Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Математические модели выбора рациональных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом
ВАК РФ 03.01.09, Математическая биология, биоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Математические модели выбора рациональных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом"

На правах рукопши

СУДАКОВ Дмитрий Валериевич

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

Специальность: 03.01.09 - Математическая биология, биоинформатика

(медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

0 3 АПР 2014

Курск-2014

005546644

005546644

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» на кафедре биомедицинской инженерии

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Снопков Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: Атлас Елена Ефимовна

доктор медицинских наук, доцент Медицинский институт Тульского государственнго университета, профессор кафедры внутренних болезней

Шашков Андрей Викторович

кандидат медицинских наук, врач — уролог Федеральное казённое учреждение здравоохранения «Медико-санитарная часть Министерства внутренних, дел России по Курской области»

Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Белгородский государствен-

ный национальный исследовательский университет», г. Белгород

Защита состоится «25» апреля 2014 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.08 при ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, г.Курск, ул.50 лет Октября, 94, аудитория

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, г.Курск, ул.50 лет Октября, 94 и на сайте ФГБОУ ВПО Юго-Западного государственного университета \v\vw. swsu.ru.

Автореферат разослан <//» ^арГа 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.105.08 доктор медицинских наук, профессор

Снопков В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время, сахарный диабет (СД) является одним из самых распространенных хронических заболеваний, который ^ризуется ранней инвалидизацией и высокой смертностью

0 О зие развитая поздних сосудистых осложнений. Одной из инвалидизации при СД, является поражение нижних как у больных СД риск выполнения нетравматических конечностей в 22 раза выше по сравнению с аналогичной "-утствии диабета (Ахмеров А.Б., 2008; Прошин A.B., 2010;

О-

змя осложнения сахарного диабета занимают одно из 'ргической практике. Так, около 50 % всех больных -ь раз в жизни нуждаются в хирургическом лечении. ^ сахарного диабета и, в частности, его осложнений, траненностью и ростом заболевания. В настоящее гво различных способов и методов местного лечения •арным диабетом, однако, ни один из существующих ■шностью удовлетворить врачей - хирургов, в эния остается предметом активных научных ., 2010; Храмилин В.Н., 2010; Холубкевич Ю.П.,

& gv

О % %

* а 1

% -е*

о» О. ° %

^ Г % & —-

"О >< "¿к п а

-е-

г,

с)

& /п

& г>

% 3 %

о «2,

ой к

сад »

Аю, обуб. врем'; гнойн способ, резуль! исследо\ 2007). \ Одй внедрение1, данной кат следствии х} проводимых

По мне! гнойных ран Д воспаления аг, сорбционное, п\

V

В тоже время, \

обменные процей

наличии сахарно*

течения любого за1

Г.Ю., 2007) \

Подавляющее \ \

гнойных ран, обла>(

О

Q\ О

и у

% С- *

d & о

тЗ Н оз

о > о

& > i

•я г;

2 Ol

ртоянно совершенствующиеся схемы лечения, 'домогательной терапии, лечение гнойных ран у \ует значительных экономических затрат, и в роцесса увеличивает количество койко - дней тре (Цибиков E.H., 2009, Макеев О.Г., 2010). тюбой эффективный метод местного лечения оану в первой (гнойно-некротической) фазе твовоспалительное, дезинтоксикационное, тезирующее и некролитическое действие, хзовать локальную микроциркуляцию и ется сложно - выполнимой задачей, при й является отягощающим фактором, И.П., 2007; Зубарев П.Н., 2010; Литвак

о

tf л

О 'S,

% а

а *

^ О,

О T-i

1 £ & О О

таемых хирургами методов лечения itkob: побочные эффекты, низкая

эффективность, мононаправленность действия, экономическая дороговизна применения (Зубарев П.Н., 2011; Маркевич и др., 2010).

Таким образом, при наличии огромного выбора среди целого арсенала лекарственных средств и физиотерапевтических методов, очень мало средств обладающих одновременно антисептическим, противовоспалительным, проти-воотечным, дезинтоксикационным, обезболивающим и репаративным действием (Корейба К.А., 2011; Олейников П.Н., 2010; Баландина К.А., 2009; Липин А.Н., 2009). В связи с этим, актуальность диссертации заключается в необходимости разработки методов интеллектуальной поддержки процессов диагностики и лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов на основе математических моделей и алгоритмов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» в рамках научного направления «Моделирование биологических и медицинских процессов на основе информационных технологий».

Цель исследования — разработка математических моделей и алгоритмов диагностики и лечения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

Для достижения цели исследования решались следующие задачи:

- разработать сетевую модель на основе сетей Петри, позволяющую принимать решения при планировании диагностического и лечебного процессов гнойных ран у больных сахарным диабетом;

- провести анализ информативности, прогностической значимости и математическое ранжирование анамнестических данных и субъективных симптомов больных гнойными ранами и сахарным диабетом;

- разработать модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом на основе регрессионного анализа;

- разработать модели выбора рациональной тактики лечения больных с гнойными ранами и сахарным диабетом на основе дискриминантного анализа с целью повышения эффективности проводимого лечебного процесса;

- построить алгоритм выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов на основе адаптивного подхода;

- оценить эффективность использования электроактивированных водных растворов в качестве антисептических средств в лечении гнойных ран у больных сахарным диабетом, на основе динамического наблюдения.

Объект исследования. Пациенты с сахарным диабетом, нуждающиеся в диагностике и лечении гнойных ран.

Предмет исследования. Методы, модели и алгоритмы диагностики и лечения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

Методы исследования. В работе использовались методы экспертного оценивания, системного анализа, имитационного моделирования, математической статистики и теории управления биосистемами, адаптивных алгоритмов и клини-ко-лабораторных исследований. При разработке моделей в качестве инструментария использовалась среда Б^эйса 6.0.

Содержание диссертации соответствует п. 8 «Математическое моделирование, численные методы и программные средства применительно к процессам получения, накопления, обработки и систематизации биологических и медицинских данных и знаний», п. 10 «Интеллектуальные системы анализа и прогнозирования свойств биологических объектов на основе специализированных баз и банков данных и знаний (в т.ч. полнотекстовых)» и п. 12 «Решение задач медицинской диагностики, прогнозирования исходов заболеваний, оценки эффективности медицинских вмешательств и технологий с помощью математического аппарата и вычислительных алгоритмов» паспорта специальности 03.01.09 - Математическая биология, биоинформатика (медицинские науки).

Научная новизна результатов работы. В диссертации получены следующие результаты, выносимые на защиту и характеризующиеся научной новизной:

- сетевая имитационная модель, позволяющая принимать рациональные решения при планировании диагностического и лечебного процесса гнойных ран у больных сахарным диабетом;

- группа информативных и прогностических симптомов, отличающихся количественной оценкой клинико-лабораторных данных, данных микробиологического исследования раны, совершенствующих диагностику тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом;

- диагностические модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом 2 типа, позволяющие оценить прогностическую значимость субъективных и объективных симптомов гнойных ран;

- математические модели выбора рациональных схем лечения гнойно-воспалительных процессов у больных сахарным диабетом 2 типа, позволяющие учитывать выраженность наиболее значимых признаков заболевания и повысить эффективность проводимого лечения;

- адаптивный алгоритм процесса лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом, позволяющий оптимизировать процесс лечения с применением электроактивированных водных растворов, учитывая динамику изменения клинических показателей.

Практическая значимость и результаты внедрения. Разработаны математические модели и алгоритмы для интеллектуализации процесса диагностики и выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом, позволяющие

повысить качество медицинского обслуживания, в частности повысить эффективность диагностического и лечебного процессов за счет применения электроактивированных водных растворов и оптимизации лечения путем индивидуального подбора вида лечебного воздействия при гнойно-воспалительных процессах.

Полученные результаты внедрены в БУЗ ВО ГКБ СМП №10, в учебный процесс ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко» при подготовке студентов по специальности лечебное дело при изучении дисциплины «фармакология».

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях: II Международной научной конференции молодых ученых медиков (Курск, 2009), городской научно-практической конференции «Актуальные вопросы оказания первичной специализированной медицинской помощи в условиях многопрофильного стационара и на догоспитальном этапе», (Воронеж, 5008), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2011), Межвузовской научной конференции «Моделирование и управление процессами в здравоохранении» (Воронеж, 2011, 2012), научно-техническом семинаре кафедры биомедицинской инженерии Юго-Западного государственного университета (Курск, 2013).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 16 научных работ, в том числе - 5 в рецензируемых научных журналах и изданиях.

Личный вклад автора. Все выносимые на защиту научные положения разработаны соискателем лично. В научных работах по теме диссертации, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, личный вклад соискателя состоит в следующем: проведен анализ и сравнение эффективности лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов [2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16], предложены математические модели лечебно-диагностического процесса гнойных ран на основе регрессионного и дискриминантного анализа - [1, 4, 6], проведен анализ наиболее значимых признаков гнойно-воспалительного процесса на основе экспертного оценивания — [5].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, приложения и списка литературы из 142 отечественных и 23 иностранных. Основная часть работы изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 26 таблиц.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Определение прогностической значимости и информативности клинических симптомов гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

2. Математические модели диагностики и выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом обеспечивают повышение эффективности лечебно-диагностического процесса.

3. Алгоритмизация оценки эффективности лечения гнойных ран отражает индивидуальный подход к лечебному процессу с применением электроактивированных водных растворов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и научно-практическое значение работы, сведения об апробации, внедрении результатов, публикациях и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится краткий обзор современного состояния проблем заболеваемости сахарным диабетом. Представлены данные о распространенности заболевания, его эпидемиология, патогенез. Рассмотрены основные варианты течения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом, необходимые методы диагностики. Рассмотрены понятия о электроактивированных водных растворах, механизм воздействия электроактивированных водных растворов на клеточном уровне, вопросы коррекции сахарного диабета у больных с гнойно-воспалительными процессами.

Вторая глава посвящена рассмотрению методов интеллектуализации процесса диагностики и лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом. Рассмотрена методика и критерии оценки лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов. Представлены результаты моделирования процесса диагностики и лечения гнойно-воспалительных процессов с целью повышения эффективности проводимого лечения. Для управления процессом диагностики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом разработана сетевая имитационная модель, в которой причинно-следственные связи лечебно-диагностического процесса описываются с помощью сетей Петри (рис. 1, табл. 1).

Маркированная схема процесса диагностики и лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом может быть описана в виде пяти параметров <В, Д I, О, М> и является совокупностью сети Петри, где В = <Ьо, Ъ¡, Ь2, Ьз, Ъ4, Ъ$, Ъ6, Ь7, Ь8,Ь9: Ьм, Ьц, Ь,2. Ь,3 > - события; О = <с10, <4 <4 4 <4 <4 <4 4 4 <4 ¿ю,

<1ц, с112, й?¡3, ¿14, <Лц, ¿¡в, (1/7 , переходы; /(4), 0(с1,) - входные и выходные

значения переходов; М-маркировка сети.

Ь3

Рис.1. Сетевая имитационная модель процесса диагностики и лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом

Таблица 1

Функциональное назначение позиций

Событие Функциональное значение события

Ьо Начало процесса диагностики гнойных ран

ъ, Клинические исследования признаков

Ь2 Осмотр и посев раны

Ьз Общий анализ крови

ь4 Биохимический анализ крови

ь5 ЛИИ

ь6 УЗИ

ь7 Рентгенография

Ь8 Анализ симптомов, постановка диагноза и выбор схемы лечения

Ь9 Стандартные схемы лечения

Ью Схемы лечения с АВР

Ьц Анализ эффективности лечения на основе ЛИИ и др.

ь12 Принятие решения о продолжении, прекращении или изменении схемы лечения

Ь,з Окончание процесса лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом

Построение имитационной сетевой модели организовано таким образом, что начальная маркировка имеет вид Мо = {1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, т.е. начало процесса диагностики гнойных ран (событие Ьо), далее какие бы переходы не срабатывали, в итоге получится маркировка Мп — {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, то есть последним будет событие b/з — окончание процесса лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом.

В третей главе приводятся результаты оценки значимости клинических признаков лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом и построения математических моделей выбора тактики лечения.

Клинические наблюдения основаны на анализе исследования и лечения 120 пациентов больных сахарным диабетом (СД) II типа, осложненным гнойными ранами различной локализации. Из 120 обследованных больных было 76 мужчин и 44 женщины, в возрасте от 44 до 74 лет. Средний возраст составлял 52,7 ± 4,2 года.

Все пациенты, поступающие в стационар, проходили комплексное обследование, включающее общий анализ крови и биохимический анализ крови (табл. 2).

Достоверных различий между исследуемыми показателями пациентов двух групп установлено не было.

Показатели общего анализа крови такие как эритроциты, гемоглобин находились в референтных пределах. У всех пациентов включенных в

исследование отмечалось увеличение СОЭ, лейкоцитов крови, глюкозы и гликированного гемоглобина. Достоверных различий между показателями пациентов двух групп установлено не было (р=0,128). Значения глюкозы крови и гликированного гемоглобина в исследовании соответствовало наличию у пациентов сахарного диабета в стадии субкомпенсации и декомпенсации.

Таблица 2

Показатели клеточного состава крови и биохимического состава крови

у пациентов, входивших в исследование на момент поступления в стационар

Показатель Пациенты получавшие в дальнейшем лечение АВР Контрольная группа

Гемоглобин, г/л 132,6 ±7,27 131,1 ±7,74

Эритроциты, *10|2/л 4,3 ± 0,48 4,2 ± 0,45

Лейкоциты, * 10у/я 13,2 ± 1,48 13,7 ± 1,52

Нейтрофилы % 75,8 ±4,16 76,6 ±3,82

СОЭ, мм/ч 21,7 ±2,58 22,2 ± 2,99

Глюкоза, ммоль/л 17,4 ±2,12 17,9 ±2,49

Общий белок, г/л 66,7 ± 3,67 67,8 ± 3,44

Билирубин, мкмоль/л 21,1 ±3,19 20,8 ±3,13

Гликированный гемоглобин, % 12,0 ± 1,20 12,1 ± 1,26

При проведении бактериологического исследования содержимого раны, с целью получения более быстрых результатов, был использован экспресс-метод диагностики анаэробной неклостридиальной инфекции, с использованием па-рафазного газохроматографического анализа содержимого гнойного отделяемого ран.

Так как большинство больных, принимающих участие в исследовании поступало в клинику с гнойно-резорбтивной лихорадкой, изучалась динамика температурных реакций в группах больных в зависимости от вида компенсации патологического процесса и вида получаемого лечения. В проведенных лабораторных исследованиях так же использовался лейкоцитарный индекс интоксикации, который использовался для оценки эффективности проводимой терапии.

В ходе исследования нами проводилось цитологическое исследование раны, с помощью которого оценивались: скорость репаративных процессов, характер поверхностного слоя раны и её клеточная структура. В нашем исследовании мы использовали метод поверхностной биопсии по М.Ф. Камаеву. Исследование в контрольной и в основной группах проводилось

ежедневно. Интересующими нас показателями здесь являлись количество нейтрофильных лейкоцитов, а так же гистеоциты и фибробласты.

Для оценки информативности и прогностической значимости клинических признаков гнойно-воспалительных процессов был применен метод априорного ранжирования, в ходе которого семь экспертов (т=7), имеющие стаж практической работы от 3 до 35 лет, провели оценку значимости 20 диагностических критериев гнойных ран (п=20).

Результаты ранжирования диагностических критериев представлены на рис. 2, из которого можно сделать вывод наиболее информативными признаками проявления гнойно-воспалительных процессов у пациентов с сахарным диабетом являются: ЛИИ, глюкоза, лейкоциты, нейтрофилы, СОЭ, условный объем раны, температура и болевой синдром по шкале ВАШ, которые в дальнейшем могут быть использованы для построения математических моделей выбора тактики лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом.

Рис. 2. Гистограмма ранжирования диагностических критериев проявления гнойных ран различной локализации Оценка согласованности экспертов для оценки значимости критериев проверялась на основе коэффициента конкордации \¥=0,994. Далее была определена величина критерия Пирсона х2Расч = 132,247 для оценки значимости коэффициента конкордации. Так как расчетное значение критерия х2расч > Х2кР = 30,144 при числе степеней свободы Г = п — 1 = 19 и уровне значимости я = 5 %, то гипотеза о согласованности экспертов принимается. С целью создания единой системы оценки степени тяжести гнойно-воспалительного процесса, были построены математические модели (на основе методов регрессионного анализа), позволяющие получить количественную оценку тяжести состояния

конкретного пациента. Для этого было проведено разделение множества признаков, характеризующих клиническое, морфологическое обследование пациентов на следующие группы:

1) Исследование раны: длительность заболевания (X;), количество микробных тел в ране (Х2), число нейтрофилов в гнойном отделяемом (Х3);

2) Общеклиническое исследование: температура тела (X:), болевой синдром по шкале ВАШ (Х2), размер раны (Хз);

3) биохимическое исследование крови: глюкоза крови (X]), гликирован-ный гемоглобин (Х2), билирубин (Х3), амилаза (Х4);

4) общий анализ крови: гемоглобин (X]), эритроциты (Х2), скорость оседания эритроцитов (Х3), лейкоциты крови (Х4).

По данным информации 120 больных были сформированы матрицы наблюдений для каждой группы рассматриваемых клинических параметров. В качестве зависимых (результирующих) переменных принимались оценки состояния отдельных показателей клинического обследования, рассчитанные по формуле (1):

( показатель _конкретного _больного } |х^ОО*^ (1)

^ показатель_принятый_за_норму )

Если полученная величина находилась в интервале от 1 до 33 %, то данному состоянию в соответствие ставилась - 1, от 34 до 66 % - 2, более 66 % - 3. В качестве независимых - абсолютные значения разности Хи между средним значением показателя здоровых лиц X3, и показателем больного :

(2)

Таблица 3

Модели, описывающие состояние больных с гнойными ранами и сахарным _диабетом_

Составляющая клинического обследования пациентов Модель В2 // /2 Р

Исследование раны У1=0,00206*Х1-0,000005*Х]2+0,000005*Х22+ 0,012656*Х3-0,18849 0,904 6 88 149,3 р< 0, 05

Общеклиническое исследование У2=0,019859*Х,+0,009853*Х2-0,000082*Х22-0,000075*Хз2 0,918 8 107 163,8 Р< 0, 05

Биохимическое исследование крови У3= 0,003321 *Х2-0,000005*Х22+0,050226*Х3+ 0,01102*Х4 0,860 12 70 43,1 р< 0, 05

Общий анализ крови У4=4,63756*Х2Ч0,25255*Х3+ 0,01778*Х4 0,931 21 30 33,9 Р<0, 05

Модели, позволяющие получить интегральную оценку, строились для каждого раздела клинического исследования пациентов. Полученные регрессионные зависимости и их характеристики, такие как коэффициенты детерминации (Я2), степени свободы (/}, /2), значения Б-отношения (Т7), уровень значимости (р) приведены в табл. 3.

На основе полученных математических моделей возможна объективная оценка степени тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом.

Для построения математических моделей выбора тактики лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом был применен дискриминантный анализ, позволяющий прогнозировать и выбирать схему лечения у того или иного больного.

При построении классификационных функций вся выборка больных с гнойными ранами была разбита на 2 группы в зависимости от стадии сахарного диабета: субкомпенсация и декомпенсация. В зависимости от стадии сахарного диабета были выбраны следующие схемы лечения: АВР с ОВП < 700 и АВР с ОВП < 1200. На основе данных (30 наблюдений), строились классифицирующие функции, а адекватность построенных математических моделей оценивалась с помощью контрольной группы, состоящей также из 30 наблюдений.

Классификационные функции для каждой схемы лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом имеют следующий вид:

Ут =-9666,64- 15,37*^+3,18=% +33,2\*Х3-3,70*Х4 +

+299,82*^5 +81,70*^+440,86*Х7 + 4,53*^, Упоо =-9855,14- 16,18*^+3,1Л*Х2 +33,43*^-3,35=% + +304,34*Х5 +84,94 ^¿+444,77*^7 + 4,44*^, где, Ууоо- вероятность выбора схемы лечения АВР с ОВП < 700; У/200 - АВР с ОВП < 1200; X, - лейкоциты; Х2 - нейтрофилы; Х3 - СОЭ; Х4 - глюкоза; Х5 -ЛИИ; Х6 - болевой синдром по шкале ВАШ, Х7 - температура, Х8 - условный объем раны. Значение Б - статистики, связанной с критерием Уилкса, Б (8,22)=4,1911, уровень значимости Р< 0,0036. Точность полученных дискрими-нантных классификационных функций соответствует 93,33 %. Распределение больных по схемам лечения, участвующих в построении классификационных функций приведено в табл. 4.

На основе полученных моделей возможен выбор рационального схемы лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом, что может служить в качестве интеллектуальной поддержки принятия решений для практикующего врача.

Таблица 4

Распределение больных сахарным диабетом и гнойными ранами по схемам лечения

Схема лечения Схема лечения по моделям Процент точности

АВР с ОВП < 700 АВР с ОВП < 1200

АВР с ОВП <700 13 2 86,66 %

АВР с ОВП <1200 0 15 100%

Всего 13 17 93,33 %

В четвертой главе рассматриваются вопросы реализации и апробации моделей лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом в клинической практике.

С целью сравнительной оценки эффективности лечения больные были распределены на 2 основные группы: группа I состояла из 60 больных, получавших общепринятое комплексное лечение и местное лечение с применением ЭАВР растворов анолита и католита; группа II состояла из 60 пациентов, получавших общепринятое комплексное лечение и местно общепринятые антисептические средства в первой фазе воспаления и мазевые -во второй стадии.

В ходе проведения нашего исследования больные разделялись на группы в зависимости от стадии субкомпенсации или декомпенсации сахарного диабета и в зависимости от раствора анолита и католита с ОВП < 700 и ОВП < 1200. Применяя данные растворы, очищение раны происходило более быстро, как следствие, уменьшалось отделяемое из ран и как следствие, снижался отек тканей, уменьшался болевой синдром.

Больные, получавшие лечение с сочетанием с АВР имели выраженную положительную динамику. Температурная реакция организма снижалась за короткий промежуток лечения. При сравнении результатов динамики температурной реакции больных в исследуемых группах, было отмечено что при сахарном диабете в стадии субкомпенсации, при использовании АВР с ОВП < 700 и ОВП < 1200, нет достоверных различий в динамике снижения температурной реакции (р=0,067). Однако при наличии у больных сахарного диабета в стадии декомпенсации, различия в динамике температурной реакции при лечении с использованием АВР с ОВП < 700 и ОВП < 1200, были достоверно значимы (р=0,043). При наличии у больного сахарного диабета в стадии декомпенсации АВР с ОВП < 700 оказывали менее выраженный терапевтический эффект, чем при использовании АВР с ОВП < 1200 (р=0,034). Как и следовало ожидать, в контрольной группе, показатели температурной реакции оставались на более высоком уровне, более длительное время, в среднем на 2,7 дня больше, чем при использовании АВР.

1 3 5 7 10

Рис.3. Динамика условного объема ран у больных сахарным диабетом

В результате исследования, клиническими данными было установлено, что после 3-5 обработок ран, с использованием АВР, уменьшалось количество гнойного отделяемого, причем при наличии сахарного диабета в стадии субкомпенсации, количество отделяемого из раны уменьшалась за более короткий срок, составляя в среднем 3,4 дня (р=0,022). При применении АВР у больных с сахарным диабетом в стадии декомпенсации, количество отделяемого из раны имело тенденцию к уменьшению, но имело более длительную продолжительность, чем при лечении больных с сахарным диабетом в стадии субкомпенсации (р=0,062), составляя в среднем 5,7 дней. В контрольной группе, где лечение АВР не проводилось эти сроки были ещё больше, составляя 7,2 дня при наличии сахарного диабета в стадии субкомпенсации и 9,9 дней при наличии сахарного диабета в стадии декомпенсации (р=0,015). Отличительной особенностью контрольной группы было то, что гнойное отделяемое оставалось в ране, даже с появлением признаков заживления.

В группе пациентов, получавших лечение АВР лейкоцитарный индекс интоксикации имел более выраженную тенденцию к снижению, в отличии от контрольной группы, где показатели лейкоцитарного индекса интоксикации более длительное время оставались на одном уровне. В начале исследования показатели лейкоцитарного индекса интоксикации составляли 3,76 ± 0,37 в I группе и 3,80 ± 0,42 во II группе. Уже на третий день в основной группе отмечалось снижение лейкоцитарного индекса, в то время как в контрольной группе, лейкоцитарный индекс имел некоторую тенденцию к повышению (р=0,042). Однако уже на пятый день показатели лейкоцитарного индекса обоих групп имели стойкую тенденцию к снижению. В основной группе наблюдалось более быстрое снижение показателей лейкоцитарного индекса, вплоть до нормализации, в отличии от контрольной группы (р=0,022), где показатели лейкоцитарного индекса интоксикации оставались на высоком уровне более длительное время.

В группах, где применялось лечение активированными водными растворами наблюдались более выраженные изменения в клеточном составе, которые заключались в постоянном снижении количества нейтрофилов, и

постепенным нарастанием количества гистоцитов, профибробластов, фибробластов.

1 3 5 7 10

Рис. 4. Динамика лейкоцитарного индекса интоксикации на фоне проводимого лечения

Для интеллектуальной поддержки принимаемых врачом решений при рациональном выборе тактики лечения гнойных ран с использованием АВР наиболее целесообразным является комплексный подход, основанный на имитационном эксперименте с использованием прогностических моделей, и адаптивное управление с использованием двухуровневых адаптивных алгоритмов (рис.5).

Рис. 5. Схема алгоритма адаптивного выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом

Для оценки эффекта лечения гнойных ран принимается показатель «гнойное отделяемое из раны» (у,), после определенного периода лечения гнойно-воспалительного процесса с применением АВР с ОВП (и,-).

Для расчета величины j-го управляющего воздействия (величина ОВП), можно применить следующие двухуровневые адаптивные алгоритмы:

и) =м*-' +4^? -уш )+pk2(yf -уГ)1 ак = а"-1 expjjsign\plx (.уf - уш ) + рк2 (у* - у?~' )]х

4РГ(уГ-У„) + РГ(УГ-УГ)] },

где,/?) ир2— величины вероятности использования критериев А =(У, ~У;ж)2 ^min, /2 = (у*-1 -.yf)2 min, желаемое значение показателя«гнойное отделяемое из раны», к - номер шага управления (лечения).

На рис. 6, представлены результаты процесса лечения двух больных с одинаковыми начальными признаками проявления гнойно-воспалительного процесса полученные с применением и без применения адаптивных методов.

без АД Е-З с ДА —дг- без АД -■ с АД [

Рис. 6. Динамика изменения показателя «гнойное отделяемое раны» и значение ОВП у пациентов с сахарным диабетом и гнойными ранами

Из представленных результатов видно, что применение методов адаптивного управления при лечении гнойных ран у больных с сахарным диабетом позволило сократить сроки лечения (4 дня), что подтверждает эффективность их использования в клинической практике.

В заключении приведены основные результаты работы.

В приложении представлены акты внедрения.

ВЫВОДЫ

1. Проведена оценка использования электроактивированных водных растворов анолита и католита для лечения ран у пациентов страдающих сахарным диабетом и гнойными ранами, на основании динамического наблюдения.

2. Построена имитационная сетевая модель на основе сетей Петри, с выделением наиболее значимых клинико-лабораторных показателей, позволяющая принимать решения при планировании диагностического и лечебного процессов гнойных ран у больных сахарным диабетом.

3. Проведена оценка значимости клинико-диагностических признаков проявления гнойно-воспалительных процессов у больных сахарным диабетом на основе метода априорного ранжирования, с выделением наиболее информативных из них.

4. Построены модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом на основе регрессионного анализа, позволяющие повысить качество лечебных мероприятий у данных пациентов за счет выбора наиболее оптимальной схемы лечения.

5. Разработаны математические модели выбора тактики ведения гнойных ран у больных сахарным диабетом на основе дискриминантного анализа, повышающие эффективность проводимого лечения и позволяющие корректировать его в зависимости от степени тяжести гнойного процесса.

6. Разработана процедура лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением адаптивных алгоритмов для рационального выбора тактики использования электроактивированных водных растворов.

7. Проведена оценка эффективности применения различных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом на основе динамического анализа клинических признаков и установлена высокая клиническая эффективность предложенных алгоритмов лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Лечебно-диагностический процесс у больных сахарным диабетом и гнойными ранами необходимо осуществлять по основным диагностически значимым показателям на основе сетевой модели Петри.

2. Рекомендуется использовать математические модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса и выбора рациональных схем лечебных мероприятий для больных с сахарным диабетом и гнойными ранами.

3. Для повышения эффективности лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом рекомендуется применять адаптивный алгоритм лечения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Судаков, Д.В. Построение математической модели выбора вида оперативного вмешательства по результатам предварительной обработки информации [Текст] / Д.В. Судаков, Е.В. Комарова, М.В. Фролов // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: журнал практической и теоретической биологии и медицины. - М., 2007. - Т. 6. - № 1. С. 135 - 138.

2. Судаков, Д.В. Электроактивированные водные растворы в лечении больных хирургического профиля [Текст] / Д.В. Судаков, А.А. Гридин, А.Е. Бачманов, Ю.П. Холубкевич // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: Журнал практической и теоретической биологии и медицины. - Москва, 2007. - Т. 6,-№4.-С. 1038- 1043.

3. Судаков, Д.В. Лечение гнойных ран у больных сахарным диабетом с использованием электроактивированных водных растворов [Текст] / Д.В. Судаков, О.В. Судаков, М.В. Фролов, Е.А. Фурсова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: Журнал практической и теоретической биологии и медицины. - Москва, 2011. - Т. 10. - № 2. - С. 427 - 430.

4. Математическое моделирование процесса лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом 2 типа [Текст] / Д.В. Судаков, Е.В. Стародубцева, О.В. Судаков, В.Н. Снопков // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: Журнал практической и теоретической биологии и медицины. - Москва, 2013. - Т. 12,-№4.-С. 929 - 934.

5. Оценка информативности показателей клинического обследования пациентов с сахарньм диабетом 2 типа и гнойными ранами [Текст] / Д.В. Судаков, Е.В. Стародубцева, О.В. Судаков, В.Н. Снопков // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: Журнал практической и теоретической биологии и медицины. - Москва, 2013. - Т. 12. - № 4. - С. 1163 - 1165.

Статьи, труды и материалы конференций

6. Судаков, Д.В. Математическое моделирование выбора вида лечебного воздействия по результатам предварительной обработки информации [Текст] / Д.В. Судаков, Е.В. Комарова // Научно-медицинский вестник Центрального Черноземья: науч.-практ. журнал. - Воронеж: ВГМА, 2007. - С. 102 - 109.

7. Судаков, Д.В. Комплексное лечение длительно незаживающих ран нижних конечностей у пациентов с метаболическими нарушениями [Текст]/ Д.В. Судаков, А.Е. Бачманов, Ю.П. Холубкевич // Управление процессами диагностики и лечения: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2007. - С. 142 - 146.

8. Судаков, Д.В. Современные способы обработки гнойных ран [Текст]/ Д.В. Судаков, А.Е. Бачманов, Ю.П. Холубкевич // Управление процессами диагностики и лечения: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2007. - С. 159 - 163.

9. Судаков, Д.В. Комплексное лечение длительно незаживающих ран нижних конечностей у пациентов с метаболическими нарушениями [Текст] / Д.В. Судаков, А.Е. Бачманов, Ю.П. Холубкевич // Сб. науч. тр. II Междунар.науч.конф. молодых ученых медиков. - Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. - Т. II. - С. 14

10. Судаков, Д.В. Современные подходы к лечению больных с гнойными ранами [Текст] / Д.В. Судаков, А.Е. Бачманов, О.В. Родионов // Актуальные вопросы оказания первичной специализированной медицинской помощи в условиях многопрофильного стационара и на до госпитальном этапе поев. 130-летию больницы МУЗ ГКБ №10 СМП. Сборник научных трудов. - Воронеж, 2008. - С. 79 -81.

11. Судаков, Д.В. Электроактивированные растворы в комплексном лечении хирургических больных [Текст] / Д.В. Судаков, А.Е. Бачманов, A.A. Гридин, О.В. Родионов // Актуальные вопросы оказания первичной специализированной медицинской помощи в условиях многопрофильного стационара и на до госпитальном этапе поев. 130-летию больницы МУЗ ГКБ №10 СМП. Сборник научных трудов. - Воронеж, 2008. - С. 81 - 84.

12. Судаков, Д.В. Электроактивированные водные растворы в лечении диабетической стопы [Текст] / Д.В. Судаков, О.В. Судаков, М.В. Фролов, Е.А. Фурсова // Моделирование и управление процессами в здравоохранении: меж-вуз.сб.науч.тр. - Воронеж: ВГТУ, 2011. - С. 33 - 37.

13. Судаков, Д.В. Электрохимические растворы в лечении гнойно-воспалительных процессов мягких тканей у больных сахарным диабетом [Текст] / Д.В. Судаков // Интеллектуальные информационные системы: тр.всеросс.конф. -Воронеж: ВГТУ, 2011. - С. 190 - 192.

14. Судаков, Д.В. Подходы к лечению гнойных ран у больных сахарным диабетом [Текст] / Д.В. Судаков // Интеллектуальные информационные системы: тр.всеросс.конф. - Воронеж: ВГТУ, 2011. - С. 179 - 181.

15. Судаков, Д.В. Комплексное лечение длительно незаживающих ран нижних конечностей у пациентов с сахарным диабетом [Текст] / Д.В. Судаков, Ю.П. Холубкевич, A.B. Черных, Н.В. Якушева // Управление в биомедицинских, социальных и экономических системах: межвуз.сб.науч.тр. - Воронеж: ВГТУ, 2012.-С. 144-148.

16. Судаков, Д.В. Современные подходы к обработке гнойных ран у больных сахарным диабетом [Текст] / Д.В. Судаков, A.B. Черных, Н.В. Якушева // Моделирование и управление процессами в здравоохранении: межвуз.сб.науч.тр. -Воронеж: ВГТУ, 2012. - С. 122 - 126.

Судаков Дмитрий Валериевич

Математические модели выбора рациональных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом

Автореферат

Подписано в печать 6.03.2014.Формат 60x841/16.

Печатных листов. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ №74 Юго-Западный государственный университет, 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Судаков, Дмитрий Валериевич, Курск

ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет»

На правах рукописи

СУДАКОВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРИЕВИЧ

04201457654

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

Специальность: 03.01.09 - Математическая биология, биоинформатика

(медицинские науки)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор Снопков В.Н.

Курск-2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................4

ГЛАВА I. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ........................12

1.1. Современное состояние проблемы заболеваемости сахарным диабетом.................................................................................................................12

1.2. Применение электроактивированных водных растворов в лечении гнойных ран у больных сахарным диабетом......................................................23

1.3. Особенности коррекции уровня глюкозы у больных с сахарным диабетом, осложненном гнойными заболеваниями..........................................29

ГЛАВА И. ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 32

2.1. Методика применения электроактивированных водных растворов у пациентов с гнойными ранами.............................................................................32

2.2. Критерии оценки лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом.................................................................................................................38

2.3. Алгоритмизация процессов диагностики и лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом на основе сетей Петри.....................................42

Выводы второй главы.................................................................................51

ГЛАВА III. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА....................................................................52

3.1. Анализ клинических групп больных сахарным диабетом с гнойными ранами..................................................................................................52

3.2. Оценка значимости клинических признаков проявления гнойных ран на основе метода априорного ранжирования..............................................61

3.3. Построение моделей оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом на основе регрессионного

анализа....................................................................................................................69

3.4. Разработка моделей выбора тактики лечения гнойных ран у

больных сахарным диабетом на основе дискриминантного анализа..............75

Выводы третьей главы................................................................................80

ГЛАВА IV. РЕАЛИЗАЦИЯ И АПРОБАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ.............................................................................81

4.1. Сравнительный анализ динамики клинических показателей больных с гнойными ранами на фоне сахарного диабета.................................81

4.2. Фармако - экономический эффект лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с использованием ЭАВР...............................................101

4.3. Построение адаптивного алгоритма процесса лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом........................................................................103

Выводы четвертой главы..........................................................................109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.........................................................................................110

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................................112

ПРИЛОЖЕНИЕ.........................................................................................133

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В настоящее время, сахарный диабет (СД) является одним из самых распространенных хронических заболеваний, который характеризуется ранней инвалидизацией и высокой смертностью больных вследствие развития поздних сосудистых осложнений. Одной из основных причин инвалидизации при СД, является поражение нижних конечностей, так как у больных СД риск выполнения нетравматических ампутаций нижних конечностей в 22 раза выше по сравнению с аналогичной вероятностью при отсутствии диабета [5,88,123].

В настоящее время осложнения сахарного диабета занимают одно из основных мест в хирургической практике. Так, около 50 % всех больных сахарным диабетом хоть раз в жизни нуждаются в хирургическом лечении. Актуальность лечения сахарного диабета и, в частности, его осложнений, обуславливается распространенностью и ростом заболевания. В настоящее время существует множество различных способов и методов местного лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом, однако, ни один из существующих способов не способен полностью удовлетворить врачей -хирургов, в результате, проблема лечения остается предметом активных научных исследований [11,131,134].

Однако, несмотря на постоянно совершенствующиеся схемы лечения, внедрение в процесс лечения вспомогательной терапии, лечение гнойных ран у данной категории больных требует значительных экономических затрат, и в следствии хронизации раневого процесса увеличивает количество койко -дней проводимых пациентами в стационаре [77,85].

По мнению многих авторов, любой эффективный метод местного лечения гнойных ран должен оказывать на рану в первой (гнойно-некротической) фазе воспаления антимикробное, противовоспалительное, дезинтоксикационное, сорбционное, противоотечное, анальгезирующее и

некролитическое действие. В тоже время, необходимо нормализовать локальную микроциркуляцию и обменные процессы в тканях, что является сложно - выполнимой задачей, при наличии сахарного диабета, который является отягощающим фактором, течения любого заболевания [26,44,64].

Подавляющее большинство применяемых хирургами методов лечения гнойных ран, обладают рядом недостатков: побочные эффекты, низкая эффективность, мононаправленность действия, экономическая дороговизна применения [45,76].

Таким образом, при наличии огромного выбора среди целого арсенала лекарственных средств и физиотерапевтических методов, очень мало средств обладающих одновременно антисептическим, противовоспалительным, противоотечным, дезинтоксикационным, обезболивающим и репаративным действием [7,52,60,61,72]. В связи с этим, актуальность диссертации заключается в необходимости разработки методов интеллектуальной поддержки процессов диагностики и лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов на основе математических моделей и алгоритмов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» в рамках научного направления «Моделирование биологических и медицинских процессов на основе информационных технологий».

Цель исследования - разработка математических моделей и алгоритмов диагностики и лечения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

Для достижения цели исследования решались следующие задачи;

- разработать сетевую модель на основе сетей Петри, позволяющую принимать решения при планировании диагностического и лечебного процессов гнойных ран у больных сахарным диабетом;

- провести анализ информативности, прогностической значимости и

математическое ранжирование анамнестических данных и субъективных симптомов больных гнойными ранами и сахарным диабетом;

- разработать модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом на основе регрессионного анализа;

- разработать модели выбора рациональной тактики лечения больных с гнойными ранами и сахарным диабетом на основе дискриминантного анализа с целью повышения эффективности проводимого лечебного процесса;

- построить алгоритм выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов на основе адаптивного подхода;

- оценить эффективность использования электроактивированных водных растворов в качестве антисептических средств в лечении гнойных ран у больных сахарным диабетом, на основе динамического наблюдения.

Объект исследования. Пациенты с сахарным диабетом, нуждающиеся в диагностике и лечении гнойных ран.

Предмет исследования. Методы, модели и алгоритмы диагностики и лечения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

Методы исследования. В работе использовались методы экспертного оценивания, системного анализа, имитационного моделирования, математической статистики и теории управления биосистемами, адаптивных алгоритмов и клинико-лабораторных исследований. При разработке моделей в качестве инструментария использовалась среда 81айз1:1са 6.0.

Содержание диссертации соответствует п. 8 «Математическое моделирование, численные методы и программные средства применительно к процессам получения, накопления, обработки и систематизации биологических и медицинских данных и знаний», п. 10 «Интеллектуальные системы анализа и прогнозирования свойств биологических объектов на основе специализированных баз и банков данных и знаний (в т.ч. полнотекстовых)» и п. 12 «Решение задач медицинской диагностики, прогнозирования исходов

заболеваний, оценки эффективности медицинских вмешательств и технологий с помощью математического аппарата и вычислительных алгоритмов» паспорта специальности 03.01.09 - Математическая биология, биоинформатика (медицинские науки).

Научная новизна результатов работы, В диссертации получены следующие результаты, выносимые на защиту и характеризующиеся научной новизной:

- сетевая имитационная модель, позволяющая принимать рациональные решения при планировании диагностического и лечебного процесса гнойных ран у больных сахарным диабетом;

- группа информативных и прогностических симптомов, отличающихся количественной оценкой клинико-лабораторных данных, данных микробиологического исследования раны, совершенствующих диагностику тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом;

- диагностические модели оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом 2 типа, позволяющие оценить прогностическую значимость субъективных и объективных симптомов гнойных ран;

- математические модели выбора рациональных схем лечения гнойно-воспалительных процессов у больных сахарным диабетом 2 типа, позволяющие учитывать выраженность наиболее значимых признаков заболевания и повысить эффективность проводимого лечения;

- адаптивный алгоритм процесса лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом, позволяющий оптимизировать процесс лечения с применением электроактивированных водных растворов, учитывая динамику изменения клинических показателей.

Практическая значимость и результаты внедрения. Разработаны математические модели и алгоритмы для интеллектуализации процесса

диагностики и выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом, позволяющие повысить качество медицинского обслуживания, в частности повысить эффективность диагностического и лечебного процессов за счет применения электроактивированных водных растворов и оптимизации лечения путем индивидуального подбора вида лечебного воздействия при гнойно-воспалительных процессах.

Полученные результаты внедрены в БУЗ ВО ГКБ СМП №10, ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко» при подготовке студентов по специальности лечебное дело при изучении дисциплины «фармакология».

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях: II Международной научной конференции молодых ученых медиков (Курск, 2009), городской научно-практической конференции «Актуальные вопросы оказания первичной специализированной медицинской помощи в условиях многопрофильного стационара и на догоспитальном этапе», (Воронеж, 2008), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2011), Межвузовской научной конференции «Моделирование и управление процессами в здравоохранении» (Воронеж, 2011, 2012), научно-техническом семинаре кафедры биомедицинской инженерии Юго-Западного государственного университета (Курск, 2013).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 16 научных работ, в том числе - 5 в рецензируемых научных журналах и изданиях.

Личный вклад автора. Все выносимые на защиту научные положения разработаны соискателем лично. В научных работах по теме диссертации, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, личный вклад соискателя состоит в следующем: проведен анализ и сравнение эффективности лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с

применением электроактивированных водных растворов [2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16], предложены математические модели лечебно-диагностического процесса лечения гнойных ран на основе регрессионного и дискриминантного анализа - [1, 4, 6], проведен анализ наиболее значимых признаков гнойно-воспалительного процесса на основе экспертного оценивания - [5].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, приложения и списка литературы из 142 отечественных и 23 иностранных. Основная часть работы изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 26 таблиц.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Определение прогностической значимости и информативности клинических симптомов гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом.

2. Математические модели диагностики и выбора тактики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом обеспечивают повышение эффективности лечебно-диагностического процесса.

3. Алгоритмизация оценки эффективности лечения гнойных ран отражает индивидуальный подход к лечебному процессу с применением электроактивированных водных растворов.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и научно-практическое значение работы, сведения об апробации, внедрении результатов, публикациях и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится краткий обзор современного состояния проблем заболеваемости сахарным диабетом. Представлены данные о распространенности заболевания, его эпидемиология, патогенез. Рассмотрены основные варианты течения гнойных ран у пациентов с сахарным диабетом, необходимые методы диагностики. Рассмотрены понятия о электроактивированных водных растворах, механизм воздействия электроактивированных водных растворов на клеточном уровне, вопросы

коррекции сахарного диабета у больных с гнойно-воспалительными процессами.

Вторая глава посвящена рассмотрению методов интеллектуализации процесса диагностики и лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом. Рассмотрена методика и критерии оценки лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением электроактивированных водных растворов. Представлены результаты моделирования процесса диагностики и лечения гнойно-воспалительных процессов с целью повышения эффективности проводимого лечения. Для управления процессом диагностики лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом разработана сетевая имитационная модель, в которой причинно-следственные связи лечебно-диагностического процесса описываются с помощью сетей Петри.

В третьей главе приводятся результаты оценки значимости клинических признаков лечения гнойных ран, у больных с сахарным диабетом, на основе метода априорного ранжирования. Рассмотрены вопросы построения математических моделей оценки тяжести гнойно-воспалительного процесса у больных сахарным диабетом на основе регрессионного анализа. Представлены математические модели выбора тактики лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом на основе дискриминантного анализа.

В четвертой главе рассматриваются вопросы реализации и апробации моделей лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетов в клинической практике. Представлена процедура лечения гнойных ран у больных с сахарным диабетом с применением адаптивных алгоритмов для рационального выбора тактики лечения при использовании электроактивированных водных растворов.

В заключении приведены основные результаты работы. В приложении представлены акты внедрения.

Глава I. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН У БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1.1. Современное состояние проблемы заболеваемости сахарным диабетом

К началу двадцать первого века, среди хронических заболеваний, лидирующих в структуре общей заболеваемости, одним из ведущих заболеваний остается сахарный диабет (СД). Можно сказать, что в последнее время, СД приобретает характер неинфекционной эпидемии. Количество больных страдающих СД имеет тенденцию к увеличению на 6-8% в год с удвоением количества больных каждые 15 лет, достигая в настоящее время, около 200 млн. человек во всем мире. Эксперты ВОЗ предполагают, что число больных СД, составит 325 млн. человек, уже к 2015 году. Помимо этого

Информация о работе
  • Судаков, Дмитрий Валериевич
  • кандидата медицинских наук
  • Курск, 2014
  • ВАК 03.01.09
Диссертация
Математические модели выбора рациональных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно
Автореферат
Математические модели выбора рациональных схем лечения гнойных ран у больных сахарным диабетом - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации