Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Царева Елена Егоровна. Алгоритмизация прогнозирования и выбора тактики лечения осложнений трансмурального инфаркта миокарда на основе нейросетевого моделирования : диссертация ... кандидата медицинских наук : 05.13.01 / Царева Елена Егоровна; [Место защиты: ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет"]. - Воронеж, 2008. - 164 с. : 1 ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ТРАНСМУРАЛЬНОГО ИНФАРКТА И ВЫБОРА ЭФФЕКТИВНОЙ ТАКТИКИ. ЛЕЧЕНИЯ. . 12 1. Г. Этиопатогенетические аспекты, методы диагностики

и лечения трансмурального инфаркта миокарда 12

  1. Особенности математического и информационного обеспечения задач прогнозирования в медицине 23і

  2. Анализ существующих систем диагностики, прогнозирования

и выбора тактики лечения инфаркта миокарда 34

1.3. Цель и задачи исследования 45

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ОСЛОЖНЕНИЙ ТРАНСМУРАЛЬНОГО .ИНФАРКТА МИОКАРДА

И ВЫБОРА МЕТОДА ОБЕЗБОЛИВАНИЯ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ . 47

  1. Клиническая характеристика больных и методы исследования . 47

  2. Прогнозирование развития осложнений трансмурального инфаркта миокарда на основе нейросетевого моделирования ... 54

  3. Выбор метода обезболивания в остром периоде

инфаркта миокарда 63

Выводы второй главы 79

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ,

ЛЕЧЕНИЯ, ТРАНСМУРАЛЬНОГО ИНФАРКТА МИОКАРДА 81

3.1. Влияние бета-адреноблокаторов на течение трансмурального

инфаркта миокарда 81

3.2. Исследование эффективности использования

ингибиторов АПФ 93

  1. Оценка влияния комплексной терапии на течение трансмурального инфаркта миокарда 102

  2. Сравнительный анализ эффективности различных схем лечения больных с трансмуральным инфарктом миокарда 113

Выводы третьей главы 130

ГЛАВА 4. РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ

С ТРАНСМУРАЛЬНЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА НА ОСНОВЕ
ПРОГНОСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 131

4.1. Структура и характеристики компьютерной системы

поддержки принятия решений 131

4.2. Выбор рациональной тактики лечения трансмурального
инфаркта миокарда на основе результатов прогностического
моделирования 136

Выводы четвертой главы 144

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 145

ЛИТЕРАТУРА 147

ПРИЛОЖЕНИЕ 165

Введение к работе:

Актуальность темы. Частота инфаркта миокарда (ИМ), ранняя инва-лидизация, доказанная тесная взаимосвязь между обширностью некроза и тяжестью течения ИМ, частотой возникновения осложнений и уровнем летальности обусловливают научную и практическую значимость поиска эффективных методов лечения осложнений при этом заболевании.

В связи с организацией специализированных палат и отделений, введения принципа интенсивного контроля за состоянием больных ИМ, достигнуты значительные успехи в лечении этого заболевания. Однако проблемы, связанные с лечением и профилактикой таких осложнений как разрыв и надрыв сердечной мышцы, острая аневризма сердца, купированием рецидивирующих болей с широкой иррадиацией, представляющие опасный прогностический признак, особенно на фоне артериальной гипертензии или неадекватных усилий больного, в значительной мере определяет показатели летальности и инвалидизации больных с инфарктом миокарда.

В этой связи, вопросы раннего выявления, качественной разработки четких схем дифференциальной диагностики, комплексного лечения и профилактики инфаркта миокарда стали актуальной медицинской и социальной задачей.

Учитывая сложность патогенеза, индивидуальные особенности организма, а также меняющийся вклад каждого фактора риска в процессе про-грессирования и развития осложнений инфаркта миокарда выбор рационального плана профилактики и дифференциальной диагностики представляет сложную задачу. Данное обстоятельство делает крайне затруднительным прогнозирование исхода заболевания и оптимизацию лечения пациента без привлечения математических методов.

Использование автоматизированной системы для поддержки принятия решения на основе алгоритмов, имитирующих «врачебную логику» или использующих формальные методы математического анализа медицинских данных, позволит в значительной степени освободить врача от рутинной деятельности по выбору адекватных клинико-диагностических схем ведения пациентов, что способствует повышению эффективности" принимаемых решений.

Таким образом, актуальность данной работы определяется необходимостью формирования алгоритмических подходов к прогнозированию развития осложнений трансмурального инфаркта миокарда на основе методов нейросетевого моделирования, а также исследования эффективности методов лечения на основе сравнительного анализа различных схем лечения.больных с трансмуральным инфарктом миокарда.

Работа выполнена в рамках основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Биомедкибернетика и компьютеризация в медицине» и «Проблемно-ориентированные системы управления».

Целью і работы является исследование эффективности различных схем лечения больных с трансмуральным инфарктом миокарда и рационализация тактики лечения на основе результатов нейросетевого прогностического моделирования-.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

провести анализ этиопатологических аспектов, методов диагностики и лечения трансмурального инфаркта миокарда, а также его осложнений с учетом особенностей ремоделирования левого желудочка у данной категории больных;

предложить структуру и сформировать информационную базу для исследования прогностических факторов развития осложнений трансмурального инфаркта миокарда и оценки эффективности различных методов лечения;

разработать алгоритмические схемы прогнозирования развития осложнений трансмурального инфаркта миокарда на основе оптимизированного набора факторов «риска;

обосновать выбор метода обезболивания в остром периоде инфаркта миокарда на основе статистической сравнительной оценки эффективности;

исследовать эффективность использования при лечении трансмурального инфаркта миокарда бета-адреноблокаторов, ингибиторов АПФ, а также их комбинации с учетом динамики развития патологического процесса;

реализовать разработанные алгоритмы и модели в рамках компьютерной системы поддержки принятия решений и провести ее клиническую апробацию.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовался широкий спектр клинических, лабораторных и инструментальных методов исследования, методы теории управления биологическими и медицинскими системами, методы теории вероятностей и математической статистики, системного анализа и нейросетевого моделирования.

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

методика проведения исследования больных с трансмуральным инфарктом миокарда и формирования информационной базы, позволившая формализовать различные клинико-лабораторные характеристики и на основе метода экстремальной группировки сформировать оптимальное признаковое пространство для прогностического моделирования;

методика оценки эффективности различных методов обезболивания и лечения трансмурального инфаркта миокарда, основанная на анализе комплекса клинико-лабораторных показателей с учетом динамики развития па-

тологического процесса, позволившая дать обоснование использованию модификации эпидуральной анальгезии наркотическими анальгетиками и комплексного лечения бета-адреноблокаторами и ингибиторами АПФ;

нейросетевая модель прогнозирования развития осложнений трансму-рального инфаркта миокарда, основанная на оптимизированном наборе клинических характеристик больных и отличающаяся использованием при обучении модифицированного алгоритма обратного распространения ошибки;

процедура выбора тактики лечения трансмурального инфаркта миокарда, отличающаяся добавлением к базовой схеме превентивной терапии, соответствующей прогнозируемому на основе нейросетевоймодели осложнению.

Практическаязначимость и реализации результатов работы.

Получена клиническая характеристика больных трансмуральным инфарктом миокарда, включающая параметры центральной гемодинамики, сократительной способности миокарда, лабораторные данные, позволяющие доказать благоприятное действие бета-адреноблокаторов, ингибиторов.АИФ и их комплексного применения.

Предложена структура и программная реализация системы поддержки клинико-диагностических решений врача интегрирующая модели и алгоритмы прогнозирования осложнений и выбора тактики лечения трансмурального инфаркта миокарда на*основе нейросетевого моделирования.

Проведена клиническая апробация предложенного подхода, подтвердившая эффективность выбора тактики лечения* трансмурального инфаркта миокарда на основе разработанных прогностических моделей.

Основные теоретические и практические результаты» работы внедрены в клиническую практику кардиологического отделения Воронежской'городской клинической больницы № 3, а также в учебный процесс на кафедре клинико-диагностических систем Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Терапия-2000» (Воронеж, 2000); областной конференции «Современные методы диагностики, лечения и реабилитации лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС» (Воронеж, 2003); пятой межрегиональной научно-практической конференции кардиологов Центрального федерального округа России (Воронеж, 2005); Интеллектуальные Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2007); III Международной научно-практической конференции «Обеспечение экологической безопасности в чрезвычайных ситуациях» (Воронеж, 2007), на конференциях и межкафедральных семинарах, проводимых на базе Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2005-2007).

Публикации. Основные результаты, исследования опубликованы в 11 печатных работах. В работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата соискателем приведён анализ состояния заболеваемости, распространённости, диагностики, лечения, профилактики осложнений трансмурального ИМ [1, 274-277, 341, 342, 345, 355-357, 360, 362, 363, 388]. Проанализированы вопросы прогнозирования исходов ИМ в зависимости от схем медикаментозной терапии [274, 341, 363, 390, 392, 395, 397-399, 401, 402]. Показаны основные направления применения нейросетевых моделей и приведены данные их клинического применения [246, 387]. На основе методов системного анализа рассмотрена оценка эффективности оптимизации схем лечения [31, 32, 246, 341, 342, 344, 345, 363, 387, 389, 391, 394].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 184 наименования. Изложена на 146 страницах, содержит 4 рисунка, 46 таблиц, приложение.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Терапия-2000» (Воронеж, 2000); областной конференции «Современные методы диагностики, лечения и реабилитации лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС» (Воронеж, 2003); пятой межрегиональной научно-практической конференции кардиологов Центрального федерального округа России (Воронеж, 2005); Интеллектуальные Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2007); III Международной научно-практической конференции «Обеспечение экологической безопасности в чрезвычайных ситуациях» (Воронеж, 2007), на конференциях и межкафедральных семинарах, проводимых на базе Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2005-2007).

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 11 печатных работах. В работах, опубликованных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: в [7] исследована распространённость сердечной недостаточности в Воронежской области; в [4, 10] исследованы этиопа-тогенетические аспекты трансмурального инфаркта миокарда; в [5, 11] проведен анализ факторов риска развития ИБС; в [1] рассматривается проблема обезболивания в интенсивной терапии больных с острым коронарным синдромом; в [2, 8] рассматриваются возможности использования математического моделирования и информационных технологий для прогнозирования исходов лечения острого коронарного синдрома; в [3, 6, 9] проведена оценка эффективности различных видов терапии при хронической сердечной недостаточности.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 184 наименования. Изложена на 146 страницах, содержит 4 рисунка, 46 таблиц, приложение.

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследования, их научная новизна, практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации и внедрении работы.

В первой главе проанализированы основные проблемы предметной области, подходы к диагностике и лечению осложнённых форм трансмурального инфаркта миокарда. Проведен обзор факторов риска, осложнений инфаркта миокарда. Проанализированы подходы к выбору определённых схем лечения и профилактических мероприятий. Исследуются особенности математического и информационного обеспечения задач прогнозирования в кардиологии на основе анализа существующих систем диагностики и выбора тактики лечения инфаркта миокарда. На основании проведенного анализа определяются цель и задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются вопросы алгоритмизации прогнози
рования осложнений трансмурального инфаркта миокарда и выбора метода
обезболивания в остром периоде. ч

Представлена клиническая характеристика больных и методы исследования. Для получения полной картины предлагается анализировать следующие группы показателей: клинические показатели и данные анамнеза; рентгенологические изменения со стороны сердца и легких; электрокардиографические признаки инфаркта миокарда; данные суточного мониторирования сердечного ритма; показатели общего клеточного и гуморального иммунитета; комплекс показателей, характеризующих функцию свертывающей и анти-свертывающей систем; данные активности ферментных систем; функциональные и морфологические показатели эхокардиографического исследования сердца.

Для прогнозирования развития осложнений трансмурального инфаркта миокарда разработана многослойная однородная нейросетевая модель с передаточной функцией в виде экспоненциальной сигмоиды, обученная на основе модифицированного алгоритма «обратного распространения ошибки».

В качестве входных переменных моделей предлагается использоватья оптимизированное множество характеристик больных, отобранных с использованием метода экстремальной группировки.

Проведено исследование эффективности различных методов обезболивания у больных в остром периоде трансмурального инфаркта миокарда, позволившее дать обоснование использованию модификации эпидуральной анальгезии наркотическими анальгетиками, выполняемой в поясничном отделе позвоночника, для улучшения качества обезболивания.

В третьей главе приведены результаты исследования эффективности различных методов лечения трансмурального инфаркта миокарда.

Приведена подробная сравнительная характеристика больных с оценкой достоверности различия на основе сформированной информационной базы, включающей данные о 208 больных инфарктом миокарда, у каждого из которых регистрировались результаты клинического, инструментального и лабораторного обследования на 1, 2, 3, 5, 7, 10, 30 сутки заболевания, включающие значения АД и ЧСС; параметры центральной гемодинамики и сократимости миокарда; данные электрокардиографического исследования.

Доказано, что применение бета-адреноблокаторов или< ингибиторов АПФ позволяют добиться более благоприятного течения ИМ; о чём говорит уменьшение количества осложнений, включая фатальные. Комплексное применение бета-адреноблокаторов и ингибиторов АПФ выявило более благоприятное течение ИМ по сравнению, с действием этих препаратов в отдельности.

В четвертой главе представлены подходы' к рационализации' лечения больных с трансмуральным инфарктом миокарда на основе прогностического моделирования.

Для интеллектуальной поддержки деятельности врача разработана компьютерная система прогностического моделирования и выбора рациональной тактики лечебных мероприятий для больных с трансмуральным ин-

фарктом миокарда, выполняющей следующие задачи: сбор и хранение анамнестических и клинико-лабораторных признаков, описывающих состояние пациента в конкретный момент обследования; построение прогностических моделей на основе ретроспективной информации; прогнозирование развития осложнений и выбор рациональной тактики лечебных мероприятий; добавление информации из историй болезней пациентов, прошедших курс лечения в ретроспективную базу данных для корректировки прогностических моделей.

Для повышения эффективности лечения трансмурального инфаркта миокарда предлагается к базовой схеме лечения добавлять превентивную терапию, включающую препараты, рекомендованных к применению при прогнозировании соответствующего осложнения.

Представлены результаты клинической апробации предложенного подхода на обширной выборке, представленной 102-мя больными; показавшие, что число возникших осложнений трансмурального инфаркта миокарда в контрольных группах, где не использовалась превентивная терапия, в 4 раза больше, чем в основных (2,8 % против 11,1 % от общего числа больных), что говорит об эффективности выбора тактики лечения трансмурального инфаркта миокарда на основе разработанных прогностических моделей;

В заключении рассмотрены основные результаты работы.

В приложении приведены акты внедрения.

Подобные работы
Новикова Екатерина Ивановна
Анализ, алгоритмизация и управление процессом диагностики гинекологических заболеваний на основе многовариантного моделирования
Кривцова Людмила Ивановна
Анализ, моделирование и алгоритмизация процесса диагностики вертебрально-базилярной недостаточности на основе инструментальных методов исследования [Электронный ресурс]
Мединцев Владимир Геннадьевич
Алгоритмизация выбора тактики лечения сердечно-сосудистых поражений на основе оптимизационно-прогностического моделирования
Паринов Андрей Владимирович
Методы формализации профессиональных знаний врача на основе интеллектуальных технологий идентификации состояния здоровья пациента и выбора тактики лечения
Баранов Роман Леонидович
Разработка моделей и алгоритмов диагностики и выбора тактики лечения вертебрально-базилярной недостаточности на основе многовариантного подхода
Голодухина Юлия Александровна
Оптимизация и рациональный выбор тактики лечения и реабилитации больных с трубно-перитонеальным бесплодием [Электронный ресурс]
Воронков Борис Николаевич
Алгоритмизация управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда на основе математической модели кровообращения
Павловский Юрий Вячеславович
Управление качеством диагностического процесса в многопрофильном медицинском учреждении на основе моделирования и прогнозирования
Ермаков Алексей Николаевич
Синтез интегрированных информационных систем на основе конфигурационного моделирования
Ермоленко Дмитрий Николаевич
Компьютерная поддержка принятия решений по управлению очисткой сточных вод на основе нечеткого моделирования

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net