Методика расчета дополнительной заболеваемости и смертности на основе эволюционного моделирования риска здоровью населения

разработка алгоритма популяционных количественных оценок дополнительной заболеваемости и смертности, соответствующих риску нарушений функций органов и систем человеческого организма, рассчитанному на основе эволюционных моделей.

Эволюционные модели опираются на понятие риска как комбинации тяжести вреда и вероятности возникновения этого вреда, применяемое в международной практике [1], и позволяют проводить динамические оценки риска функциональных нарушений органов и систем организма в связи с длительными переменными экспозициями различных факторов [3, 5]. При этом сам риск представляется безразмерной величиной в диапазоне [0; 1]. С одной стороны, значение риска, равное нулю ( R = 0), соответствует отсутствию функциональных нарушений в организме и, следовательно, отсутствию случаев заболеваний и смерти. С другой стороны, приближение значений риска к единице ( R -> 1) соответствует увеличению частоты тяжелых заболеваний и смертности.

Эволюционные модели, адаптированные к использованию при расчетах риска в виде рекуррентных соотношений, представлены в формуле (1):

R t + 1 = R t + (aR + £ A R f) C (1)

где R t _{+ 1} - риск нарушений i -й системы организма в момент времени t + 1; R i - риск нарушений i -й системы организма в момент времени t ; a i - коэффициент, учитывающий эволюцию риска за счет естественных причин; С - временной эмпирический коэффициент, зависящий от периода осреднения.

В качестве показателя, характеризующего вклад факторов в эволюцию риска, используется величина дополнительного риска, обусловленного действием факторов среды обитания и определяемого как разность рисков в условиях экспозиции факторов и при их отсутствии в каждый момент времени:

AR t = R f - R f ^/ф , (2)

где t - возрастная группа с пятилетним интервалом; A R t - дополнительный риск нарушения i -й системы органов в возрасте t ; R t - риск нарушения i -й системы органов под воздействием факторов среды обитания в возрасте t ; R^l_t ^{/ ф} - риск нарушения i -й системы органов без воздействия факторов среды обитания в возрасте t .

Оценка индивидуального риска производится по разработанной шкале, приведенной в [5]. Шкала позволяет оценить риск по категориям от приемлемого до очень высокого. Вместе с тем для популяционных оценок важно определять не только категорию риска, но и количество дополнительных случаев нарушений здоровья, дифференцированных по тяжести (в виде заболеваний и смерти населения) на каждый момент времени.

Общий алгоритм количественной оценки дополнительных случаев заболеваемости и смертности, связанных с риском нарушений функций органов и систем организма, основан на анализе возрастного распределения показателей здоровья и заключается в последовательном выполнении нескольких этапов (рис. 1).

Этап 1. Расчет риска нарушений функций органов и систем организма с учетом и без учета экспозиции факторов среды обитания ( R‘_t , R t ^/ф ).

Этап 2. Оценка среднего популяционного показателя тяжести заболеваний g , с точки зрения нарушения функций органов и систем организма. Оценка тяжести заболеваний основана на сопоставлении данных, полученных с использованием экспертных оценок и сведений, предоставляемых территориальным фондом ОМС.

Этап 3. Расчет среднепопуляционного риска наруш е ния функций органов и систем организма ( R t ) на основе данных смертности и заболеваемости населения с учетом тяжести заболеваний.

Этап 4. Построение системы приведенных показателей заболеваемости z f ij и смертности s ti населения, соответствующих

Этап 1. Расчет риска нарушений функций органов и систем организма с учетом и без учета экспозиции факторов среды обитания и образа жизни ( R'_t, R'_t * )

Используемые данные:	Результаты:
экспозиция факторов	возрастное распределение риска X r^, ^Ria

Используемые данные:

• —    реестр случаев заболеваний ФОМС;

• —    экспертные оценки тяжести заболеваний

Используемые данные:

• —    реестр случаев заболеваний ФОМС;

• —    смертность населения (форма №С51);

• —    численность населения (таблица 2РН);

• —    тяжесть заболеваний g,

Используемые данные:

• -    возрастное распределение показателей риска ( R’ , R^' * );

• -    реестр случаев заболеваний ФОМС;

• -    смертность населения (форма № С51)

Результаты:

оценка тяжести заболеваний для всех нозологических форм g.

Результаты: возрастное распределение среднепопуляционного риска ( R'_t )

Результаты: возрастное распределение показателей Z_t^J , S,

Используемые данные:

• -    возрастное распределение среднепопуляционного риска с учетом и без учета экспозиции факторов среды обитания

^ХЧ

• -    возрастное распределение показателей z‘^J, S,

Используемые данные:

возрастное распределение приведенных и расчетных показателей заболеваемости

Z'* , z'⁷ и смертности ,8*,

Результаты: возрастное распределение показателей z'^ , S,

Результаты:

возрастное распределение показателей Az7, As1'7

Рис. 1. Общий алгоритм количественной оценки дополнительных случаев заболеваемости и смертности, связанных с риском нарушений функций органов и систем организма эволюционной кривой накопления риска здоровью без воздействия факторов среды обитания.

Этап 5. Построение системы расчетных показателей заболеваемости z t и смертности s t населения, соответствующих эволюционной кривой накопления риска здоровью под воздействием факторов среды обитания и образа жизни.

Этап 6. Расчет дополнительных случаев заболеваемости ( A z j ) и смертности ( A s i ) населения, связанных с риском накопления нарушений функций органов и систем организма.

Выполнение популяционных оценок нарушений здоровья производится с использованием показателя тяжести заболеваний, позволяющего сопоставлять отдельные нозологические формы и выступающего в качестве весового коэффициента при сложении частот случаев заболеваний и смерти [9]. Показатель тяжести заболеваний нормирован от 0 до 1, при этом легкие заболевания характеризуются значением коэффициента тяжести, близким к 0, а тяжелые - близким к 1. Среднепопуляционный показатель тяжести заболеваний оценивается на основе данных заболеваемости населения и экспертных оценок тяжести наиболее часто встречающихся (репрезентативных) заболеваний. Например, тяжесть ОРВИ оценивается как 0,1, неинфекционный гастроэнтерит и колит - как 0,35, стенокардии - 0,70, злокачественное новообразование головного мозга - 0,95. Следует отметить, что в качестве экспертов выбраны 10 практикующих врачей-терапевтов с опытом работы не менее 5 лет. Требования к экспертам продиктованы необходимостью максимально объективизировать оценку тяжести репрезентативных заболеваний.

Определение тяжести остальных заболеваний основано на сопоставлении с репрезентативным заболеванием по длительности лечения. При этом функция пересчета должна соответствовать следующим требованиям:

• -    тяжесть заболевания характеризуется длительностью лечения;

• -    отсутствие заболевания соответствует отсутствию тяжести;

• -    тяжесть заболеваний всегда меньше единицы.

С учетом вышеизложенных требований для расчета значений тяжести заболеваний внутри подкласса используется следующее соотношение:

т ^lnd ^_ gM )

TiT gi =1 _ e M ,

где g _M и T _M - значение тяжести и средней длительности репрезентативного заболевания; g i и T i - расчетное значение тяжести и средняя длительность i -го заболевания.

С использованием коэффициента тяжести на основе распределения заболеваемости и смертности населения по возрасту определяется приведенная система популяционных показателей здоровья, которая представляет собой возрастное распределение популяционных показателей заболеваемости и смертности различной тяжести, соответствующих фоновой эволюционной кривой риска. При этом для каждой возрастной группы определяется показатель, соответствующий среднепопуляционному риску нарушений функций органов и систем, по соотношению:

_ 2 z i g^{j +} st

R i = - j---------- t 1000

где t - возрастная группа с пятилетним интервалом, R - показатель, соответствующий среднепопуляционному риску нарушений функций i -й системы или органа в возрасте t ; z i - среднепопуляционная заболеваемость j -й болезни i -й системы или органа в возрасте t (сл./1000); st' - среднепопуляционная смертность от заболеваний i -й системы или органа в возрасте t (сл./1000); д - коэффициент тяжести.

По соотношению между показателями, соответствующими среднепопуляционному риску нарушений функций органов и систем, расчетному уровню риска при воздействии исследуемых факторов и фоновой эволюционной кривой риска, рассчитываются коэффициенты приведения:

i/ф                     i i Rt         i     Rt kt = Ri , lt = Ri/ф.

Приведенная и расчетная система популяционных показателей заболеваемости и смертности определяется по соотношениям:

zi = ztj ■ ki    zt = zi li ijiji ,   ijiji , st     st   ^t st st tt

где ~ z_t ^ij , z_t ^ij – приведенная и расчетная заболеваемость j -й болезнью i -й системы в возрасте t ; ~ s_t ^ij , s_t ^ij – приведенная и расчетная смертность от j -й болезни i -й системы в возрасте t .

Дополнительная заболеваемость и смертность определяются как разность между расчетными и приведенными значениями:

Nz i = z tj - z i Ns tj = s tj — s i ,

где Nz tj - дополнительная заболеваемость j -й болезнью i -й системы в возрасте t ; N s tj -дополнительная смертность от j -й болезни i -й системы в возрасте t .

Апробация метода расчета дополнительных случаев заболеваемости и смертности, соответствующих риску нарушений функций органов и систем организма, выполнена на примере результатов эволюционного моделирования риска здоровью населения, находящегося под воздействием факторов среды обитания, которые задаются уровнями экспозиции, представленными в табл. 1.

Пример описывает ситуацию комплексного воздействия разнородных факторов на несколько критических органов и систем. Такая ситуация является типичной для населения, проживающего на урбанизированных территориях в зоне воздействия промышленных предприятий, а также характеризующе-ейся выраженными социальными проблемами. Результаты оценки риска, выполненной на основе эволюционного моделирования, представлены в табл. 2.

Дополнительный риск принимает недопустимые значения в возрастных группах старше 45 лет. При этом основные нарушения формируются в отношении функций сердечно-сосудистой системы. Недопустимый риск нарушений функций других систем начинает формироваться после 60 лет.

Полученным значениям дополнительного риска нарушений функций органов и систем соответствуют дополнительные случаи заболеваемости и смертности, представленные в табл. 3 и 4.

В таблицах содержатся значения расчетных уровней заболеваемости и смертности, соответствующие дполнительному риску нарушений функций отдельных систем организма. Так как основные воздействия факторов направлены на систему кровообращения, то и в структуре дополнительной заболеваемости и смертности наблюдается перевес состояний, связанных с нарушением сердечной деятельности. Динамика показателей дополнительной заболеваемости и смертности, обусловленной риском нарушений системы кровообращения, представлена на рис. 2.

Таблица 1

Диапазон значений уровня экспозиции факторов среды обитания

Фактор	Параметры факторов	Допустимый уровень
Диоксид азота в атмосферном воздухе, мг/м3	0,022–0,127	0,04
Оксид углерода в атмосферном воздухе, мг/м3	3,5–5,33	3,0
Кадмий в питьевой воде, мг/дм3	0,00038–0,00041	0,00002
Шум, дБА	55,72	50
Курение, мг никотина/сут.	0–10	0,1
Употребление алкоголя, г/неделя	0–50	30
Физическая активность, мин/неделя	200–60	Не менее 200

Таблица 2

Дополнительный риск нарушений органов и систем человека, обусловленный действием факторов среды обитания

Возраст, лет	Болезни мочевыделительной системы	Болезни центральной нервной системы	Болезни органов дыхания	Болезни органов пищеварения	Болезни системы кровообращения	Болезни уха и сосцевидного отростка	Болезни эндокринной системы
От 20 до 24	0,001	0,003	0,001	0,001	0,004	0,004	0,002
От 25 до 29	0,001	0,003	0,002	0,002	0,008	0,004	0,003
От 30 до 34	0,002	0,006	0,004	0,003	0,012	0,006	0,005
От 35 до 39	0,003	0,009	0,007	0,006	0,022	0,007	0,008
От 40 до 44	0,008	0,015	0,01	0,013	0,042	0,009	0,016
От 45 до 49	0,015	0,026	0,014	0,026	0,077	0,011	0,028
От 50 до 54	0,021	0,037	0,017	0,041	0,131	0,012	0,045
От 55 до 59	0,029	0,049	0,022	0,057	0,213	0,015	0,068
От 60 до 64	0,036	0,061	0,027	0,074	0,338	0,018	0,096
От 65 до 69	0,043	0,074	0,033	0,093	0,527	0,021	0,136
От 70 до 74	0,051	0,087	0,04	0,114	0,478	0,024	0,189
75 и старше	0,059	0,102	0,047	0,137	0,209	0,028	0,26

Таблица 3

Дополнительная заболеваемость по классам, соответствующим основным органам и системам человека (количество случаев на 1000 населения)

Возраст, лет	Болезни мочевыделительной системы	Болезни центральной нервной системы	Болезни органов дыхания	Болезни органов пищеварения	Болезни системы кровообращения	Болезни уха и сосцевидного отростка	Болезни эндокринной системы
От 20 до 24	1,100	5,439	8,130	5,814	7,868	14,919	6,720
От 25 до 29	2,393	8,686	16,718	12,803	13,474	18,872	11,302
От 30 до 34	4,451	13,012	28,395	22,821	23,290	23,600	19,622
От 35 до 39	7,410	19,292	42,817	35,387	40,017	28,993	32,214
От 40 до 44	16,294	33,837	53,431	83,637	74,395	32,918	60,165
От 45 до 49	31,504	56,094	63,399	159,187	136,497	36,872	107,370
От 50 до 54	47,113	80,762	73,005	233,773	229,765	41,816	168,711
От 55 до 59	62,712	109,388	78,743	308,362	366,589	46,605	248,464
От 60 до 64	78,063	135,221	87,266	393,629	576,665	55,014	353,359
От 65 до 69	91,873	157,646	100,359	493,202	886,424	59,313	495,415
От 70 до 74	107,419	181,616	115,645	594,794	1052,728	65,513	684,385
75 и старше	124,309	224,206	135,220	648,903	549,218	63,479	932,231

Таблица 4

Дополнительная смертность по классам причин смерти, соответствующим основным органам и системам (количество случаев на 1000 населения)

Рис. 2. Возрастное распределение популяционного риска смертности по причине болезней системы кровообращения ( а ) и заболеваемости болезнями системы кровообращения ( б ) в условиях разнородных факторов среды обитания и образа жизни

Из рисунка видно, что возрастное распределение количественных показателей риска соответствует основным закономерностям нарушений здоровья населения, связанным с возрастом. Результаты расчетов показывают, что дополнительный риск заболеваемости и смертности по причине болезней практически всех классов и систем с возрастом увеличивается.

В старших возрастах дополнительные риски заболеваемости и смертности существенно выше соответствующих показателей в трудоспособном возрасте.

Выводы. Таким образом, разработанный алгоритм количественной оценки популяционных показателей риска здоровью населения позволяет дополнить оценку индивидуального риска с использованием

Возраст, лет Болезни мочевыделительной системы Болезни центральной нервной системы Болезни органов дыхания Болезни органов пищеварения Болезни системы кровообращения Болезни уха и сосцевидного отростка Болезни эндокринной системы От 20 до 24 0,000 0,000 0,001 0,001 0,029 0,000 0,002 От 25 до 29 0,001 0,000 0,013 0,006 0,151 0,000 0,000 От 30 до 34 0,002 0,000 0,032 0,019 0,386 0,000 0,007 От 35 до 39 0,007 0,000 0,042 0,039 0,613 0,005 0,014 От 40 до 44 0,025 0,000 0,078 0,124 0,944 0,000 0,006 От 45 до 49 0,033 0,000 0,142 0,238 1,547 0,000 0,034 От 50 до 54 0,069 0,000 0,141 0,490 2,404 0,000 0,036 От 55 до 59 0,104 0,000 0,211 0,786 3,737 0,004 0,060 От 60 до 64 0,207 0,000 0,271 1,080 6,073 0,000 0,131 От 65 до 69 0,198 0,000 0,406 1,392 11,282 0,000 0,184 От 70 до 74 0,276 0,000 0,556 1,758 15,000 0,000 0,388 75 и старше 0,405 0,000 0,827 2,945 11,079 0,000 0,640 эволюционных моделей прогнозом числа дополнительных случаев заболеваний и смерти, связанных с воздействием факторов среды обитания. Кроме того, полученные результаты могут служить основанием для организации углубленных исследований влияния факторов среды обитания на здоровье, проведения медикопрофилактических мероприятий. Использо-

вание предложенного подхода в деятельности органов и учреждений Федеральной службы по защите прав потребителей и благополучия человека может являться источником аргументов для формирования доказательной базы воздействия источников загрязнения объектов среды обитания на здоровье и основанием для проведения контрольно-надзорных мероприятий.