автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Система оперативной поддержки принятия решений, основанная на государственном регистре лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Максютов Марат Адильевич

СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ, ОСНОВАННАЯ НА ГОСУДАРСТВЕННОМ РЕГИСТРЕ ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ РАДИАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ В РЕЗУЛЬТАТЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС

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

АВТОР Е Ф ЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1992

Работа выполнена в научно-исследовательском институте медицинской радиологии РАМН г. Обнинск

Научный руководитель : чл.-корр. РАТН, д.т.н., профессор

В.К. ИВАНОВ

Научный консультатнт : академик РАМН, д.м.н., профессор

А.Ф. ЦЫБ

Официальные оппоненты : д.т.н. Г.И. РАЗОРЕНОВ,

д.б.и, М.И. БАЛОНОВ

Ведущая организация : Институт проблем управления

РАН (Москва)

Защита состоится »22» Л -Р 1992 г. в ^ часов на заседании Специализированного совета Д 063.38.18 при государственном техническом университете г.Санкт-Петербурга по адресу : 195251 г.Санкт-Петербург, Политехническая улица, 29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного технического университета г.Санкт-Петербурга.

Автореферат разослан " ^аЛ 1992 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета Д 063.38.18 кандидат физико-математических наук

С.И.РЕПИН

Актуальность проблемы

В настоящее время в научной литературе опубликовано значительное число работ, посвященных разработке информа-дноино-поисковых и экспертных систем медицинского назначения. Указанные системы ориентированы , как правило, на ведение достаточно ограниченных по объему баз данных. Вместе с тем, интенсивное развитие промышленной технологии и техники и связанное с этим изменение экологической обстановки, возможность возникновения крупномасштабных аварийных ситуаций и их воздействие на значительные популяции людей, определяют необходимость разработки программно-математического обеспечения специализированных медицинских регистров сверхбольшого объема с целью принятия оперативных управленческих решений.

Так, согласно опубликованным данным за прошедшие тридцать лет в мире произошло 152 аварии ядерных реакторов с выбросом радиоактивных веществ во внешнюю среду, в том числе такие как в Уиндсклейле ( Великобритания, 1957 г. ), Тримайлс-Айленд ( США, 1979 г. ), Чернобыльская АЭС ( СССР, 1986 г. ), АЭС в Хамме ( ФРГ, 1986 г. ). С другой стороны, имеется весьма ограниченное число научных публикаций, посвященных вопросам организационного, программно-мятсмлтичсского и дозиметрического обеспечения регистров сверхбольшого объема для лиц, подвергшихся радиационному воздействию ( Фонд исследования радиационных эффектов, Хиросима ).

Можно выделить следующие основные функции указанных регистров :

- первичная регистрация и учет всего контингента лиц подвергавшихся воздействию экстремальных факторов ;

- автоматизированная поддержк/ работ по диспансеризации и проведению необходимых лечебно-оздоровительных мероприятий ;

- изучение структуры н динамики в заболеваемости по наблюдаемому контингенту ;

- ведение специальных и научных программ изучения медицинских последствий на длительный ( несколько поколений ) период.

Сверхбольшие объемы медицинских данных ( сотни тысяч лиц ), временные ограничения на этапы создания регистров, их территориальный охват и привлечение к работам большого числа специалистов без достаточной предварительной подготовки, возможность изменения при длительной эксплуа-

тации основных регистрационных данных, а также необходимость динамического развития системы, должны определять особые требования к программно-математическому обеспечению специально ориентированных вычислительных систем.

Как отмечалось выше, одной из принципиальных особенностей регистров облученного населения является объем первичных данных. Так, в настоящее время только союзный уровень Государственного регистра лиц , подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС, содержит медико-дозиметрические данные на 600 тысяч человек. Поэтому возникает необходимость в разработке технологии интеграции данных и получения обобщенных показателей, характеризующих в динамике изменение состояния здоровья для принятия оптимальных управленческих решений органами практического здрапоохрпншш,

Цель и задачи исследования

Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы было создание на базе персональных ЭВМ программно-математического обеспечения, ориентированного на интеграцию и анализ обобщенных данных Государственного регистра ( Регистра ) лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС.

Для достижения указанной цели в данной работе необходимо было решить следующие основные задачи :

- оптимизировать структуру первичных медико-дозиметрических документов Регистра, предназначенных для обеспечения ежегодной диспансеризации ;

- разработать систему агрегирования персональных данных Регистра и получения обобщенных показателей (счетчиков);

- разработать программно-математическое обеспечение для многоаспектного экспресс-анализа обобщенных данных, ориентированное на персональные ЭВМ ;

- разработать и внедрить классификационные процедуры для реализации алгоритмов оперативной поддержки принятия оптимальных решений органами здравоохранения ;

- разработать и внедрить в целом систему экспресс-анализа обобщенных данных для союзного уровня Государственного регистра.

Научная новизна

В настоящей работе впервые получены следующие результаты, имеющие принципиальное значение :

- определена оптимальная структура статистических V! динамических первичных документов Регистра, обеспечивающих его функционирование ;

-разработано программно-математическое обеспечение по агрегированию персональных данных и экспресс-анализу обобщенных показателен ;

- предложены новые алгоритмы поддержки принятия оптимальных решений органами здравоохранения на основе содержащихся в в Регистре обобщенных показателен заболеваемости;

• ' г получен оригинальный комплекс программ для персональных ЭВМ, обеспечивающий функционирование подсистемы анализа данных Государственного регистра.

Практическая ценность работы

Основные теоретические положения настоящей работы реализованы при проектировании и внедрении Государственного регистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Разработанные проектные решения вошли в приказы Минздрава СССР, регламентирующие создание и функционирование Регистра.

Материалы настоящей диссертационной работы были использованы при выполнении задания 05.15.А2 " Всесоюзный автоматизированный регистр на лиц, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на ЧАЭС " Научно-технической программы ГКНТ СССР 0.80.03, а также при выполнении задания 03.01 " Разработка едшкм/концепции создания и развития всех уровней и подсистем Всесоюзного распределенного регистра " отраслевой научно-технической программы С-27.

Основные положения работы получили отражение в проекте " Разработка методологического подхода и программного обеспечения математических задач для всеобъемлющего медицинского регистра облученного населения выполненого на основе Технического контракта МАГАТЭ N 5856/ТС.

Созданное программно-математическое обеспечение экспресс-анализа обобщенных показателей союзного уровня Государственного регистра позволило обеспечить оперативную реа-

лизацию запросов к Регистру со стороны директивных органов, а также публикацию ежегодных информационных бюллетеней.

Апробация диссертации

Основные положения диссертационной работы, связанные с проектными решениями Государственного регистра докладывались на Международной конференции " Медицинские аспекты аварии на Чернобыльской АЭС " ( Киев, 1988 г. ); XI Всесоюзном совещании по проблемам управления ( Ташкент, 1989 г. ); научной конференции " Проблемы мониторинга за здоровьем населения промышленных городов " ( Ангарск, 1989 г. ), Советско-японском семинаре по исследованию радиационных эффектов ( Токио, Япония, 1990 г. ), Международной конференции Европейского ядерного общества ( Лион, Франция, 1990 г. ).

Диссертационная работа аиробиропана на конференции научных подразделений экспериментального сектора НИИ медицинской радиологии АМН СССР и конференции кафедры вычислительной математики Государственного технического университета г. Санкт-Петербурга.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и 3 приложений . Работа изложена на 180 страницах машинописного текста, включающего 45 рисунков и 10 таблиц. В списке литературы 61 наименование работ отечественных и зарубежных авторов.

Содержание работы

Первая глава посвящена анализу современных медицинских информационных систем (МИС) и, в частности, крупномасштабным медицинским регистрам (КМР). Появление мощной вычислительной техники, которая способной обрабатывать огромные массивы информации за приемлемое для исследователя время, позволило поставить вопрос о создании МИС с базами данных (БД) сверхбольшого объема. В большинстве случаев такие системы создаются в крупных (по численности) регионах или в масштабах страны. Иногда круномасштабные МИС имеют статус национальных (государственных) медицинских регистров, и этом случае при создании таких систем используются сютемы управления' распределенными БД (D.LPreston (19!Д)), В.К.Иванов (1991)).

В качестве примеров фунционирования КМР, которые предназначены для регистрации, сбора и анализа данных многолетнего наблюдения за больными (группой риска), можно привести МИС Американской ревматологической ассоциации (США) - национальный прототип банка данных по хроническим заболеваниям , Фонд исследования радиационных эффектов (Япония), Датский национальный регистр больных (Дания) , Государственный ("Чернобыльский") регистр (СССР).

Составными частями, лежащими в основе функционирования КМР, являются техническое и программно-математическое обеспечение. В отличии от больничных МИС, где можно обойтись ПЭВМ или машинами класса "мини", КМР, в качестве центральных вычислительных устройств, используют "большие" ЭВМ, в БД которых хранится вся первичная информация регистра.

В одно из направлений, в создании программно-математического обеспечения КМР, можно выделить программные средства, которые в качестве входной информации используют сгруппированные (обобщенные) данные из БД КМР. Такие данные формируются из персональной (исходной) информации в некоторую многомерную структуру для дальнейшей обработки. Объем обобщенной информации позволяет обрабатывать ее на ПЭВМ с использованием всей гаммы разработанного для персональной техники программного обеспечения. ^

Анализируя подходы к созданию и эксплуатацию КМР можно выделить следующие основные проблемы:

1) разработка первичных регистрационных документов и инструкций по их заполнению,

2) автоматизация сбора, кондиционирования и хранения информации,

3) организация и эксплуатация распределенной БД с возможностью реализации стадартных и произвольных запросов,

4) разработка программного обеспечения, работающего

с обобщенной (интегральной) информацией для оперативной ,

оценки состояния здоровья,

5) разработка программного обеспечения для многоаспектной (классификационной) обработки информации и построения правил для принятия оптимальных управленческих решений.

Вторая глава описывает концепцию Государственного регистра и общие принципы разработки первичных медико-дозиметрических докумен-документов. •

Целью создания Государственного регистра является обеспечение долговременного автоматизированного персонального учета лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС, их детей и последующих поколений, доз облучения, оценки состояния здоровья и его изменений.

Государственный регистр включает в себя четыре уровня ведения наблюдения (рнс.1): союзный, республиканский, областной и районный.

В задачи Государственною регистра (Регистра) входят:

т персональный автоматизированный учет паспортно-ре-гистрационных данных лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС;

- автоматизированный учет индивидуальных доз облучения;

- автоматизированный учет хронических заболеваний, имевших место у наблюдаемых лиц до аварии, автоматизированный учет состояния здоровья после аварии, его изменений;

- формирование по запросам пользователей информационно-справочных данных, хранящихся в Регистре;

- контроль полноты и сроков диспансерного наблюдения за лицами, внесенными в Регистр.

Первичные документы играют важную роль в создании и функционировании крупномасшабных медицинских регистров, каковым и является Государственный регистр лиц, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Первичными документами (ПД) регистров обычно являются бумажные документы, которые заполняются на каждое лицо, включаемое в регистр. В работе анализируются общие принципы разработки ПД регистров на примере создания ПД Государственного регистра.

В работе представлена схема функционирования и описаны основные компоненты Государственного регистра. Описа-

юздш «о | Си)4Ш ргЬп | ,_ тГТцшЕшй ч: V.__и:л:тт1

/• Л НИШ [ пошли |

сссГ>^ о (аГ^М СССГ^Р

сшгш 1№ЕШ

шаш! 1 11.ШШ

Рис. 1

ние программно-математического обеспечения выделено как основной предмет рассмотрения.

В третьей главе предлагается метод агрегирования персональных данных и описываются методы обработки обобщенной информации.

Информация занесенная в первичные документы и прошедшая процедуру контроля на всех уровнях Регистра, загружается в базу данных и становится объектом исследования (рис. 2).

Для решения проблем многоаспектной обработки информации и оперативной оценки состояния здоровья с помощью ЭВМ, в работе предложен подход, который в дальнейшем будем называть агрегированием персональных данных (АПД). Подход

1 'ъ-Г ОАГЯОКЛ ■ ■АО* Д4КТ1ИМ

ЙЖЯ вадга газа , 1 ЛГАЛГКМГ Гру*» 1 "/АГ/ «—| Ь / 1 | 1 .., —' 1 «—Химжтл* • ............ V 1 4Й*ЛУ.и 0Й

Рис. 2

основан на хранении и обработке интегральной информации ( обобщенных показателей ) о лицах, объединяемых в некоторые подгруппы. Обобщенные показатели образуют четкую иерархическую структуру и имеют вид многомерной матрицы. Каждый из Ь верхних уровней ( при общем количестве уровней иерархической структуры равном Ь+1) определяется своим информационным полем, а количество элементов уровня соответствует числу градаций этого поля. Ь+1-ый уровень структуры состоит из элементов, соответствующих числу градаций одного или нескольких информационных полей.

Элементы каждого уровня могут состоять из некоторого набора параметров, характеризующих подгруппу данного уровня иерархической структуры.

Таким образом, общее количество Ш) элементов иерархической структуры равно :

1.М I

» = £11*,

1*1 )■!

и общее количество параметров

/

ь»1 г | К| 1

мр=5Х + £ ГК.*Ер.к , (2)

где

К, - количествоэлементов

(градаций) на ¡-ом уровне, Р, - количество параметров к-го к элемента 1-го уровня.

Параметры объединения характеризуют подгруппу лиц попавших в одну из двух (или из нескольких) градаций.

.Н »1

' ■ Р,". Р, .....Р, — к-ыв параметры 1-го, 2-го,....

1 1 " М-го элементов 1-го урошш, Р| — к-ыи параметр объединения N

'*2,-,н элементов ¡-го уровня,

Эк — операция объединения

элементов по к-му параметру.

Используя определенные вычислительные процедуры, реализующие метод АПД, мы можем из массива персональных данных получить набор обобщенных (интегральных) показателей имеющих в качестве формы представления вид многомерной матрицы.

Если определить элементы уровнен иерархической структуры, « качестве обобщенных показателей для групп лиц, проживающих в соответствующих областях (регионах), то для анализа такой интегральной информации можно использовать методы структуризации многомерных данных (методы экстремальной группировки параметров, автоматической классификации, лингвистического анализа).

Предполагается, что исследуется N объектов (областей), каждый из которых описывается к признаками (обобщенными показателями). Обозначим ]-ый объект через Xj = (х(1) , ..., х(к) ), где х(1) - ¡-ый признак.

Экстремальная группировка параметров. Необходимо разбить множество показателей х(1) , ..., х(к) на т непересекающихся групп О. , ..., и найти такие интегральные показатели (факторы) II , ... ^ , чтобы функционал, характеризующий близость признаков внутри группы (в среднем по всем группам), принимал 1 шкеимальное значение

Л*(Г*,0*) = шах Л,

т т г? п.

е.о

т

т

(4)

Ч '1

т

д (г, и) - некоторая мера близости переменных г и и.

На практике в качестве ^ (г, и) чаще всего используются функции:

[1, (г, и) = р2 (г, и) , ц2 (г, и) = р | (г, и) | ,

где р (г, и) - коэффициент корреляции между переменными г и и.

Для решения этой задачи можно использовать итерационные алгоритмы максимизации функционала (4).

По полученному набору интегральных показателей (факторов) И" строится новое разбиение Оп+1 , максимизирующее функционал .ИР1, О) : каждый показатель х} переносится в такую группу , чтобы обеспечивалось максимальное приращение функционала.

Эта двухэтапная процедура повторяется до достижения функционалом J локального экстремума.

Многомерная автоматическая классификация. В т-мер-ном пространстве факторов (полученных на предыдущем этапе) каждый объект представляется точкой ^ «■ , Р11. ). Требуется так разбить исследуемое множество точек Б в , ..., 1^) на г классов В! , ..., Вг , чтобы обеспечить минимум критерия качества классификации

где ^ - типопредставнтель (эталон) ¡-го класса, например центр класса,

где М| - число объектов в классе В.. Для минимизации функционала ] используются итерационные процедуры, аналогичные по своей идеологии процедурам экстремальной группировки. Автоматическая классификация может делаться не только в пространстве факторов, но и в различных подпространствах пространства исходных признаков, каждое из которых выбирается экспертом.

Процедура лингвистического анализа, После экстремальной группировки по каждому интегральному показателю

3 =Е

(5)

1«! Г(В,

fi строится одномерная автоматическая классификация на небольшое число классов (обычно 3, в этом случае каждый объект по этому интегральному показателю получает 1ре;сбаль-ную оценку: высокое, среднее или низкое значение). Совокупность таких оценок по всем факторам будем называть описанием данного объекта. Объекты, имеющие тождественные описания, относятся к одному типу. Такая типология позволяет в сжатом виде охарактеризовать структуру исследуемого множества объектов.

Индекс Чанга для обобщенной оценки здоровья. Одной из основных задач решаемых Регистром, является изучение структуры, характера, динамики и тенденций в заболеваемости наблюдаемого контингента. Для решения этой задачи могут быть использованы методы измерения общественного здоровья (03), которые-являются удобным средством для пропс-дения сравнительного анализа здоровья населения различных территорий. Для обработки информации Регистра наиболее подходит индекс Чанга, для расчета которого могут быть применены параметры элемента иерархической структуры полученной по методу АПД. Информация, содержащаяся в первичных документах Регистра, позволяет расчитать три составляющие, которыми характеризуется общественное здоровье (индекс Чанга) зарегистрированных в Регистре по регионам : среднюю частоту заболеваний, средняя длительность заболеваний и смертность.

В работе рассмотрена математическая модель 03 предложенная Чангом с точки зрения ее применимости к обработке данных Регистра. Для оценки частоты заболеваний определим текущее время t иг единичном интервале [0,1]. Предположим, что у индивидуума из рассматриваемой группы (например, ликвидаторов из одной конкретной области или республики) на интервале времени [0,t] возникает N(t) заболеваний, причем N(0) = 0. Поставим задачу определения функции распределения случайной величины N(t) :

Pn (t) = Prob { N(t)=n / N(0)=0 >. (7)

Эта функция имеет очевидную медико-демографическую интерпретацию : она даст количественное представление о доле лиц в группе, имеющих данное число заболеваний на интервале времени [0,t]. Если мы сможем восстановить эту функцию по данным Регистра, то мы получим возможность количественно оценить общее число морбидных эпизодов в рассматриваемой группе за данный промежуток времени. Положим введенный ранее единичный интервал времени равным

одному году. Т.к. из параметров элемента иерархической структуры мы можем получить выборочное среднее N и выборочную дисперсию , то полагая их оценками величин Е(Ы) и сгм2 получим :

1 > п! 1 (а) '

Г, 2 Г. I

где . _ N

оценки параметров искомого распределения.

Здоровье отдельного человека определяется не только тем, как часто он бол"сст, но и тем как долго длится каждый морбндный эпизод. При изучении здоровья различных групп Регистра соответствующим показателем, характеризующим этот аспект общественного здоровья, является распределение заболеваний по их длительности в структуре заболеваемости исследуемой группы лиц.

В работе рассмотрен способ восстановления этой характеристики заболеваемости по обобщенным данным Регистра. Рассмотрен простой случай, соответствующий заболеваниям, возможность выхода из которых не зависит от длительности морбидного процесса (Т). Если мы располагаем выборкой измерений случайной величины Т, то найдя выборочное среднее Т получаем естественный эпидемиологический показатель, оценивающий распределение морбидных эпизодов по их длительности :

. , Уе-*'- -Уе-*'' (9)

ти.Л,)=-:- ,

12 1 - еу

где

У= 1/Т, у tO.ll. У 10,1). V

Величина тО}^) показывает, какова ожидаемая доля морбидных эпизодов среди всех заболеваний в исследуемой группе, длительность которых не меньше чем 1} , но не больше чем

В результате запишем показатель 03 по Чангу.

Если в среднем за год на одного х-летнего приходится заболеваний, средняя продолжительность которых равна Т х , то в состоянии нездоровья он находится в среднем за год время

АХ = НХТХ

Итак, с учетом приближения распределения вероятности смерти в течении года раномерным распределением, в среднем

за год на одного х-лстнсго время жизни в состоянии практического 'здоровья составит

Нх - 1 - Ах - шх/2 = 1 - Т*х - шх/2 , (10)

где тх - возрастной коэффициент смертности.

Показатель Нх может быть интерпретирован как уровень здоровья х-летних из данной группы Регистра. Усреднением величин Нх по численностям соответствующих возрастных подгрупп получаем индекс Чанга

Н - Е Рх Нх / 2 Рх - Е Рх (1 - Ах - шх/2) / ЕР,, (И)

в группе Регистра.

В четвертой главе описаны система генерации обобщенных показателей и подсистема экспресс-анализа данных Регистра.

Система генерации обобщенных показателен (СГОП) - это программный коплскс, позволяющий преобразовывать персональные данные, внесенные в первичные документы Государственного регистра ( "Регистрационную карту", "Кодировочный талон" и "Лист учета данных дозиметрии" ), в специально разработанную структуру интегральных характеристик (обобщенных показателей) для заданных групп.

На основании ПД Регистра СГОП генерирует данные для соотгетствующих разделов подсистемы экспресс-анализа, обобщен* ых данных (рис. 3) : "Регистрация", "Диспансеризация" и 'Дозиметрия". Программный комплекс СГОП реализован на ЕС-1061, ПЭВМ РБ/2 М60 и написан на языке РОИТГ» Ш. Основываясь на методе АПД в качестве полей, оп-ределтощих уровни иерархической структуры выбраны : 1) код СОАТО, 2) группа первичного учета и категория наблюдения, >) пол, 4) возраст.

В работе описан программный аппарат формирования об.-'/щенной информации и метод ее хранения на "жестком" д I ке ПЭВМ (рис. 4). Результатом работы СГОП является де-

где Рх - численность х-леп

О- га

ЙХЙВЕ «¿И Я

за

ит я гсггживгтая]

1ТГЖЖ1Ы2 !ЖЖ_£щУ

11ГК7ЩЮ'

'ИСПШЛЩГ

'ДШШ'

Рис. 3

IUIW- IM« м ul«|i

рсво файлов иерархических структур с общим объемом 12 Мб (БД Регистра занимает 1, 5 Гб).

Подсистема экспресс-анализа (обобщенных) данных (ПЭАД) - это диалоговый программный комплекс позволяющий пользователю, не имеющему специального образования в области применения вычислительной техники, в интерактивном режиме работы с персональным компьютером анализировать обобщенные данные Государственного регистра, представляемые в табличном, графическом и картографическом виде (рис. 5). Кроме того, ПЭАД позво-

ucuKtimiu

\

\*к»с». /».ten;

.¿кс* <1>—

.¿кс» <11-ч

u.iuf

.ад"

IJ-IJjy

^ll.ftH Ul>—^

Рис. 4

отшл . .

™ 1!>«)1Ш1 ,3,<

ляет rcnepitpoBafb отчетные формы, соответствующие требованиям Государственного регистра . Программный комплекс ПЭАД реализован на ПЭВМ PS/2 М60 и написан на языках FORTRAN, PASCAL, С и ASSEMBLER.

В работе описана общая схема функционирования раздела ПЭАД. Приведена процедура формирования запроса для многоаспектного анализа обобщенных данных Регистра (рис.6).

Особое внимание уделено описанию методов достижения высоких скоростных характеристик работы ПЭАД. В работе описано функционирование элементов ПЭАД (подсистем организации диалогового режима, формирования таблиц, карт (рис. 7, 8) и графиков).

Далее в работе дается краткое описание возможностей и результатов работы элементов ПЭАД в разделах "Регистрация", "Диспансеризация" и "Дозиметрия".

В пятой главе содержатся результаты анализа информации союзного уроня Государственного регистра.

Ф&Г'

'10ДМ

'гинт-

tl9]M

г«ва:л

'KU«?-

в

Рис. 5

В первом разделе представлен анализ обобщенной информации с помощью ПЭАД. На рис. 9 представлены карта текущего состояния Регистра, полученная в подсистеме формирования карт раздела "Регистрация". На рис. 10 и 11 показаны гистограммы распределения дозы внешнего облучения, полученной ликвидаторами и возрастного распределения ликвидаторов. Представленные гистограммы получены непосредственно в подсистеме формирования графиков для разделов "Дозиметрия" и "Регистрация" соответственно. В разделе "Диспансеризация" можно получать аналитическую информацию о динамике поведения показателей заболеваемости по любым территориям страны. На рис. 12 приведена динамика роста показателя общей заболеваемости по ликвидаторам из России, Украины, Белоруссии и стране в целом за 1987-1989 гг. В работе приведены также другие результаты анализа обобщенной информации в подсистеме экспресс анализа данных. I

:шят ши;

Рис. 6

Г0СЦПСШВВ1! ИГ1С11 нгкшш М| ... МОЖТП И Щ|> 111 Ин-127091 Г11 >111«

пнтичг гшжп/жг... " п 1 Н 'V »' г ■* ? Моа««

11И1 г»и»« 1 Г*** |Ми 1 ч^«,.» К ■ •*«>« • ( Ь4 !•») 1*1'» 11ЦН 1ИЛ МП» <♦!)« 1 1)1 4*4) <-4< 1-11«

■ 1Н1 ММ1 ф И* в ГЦ у, щ в »я :: «н г м и о и .....ВШ та..

Рис. 7 Рис. 8

¡¡:.я решения задачи анализа обобщенных данных обсле-доваш ч ликвидаторов аварии на ЧАЭС, с помощью ПЭАД были С(| армированы специальные информационные массивы по

областям России, Украины и Белоруссии с целью их последующей обработки. Результаты анализа приводятся во втором и третьем разделах заключительной главы диссертации.

Т1.3Х.

5.3*

к* 15.752

ЧЕЛОВЕК {"Т'' \/Д[„ж„

'/"/"М'//Л "И""

47.В! 1]Р<*и УЩУ//Щ

СССР.

ЧССР

их

И"

>с*о>

Рис. 9

50

25

47,28

.кйй!

7,03

28,85_

Т77777777 ^тгзг^-о |

ШШщ

Ш!/.'.'.

шшю

у/т/.ъ&хщ 1

шшаы \ 1 «

1 Б 10 25 БО

Рис. 10

X «

2! 1

20 15

19 947.

I

20 2 5 30 33 40 45 50 55 И

Рис. 11

Рис. 12

Во втором разделе пятой главы приведены результаты типологического анализа обобщенной информации Регистра методами структуризации многомерных данных описанных в третьей главе.

Первоначальный массив данных включал информацию по 105 областям России, Украины и Белоруссии. Каждая об-

ласть характеризовалась 92 показателями, каждый показатель - тремя числами (значениями показателя за 1987, 1988 и 1989 гг.). После предварительной обработки количество областей сократилось до 99 за 1987, 100 за 1988 и 87 за 1989 гг., а количество показателей до 38.

В Табл. 1 приведены результаты экстремальной группировки параметров на 4 группы. Экстремальная группировка проводилась независимо по каждому году и по всему материалу в целом. В таблицу отобраны показатели, удовлетворяющие двум условиям:

а) показатель отнесен к одному и тому же фактору в трех случаях из четырех;

б) наибольший коэфффициент корреляции показателя с фактором по абсолютной величине не ниже 0,7.

Таблица 1

N наимено ванне кпа»»ицигнти корреляции с «актпрами

покаоателя 1 ОВ7 1ОВ0 1 ОВЭ весь катьриал

1 1с - аз лет доля дожчшх доля хсе1шш1 во - за лет 33 - со лет со - сз лет 0.873 0.850 -0.858 -0.829 -0.811 -0.693 -0.890 -0.767 0.767 0.869 0.795 0|.700 0.920 0.830 -0.830 -0.818 -0.889 -0.868 0.900 0.838 -0.838 -0.832 -0.830 -0.774

2 40 - 43 ЛЕТ 33 - 40 лет 13 - зо лет зо - 23 лет -0.929 -0.888 0.051 0.709 1 -0.810 -0.891 0.775 0.646 -0.900 0.754 -0.844 -0.846 0.829 0.676

3 всего оаболеванил с оцшш (заболеванием болезни органов дыхания болезни органов подпар. б0ле01ш костно-юш. сист. острые реслират. кн*еки>1н -0.690 -0.875 -0.751 -0.706 -0.653 0.895 0.928. 0.599 -0.979 -0.969 -0.849 -0.751 -0.776 -0.761 -0.898 -0.861 -0.842 -0.712 -0.820 -0.767

4 волеош1 ыитов11дноя желеоы волеони э1шокр1п1. снстекн доля рабочих доля с^х рабочих -0.782 -0.774 -0.713 0.491 0.740 0.774 0.475 -0.320 0.741 0.710 0.709 -0.749 0.745 0.726 -0.558

В Табл. 2 и 3 приведены некоторые результаты лингвистического анализа. Табл. 2 содержит перечень областей, наихудших с точчи зрения общей заболеваемости (т.е. областей, которые в результате одномерной классификации на три класса на всем материале по показателю "всего заболеваний" попали в третий класс). Видно, что на протяжении рассматрива-

емых лет этот перечень монотонно расширяется, что свидетельствует о росте общей заболеваемости среди ликвидаторов.

Таблица 2

1 эа^ 1Э8Э 1ЭВЭ

г. москва курка нс кап (^¿л. карельская овл.

г. с петербург г. с. петербург архангелькая овл.

г. киев калужека а окл. г. с, петербург

курская овл. приморскня края ивановская обл.

, смоленская обл. калужская обл.

самарская овл. новгородская обл.

ульяновская овл. московская обл.

оренбургская овл. курская овл.

харьковская овл. астраханская овл.

г. кихв самарская обл.

• витебская овл. башкирская овл.

гомельская овл. курганская обл. екатеринбургская овл. новосибирская овл. оренбургская обл.

красноярский края магаданская пбл. «глинская овл. дикпгоптаискля о*л, татарская «ер киевская овл. ропенская овл. харьковская овл. г. киев витебская овл. гомельская овл.

Табл. 3 содержит перечень областей, наихудших с точки зрения заболеваний щитовидной железы, В отличии от общей заболеваемости здесь не наблюдается какого-либо роста, что, в общем, согласуется с представлениями специалистов о динамике этого типа заболеваний после однократного радиационного воздействия. В работе приведены также другие результаты лингвистического анализа.

Таблица 3

1987 - 1988 1 989 .

г. с. петербург тверская обл. г. москва

тверская пвл. московская овл. московская овл.

оглобскап обл. смоленская овл. кабардино-балкарская

смоленская овл. ивановская овл. сс»

тульская обл. орловская обл. оренбургская овл.

белгородская овл. кабардино-балкарская волынская обл.

краснодарский края сср г. минск

г, минск приморскнл края

ставршюльскил львовская обл.

крап г. юшек

В третьем разделе пятой главы приведены результаты анализа уровня 03 ликвидаторов из областей Украины.

Для расчета стандартного индекса Чанга используются три специфированных по возрасту показателя : средняя частота заболеваний, средняя длительность заболеваний и возраст-

ной коэффициент смертности. Относительно первых двух показателей можно заметить, что данные Регистра позволяют получить более содержательную характеристику общую длительность всех заболеваний х-летних (Ах из 10). Что касается третьего показателя, то в дальнеших расчетах нам пришлось отказаться от его учета, т.к. данные по смертности ликвидаторов требуют дополнительной верификации. Но если учесть молодой возраст и повышенные требования к здоровью исследуемого контингента, а также использование индекса Чанга для сравнительного анализа уровня здоровья, то возрастной коэффициент смертности в (11) можно временно опустить.

Графики, представленные на Рис. 13, позволяют сделать вывод об отличии уровня здоровья ликвидаторов из г. Киев и Украины в целом, как в возрастных группах, так и в динамике его изменения по годам. Анализ информации по ликвидаторам из других областей Украины приводится в работе. Его результаты позволяют сделать вывод об отличии уровня 03 (по индексу Чанга) ликвидаторов из г. Киев от уровней 03 ликвидаторов из остальных областей Украины.

Оценку уровня здоровья по индексу Чанга можно улучшить посредством дифференциации вклада заболеваний различной тяжести в результирующий показатель. Но получение весовых коэффициентов, соответствующих классам, подклассам или отдельным заболеваниям, является отдельной и сложной задачей.

1Рис. 13

Выводы

• 1. Предложены принципы создания первичных документов крупномасштабных медицинских регистров. Оптимизированы регистрационные и динамические первичные медико-дозиметрические документы Государственного регистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС .

2. Для решения задач оперативной оценки состояния здоровья и динамического наблюдения по регионам и группам различного уровня (масштаба, объема), представления выходных сводных данных в "виде таблиц, карт и графиков в режиме диалога, многоаспектной статистической (классификационной) обработки информации и построение правил для принятия рп* тимплыш управленческих решении разработан метод агрегировании персональных длины* (АПД),

3. Основные теоретические положения настоящей работы реализованы при проектировании и внедрении Государственного регистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Разработанные проектные решения вошли в приказы Минздрава СССР, регламентирующие создание и функционирование Регистра.

4. Разработана система генерации обобщенных данных (СГОП) на ЕС ЭВМ. Разработано программно-математическое обеспечение для многоаспектного экспресс-анализа обобщенных данных, ориентированное на персональные ЭВМ, удостоенное Ссребрянной медали ВДНХ СССР.

5. Разработаны и внедрены классификационные процедуры, основанные на методах экстремальной группировки, многомерной автоматической классификации, лингвистического анализа и оценки уровня здоровья по индексу ЧанГа, 'для реализации алгоритмов оперативной поддержки принятия оптимальных решений органами здравоохранения. Разработана и внедрена в целом подсистема экспресс-анализа обобщенных данных союзного уровня Государственного регистра (ПЭАД).

6. На основе ПЭАД проведен радиационно-эпидемиоло-гический анализ данных Государственного регистра на участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Цыб А.Ф., Матвеенко Е.Г. Испенков Е.А. Максютов М.А. Оценка состояния функции щитовидной железы у отдельных, групп населения, проживающих на загрязненной территории, по данным определения ТТГ в крови// Труды всесоюзной конференции" Радиационные аспекты Чернобыльской аварии",- Обнинск. - 1988. - с. 40.

2. Цыб А.Ф., Степаненко В.Ф., Питкевич В.А., Максютов М.А. Организационные, методические и информационные аспекты массового индивидуального дозиметрического обследования населения в зонах радиационного загрязнения вследст-вни аварии на ЧАЭС// Труды научной конференции "Медицинские аспекты аварии на ЧАЭС". - Киев. - 1988. - с. 193197.

3. Цыб А.Ф., Иванов В.К., Степаненко В.Ф., Максютов М.А.,Лосев Г.А. Всесоюзный распределенный регистр лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС, как инструмент для оперативной оценки состояния здоровья и дозовых нагрузок у наблюдаемых контингентов// Медицинская радиология.- М. - 1989. - N7. - с. 3-7.

4. Иванов В.К., Пожидаев В.В., Максютов М.А., Стад-ник O.E. Общие принципы разработки и создания программно-математнчсского обеспеченил Всесоюзною распределенного регистра лиц, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на ЧАЭС// Трудь» XI Всесоюзного совещания по проблемам управления. - Ташкент. - 1989. - с. 457.

5. Иванов В.К., Пожидаев В.В., Максютов М.А., Стад-ник O.E. Общие принципы разработки и создания программно-математического обеспечения медицинских регистров сверхбольшого объема// Труды коференции "Проблемы мониторинга за здоровьем населения промышленных городов". - Ангарск. - 1989. - с. 187-191.

6. Цыб А.Ф., Паршин B.C., Матвеенко Е.Г., Максютов М.А. Ультразвуковой метод определения объема и массы щитовидной железы при диспансеризации населения// Нормативные материалы и метод, рекомендации. - М. - 1990. - с. 5358.

7. Цыб А.Ф., Дсденков А.Н., Иванов В.К., Максютов М.А., Чекин C.IO. Программно-математический комплекс Государственного регистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС// Материалы республиканской конференции "Научно-практические аспекты сохран гния здоровья людей, подвергшихся радиационному воз-

действию в результате аварии на ЧАЭС". - Минск. - 1991. -C..73.

8. Цыб А.Ф., Иванов В.К., Максютов М.А., Стадник О.Е. Радиационно-эпидемиологический анализ данных Государственного регистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии! на ЧАЭС// Вестник АМН СССР. - М.- 1991. - N 7. - с. 32-36.

9. Цыб А.Ф.,,Иванов В.К., Максютов М.А. Текущее состояние Российского медико-дозиметрического регистра и основные направления крупномасштабных эпидемиологических исследований// Материалы Российско-Германского симпозиума. - М. - 1991. - с. 60-67.

. 10. Ivanov V.K., Pozhidaev V.V., Stadnik О.Е., Airapetov S.A., MaksiutoY МЛ, Gngin Е.Л., Rozlikov 0,V, Software to , AllUiilon distributed register of population to be subjected to medical monitoring after the ehernobyl NPP nceldenl of union level// ENC/ANS-Foratom conference transactions. - Lyon. France. - 1990. - p. 1163-1167.

11. Tsyb A.F., Ivanov V.K., Pozhidaev V.V., Maksiutov M.A. Software and Ail-Union distributed register data management// Report of the JAPAN-USSR seminar on radiation effect reseach. - Tokyo. - JAPAN. - 1990. - p. 43-47.