автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Разработка методов, моделей и алгоритмов рационального выбора лечения язвенной болезни на основе СМВ- и КВЧ - терапии

На правах рукописи

- 5 Щ> Ш

НЕХАЕНКО Наталия Евгеньевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ, МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ЛЕЧЕНИЯ ЯЗВЕННСЙ БОЛЕЗНИ НА ОСНОВЕ СМВ- и КВЧ - ТЕРАПИИ

Специальность 05.13.09 - Управление в биологических и

медицинских системах (включая применение вычислительной техники)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Воронеж-1958

Работа выполнена на межвузовской кафедре "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" (г.Воронеж)

научный руководитель

научный консультант официальные оппоненты:

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

- Член-корреспондент Академии медико-технических наук, д-р мед. наук, проф. Фролов М.В.

- канд.мед.наук Назаренко Е.А.

д-р мед.наук,проф. Бахметьев В.И., канд.мед.наук Харина М.В.

- Смоленская государственная медицинс-

кая академия

Защита состоится 10 апреля 1998 г. в 14 часов в конференц-зале, на заседании диссертационного совета Д063.81.04 при Воронежском государственном техническом университете (394026, Воронеж, Московский пр.,14)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан 10 марта 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Пасмурнов С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ теми. Из года в год растет интерес к лечению самых различных заболеваний естественными и преформированными физическими факторами. Это объясняется тем, что физические методы по терапевтической эффективности вполне конкурентоспособны с фармакотерапией, а при лечении некоторых травм й многих хронических заболеваний даже превосходят ее. К тому же физиотерапевтическое лечение обладает рядом существенных особенностей и достоинств: оно высокоэффективно, экономически выгодно, в отличие от фармакологического, практически безвредно н наиболее физиологично.

Язвенная болезнь <ЯЕ) желудка и двенадцатиперстной кишки (ЛПК) - хроническое рецидивирующее заболевание, поражающее людей в наиболее активном творческом возрасте, приводящее к временной, а порой и стойкой потере трудоспособности, относится к наиболее распространенным заболеваниям системы пищеварения .

Возникновение ее определяется сочетавши расстройством нервных и гормональных механизмов, регулирующих функциональную (секреторную и моторную) деятельность гастродуоденальной системы. ЯВ, являясь хрническим рецидивирующим заболеванием, характеризуется наклонностью к частым обострениям. Это не может не сказаться на периодической временной утрате трудоспособности, что делает это заболевание весьма важным и в социально-экономическом отношении. Физиотерапия является важной составляющей консервативного лечения больных ЯБ, от дифференцированного подбора слагаемых которой существенно зависят результаты реабилитации. Использование физических факторов при лечении больных ЯВ позволяет избежать неблагоприятных моментов фармакологического воздействия, снизить дозу и продолжительность приема лекарственных препаратов. Выбор физического фактора, места воздействия и продолжительности процедуры дает возможность целенаправленно влиять на состояние нервной, гуморальной, иммунной систем, от чего зависит течение болезни .

Наряду с тем, что физиотерапия широко используется для лечения данного вида патологии, выбор конкретного метода лечения зачастую является случайным и не всегда приводит к желаемому результату. Для оптимизаций физиотерапевтического лечения необходима количественная оценка действия каждого физического фактора для подбора наиболее эффективного метода физиотерапевтического лечения,

его правильного дозирования с учетом индивидуальной реакции организма .

В этой связи необходимы способы оценки действия физиотерапевтических факторов, которые бы отличались высокой информативностью, были неинвазивными, легко применимыми, не требовали дорогостоящего оборудования, не оказывали отрицательного воздействия на пациента и допускали мониторинг. В настоящее время оценку действия физиотерапевтических факторов в гастроэнтерологии осуществляют на основании динамики клинических симптомов, лабораторных тестов, данных инструментальных и лучевых методов диагностики. Для этого используют практически все методы диагностики желудочно-кишечного тракта. Эти методы лишь частично соответствуют указанным требованиям. Так, оценка динамики клинических симптомов не всегда является достаточно объективной, так как чаще Есего основывается на субъективных ощущениях больного . Лабораторные методы исследования лишь косвенно позволяют оценить, степень реакции организма на болезнь., они не всегда являются показательными, их результаты отсроченны и не допускают мониторинг. Инструментальные и лучевые методы небезопасны при их многократном применении, кроме того., они не позволяют оценить функциональные возможности организма, состояние механизмов регуляции, от которых зависит течение патологического процесса и скорость регенерации тканей.

Таким образом, отсутствие объективных способов оценки действия физиотерапевтических факторов, а также выраженности изменений механизмов регуляции при их применении диктует необходимость на основе анализа существующих методов разработки нового способа оценки их действия, оптимально соответствующего современным требованиям клиники, разработки моделей физиотерапевтического лечения и алгоритмов управления физиотерапевтическим воздействием при ЯБ.

Анализ литературы показывает, что, в качестве вероятных методик, могут быть применены такие подходы, как монитсрирование потенциала биологически активных точек, анализ динамики морфологических изменений слизистой ДПК на основе данных фиброгастродуоде-носкопии (ФГДС), математические и статистические методы.

Работа выполнена в соответствии с научным направлением "Био-ыедкибернетика, компьютеризация в медицине" Воронежской государственной академии им. Н.Н.Бурденко и межвузовской кафедры компьютеризации управления в медицинских системах.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы является разработка моделей и

алгоритмов процедуры КВЧ- и СЫВ-терапии для анализа воздействия на регуляторные механизмы организма с использованием акупунктурной диагностики, позволяющей мониторировать физиотерапевтические эффекты для выработки более рациональной тактики физической терапии больных ЯБ ДПК.

Длл достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать возможность использования метода акупунктурной диагностики для выявления закономерностей формирования ответных реакций организма на заболевание (ЯБ ДПК.), установить основные закономерности формирования системных ответных реакций при назначении плацебо, КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм, КВЧ-терапии с длиной волны 7,1 мм, СМВ-терапии у здоровых лиц, используя монитори-рование биопотенциала акупунктурной точки Е42, а также у больных с ЯБ ДПК на основе анализа динамических данных ФГДС и мониториро-вания биопотенциала шсупунктурной точки Е42 и установить диагностическую значимость применяемых способов.

2. Апробировать разработанные методики и провести анализ различных моделей действия физиотерапевтических факторов у здоровых лиц и больных ЯБ ДПК и дать им физиологическую оценку.

3. Оптимизировать дозу воздействия физиотерапевтических факторов при лечении больных ЯВ ЛПК на основе математических моделей процесса лечения и адаптивных алгоритмов.

■1. Разработать модели процесса физиотерапии и процедуры прогнозирования при применении различных методов физиотерапевтического воздействия с учетом места биологически активных точек.

5. Разработать механизм выбора тактики лечения путем формирования оптимальных физиотерапевтических воздействий с учетом индивидуальных особенностей пациентов и исходного уровня биопотенциала акупунктурной точки.

5. Апробировать и реализовать в условиях клиники методы физической терапии при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Разработана методика оценки действия физических факторов, ориентированная на применение электропунктурной диагностики и обеспечивающая предпосылки применения рационального выбора лечения с использованием физиотерапевтического воздействия.

Исследованы и выявлены изменения регуляторных механизмов на основе использования мониторнрованпя потенциала биологически ак-

тивных точек под воздействием КВЧ и СМВ-тералии, позволяющих one- I ративно и достачно точно оценивать возможности и эффективность физической терапии.

Разработан подход к оценке эффективности физиотерапевтических методов воздействия средствами физической терапии, позволяющей осуществлять процедуру рационального выбора лечения.

Построены математические модели и предложены алгоритмы адаптивного управления процессом физиотерапии на основе КВЧ- и СМВ-те-рапии, исследована динамика процесса лечения, обеспечивающие процедуру прогнозирования и выбора физиотерапевтического лечения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработанная методика применения злектропуккгурного метода диагностики и математического моделирования процессов физической терапии предложена для клинического использования, что позволяет оптимизировать физиотерапевтическое лечение путем индивидуального подбора вида и дозы физического воздействия при лечении больных ЯБ ДПК.

Разработанный способ мониторирования разности потенциалов биологически активной точки может быть использован для уточнения диагноза в клинической практике, так как отражает состояние механиз- . мов систем регуляции , степень адаптации пациента к условиям окружающей среды и реакции на патологический процесс.

Результаты работ внедрены в научно-исследовательскую работу, учебный процесс кафедры КУМС Воронежского технического университета, лечебный процесс ГКЕ "Электроника".

Научно-теоретическая эффективность работы определяется новыми знаниями об особенностях действия различных физиотерапевтических факторов в зависимости от методики проведения процедуры на механизмы регуляции организма при ЯБ ДПК.

Медицинская эффективность заключается в возможности повышения эффективности лечения больных ЯЕ ДПК. уменьшения фармакологического воздействия, снижения побочных эффектов препаратов, уменьшения осложнений ЯБ.

Экономическая эффективность состоит в оптимизации дозировок физиотерапевтических факторов, что в ряде случаев приводит к экономии ресурсов, а также в предотвращении возможного ущерба за счет повышения уровня реабилитации, сокращения времени нетрудоспособности на 20-25 %.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы исследований, представленные в

диссертации, докладывались и обсуждались на Интернациональном экологическом конгрессе (Воронеж,1996); Санкт-Петербургском Медико-био логическом конгрессе (Санкт-Петербург, 1997): 11 Европейском конгрессе "Акупунктуряые белые ночи,1997" (Санкт-Петербург,1997); Воронежской областной конференции физиотерапевтов (Воронеж, 1995)¡Областной научно-практической конференции "День науки" на тему: "Диагностика и новые технологии в здравоохранении" (Липецк, 1997); всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1997).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ, получена справка о приоритете на изобретение "Способ оценки действия физиотерапевтических факторов", N государственной регистрации 96108033.

СТРУКТУРА И ОВЬЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 142 страницы, 27 рисунков и 13 таблиц. Библиография включает 143 наименования.

Во введении обосновывается актуальность теш диссертационной работы, описывается ее краткая характеристика, формулируются цель и задачи исследований, представляются основные научные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ особенностей и достоинств физиотерапевтических методов лечения, их роли и места в системе реабилитационных мероприятий современной медицины, определяются пути повышения эффективности физиотерапевтических реабилитационных мероприятий, прежде всего, необходимость создания стройной системы оценки действия каждого физического фактора. Проводится анализ современных методик физиотерапевтического воздействия при лечении больных ЯБ ДПК, в частности, КВЧ- и СШ-терапии.

Сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена описанию методики организации физиотерапевтических мероприятий . Проводится анализ существующих в настоящее время методик для оценки действия физиотерапевтических факторов в клинике внутренних болезней, в частности при лечении больных ЯБ желудка и ДПК, рассмотрены достоинства , недостатки и воз-мотлюст! использования каждого диагносппеского метода для оценки действия физических факторов. Анализируется методы акупунктурной диагностики, статистические методы обработки данных. Показано, что одним из наиболее перспективных направлений оптимизации физиотерапевтического лечения может стать создание методики оценки действия физических факторов на основе мониторирования потенциала биологически активных точек.

Описывается методика организации эксперимента и клинических ] наблюдений. Даны характеристиси объектов исследования (группы здо- ' ровых лиц (13 человек) и группы больных ЯБ ДПК (98 человек), включающие половые, возрастные, антропометрические данные, сведения о проведенных диагностических мероприятиях для уточнения диагноза, состояния систем регуляции организма и наличия сопутствующей патологии. Рассматривается процедура исследования и формирования аналитического заключения по оценке действия таких физиотерапевтических факторов, как электромагнитное излучение (ЭМИ) КЕЧ и ШВ диапазонов в общепринятых дозировках на здоровых лиц и б различных физиотерапевтических дозировках на больных ЯБ ДПК.

Третья глава посвяшена разработке моделей и процедур прогнозирования и лечения при проведении физиотерапевтических реабилитационных мероприятий в клинике ЯБ ДПК. В результате проведенных исследований были установлены основные закономерности изменения биопотенциала точки меридиана желудка, динамических дачных ФГДС-наблюдений в зависимости от вида физиотерапевтического фактора . Приводятся данные исследований динамики КВЧ- и СМВ-терапии в зависимости от вида и дозировки воздействия.

На рис.1 представлены графики изменения БП БАТ Е42 в группе здоровых лиц и в группе больных ЯБ ДПК, получавших только медикаментозное лечение и больных ЯБ ДПК, получавших помимо фармакологического и физиотерапевтическое лечение (в данном случае КВЧ-тера-пию).

- Здоровые лица

---Больные ЯЕ ДПК, не

Рис.1. Динамика биопотенциала точки Е42 у здоровых лиц, у больных ЯБ, не получавших физиотерапию и у больных ЯБ

после сеанса КВЧ-терапии Проведенный анализ показал, что величина БП у больных ЯБ достоверно (р<0,05) ниже БП здоровых мужчин с 5 минуты до 20 мину-

ты исследования, при проведении КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм на протяжении всего времени исследования наблюдалось достоверное (р<0,05) повышение БП по сравнению с группой больных, не получавших физиотерапевтическое лечение, при проведении КВЧ-терапии с длиной волны 7,1 мм сразу после процедуры достоверных (р<0,05) различий значений БП по сравнению с больными, не получавшими физиотерапию, не выявлено.

Для оценки действия физиотерапевтических факторов проводилось непрерывное измерение ЕП точки Е42 в четыре серии: 1; сразу после физиотерапевтического возденете ил, :?! через 2 часа после физиопроцедуры. 3} через 4 часа после физиотерапии, 4.) на следующий день.

На рис. 2 представлены изменения БП Е42 у больных ЯБ после проведения КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм.

____Сразу после КВЧ-

терапии, 5.6 мм

_______________________Через 2 ч

—'' . . . Через 4 ч

1« следующий

_ , день

Рис.2. Динамика биопотенциала точки Е42 у больных ЯБ ДПК при проведении КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм

При назначении КВ'1-тератш с длиной волны 5,5 мм ЕП точки Е42 увеличивался в течение всего времен;! наблюдения.

При сравнительном статистической анализе установлено, что после проведения физиотерапевтических процедур исследуемыми методами е течение всего времени регистрации наблюдались такие изменения СБП акупунктурнон точки чун-ян, которые были характерны для катдого вида физиотерапевтического воздействия и , кроме того, статистически достоверно (р-.0,05) в определенные промежутки времени отличались в контрольной группе и группе больных ЯБ ДПК. Тенденция изменения потенциала при назначении физиотерапевтического лечения в контрольной группе и группе пациентов с ЯБ ДПК зависела от вида физиотерапевтического воздействия, так, например,при назначении КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм наблюдалась положительная динамика значений СБП в группе больных ЯБ и здоровых пациентов. Однако, выраженность этих изменений в контрольной группе вы-

те. При назначении КВЧ-терапни с длиной водны 7,1 Ш И ШВ-терапии ; е большинстве серий исследования наблюдается отрицательная динамика значений СВП, в то время как е группе контроля она положительна.. но при проведении СЫВ-терапии статистическая значимость различий значений СБП между здоровыми и больными пациентами выше, чем при проведении КВЧ-терапии с длиной волны 7,1 мм. Установлено, что во всех сериях исследования исходные значения СБП в группе больных ЯБ ДПК и контрольной группе имели достоверное различие. Таким образом, исходное значение СБП ВАТ отражает тяжесть течения заболевания и может служить прогностическим критерием в лечении больного с помощью физиотерапевтического фактора. Кроме того, по каждому физиотерапевтическому фактору можно выделить опорные моменты, в которых динамические характеристики потенциала достоверно отличались. При назначении №4-терапии с длиной волны 5,6 мм здоровым лицам и пациента).! с ЯЕ ДПК значимые отличия в динамике СБП наблюдались в первой серии исследования с 5 по 10 минуты и в третьей серии исследования на 5-й минуте, при назначении КВЧ-терапии с длиной волны мы на 5-й минуте морей и четвертой серий исследования, при назначении СМВ-терапии с 15 по 20 минуты регистрации первой серии, с 10 по 20 минуты второй серии и на 20 минуте третьей серии исследования. Эти опорные точки (контрольное время) могут быть временем наиболее эффективного воздействия управляющих реакций.

Таблица 1

Номер 1 1 1 Группа больных и здоровых лиц 1 Передаточная функция 1 ! 1 1 1

1. 1 ! Физиотерапевтические процедуры здоровых лиц ! 1 |

1 2. ! ! Фгеиотерагкттич'рски'? процедуры КЕЧ-терапии с длиной волны 5,6 ым

1 3. ! 1 1 Физиотерапевтические процедуры КВЧ-терапии с длиной волны 7,1 мм 1 1

о

Применяя метод идентификации динамических характеристик (51) процесса лечения с использованием КВЧ- и СМВ-терапии, были передаточные функции для каждо!! группы больных и здоровых лиц (табл.1.).

Для интеллектуальной поддержки принимаемых лечащим врачом решений, в том числе и для прогнозирования исхода лечения, используются математические модели процесса лечения. При КВЧ-терапии врач имеет возможность варьировать длиной волны (.5,6 мм или 7,1 мм), временем этого воздействия *t и наблюдает исход воздействия спустй некоторое Еремя, определяемого временем переходного процесса. Taie как в случае исследования процесса КВЧ-терапии имеется возможность варьирования физиотерапевтическими факторами, то для получения математического описания процесса КВЧ-терапии при лечении язвенной болезни двенадцатиперстной кишки был применен полный факторный эксперимент (ПФЗ) типа 2 , где п - число физиотерапевтических факторов.

В эгом случае были реализованы все возможные неповторяющиеся комбинации факторов (входных переменных) и проведено их преобразование по стандартизованному масштабу в безмерные величины:

v. Xi-XtS'

(и

где Xi? - базовое значение \ - го фактора; д Xi - шаг варьирования j - го фактора.

Тогда верхнему уровню в матрице планирования будет соответствовать +1, а нижнему -1 ( для упрощения записи в случае плана первого порядка соответственно "+" и "-").

Гак как в качестве выходной переменной у принята величина биопотенциала при КВЧ-терапии, то требуется найти математическую зависимость у от входных переменных, в качестве которых выбраны следующие факторы:

XI - длина волны КВЧ-терапии;

Х2 - время после процедуры;

ХЗ -- время от окончания процедуры или время по истечении некоторого времени до начала измерения биопотенциала. При этом реализуется рандомизированный план эксперимента при установленных условиях проведения опытов, например, в случае лечения яз-Eomioii болезни двенадцатиперстной кишки ¡.табл. 2. )

Таблица 2

1 Факторы 1 XI(1-1,п)1 1 Базовый уровень Х1б Верхний уровень Х1в Нижний 1 уровень 1 XI н 1 1 Шаг варьирования дХ1 1 Кодовое 1 1 обозначение 1 1 XI(1-1,3) ! 1 1

XI 1 ! 6,35 7,1 5,6 V 0,75 1 XI 1 1 1

:! 2 ! 1,0 1 XI 1 1 1

12,5 20,0 5,0 1 1 ' 1 с 1 ХЗ 1 ! 1

В соответствии с условиями опытов (табл. 2) сформирована матрица планирования в условных (кодовых) значениях (табл. 3).

Таблица 3

Но- 1 мер | » 1 ХО XI Х2 ХЗ 1 Х121 1 1 ! 1 Х13! 1 1 Х231 У 1 2 1 1 Б1 1 ) 1 Ул 1 Ункв! 1

X 1 { - - + 1 + 1 1 ! - ! - ! 7,6 10,4521 1 ! 6 36 6,7951 1

2 I + + - * • 1 - ! - ! 1,4 ¡0,4521 «р 53 2,95 1 1

1 + - + •*• 1 - ! 1 I - ! + 1 6, и 10,39 ! ! 5 75 6,79 1 1

} с •А 1 1 г + + + ! г 1 1 1 + 1 1 + 1 1,6 10,28 1 1 1 .93 0,8191 1

5 1 + - - - 1 + ! + 1 + | 4,3 10,01 1 6 ,18 5,0651 - 1

6 1 1 + + - - ! + 1 1 1 - 1 ! + | 4,2 10,13 1 С .36 1 3,44 1 1 1

7 1 1 + - + - 1 - 1 1 1 + 1 I - 1 6,0 10,37 I 5 ,58 1 5,22 1 1 !

3 ! 1 + + - 1 -' 1 1 1 1 1 1 1,4 10,19 1 1 ,76 1 2,2 1 1 1

После реализации плана эксперимента ¡.табл. 3) оценка линейной

математэтескои модели показала, что полученная математическая модель не является адекватной данным эксперимента (Рр - 12,14 > Ркр ~ 4,56).

Поэтому была проведена процедура построения неполноквадрати-ческой подели с учетом взаимодействия факторов в стандартизированном масптабе, в результате чего была получена следующая математическая модель процесса КВЧ-терапии в стандартизированном маситабз:

Ункь=,106-1,91х;0,Э^О/01?хгО/36Х1ХА-0/?ЗХ)ХЗ "ЧЗЯ*4Х3 (2)

Проверка гипотез статической значимости коэффициентов уравнений регрессии и адекватности математического описания результатов эксперимента показала, что гипотезы принимаются:

и г- 1:кр ; Ркр - 4,03 Грдз - 19,44.

при степенях свободы Г1 = 2, 1'2 - 16 и е = 5 X.

Таким образом, полугена математическая модель процесса КВЧ-терапии при варьировании длины волны и времени после воздействия. Однако имеется возможность управления процессом КВЧ-терапии за счет длительности процедур, что является одним из возможных факторов управления этим процессом.

Математическая модель процесса КВЧ-терапии может использоваться ¿ля прогнозирования и интеллектуальной поддержки принимаемых решений путем решения задачи оптимизации для выбора рационального лечения.

Разработаны модели процесса рубцевания язвенного дефекта при применении КВЧ- и СШ-терапии на основе мониториравания статического биопотенциала акупунктурной точки Е42. Предложен алгоритм адаптивного управления процессом лечения, выбора дозы физиотера-певягаеского воздействия при лечении ЯБ ДПК, позволяющий за минимальный период времени добиться стадии ремиссии в течение заболевания.

Представление задачи лечения с использованием математического описания КВЧ- п ОМВ-терапии в виде оптимизационной модели на основе их математического описания позволяет 'формализовать процесс принятия решений., однако, при Формализации возникают разного рода неопределенности, которые затрудняют непосредственное использование известных методов математического прогнозирования для определения ргционалыюй тактики лечения.

Для оценки эффекта КВЧ- и СМВ-терапии принимается величина биопотеи циана а.;супунктурной точки после окончания переходного про-

цесса от физиотерапевтического воздействия , т.е. установившееся значение биопотенциала, которое косвенно характеризует соответствующее изменение при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.

Лечащий врач в результате КВЧ- и СМВ-терапии стремится к достижению желаемого исхода лечения.

Так как принятие решения на каждом шаге КВЧ- и СМВ-терапии принимается в условиях неполной априорной информации, то на основе методов формализации информации, поступающей от лечащего врача, используются двухуровневые алгоритмы как на уровне выбора текущих целей управления процессом лечения, так и на уровне выбора величины Физиотерапевтических воздействий.

На каждом ноте физиотерапии поступает информация и оценка эффективности лечения от лечащего врача на предыдущем шаге лечения, которая формализуется и используется при выборе цели лечения и величины физиотерапевтического воздействия на последующем шаге лечения по адаптивным алгоритмам.

Если лечащий врач ставит задачу достижения эффекта лечения за наикратчайший срок, то означает выполнение условия :

"il = СУ1 - tli^uL^^^min , (зз.

а если надо выполнить условие противоположное (3), то необходимо, чтобы выполнялось условие:

к = - , (4)

где к - номер шага управления, на котором принимается решение.

В процессе лечения лечащий врач (ЛВ) должен находить компромисс между противоречивыми критериями (§) и (4,1 путем свертывалия их в глобальный критерий:

(5)

где и -величины вероятности'использования критериев соответственно (3) и (4) .

При принятии решений КВЧ- и СМВ-терапии для получения недостающей априорной информации формализуется суждение лечащего врача "волнует медленное увеличение Yi" (либо отсутствие такового, либо в противоположном направлении) в виде А = +1, а суждение "лечение идет в желаемом темпе" в виде А -= -1.

Настройка вероятностей привлечения критериев (3), (4) производится по двухуровневым адаптивным алгаритмам .

Расчет дозы КВЧ и СМВ производится с текущими значениями вероятности привлечения критериев (3) и (4).

Если на каком-нибудь шаге терапии врач отдает предпочтение вида А, = +-1, величина довы КВЧ и СМВ определяется по формуле.

Ску-Щ*с), (6)

а величина шага а в этом случае определяется по формуле следующим образом: , _ ЛЛ (К-0

-У/ж)]]. (?)

Начальная доза КВЧ- и СМЗ-тералии задается лечащим врачой. На первом уровне производится настройка величины вероятностей и определение' величины управляющих воздействий, а на втором осуществляется настройка величины коэффициента а по интеративным формулам. Второй уровень ¡алгоритма обеспечивает их сходимость.

На рис. 3 представлена схема алгоритма адаптивного выбора тактики физиотерапевтического лечения.

В четвертой главе рассматриваются техническая реализация, программное и информационное обеспечение автоматизированной системы выбора физических реабилитационных мероприятий (рис.4).

Рис. 4. Структура автомапгшровштш! системы

Приводятся результаты исследования автоматизированной системы в клинических условиях. Представлены результаты исследования и верификации моделей процесса физиотерапевтического лечения ЯБ на основе акализа изменения параметров, использованных в применяемом способе оценки действия физических факторов - биопотенциала аку-пунктурной точки и данных ФГДС у здоровых лиц и больных ЯБ при назначении КВЧ- и СМВ-терапии в различных дозировках.Выявлено, что при проведении биоуправляемой физиотерапии пребывание больных с ЯБ ДПК в стационаре сокращается на 5,1 койко-дня. Предложенная и внедренная в практику схема физиотерапевтического лечения больных ЯЕ ДПК позволяет на 7-10 процедур сократить курс лечения и на £0-25 * уменьшить время нетрудоспособности.

Б заключении указаны основные результаты проведенного исследования и внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Была исследована возможность использования акупунктурного подхода для оценки действия физиотерапевтических факторов, что позволило выявить основные закономерности формирования ответных реакций при проведении процедур КВЧ-терапии с длиной волны 5,6 мм, 7,1 км и СМВ-терапии у больных ЯБ ДПК.

2. Выявлены ранее неизвестные стороны регуляторных механизмов на основе использования мониторирования потенциала БАТ, анализа динамических данных ФГДС под действием КВЧ с длиной волны 5,6 мм и 7,1 мл и СМВ-терапии, что позволяет более тонко оценивать возможности н эффективность физиотерапии и может быть применено для дальнейшего исследования различных физиотерапевтических факторов.

'3. Оценка статистической значимости различий в динамите действия физиотерапевтических факторов при сравнении их с плацебо и между собой при использовании акупунктурного подхода, проявляющихся в характерных динамических кривых, свидетельствует о возможности выявления различий в механизмах действия описанных факторов, основанных на влиянии на организм различных по физическим характеристикам электромагнитных волн.

4. Получена математическая модель процесса КВЧ-терапии при варьировании длины волны и времени после воздействия, которая может использоваться для прогнозирования и . интеллектуальной под-

держки принимаемых решений путем решения задачи оптимизации для Еыйора рационального лечения.

5. Выявлена зависимость динамических характеристик ВАТ от типа проЕодш.юго физиотерапевтического лечения, длины волны к времени после воздействия, что позволяет определять выбор физиотерапевтического воздействия по адаптивным алгоритмам. ^

6. Проведена клиническая апробация разработанного метода оценки физиотерапевтических факторов, построенного на основе предложенных математических моделей и алгоритмов, показавшая удовлетворительные результаты.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Адаптивный подход к КВЧ- и СВЧ-терапии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки / Д.Ю.Зеленин, Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаен-ко и др. //Математическое обеспечение информационны:? технологий в технике, образовании и медицине: Тез. докл. Всерос. совещания-семинара.- Воронеж, 1997.-С. 104. >

2. Алгоритмизация количественной оценки действия физиотерапевтических факторов для лечения больных с воспалительными заболеваниями почек/ Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко, К.М.Резников и др. // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Медвуз.сб. науч. тр.- Воронеж, 1997.- Ч. 2, С.138-142.

3. Диагностические приемы для оценки лечебных воздействий в физиотерапии / Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко, К.М.Резников и др.// Материалы областной научно-практической конференции "День науки" на тему: "Диагностика и новые технологии в здравоохранении".- Липецк, 1997.- С. 124-125.

4. Зеленин Д.Ю., Назаренкс Е.А., Кехаенко Н.Е. Алгоритмизация адаптивного процесса КВЧ и 0МВ-тесании // Компьютеризация в медицине. МежЕуз. сб. науч.тр.- Воронеж. 1997,- С.39-40.

5. Зеленин Д.Ю., Назаренко Ё.А.. Нехаенко Н.Е. Исследование динамики процесса КВЧ- и СМВ-терапии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки// Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз. сб. науч. тр.. - Воронеж, 1997.-Ч. 2, С.57-59.

6. Количественная оценка действия КВЧ-терапии у больных с переломами голени/К.М.Резников, Н.Е.Нехаенко, А.В.Никитин и др.//Вопр.курортол. -М., 1997.-N 3.- С.£5-26.

7. Комплексная диагностика и лечение хронических аднекситов в периоде обострения с использованием лапароскопии и лазеротерапии / Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко, М.В.Фролов и др.// Материалы областной научно-практической конференции "День науки" на тему: "Диагностика и новые технологии в медицине".- Липецк, 1997,- С.168-189.

S. Моделирование процесса КВЧ-терапии язвенной болезнк двенадцатиперстной кишки / Д.Ю.Зеленин, Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко и др.// Математическое обеспечение информационных технологий е технике, образовании и медицине: Тез.-докл. Всерос. совещания-семинара. -Воронеж, 1997.- С.112.

9. Нехаенко Н.Е., Трофимова О.В. Количественная оценка, действия КВЧ-терапии при лечении больных с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки .'/ Новые методы диагностики и исследования: Межвуз. сб. науч.тр. Воронеж.- 1996. Вып.1.-С.54.

10. Мошо подходы i: оценке гормональной терапии у больных с эндокринным бесплодием / й.В.Голева, Н.Е.Нехаенко, Н.А.Старокожева и др./7 Новые методы диагностики и исследовании: Межвуз. сб.науч. тр.- Воронеж. 1996. Вып.Я.- О.Г."'.

11. Оценка процесса КВЧ- и СМВ- терапии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки на основе биопотенциала биологически активной точки / Д.Ю.Зеленин, Б.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко и др1.// Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине: Тез.докл. Всерос. совещания-семинара,-Воронеж, 1997.- С. 113.

12. Разработка алгоритма количественной оценки действия физиотерапевтических факторов для лечения больных с переломами голени / К.М.Резников, Н.Е.Нехаенко, А.В.Никитин и др.// Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр./ Под ред. академика-АЕН В.Н.Фролова. - Воронеж, 1996.- С. 216-220.

13. Разработка алгоритма количественной оценки действия КВЧ-терапии для лечения больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки / Е.А.Назаренко, Н.Е.Нехаенко, К.М.Резников и др. // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз. сб. науч. тр.- Воронеж. 1997.- 4.1. С.13-22.

14. Up-to-date Methods of appreciation environment factors effect on cardiovascular system ' *K.M.Reznikov, 01.Y.Trofirrava, N.Ye.Nekhaenko and so on //International Ecological Congress.-Voronezh. Kansas. 1995,- P. 6-7.

ЛР N 020419 от 12.02.92. Подписано в печать 4.03 98 '•'сл.печ.л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ N Издательство

Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп., 14.