С помощью методов ИИ и математического моделирования будут выявлять последствия ковида и его влияние на заболеваемость туберкулезом и ВИЧ. Модель позволит строить прогнозы на три года вперед.
НГУ совместно с Лабораторией ИИ-технологий математического моделирования биологических, социально-экономических и экологических процессов Института математики им. С.Л. Соболева изучают влияние прошедшей эпидемии ковида на течение туберкулеза и ВИЧ в различных регионах РФ. Исследования идут в рамках запроса учреждений, подведомственных минздраву РФ, согласно которому предстоит выяснить, какие социально-экономические и эпидемиологические факторы влияют на распространенность туберкулеза и ВИЧ-инфекции.
У медицинских работников было подозрение, что пандемия ковид-19 повлияла на возникновение будущих осложнений при заболевании туберкулезом, поскольку ковид — это быстро развивающееся заболевание, инкубационный период и развитие которого по времени исчисляется в днях, а туберкулез может скрытно развиваться в организме годами и протекать длительное время. Наложившись на латентный период туберкулеза, вирус ковида может привести к осложнениям его протекания и, соответственно, лечения ввиду возникновения лекарственной резистентности. Возможно и сокращение длительности инкубационного периода туберкулеза. Однако пока это еще только теория, которой требуются подтверждения, а их привычными методами получить затруднительно, поскольку для оценки ситуации с момента окончания эпидемии ковида прошло недостаточно времени, — объяснила завлаб, доцент кафедры высшей математики ФФ НГУ и кафедры математических методов геофизики ММФ НГУ Ольга Криворотько.
На первом этапе ученые построили математическую модель и разработали алгоритм для выявления в каждом регионе ключевых социально-экономических факторов, влияющих на заболеваемость туберкулезом и его распространенность. На втором этапе построят математическую модель распространения туберкулеза и ВИЧ-инфекции, учитывающую также и эпидемиологические факторы.
Все 86 регионов страны мы условно с помощью методов машинного обучения и нейросетей разделили на три больших блока. Первый —развитые регионы, которые характеризуются меньшей плотностью населения и более благополучной ситуацией по заболеваемости туберкулезом. Во второй блок вошли их противоположности —регионы с высокой заболеваемостью и большей плотностью населения. Третий блок составили регионы со средними показателями. В каждой группе регионов разные показатели влияют на распространенность туберкулеза, например, Москва, Санкт-Петербург и Тюменская область относятся к первой группе, республика Тыва, Курганская область и Алтайский край — ко второй группе. По обеим группам общий показатель, влияющий на распространение туберкулеза, — количество ВИЧ-инфицированных. В первой группе влияет еще показатель площади помещений на человека и среднедушевой доход, а во второй — доля постоянного населения и доля населения ниже прожиточного минимума, — рассказала Криворотько.
Как рассказали ученые, для каждой группы были разработаны математические модели с учетом их специфики, преобладающих ключевых факторов и социально-экономических показателей. Затем построили прогнозы на минувшие годы и сравнили их с реальными историческими данными.
Как выяснилось, прогнозы, где были учтены социально-экономические факторы, совпали с реальными данными в большей степени, чем те, в которых они не учитывались. Также с реальными показателями совпал и прогноз на 2021 г., но 2022 г. отличался от реальности. По мнению экспертов-эпидемиологов минздрава, расхождение произошло из-за того, что при составлении прогнозов заболеваемости туберкулезом не учли эпидемию ковида, влияние которой проявилось в 2022 г.
Тогда исследователи добавили в модель неучтенный фактор и составили сценарии распространения туберкулеза на 2022-2024 гг. Прогнозы на 2022 и 2023 гг. оказались достаточно близки к историческим данным.
Завершить работу по модели прогнозирования заболеваемости туберкулезом на три года вперед с учетом ковида ученые планируют к сентябрю этого года. Программой, создающей прогнозы на год, уже пользуются специалисты Минздрава России - выданные ею прогнозы на сегодняшний день совпадают с реальными. Кстати, эти же прогнозы были использованы для расчетов нагрузок на лечебные учреждения в 2024 г. Пока существенных расхождений между ними и реальной ситуацией не замечено.