Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ОЦЕНИВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Гафанович Е.Я. 3 Коровин Е.Н. 1 Львович И.Я. 2 Соколов И.М. 3
1 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» Минобрнауки России
2 АНОО ВПО «Воронежский институт высоких технологий»
3 ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»
В статье приведены результаты анализа региональной распространенности сердечно-сосудистых заболеваний с применением математического и компьютерного моделирования. Систематизация эпидемиологического состояния осуществляется с учетом территориальной распределенности первичной статистической информации. На первом этапе проведено сравнение распространенности заболеваний системы кровообращения населения, проживающего в региональном центре и субрегиональных образованиях, рассмотрено соотношение между тремя нозологиями: артериальная гипертония, стенокардия и острый инфаркт миокарда. Особое внимание уделено использованию геоинформационной системы для картографической классификации районов распространенности артериальной гипертонии. Проведено прогнозирование динамики распространенности, что позволило на основе ранжирования субрегиональных образований по росту или снижению рассматриваемого показателя разработать мероприятия по совершенствованию медицинской помощи населению.
середчно-сосудистые заболевания
региональная распространенность
классификация
прогнозирование
1. Большаков А.А., Каримов Р.Н. Методы обработки многомерных данных и временных рядов: учеб. пособ. для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 52 с.
2. Воробьева Н.А. Разработка интегрального показателя тяжести течения артериальной гипертонии / Н.А. Воробьева, А.П. Бабкин, О.Н. Чопоров // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2009. – Т.8, № 4. – С. 901–904.
3. Гафанович Е.Я., Коровин Е.Н. Исследование заболеваемости системы кровообращения в регионе на основе визуализации и трансформации информации // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: журнал практической и теоретической биологии и медицины. – М., 2011. – Т. 10, № 4. – С.744–746.
4. Гладских Н.А. Применение статистических методов прогнозирования и ГИС-технологий для мониторинга системы регионального здравоохранения / Н.А. Гладских, В.А. Голуб, С.Н. Семенов, О.Н. Чопоров // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2008. – № 1. – С. 111–116.
5. Каримов Р.Н., Шварц Ю.Г. Статистика для врачей, биологов и не только … Часть1. Сбор, представление и предварительный анализ данных: монография. – Саратов: Саратовский мед. ун-т, 2007. – 200 с.
6. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. – М.: Картгеоцентр, 1993. – 213 с.
7. Львович Е.Я. Многоуровневая система управления медицинской помощью больным артериальной гипертензией // Системный анализ и управление в биомедицинских системах: журнал практической и теоретической биологии и медицины. – М., 2007. – Т. 6, № 1. – С. 209–212.
8. Лифшиц В.Б., Булдакова Т.И., Суятинов С.И., Колентьев С.В. Статистический и нейросетевой методы идентификации и прогнозирования в медицине.// Информационные технологии. – М., 2004. – № 3. – С. 60–63.
9. Чопоров О.Н. Методы предварительной обработки информации при системном анализе и моделировании медицинских систем / О.Н. Чопоров, Н.В. Наумов, Л.А. Куташова, А.И. Агарков // Врач-аспирант. – 2012. – Т.55, № 6.2. – С. 382–390.
10. Чопоров О.Н. Рационализация управления региональными системами на основе использования методов системного анализа, информационных и ГИС-технологий / О.Н. Чопоров, Н.А. Гладских, С.С. Пронин [и др.] // Прикладные информационные аспекты медицины. – 2007. – № 102. – С. 15–19.

Повышение эффективности медицинской помощи больным сердечно-сосудистыми заболеваниями в большой степени зависит от достоверности анализа региональной распространенности с учетом территориальной распределенности первичной информации.

В условиях интенсификации использования компьютерных технологий традиционные статистические методы [1, 9] исследований дополняются возможностью применения геоинформационных систем и других инструментальных средств визуальной трансформации исходных данных и результатов моделирования [3, 4] для прогнозирования эпидемиологического состояния [8, 10]. Комплексный подход способствует принятию более обоснованных управленческих решений в системе регионального здравоохранения [7, 2].

Целью настоящего исследования является формирование достоверных прогностических оценок территориальной распространенности сердечно-сосудистых заболеваний с использованием сравнительного визуального анализа, классификационного моделирования по результатам картографической трансформации первичной информации и анализа динамики временных рядов.

На первом этапе было оценено соотношение основных сердечно-сосудистых заболеваний по Саратовской области и городу Саратову с использованием визуальной трансформации исходных данных (рис. 1). Из полученной гистограммы видно, что распространенность сердечно-сосудистых заболеваний в городе Саратове выше, чем по области, также стоит отметить, что среди этих заболеваний наиболее распространена артериальная гипертония.

pic_7.tif

Рис. 1. Соотношение заболеваний системы кровообращения в регионе

Использование ГИС [6] позволяет установить новые зависимости между выборками медицинских и географических данных, их пространственного анализа и представляет пользователю возможность оптимизировать процесс выбора стратегий в составлении плана лечебно-профилактических мероприятий. Геоинформационное моделирование проводилось с использованием пакета ArcView 3.0. Применение ГИС-вьювера ArcView 3.0 позволило более наглядно представить ситуацию по заболеваниям середечно-сосудистой системы по районам Саратовской области.

На рис. 2 представлена картограмма, отражающая классификацию районов распространенности артериальной гипертензии.

Как показали исследования, проведенные при помощи ГИС-анализа, неблагоприятными районами по распространенности артериальной гипертонии являются Балаковский, Балашовский, Воскресенский, Духовницкий, Калининский и Хвалынский районы; по распространенности стенокардии – Аркадакский, Саратовский и Хвалынский районы; по распространенности острого инфаркта миокарда – Балаковский, Балтайский и Лысогорский районы.

Для оценки динамики распространенности заболеваний сердечно-сосудистой системы были определены цепные коэффициенты роста Eqn4.wmf и базисный прирост Eqn5.wmf [10].

Была получена оценка динамики распространенности различных сердечно-сосудистых заболеваний.

На рис. 3 представлена динамика распространенности АГ за шесть лет. Сведения о приросте по заболеваниям сердечно-сосудистой системы приведены в табл. 1.

Анализ динамики сердечно-сосудистых заболеваний по Саратовской области (табл. 1) показал, что по всем рассматриваемым нозологическим формам наблюдается увеличение распространенности сердечно-сосудистых заболеваний, особо стоит отметить рост распространенности артериальной гипертонии: по области на 68,05 %, а по г. Саратову на 96,24 %.

Для исследования дальнейшей тенденции распространения сердечно-сосудистых заболеваний по Саратовской области было проведено краткосрочное прогнозирование с применением метода экспоненциального сглаживания [10] на 2010–2012 гг. Прогнозирование осуществлялось при помощи пакета Statistica 5.0.

В качестве основной модели ряда рассматривается его представление в виде полинома невысокой степени, коэффициенты которого медленно меняются со временем:

Eqn6.wmf (1)

где α – параметр сглаживания.

pic_8.tif

Рис. 2. Классификация районов Саратовской области по распространенности артериальной гипертонии

pic_9.tif

Рис. 3. Динамика распространенности артериальной гипертонии

Таблица 1

Темпы приростов сердечно-сосудистых заболеваний

№ п/п

Нозология

T2005

T2006

T2007

T2008

T2009

Тенденция

Саратовская область

1

Артериальная гипертония

16,83

-3,25

34,92

1,97

8,07

68,05

+

2

Стенокардия

3,71

-8,60

41,91

-13,22

-3,00

13,23

+

3

Острый инфаркт миокарда

18,33

-2,11

-0,72

1,45

2,14

19,17

+

Город Саратов

1

Артериальная гипертония

15,75

20,47

12,85

13,22

10,14

96,24

+

2

Стенокардия

9,42

6,97

1,15

1,52

5,60

26,91

+

3

Острый инфаркт миокарда

7,14

-6,67

0,00

-21,43

30,00

2,14

+

Начальное значение тренда зависит от его типа:

для экспоненциального тренда

Eqn7.wmf

Eqn8.wmf (2)

для линейного тренда

Eqn9.wmf

Eqn10.wmf (3)

для демпфированного (затухающего) тренда

Eqn11.wmf

Eqn12.wmf (4)

где φ – параметр сглаживания демпфированного (затухающего) тренда.

На рис. 4 представлены результаты прогнозирования распространенности артериальной гипертонии по Саратовской области. Результаты краткосрочного прогнозирования показали, что в целом по Саратовской области и городу Саратову прогнозируется увеличение распространенности артериальной гипертонии.

Сводные данные по прогнозированию различных показателей по районам Саратовской области на 2010–2012 гг. приведены в табл. 2, где показано количество районов, в которых наблюдается рост или снижение рассматриваемого показателя.

Таким образом, установлено, что имеется тенденция к увеличению количества заболеваний артериальной гипертонией, рост которых прогнозируется в 37 районах Саратовской области из 39 районов (97,37 %), прогнозируется также рост стенокардии (68,42 %) и острого инфаркта миокарда (63,16 %).

pic_10.tif

Рис. 4. Краткосрочный прогноз распространенности артериальной гипертонии по Саратовской области

Таблица 2

Сводные данные по прогнозированию различных показателей по районам Саратовской области на 2010–2012 гг.

Показатель

Прогноз на 2010–2012 гг.

Рост

Снижение

Артериальная гипертония

37 (97,37 %)

1 (2,63 %)

Стенокардия

26 (68,42 %)

12 (31,58 %)

Острый инфаркт миокарда

24 (63,16 %)

14 (36,84 %)

Общая смертность от болезней системы кровообращения

11 (28,95 %)

27 (71,05 %)

Смертность трудоспособного населения от болезней системы кровообращения

12 (31,58 %)

26 (68,42 %)

Анализ результатов прогнозирования и динамики развития ССЗ показал, что сочетание традиционных статистических методов и компьютерных технологий визуальной трансформации позволяет получить достоверные прогностические оценки для решения задач разработки мероприятий совершенствования медицинской помощи, лечебно-диагностического процесса по различным нозологическим формам ССЗ и в первую очередь для артериальной гипертонии как имеющей наибольший удельный вес среди ССЗ (рис. 1).

Рецензенты:

Разинкин К.А., д.т.н., доцент, профессор кафедры технологических и автоматизированных систем электронного машиностроения Воронежского государственного технического университета, г. Воронеж;

Чопоров О.Н., д.т.н., профессор, проректор по научной работе Воронежского института высоких технологий, г. Воронеж.

Работа поступила в редакцию 16.09.2013.


Библиографическая ссылка

Гафанович Е.Я., Коровин Е.Н., Львович И.Я., Соколов И.М. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ОЦЕНИВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 9-4. – С. 606-610;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32479 (дата обращения: 21.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074