ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГАНГРЕНЫ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНЫХ НЕЧЕТКИХ МОДЕЛЕЙ

Работа посвящена актуальной проблеме повышения качества оказания помощи больным, страдающим критической ишемией нижних конечностей, переходящей в гангрену, которая может закончиться ампутацией и даже смертью. В ходе проведенных исследований было показано, что задача прогнозирования возникновения и развития гангрены нижних конечностей относится к классу плохоформализуемых задач с нечеткой структурой данных, что послужило основанием для выбора в качестве базового аппарата исследований методологии синтеза гибридных нечетких решающих правил. В ходе синтеза нечетких решающих правил был обоснован выбор информативных признаков, получаемых в ходе опросов и осмотров, инструментальных и лабораторных методов исследования. В качестве базовых элементов нечетких решающих правил получены функции принадлежности к классу высокий риск развития гангрены, которые агрегируются в нечеткое правило оценки уверенности в том, что у пациента разовьется гангрена нижних конечностей. На шкале уверенности в развитии гангрены эксперты определили вторичные функции принадлежности к таким прогнозируемым классам состояний пациента как: I – низкая уверенность в развитии гангрены; II – средняя уверенность в развитии гангрены; III – высокая уверенность в развитии гангрены; IV – очень высокая уверенность в развитии гангрены. Решение о классификации принимается по максимальному значению прогностических функций принадлежности. Проведенное математическое моделирование и экспертное оценивание полученных нечетких моделей показало, что их прогностическая уверенность составляет не менее 0,9. Это же качество прогнозирования было подтверждено в ходе статистических испытаний на контрольных выборках объемом 100 человек на каждый класс по таким показателям как диагностическая специфичность, чувствительность и эффективность, а также прогностическая значимость положительных и отрицательных результатов. Полученные результаты позволяют рекомендовать предлагаемые математические модели к использованию в практике работы сердечнососудистых хирургов и ангиологов.

1. Быков, А.В. Прогнозирование возникновения и развития гангрены нижних конечностей на основе нечетких моделей принятия решений [Текст] / А.В. Быков //. Известия Юго-Западного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2017. - №4 (25). - С. 95-103.

2. Быков А.В., Кореневская С.Н., Пархоменко С.А., Стародубцева Л.В. Прогнозирование появления и развития гангрены нижних конечностей с использованием нечетких интеллектуальных технологий: монография. – Курск «Издательский дом ВИП», 2017. - 420 с.

3. Кореневский Н.А. Использование нечеткой логики принятия решений для медицинских экспертных систем / [Текст] Н.А. Кореневский // Медицинская техника. 2015. № 1. С. 33-35.

4. Кореневский, Н.А. Принципы и методы построения интерактивных систем диагностики и управления состоянием здоровья человека на основе полифункциональных моделей: автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт Петербург, 1993. – 32 с.

5. Кореневский, Н.А. Синтез коллективов гибридных нечетких моделей оценки состояния сложных систем [Текст] / Н.А. Кореневский, К.В. Разумова // Наукоемкие технологии. - 2014. Т.15. - №12. – С. 31-39.

6. Серегин, С.П. Математические модели прогнозирования и профилактики рецидивов инфарктов миокарда в реабилитационном периоде: монография / [Текст] С.П. Серегин, О.Н. Воробьева, С.Н. Кореневская [и др.] // Юго-Зап. гос. ун-т. – Курск, 2015. – 166 с.

7. Шуткин, А.Н. Проектирование баз знаний медицинских экспертных систем с использованием коллективов нечетких правил [Текст] / А.Н. Шуткин, С.Н. Кореневская, В.В. Федянин // Материалы международной научно-практической конференции. 2014. – С. 61-64.

8. Конева, Л.В. Оценка уровня психоэмоционального напряжения и утомления по показателям, характеризующим состояние внимания человека [Текст] / Л.В. Конева, Н.А. Кореневский, С.В. Дегтярев // Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2012. – Т11.- № 4. - С. 993-1000.

9. Кореневская, С.Н. Аппаратно-программный комплекс для психофизиологических исследований на базе платформы ANDROID с AFE-интерфейсом / С.Н. Кореневская, Е.С. Шкатова, М.А. Магеровский, А.Н. Шуткин // Медицинская техника. 2016. - №5. – С. 24-27.

10. Кореневский, Н.А. Прогнозирование и диагностика заболеваний, вызываемых вредными производственными и экологическими факторами на основе гетерогенных моделей/ [Текст] Н.А. Кореневский, Н.А. Серебровский, В.И. Коптева, Н.А. Говорухина // Т.Н. – Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак, 2012. - 231 с.

11. Кореневский, Н.А. Комплекс для исследования особенностей внимания и памяти/ Н.А. Кореневский, Д.Е. Скопин, Р.Т. Аль-Касасбех, А.А. Кузьмин // Медицинская техника, 2010, №1. - С. 36-40.

12. Харьков, С.В. Оценка защитных механизмов организма и их роль в задачах прогнозирования и медицинской диагностики [Текст] / С.В. Харьков, С.Д. Долженков, С.Н. Кореневская, А.Г. Коцарь // Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2012. – Т11. - №1. – С. 44-49.

13. Korenevskiy, N.A. Fuzzy determination of the human’s level of psychoemotional [Text] / N.A. Korenevskiy, R.T.Al-Kasasbeh, F.Ionescouc, M.Alshamasin, E.Alkasasbeh, A.P. Smith // IFMBE Proceedings. – 2013. – V.40. – IFMBE. – P.213-216.

14. Гадалов В.Н. Математические модели рефлекторных систем организма человека и их использование для прогнозирования и диагностики заболеваний. Гадалов В.Н., Кореневский Н.А., Снопков В.Н. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2012. - Т. 11. - № 2. - С. 515-521.

15. Кореневский, Н.А. Энергоинформационные модели рефлексодиагностики/ [Текст] Н.А. Кореневский, Л.П. Лазурина // ОМЦП. – Курск, 2000. – 177 с

16. Al-Kasasbeh, R.T. Prediction of the gastric ulcer based on the change of the electrical resistance of the acupuncture points and fuzzy logic decision making, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 16, No. 3, pp.302–313.

17. Al-Kasasbeh, R.T., Ionescou, F., Korenevskiy, N.A. and Alshamasin, M. (2012) ‘Prediction and prenosological diagnostics of heart diseases based on energy characteristics of acupuncture points and fuzzy logic’, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 15, No. 7, pp.681–689.

18. Бойцов, А.В. Применение теории измерения латентных переменных для формирования пространства информативных признаков в задачах оценки функционального состояния человека [Текст] / А.В. Бойцов, Л.П. Лазурина, С.Н. Кореневская, А.Н. Шуткин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. – 2014. - №6(57). – С. 52-58.

19. Кореневский Н.А. Проектирование систем принятия решений на нечетких сетевых моделях в задачах медицинской диагностики и прогнозирования. Телекоммуникации. 2006.- №6. – С.25-31.