Введение к работе
Актуальность темы. Диагностика и лечение кариеса зубов представляют одну из актуальных проблем современной терапевтической стоматологии. Не только медицинский, но и социальный ее аспект определяется повсеместной высокой распространенностью и интенсивностью кариозного процесса практически среди всех возрастных групп населения, различающихся по экономико-географическим, этническим, профессиональным, экологическим и другим специ-$ическим особенностям.
Известные статистические и аналитические методики диагностики начального кариеса, связанные с определением степени деминерализации эмали зуба, используют в основном количественные показатели {Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев 1991г., Г.Д.Овруцкий, Ч.П.Водолацкий 1990-1991 гг.). В то время как реально врач в условиях клиники располагает достаточно большим набором разли-нающихся по степени информативности диагностических характеристик качественного типа, что приводит, в значительной мере, к субъективизму при их определении. Специфика этапа получения информации связана с отсутствием четкой дифференциации диагности-«ских признаков как между кариозным заболеванием и некариозными поражениями зубной эмали, так и между отдельными стадиями неос-пожненного кариеса.
Существующая практика диагностики приводит к тому, что у большинства пациентов регистрируются уже запущенные стадии кари-;са, поэтому в повседневной деятельности врача вместо приоритетных методов консервативной терапии с использованием лазерного «лучения преобладают традиционные восстановительные методы.
Возможности применения современных компьютерных технологий, «тематических методов решения задач диагностики, выбора тактики іечения, прогноза, а также визуализации результатов обработки медицинской информации . позволяют значительно повысить качество диагностики и-лечения неосложненного кариеса.
Таким образом, актуальность данной работы заключается в необходимости разработки и исследования методов и алгоритмов автоматизированной диагностики и выбора лечения форм кариозного заболевания с использованием математических методов, позволяющих повысить эффективность диагностического процесса, особенно на занних стадиях развития кариеса и оптимизировать лечебные мероп-
риятия с использованием лазерной терапии.
Работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений программно-целевого исследования Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко "Современные методы и технологии в диагностике, лечении и профилактике заболеваний челюстно-лицевой области".
Целью диссертации является разработка и исследование методов и алгоритмов автоматизированных подсистем диагностики и выбора лечения неосложненного кариеса с использванием низкоинтенсивного лазерного излучения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести анализ диагностической значимости качественных показателей кариозного процесса;
создать эвристическую классификационную модель неосложненного кариеса для распознавания пограничных стадий заболевания и использующей экспертные оценки для задания значений диагностических признаков кариеса;
разработать алгоритмическую схему диагностики и лечения кариозного заболевания с применением лазерного излучения;
разработать многофакторные модели процесса лечения кариеса с использованием методик лазеротерапии;
разработать структуру автоматизированной системы диагностики и лечения кариозного поражения и сформировать ее информационное и программное обеспечение;
провести исследование и верификацию предложенных моделей и алгоритмов по результатам клинического эксперимента.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе были использованы методы: теории распознавания образов, математической статистики, априорного ранжирования, математического моделирования и теории управления.
Научная новизна результатов исследования. Выделены наиболее существенные признаки кариеса на основе информационного подхода, ' позволяющего оптимизировать лечебно-диагностический процесс при кариозном заболевании.
Разработаны математические модели классификации кариеса на основе геометрических мер близости, отличающиеся возможностью детализации стадии, находящейся между заданными классами заболе-
вания и направленные на повышение достоверности результатов диагностики.
Разработана логическая модель диагностики и выбора лечения неосложненного кариеса, испЬльзующая уточненную классификацию и ориентирующая врача на оптимизацию лечебных мероприятий с использованием лазеротерапии.
Построены и исследованы математические модели процесса терапии кариозного поражения, отличающиеся возможностью прогнозировать исход лечения посредством управления параметрами плотности мощности лазерного излучения и количеством проводимых сеансов.
Оптимизирован процесс лазерной терапии на основе использования модифицированного адаптивного метода управления, обеспечивающего рациональный выбор параметров лечебных воздействий с целью повышения эффективности процесса лечения неосложненного кариеса.
Сформирована структура и разработано информационное обеспечение автоматизированных подсистем диагностики кариеса и выбора лазеротерапии, обеспечивающие быструю и точную диагностику и эффективное лечение.
Практическая значимость и результаты внедрения. Предложена комплексная методика диагностики кариеса и выбора лечения с применением лазерной терапии на основе логического моделирования. Разработанные методы и алгоритмы классификации и диагностики кариозной патологии используются в стоматологической практике для прогнозирования исхода лечения .а также для осуществления интеллектуальной поддержки принимаемых решений при выборе рациональной тактики лечебных мероприятий с применением лазерного излучения. Результаты исследований в виде информационного и программного обеспечения автоматизированных подсистем диагностики и выбора неосложненного кариеса внедрены на кафедре терапевтической стоматологии с курсом физиотерапии ВГМА им Н.Н.Бурденко, в терапевтическом отделении студенческой стоматологической поликлиники ВГМА.
Медицинская эффективность работы заключается в возможности осуществления рационального выбора параметров лазеротерапии на основе повышения качества диагностического процесса с учетом индивидуального подхода к пациенту.
Предполагаемая экономическая эффективность состоит как в сокращении количества сеансов лазерной терапии на 10-15 7„ так и
в предотвращении возможных повторных обращений к стоматологу.
Апробация работы. Основные положения и научные результаты
диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих
конференциях и совещаниях: научно-технической конференции "Прик
ладные проблемы лазерной медицины" (Москва, 1993); Международной
конференции "Лазерная стоматология" (Санкт-Петербург, 1994):
республиканской научно-практической конференции "Актуальные
проблемы лазерной терапии" (Воронеж, 1994,1995 ); II съезде
Общероссийской стоматологической ассоциации (Волгоград, 1994);
Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение вы
соких технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж.
1994. 1995, 1997) ; научной медико-технической конференции
"Направления развития лазерных и миллиметровых систем и средств
в технике передачи информации и медицине" (Воронеж, 1995);еже
годных научных конференциях молодых ученых и студентов Воронежс
кой государственной медицинской академии им Н.Н.Бурденко (1994,
1Э95); Международной научной конференции "Системные проблемы
надежности математического моделирования и информационных технологий" (Воронеж-Сочи,1997); научном семинаре межвузовской кафедры "Компьютеризация управления в медицинских системах" (1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 140 страницах машинописного текста, списка литературы из 155 наименований, приложения, содержит 11 рисунков и 19 таблиц.