Синтез математических моделей прогнозирования возникновения МКБ
Анализ структуры данных используемых для прогнозирования возникновения МКБ (класс &вм) показывает, что в соответствии с общей методологией синтеза гибридных нечетких решающих правил (ГНРП), решающая гибридная структура как минимум является двухуровневой.
На первом уровне определяются величины функций принадлежности классу высокий риск появления МКБ - μβj* (xi) и на втором уровне производится агрегация частных решений с определением величины прогностической уверенности UeM.
Первые три признака определены системой градаций, для каждой из которых эксперты определяют вклад в прогностические решения, на основании которых были получены следующие функции принадлежности:
Признак х4 характеризует уровень психоэмоционального напряжения, который
непосредственно не измеряется. Это сложное понятие, которое определяется набором индикаторных переменных, получаемых в ходе специальных исследований. В работах [64, 77, 92, 141] было показано, что для задач аналогичных решаемой в данной работе хорошие результаты удается получить, если уровень ПЭН определяется тремя составляющими: субъективными тестами Спилбергера-Ханина; показателями внимания; электрическим сопротивлением БАТ «связанными» с психоэмоциональным напряжением. В работах [64, 77, 92, 135] приводятся выражения и показываются методы расчета и аппаратное обеспечение для расчета уровня ПЭН в соответствии с формулой
YP = Fp (YT,YB,YB), (2.1)
где YT- уровень ПЭН рассчитываемой по тестовым методикам; YB- уровень ПЭН, рассчитываемый по показателям внимания (переключаемость, концентрированность и устойчивость внимания); YB- уровень ПЭН рассчитываемой по величине электрического разбаланса БАТ связанных с ПЭН (точки R8, VB20, P9).
Для решения задачи определения UeMэксперты используя технологию Дэлфи и рекомендации [49, 77] построили график функции принадлежности рвм( х4) с базовой переменной YP = χ(рисунок 2.11).
Рисунок 2.11 - График функции принадлежности к классу овм с базовой переменной х4
Аналитически график, приведенный на рис. 2.12 описывается выражением
68
С учетом того, что уровень ПЭН не вносит определяющий вклад в показатель уверенности возникновения МКБ,
может быть рассчитана по меньшему
числу показателей, например по величине электрического разбаланса БАТ R8, VB20, P9. Методы расчета уровня ПЭН по различным составляющим выражения (2.1) можно найти в работах [48, 52, 61, 77, 86, 135, 141, 169, 170, 171, 172].
Признаки
определены системами градаций, для которых функции
принадлежности были получены аналогично признакам x1, х3.
На непрерывной шкале рН эксперты определили не только риск возникнове-
69 ния МКБ, но и тип образующихся камней: фосфатные с уверенностью
или
уратные с уверенностью
(рисунок 2.12).
Рисунок 2.12 - Графики функций принадлежностей к классу совм с базовой переменной
Две ветки на графиках функций принадлежности с базовой переменной описываются комбинированными правилами Півида
Идея использования биологически активных точек (признак хц) для прогнозирования появления МКБ базируется на том, что их энергетическая реакция на воз-
можное заболевание появляется задолго до возникновения клинических проявлений [50, 72, 73, 86, 96, 97, 104, 105].
Общая теория синтеза нечетких решающих правил использующих информацию об энергетической сбалансированности меридианных структур по величине отклонения сопротивлений от номинальных значений изложена в работах [50, 65, 72, 73].В соответствии с общими рекомендациями для прогнозирования возникновения МКБ были отобраны точки, имеющие связь с ситуацией «болезни мочеполовых органов», «заболевания почек»: III 25,28; IV 10,11; VII 22,23,28,31,32,33,34; VIII 2,5,6,7,10,11,12,13,14,16; XI 25,26,27,28,29; XII 1,2,3,4,5,8,9; XIII 4. Эти точки классифицированы по их локализации на основании знаний об иннервации почек. Известно, что почки иннервируются из парного почечного сплетения, образованного чревными нервами, ветвями чревного сплетения с находящимися в них волокнами блуждающих нервов, афферентными волокнами нижнегрудных и верхнепоясничных спинномозговых узлов. Аксоны почечных симпатических предганглионарных нейронов, которые заканчиваются синапсами на постганглионарных нейронах, выходят из двух последних грудных (T10 - T12) и двух первых поясничных (L1 - L2) узлов грудного и поясничного отделов симпатического ствола. Тела некоторых почечных симпатических предганглионарных нейронов могут быть расположены в предшествующих грудных (T4 - T8) узлах. Их аксоны проходят по симпатическим стволам к последним грудным (T10 - T12) узлам и выходят из них типичным образом по грудным чревным нервам к предпозвоночным узлам брюшного аортального сплетения. Таким образом, репрезентативными зонами для электропунктурной диагностики являются билатеральные паравертебральные точки кососегментарных по симпатической иннервации почек дерматомов Т10-Ь2 (точки: III28; VII22,23; VIII 11,12,13,14,16; XI 25,26; XIII4). С учетом этого, из списка точек исключены точки, располагающиеся за пределами вышеперечисленных дерматомов. Из множества отобранных точек с использованием алгоритмов поиска диагностически значимых точек описанных в работах [58, 72, 73] были отобраны наиболее информативные точки: III28; VII23; VIII16; XI25; XIII4.
Полученный список точек уточнен с учетом Шу- и Мо-точек. Шу-точки спины (бэй шу сюэ или шу сюэ) это двенадцать от срединной линии, в которые вливается Ци соответствующих цзанфу-органов.
Системе Шу-точек в настоящее время придается большое значение. При патологии сегментарно связанных с определенными Шу-точками внутренних органов эти точки становятся болезненными и над ними меняется ИК-излучение и электропроводность. При этом Шу-точки нередко реагируют раньше других точек. Информативность возрастает при одновременном исследовании Мо-пунктов груди и живота, т.е. точек Манака. Мо-точки располагаются в непосредственной или сегментарной близости от пораженного органа, преимущественно в области зон кожной гипералгезии Захарьина-Геда. Возникающая в этой точке боль, которая обычно усиливается при давлении на нее и сопровождается снижением электрокожного сопротивления против обычного над ней, является как бы сигналом тревоги пораженного органа [86]. Данными точками для заболевания почек являются VΠ23(Шу-точка), VШR16(Мо-точка).С учетом вышеизложенного в список диагностически значимых точек включены пять точек: VII23; VIII16, III28, XI25, XIII4. Указанные точки расположены на различных меридианах, иннервируются из разных дерматомов, имеют различный список «мешающих» ситуаций, что обуславливает высокую специфичность прогнозирования патологии почек, в том числе и мочекаменной болезни при одновременном изменении энергетических характеристик этих точек.
В качестве энергетической характеристики БАТ, согласно рекомендациям [72, 74], было выбрано их сопротивление, измеряемое на переменном токе частотой 1 кГц при силе тока 2 мкА. Для контроля величины сопротивления БАТ использовались аппараты типа «Рефлекс 01-03» и автоматизированный лечебнодиагностический комплекс кафедры биомедицинской инженерии, описанный в работах [72, 73].
На контрольной выборке здоровых людей, не имеющих МКБ был определен диапазон номинальных сопротивлений в 110, ..., 130 кОм.
В течение годичного наблюдения за людьми, имеющими предпосылки к заболеванию МКБ по данным признакам х1,.х10 было произведено сопоставление со
противлений БАТ со временем появления клинических признаков заболевания.
Используя эту информацию в соответствии с рекомендациями [72, 73] была построена прогностическая таблица, по строкам которой были вписаны имена БАТ, по столбцам диапазоны сопротивлений соответствующие частоте появления заболеваний. Элементами таблицы служат частные коэффициенты уверенности КУ^, что у пациента возникнет МКБ, где к - номер диапазона сопротивлений, j- номер БАТ (таблица 2.7).Таблица 2.7
Частные коэффициенты уверенности для прогнозирования возникновения МКБ
| К>(кОм) БАТ | 210 | |||||||||
| III28 | 0,35 | 0,3 | 0,2 | 0 | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,3 |
| III23 | 0,25 | 0,2 | 0,15 | 0 | 0 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 |
| VIII16 | 0,25 | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | 0,1 | 0,1 | 0,15 | 0,1 | 0,2 |
| XI25 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| XIII14 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
В соответствии с рекомендациями [72, 73] уверенность в принятии решений о возникновении МКБ по диапазонам сопротивлений БАТ определяется через соответствующие функции принадлежности с использованием выражения
Влияние признака х12 возраст определен экспертами функцией принадлежности, график которой приведен на рисунке 2.13.
73
Рисунок 2.13 - График функции принадлежности к классу
с базовой переменной x12
Аналитически цвм(x12) определяется выражением
Анализ всех отобранных информативных признаков показал, что наличие каждого из них увеличивает уверенность в том, что у пациента в течение года и более появится мочекаменная болезнь.
В таких условиях в соответствии с рекомендациями [51, 56, 57, 60, 77] в качестве агрегатора целесообразно формулу Е. Шортли- фа:
Результаты математического моделирования и экспертного оценивания показали, что при максимальных значениях μβjtt(xi) величина уверенности в прогнозе превышает значение 0,95. При наиболее вероятном наборе значений признаков уверенность в принимаемом решении равна 0,88, что является хорошим результатом для прогностических задач.
2.4