Комплексное применение искусственных нейронных сетей в морфологии гемомикроциркуляторного русла и у пожилых больных и долгожителей с послеоперационной

На диаграмме (рис.2.3) показатели общей активности основной и контрольной групп распределялись неравномерно (UA=1,2). В то же время обращает на себя внимание повышение показателей общей активности у больных основной группы.

Самообслуживание пациентов до операции и в настоящее время отражено на рисунке 2.4.

Сравнение диаграмм основной и контрольной групп свидетельствует о снижении показателей среди пациентов последней группы.

22

Рис. 2.5. Показатели социальных и личностных отношений у больных до операции и в отдаленные сроки

Важным показателем, отражающим качество жизни, является социальное положение, самовосприятие больных в обществе (рис. 2.4). Как видно из диаграммы, они существенно не изменились с течением времени в обеих группах.

Общие результаты исследования качества жизни больных основной и контрольной групп представлены на рисунке 2.6.

Рис. 2.6. Диаграмма показателей качества жизни у больных основной и контрольной групп в отдаленные сроки после операции

Улучшение качества жизни в основной группе имело место − у 24 (15,6%) больных, в контрольной − у 8 (5,19%), соответственно ухудшилось − у 7 (4,5%)

и 18 (11,69%), не изменилось – у 22 (14,2%) и 24 (15,6%).

Достоверность различий в основной и контрольной группах нами была подсчитана по критерию 2, который оказался равным 8,54х10-9. Это свидетельствует о том, что вероятность нулевой гипотезы в сравниваемых группах мала, а до-

23

стоверность различий между основной и контрольной группами велика. Следовательно, качество жизни в отдаленные сроки у больных после пластики ПВГ комбинированным способом лучше, чем после операции традиционным способом, что статистически достоверно (p>0,95).

Нейросетевой анализ: Практически проведено исследование с применением искусственных сетей Кохонена и многослойного персептрона. Дополнительно еще раз отметим, что сроки проведения анкетирования (анкеты недееспособности см. приложение № 1) у наших больных осуществлялись в ранние (3 и 6 месяцев) и в отдаленные сроки (от 8 месяцев до 10 лет после проведенной пластики).

Нейросетевой анализ проводился в два этапа.

1 этап нейросетевого моделирования включал отбор входных переменных, представленных средним арифметическим вопросов анкетирования больных на этапе раннего послеоперационного периода). Для этого нами использовался генетический алгоритм отбора входных переменных, используемый при обучении MLP-сетей. Были спроектированы и обучены две MLP-сети. Общие характеристики НС приведены в таблицах 4 и 5. Без использования генетического алгоритма количество входных переменных было определено равным 34.

Таблица 2.3

Характеристика искусственных нейронных сетей для распознавания больных основной и контрольной (ранний послеоперационный период)

Таблица 2.4

Диагностические характеристики нейронной сети MLP-2 (%)

24

Как мы отмечаем, в отношении распознавания наилучшие результаты в распознавании основной и контрольной групп по результатам качества жизни в раннем послеоперационном периоде показала MLP-2 сеть. Ошибка обучения этой НС была равна 0,12, что нами было оценено как приемлемое. Наилучшими оказались и результаты точности, чувствительности и специфичности (84%, 79% и 82%, соответственно (на контрольном множестве)). Для обучения этой сети с помощью генетического алгоритма было отобрано 24 входных переменных), которые впоследствии были использованы при обучении СОК Кохонена.

2 этап нейросетевого моделирования, сначала заключался в проектирова-

нии и обучении СОК Кохонена. Причиной этого послужило исповедование принципа создания более четких и объективных группировок в распознавании основной и контрольной групп в раннем послеоперационном периоде. Для обучения СОК Кохонена в качестве входных переменных использовались ранее отобранные (генетическим алгоритмом) входные переменные для обучения

MLP-2 сети.

СОК Кохонена характеризовалась в выходном слое общим числом элементов в столбце равным 24 при его ширине равной 6-ти элементам.

СОК Кохонена обучали в 2 этапа. На первом этапе скорость обучения снижалась до окрестности равной 1 (единицы). На втором этапе она снижалась далее до 0,1.

Характер распределения кластеров представлен в таблице 2.5. Представленная каждая ячейка таблицы 2.5, представляет собой группу соответственно объединенных кластеров выходного слоя (топологической карты) СОК Кохоне-

на.

25

Таблица 2.5

Топологическая карта основного слоя сети Кохонена (в %)

При изучении внешнего слоя Кохонена обращает на себя внимание распределение кластеров, позволяющее их объединить в две большие группы. Визуально это можно разделить вертикальной средней линией разделения ячеек таблицы 2.5.

Далее мы провели анализ вхождения в каждую выделенную группу кластеров по категориям наших больных.

Врезультате было определено, что данная кластеризация четко выявила две группы (основную и контрольную). Практически самоорганизующаяся обученная нами сеть Кохонена четко разделила на группы представленных нами больных.

Вдальнейшем нейросетевое моделирование включало обучение и тестирование следующих МLP-сетей. Обучение MLP-сети проводилось методом обратного распространения ошибки.

Целью нейросетевого моделирования была возможность осуществления прогноза качества жизни больных основной и контрольной групп в отдаленные сроки после проведения герниопластики.

При обучении основная и контрольная группы делились на три выборки: обучающую, контрольную и тестирующую. НС, показавшие наилучшие результаты обучения, представлены в таблицах 2.6 и 2.7.

26

Таблица 2.6

Общая характеристика MLP-сетей

В связи, с представленными результатами диагностических характеристик MLP-2 и 4 можно определить выделенные вопросы анкет недееспособности, определенные на раннем этапе послеоперационного периода у больных с пластикой, проведенной комбинированным способом. Основными вопросами явились: вопрос №3 анкеты 1, вопрос №3 анкеты 2, вопрос №6 анкеты 2.

2.2.2 Пример расчета КЧNP показателя по GM1 и GM2

КЧNP (в однородной группе)= GM2/ GM2 (верхний квартиль)

КЧNP = 1 – (exp (- 0,78)) = 0,59 вероятностный риск в оценке однородной группы больных с изменениями от G1 до G2, после выполненной пластики вентральной грыжи для определенного срока послеоперационного периода.

В таблице 2.8 представлен массив исходных данных.

27

Таблица 2.8

Показатели GM1 и GM2 в группе больных пожилого и старческого возраста с послеоперационной вентральной грыжей (массив исходных дан-

ных)

Данная процедура проводится и далее по всем показателям качества жизни пациента с последующей оценкой общего интегрального показателя.

Выводы:

1. Проведенный анализ качества жизни показал лучшие результаты адаптации больных с пластикой, проведенной комбинированным способом (по В.И.Белоконеву) с использованием полипропиленовых трансплантатов, как в

28

раннем послеоперационном периоде, так и в отдаленные сроки в группе больных пожилого возраста и долгожителей.

2.Проведенный нейросетевой анализ позволил объективно подтвердить результаты оценки качества жизни больных в раннем послеоперационном, а также

вотдаленные сроки. Применение генетического алгоритма отбора входных переменных при обучении многослойного персептрона позволило выбрать и сформировать группу вопросов недееспособности, для прогноза качества жизни

вотдаленный послеоперационный период.

3.Расчет показателя КЧNP способен к применению при оценке качества жизни больных после выделения среди них однородных групп в разные сроки наблюдения.

29

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Анкета оценки результата лечения больного с послеоперационной грыжей:

Уважаемый(ая) ____________________________________________!

Вас оперировали по поводу грыжи в Самарской городской больнице № 1 им. Н.И.Пирогова в ____ году. Просим Вас ответить на вопросы анкеты, касающиеся Вашего здоровья.

1.Ваш возраст на день заполнения анкеты? _____________

2.Ваш рост ______ (см), вес ________(кг).

3.Размер одежды до операции ________, в настоящее время ________

4.Сколько времени Вы страдали грыжей до операции?

до 6 месяцев

1 год

2 года

3 года

4 года

более 5 лет

5.Какие операции предшествовали образованию грыжи:

6.Выполнялись ли Вам операции по поводу грыжи до ____г.

Да ___________ раз

Нет

7.Ваш взгляд на причину образования грыжи:

ранняя физическая нагрузка после операции

длительное заживление раны

затрудняюсь ответить

8.Соблюдали ли Вы диету до операции?

Да

Нет

Частично

9.Соблюдаете ли Вы диету после операции?

Да

Нет

Частично

10.Как Вы оцениваете состояние здоровья после операции?

хорошее (возвратились к прежнему труду)

удовлетворительное (ограничиваете физическую нагрузку, беспокоят боли в области рубца)

неудовлетворительное (вновь появилась грыжа)

11.Как заживала рана после операции?

без осложнения

с нагноением раны

12.Через какое время после выполненной операции Вы стали выполнять физическую нагрузку?

30

13.Повлияла ли операция на Вашу трудоспособность?

Да

Нет

14.Имеется ли у Вас инвалидность?

Да – по какому заболеванию? − ______________________________________

Нет

15.Испытываете ли Вы ограничения при физической нагрузке?

16.Какие из перечисленных ниже нарушений Вы находите у себя?

Одышка

Боли в животе

Запоры

Тошнота

Расстройства мочеиспускания

Боли в области послеоперационного рубца

Повторное появление грыжи в месте операции

Повторное появление грыжи другой (новой) локализации

17.Укажите галочкой срок появления грыжи после выполненной нами операции? (если повторной грыжи нет, то поставьте прочерк)

3 месяца

6 месяцев

1 год

более 1 года

18.Укажите, какими из перечисленных заболеваний Вы страдаете?

Бронхиальная астма

Аденома простаты

Ишемическая болезнь сердца

Варикозная болезнь

Геморрой

Хронические запоры

Ожирение

Плоскостопие

Ни одним из перечисленных

19.Выполнялись ли Вам оперативные вмешательства по поводу грыжи после

_____года?

Да

Нет

20.Выполнялись ли Вам оперативные вмешательства по поводу других заболеваний после ____года?

Да (укажите по какому заболеванию) ____________________________

Нет

21.Нуждаетесь ли Вы в контрольном осмотре?

Да

Нет

Ваши пожелания

31