Перспективи застосування штучного інтелекту для прогнозування поширення туберкульозної інфекції в Європейському регіоні ВООЗ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.30978/TB2023-2-86

Ключові слова:

епідемія; туберкульоз; нейромережі; моделювання.

Анотація

Мета роботи — проаналізувати перспективи застосування нейромереж для створення геопросторової моделі передачі туберкульозної інфекції і прогнозування її поширення в Європейському регіоні ВООЗ з використанням доступних аналітичних баз.

Матеріали та методи. Дослідження виконано у період з жовтня 2022 р. до березня 2023 р. Як основне джерело досліджень використано цифровий доступ до таких повнотекстових і реферативних баз даних: EBSCO Information Base Package, найбільша в світі єдина реферативна та науково-метрична платформа Scopus, вільнодоступна пошукова система Google Scholar, MEDLINE з повним текстом, Dyna Med Plus, EBSCO eBooks Clinical Collection, реферативна і науково-метрична база даних наукових публікацій Thomson Reuters Web of Science Core Collection WoS, статистичні дані МОЗ України та Центру громадського здоров’я, SCIE, SSCI, онлайн-база даних Національної наукової медичної бібліотеки України, AHCI.

Результати та обговорення. Міграційні процеси в Європі є глобальною тенденцією і створюють складнощі для країн, які приймають мігрантів. Несприятливі умови життя, тісний контакт, погане харчування, психічний і фізичний стрес — те, з чим стикаються біженці та мігранти. Поєднання цих чинників ризику і недостатній доступ до медичних послуг підвищує вразливість біженців до туберкульозної інфекції. Крім того, затримка з діагностикою призводить до поганих результатів лікування та продовження передачі інфекції іншим особам.
Оптимальним шляхом прогнозування поширення інфекції туберкульозу (ТБ) у містах Європи, в які прибула значна кількість мігрантів з України, є створення математичної моделі із застосуванням аналітичної технології нейромереж та штучного інтелекту. За допомогою аналізу великої кількості даних штучний інтелект може швидко та ефективно виявляти зв’язки між різними чинниками та прогнозувати розвиток епідемії. Наприклад, штучний інтелект може аналізувати дані про захворюваність на ТБ у різних регіонах світу, а також дані про кількість хворих на інші захворювання, які можуть впливати на імунну систему людини, і спрогнозувати розвиток епідемії в майбутньому.

Висновки. Актуальним є створення математичної моделі та розробки на її основі програми-симулятора геопросторового функціонування міста і взаємодії людей протягом доби. Розуміння природного перебігу ТБ серед недавно прибулих мігрантів є важливим для визначення способів боротьби з ТБ у таких популяціях.

Біографії авторів

Л.Д. Тодоріко, Буковинський державний медичний університет, Чернівці

Тодоріко Лілія Дмитрівна
д. мед. н., проф., зав. кафедри фтизіатрії та пульмонології
58002, м. Чернівці, пл. Театральна, 2

О.А. Андрієць, Буковинський державний медичний університет, Чернівці

Андрієць О.А.
д. мед. н., професор, в. о. ректора

Я.І. Виклюк, Національний університет «Львівська політехніка»

Виклюк Я.І.
д. тех. н., професор

І.О. Сем’янів, Буковинський державний медичний університет, Чернівці

Сем’янів Ігор Олександрович
к. мед. н., доц. кафедри фтизіатрії та пульмонології

Й. Маргіняну, Університетський медичний центр Гронінгема, Гронінгем

Маргіняну Йоана
к. мед. н., лікар в Університетському медичному центрі Гронінгема

Е. Леснік, Державний університет медицини та фармації імені Миколи Тестеміцану, Кишинів

Леснік Евеліна
к. мед. н., доцент

Д.В. Невінський, Національний університет «Львівська політехніка»

Невіднський Д.В.
к. тех. н., доцент

І.В. Єременчук, Буковинський державний медичний університет, Чернівці

Єременчук І.В.
к. мед. н., доцент

Посилання

[Derzhavna mihratsiina sluzhba Ukrainy. Ctatystychni dani]. https://dmsu.gov.ua/diyalnist/statistichni-dani.html. Ukrainian.

Todoriko LD, Ostrovskyi MM, Sem’ianiv IO, Shevchenko OS. [Osoblyvosti perebihu tuberkulozu v umovakh pandemii COVID-19]. Tuberkuloz, lehenevi khvoroby, VIL-infektsiia (Ukraine). 2020;43(4):52-63. http://doi.org/10.30978/TB2020-4-52. Ukrainian.

Feshchenko YuI, Todoriko LD, Kuzhko MM, Humeniuk MI. [Pato­morfoz tuberkulozu - realii sohodennia, khimiorezystentnist yak oznaka prohresuvannia]. Ukr pulmonol zhurn. 2018;2:6-10. http://www.ifp.kiev.ua/doc/journals/upj/18/pdf18-2/6.pdf. Ukrainian.

Bartelink IH, Zhang N, Keizer RJ, et al. New paradigm for translational modeling to predict long-term tuberculosis treatment response. Clin Transl Sci. 2017;10: 366-79. http://doi.org/10.1111/cts.12472.

Estimates for total number of people who died from any form of TB (including DRTB or TBHIV co-infection) as per WHO global TB database. https://www.stoptb.org/static_pages/MappingTool_Main.html.

European Centre for Disease Prevention and Control, WHO. Tuberculosis surveillance and monitoring in Europe 2021—2019 data. 22 Mar 2021 [cited 28 Feb 2022]. https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/tuberculosis-surveillance-and-monitoring-europe-2021-2019-data.

European Centre for Disease Prevention and Control, WHO.Tuberculosis surveillance and monitoring in Europe 2020 - 2018 data. 24 Mar 2020 [cited 25 Feb 2021]. https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/tuberculosis-surveillance-and-monitoring-europe-2020-2018-data.

Geng S, Law KMY, Niu B. Investigating self-directed learning and technology readiness in blending learning environment. Int J Educ Technol High Educ. 2019;16(17). http://doi.org/10.1186/s41239-019-0147-0.

Holden IK, Lillebaek T, Seersholm N, Andersen PH, Wejse C, Johansen IS. Predictors for pulmonary tuberculosis treatment outcome in Denmark 2009-2014. Sci Rep. 2019;9:12995. http://doi.org/10.1038/s41598-019-49439-9.

Kosovych I, Cherevko I, Nevinskyi D, Vyklyuk Y. Simulation of various distribution restrictions of COVID-19 using Cellular Automata. 2022 12th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ruzomberok, Slo­vakia. 2022. P. 58-61. http://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913172.

Maiti M, Vukovic D, Vyklyuk Y, Grubisic Z. BRICS Capital Markets Co-Movement Analysis and Forecasting. Risks. 2022;10(5):88. http://doi.org/10.3390/risks10050088.

Malinović-Milićević S, Radovanović MM, Radenković SD, et al. Application of Solar Activity Time Series in Machine Learning Predictive Modeling of Precipitation-Induced Floods. Mathe­atics. 2023;11(4):795. http://doi.org/10.3390/math11040795.

Migration Data Platform for Evidence-Based Regional Deve­lopment (M-POWERD). https://seeecadata.iom.int.

Nguyen DT, Graviss EA. Development and validation of a prognostic score to predict tuberculosis mortality. J Infect. 2018;77:283-90. http://doi.org/10.1016/j.jinf.2018.02.009.

OECD; European Observatory on Health Systems and Policies. Romania: Country Health Profile 2019, State of Health in the EU. OECD Publishing, Paris/European Observatory on Health Systems and Policies, Brussels. 2019. http://doi.org/10.1787/f345b1db-en.

Peetluk LS, Ridolfi FM, Rebeiro PF, Liu D, Rolla VC, Sterling TR. Systematic review of prediction models for pul­monary tuberculosis treatment outcomes in adults. BMJ Open. 2021;11:e044687. http://doi.org/10.1136/bmjopen-2020-044687.

Singh H, Ramamohan V. A model-based investigation into urban-rural disparities in tuberculosis treatment outcomes under the Revised National Tuberculosis Control Programme in India. PLoS One. 2020;15:e0228712. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0228712.

Spruijt I, Joren C, van den Hof S, Erkens C. Tailored approaches facilitate high completion of tuberculosis infection treatment among migrants. Eur Respir J. 2022;59. http://doi.org/10.1183/13993003.02077-2021.

Tadolini M, Codecasa LR, García-García JM, et al. Active tuberculosis, sequelae and COVID-19 co-infection: first cohort of 49 cases. Eur Respir J. 2020;56(1):2001398. http://doi.org/10.1183/13993003.01398-2020.

Todoriko LD, Semianiv IO. Peculiarities of tuberculosis in the COVID-19 pandemic. Infusion & Chemotherapy. 2020;(3):27-34. http://doi.org/10.32902/2663-0338-2020-3-27-34.

Vyklyuk Y, Manylich M, Škoda M, Radovanović MM, Petro­vić MD. Modeling and analysis of different scenarios for the spread of COVID-19 by using the modified multi-agent systems - Evidence from the selected countries. Results Phys. 2021 Jan;20:103662. http://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103662. PMID: 33318892; PMCID: PMC7724467.

WHO. Coronavirus disease (COVID-19) Weekly Epidemio­logical Updates and Monthly Operational Updates. https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports.

WHO. Impact of the COVID-19 pandemic on TB detection and mortality in 2020. Geneva: World Health Organization; 2021. https://cdn.who.int/media/docs/default-source/hq-tuberculosis/impact-of-the-covid-19-pandemic-on-tb-detection-and-mortality-in-2020.pdf

WHO. Tuberculosis control in migrant populations. Guiding principle and proposed actions. Manila: World Health Organization, Office for the Western Pacific Region; 2016. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/246423/9789290617754-eng.pdf, accessed 25 August 2021.

WHO. WHO consolidated guidelines on tuberculosis. Mo­­dule 3: diagnosis — rapid diagnostics for tuberculosis detection, 2021 update. Geneva: World Health Organization; 2021. https://apps.who.int/iris/handle/10665/342331.

WHO. WHO consolidated guidelines on tuberculosis. Mo­­dule 5: Management of tuberculosis in children and adolescents. Geneva: World Health Organization; 2022. 101 p. https://www.who.int/publications/i/item/9789240046764.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-22

Номер

Розділ

Епідемічна ситуація