Введение к работе
Актуальность темы. Одной из главных медицинских и социальных проблем является проблема рождаемости, которая зависит как от социально-экономических условий, так и от репродуктивной способности женщин. Демографическая обстановка в стране и в нашем регионе из года в год стабильно -, ухудшается. Рождаемость в области снижается , смертность превысила рождаемость, и эта тенденция сохраняется.
Репродуктивная система оценивается уровнем генеративной функции и зависит от воздействия ряда повреждающих факторов - экологических, экономических, условий сельского и городского проживания и др. В отличие от таких заболеваний как сердечно-сосудистые, онкологические, пульмонологические (Э.В. Минаков, Б.Б. Кравец, В.М. Провоторов), влияние факторов окружающей среды на состояние репродуктивной системы в регионе пока не изучено.
Однако учитывая тесную связь саморегулирующих систем, роль центральной нервной системы в регуляции вегетативных функций, необходимо рассмотреть влияние технизации и химизации биосферы на другие функции человеческого организма, среди которых одной из важнейших является репродуктивная, определяющая развитие вида, учитывая предпосылки общебиологического характера.
Воронежская область по загрязненности окружающей среды занимает одно из первых мест среди регионов России. По данным областного и городского комитетов экологии и природных ресурсов ежегодно выбросы вредных веществ в атмосферу области уже превысили 700 тыс. тонн. В выбросах промышленных предприятий содержится более 100 различных ядов. Суммарная масса выбросов от стационарных источников в г. Воронеже в 1993 году составила 28699 тысяч тонн. Ежегодно в открытые водоемы области сбрасывается около 700 млн. куб. м , из которых 25,9 млн. куб. м сбрасывается совсем без очистки. Вода в Воронежском водохранилище содержит повышенные концентрации нефтепродуктов, железа, аммиака, фосфора, нитратов, меди, цинка. Все это явилось причиной некоторых нежелательных последствий, связанных с заболеваемостью женщин. Патологические процессы, обусловленные факторами окружающей среды, хотя и стали предметом пристального внимания, но вопросы профилактики и лечения еще далеки от своего разрешения.
Управление коррекцией бесплодия, необходимость тех или иных реабилитационных мероприятий при гинекологических заболеваниях во многом за-
2 висит от прогноза генеративной функции пациентов. Прогнозирование генеративной функции с учетом факторов, влияющих на ее уровень, позволит дать интегрированную количественную оценку состояния репродуктивной системы и результативности реабилитационных мероприятий.
Отсутствие прогностических моделей наряду с разрозненностью данных о потенциально влияющих на здоровье женщин факторах не позволяло разрабатывать единую региональную программу лечения бесплодия с вовлечением в эту работу службы ведомств по охране окружающей среды и промышленной гигиене.
Таким образом, разработка принципов формирования системы прогнозирования изменений в гинекологической заболеваемости, оптимального управления лечебно-профилактической деятельностью гинекологической службы и для выбора наиболее эффективных реабилитационных мероприятий с использованием гинекологического регистра, гинекологического и экологического мониторинга на базе современных информационных и медицинских технологий представляется актуальной.
Работа выполнена в соответствии с региональной программой «Здоровье» и одним из научных направлений Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко и межвузовской кафедры компьютеризации управления в медицинских системах «Биомедкибернетика, компьютеризация в медицине».
Целью диссертации является разработка и научное обоснование методов, моделей и алгоритмов прогнозирования генеративной функции и выбора лечебно-профилактических мероприятий на базе гинекологического и экологического мониторинга, их внедрения в практику здравоохранения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
создать автоматизированный гинекологический регистр, реализующий учет и ведение базы данных гинекологических заболеваний, влияющих на репродуктивную функцию, и автоматизированную базу экологических данных;
сформировать структуру рационального управления гинекологической ситуацией в регионе в условиях ограниченных экономических ресурсов с последующей реализацией на основе опережающего компьютерного мониторинга;
- изучение и анализ роли экологических, демографических и медицинских факторов в развитии и течении гинекологических заболеваний;
создание интегральной системы учета, прогнозирования и управления факторами, изменяющими гинекологическую ситуацию в регионе;
построить прогностические модели динамики гинекологических заболеваний, влияющих на генеративную функцию, на основе анализа динамических рядов;
- разработать алгоритмы выбора лечебно-профилактических мероприя-
ч тий для ряда гинекологических заболеваний;
- сформировать гинекологический мониторинг региона на основе про
гностических моделей генеративной функции и результатов исследования
влияния внешних факторов на состояние репродуктивной системы;
- внедрить результаты исследования в практику здравоохранения.
Методы исследования. Для решения поставленных задач используются методы системного анализа, методы и модели теории управления, принципы и основные положения теории вероятностей и математической статистики, методы экспертного оценивания, математико-картографического анализа, ретроспективного анализа отчетных и учетных данных по гинекологической службе области и экологии.
Научная новизна результатов исследования. Разработана методика построения прогностических моделей генеративной функции с учетом оценки качественных признаков по индексу биоднородных компонент по непере-крещивающимся показателям, обеспечивающая декомпозицию математического описания.
Создан комплекс математических моделей генеративной функции, учитывающий неоднородность индивидуальных характеристик пациенток по неуправляемым входным переменным и сопутствующим заболеваниям и позволяющий осуществлять построение генеративных статических характеристик для оценки текущего значения генеративной функции и прогнозирования ее по времени.
Разработана структурная схема интеграции математического моделирования и процедур геоинформационных систем для комплексного автоматизированного медицинского кадастра, отличающаяся возможностью визуализации пространственных взаимосвязей объектов исследования.
Получены результаты обработки данных гинекологического мониторинга и математические модели динамики, позволяющие осуществлять рациональный выбор лечебно-профилактических мероприятий в регионе с учетом экологического и пространственного аспектов, формировать региональную программу по бесплодию на основе анализа ретроспективной, текущей и
4 ожидаемой гинекологической ситуации с принятием управленческих решений по каждой территории.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований создан программно-аппаратный комплекс для функционирования гинекологического регистра и гинекологического мониторинга, обеспечивающий функционирование системы гинекологической службы региона с учетом воздействия факторов внешней среды на здоровье женщин фертильного возраста. На базе разработанных принципов прогнозируется генеративная функция по отделг.ным территориям, интегрированная автоматизированным выбором тактики реабилитационных мероприятий.
Разработанные математическое, алгоритмическое обеспечении задач могут широко применяться в управлении процессом принятия решений по выбору лечебно-профилактических мероприятий.
Проведено математико-картографическое моделирование оценок гинекологических заболеваний, анализ уровня динамики медицинских и экологических показателей, определение территорий (районов) с высоким и низким уровнем патологии репродуктивной системы.
Проведенные исследования в виде программного обеспечения информационной поддержки принятия решений по выбору лечебно-профилактических мероприятий на основе данных гинекологического мониторинга с применением геоинформационных систем внедрены на кафедре акушерства и гинекологии ВГМА им. Н.Н. Бурденко, в учебный процесс межвузовской кафедры КУМС при обучении студентов по специальности 190500 «Биотехнические и медицинские аппараты и системы», а также в Комитете по здравоохранению администрации Воронежской области, Воронежском областном клиническом роддоме, Воронежской городской клинической больнице «Электроника»,
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: Всероссийском совещании-семинаре «Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине» (Воронеж, 1995, 1996, 1997); II Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине и экологии» (Украина, Крым, Гурзуф, 1996); научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья» (Липецк, 1996); Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы обеспечения качества медицинской помощи» (Воронеж, 1998); научных сессиях Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 1996, 1997).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, списка использованной литературы, включающего 114 наименований. Основная часть работы изложена на 111 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков и 30 таблиц.