ПРОБЛЕМНАЯ
СИСТЕМНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОДХОД
К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ
Арутюнян Б.Н.
НИИ курортологии и физической медицины МЗ РА, Ереван, Армения
Несмотря на бурное развитие за последнее десятилетие высоких информационных технологий, их использование в медицине, способное обеспечить качественный прорыв в ее различных областях, оказалось крайне недостаточным. Для решения указанной проблемы существенными являются ее следующие аспекты.
1. Современные информационные технологии должны быть использованы для решения нерешенных проблем фундаментального и прикладного плана как медицины в целом, так и, в частности, восстановительной медицины. Это касается различных аспектов проблемы системно-аналитического обеспечения интегральной оценки состояния гомеостаза, адаптационного потенциала и резерва, решения актуальных научных задач с позиций доказательной медицины, биометрии, разработки компьютерных моделей здоровья, предболезни и болезни. Обращает на себя внимание существующая сегодня выраженная диспропорция между происходящим лавинообразным ростом информации медико-биологического характера и несоизмеримо ограниченным использованием для их системного анализа и интегральной оценки современных информационных технологий. Применение последних с указанной целью является одним из определяющих условий успешной разработки на доказательной базе единой концепции восстановительной медицины как нового направления в профилактической медицине, ориентированного на формирование системы охраны здоровья здорового человека, многоуровневую профилактику заболеваний, увеличение адаптационного потенциала и мобилизации компенсаторных возможностей в сложившихся условиях прогрессивно ухудшающейся экологической обстановки, угрозы продовольственной безопасности, нарастающей потери физической активности и нерационального питания.
2. В области профилактической и восстановительной медицины системно-аналитический подход, базирующийся на использовании информационных технологий, включая методы компьютерного моделирования и многомерного анализа данных функциональной биометрии, является ключевым условием для успешного решения проблемы обеспечения многоуровневого подхода к сравнительной оценке индивидуальных, внутригрупповых и популяционных показателей функциональных резервов здоровья с целью установления диапазона нормы и максимальной объективизации эффективности восстановительной терапии при различной патологии. Указанный подход включают в себя четкое разграничение и количественную характеристику таких показателей как:
- интегральная оценка потенциала здоровья;
- адаптационные возможности и функциональный резерв;
- физический и психический компоненты качества жизни;
- стандартизация параметрических критериев оценки;
- модифицируемые и немодифицируемые факторы риска развития болезней;
- критерии прогнозируемости течения заболевания и эффективности лечения;
- сопоставление теоретически расчетных и эмпирических значений показателей.
3. Назрела необходимость существенно расширить прикладной аспект использования современных информационных технологий в области медицины. В частности, помимо традиционно установившегося направления – инженерно-технического и информационно-программного обеспечения различных сфер деятельности (организационной, лечебно-профилактической, консультационно-диагностической и пр.) учреждений системы здравоохранения (безбумажные технологии и т.п.), в основе которого заложен модульный принцип, сегодня акцент должен быть поставлен на развитии следующих направлений:
- осуществление, в рамках оказания лечебно-профилактической помощи, виртуальной интерактивной информационной взаимосвязи медицинских научно-практических центров с широкими слоями населения, включающей массовое дистанционно-диагностическое тестирование, скрининг и мониторинг здоровья, что может быть успешно реализовано путем использования информационных технологий через мобильные платформы (телефоны и т.д.), связанные с функциональным сервером по протоколам GPRS с помощью сетей сотовой связи;
- внедрение на уровне первичного звена здравоохранения медицинских телетехнологий, что даст возможность обеспечить их оперативную информационную связь с медицинскими центрами в виде проведения телеконсультаций путем дистанционной передачи пакета медико-диагностической информации на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи, что позволит тем самым, приблизить высококвалифицированную и специализированную помощь пациентам, особенно находящимся вдали от ведущих научно-практических медицинских центров.
4. Базовой предпосылкой для разработки различных моделей оценки адаптационных резервов является рассмотрение организма человека в качестве динамической системы, в которой постоянно происходит коррекция уровня функционирования ее отдельных подсистем и соответствующее напряжение регуляторных механизмов, проявляющихся в ответ на возникновение патологических процессов. В сущности, здоровье – это способность организма активно реагировать на возникающие патологии, находясь по отношению к ним в состоянии, характеризуемым в кибернетике, как обратная положительная связь. Состояние здоровья характеризуется относительной уравновешенностью реакций при одновременном поддержании гомеостаза внутри живой системы. При отсутствии перенапряжения регуляторных механизмов и истощения функциональных резервов колебания уровня функционирования системы или ее элементов не ведет к нарушению сложившегося гомеостаза. Переходное состояние от здоровья к болезни можно рассматривать как процесс непрерывного снижения способности адаптационных реакций и, как следствие, нарушения гомеостаза. Цель лечения, в самом общем представлении, заключается в восстановлении нарушенного гомеостаза, усилении адаптационных возможностей организма, повышении его защитных резервов. Положительная динамика лечения подразумевает градиент изменения функционального состояния больного организма в направлении от патологии к норме. Представление о болезни как результате дезадаптации организма при воздействии патологических факторов чрезвычайно актуально для практического врача, поскольку оценка адаптационных возможностей может стать универсальным диагностическим приемом, а также методом разработки прогностических критериев. Идеология подобного подхода, будучи созвучной формуле, гласящей: “лечить не болезнь, а больного”, основана на принципе интегрального анализа отклонений со стороны всей системы, а не на синдромологическом подходе. При рассмотрении организма в качестве кибернетической модели, состоящей из отдельных элементов, связующим и согласующим фактором между ними является система кровообращения, которую можно рассматривать в качестве одного из индикаторов адаптационных реакций организма [Парин В.В., Баевский Р.М., 1966].
5. В настоящее время получают все большее применение методы математического моделирования для определения уровня физического здоровья, адаптационных и функциональных состояний, основанные на оценке работы сердечно-сосудистой системы, поскольку последняя является чувствительным индикатором адаптационных реакций целостного организма, первой реагирует на все колебания условий внешней среды, является регулятором внутренней среды организма, поддерживая гомеостаз его органов и систем путем их адекватного кровоснабжения.
В рамках существующих представлений, вниманию предлагается разработанная нами конструкция модели определения интегрального показателя – индекса адаптационных реакций (ИАР). Принципиальное различие указанного метода от существующих заключается в том, что если в исследованиях подобного рода за основу принимаются абсолютные значения измеряемых показателей, например, частота сердечных сокращений, уровень систолического и диастолического артериального давления, возраст рост, масса тела, то в предлагаемой модели оценивается влияние на уровень адаптационных реакций независимых переменных, представляющих собой относительные показатели, более объективно отражающие состояние системы кровообращения, что делает предлагаемый метод более корректным.
В частности, подход, основанный на оперировании абсолютными значениями регистрируемых показателей, использован [Баевский Р.М. и соавт. 1967] для оценки уровня адаптационных возможностей функционирования системы кровообращения, обозначаемый как индекс функциональных изменений (ИФИ):
ИФИ = 0,011ЧСС + 0,014САД + 0,008ДАД + 0,014В + 0,009МТ-0,009Р-0,27 (1)
где ЧСС – частота сердечных сокращений, САД – систолическое, ДАД – диастолическое артериальное давление, Р – рост, В – возраст, МТ – масса тела.
Конструкция модели использует абсолютные значения входных параметров, никак не учитывается их соотношение и отклонение от оптимального уровня, что не позволяет дать численно строго дифференцированную информацию относительно функционального состояния организма и только дополнительные клинические исследования могут дать во многом субъективную оценку приблизительных диапазонов дифференциации функциональных состояний.
В разработанной нами модели акцент был поставлен на устойчивом показателе – соотношении ДАД/САД, оптимальные значения которого находятся в интервале 0,60–0,65, т.е. близки к пропорции т.н. «золотого сечения» [Борейко Т.И. и соавт., 2004]. В качестве относительного показателя, характеризующего взаимосвязь роста и массы тела, в модели был использован индекс массы тела, составляющий у взрослых в среднем 20-25 кг/м2.
Вышеотмеченное предопределяет необходимость конструирования модели нового показателя (индекс адаптационных реакций, ИАР), являющегося функцией величин, характеризующих состояние сердечно-сосудистой системы, в виде:
ИАР = f [ЧСС, (ДАД /САД), (ИМТ= МТ/Р2), В] (2)
где ИМТ-индекс массы тела, кг/м2 , В-возраст.
Модель, по существу, характеризует связь между миокардиально-гемодинамическим (ЧСС, САД, ДАД) и структурно-метаболическим (Р, МТ) гомеостазами.
Зависимость (2) была определена в виде:
ИАР = 1/( ); (3)
Xj = (Hj-Hjopt), (j=1-3);
где b0,bj –коэффициенты, Hjopt-оптимальное значение j-ого параметра;
H1- ЧСС, H2- (ДАД/САД), H3- ИМТ, X4-возраст.
Показатель ИАР на данный момент времени (ИАРt) можно определять по уравнению (3).
Специфика рассматриваемой проблемы заключается в объективной сложности количественной дифференциации адаптационных реакций по следующим категориям: а)удовлетворительная адаптация; б)напряжение механизмов адаптации; в)неудовлетворительная адаптация; г)срыв адаптации [Михайловa И.В. и соавт., 2008]. Модель (3) позволяет оценить степень отклонения значения индекса адаптационных реакций от его оптимального значения, что в свою очередь позволяет дать численно строго дифференцированную информацию относительно функционального состояния организма.
Возраст выступает как фактор, ведущий к снижению адаптационных возможностей организма. Кроме того, с возрастом растет и избыточная масса тела, усиливается риск возникновения заболеваний, связанных с нарушением липидного обмена. Поэтому, анализ модели делается для данной возрастной группы.
В случае, когда все параметры, характеризующие ИАР для данной возрастной группы будут на оптимальном уровне, то величина ИАР будет равна ИАРopt , и значение:
DИАР = abs (ИАРt – ИАРopt)
будет являться оценкой степени отклонения значения индекса адаптационных реакций от его оптимального значения.
Критерий эффективности курса реабилитационного лечения и его завершения будет определяться соотношением:
min{abs(ИАРt – ИАРopt)},
при этом ИАРt рассчитывается по усредненным данным показателей по наблюдениям контрольного промежутка времени.
Общий принцип оценки эффективности проводимого лечения в период (Dt) можно представить как сравнение предыдущего и последующего значений DИАР.
Если последующее значение DИАР больше предыдущего:
DИАРt+Dt > DИАРt ,
то имеет место напряжение механизмов адаптации, неудовлетворительная адаптация или даже срыв адаптации, что однозначно будет указывать на неэффективность выбранной стратегии лечения.
Если же в результате коррекции стратегии в последующем периоде лечения величина DИАР начинает уменьшаться:
DИАРt+Dt< DИАРt ,
это будет означать движение в направлении удовлетворительной адаптации и правильном направлении лечения.
Когда выполняется условие:
DИАРt+Dt= DИАРt ,
это будет означать, что в результате лечения достигнут возможный уровень реабилитации функциональных резервов организма.
Представленная, достаточно упрощенная модель, позволяющая выявить степень отклонения уровня адаптационных реакций от его оптимальных значений и оценить эффективность проводимого лечения на основе ограниченного числа функциональных показателей, является одним из примеров практического использования информационных технологий для решения частных задач восстановительной терапии. Одновременно, полученные данные являются существенным аргументом в пользу положения о том, что использование информационных технологий с позиций системно-аналитического подхода является исключительно перспективным в плане осуществления прорыва в различных областях медико-биологической науки, клинической медицины и здравоохранения.
ЛИТЕРАТУРА
1.Парин В.В., Баевский Р.М. Введение в медицинскую кибернетику. М.: Медицина. 1966. 220 стр.
2.Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний. М.: Медицина. 1967. 265 стр.
3.Борейко Т.И., ХоревинА.В. Принцип “золотого сечения” в физиологии кровообращения у курящих студентов. Карповские чтения: Матер. I Всеукраинск. научн. морфологич. конф. /Под ред. проф. И.В.Твердохлеба/. Днепропетровск: Пороги. 2004. С.75.
4.Михайлова И.В. и др. Применение индекса функциональных изменений для оценки действия бальнеофакторов. Актуальные проблемы восстановительной медицины, курортологии и физиотерапии. Матер. Международн. конгресса “Здравница-2008”. Москва. 2008. С.139-140. |
От имени научной и медицинской общественности Республики Армения имею честь сердечно приветствов