Математичні моделі скринінгу та подальшого віддаленого спостереження за станом здоров’я пацієнтів із підвищеним ризиком розвитку хвороб системи кровообігу засобами телекомунікацій на етапі первинної медичної допомоги

Автор(и)

  • Сергій Олександрович Рябков Національний університет охорони здоров’я імені П.Л. Шупика https://orcid.org/0009-0003-3146-7260

DOI:

https://doi.org/10.32782/2415-8127.2025.72.17

Ключові слова:

телемедицина, первинна медична допомога, серцево-судинні захворювання, логістична регресія, Марковська модель, дерево рішень, телемоніторинг, економічна ефективність

Анотація

Вступ. Серцево-судинні захворювання (ССЗ) залишаються провідною причиною смертності у світі та в Україні, що визначає необхідність впровадження ефективних методів раннього скринінгу та моніторингу на рівні первинної медичної допомоги (ПМД). Мета: науково обґрунтувати та розробити математичні моделі телемедичних послуг для скринінгу та віддаленого моніторингу пацієнтів із підвищеним ризиком розвитку ССЗ на етапі ПМД. Матеріали та методи. Проведено огляд літератури за методикою PRISMA 2020 (бази PubMed, Scopus, Cochrane Library, українські джерела, 2015–2025 рр.). Розроблено три моделі: логістичну регресію (для скринінгу), Марковську модель (для довгострокового прогнозування) та дерево рішень (для ескалації догляду), що враховують клінічні та лабораторні маркери (сатурацію (SpO₂), біохімічні маркери, вік, стать). Результати досліджень та їх обговорення. Запропоновані моделі показали ефективність у прогнозуванні ризику ССЗ (25% випадків через 10 років), зниженні госпіталізацій на 5–10% та покращенні контролю артеріального тиску (АТ) (середнє зниження на 5,63 мм рт. ст. протягом 6 місяців). Марковська модель забезпечила найвищу точність довгострокових прогнозів, логістична регресія – швидку оцінку ризику, а дерево рішень – оптимізацію маршрутизації пацієнтів. Економічна ефективність підтверджена зниженням витрат на 265 дол. США на пацієнта щороку. Водночас обмеженням є теоретичний характер моделей та залежність від якості вхідних даних, що потребує подальшої клінічної валідації. Висновки. Використання математичних моделей у системі телемедицини може суттєво підвищити ефективність ПМД, оптимізувати ресурси та покращити доступність медичної допомоги, особливо в умовах обмежених ресурсів і соціальних викликів в Україні.

Посилання

Ali S, Mohamed A, Osman H, Ibrahim M, Mukhtar M, Mohamed F, et al. The role of telemedicine in improving hypertension management outcomes: a systematic review. Cureus. 2024 Feb 16;16(2):e74090. doi: 10.7759/cureus.74090.

Ali SHM, Osman Mohamed AA, Osman HMM, Abdelrahman Ibrahim ME, Hassan Mukhtar MA, Ahmed Mohamed FH, et al. The role of telemedicine in improving hypertension management outcomes: a systematic review. Cureus. 2024 Nov 20; 16(11):e74090. doi: 10.7759/cureus.74090.

Ambrish G, Ganesh B, Ganesh A, Srinivas C, Dhanraj M, Mensinkal K. Logistic regression technique for prediction of cardiovascular disease. Glob Transit Proc. 2022;3:100-4. doi: 10.1016/j.gltp.2022.04.008.

Asadi H, Toni E, Ayatollahi H. Application of telemedicine technology for cardiovascular diseases management during the COVID-19 pandemic: a scoping review. Front Cardiovasc Med. 2024 Aug 12;11:1397566. doi: 10.3389/fcvm.2024.1397566.

Barbosa AR, Pais S, Marreiros A, Correia M. Impact of a mediterranean-inspired diet on cardiovascular disease risk factors: a randomized clinical trial. Nutrients. 2024 Jul 26;16(15):2443. doi: 10.3390/nu16152443.

Boone EL, Abdel-Salam AG, Sahoo I, Ghanam R, Chen X, Hanif A. Monitoring SEIRD model parameters using MEWMA for the COVID-19 pandemic with application to the state of Qatar. J Appl Stat. 2021 Oct 8;50(2):231-46. doi: 10.1080/02664763.2021.1985091.

Brandts J, Bray S, Villa G, Catapano AL, Poulter NR, Vallejo-Vaz AJ, et al; DA VINCI study group. Optimal implementation of the 2019 ESC/EAS dyslipidaemia guidelines in patients with and without atherosclerotic cardiovascular disease across Europe: a simulation based on the DA VINCI study. Lancet Reg Health Eur. 2023 Jun 8;31:100665. doi: 10.1016/j.lanepe.2023.100665.

Burczak DR, Newman DB, Jaffe AS, Ackerman MJ, Ommen SR, Geske JB. High-sensitivity cardiac troponin T elevation in hypertrophic cardiomyopathy is associated with ventricular arrhythmias. Mayo Clin Proc. 2023 Mar;98(3):410-8. doi: 10.1016/j.mayocp.2022.08.010.

Chu M, Zhang S, Gong J, Yang S, Yang G, Sun X, et al; MIRACLE-AF Investigators. Telemedicine-based integrated management of atrial fibrillation in village clinics: a cluster randomized trial. Nat Med. 2025 Apr;31(4):1276-85. doi: 10.1038/s41591-025-03511-2.

D'Agostino RB Sr, Vasan RS, Pencina MJ, Wolf PA, Cobain M, Massaro JM, et al. General cardiovascular risk profile for use in primary care: the Framingham Heart Study. Circulation. 2008 Feb 12;117(6):743-53. doi: 10.1161/circulationaha.107.699579.

Donelan K, Barreto EA, Sossong S, Michael C, Estrada JJ, Cohen AB, et al. Patient and clinician experiences with telehealth for patient follow-up care. Am J Manag Care. 2019 Jan;25(1):40-4.

Doppala BP, Bhattacharyya D, Janarthanan M, Baik N. A reliable machine intelligence model for accurate identification of cardiovascular diseases using ensemble techniques. Journal of Healthcare Engineering. 2022. 1-13. doi: 10.1155/2022/2585235.

Filippatos G, Anker SD, Agarwal R, Pitt B, Ruilope LM, Rossing P, et al; FIDELIO-DKD Investigators. Finerenone and cardiovascular outcomes in patients with chronic kidney disease and type 2 diabetes. Circulation. 2021 Feb 9;143(6):540-52. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.051898.

Gawałko M, Duncker D, Manninger M, van der Velden RMJ, Hermans ANL, Verhaert DVM, et al; TeleCheck-AF investigators. The European TeleCheck-AF project on remote app-based management of atrial fibrillation during the COVID-19 pandemic: centre and patient experiences. Europace. 2021 Jul 18;23(7):1003-15. doi: 10.1093/europace/euab050.

Gibson CM, Steinhubl S, Lakkireddy D, Turakhia MP, Passman R, Jones WS, et al; Heartline steering committee. Does early detection of atrial fibrillation reduce the risk of thromboembolic events? Rationale and design of the Heartline study. Am Heart J. 2023 May;259:30-41. doi: 10.1016/j.ahj.2023.01.004.

Islam R, Sultana A, Tuhin MN, Saikat MSH, Islam MR. Clinical decision support system for diabetic patients by predicting type 2 diabetes using machine learning algorithms. J Healthc Eng. 2023 May 30;2023:6992441. doi: 10.1155/2023/6992441.

Kuan PX, Chan WK, Fern Ying DK, Rahman MAA, Peariasamy KM, Lai NM, et al. Efficacy of telemedicine for the management of cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis. Lancet Digit Health. 2022 Sep;4(9):e676-91. doi: 10.1016/S2589-7500(22)00115-5.

Kuan YC, Hong CT, Chen PC, Liu WT, Chung CC. Logistic regression and artificial neural network-based simple predicting models for obstructive sleep apnea by age, sex, and body mass index. Math Biosci Eng. 2022 Aug 10;19(11):11409-21. doi: 10.3934/mbe.2022532.

Laursen JC, Mizrak H, Kufaishi H, Hecquet S, Stougaard E, Tougaard N, et al. Lower blood oxygen saturation is associated with microvascular complications in individuals with type 1 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2022 Jan;108(1):dgac559. doi: 10.1210/clinem/dgac559.

Lellouche F, Bouchard PA, Branson RD. Impact of SpO2 targets and pulse oximeter brand on oxygen flow requirements and oxygenation. Respir Care. 2023 Dec 28;69(1):110-3. doi: 10.4187/respcare.11358.

Lin Q, Ung COL, Lai Y, Hu H, Jakovljevic M. Critical analysis of Markov modeling for the economic evaluation of obesity interventions: a systematic review. Risk Manag Healthc Policy. 2025;18:2169-87. doi: 10.2147/RMHP.S528064.

Lip GYH, Tran G, Genaidy A, Marroquin P, Estes C. Revisiting the dynamic risk profile of cardiovascular/non-cardiovascular multimorbidity in incident atrial fibrillation patients and five cardiovascular/non-cardiovascular outcomes: A machine-learning approach. J Arrhythm. 2021;37(4):931-941. doi: 10.1002/joa3.12555.

Mach F, Baigent C, Catapano AL, Koskinas KC, Casula M, Badimon L, et al; ESC Scientific Document Group. 2019 ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: lipid modification to reduce cardiovascular risk. Eur Heart J. 2020 Jan 1;41(1):111-88. doi: 10.1093/eurheartj/ehz455.

Marx N, Federici M, Schütt K, Müller-Wieland D, Ajjan RA, Antunes MJ, et al; ESC Scientific Document Group. 2023 ESC Guidelines for the management of cardiovascular disease in patients with diabetes. Eur Heart J. 2023 Oct 14;44(39):4043-140. doi: 10.1093/eurheartj/ehad192.

Medplatforma. Telemedytsyna v Ukraini: rozvytok i perspektyvy. [Internet]. 2022 [cited 2025 Apr 1]. Available from: https://medplatforma.com.ua/article/ru/1199-telemeditsina-v-ukraine. [In Ukrainian].

Medstar. Telemedytsyna zapoloniaie ukrainski likarni. [Internet]. 2019 [cited 2025 Apr 2]. Available from: https://medstar.ua/ru/telemedicina-zapolonjaet-ukrainskie-bolnicy/ [In Ukrainian].

Moscarelli M, Nasso G, Speziale G. Markov models in cardiac surgery. J Card Surg. 2021 Jan;36(1):176-7. doi: 10.1111/jocs.15158.

Page MJ, McKenzie JE, Bossuyt PM, Boutron I, Hoffmann TC, Mulrow CD, et al. The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ. 2021 Mar 29;372:n71. doi: 10.1136/bmj.n71.

Reséndiz Rojas M, Fontecave-Jallon J, Rivet B. Hidden Markov model in nonnegative matrix factorization for fetal heart rate estimation using physiological priors. Physiol Meas. 2022 Oct 6;43(10):105004. doi: 10.1088/1361-6579/ac92bf.

Ridker PM, Buring JE, Rifai N, Cook NR. Development and validation of improved algorithms for the assessment of global cardiovascular risk in women: the Reynolds Risk Score. JAMA. 2007 Feb 14;297(6):611-9. doi: 10.1001/jama.297.6.611.

Saidi O, O’Flaherty M, Zoghlami N, Malouche D, Capewell S, Critchley JA, et al. Comparing strategies to prevent stroke and ischemic heartdisease in the tunisian population: markov modeling approachusing a comprehensive sensitivity analysis algorithm. Computational and Mathematical Methods in Medicine. 2019:1-11. doi: 10.1155/2019/2123079.

Scholte NTB, Gürgöze MT, Aydin D, Theuns DAMJ, Manintveld OC, et al. Telemonitoring for heart failure: a meta-analysis. Eur Heart J. 2023 Aug 14;44(31):2911-26. doi: 10.1093/eurheartj/ehad280.

Schwebel FJ, Richards DK, Pfund RA, Joseph VW, Pearson MR, et al; Marijuana Outcomes Study Team. Using decision trees to identify salient predictors of cannabis-related outcomes. J Psychoactive Drugs. 2022 Nov-Dec;54(5):419-28. doi: 10.1080/02791072.2021.2014081.

Suzyma V, Yurochko T. Zapovniuiuchy prohalyny: pokrashchennia dostupnosti pervynnoi medychnoi dopomohy silskomu naselenniu Ukrainy z vykorystanniam mobilnykh medychnykh bryhad. Reproduktyvne zdorovia zhinky. 2024;(1):25-31. doi: 10.30841/2708-8731.1.2024.301592. [In Ukrainian].

Tian Y, Zhang S, Huang F, Ma L. Comparing the efficacies of telemedicine and standard prenatal care on blood glucose control in women with gestational diabetes mellitus: randomized controlled trial. JMIR Mhealth Uhealth. 2021 May 25;9(5):e22881. doi: 10.2196/22881.

Vettoretti M, Drecogna M, Del Favero S, Facchinetti A, Sparacino G. A Markov model of gap occurrence in continuous glucose monitoring data for realistic in silico clinical trials. Comput Methods Programs Biomed. 2023 Oct;240:107700. doi: 10.1016/j.cmpb.2023.107700.

Wei B, Guo C, Deng M. An innovation of the Markov probability model for predicting the remaining service life of civil airport rigid pavements. Materials (Basel). 2022 Sep 2;15(17):6082. doi: 10.3390/ma15176082.

Williams B, Mancia G, Spiering W, Agabiti Rosei E, Azizi M, Burnier M, et al; ESC Scientific Document Group. 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J. 2018 Sep 1;39(33):3021-104. doi: 10.1093/eurheartj/ehy339.

Wilson PW, D'Agostino RB, Levy D, Belanger AM, Silbershatz H, Kannel WB. Prediction of coronary heart disease using risk factor categories. Circulation. 1998 May 12;97(18):1837-47. doi: 10.1161/01.cir.97.18.1837.

World Health Organization. Cardiovascular diseases (CVDs): fact sheet [Internet]. Geneva: WHO; 2021 [cited 2025 Apr 2]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds).

Yan K, Ye W, Martínez A, Geronzi L, Escrig P, Tomasi J, et al. Fluid-structure-growth modeling in ascending aortic aneurysm: capability to reproduce a patient case. Biomech Model Mechanobiol. 2025;24(2):405-422. doi: 10.1007/s10237-024-01915-6.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-11-28

Як цитувати

Рябков, С. О. (2025). Математичні моделі скринінгу та подальшого віддаленого спостереження за станом здоров’я пацієнтів із підвищеним ризиком розвитку хвороб системи кровообігу засобами телекомунікацій на етапі первинної медичної допомоги. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія «Медицина», (2(72), 98-108. https://doi.org/10.32782/2415-8127.2025.72.17

Номер

Розділ

ГІГІЄНА І ОРГАНІЗАЦІЯ ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я