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

Оценка качества жизни больных по S.Ridley, P.Wallace (1999).

Анкета теста физической недееспособности - 1

Отметьте галочкой состояние, соответствующее Вашему:

Анкета теста физической недееспособности - 2

Насколько Вы удовлетворены различными аспектами своей жизни? Поставьте баллы от 0 до 10 (0- полностью неудовлетворен, 10полностью удовле-

творен).

32

Анкета теста физической недееспособности − 3

Проставить "Да" или "Нет" в каждой строке в двух столбцах.

1. Купание

1.Используете ли Вы вспомогательные приспособления в ванной

2.Помогает ли Вам кто-нибудь во время мытья

2. Одевание

1.Используете ли Вы специальную одежду, застежки, подвязки

2.Помогает ли Вам кто-нибудь одеваться и раздеваться

3.Пользование туалетом

1.Используете ли Вы специальные приспособления для пользования

туалетом

2.Используете ли Вы судно, или помогает ли Вам кто-нибудь

4.Движения - Используете ли Вы специальные приспособления, что-

бы встать или сесть в кресло, лечь в кровать

5.Стул

1.Используете ли Вы слабительные или клизмы

2.Помогает ли Вам кто-нибудь ставить клизмы, подавать судно, были

ли эпизоды недержания кала

6. Питание 1 .Используете ли Вы специальные блюда и столовые приборы, помо-

гает ли Вам кто-нибудь за едой

2. Кормит ли Вас кто-нибудь с ложечки или при помощи зонда

Тест физической недееспособности расшифровывали следующим образом. Анкета 1 (общая трудовая недееспособность, GM): графы 1 и 2 соответствуют 1 баллу, графа 3-2 баллам, графа 4-3 баллам, графа 6 - 5 баллам, графы 7 и 8 - 6 баллам. В анкете 2 выделяли:

а) вопросы, характеризующие обычную активность (UA): это вопросы 1, 2 и 11. Сумма до 7 соответствует 4 баллам, от 8 до 15 - 3 баллам, от 16 до 22-2 баллам, от 23 до 30 -1 баллу, более - 0 баллов,

б) вопросы, характеризующие социальные и личностные отношения (SP): вопросы 4, 6, 7, 10. Сумма до 7 соответствует 4 баллам, от 8 до 16-3 баллам, от 17 до 24 -2 баллам, от 25 до 32 - 1 баллу и 33 и более - 0 баллов. Прочие вопросы содержат "информационный шум" и предназначены, в основном, для оценки правдивости высказываний.

Анкета 3 характеризует самообслуживание (SC). Каждый положительный ответ оценивают в 1 балл, максимально - 4 балла. Итоговый показатель физической недееспособности получают из расчетной таблицы 1.

33

Словарь терминов и определений

В настоящей работе применены следующие термины с соответствующими определениями:

1.генетический алгоритм отбора входных данных – применение генети-

ческого алгоритма к нахождению оптимального набора переменных путем построения битовых масок.

2.грыжа (hernia, лат.) − выпячивание органа или его части через отверстия

ванатомических образованиях под кожу, в межмышечные пространства или во внутренние карманы и полости.

3.искусственная нейронная сеть (ИНС) – методы, позволяющие прогно-

зировать значения некоторых переменных в новых наблюдениях по данным других или этих же наблюдений после прохождения этапа обучения на имеющихся данных. В основе данного класса методов используются гипотетические принципы функционирования мозга.

4.качество жизни больного(ых) − это динамическое состояние, функция, изменяющаяся во времени, которое оценивается на определенном протяжении как меняющийся параметр, зависящий от вида и течения заболевания, процесса лечения и системы оказания медицинской помощи.

34

5.методика обучения – определенная последовательность предъявления примеров (образов) системе (искусственной нейронной сети), способ подбора или вычисления весовых коэффициентов и параметров нелинейных преобразований элементов (системы) сети, последовательность обучения различных фрагментов системы (сети).

6.микроциркуляторное кровеносное русло (микрососудистое ложе) − си-

стема мелких сосудов, которая включает артериолы; прекапилляры (прекапиллярные артериолы); кровеносные капилляры; посткапилляры (посткапиллярные венулы); венулы. Для обозначения структурно-функциональных единиц, обеспечивающих поддержание тканевого гомеостаза в отведенной ему части органа, используют термин «сосудистый модуль». В каждом органе адекватно его функции существуют специфические особенности конфигурации, диаметра и плотности расположения сосудов микроциркуляторного русла.

7.многослойный персептрон (MLP-сеть) – искусственная нейронная сеть, имеющая несколько слоев скрытых нейронов, с прямой передачей сигнала и как, правило, нелинейными функциями активации.

8.нейрон – элемент искусственной нейронной сети, имеющий входы, снабженные весами, смещение, суммирующий элемент (сумматор) и выходную активационную функцию. В биометрических нейросетевых системах − элемент решающего правила, принимающий конечное решение, способный оценивать меру расстояний между контролируемым фрагментом биометрического эталона

ипредъявленным для сравнения аналогичным фрагментом вектора биометрических параметров.

9.обратное распространение (backpropagation learning rule) – алгоритм обучения многослойных персептронов. Имеются более быстрые алгоритмы, например, метод сопряженных градиентов.

10.обучающая выборка – в биометрии несколько примеров биометрических образов, принадлежащих одной личности и не подвергавшейся какой-либо предварительной обработке, сортировке, прореживанию.

11.обучение – процесс предъявления примеров биометрических образов или биометрических параметров, позволяющий создавать в той или иной форме биометрический эталон личности, описывающий с заданной погрешностью стабильную часть биометрических образов или биометрических параметров и их допустимые вариации.

13.фрактал (fractare (лат.) – ломать, дробить; fractus (лат.) – расчлененный, разбитый; fractional (англ.) – дробный) - геометрическая фигура, один фрагмент которой (элемент) повторяется при каждом уменьшении масштаба. Фракталы, обладающие этим свойством называются конструктивными (например, ветвление деревьев). Известны фракталоподобные структуры, т.н. динамические фракталы, возникающие в нелинейных дискретных динамических системах.

35

Список литературы

1.Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия./М.: Медицина, 1992. -112 с.

2.Автандилов Г.Г., Яблучанский Н.И., Губенко В.Г. Стереометрия в изучении патологического процесса./М.: Медицина, 1981. -192 с.

3.Адыширин-Заде Э.А. Структурные основы регуляции органной гемодинамики.//В сб.: Морфологические аспекты регуляции органного кровотока./Куйбышев:КМИ, 1986. –С. 5-14.

4.Адыширин-Заде Э.А., Габаин Л.И., Фомин А.М. Структурные механизмы регуляции кровотока в миокарде.//В кн.: достижения морфологии – для медицины и сельского хозяйства.// Вильнюс, 1985. –С. 5.

5.Банин В.В. Механизмы обмена внутренней среды организма.//М.:РГМУ,

1999. - 580 с.

6.Борисов А.Е. Проблемы современной герниологии /А.Е.Борисов, С.Е.Митин //Актуальные вопросы герниологии: Матер. конф. - М. - 2002. - C.6-7.

7.Ветшев П.С. Изучение качества жизни пациентов после хирургического лечения /П.С.Ветшев, Н.Н. Крылов, Ф.А.Шпаченко //Хирургия. - 2000. - №1. - С. 64-66.

8.Глотов В.А., Смольская И.В. Правила Ру, квантовая гипотеза движения крови и конфигурация микрососудистых бифуркаций и сетей.//III съезд анатомов, гистологов и эмбриологов РФ. Тюмень, 1994. –С.50-51.

9.Глотов В.А. Структурный анализ микрососудистых бифуркаций. (Микрососудистый узел и гемодинамический фактор). //Смоленск:Амипресс.

– 251 с.

10.Данилов Ю.А. Лекции по нелинейной динамике – М.: Постмаркет, 2001.

– 184 с.

11.Иванов А.И., Кисляев С.Е., Гелашвили П.А. Искусственные нейронные сети в медицине и здравоохранении.//Самара: «Офорт», 2004. –С.214.

12.Козлов В.И., Мельман Е.П., Нейко Е.М., Шутка Б.В. Гистофизиология капилляров.//СПб: Наука, 1994. – 234 с.

13.Кисляев С.Е., Гелашвили П.А., Гелашвили О.А. Применение искусственных нейронных сетей в распознавании состояний редуцированного кровотока скелетных мышц .//НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. X ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НЕЙРОИНФОРМАТИКА-2006»:Сб.научн.трудов. В 2-х частях. Ч.1. М.:МИФИ, 2006. – С.104-109.

14.Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах.//Москва: Техносфера, 2006. – 488 с.

15.Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы.//Москва: Институт компьютерных исследований, 2002. –656 с.

16.Мантуров О.В. и др. Толковый словарь математических терминов. Под ред. В.А. Диткина/ М.: Просвещение, 1965. – 539 с.

36

17.Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов.//Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. - 160 с.

18.Петухов В.С. Биомеханика, бионика и симметрия.//М.: Наука, 1981. – 290 с.

19.Пилецкий А.А. Система размеров и их отношений в древнерусской архитектуре.//Сб.: Естественнонаучные знания в Древней Руси./М.: Наука,

1980. – С. 117-123.

20.Потапов А.А. Фракталы и хаос как основа прорывных технологий в современных радиосистемах /В Р.Кроновер Фракталы и хаос в динамических системах Москва: Техносфера, 2006. – 488 с. С. 401-402.

21.Розен Р. Принцип оптимальности в биологии./М.: Мир, 1969. -167 с. 22.Фомин А.М. Компенсаторно-приспособительные механизмы микрососу-

дов эпикарда сердца человека.//В кн.: Компенсаторноприспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты. Новосибирск, 2004. –С. 309.

23.Фомин А.М. Конфигурация микрососудистых сетей и регуляция кровотока в миокарде.//Морфология, 2004, №4. –С. 86-89.

24.Фомин А.М. Кисляев С.Е. Нейросетевое моделирование микроциркуляторного кровотока в миокарде и эпикарде сердца человека./Научная сессия МИФИ-2006. VIII Всеросс. научно-техн. конф. «Нейроинформатика2006»: Сб. научн. тр. В 3-х ч. Ч.2.//М.: МИФИ, 2006. –С.58-67.

25.Фомин А.М. Морфологический и математический анализ интрамиокардиального кровотока/Морфологические ведомости, 2004, №3-4. –С.65- 67.

26.Фомин А.М. Математическое описание внутримиокардиального кровотока.//В кн.: Макро- и микроморфология. Саратов, изд-во Саратовского медицинского университета, 1999. – с.187-191.

27.Фомин А.М., Кисляев С.Е. К вопросу о фрактальности микрососудистого русла миокарда человека.// Естествознание и гуманизм. Т.2, №5, 2005.

–С.80-81.

28.Фомин А.М. Искусственные нейронные сети, фракталы в морфометрическом анализе структур гемомикроциркуляторной системы сердца млекопитающих.//НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. X ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НЕЙРОИНФОРМАТИ- КА-2008»:Сб.научн.трудов. В 2-х частях. Ч.1. М.:МИФИ, 2008. – С.114119.

29.Черняев А.Ф. Золото древней Руси. «Белые альвы».//М.: 1998. – 144 с. 30.Чучков В.М., Гелашвили П.А., Котельников Г.П. Системный многофак-

торный анализ реактивной перестройки микроциркуляторных модулей различных типов скелетных мышц млекопитающих в условиях нарушенного кровотока.//Морфологические ведомости, №3-4, 2004. –С.68-71.

31.Чучков В.М., Фомин А.М., Кисляев С.Е., Гелашвили О.А. Конформносимметричные отношения структурных элементов – основа морфофункциональной организации гемомикроциркуляторного модуля миокарда

37

сердца человека и скелетных мышц.//Морфологические ведомости, 2006, №1 1 - 2. –С.72-74.

32.Julia G. Memoire sur l´iteration des forctions rationnelles.//I.de Mathematiques pures et appliquees, 1918. – 8 ser., V.1. –P.47-245.

33.Murray C.D. The physiological principle of minimum work: The vascular system and the cost of blood volume.//Proc. Nat. Akad. Sci., 1926a, v.12. – P.204-214.

34.Murray C.D. The physiological principle of minimum work applied to the angie of branching of arteries.//J. Gen. Physiol., 1926б, v.9. – P.835-841.

35. Roux W. Über die Verzweichungen der Blutgefässe.//Z.Naturwissenschaf,

Bd.12. – S.205-266.

36.Roux W. Die Bedeutung der Ablenkung des Arterien Systems bei der Astabgabe.//Z. Naturwissenschaft, 1879, Bd.13, №2ю – S.321-338.

37.Suwa N., Nakahashi N. Morphological and morphometrical analysis of circulation in hypertension and ischemie kidney.//Munich:Urban & Schwarzenberg, 1971.

38.Zamir M. Optimality preinciples in arterial branching.//J.Theor.Biol., 1976, v.62, №1. – P.227-251.

39.Zamir M. Nonsymmetrical bifurcation in arterial branching.//J.Gen.Physiol., 1978,v.72, №6. –P.837-845.

40.Пименов Ю.С., Девяткин А.А., Горшунова Н.К., Медведев Н.В., Куркина М.П., Супильников А.А., Чернышова О.Ю., Роганов В.Ф., Пожиленко Н.С. Качество жизни пожилых: Самара: Издательство Самарского научного центра Российской академии наук, 2009. – 140 с.: ил. – («Вузовская монографическая серия»).

Подписано в печать Тираж 300 экз. Заказ №

Бумага ксероксная. Печать оперативная. Объем – 2,3 усл. п.л. Формат 60 х 84/16

Отпечатано в типографии ООО «Инсома-пресс» г. Самара, ул. Сов. Армии, 217

38