Наукове обґрунтування інформаційної технології аналізу системи "довкілля–здоров'я"

Метод кластерних границь полягає у формуванні нормованих безрозмірних еквівалентів показників здоров'я з урахуванням їх стабіляційної / дестабіляційної дії, визначенні територіальних динамічних тенденцій зміни еквіваленту показника; розрахунку сценаріїв розвитку процесів за достовірними моделями залежності «еквівалент - час»; визначенні для кожного фіксованого показника часу границь кластерів та встановленні залежностей зміни границь кластерів у часі; розрахунку прогнозних значень границь кластерів; обчисленні кількісного та ідентифікаційного складу кластерів для фіксованого часу; розрахунку і прогнозу інтегральних еквіваленту кластерів; визначенні територій із незадовільним рівнем здоров'я.

Зазначену інформаційну технологію оцінки рівня здоров'я населення застосовано для визначення областей України зі стабільно незадовільним рівнем здоров'я.

Результати застосування технології з використанням методів інтегральної норми та кластерних границь, які мають достовірність p < 0,05, продемонстровано на прикладі стандартизованого показника загальної смертності від усіх причин для всього населення за 17-річний період з 1990 по 2006 роки за даними БД www.medstat.com.ua.

Для визначення тенденції зміни медико-демографічних показників та розрахунку оцінки їх інтенсивності розроблено алгоритми побудови математичних моделей зміни показників системи «довкілля - здоров'я» з урахуванням спрямованості, інтенсивності та тривалості дії чинників на основі багатофакторної регресійної моделі з фіксацією направленості дії здоров'яформуючих чинників; встановлено види найбільш типових математичних нелінійних залежностей системи, запропоновано методи розрахунку початкових значень параметрів складних залежностей з наступним їх уточненням ітераційними методами, створено і опрацювано математичні методи ідентифікації складних нестохастичних зв'язків в системі на основі методу «box-counting».

Оцінки параметрів багатофакторної регресійної моделі з фіксацією направленості дії чинників формуються на базі синтезу достовірних однофакторних моделей, що відповідають критеріям Бредфорда Хілла, є незміщеними та нормально розподіленими. Доведено, що зазначений метод є ефективним при експрес-встановлені тенденцій змін системи «довкілля - здоров'я», зручним у застосуванні, має високу оцінку надійності моделі (4,06%) у порівнянні з методом проекцій градієнту (24,4%) та класичного методу (28,1%). За даним методом, зокрема, побудовано модель зміни (p<0,05) стандартизованого показника смертності від туберкульозу (всі форми, код 993012; одиниці виміру - на 100 тис. населення) від дії чинників довкілля: валового внутрішнього продукту (код 990000, одиниці виміру - долари США на душу населення); середньої кількость вживаних калорій (код 160300, одиниці виміру - середня кількість кілокалорій на 1 особу за 1 день); загальних витрат на стаціонарну допомогу (код 270102; одиниці виміру - відсотках від загальних витрат на охорону здоров'я джерело), інформації - БД HFA-DB (www.euro.who.int) за період 1970 - 2005 роки.

Обчислювальний експеримент з визначення особливостей та обмежень застосування запропонованого методу оцінки параметрів моделі з фіксацією направленості дії чинників проводився за допомогою спеціально розробленого програмного засобу «АНАЛІЗАТОР», який моделює та візуалізує розкиди за критерієм Ст'юдента оцінок коефіцієнтів регресії, які отримані класичними та запропонованим методами, для створеного в експерименті масиву даних, характеристики якого (обсяг вибірки, кількість незалежних показників, статистичні величини розсіювання/зашумлення даних, ступінь зв'язків системи тощо) встановлюються в програмі довільним чином.

За допомогою графічного методу за статистичними даними встановлено найбільш типові та адекватні математичні моделі опису змін системи «довкілля - здоров'я»: базові структурно-функціональні моделі, утворені на основі синтезу лінійної та хвилеподібних моделей, синтезу експоненційної моделі з хвилеподібною вщухаючою складовою, а також унімодальна модель.

Розроблено технології визначення початкових оцінок параметрів нелінійних математичних моделей за результатами обчислення і співставлення характерних точок (max, min, inf, sup) базових та допоміжної функціональної моделі, використання процедури лінеаризації та розкладення нелінійної функції в ряд Тейлора в колі точки початкових наближень параметрів. Створена ітераційна процедура уточнення початкових оцінок параметрів нелінійних моделей за модифікованим алгоритмом нелінійної оптимізації у відповідності до комбінованої стратегії Левенберга-Марквардта лінійної апроксимації та градієнтного спуску, в якій використовується параметр регуляції для запобігання виродження матриці Якобіана.

Побудована достовірна (R²=0,92 - 0,98) структурно-функціональна модель синтезу лінійної та хвилеподібних моделей, зокрема, була застосована при встановлені за класифікацією Е. Розета стадій демографічного розвитку країн Європи, їх діапазонів та тривалості, інтенсивності процесу старіння та соціально-економічного навантаження за даними www.euro.who.int/hfadb за період з 1980 по 2008 рік для показника чисельності населення у віці, старшому за працездатний. Діапазони розраховувалися за зворотною математичною моделлю чисельним (методом половинного ділення). Інтенсивність (p < 0,05) обчислювалася за співвідношенням площин, обмежених встановленою функцією, до відповідного їй часового діапазону (таблиця 4).

Таблиця 4. Діапазони та тривалість стадій демографічного розвитку країн Європи (роки)

Унімодальна модель, зокрема, була застосована при визначені етапів розвитку територій/країн за достовірними (p < 0,05) тенденціями зміни медико-демографічних показників. Доведено, на етапі стабілізації знаходяться Бельгія, Фінляндія, Італія, Німеччина; на етапі позитивного розвитку Ізраїль, Канада, Австрія; на етапі аномального розвитку Україна, Росія, Латвія. Критерієм класифікації були рівні відмінності за критерієм Стьюдента між інтенсивністю процесу, що розрахована за базовою та функціональною моделлю. Якщо на рівні значущості p < 0,05 встановлено достовірне співпадіння величин інтенсивності, процес визначається як «стабільний розвиток»; при достовірній відмінності величин - процес характеризується як «аномальний розвиток»; при недостовірних відмінностях величин інтенсивності - як «позитивний розвиток». Зазначені розрахунки проведено, зокрема, для показника загальної чисельності населення країн за інформацією on-line БД U.S. Census Bureau (www.census.gov), в якій представлені середньорічні реальні та прогнозні значення медико-демографічних показників різних країн за проміжок часу з 1950 по 2050 року.

Для встановлення складних (нелінійних) залежностей в системі «довкілля - здоров'я» адаптовано метод «box-counting», застосування якого відбувається в п'ять етапів. Етап 1 - розрахунок нормованих між 0 та 1 значень незалежних показників та визначення одиниці дискретності, яка забезпечує точність подальших розрахунків. Етап 2 - розбиття діапазонів зміни незалежного та залежного чинника на діапазони у відповідності до визначеної одиниці дискретності та розрахунок кількості їх заповнених (непустих) осередків. Етап 3 - в двовимірній площині «незалежна - залежна змінна» визначається кількість заповнених осередків. Етап 4 - розрахунок кількісного значення крос-ентропії для кожної пари «незалежна - залежна змінна». Етап 5 - визначення незалежних чинників, яким відповідають найбільші значення крос-ентропії для подальшого дослідження.

Критеріями для відбору визначеної кількості чинників є відповідність 8-ми постулатам Бредфорда Хілла щодо наявності причино-наслідкого зв'язку системи «довкілля - здоров'я».

Розроблено програмний засіб «ІНДИКАТОР» для виявлення в автоматичному режимі нестохастичних залежностей системи «довкілля - здоров'я». За результатами дослідження він дозволив виявити додатково у порівнянні з класичним кореляційним аналізом понад 30% достовірних (p < 0,05) нелінійних зв'язків в БД.

Зокрема, в базі даних HFA-DB ЄРБ ВООЗ по країнам Європи, яку представлено www.euro.who.int, міститься інформацію по Україні в цілому за 35-річний період з 1970 по 2005 роки виявлені нестахостичні зміни динаміки показників валового внутрішнього продукту на душу населення в паритетах купівельної спроможності ($), загальних витрат на охорону здоров'я (за оцінкою ВООЗ у відсотках до валового внутрішнього продукту), щорічного вживання цигарок (кількість штук на одну особу), щорічне вживання алкоголю (в літрах чистого спирту на одну особу) тощо.

Оцінку економічного еквіваленту вартості середньостатистичного життя мешканця України проведено за найбільш широко вживаним методом розрахунку економічної вартості на базі валового внутрішнього продукту за даними Державного комітету статистики України за 2004 рік.

Встановлено, що оцінка суттєво залежить від вхідних базових характеристик, зокрема чисельності населення за різними категоріями, що призводить до суттєвих коливань оцінки у межах від 97 тис. $ до 297 тис. $.

Розроблено модифікований алгоритм визначення орієнтовної вартості середньостатистичного життя мешканця довільного віку на основі розрахунку середнього віку мешканця даної території за щільністю розподілу Вейбула-Гнеденко та оцінки вартості статистичного життя новонародженого:

(6)

де - статистична вартість життя новонародженого, - статистична вартість життя середньостатистичної людини віком , - середній вік населення даної території, - параметри щільності розподілу Вейбула-Гнеденко ймовірностей - віку мешканців: - параметр масштабу, - параметр форми, - параметр зсуву.

За цим алгоритмом, зокрема, за даними 2007 року Державного комітету статистики України (www.ukrstat.gov.ua) проведено оцінку (p < 0,05) вартості життя мешканців довільного віку України та Росії, яка представлена в таблиці 5.

довкілля здоров'я населення демографічний

Таблиця 5. Економічний еквівалент вартості середньостатистичного мешканця довільного віку

В роботі на базі економічного еквіваленту середньостатистичної вартості життя запропоновано алгоритми обчислення втрат здоров'я населення внаслідок втрачених (непрожитих) років, у результаті смерті, інвалідності, захворюваності, а також втрат з визначеної причини та від негативного впливу довкілля та проведено експрес-оцінку економічних втрат України за статистичними даними мережевої бази www3.who.int та даних Державного комітету статистики України.

Зокрема, встановлено розмір втрат України внаслідок смерті (за стандартизованими показником смертності від усіх причин, код 990102), які лише за 2007-2008 роки оцінюються на рівні 1,5 млрд.$, в тому числі від негативного впливу чинників довкілля - 300 млн.$. Розрахунки проводилися за формулою (7).

(7)

де - економічні втрати на популяційному рівні в наслідок смерті групи людей за один - рік; - час; - номер вікової групи; - загальна кількість вікових груп; - чисельність населення в - віковій групі в - році; - середня тривалість життя в - році в - віковій групі; - економічні втрати від негативного впливу навколишнього середовища в - році; - економічні втрати на популяційному рівні в наслідок смерті групи людей за період час з -го року по - ий рік.

Висновки

Розроблено та науково обґрунтовано інформаційну технологію аналізу системи «довкілля - здоров'я», що передбачає визначення та оцінку джерел статистичної інформації, оцінку територій за рівнем здоров'я населення та станом довкілля, встановлення тенденцій зміни стану здоров'я від інтенсивності та тривалості впливу чинників навколишнього середовища, оцінку змін здоров'я в економічній шкалі, технологію визначення ефективності тактичних та стратегічних заходів зміцнення здоров'я нації.

1. Встановлено, що інформаційна технологія аналізу системи «довкілля - здоров'я» повинна об'єднувати інформаційний, методичний та програмний етапи, спрямовані на встановлення джерел інформації, оцінку якості статистичних даних, визначення медико-демографічних тенденцій, оцінку територій за рівнем здоров'я та станом навколишнього середовища, визначення безпечних рівнів чинників довкілля, розрахунок ступеня зміни рівня здоров'я в економічній шкалі, оцінку ефективності заходів зміцнення здоров'я нації. Доведено, що концепція інформаційної технології аналізу системи «довкілля - здоров'я» повинна базуватися на принципах уніфікації інформаційного, методичного та програмного забезпечення. Обґрунтовано технологію використання в системі охорони здоров'я цільових локальних моніторингів (навколишнього середовища, здоров'я, соціально-економічного) з наступною їх інтеграцією в державний соціально-гігієнічний моніторинг України. Визначено, що найбільш ефективним системним середовищем для поєднання розгалуджених міжвідомчих моніторингів, неузгоджених за стандартами і форматами статистичної інформації зі специфічним програмно-алгоритмічним забезпеченням з орієнтацією на наявне комп'ютерне обладнання, є сучасні Oracle- та Grid-технології.

2. Доведено, що існуючі мережеві джерела статистичної інформації по Україні в цілому і по областям не можуть бути ядром інформаційного простору системи «довкілля - здоров'я» України, оскільки вони розгалуджені за цільовими принципами, створені на основі вузькопрофільних методичних та програмних засобів, неузгоджені, містять суттєві похибки та мають нерегулярне поповнення. Показано, що в джерелах статистичної інформації ступінь дисгармонійності економічних показників коливається в межах 1 - 3 %, демографічних - 2 - 15 %., екологічних 10 - 25 %. Розроблено автоматизовану систему покращення якості статистичної інформації за рахунок виявлення і виправлення найбільш поширених помилок статистичних джерел інформації. Створено програмний засіб «ГАРМОНІЗАТОР» для управління масивами даних великого обсягу.

3. Розроблено методику, в основу якої покладено визначення інформативних показників довкілля, комплексне оцінювання території за медико-демографічними, екологічними, соціально-економічними характеристиками, для встановлення оцінки стану системи «довкілля - здоров'я».

4. За узагальненою нормованою в діапазоні між 0 та 1 оцінкою виявлено, що в порівнянні з країнами Європи та СНД Україна достовірно (p<0.05) входить до найгіршої рейтингової групи за інтегральною (0,16 у.о.) за 75-ма показниками: стану навколишнього середовища, здоров'я матері та дитини, способу життя, демографічним, медичним, соціально-економічним рівнем; займає передостаннє місце в рейтингу за комплексною оцінкою системи охорони здоров'я. Показано, що для України нормовані показники комплексної оцінки 5-ти соціально-економічних чинників знаходяться на рівні лише 0,22 у.о.; 7-ми демографічних чинників - 0,20 у.о.; 10-ти чинників способу життя - 0,08; 4-ох чинників стану навколишнього середовища - 0,02; 22-ох чинників смертності та 15-ти чинників захворюваності - 0,30 у.о.; 9-ти чинників стану системи охорони здоров'я - 0,12 у.о.; 3-ох чинників стану здоров'я матері та дитини - 0,05 у.о.

5. Встановлено на рівні достовірності p<0,05 класифікаційну шкалу розподілу адміністративних територій України на групи зі «стабільно незадовільним рівнем» здоров'я [0,7; 1,0), «середнім» [0,6; 0,7), «умовно задовільним» [0,0; 0,6] за інтегральною оцінкою рівня стабільності здоров'я, яка нормована між 0 та 1 та розрахована за розробленими методами інтегральної норми та кластерних границь. До територій зі стабільно незадовільним рівнем здоров'я населення в період 1990-2006 р. за стандартизованими коефіцієнтами смертності всього населення та дитячої смертності відносяться, зокрема, Донецька (0,78), Луганська (0,79), Дніпропетровська (0,75), Запорізька (0,74), Миколаївська (0,77) області.

6. Запропоновані методи визначення інтегральної норми та кластерних границь, які базуються на формуванні інтегральної оцінки рівня здоров'я як достовірного коефіцієнту регресійної моделі за умов фіксації його нульового параметру на рівні обчисленої «норми» та на визначенні границь кластерів територій за тенденцією їх динаміки, і спрямовані на оцінку територій за рівнем популяційного здоров'я та визначення територій зі стабільно незадовільним рівнім здоров'я. Доведена валідність (співпадіння 80%, p<0,05) розробленої технології та можливість експрес-оцінювання територій та населених пунктів України щодо визначення найбільш проблемних об'єктів для впровадження першочергових заходів в рамках моніторингу.

7. Запропонований метод та програмний продукт «АНАЛІЗАТОР» побудови багатофакторної математичної моделі з урахуванням спрямованості дії чинників довкілля, має високу оцінку надійності моделі (4,06%) у порівнянні з більш проблемними у використанні методом проекцій градієнту (24,4%) та класичного методу (28,1%), сприяє встановленню достовірних залежностей системи «довкілля - здоров'я», зокрема, достовірної залежності (p<0,05) зміни стандартизованого показника смертності (туберкульоз, всі причини) від якості харчування, рівня надання стаціонарної допомоги та рівня соціально-економічного розвитку України.

8. Визначена методика побудови математичних моделей суттєво нелінійного виду на базі структурно-функціонального синтезу лінійної та хвилеподібної моделей, експоненційної моделі з хвилеподібною вщухаючою складовою забезпечує високу точність визначення початкових наближень параметрів та швидкість збіжності ітераційної процедури їх уточнення за модифікованою схемою Левенберга-Марквардта, яка у порівнянні зі стандартною процедурою Ньютона-Гауса має в 5 разів меншу кількість ітераційних кроків.

9. За достовірно (R²=0,92 - 0,98) встановленою динамікою змін медико-демографічних показників розраховано демографічний вік країни, інтенсивність процесів демографічного старіння та соціального, демографічного, економічного навантаження на населення працездатного віку. Доведено, що всі країни Європи знаходяться на стадії демографічної старості: Україна - починаючи з 1989 р., ЄС - з 1976 р., Євр-А - з 1973 р., СНД - з 2004 р., Євр-В+А - з 2006 р. Визначено (p < 0.05) максимальну інтенсивність процесу старіння в Україні (43,5 у.о.) у порівнянні з країнами СНД (37,1 у.о.) та ЄС (36,6 у.о.). Встановлено максимальне соціальне, демографічне, економічне навантаження на працездатне населення України (0,72 у.о.) у порівнянні з країнами СНД (0,58 у.о.), ЄС (0,55 у.о.), Євр-А (0,54 у.о.) та Євр-В+А (0,53 у.о.).

10. Розроблено інформаційний метод критеріального експрес-визначення (p < 0,05) етапу розвитку території (країни або регіонів) у термінах: «нормальний розвиток», «аномальний розвиток», «стабільний розвиток» на основі медико-демографічних показників, за якими проведено класифікацію країн Європи і СНД. Зокрема встановлено періоди аномального розвитку в Україні (1985-2010 р.), Росії (1970-2005 р.), Латвії (1970-2005 р.).

11. Застосування запропонованої модифікації методики «box-counting» та створений програмний засіб «ІНДИКАТОР» забезпечують, у порівнянні з класичним кореляційним аналізом, автоматичне встановлення понад 30 % додаткових нестохастичних залежностей в масивах статистичних даних великого обсягу. До встановлених таким чином достовірних (p < 0,05) нелінійних залежностей, зокрема, відносяться: динаміка вживання алкоголю, паління, кількість нових випадків професійної захворюваності, загальних витрат на охорону здоров'я тощо.

12. Розроблено методику експрес-оцінки втрат здоров'я населення в результаті смертності, захворюваності та інвалідизації на основі економічного еквіваленту вартості середньостатистичного життя за результатами систематизації та синтезу існуючих методик оцінки здоров'я в вартісній шкалі. Обґрунтовано ефективність та надійність запропонованих оцінок, які отримуються завдяки більш швидкісним обчислювальним процедурам, доведено їх ідентичність з існуючими оцінками. Встановлено, що за допомогою запропонованої технології можливі розрахунки ефективності тактичних та стратегічних заходів зміцнення здоров'я нації в рамках моніторингу України.

Список основних праць, опублікованих за темою дисертації

1. Русакова Л.Т. Программное обеспечение мониторинга «среда-здоровье» / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова // Укр. журн. медичної техніки і технології. - 1995. - №1 - 2. - С. 58 - 63. (Ідея роботи, розробка програмного забезпечення, написання статті)

2. Информатизация санитарно-эпидемиологической службы / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова, О.В. Бердник и др. // Укр. журн. медичної техніки і технології. - 1995. - №4. - С. 45 - 49. (Аналіз і збір матеріалів, написання статті)

3. Русакова Л.Т. Идентификация параметров математических моделей интегральных законов распределения / Л.Т. Русакова // Кибернетика и вычислительная техника: межведомственный зборник научных трудов. - Киев, 1997. - Вып 110. - С. 8-13.

4. Русакова Л.Т. Компьютерное исследование закономерностей в системе «среда - здоровье» на примере Краматорска / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Український журнал медичної техніки і технології. - 1997. - № 3-4. - С. 88-94. (Аналіз даних, ідея і написання статті)

5. Изучение влияния сброса шахтных вод Кривбаса на санитарно-микробиологические показатели качества воды / Г.И. Корчак, Т.В. Бей, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова // Гигиена населенных мест: cб. науч. тр. - Киев, 1998. - Вып. 33. - С. 99 - 105.(Узагальнення і аналіз даних, участь у написанні статті)

6. Некрасова Л.С. Анализ процесса информатизации санэпидслужбы Украины / Л.С. Некрасова, М.Ю . Антомонов., Л.Т. Русакова и др. // Гигиена населенных мест: cб. науч. тр. - Киев, 1998. - Вып. 34. - С. 345 - 350. (Ідея статті, аналіз даних, опис результатів)

7. Русакова Л.Т. Использование программного обеспечения для анализа медико-экологической ситуации в городе Рубежное / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Український журнал медичної техніки і технології. - 1998. - №3. - С. 47-50. (Розробка програмного забезпечення, ідея роботи, аналіз даних)

8. Антомонов М.Ю. Формирование и использование интегральных характеристик функций, получаемых в медико-экологических исследованиях / М.Ю. Антомонов, Л.Т.Русакова // Український журнал медичної техніки і технології. - 1998. - №4. - С. 122 - 127. (Аналіз даних, опис результатів, участь у написанні)

9. Русакова Л.Т. Методика компьютерного анализа медико-экологической информации / Л.Т. Русакова // Гигиена населенных мест : сб.научных трудов. - Вып 37. - Киев, 2000. - С. 579-581.

10. Русакова Л.Т. О системе оценки риска / Л.Т. Русакова // Гигиена населенных мест: сб.научных трудов. - Вып 39. - Киев, 2002. - С. 356-359.

11. Сердюк А.М. Сравнительный анализ ожидаемой продолжительности жизни в Украине и странах Европы / А.М. Сердюк, Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Гігієна населених місць : зб. наук. пр. - Вип. 44. - Київ, 2004. - С. 609-612.(Ідея роботи, аналіз даних, написання статті)

12. Русакова Л.Т. Использование информационных технологий для анализа территориальных различий по показателю смертности / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 46. - Київ, 2005. - С. 493-498. (Ідея роботи, аналіз і узагальнення даних, написання статті)

13. Русакова Л.Т. Анализ основных закономерностей динамики общей смертности в странах Европы и Азии / Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 45. - Київ, 2005. - С. 413-418.

14. Русакова Л.Т. Створення інформаційного фонду соціально-гігієнічного моніторингу України / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 49. - Київ, 2007. - С. 442-447.

15. Русакова Л.Т. Інформаційна технологія оцінки вартості статистичного життя / Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 52. - Київ, 2008. - С. 504-513.

16. Сердюк. А.М. Систематизація методик оцінки вартості статистичного життя / А.М. Сердюк, Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 51. - Київ, 2008. - С. 493-498. (Ідея роботи, аналіз і узагальнення даних, опис результатів, написання статті)

17. Русакова Л.Т. Інформаційний фонд соціально-гігієнічного моніторингу України / Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць. - Вип. 53. - Київ, 2009. - С. 442-446.

18. Пашинська С.Л. Оптимізація процесу формування бази даних статистичної звітності санітарно-епідеміологічної служби України / С.Л. Пашинська, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць: зб. наук. пр. - Вип. 54. - Київ, 2009. - С. 435 - 439. (Ідея роботи, аналіз і узагальнення даних, опис результатів, участь у написанні)

19. Русакова Л.Т. Математична методика встановлення складних залежностей системи “довкілля - здоров'я” / Л.Т. Русакова // Гігієна населених місць: зб. наук. пр.- Вип. 54. - Київ, 2009. - С. 417-423.

20. Русакова Л.Т. Математические алгоритмы оценки и улучшения качества статистической информации социально-гигиенического мониторинга украины // Кибернетика и вычислительная техника. - 2010. - Вып. 160. - C. 3-13.

21. Русакова Л.Т. Пакет програм “MAGIC” для аналізу еколого-гігієнічної інформації / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов, В.А. Елизаров. - Київ, 2001. - 2 с. - (Інформаційний лист - № 21). (Ідея роботи, узагальнення даних, написання листа)

22. Шкали для експрес-оцінки індивідуального ризику окремих видів захворювань у дітей / [О.В. Бердник, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова та ін.] - Київ, 2005. -. 4 с. (Інформаційний лист - № 179). (Ідея роботи, узагальнення даних, опис методів, участь у написанні)

23. Антомонов М.Ю. Комп'ютерний засіб “Маршрутизатор” для автоматичного формування алгоритму вирішення основних завдань гігієни з застосуванням сучасних інформаційних технологій / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова. - Київ, 2005. - 4 с. (Інформаційний лист - № 190.). (Створення комп'ютерного засобу, написання листа)

24. Антомонов М.Ю. Комп'ютерна HTML-методика використання математичних методів в еколого-гігієнічних дослідженнях / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова. - Київ, 2005. - 4 с. (Інформаційний лист - № 191.). (Ідея роботи, узагальнення даних, написання листа)

25. Антомонов М.Ю. Мережеві джерела статистичної інформації для використання в соціально-гігієнічному моніторингу України / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова. - Київ, 2006.- 4 с. (Інформаційний лист - №213.). (Ідея роботи,методичне керівництво, написання листа)

26. Технологія математичної обробки даних АІС “Профзахворюваність” / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова, Н.К. Швидак, Д.В. Варивончик- Київ, 2007.- 4 с. (Інформаційний лист - №154.). (Аналіз даних,опис результатів, написання листа)

27. Антомонов М.Ю. Математична методика оцінки території за рівнем здоров'я / М.Ю. Антомонов Л.Т. Русакова. - Київ, 2009.- 4 с. (Інформаційний лист - №95.). (Ідея роботи, розробка методики, написання листа)

28. Антомонов М.Ю. Математична методика визначення складних залежностей в системі «довкілля-час-здоров'я» / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова. - Київ, 2009. - 4 с. (Інформаційний лист - №96.). (Ідея роботи, створення методики,аналіз даних, написання листа)

29. Станкевич В.В. Методика оцінки якості навколишнього середовища та його впливу на захворюваність населення на регіональному рівні на основі даних офіційної медичної статистики / В.В. Станкевич, І.В. Гущук, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова.- Київ, 2009.- 4 с. (Інформаційний лист - №117.).(Ідея аналізу, обробка матеріалів, участь у написанні листа)

30. Станкевич В.В. Концепція поетапного створення соціально-гігієнічного моніторингу України / В.В Станкевич, М.Ю. Антомонов, І.В. Гущук, Л.Т. Русакова.- Київ, 2009.- 4 с. (Інформаційний лист - №119.). .).(Ідея роботи, участь у написанні листа)

31. Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення. / О.Г. Волощенко, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова та ін. // Збірник важливих офіційних матеріалів з санітарних і протиепідемічних питань. - Т.V, Ч. 3. - Київ, 1999. - С. 118-158. - (Державні санітарні правила та норми. ДсанПін 2.27.029-99). (Розробка методик, обробка даних, участь у написанні)

32. Вплив забруднення атмосфери та метеофакторів на захворюваність деякими мультифакторіальними хворобами / О.М. Тимченко, М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова та ін. // Приоритетні проблеми гігієнічної науки, медичної екології, санітарної практики та охорони здоро'я: тез. доп. ХIII з'їзду гігієністів України. - К., 1995. - С. 128. (Розробка методик, обробка даних, участь у написанні)

33. Antomonov M.Yu. Some results of “Environment - Human Health” monitoring Investigation in Ukraine / M.Yu. Antomonov, L.T. Rusakova // Third International Symposium and Exhibition of Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, (Warsow, Poland, September 10 - 13, 1996). - Warsow, 1996 - P. 548 - 549. (Розробка методик, обробка даних, участь у написанні)

34. Антомонов М.Ю. Анализ программной обеспеченности санэпидслужбы Украины / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова, В.А. Елизаров // Информационные технологии и программно-аппаратные средства в медицине, биологии и экологии: материалы семинара. - Киев, 1998. - Ч. II. - С. 13 - 18. (Ідея роботи, збір і обробка даних)

35. Антомонов М.Ю. Прогнозирование изменения здоровья детского населения Украины при действии пестицидов, минеральных и органических удобрений методами математического моделирования / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова, Н.П. Вашкулат // Актуальные проблемы экогигиены и токсикологии: матер. научно-практической конференции, (Киев, 28 - 29 мая 1998). - Киев, 1998. - Ч. 1. - С. 3 - 9. (Аналіз даних, опис методик і результатів, участь у написанні)

36. Программно-алгоритмический комплекс МАГ-инструмент для принятия решений по защите здоровья населения / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Інформаційне забезпечення охорони здоров'я в єдиному медичному просторі столиці держави: матер. конф. - Киев, 1998. - С. 133-135. (Збір і аналіз даних, опис методик і результатів, участь у написанні)

37. Антомонов М.Ю. Прогнозирование изменения здоровья детского населения Украины при действии пестицидов, минеральных и оргнаических удобрений методами математического моделирования / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова, Н.П. Вашкулат, В.И. Пальгов // Актуальні проблеми екогігієни і токсикології: матеріали науково-практичної конференції, (Київ, 28-29 травня 1998 р.). - К., 1998. - Ч. 1. - С. 3-9. (Розробка методів, аналіз даних, опис результатів, участь у написанні)

38. Антомонов М.Ю. Программно-алгоритмический комплекс МАГ - инструмент для принятия решений по защите здоровья населения / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова // Інформаційне забезпечення охорони здоров'я в єдиному медичному просторі столиці держави: матеріали конференції, (Україна, Київ, 10-11 грудня 1998 р.). - К., 1998. - С. 133-135. (Створення програмного комплексу, апробація методів, опис методик і результатів, участь у написанні)

39. Антомонов М.Ю. Информационные аспекты реформирования санитарно-эпидемиологической службы / Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов В.А. Елизаров // Комп'ютерні технології у науковій медичній інформації: зб. наукових праць. - Київ, 1999. - С. 13 - 25. (Збір і аналіз даних, модифікація і опис методик та результатів, участь у написанні)

40. Антомонов М.Ю. Наукометричний аналіз інформації щодо захисту кваліфікаційних робіт / М.Ю. Антомонов, Л.Т. Русакова // Сучасні уявлення про наукову продукцію, науково-методичні методи її семантичних ознак: мат. науково-практ. конф. - Київ, 2001. - С. 19-27. (Систематизація і узагальнення інформації, аналіз даних, опис результатів, участь у написанні)

41. Волощук О.В., Система экспертного оценивания результатов социально-гигиенического мониторинга / О.В. Волощук, Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Екологічна безпека техногенно перевантажених регіонів та раціональне використання надр: vатер. міжнарод. наук.-практ. конф., (Коктебель, АР Крим, 4-8 червня 2007 р.). - Київ: НПЦ “Екологія Наука Техніка”, 2007. - С. 131-133. (Ідея роботи, верифікація методів, опис методів і результатів, участь у написанні)

42. Балачук Ю.І. Комплексна оцінка впливу промислових забруднень на популяційне здоров'я / Ю.І. Балачук, Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Екологічна безпека техногенно перевантажених регіонів та раціональне використання надр: матер. міжнарод. наук.-практ. конф., (Коктебель, АР Крим, 4-8червня 2007 р.). - Київ: НПЦ “Екологія Наука Техніка”, 2007. - С. 133-135. (Ідея роботи, узагальнення інформації, опис даних і методів, участь у написанні)

43. Балачук Ю.І. Сучасний стан моніторингу довкілля в Україні / Ю.І. Балачук, Л.Т. Русакова, М.Ю. Антомонов // Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України : зб. тез доп. науково-практ. конф. молодих вчених. - Київ, 2009. - С. 158-160. (Ідея роботи, узагальнення інформації, опис даних і методикучасть у написанні)

44. Русакова Л.Т. Методологические особенности создания информационного пространства социально-гигиенического мониторинга Украины / Л.Т. Русакова // Актуальні проблеми біомедичної інженерії, інформатики, кібернетики і телемедицини: збірник тез доп., (Київ, 15-17 листопада 2007 р.). - Київ, 2008. - Ч. І. - С. 16-17.

45. Русакова Л.Т. Технологія формування еколого-гігієнічних портретів територій /Л.Т. Русакова // Перший всеукраїнський з'їзд «Медична та біологічна інформатика і кібернетика» з міжнародною участю, збірник праць : (Київ, 23-26 червня 2010 р.). - Київ, 2010. - С.199-200.

46. Пашинська С.Л. Формування інформаційної бази даних за результатами соціально-гігієнічного моніторингу / С.Л. Пашинська, Л.Т. Русакова, М.Ю. Антмонов // Біологічна та медична інформатика та кібернетика : збірник тез.доп., (Жукин, 16-18 червня 2010 р.). - Жукин, 2010. - С. 19-21. (Ідея роботи, методичне керівництво, участь у написанні)

Анотація

Русакова Л.Т. Наукове обґрунтування інформаційної технології аналізу системи «довкілля - здоров'я». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальностями 14.02.01 - «гігієна та професійна патологія», 14.03.11 - «медична і біологічна інформатика та кібернетика». - ДУ «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва АМН України», Київ, 2010.

Дисертаційна робота присвячена розробці та науковому обґрунтуванню інформаційної технології аналізу системи «довкілля - здоров'я» з залученням статистичних даних медичної, екологічної, демографічної, соціально-економічної спрямованості з мережевих джерел інформації. Запропоновано математичні методи інформаційної технології аналізу системи «довкілля - здоров'я» як основи для утворення доказової бази гігієнічних досліджень і отримання нових знань. Розроблено математичні та програмні методи оцінки і покращення якості джерел статистичної інформації. Запропоновано метод комплексної оцінки стану системи «довкілля - здоров'я», за якою розраховані кількісні оцінки стану навколишнього середовища і здоров'я в Україні та країнах Європи. Визначено області України зі стабільно незадовільним рівнем здоров'я за розробленою математичною методикою оцінки територій за якістю здоров'я. Вперше запропоновано уніфіковану процедуру кількісного експрес-оцінювання у вартісній шкалі змін здоров'я населення з використанням еквіваленту вартості середньостатистичного життя для оцінки ефективності стратегічних і тактичних заходів оздоровлення нації.

Ключові слова: інформаційна технологія, здоров'я, довкілля, бази даних, інтернет - технології, математичні моделі.

Аннотация

Русакова Л.Т. Научное обоснование информационной технологии анализа системы «среда обитания - здоровье». - Рукопись.

Диссертационная работа на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальностям 14.02.01 - «гигиена и профессиональная патология», 14.03.11 - «медицинская и биологическая информатика и кибернетика». - ГУ «Институт гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева АМН Украины», Киев, 2010.

Разработана и научно обоснована информационная технология анализа системы «среда обитания - здоровье», которая предусматривает определение и оценку источников статистической информации, оценку территорий по уровню здоровья населения и состоянию окружающей среды, установление тенденций изменений состояния здоровья от интенсивности и продолжительности воздействия факторов окружающей среды, оценку изменений здоровья в экономической шкале, технологию определения эффективности тактических и стратегических мер укрепления здоровья нации.

Установлено, что информационная технология анализа системы «среда обитания - здоровье» должна объединять информационный, методический и программный этапы, направленные на установление источников информации, оценку качества статистических данных, определение медико-демографических тенденций, оценку территорий по уровню здоровья и состоянием окружающей среды, определение безопасных уровней факторов окружающей среды, расчет степени изменения уровня здоровья в экономической шкале, оценку эффективности мер укрепления здоровья нации.

Доказано, что существующие сетевые источники статистической информации по Украине в целом и по областям не могут быть ядром информационного пространства системы «среда обитания - здоровье» Украины, поскольку они созданы на основе узкопрофильных методических и программных средств, содержат существенные погрешности программно-методического обеспечения, имеют нерегулярное пополнение. Показано, что в источниках статистической информации степень дисгармоничности экономических показателей колеблется в пределах 1 - 3%, демографических - 2 - 15%, экологических 10 - 25%.

Разработана автоматизированная система улучшения качества статистической информации за счет выявления и исправления наиболее распространенных ошибок статистических источников информации. Создан программный продукт «ГАРМОНИЗАТОР» для управления массивами данных большого объема.

Разработана методика комплексного оценивания состояния территории по медико-демографическим, экологическим, социально-экономическими характеристиками состояния системы «среда обитания - здоровье». Установлено, Украина в сравнении со странами Европы и СНГ по обобщенной нормированной в диапазоне между 0 и 1 оценке (0,16 у.е.) состояния системы достоверно (p <0.05) входит в наихудшую рейтинговую группу. Оценка рассчитана для 75-ти показателей: состояния окружающей среды, здоровья матери и ребенка, образ жизни, демографическому, медицинскому, социально-экономическому уровню.

Разработанные методы интегральной нормы и кластерных границ для определения нормированной оценки уровня стабильности здоровья населения позволили сформировать классификационную шкалу распределения территорий на группы по уровню здоровья: «стабильно неудовлетворительный уровень» здоровья [0,7; 1,0), «средний» - [0,6; 0,7), «условно удовлетворительный» - [0,0; 0,6). Определены области Украины для каждой из указанных групп.

Разработан программно-методический продукт «АНАЛИЗАТОР» для построения многофакторной модели изменений здоровья с учетом направленности действия здоровьяформирующих факторов.

Определены нелинейные модели специального вида, для которых разработана процедура оценки параметров, для установления зависимостей в системе. С их помощью установлены, например, достоверные динамические зависимости и определены этапы развития стран в терминах «стабильное », «нормальное», «аномальное».

Разработан програмно-методический комплекс «ИНДИКАТОР» для установления нестахостических зависимостей в автоматическом режиме для больших массивов статистических данных.

Создана технология расчета потерь популяционного здоровья в экономической шкале по оценке стоимости среднестатистического жителя произвольного возраста.

Ключевые слова: информационная технология, здоровье населения, среда обитания, базы данных, интернет - технологии, математические модели

Annotation

Rusakova L.T. Scientific substantiation of the information technology for analysis “Environment-Health” system. - Manuscript.

Thesis is presented for a degree of Doctor of Biology by the specialities 14.02.01 - «hygiene and occupational pathology», 14.03.11 - «medical and biological informatics and cybernetics». - SI «O.M. Marzeiev Institute for Hygiene and Medical Ecology, Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, 2010.

Thesis is devoted to elaboration and scientific substantiation of the information technology for the analysis of the “Environment-Health” system with the application of statistical data of mathematical, ecological, demographic, social-and-economical orientation from the network information sources. Mathematical methods of the information technology of the analysis of the «Environment-Health» system were proposed as a foundation for the creation of evident base for the hygienic investigations promoting the provision of new knowledge. Mathematical and program methods for the assessment and improvement of the quality of the statistical information sources were elaborated. A method for the complex assessment of the state of «Environment-Health» system is proposed. According to this assessment a comparative characteristic of Ukraine and the countries of Europe was performed. The regions of Ukraine with the stable dissatisfied health level were determined according to the elaborated mathematical method for the assessment of the territories by the health quality. For the first time a unified procedure of qualitative express assessment in a cost scale of changes in population health with the application of the equivalent of the cost of average statistical life was proposed for the assessment of the efficiency of strategic and tactical measures for the improvement of nation's health.

Keywords: information technology, health, environment, data base, Internet technologies, mathematical models.

Размещено на Allbest.ru