Прогнозирование рисков развития остеоартроза на основе сценарной модели

Автор(ы): Широкий А.А., Крылов П.А., Новочадов В.В.

Выпуск: 97

Рубрика: Управление в медико-биологических и экологических системах

Год: 2022

Библиография: Широкий А.А., Крылов П.А., Новочадов В.В. Прогнозирование рисков развития остеоартроза на основе сценарной модели // Управление большими системами. Выпуск 97. М.: ИПУ РАН, 2022. С.72-86. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2022.97.4

Дата опубликования: 31.05.2022

Ключевые слова: прогнозные модели, сценарное моделирование, травматология и ортопедия, остеоартроз, факторы риска

Аннотация: Одной из важнейших медико-социальных проблем являются заболевания суставов, в первую очередь остеоартроз. Его профилактика, своевременная диагностика и лечение являются приоритетными направлениями в здравоохранении. В связи с этим актуальной задачей является повышение эффективности мероприятий по лечению остеоартроза. Одним из возможных путей её решения является оптимизация набора применяемых для этого медицинских технологий в отношении каждого отдельного пациента (персонализация), для чего необходимо прогнозировать развитие заболевания с достаточной точностью. В настоящей работе предлагается модель оценки рисков развития остеоартроза на основе анализа клеточных и внеклеточных процессов с учётом влияния внешних и внутренних по отношению к суставу факторов. Модель позволяет исследовать сценарии изменения баланса между синтезом и утратой внеклеточного матрикса хряща под воздействием трёх различных групп негативных факторов: генетических, негенетических, а также факторов окружающей среды. Результатом моделирования является количественная оценка риска развития остеоартроза, позволяющая принимать решение о составе и необходимом объёме медицинских вмешательств в каждом конкретном случае. Верификацию модели планируется провести на основе ретроспективных данных травматологических отделений медицинских организаций о пациентах с остеоартрозом на разных стадиях развития.

Author(s): Shiroky A., Krylov P., Novochadov V.

Article title: Predicting the risks of osteoarthritis development using scenario model

Issue: 97

Year: 2022

Keywords: forecast models, scenario modeling, orthopaedics and traumatology, osteoarthritis, risk factors

Abstract: Joint diseases and, first of all, osteoarthritis are critical medical and social problems. The priority healthcare tasks are prevention, early diagnosis, and treatment of such deceases. Thus, an essential problem is increasing the efficiency of osteoarthritis treatment. A traumatologist could optimize the treatment in particular cases with an instrument, allowing to predict the pathology development with sufficient accuracy. This study proposes a model for assessing the risks of osteoarthritis development, considering both the influence of factors external to the joint and the cellular / extracellular processes in it. The model allows examining scenarios of change the balance of cartilage matrix synthesis and loss under three different groups of negative factors: genetic, non-genetic, and environmental ones. The simulation result is a quantitative assessment of the osteoarthritis developing risk. Such assessment allows choosing the composition and the necessary amount of medical intervention in each specific case. We plan to verify the model using retrospective data of traumatology patients diagnosed with osteoarthritis at different stages.