автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Методы и система оценки распространения ВИЧ-инфекции для территорий с низким уровнем инфицирования



На правах рукописи

** #

4 Л

Федоров Константин Валерьевич

МЕТОДЫ И СИСТЕМА. ОЦЕНКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ ДЛЯ ТЕРРИТОРИЙ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ИНФИЦИРОВАНИЯ

Специальность: 05.13.09 - Управление в биологических и медицинских системах (включая применение вычислительной техники)

\;

н

/ / I

I/

I

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1998

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете.

Научный руководитель -

доктор биологических наук профессор Е.В.Чурносов

Научный консультант -

доктор медицинских наук Е.И.Змушко

Ведущая организация - Северо-Западный Заочный Политехнический институт

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Бубнова В.П.

кандидат медицинских наук, доцент Платсшина О.В.

Защита состоится » 9 1998 г. в /О часов на заседании

диссертационного совета Д 063.36.09 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета им. В.И.Ульянова /Ленина/ по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф.Попова,5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан «ЯZ» :АЛ[19 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время в России наметилась четкая тенденция к значительному увеличению числа ВШ-мнфицированных и больных СПИДом. Так, среда наркоманов за последние полтора года произошло качественное изменение эпидситуации. За этот период было зарегистрировано более тысячи случаев инфицирования, тогда как ранее такие случаи среди этой группы риска отмечены не были. В основной гетеросексуальной популяции пока зарегистрировано относительно мало инфищфован-ных. Однако, имекшиеся сведения показывает увеличение динамики роста количества зараженных. Все это свидетельствует о необходимости интенсификации усилий в направлении снижения риска дальнейшего распространения ВИЧ. Однако имекхциеся в распоряжении эпидемиологов метода и-средства не позволяют адекватным образом осуществлять комплексный эпидемический надзор за развитием эпидеши. Имепщеся данные отрывочны и показывают лишь текущее состояние эпидпроцесса. Отсутствует концепция, основанная на системных принципах, с помощью которой можно создать систему, о&ьединяюцую все элементы эпидемического надзора: анализ эпидемической обстановки, ее прогнозирование и оперативную выработку мероприятий по снижению риска появления новых ВИЧ-инфицированных.

Сложность проведения эпидемического надзора за распространением ВИЧ-инфекдаи в России и ряде других стран определяется, в первую очередь тем, что в связи с относительно малым числом зарегистрированных случаев заражения не удается сформрфовать достаточно представительные выборки из числа инфицированных для использования традиционного мате-матако-статистического анализа. Поэтому возникла серьезная проблема разработки методов и средств, обеспечивающих проведение эпидемического надзора за распространением ВИЧ в условиях низкого уровня инфици-рованности населения или отсутствия зарегистрированных случаев заражения.

Настоящая работа является одним из начальных этапов исследований посвященных решению этой проблемы.

Цель работы. Цель работы состоит в разработке методов и программных средств, направленных на повышение эффективности эпидемического надзора за распространением ВИЧ-инфекции на территориях с низким уровнем инфицирования.

Для достижения поставленной дели необходимо решить следующие задачи:

• разработка системной модели управления эпидемическим процессам распространения ВИЧ;

• разработка нового подхода к оценке и прогнозирования эпидемической обстановки, основанного на оценке факторов риска инфицирования и имитационном моделировании;

• разработка имитационных моделей распространения ВИЧ-инфекции среда различных групп населения;

• разработка , информационно-аналитической подсистеьы эпидемического надзора за распространением ВИЧ-инфекции;

• проведение машинных экспериментов с имитационными моделями.

Метода исследования. Поставленные задачи решались путем сочетания теоретических и экспериментальных штодов исследования. Теоретические исследования базировались на положениях системного подхода, теории эпидемиологического анализа, использовании аппарата математической статистики, дифференциального исчисления, аппарата математического планирования эксперимента, математическсм и в том числе имитационном моделировании. Экспериментальные исследования проводились на основе реальных бисыедацинских данных с использованием разработанных программных средств.

Новые научные результаты. При выполнении работы получены новые результаты:

1. Разработана системная модель управления процессом распространения ВИЧ-инфекции в условиях отсутствия вакцины, на основе которой показана возможность управления процессом за счет направленного воздействия на факторы риска.

2.Разработан новый подход к оценке риска распространения ВИЧ-инфекции, основанный на построении пространственно-временной иерархической системы оценок факторов риска и имитационнсм моделировании.

3.Разработан новый метод оценки и прогнозирования эпидемической ситуации, основанный на пороговом характере эпидемического процесса, позвояяващй определить «запас прочности» исследуемой популяции в отношении достижения критического уровня развития эпидпроцесса.

4 .Разработаны имитационные модели распространения ВИЧ-инфекции, обеспечивающие существенное повышение эффективности исследования эпидпроцесса .

5.На основе экспериментальных исследований вьщвинуты новые гипотезы о роли различных факторов в развитии эпидпроцесса в некоторых группах населения.

Практическая ценность работы.

1. Создана методологическая основа для разработки автоматизированной системл слежения за распространением ВРН-инфекции, обеспечивающей: анализ эпидемической обстановки, прогнозирование развития эпидпроцесса и оперативную выработку целенаправленных управляющее воздействий, направленных на снижение риска появления новых случаев заражения (на уровне области, региона, страны).

2. Разработана автоматизированная информационно-аналитическая подсистема, позволяющая поднять на новый, качественно более высокий уровень слежение за рискам распространения ВЩ-инфекции.

3. Разработанные имитационные шдели являются эффективным средством для дальнейшего исследования основных закономерностей и механизмов распространения ВШ-инфекции среди различных групп населения.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Управление процессом распространения ВШ-инфекции в условиях отсутствия вакцины мсяоет быть обеспечено за счет текущего анализа множества факторов риска (статистического анализа, анализа интегральных оценок, анализа результатов имитационного моделирования) и вьра-ботки на основе полученных данных управляю®« воздействий на наиболее опасные факторы риска.

2.Системный анализ факторов риска, предопределяющих появление новых случаев заражения, в комплексе с имитационным моделированием эпидпроцесса создает предпосылки для повышения эффективности оценки и прогнозирования эпидемической обстановки на новый, качественно более высокий уровень.

Практическая реализация результатов.

Разработанные методы и автоматизированная система реализованы в институте имени Пастера, а такке на базе кафедры эпидемиологии Военно-Медицинской Академии, где в настоящее время используется в бисме-дицинских исследованиях. Планируется дальнейшая модернизация и использование системы и разработанных методов в научных исследованиях.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались:

• на ежегодной научно-технической конференции преподавателей и аспирантов СПбГЭТУ;

• на мавдународнсм симпозиуме «!ЭТМВ10313-94», 16-20 мая 1994г. СПбПЭТУ;

• на научно-текническсй конференции «Диагностика, информатика и метрология - 95», 4-6 июля 1995г. СПбГЭТУ;

• на юбилейной научно-технической конференции, посвящэнной 60-летию основания кафедры общей и военной эпидемиологии в 1996. Санкт-Петербург;

• на научно-технической конференции «Диагностика, метрология, экология, безопасность - 97», 1-3 июля 1997г. СПбГЭТУ.

СОДЕШШИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность теш и необходимость разработки систеьы оценки и прогнозирования распространения ВИЧ-инфекции для территорий с низким уровнем инфицирования. Сформулированы цель, задачи исследования и основные положения, выносимые авторам на защиту. Представлено краткое содержание диссертации по главам.

в первой главе проведена идентификация эпидемического процесса как объекта исследования. Показано, что эпидпроцесс представляет собой сложную, многоуровневую, динамическую, самоорганизующуюся систему, включающую в себя различные уровни организации. Проведены систематизация и анализ основных подходов к оценке и моделированию эпи-дпроцесса, показаны их недостатки. Выявлены основные проблемы применения традиционных математико-статистических методов и математического моделирования для анализа и прогнозирования распространения ВШ-инфекции. Сформулированы сложности связанные с построением системы оценки и прогнозирования распространения ВШ-инфекции на территориях с низким уровнем инфицирования, которые обусловлены как отсутствием достаточно репрезентативного материала по ВШ-инфицированным, так и некоторыми особенностями ВШ-инфекции (большей латентный период, отсутствие вакцины и др.), а также намечены основные направления их преодоления. На основании анализа имагсшихся в литературе данных в главе обоснованы цель и задачи диссертации.

Вторая глава посвящена разработке системной модели управления процессам распространения ВШ-инфекции, а также разработке методов, составляющих ее методаческую основу.

На рис.1, представлена схема системы управления эпидемическим процессом распространения ВШ-инфекции. Специфика системы состоит в

следующем. Во-первых, при оценке и прогнозировании эпидобстановки основной акцент делается на факторы риска, предопределяющие появление новых случаев инфицирования. К таким факторам можно отнести, например, характеристики риска сексуального поведения, риска заноса ВШ-инфекции через пассажиро-транспортные потоки, риска парентерального заражения в медицинских учреждениях и т.п. Во-втсрых, с целью повышения эффективности анализа и прогнозирования процесса распространения ВШ-инфеюдии в подсистему подготовки данных для принятия решения включены имитационные модели эпидпроцесса, связанные с информационно-аналитической базой данных. И, в-третьих, подсистема выработки управляющих воздействий включена в контур обратной связи.

Воздействие неуправляемых факторов

Блок моделирования

Эпвдпроцесе

Информационно аналитический блок

Исследователь

/

Блок принятия решений

Блок выработки

зиравл. воздействий

А

V

Еис.1. Структурно-функциональная схема системы управления эпидемическим процессом.

На рис.2 приведена последовательность информационных преобразований, выполняемых различными блоками системы. Исходная информация, получаемая органами эпиднадзора при анализе внешних проявлений эпидпроцесса, обрабатывается , трансформируясь в формальное представление эпидпроцесса. Первичное преобразование позволяет сформировать вектор выходных параметров биообъекта {У}, который разделяется на вектор оценок риска заражения половым путем {У"}, вектор оценок риска заражения парентеральным путем {У"}, вектор оценок эпидситуации оперативным контролем службы эпидемического надзора {У3}, которые являются первичным информационным потоком. Далее осуществляется преобразование первичного информационного потока в иерархическую систему интегральных оценок факторов риска {У*).}, на вершине которой оценивается глобальная опасность дальнейшего распространения ВИЧ.

у

\ X 1

•{V} 4--{И} 4

Рис.2. Последовательность информационных преобразований анализа эпидемического процесса. Примечания: Символы краткой записи структур информационных преобразований.

Символ Операция, воздействие

Формирование выборки

—.......................► Информационное цреобразование

---------р. Управляющее воздействие

Регулируемое управляшее воздействие

-» Формализованное представление данных

-► Проведение модельных экспериментов

хз Символ, отражающий процесс принятия управляющих решений на основе полученных и смоделированных данных .и нормативных документов службы санэпиднадзора

Дальнейшая обработка информации осуществляется по трем каналам под управлением исследователя (И). Первый канал предполагает использование обычных статистических методов для оценки эпидпроцесса {Т}, во втором формируется вектор экспертных оценок {Е} развития эпидпроцесса на основе оценки системы факторов риска, и третий канал предполагает применение методов имитационного моделирования для получения различных модельных сценариев развития эпидпроцесса {Э}. На основе полученных данных формируется набор управляющих решений {К} и делаются выводы о запасе прочности системы и наиболее угрожаемых факторах риска. Далее вырабатывается вектор управляющих воздействий {V} на факторы, влияпще на эпидпроцесс {X}.

Продесс распространения ВИЧ-инфекции можно описать математической моделью. Математическая модель, представляет собой систему из трех дифференциальных уравнений первого порядка:

ху - - х3) + 2,

к^х - к2х№ - тг) - кэх^ - т2) к4у - к5г£ - т(),

с!х dt

где: у - текущее количество ВШ-инфицированных; х - степень воспроизводства зараженных ВИЧ одним инфицированным в единицу времени; т. -количество ВИЧ инфицированных, занесенных в ССК (сеть сексуальных контактов) в единицу времени ; V? - степень исключения инфицированных из ССК в единицу времени; кх - степень влияния факторов, повышающих риск сексуального поведения в единицу времени; к2 - степень влияния управляющих воздействий, направленных на снижение риска сексуального поведения; к3 - степень снижения риска сексуального поведения за счет отрицательной обратной связи; к^ - степень влияния факторов, повышающих риск заноса ВШ-инфгалирсванных в ССК; к5 - степень влияния управляющих воздействий, направленных на снижение риска заноса инфекции в ССК; Тх - запаздывание управляющих воздействий; Тг - запаздывание реакции индивидуумов на возрастание количества инфицированных; х3 - промежуток времени с момента заражения, через который инфицированный заболевает СПВДом; Т4 - запаздывание управляющих воздействий направленных на снижение риска заноса инфекции. Наиболее существенный механизм прироста количества ВИЧ-инфицированных определяется двумя основными факторами: воспроизводством за счет функционирования сети сексуальных контактов (ССК) (х) и заносом из внешней среды в рассматриваемую сеть (г). Регулирование процессом осуществляется по четырем каналам. По двум из них производится саморегуляция процесса за счет исключения инфицированных из сети сексуальных контактов по естественным причинам (*»;) и уменьшения риска сексуального поведения (кз) за счет «отрицательной» обратной связи в случае значительного увеличения количества инфицированных или уменьшения численности популяции. Два других канала регулирования осуществляю® активное управляющее воздействия в ответ на возрастание риска сексуального поведения (к2) и риска заноса инфекции из внешней среды (к^).

Для гетеросексуальной популяции, характеризугацейся большой численностью и, следовательно, отсутствием саморегуляида (кд=0), возможны два варианта развития процесса. Во-первых, при (к]>кг), кривая процесса макет носить пороговый характер, при котором количество ВИИ- инфицированных резко возрастает за относительно непродолжительное время. Во-вторых, в случае, если решающую роль начинает играть профилактические мероприятия, обусловленные коэффициенте»! кг (к2>1с1), процесс через определенное время достигает пика, а затем начинается тенденция к снижению количества инфицированных.

Существенную, но не решающую, роль в распространении эпидпроцес-са ВИЧ играют некоторые замкнутые группы риска, (например, гсмосек-суалисты) которые характеризуются превде всего малым заносам, относительно небольшей численностью, и, следовательно, высоким уровнем обратной связи (к3). Для таких групп кривая развития процесса имэет околопериодический характер, что связано с влиянием механизмов саморегуляции.

В связи с тем, что эпидпроцесс может носить пороговый характер, причем этот порог характеризуется временем начала переходного периода (ЪО, когда вторая производная по времени от числа ВИЧ-инфицированных становится отличной от 0 и временем критического уровня ^г), когда их число достигает угрожаемых размеров. Эти параметры позволяют оценить "запас прочности" систеьы и могут Сыть вычислены на основе имитационных моделей и реальных данных по внешнему заносу (рис.3) и динамике факторов риска с помощью следующих соотношений.

^ = ^(ф^Ьфг^), ••• / Ъ = ^(ф^ЬфгЯ:), ... ,

Рис.3. Блок-схема процедуры оценки «запаса прочности» системы (исследуемой популяции).

Таким образсм, отсутствие статистически репрезентативных выбсрок из числа зарегистрированных случаев ВЩ-инфииированных, может быть скомпенсировано анализом факторов риска, определяифж риск заражения половым и парентеральным путем, с целью организации эпидслежения целесообразно на их основе сформировать пространственно-временную систему оценки и анализа элидобстановки, сформированную по иерархическому принципу {рис.4). Каждой оценке фактора риска (^с) соответствует нсыер уровня интегралам (п), нсмер фактсра риска на каждом уровне интеграции (ш) и время, относительно начального момента отчета (1;).

Еис.4. Пространственно-временная иерархическая система оценки факторов риска.

На каждом уровне интеграции (за исключением первого, на котором находятся первичные оценки факторов риска заражения, полученные по результатам анкетных опросов населения и данным службы эпидемического надзора) любая оценка фактора риска является интегральной оценкой некоторого количества оценок факторов риска предыдущего уровня с учетсм их значимости, определяемой экспертом, объединяемых по групповым, территориальным или иным значимом признакам, которая рассчитывается по следующей формуле:

= £ кГ • С1'

где ^ищ, - интегральная оценка риска на п-ом уровне, ^^ - оценка фактсра риска на п-1 уровне, к\ - экспертные коэффициенты значимости для данных факторов риска на п-1 уровне, 1=1..I - число факторов риска в даннсй груше, п - уровень интеграции. В результате последова-

тельных интеграционных процедур для последнего N уровня, формируется итоговая интегральная оценка риска развития эпидпроцесса (Е^).

Далее была рассмотрена специфика принятия решений в системе управления распространения ВШ-инфекцией. в процессе принятия решений должна осуществляться разработка мероприятий по цротиводействию дальнейшему распространению ВШ-инфекции в направлении снижения воздействия факторов риска. При этом система может работать как минимум в двух режимах. Это формирование стратегии профилактических, мероприятий в следящем режиме и оперативное реагирование при возникновении критических ситуаций.

Стратегия текущей коррекции предполагает реализацию по трем .основным каналам:

• коррекция по информационному каналу - т.е. проведение пропагандистских мероприятий в целях повышения обшей информированности по вопросам связанным с распространением и методам защиты от ЕШ;

• коррекция по факторам риска - усиление контроля над медицинскими, миграционными и др. путями заноса инфекции в популяцию. Направления коррекции выявляются по информационно-аналитической базе данных и анализу значимости факторов риска.

• коррекция по каналу скрининга (оптимальное распределение дорогостоящих тест-систем для наиболее опасных по риску заражения групп населения и территорий).

Все управляющие решения и воздействия вырабатываются методом экспертных оценок на основе данных, отражаганих состояние и тенденции развития эпидпроцесса, полученных при рассмотрении возможных сценариев эпидпроцесса и анализе многоуровневой информационно-аналитической базы данных.

В третьей главе представлена информационно-аналитическая подсистема управления эпидпроцессом и ее структурно-функциональная организация (рис.5.).

Основным элементом программного комплекса является база данных, предназначенная для сбора и хранения информации. База данных является слсжнсй иерархической систешй, состоящей из нескольких основных блоков и уровней. Нормированные оценки индивидуального риска сексуально-то поведения заносятся в базу индивидуальных рисков сексуального поведения и парентерального заражения. Нормированные интегральные оценки факторов риска полового заражения, парентерального заражения, информированности, полученные из анкетных опросников и т.п., заносятся

в отдельныэ для каждого фактора риска базы. Такая конструкция баз данных позволяет проводить исследования, как во временном масштабе так и по группам, независимо от состава вопросов в исходных опросниках. Данные по риску парентерального заражения, полученные из административных источников, хранятся в отдельных для каждого фактора риска базах данных.

Входные данные

Имитационная компьютерная модель

/ч

БАЗЫ ДАННЫХ

-ж-

Анкетный опросник

Исследование динамики процесса

Расчет факторов риска

Статистический анализ

ч/ ч^

Выходные данные

Рис.5. Структурно-функциональная схема программного комплекса.

Анкетные опросники позволяют формировать различные варианты анкет, вопросы которых соответствуют факторам риска заражения, а тагске осуществлять первичную нормировку и обработку данных.

Имитационная компьютерная модель позволяет проводить модельные эксперименты на основе данных из базы данных, для которых задаются определенные групповые характеристики. При формировании различных сценариев развития эпидпроцесса, могут быть использованы как реальные, так и экспериментальные данные.

Блоки исследования данамики процесса, статистического анализа и расчета факторов риска позволяют обрабатывать полученные данные для формирования наиболее адекватной картины распространения ВИЧ-инфекции.

Далее представлен алгоритм последовательного выявления опасных (в смысле влияния на текущее изменение ситуации) на данный мсмент времени факторов риска, который осуществляется в направлении сверху

вниз по данным из иерархической базы данных. В результате строится . семейство цепочек (траекторий), состоящих из последовательно связан. ных между собой факторов риска по следующей схеме: F" -> f*"1 F. ->...->

где i, j, k - ншера факторов риска на различных уровнях интеграции, n=l..N - номера уровней интеграции.

В итоге выделяемые цепочки ранжирукхгся по значимости. При этом наиболее важным фактсрсм, который и является основой для принятия решений, является конечный в цепочке фактор, т.е. фактор первого уровня

(fie1) •

Одним из наиболее эффективных критериев оценки опасности фактора риска является величина его прироста за определенный промежуток времени :

Af, = f,(tj - f^). Далее в главе приведены примеры исследования факторов риска распространения ВШ-инфекции в различных группах населения по результатам анкетных опросов. Также проводились исследования по выявлению распределения риска сексуального поведения в различных ipynnax населения (военнослужа1щх, посетителей КВД, наркоманов и т.д).

В четвертой главе построены имитационные модели распространения ЕШ в открытой гетеросексуальной популяции и в относительно замкнутых группах на примере гомосексуалистов и наркоманов. В качестве объекта исследования в имитационных моделях рассматривалась сеть сексуальных контактов в исследуемой популяции. Для модели наркоманов добавлен канал заражения через шприц. Все остальные пути заражения рассматривались как внешний занос. Основу моделей составляет совокупность определенным образам связанных вероятностно-логических звеньев в соответствии с механизмами передачи инфекции и развития эпидпроцесса. В моделях осуществлялось непрерывное слежение за сексуальным поведением всех ВИЧ-инфицированных. Характеристики этого поведения поступают из базы данных, чем достигается большая достоверность моделирования. Моделирование случайных процессов осуществлялось на основе метода Мон-я те-Карло. Обойденная схема модели представлена на рис.б. В модель - включены элементы самоорганизации и адаптации, а также введена возможность задания законов распределения вероятностных характеристик ...различных блоков, что позволяет наиболее адекватно имитировать развитие ВШ-инфекции. В результате представляется возможным исследовать

развитие эпидпроцесса в будущем при саьых разнообразных условиях (сценариях) его протекания.

Рис.6. Обобщенная структурная схема имитационной модели.

В пятой главе представлены результаты машинных экспериментов с имитационными моделями для исследования специфики развития эпидпроцесса в различных группах населения и оценки влияния ряда факторов на протекание процесса. Показана важная роль элементов самоорганизации популяции в характере развития процесса. При этом степень самоорганизации существенно зависит от численности группы и ее изоляции от основной массы населения по сексуальным контактам.

В результате моделирования в относительно изолированной группе голзсексуалистов были выявлены несколько типов динамики процесса, связанные с уровнем самоорганизации процесса: циклическое возрастание, циклическое изменение относительно постоянной составляющей, достижение экстремального уровня с последующим снижением уровня заболеваемости. С целью экспериментального исследования адаптационных свойств популяции гомосексуалистов применялась методология математического планирования эксперимента. Был спланирован полный двухфактор-ный эксперимент по ортогональному, квази-Ц-оптимальному плану 2-го псрядка. В качестве воздействующих факторов рассматривались коэффициенты адаптации популяции (к!) и коэффициент изменчивости контагиозно-сти возбудителя (кг), влияющий на вероятность передачи ВШ при одном половам контакте. В качестве функции отклика рассматривалась итоговая смертность за 25 лет наблюдений (уг). По результатам спланированного

машнного эксперимента построена полиномиальная модель второго порядка, количественно описывающая зависимость функции отклика от комбинированного влияния исследуемых факторов. Сравнительный анализ коэффициентов показал, что решаюцую роль в развитии эпидпроцесса играет фактср, определявший степень адаптации популяции к изменению числа ВИЧ-инфицированных. С целью более детального исследования влияния воздействующих факторов была рассмотрена геометрическая интерпретация построенных моделей в виде линий равного уровня. В результате, в факторном пространстве была выделена область оптимальной адаптации, в пределах которой смертность минимальная и составляет 14% от численности модельной группы.

Для группы наркоманов исследовалась зависимость процесса ВИЧ-инфицирования от вероятности передачи шприца и его стерилизации. Показано, что основное влияние на развитие эпидемии в группе наркоманов оказывает величина вероятности передачи шприца. При зтсм увеличение вероятности стерилизации шприца (как профилактического мероприятия) наиболее эффективно при средних уровнях вероятности передачи шприца. Эти данные также были подтверждены в результате спланированного эксперимента .

Также исследовалась реакция гетеросексуальной популяции в Петербурге на импульсный внешний занос различного количества ВИЧ-инфицированных. Результаты моделирования подтвердили гипотезу о том, что процесс распространения ВИЧ-инфекции половым путем в гетеросексуальной среде носит пороговый характер.

Основные результаты и выводы.

1. Разработана системная модель распространения ВИЧ-инфекции, показывающая возможность управления процессом распространения ВИЧ-инфекции в условиях отсутствия действенной вакцины за счет целенаправленного воздействия на факторы риска.

2. Разработан новый подход к оценке риска распространения ВИЧ-инфекции, основанный на построении пространственно-временной иерархически организованней системы интегральных оценок факторов риска, который позволяет оценивать эпидемический процесс в динамике, на различных уровнях интеграции с целью выявления наиболее значимых или опасных факторов риска.

3. Разработан новый подход к оценке и прогнозированию эпицеи-туации, основанный на пороговом характере эпидемического цроцесса,

лозволящий определить «запас прочности» системы (в смысле наступления критического уровня в развитии эпидпроцесса) за счет комбинированного использования оценок факторов риска и имитационного моделирования.

4. Разработаны имитационные модели, отражающее распространение ВИЧ-инфекции в различных группах и популяциях, в которых особое внимание уделено механизмам адаптации и саморегуляции, а также введена возможность задания различных законов распределения вероятностных характеристик логических блоков, позволяйте наиболее адекватно имитировать развитие ШЧ-инфекции. Достоверность моделирования достигается также использованием в процессе моделирования реальных данных: по риску сексуального поведения к парентерального заражения (полученных в ходе анкетных опросов).

5. Разработана методологическая основа для создания автоштизи-рованной система слежения за распространением ВИЧ инфекции, обеспечивающей анализ эпидемической обстановки, прогнозирование развития эпидемического процесса и оперативную выработку целенаправленных управлявших воздействий, направленных на снижгние риска появления новых случаев заражения (на уровне области, региона, страны).

6. На основе теоретических материалов диссертации разработан аппаратно-программный комплекс, позволявший осуществлять элидслежение за распространением ВИЧ-инфекции, а также прогнозировать дальнейшее развитие эпидемии ВИЧ для различных групп населения и территорий.

7. На основе модельных исследований, выдвинуты новые гипотезы о роли различных факторов в развитии эпидпроцесса в различных группах населения.

Публикации по теш диссертации.

1.Федоров К.В. Основные принципы автоматизации прогнозирования распространения эпидемий (на примере ВИЧ-инфекций)//Диагностика, информатика и метрология - 95: Тез.докл.науч.-техн.конф., г.Санкт-Петербург, 4-6 июля 1995г.-Спб.,1995.-С.260-261.

pac,7i=cc?gcifja,<u}

2. Имитационное моделирование процесса саморегуляциигВИЧ половым путем / Чурносов Е.В., Федоров К.В., Рушневская E.H., Бслехан В.Н., Змушко Е.И.// Юбилейная науч.-техн.конф., посвящ. 60-летию основания каф. общ. и воен. эпидемиологии: Тез.докл., г.Санкт-Петербург, 1996 г.- Спб.,1996.-С.51-52.

З.Чурносов Е.В., Федоров K.B. Метода имитационного моделирования в задачах управления эпидпроцесссм (на гримере ВИЧ-инфекции). //Управления в слсжных системах:Сб.-Уфа,1996.-С.159-164.

систе/чл.

4.Федоров К.В.(^эпидемического слежения за распространением ВИЧ-инфекции// Диагностика, метрология, экология, безопасность - 97: Тез. докл. науч.-техн. конф., г.Санкт-Петербург, 1-3 июля 1997г.-Спб.,1997.-С.317-318.

5.Churnosov Е., Fedorov К., Khanbali N. Methods of system analysis of the response of biological objects to a ccnplex environmental influence // Pattern Recognition and Image Analysis.-1995.-Vol.5,N1.-P.l-4.