Использование электрических характеристик точек акупунктуры в задачах прогнозирования, ранней и дифференциальной диагностики
Как отечественные, так и зарубежные ученые в своих работах доказали, что для повышения качества прогнозирования некоторых заболеваний, включая сосудистую патологию, целесообразно использовать биологически активные точки (БАТ) входящие в, так называемые, меридианные структуры организма [44, 69, 74, 92, 93, 95, 146, 151, 170].
При синтезе моделей прогнозирования существенную роль играет задача выбора состава информативных признаков. Это относится и к выбору состава БАТ, используемого для принятия соответствующих решений [77, 81, 112, 171, 174, 175].Проведенные исследования показали, что «выводимая» на БАТ информация о состоянии внутренних структур организма имеет ряд специфических особенностей, затрудняющих выбор информативных признаков в том смысле, как это понимается в классической теории распознавания образов [40, 41, 44, 47, 51, 53, 57, 62, 69, 78, 92, 93, 95, 97, 123].
К таким особенностям относятся: вывод большого количества информации на одну точку (множество диагнозов, симптомов, синдромов); циклические изменения энергетического состояния БАТ в течение суток даже при нормальной энергетической сбалансированности меридиан; большой объем данных, который нужно анализировать, если патология заранее неизвестна. Такие особенности
информации, передаваемой на БАТ, затрудняют процедуру выбора информативных точек [69, 92, 93, 95].
Однако если учитывать особенности анатомии и физиологии строения и функционирования меридианных структур организма, механизм выбора информативных БАТ может быть значительно упрощен. В работах [93, 95] предложено несколько алгоритмов выбора информативных БАТ, которые обладают такими свойствами, что если наблюдается одновременное (выше порогового) отклонение их энергетических характеристик от номинальных значений, то это свидетельствует в пользу искомого заболевания ωtс одновременным исключением других гипотез, «связанных» с этими точками.
Такие точки называются диагностически значимыми точками (ДЗТ ωt) для диагноза ωt [93, 95].В работах [69, 93, 95], описываемых в атласах меридиан понятия (диагнозы, симптомы, синдромы и др.) называют ситуациями х., а исследуемые ситуации (прогнозы, диагнозы) обозначают как х .
Многочисленными исследованиями, проведенными на кафедре БМИ ЮЗГУ, было установлено, что прогностические задачи, решаемые с привлечением информации об энергетическом состоянии носят неполный и нечеткий характер [93, 95]. Структура классов, относительно которых
принимается решение, имеет нечеткие границы с зонами пересечения, переходящими из класса в класс. В этих условиях в соответствии с рекомендациями [90, 91, 92, 93, 95] для синтеза соответствующих решающих правил целесообразно использовать теорию нечёткой логики принятия решений в ее модификации применительно к задачам медицинской диагностики [43, 48, 128], в рамках которой энергетические характеристики БАТ, используемые для принятия решений по классу ωlпредставляются функциями принадлежностей к классу ωt μωt (δRj) с базовой переменной, определяемой как относительное отклонение сопротивлений БАТ от их номинальных значений δ Rjили частными коэффициентами уверенности относительно рассматриваемой гипотезы ωtКУ ωl.
Агрегацию решающих правил по всем используемым точкам предлагается осуществлять с использованием модифицированных накопительных формул Е. Шортлифа [93, 95]:
уверенности других типов решающих правил, если при принятии решений кроме БАТ используются признаки другой природы (данные опроса, осмотра, лабораторных и инструментальных исследований).
Функции принадлежностей и δRl 1определяются экспертами и уточняются в ходе проверки на репрезентативных обучающих и контрольных выборках в соответствии с методиками, достаточно полно представленными в работах [ 93, 95].
В другой, хорошо зарекомендовавшей себя модификации синтеза нечетких решающих правил на основе информации об электрических характеристиках БАТ, используются решающие таблицы, элементами которых являются частные коэффициенты уверенности, «привязанные» к различным диапазонам сопротивлений БАТ. Опыт решения медицинских задач с использованием энергетических характеристик БАТ позволили предложить следующую методику по синтезу соответствующих решающих правил [93, 94, 95].
1. Выбирается показатель, отражающий энергетические характеристики БАТ. При этом следует иметь в виду, что электрическое напряжение проекционных зон несет большее количество информации о состоянии организма, чем электрическое сопротивление, но в этом сигнале больше мешающих факторов. Для решения практических задач электрическое напряжение предпочтительнее использовать для диагностики тонких изменений наличных функциональных состояний организма. Для прогнозирования и диагностики ранних стадий рекомендуется использовать активную составляющую электрического сопротивления, измеряемого на переменном токе силой 2 mА, частотой 1 кГц.
2. По методике, изложенной в работах [93, 94, 95] выбирается система информативных БАТ.
3. Исходя из целей решаемых задач, выбирается система отведений, определяется тип и место расположения индифферентного электрода, а также параметры измерительной аппаратуры, например по методике, изложенной в работе [93].
4. Проводится серия экспериментальных исследований, и определяются номинальные значения электрических характеристик БАТ [93, 94].
5. По выбранным классам заболеваний и контрольной выборке относительно здоровых людей формируются таблицы экспериментальных данных, элементами которых служат величины отклонений измеряемых параметров от их номинальных значений. Объем таблиц должен обеспечивать требуемую достоверность статистических выводов. По таблицам экспериментальных данных (ТЭД) рассчитываются оценки математических ожиданий и дисперсий по каждому из классов, а также строятся гистограммы распределений отклонений измеряемых величин от номинальных по выбранным классам заболеваний и контрольной группе здоровых людей.
6. Решается вопрос о том, каким способом будут определяться частные коэффициенты уверенностей: через таблицу отклонений электрических характеристик БАТ, от их номинальных значений или через функции
принадлежности к исследуемому классу заболеваний. Второй подход более предпочтителен по точности, но требует определенных математических навыков среди экспертов-медиков. Первый подход предполагает наличие большого практического опыта рефлексотерапевтов.
7. Если принято решение о расчете диагностической (прогностической) уверенности по функциям принадлежности, то эксперты, принимая в качестве базовой переменной для функции принадлежности величины δRj, выбирают форму и параметры функции принадлежности к классу ωlпо всем выбранным информативным точкам - μω. (δRj). При этом, не выходя за рамки общепринятых понятий, целесообразно функцию принадлежности отождествлять с понятием меры увеличения доверия. Это оправдано тем, что рост δRj, как правило, сопряжен с переходом от состояния здоровья к ухудшению функционального состояния и (или) к нарушению в работе органов и функциональных систем организма, что соответствует увеличению уверенности в классификации ωl.
Кроме того, перед экспертами всегда может быть поставлена задача выбора таких форм и параметров функций принадлежности, которые отвечали бы понятию меры увеличения доверия.
Удобно в качестве исходной информации для выбора μω. (δRj) использовать соответствующие гистограммы распределения параметров δRj для класса ωl.
Однако следует иметь в виду, что амплитуда гистограммы отражает частоту появления тех или иных значений δRj в классе ωl, а величина μω. (δRj) отражает уверенность в гипотезе ωlпри изменении сопротивления БАТ с номером j.
Кроме того следует учитывать, что при агрегировании μω.(δRj) в общее решающее правило по проверке гипотезы ωl, общая уверенность не должна превышать некоторой величины доверия экспертов к исследуемой задаче, если в качестве информативных признаков используются только электрические характеристики БАТ.
С учетом приведенных замечаний и практики построения правил прогнозирования и диагностики различных стадий заболевания для расчета
общего коэффициента уверенности в гипотезе ωlпо величинам функций принадлежности рекомендуется использовать выражение (1.4).
8. Если принято решение о расчете диагностической (прогностической) уверенности по частным коэффициентам, определенным таблицей, столбцы которой соответствуют интервалам сопротивления, то для каждой точки (строки таблицы), связанной с ситуацией х0 должен быть определен частный коэффициент уверенности KY∙r[93, 94]. Причем естественным условием выбора точек для таблицы является то, что их использование при классификации не должно уменьшать уверенность в гипотезе ωl.Тогда в терминологии работы [93] частные табличные коэффициенты уверенности имеют тот же смысл, что и меры увеличения доверия. Исходными посылками для выбора величин KYjkrможет служить частость появления того или иного диапазона измеренных сопротивлений в рассматриваемом классе заболеваний или другие меры информативности (например по Кульбаку). Учитывая, что величина KY∙rдолжна быть всегда меньше единицы, любые оценки KYjrдолжны быть подвергнуты соответствующей нормировке.
Таблица 1.2 иллюстрирует таблицу частных коэффициентов уверенности по прогнозированию возникновения заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС).
Таблица 1.2
Частные коэффициенты уверенностей для диагностики заболеваний ССС
