Підвищення вірогідності систем глюкозотолерантного тестування в умовах невизначеності динаміки глікемії

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2020. Робота присвячена питанням удосконалення інформаційно-вимірювального забезпечення діагностичних глюкозотолерантних тестів, що використовуються для ідентифікації динаміки ендокринних порушень при цукровому діабеті з метою підвищення вірогідності діагностики прихованих форм цукрового діабету при зменшенні кількості інвазивних глюкозотолерантних тестів. Проаналізовано існуючі математичні моделі вуглеводного обміну й динаміки глікемії, що використовуються для прийняття діагностичних рішень за результатами глюкозотолерантного тестування та доведено можливість використання в якості таких моделей регресійних поліномів обмеженого порядку. Запропонована, для оцінки інформативності фізіологічно адекватних параметрів динаміки глікемії, параметрична модель однофакторного дисперсійного аналізу, що дозволило розрахувати кількість діагностичної інформації. Досліджено методи одержання надлишкової інформації по поліноміальним моделям щодо параметрів локалізованої спектральної нестаціонарності змін рівня глікемії, що дозволило використовувати додаткову інформацію по поліноміальним моделям, які відображають динаміку глікемії. Розроблено структурну схему й комп’ютеризовану систему багатосторонньої ідентифікації моделей динаміки глікемії по суттєво обмежених обсягах глюкозотолерантних тестів, що дозволило підвищити вірогідність діагностики діабету для статистично обґрунтованого мінімального обсягу біохімічних вимірів. Розроблено інформаційну технологію бінарного глюкозотолерантного тестування і комп’ютеризовану процедуру оцінки кількості діагностичної інформації для будь-яких біохімічних параметрів при ранній діагностиці цукрового діабету і для виявлення порушень функції всмоктування кишечника (ентеральна недостатність). Розроблено інформаційну комп’ютеризовану систему для рекомендаційної діагностики ускладнень при цукровому діабеті і гастроентеральних порушеннях.

The thesis of competition for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.11.17 – Biological and Medical Devices and Systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The work is devoted to the improvement of information and measuring support of glucose tolerance testing of diabetic disorders while reducing the number of invasive glucose tolerance tests. The existing mathematical models of carbohydrate metabolism and dynamics of glycemia are analyzed and the possibility of using regression polynomials of limited order as such models is proved. To assess the informativeness of physiologically adequate parameters of glycemic dynamics, a parametric model of one-way analysis of variance, which allowed to calculate the amount of diagnostic information. The methods of obtaining redundant information on polynomial models on the parameters of localized spectral nonstationarity of changes in the level of glycemia were studied, which allowed to use additional information on polynomial models that reflect the dynamics of glycemia. A block diagram and computerized system for multifaceted identification of glycemic dynamics models based on significantly limited volumes of glucose tolerance tests have been developed, which has increased the reliability of diabetes diagnosis for a statistically reasonable minimum volume of biochemical measurements. An information computerized system has been developed for the recommendatory diagnosis of complications in diabetes mellitus and gastrointestinal disorders with the possibility of quantitative evaluation of diagnostic information for biochemical parameters.