕСКОЙ СТОПЫ

Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Воронеж 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н.Бурденко Росздрава).

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор

Кузнецов Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор, ИПМО ГОУ ВПО

«Воронежская государственная

медицинская академия »

им. Н.Н. Бурденко

Струк Юрий Владимирович

доктор медицинских наук,

профессор, МУЗ «Городская

клиническая больница №10

«Электроника»

Нехаенко Наталья Евгеньевна

Ведущая организация: Курский государственный

медицинский университет

Защита состоится «29» февраля 2008 г. в ___ часов в конференцзале на заседании диссертационного совета Д 208.009.02 при ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н.Бурденко Росздрава по адресу: 394000 г. Воронеж, Студенческая 10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО ВГМА им. Н.Н.Бурденко Росздрава

Автореферат разослан «____»_____________2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Бурлачук В.Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Сахарный диабет (СД) в настоящее время имеет широкое распространение и является актуальной проблемой медицины. СД занимает 50% среди всех эндокринных заболеваний и регистрируется во всех странах, имеет тенденцию к росту, особенно в возрастных группах старше 40 лет (Балаболкин М.И., 1998). В настоящее время СД страдают 2-5% населения (около 120 млн. человек) и за 10-15 лет количество больных удваивается (Дедов И.И., 2000).

СД ведет к ранней инвалидизации и высокой смертности населения. Сосудистые осложнения у больных СД развиваются в 3-7 раз чаще, чем в популяции, гангрена стопы - в 20-30 раз чаще, чем среди лиц, не страдающих этим заболеванием (Дедов И.И., 1998). Главной причиной инвалидизации больных диабетом являются поздние сосудистые осложнения: ретинопатия, нефропатия, нейропатия, ишемическая болезнь сердца, синдром диабетической стопы (СДС) - патологическое состояние стопы при СД, возникающее на фоне поражения периферических нервов, сосудов, кожи, мягких тканей, костей, суставов и проявляющееся острыми и хроническими язвами, костно-суставными поражениями и гнойно-некротическими процессами.

Патогенез СДС многокомпонентен и представлен сочетанием нейропатических и сосудистых нарушений с выраженной склонностью к инфицированию. Поэтому особенно важно на ранних этапах различить преимущественный механизм поражения, так как подходы к лечению различны.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования определяется необходимостью повышения эффективности медицинской помощи больным с СДС за счет ранней направленной дифференциальной диагностики, позволяющей на базе методов математического моделирования оперативно и достоверно проводить идентификацию преимущественного характера осложнений, что позволит прогнозировать возможное течение заболевания, рационально использовать специфические и неспецифические компоненты лечения.

Цели и задачи исследования.

Целью диссертационного исследования является рационализация диагностики и дифференцированной терапии больных с СДС путем создания комплекса моделей и алгоритмов, обеспечивающих эффективное управление лечебнодиагностическим процессом.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Определить оптимальную методику математического описания характеристик пациента с учетом их неоднородности и динамики в процессе развития заболевания и обосновать систему отбора признаков, влияющих на раннюю диагностику и выбор тактики лечения у больных с СДС.
  2. Осуществить подбор рационального минимума исходных показателей, разработать модели и алгоритмы диагностики, максимально точно характеризующие текущее состояние пациента и имеющие прогностическое значение, что позволит оперативно проводить необходимые медицинские манипуляции.
  3. Осуществить верификацию прогностической эффективности модели.
  4. Проанализировать эффективность дифференцированных схем ранней диагностики у больных с СДС на основе оценки их качества жизни, времени отсроченности хирургического вмешательства.
  5. Определить принципы ранней дифференциальной диагностики больных с СДС для практического применения.
  6. Оценить эффективность влияния управления лечебнодиагностическим процессом на основе предлагаемых моделей на клинический прогноз и качество жизни больных с СД и СДС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались клинические методы, основные положения теории системного анализа, управления и обработки информации в медицинских системах, математической статистики, методы математического и компьютерного моделирования, кластерного анализа, экспертного оценивания.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

разработаны принципы рационализации ранней дифференцированной диагностики больных с СДС, обеспечивающие эффективное управление лечебнодиагностическим процессом;

проведен системный анализ показателей, характеризующих преимущественный характер повреждения при СДС, позволивший сформировать пространство информативных признаков и выявить критерии распознавания состояний;

разработаны процедуры оптимизации пространства признаков, учитывающие требования минимизации информационной избыточности показателей при сохранении значимости параметров, основанные на экспертном отборе классификационных признаков и количественной оценке их информативности;

созданы методы и модели дифференциальной диагностики состояний пациентов с СДС на базе кластерного анализа, отличающиеся механизмом адаптивного самообучения, позволяющие определить патогенетические особенности конкретных патологических процессов;

разработан дифференцированный подход к диагностике больных с СДС, отличающийся использованием оценки качества жизни пациентов;

предложены рациональные схемы дифференцированной терапии больных в соответствии с преимущественно сосудистым или неврологическим поражением при СДС.

Практическая значимость работы. Внедрение разработанных моделей и методов позволяет сократить время диагностики, максимально индивидуализировать программу лечения, проводить коррекцию осложнений на основании данных о состоянии пациента, избегать назначения малоэффективных препаратов и в конечном итоге достичь максимального эффекта при значительном снижении трудоемкости и уменьшении финансовых затрат.

Разработанная система диагностики больных с СДС с использованием математического моделирования позволяет оптимизировать процесс лечения, улучшить качество жизни и клинический прогноз, снизить количество и степень стойкой утраты трудоспособности.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследования апробированы и внедрены в терапевтическом, неврологическом, гнойно-хирургическом отделениях НУЗ «Дорожная клиническая больница на ст. Воронеж-1 ОАО «РЖД». Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры терапии №1 ИПМО Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко при обучении студентов, врачей–интернов, клинических ординаторов, врачей 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 межобластной конференции медицинских учреждений ОАО «РЖД», посвященной проблемам заболеваемости и инвалидности железнодорожников (Воронеж, 2006), научной конференции, посвященной проблеме сахарного диабета на базе Воронежского областного клинического консультативно-диагностического Центра в 2007 г., на заседаниях Воронежского областного научно-практического общества эндокринологов-диабетологов и функциональных диагностов (2006-2007).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, одна из которых в издании, рекомендованном ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: в работе [2]- изучение основных клинических проявлений, влияющих на тактику лечения и прогноз пациентов с автономной нейропатией; изучение подходов к диагностике автономной нейропатии на клиническом примере в работе [3]; [4,5] анализ и систематизация клинических подходов к дифференциальной диагностике синдрома диабетической стопы; [1,6] –статистическая обработка данных; [7] – исследование проблем, возникающих при диагностике сопутствующей ИБС и нарушений ритма у больных, в том числе сахарным диабетом.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 149 страницах, списка литературы из 151 наименования, 3-х приложений; содержит 7 рисунков, 27 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, дается краткая характеристика темы, формулируются цель и задачи исследования, представлены основные научные результаты, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору современных подходов к дифференциальной диагностике СДС и анализу возможностей использования математических методов и компьютерных технологий для повышения эффективности диагностики больных с этой патологией. На основе анализа литературных данных рассматриваются традиционные подходы к диагностике, которые в настоящее время часто приводят к эмпирическому выбору схем лечения.

Исходя из анализа современного состояния и путей повышения эффективности функционирования диагностических систем, сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются вопросы формирования пространства информативных признаков у пациентов с СДС.

Для проведения ранней дифференциальной диагностики СДС у больных с сахарным диабетом необходима идентификация состояния пациента путем отнесения его к одной из групп (классов) согласно доминирующему патогенезу: ангиопатический, нейропатический, комбинированный варианты протекания СДС. Больные, состояние которых сходно по некоторому фиксированному количеству признаков, рассматривались как принадлежащие к одному классу. Таким образом, в данной работе диагностика представляется в качестве задачи классификации, где классифицированию подвергаются преимущественный патогенетический механизм поражения нижних конечностей у больных СД.

В настоящей работе в качестве метода классификации, применяемого в процессе распознавания образов, использовался кластерный анализ (метод средней связи).

Кластерный анализ представляет собой совокупность математических методов, предназначенных для формирования относительно отдаленных друг от друга групп близких между собой объектов по информации о расстояниях или связях (мерах близости) между ними. При решении задач классификации объектов использовался геометрический способ формирования образа объекта W, представленного множеством значений своих параметров Р, то есть :Р=рk, k=1,2,…,K; образ объекта будет являться точкой в ортогональном гиперпараметрическом признаковом пространстве. Задача кластерного анализа заключается в том, чтобы на основании данных, содержащихся во множестве Р, разбить множество объектов W на m кластеров Q1, Q2, …, Qm, так, чтобы каждый объект Wn принадлежал одному и только одному подмножеству разбиения и чтобы объекты, принадлежащие одному и тому же кластеру, были сходными, в то время, как объекты, принадлежащие разным кластерам были разнородными.

Были описаны принципы построения математической модели, представляющей собой способ описания объективно существующих явлений, поддающийся проверке при эксперименте.

Процесс моделирования делится на четыре этапа (рис. 1).

Рис. 1. Этапы построения модели

Показано, что рационализация терапии, основанная на комплексном подходе к диагностике таких больных с использованием компьютерных технологий и методов математического моделирования, позволяет объективизировать степень поражения нижних конечностей, определить доминирующий патогенез, проводить направленную и обоснованную коррекцию нарушений и определить тактику лечения больного в целом, что даст возможность существенно повысить качество и эффективность диагностических и лечебных мероприятий.

В третьей главе рассмотрены варианты классификации исследуемого объекта (пациента) и методика решения диагностической задачи.

Отражено, что неоднородность механизмов развития, субъективный и объективный характер клинических проявлений, отсутствие оценок качественных показателей, неравнозначность факторов затрудняют раннюю патогенетическую диагностику СДС, прогнозирование его развития и выбор акцентов терапии. В качестве одного из вариантов решения проблемы предлагается использовать экспертную компоненту. Как один из наиболее обоснованных способов анализа экспертных оценок, использовался метод медианы Кемени. Суть метода заключается в следующем.

Каждому признаку x сопоставлялась оценка его значимости. Система весов составляется таким образом, что:

(3.1)

где pi вес i-го признака; n количество признаков; i номер текущего признака.

Для составления системы весов с целью построения рейтинга признаков каждый эксперт ранжировал признаки по убыванию значимости:

xl>x2>...>xi >...> xn. (3.2)

Веса признаков определялись по шкале Фишберна:

(3.3)

где pi коэффициент значимости i-го признака; i номер текущего признака; n количество признаков.

Для расчета итогового весового коэффициента признака рассчитывалась, исходя из весов, определенных экспертами, медиана Кемени. Медианой Кемени является такая ранжировка, суммарное расстояние от которой до всех заданных экспертных ранжировок минимально:

, (3.4)

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»