Оценка и прогнозирование уровней медико-биологического благополучия регионов в системе управления здравоохранением Республики Башкортостан

Актуальность проблемы.

Анализ состояния здоровья детей и подростков позволяет утверждать, что здоровье детей за последние 7 лет ухудшилось как по России в целом, так и по РБ в частности [1].

Известно, что основой здоровья человека любого возраста является уровень его здоровья при рождении [51,66]. Уровень жизнеспособности и качество здоровья новорожденных отражают интегральный показатель благополучия или неблагополучия региона. Этот показатель является одним из самых объективных в медицинских исследованиях, так как интенсивно развивающийся внутриутробный организм наиболее чувствителен к различным отклонениям в организме матери и в окружающей среде. Кроме того, младенец еще не имеет вредных привычек, которые в процессе жизни в той или иной степени приобретает взрослый человек.

В этой связи состояние здоровья новорожденных следует рассматривать как один из наиболее чувствительных и объективных критериев, отражающих различные аспекты жизни и деятельности изучаемой популяции, а следовательно, оно является весомым критерием для интегральной оценки состояния региона и принятия управленческих решений [3].

Климатогеографические, этнические, экологические и другие факторы среды оказывают влияние на жизнедеятельность человека. В этой связи каждый регион имеет свои особенности в состоянии здоровья населения. В свою очередь, медико-биологические и демографические показатели объективно отражают социально-экономическое и экологическое благополучие, медицинскую грамотность населения, качество медицинского обеспечения, проблемы здоровья семьи [8]. Поэтому оценка наиболее информативных показателей здоровья населения необходима руководителям администраций и органов здравоохранения городов и административных районов, биологам, экологам, социологам и другим специалистам для принятия определенных решений в системе управления.

Республика Башкортостан с населением более четырех миллионов человек, так же как и другие территории России, характеризуется в последние годы неблагоприятными демографическими процессами — имеет место снижение темпов и уровней рождаемости, тенденция к повышению показателей общей смертности, и в результате — естественная убыль населения .

25 20 15 10 5 О.

Рис. 1.Показатель рождаемости по Республике Башкортостан.

Как видно из рис. 1, рождаемость упала за период с 1987 по 1997 год почти в два раза. Это очень тревожные симптомы, так как наряду с уменьшением доли молодых людей в населении имеет место ухудшение их здоровья, что приводит к постоянным больничным листам, а зачастую даже инвалидности.

Рождаемость по РБ.

00 00 00 00 О) Ф ф о о> о в> о О0)0>О>О>О)О)О)О)СПО>О).

Смертность по РБ.

Рис. 2. Показатель смертности по Республике Башкортостан.

Естественный прирост населения РБ.

12 10 8 6 4 2 0 -2.

II1 «I О 1 «> N «1-в > ас «а > «>——в Ш1Ш > а 9 и ШШ—* > 0 1-В > о 1−0 1? —3 -с.

1-с 1 и.

Рис. 3. Показатель естественного прироста населения по Республике Башкортостан.

На фоне демографического кризиса в республике имеет место повышение темпов смертности и снижение естественного прироста населения (см. рис. 2,3), ухудшение семейно-брачных отношений, репродуктивной функции женщин, высокие показатели материнской и перинатальной смертности, снижение доли здоровых детей при рождении [12]. Данные по показателям неонатальной и перинатальной смертности и мертворождаемости представлены на гистограмме (рис.4).

Показатели мертворождаемости, перинатальной и неонатальной смертности по.

РБ ю со Ь'.еоФо^счсэтгюшь".

С0с00000(00)0)9)0)0)0)в)ф О О О) О) 0> О О) О) О) о> о> О О).

В Перинатальная смертность Мертворождаемость Неонатальная смертность.

Рис. 4. Показатели неонатальной, перинатальной смертности и мертворождаемости по Республике Башкортостан.

Характеризуя в целом детей Башкортостана, можно констатировать критическое состояние их здоровья, необходимость пересмотра и реорганизации ряда позиций их социального и медицинского обеспечения с учетом современного экономического положения Республики Башкортостан.

Последствия сложившейся ситуации вполне предсказуемы на ближайшие 20−35 лет — это омоложение многих заболеваний, снижение интеллектуального потенциала детей и подростков, снижение уровней физического и психического здоровья населения, рост инвалидности с детства, наркомании и преступности, ослабление иммунитета, рост бактериальных и вирусных заболеваний, то есть существенное ухудшение индивидуального и общественного здоровья населения [41].

Снижение рождаемости, рост смертности и сокращение продолжительности жизни населения приобрело в последние годы стремительный характер. Катастрофическая демографическая ситуация обостряет проблемы нарастающего ухудшения здоровья детей и ставит их в разряд национальных приоритетов.

В условиях резкого снижения рождаемости особое значение приобретает качество здоровья вновь рождающихся поколений детей и сохранение их жизней. Каждая смерть в раннем возрасте оборачивается целой непрожитой жизнью. Поэтому в структуре потерь трудового потенциала российского общества доминирующими являются не сердечно-сосудистые болезни и не злокачественные заболевания, как это нередко принято считать, а несчастные случаи и травмы (38%) и младенческая смертность (19,8%) [11].

В связи со всем вышесказанным с целью проведения природоохранных, медико-биологических, социальных, профилактических и других мероприятий возникла необходимость выявления в республике неблагополучных регионов [4]. Для решения данной задачи на первом этапе исследования было проведено картографирование демографических и перинатальных показателей по административным районам Республики Башкортостан. Медико-географические карты достаточно информативны и позволяют эффективно использовать их в оценке отдельных служб здравоохранения. Однако, они не дают целостной характеристики благополучия (или неблагополучия) региона. Об этом можно судить только по совокупности наиболее значимых медико-биологических показателей. Для этого высококвалифицированные специалисты в качестве экспертов должны оценить различные показатели в исследуемом регионе и дать его интегральную оценку. В диссертации предлагается подход к решению проблемы комплексной оценки благополучия регионов Республики Башкортостан по информативным критериям по перинатальным показателям, основанный на применении математических моделей распознавания образов.

В данном случае задача распознавания сводится к задаче вынесения решения о том, каким является тот или иной регион по комплексной оценке нескольких перинатальных показателей. До настоящего времени такие решения выносились экспертами-медиками, для чего было необходимо их постоянное привлечение к оценке благосостояния отдельных регионов. В случае построения распознающей модели эта задача существенно облегчается, и затрачиваемое экспертами время значительно уменьшается, а в ряде случаев необходимость в этом исчезает. При этом достаточно будет иметь одноразовое заключение специалистов по некоторому количеству районов [4].

Кроме знания оценки региона для предварительного распределения средств, медикаментов и медперсонала желательно иметь прогноз на будущее как по оценке региона в целом, так и по отдельно взятым показателям здоровья новорожденных. Сравнивание спрогнозированных и полученных в дальнейшем реальных оценок дает представление о том, происходят ли положительные изменения в конкретно взятом регионе (то есть реальная оценка лучше прогнозируемой) или нет. В неонатологии, перинатологии и близких к ним отраслях медицины прогноз на один год вперед считается краткосрочным. Знание краткосрочных прогнозов помогает в составлении бюджета и планов распределения материальных средств и медицинского персонала по регионам.

Цель работы.

Целью данной работы является разработка алгоритма решения задачи классификации регионов по уровням их медико-биологического благополучиярешение задачи прогнозирования комплексной оценки регионов для возможности предварительного распределения средств и медицинского персонала по наиболее неблагополучным административным районампрограммная реализация разработанных алгоритмов.

Результаты, выносимые на защиту.

1. Концепция классификации регионов как распознавания образов.

2. Метод оценки благосостояния регионов на параметризованного правила ближайшего соседа и попарного сравнивания доверительных интервалов.

3.Анализ численного эксперимента с рекомендациями по применению алгоритмов.

4.Метод выделения предположительно неверных данных при решении задачи прогнозирования.

5.Программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы.

Научная новизна.

Новыми в работе являются:

1. Предложенная концепция классификации регионов средствами теории распознавания образов.

2.Новизна алгоритма решения задачи классификации регионов на основе правила ближайшего соседа (ПБС) состоит в использовании вероятностно-статистической модели процесса с адаптацией характеристик последнего к набору параметров, задачи основе метода влияющих на качество распознавания, а также в предложенном автором критерии поиска оптимального набора параметров, обеспечивающего минимальную вероятность ошибки классификации.

3.В методе прогнозирования уровней благосостояния впервые предложена комплексная оценка по сумме мест в ранжирах регионов, позволяющая выявлять ошибочные данные.

4.Метод прогнозирования значений оценок благосостояния регионов базируется на модифицированном алгоритме распознавания образов с использованием временных рядов.

5.Новизна разработанного программного обеспечения, реализующего разработанные алгоритмы, подтверждена регистрацией в РосАПО программного продукта № 50 990 000 114 -«Программа оценивания регионов РБ по уровню их медико-биологического благополучия».

Практическая значимость результатов и связь работы с научными программами.

Разработан метод получения оценок благосостояния регионов РБ и их прогнозов и программного обеспечения к нему. Данный метод может быть использован в работе медицинских учреждений при необходимости получения оценок без привлечения экспертов.

Предложен метод выделения предположительно неверных данных, что позволит привлечь внимание к возможным ошибкам и ужесточить контроль за сбором информации.

Разработанные алгоритмы параметризации ПБС и попарного сравнивания доверительных интервалов используются в учебном процессе при проведении занятий по курсу «Распознавание образов».

Диссертационная работа связана с выполнением НИР № 14 «Медико-географическое картографирование перинатального здоровья в РБ» по плану АН РБ (1997;1999 гг.).

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались: на 62-й научной конференции студентов и молодых ученых, посвященной 50-летию студенческого научного общества Башкирского государственного медицинского университета (Уфа, 1997 г.) — на республиканской конференции «Современные проблемы естествознания на стыках наук» (Уфа, 1998 г.) — на конференции «Информатизация педиатрической науки и практики» (Екатеринбург, 1998 г.) — на семинарах «Модели и методы искусственного интеллекта» кафедры вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического униврситета (19 971 999гг.).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, списка использованной литературы и приложения. Полный ее объем составляет 176 страниц машинописного текста, включая приложения и библиографию.

Основные результаты работы, полученные лично соискателем, заключаются в следующем:

1) разработана концепция постановки задачи классификации регионов средствами теории распознавания образов;

2) разработан новый алгоритм решения задачи классификации регионов на основе ПБС с использованием вероятностно-статистической модели процесса, отличающийся от известных введением конкретного набора параметров, влияющих на качество распознавания;

3) предложен метод попарного сравнивания доверительных интервалов для определения оптимального в смысле минимума вероятности ошибки классификации набора параметров, позволяющий сократить объем необходимых вычислений и выделить несколько наборов параметров (вместо одного), вероятности ошибок классификации которых несильно отличаются друг от друга;

4) предложен алгоритм прогнозирования комплексной оценки уровня медико-биологического благополучия регионов, главное отличие которого заключается в том, что прогноз строится не на основе временного ряда значений уровня благополучия, а на основе классификации векторов, координатами которых являются спрогнозированные значения отдельных показателей;

5) предложен новый метод выявления предположительно неверных данных, позволяющий по величине критерия делать предположения об ошибочности представленных данных;

6) создано программное обеспечение, реализующее вышеописанные алгоритмы, что легко позволит получать необходимые результаты в необходимый момент без привлечения экспертов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Использование результатов представленной работы позволяетполучать оценки регионов по уровням медико-биологического благополучия без привлечения экспертов;

— прогнозировать значения отдельных показателей и оценки благополучия регионов в целом;

— выявлять предположительно неверные данные. Все это позволит.

— облегчить принятие решений по распределению медицинского персонала, медикаментов и материальных средств по регионам;

— обратить внимание руководителей органов здравоохранения на неблагополучные регионы;

— выявить тенденции ухудшения благополучия определенных регионов;

— ужесточить контроль за сбором информации по конкретным регионам с учетом методики выявления предположительно неверных данных.

Ценность данной работы заключается в том, что все рассмотренные выше задачи могут быть решены не только в области медицины, но и в других, где возможно оценивание регионов по совокупности некоторых доступных для измерения показателей (например, в экологии).