МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА СХЕМ ПРОФИЛАКТИКИ РЕЦИДИВА ГАНГРЕНЫ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

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 сердечно-сосудистых хирургов и ангиологов.

1. Быков, А.В. Модель оценки эффективности медикаментозного лечения критической ишемии нижних конечностей [Текст] / А.В. Быков // Наука, образование, общество: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 сентября 2016 г. Ч. 2. Тамбов ООО Консалтинговая компания ЮКОМ, 2016. – С. 19-22.

2. Быков, А.В. Выбор и обоснование рациональных схем лечения пациентов с сочетанной ишемической патологией различных органов [Текст] / А.В. Быков, Е.А. Бойцова, С.Н. Кореневская, Е.А. Кониченко // Системный анализ и управление в биотехнических системах, 2017. - №2. – С. 254-260.

3. Савельев В.С., Кошкин В.М., Каралкин А.В. Патогенез и консервативное лечение тяжёлых стадий облитерирующего атеросклероза артерий нижних конечностей: Руководство для врачей. - М,: ООО Медицинское информационное агентство. 2010. - 216 с.

4. Сосудистая хирургия. Национальное руководство. Краткое издание/ под ред. В.С. Савельева, А.И. Кириенко. - М.: ГЭОТАР - Медиа,2014. - 464 с.

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

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

7. Быков, А.В. Оптимизация схем лечения больных критической ишемией нижних конечностей на фоне сахарного диабета [Текст] / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, И.И. Хрипина, С.А. Пархоменко // Сахарный диабет и хирургические инфекции. Сборник научных трудов 3-го научнопрактического конгресса. – М.: Издательство «Перо», 2017. – С. 38-40.

8. Быков, А.В. Оценка эффективности и выбор схем лечения при сочетанных ишемических поражениях в условиях доминирующей сердечной патологии [Текст] / А.В. Быков, Е.А. Бойцова, С.Н. Кореневская, С.А. Пархоменко // Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2018. -Т. 17. - № 1. - С.114-122.

9. Быков, А.В. Синтез нечеткой математической модели оценки степени тяжести ишемического процесса нижних конечностей по показателям гемостаза [Текст] / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, Е.А. Бойцова, С.А. Пархоменко // Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2018. -Т. 17. - № 1. - С.92-100.

10. Быков, А.В. Обоснование выбора схем лечения сочетанных ишемических процессов с ведущей патологией нижних конечностей с использованием теории измерения латентных переменных [Текст] / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, Е.А. Бойцова, О.В. Филатова // Известия Юго-Западного университета. Серия Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение, 2017. - №1 (22). – С.100-113.

11. Быков, А.В. Оптимизация схем профилактики критической ишемии нижних конечностей на основе нечетких моделей оценки динамики развития этого заболевания [Текст] / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, С.А. Пархоменко, Т.Н. Говорухина, З.У. Зейдан // Электронный научно-образовательный вестник Здоровье и образование в XXI веке, 2017. - Т. 19. - № 12. - С. 64-67.

12. Быков, А.В. Использование интеллектуальных технологий при ведении больных с критической ишемией нижних конечностей [Текст] / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, И.И. Хрипина, С.А. Пархоменко // Сборник тезисов, «Кардиостим-2018», Санкт-Петербург, 15-17 февраля, 2018. - С. 54.

13. Быков, А.В. Оценка уверенности в развитии гангрены нижних конечностей на основе моделей Г. Раша и Е. Шортлифа [Текст] / А.В. Быков, С.А. Пархоменко, А.В. Бойцов, И.И. Хрипина // Системный анализ и управление в биотехнических системах, 2017. – Т. 16 -№4. – С. 878-883.

14. Быков, А.В. Нечеткий алгоритм прогноза развития ишемической болезни конечностей для различных этапов ведения пациента / А.В. Быков, Н.А. Кореневский, А.Г. Устинов [Текст] // Известия ЮгоЗападного государственного университета. Серия Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение, 2016. – №2(19). – С. 142-155.

15. Бойцов, А.В. Применение теории измерения латентных переменных для формирования пространства информативных признаков в задачах оценки функционального состояния человека [Текст] / 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.

16. Кореневский, Н.А. Оценка и управление состоянием здоровья на основе моделей Г. Раша [Текст] / Н.А. Кореневский, А.Н. Шуткин, Е.А. Бойцова // Медицинская техника, 2015, №6. - С. 37-40.

17. Rasch G. Probabilistic models for some intelligence anent tests (Expanded edition, with foreword and afterword by Benjamin D. Wright). – Chicago: University of Chicago Press, 1980.-199p.

18. Smith E.V., Smith M.S. Introduction to Rasch Measurement Theory, Models and Applications. – Marle Grove, Minnesota: JAM Press, 2004.- 689p.

19. Smith R.M. Rasch Measurement Models: Interpreting WINSTEPS/BIGSTEPS and Facets Output. – Gainesville, Florida: JAM Press, 1995.

20. Кореневский, Н.А. Оценка и управление состоянием здоровья обучающихся на основе гибридных интеллектуальных технологий: монография [Текст] / А.Н. Шуткин., С.А. Горбатенко, В.В. Серебровский // Старый Оскол: ТНТ. - 2015. -472 с.

21. Кореневкий, Н.А. Метод синтеза нечетких решающих правил на основе моделей системных взаимосвязей для решения задач прогнозирования и диагностики заболеваний [Текст] / Н.А. Коренеский, М.В. Артеменко, В.Н. Провоторов, Л.А. Новикова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2014. – Т13. – №4. – С.881-886.

22. Кореневский, Н.А. Проектирование систем принятия решений на нечетких сетевых моделях в задачах медицинской диагностики и прогнозирования. [Текст] / Н.А. Кореневский // Телекоммуникации, 2006. - №6. - С.25-31.

23. Кореневский, Н.А. Синтез коллективов гибридных нечётких моделей оценки состояния сложных систем / Н.А. Кореневский, К.В. Разумова // Наукоёмкие технологии, 2014. - Т.15. - №12. - С.31-40.

24. Шуткин, А.Н. Проектирование баз знаний медицинских экспертных систем с использованием коллективов нечётких правил. [Текст] / А.Н. Шуткин, С.Н. Кореневская, В.В. Федякин // Информационные проекты в медицине и педагогике. Материалы международной научно-практической конференции. 2014. - С.61-64.

25. Korenevskiy, N.A. Application of Fuzzy Logic for Decision-Making in Medical Expert System [text] / N.A. Korenevskiy // Biomedical Engineering, May 2015, Volume 49, Issue 1, pp 46-49.

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

27. Конева, Л.В. Оценка уровня психоэмоционального напряжения и утомления по показателям, характеризующим состояние внимания человека [Текст] / С.Н. Кореневская, С.В. Дегтярев //Системный анализ. Т.11.-№4.-2012.-С.993-1000.

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

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

30. Кореневский, Н.А. Теоретические основы биофизики акупунктуры с приложениями в медицине, психологии и экологии на основе нечетких сетевых моделей [Текст] / Н.А. Кореневский, Р.А. Крупчатников, Р.Т. Аль-Касасбех.// Старый Оскол: ТНТ, 2013.-528с.

31. Кореневский, Н.А. Комплексная оценка уровня психоэмоционального напряжения. [Текст] / Н.А. Кореневский, О.И. Филатова, М.И. Лукашов, Р.А. Крупчатников // Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. - №5, С .4-9.

32. Korenevskiy N. A., Fuzzy determination of the human’s level of psychoemotional [text] / N. A. Korenevskiy, R.T. Al-Kasasbeh, M. Alshamasin, F. Lonescouc, E. Alkasasbeh, A.P. Smith. // IFMBE Proceeding Сер. 4th International Conference on Biomedical Engineering in Vietnam, 2013 C. 213-216.

33. Al-Kasasbeh R.T., Prediction and prenosological diagnostics of heart diseases based on energy characterisrics of acupuncture points and fuzzy logic [text] / R.T. Al-Kasasbeh, M. Alshamasin, N. A. Korenevskiy, A. Kusmin, F. Lonescouc // Computer methods in biomechanics and biomedical engineering , 2012, T. 15. № 7 C. 681-689.

34. Al-Kasasbeh R.T., Prediction of gastric ulcers based on the change in electrical resistance of acupuncture points using fuzzy logic decision-making [text] / N. A. Korenevskiy, R.T. Al-Kasasbeh, M. Alshamasin, F. Lonescouc, A.P. Smith // Computer methods in biomechanics and biomedical engineering, 2013 T.16. № 3 C. 302-313.

35. Korenevskiy N. A., System for studying specific features of attention and memory [text] / N. A. Korenevskiy, D.E. Skopin, A.A. Kusmin, R.T. AlKasasbeh // Biomedical engineering, 2010. T. 44. № 1. С. 32-35.