Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1449_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
221
. (4.7)
Результаты расчета вектора значений дискриминантных переменных
и
и параметров рассеяния σ
1
, σ
2
и ρ для выбранных комбинаций
дискриминантных переменных приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Векторы средних значений дискриминантных переменных
и
, параметры рассеяния σ
1
, σ
2
и ρ для исследуемых групп
Дискриминантные
переменные
Группа пациентов
с положительным течением
послеоперационного периода
с отрицательным течением
послеоперационного периода
σ
1
σ
2
ρ
σ
1
σ
2
ρ
;
(16,08;
46,50 )
3,90
3,81
0,27
(15,55;
48,80)
1,99
3,23
0,57
;
(16,08;
2579,81)
3,90
134,30
-0,23
(15,55;
2380,40)
1,99
88,94
-0,46
;
(16,08;
8424,08)
3,90
590,32
-0,20
(15,55;
7854,94)
1,99
447,05
-0,57
;
(33,98;
2579,81)
6,48
134,30
0,63
(38,07;
2380,40)
1,22
88,94
-0,41
;
(34,70;
2579,81)
8,13
134,30
-0,36
(42,59;
2380,40)
1,13
88,94
-0,41
Рассчитанные матрицы ковариаций для групп пациентов с
положительным (S
1
) и отрицательным течением (S
2
) послеоперационного
периода и матрица, обратная совместной ковариационной матрице (S
*
-1
),
полученные для комбинации дискриминантных переменных, представлены в
таблице 4.3.
222
Таблица 4.3 – Матрицы ковариаций для исследуемых групп и матрица,
обратная совместной ковариационной матрице
Дискриминантные
переменные
S
1
S
2
S
*
-1
1
2
3
4
;
;
;
;
;
В таблице 4.4 представлены рассчитанный вектор коэффициентов,
свободный член, а также общий вид дискриминантной функции, полученные
для комбинации дискриминантных переменных обеих групп пациентов.
Таблица 4.4 – Вектор коэффициентов A, свободный член c и общий вид
дискриминантной функции f
Дискриминантные
переменные
А
с
Общий вид дискриминантной
функции
;
(-1,35; 0,52)
-16,79
;
(-1,03; -0,02)
46,06
;
(-1,22; -0,003)
37,03
;
(0,38; -0,02)
45,05
;
(0,28; -0,02)
48,33
223
Таким образом, с применением ЛДА для набора дискриминантных
переменных определён общий вид дискриминантных функций, на которых
будет базироваться итоговая модель классификации.
Для проведения верификации полученных дискриминантных функций
применялся метод k-fold кросс-валидации [477,478]. Данная разновидность
кросс-валидации представляет собой стратегию разбиения исходной выборки
на k непересекающихся частей, одинаковых по объему (в данной
исследовательской задаче было принято k = 5 из-за малого размера выборки),
что позволяет максимально эффективно использовать доступные ресурсы и
минимизировать риск переобучения.
В процессе k итераций кросс-валидации модель обучается на k-1 частях
выборки, в то время как оставшаяся часть служит для тестирования, к какой
из двух распределяемых групп будут классифицированы объекты, Данный
подход обеспечивает оптимальную оценку качества модели и ее устойчивости
к вариациям во входных данных.
После верификации для дискриминантных функций рассчитывались
значения показателей чувствительности (Se), специфичности (Sp) и точность
(, площадь под кривой AUC.
Также для каждой дискриминантной функции рассчитывались ошибки
1-ого (FNR, ложноотрицательные результаты) и 2-ого (FPR,
ложноположительные результаты) рода:
, (4.8)
, (4.9)
Значения чувствительности, специфичности, точности и ошибок для
полученных дискриминантных функций представлены в таблице 4.5.
224
Таблица 4.5 – Значения чувствительности и специфичности для
полученных дискриминантных функций
Дискриминантные
переменные
Se
Sp
Acc
AUC
FNR
FPR
1
2
3
4
5
6
7
;
0,88
0,95
0,94
0,94
0,12
0,05
;
0,88
0,98
0,96
0,97
0,12
0,02
;
0,88
0,95
0,94
0,96
0,12
0,05
;
0,88
0,95
0,94
0,99
0,12
0,05
;
0,88
0,98
0,96
0,99
0,12
0,02
С точки зрения достижения наибольшей чувствительности и
специфичности в качестве наиболее приемлемой выбрана дискриминантная
функция с применением в качестве дискриминантных переменных значений
высоты гауссовой кривой липофусцина в спектре 365 нм
и
площади спектра 450 нм в диапазоне 565-600 нм
. Итоговая модель
классификации на основе сочетаний параметров, полученных методом ФС на
длинах волны 365 нм и 450 нм, имеет следующий вид:
. (4.10)
На рисунке 4.11 представлены результаты ЛДА в виде графика
рассеяния параметров с нанесением дискриминантной линии, которая делит
экспериментальные точки на две группы.
Если полученная экспериментальная точка лежит на плоскости выше
дискриминантной линии f, то делается вывод о том, что у данного пациента
после билиарной декомпрессии будет наблюдаться положительная динамика
состояния, при положении экспериментальной точки ниже линии f – о том, что
225
у пациента в послеоперационном периоде будет наблюдаться отрицательная
динамика, что, вероятнее всего, обусловлено наличием тяжелой степени ПН.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение метода ФС
на длинах волн возбуждающего излучения 365 нм и 450 нм позволяет
синтезировать решающее правило для выявления пациентов с положительной
и отрицательной динамикой состояния после билиарной декомпрессии с
вероятностью ложноотрицательного результата менее 0,2.
а)
б)
Рисунок 4.11 – Результаты линейного дискриминантного анализа –
диаграмма рассеяния значений выбранных параметров (а); ROC кривая для
оценки эффективности соответствующих моделей классификации (б)
На основе ретроспективного исследования и установленных связей
между течением послеоперационного периода пациентов с синдромом МЖ и
оптическими характеристиками печени и желчи, зарегистрированными
методами ОД, был предложен алгоритм, где показано место методов ФС и
СКР в стандартном протоколе ведения пациентов с синдромом МЖ различной
этиологии (рисунок 4.12).
При поступлении в стационар пациентам с синдромом МЖ проводятся
стандартные лечебные мероприятия, предусмотренные рекомендованным
протоколом в рамках клинических рекомендаций. Во время формирования
226
первичного антеградного чреспеченочного доступа выполняется регистрация
спектров флуоресценции и их последующая обработка с вычислением
диагностических параметров, входящих в дискриминантную функцию. На
основании анализа данных делается вывод о предполагаемом течении
послеоперационного периода пациентов и необходимости присоединения
экстракорпоральных методов детоксикации к терапии.
Рисунок 4.12 – Схема алгоритма прогнозирования послеоперационного
течения заболевания у пациентов с синдромом МЖ на фоне МИХВ
Далее в послеоперационном периоде по дренажному катетеру в
динамике проводится забор желчи и регистрация её оптических свойств
методом СКР. При нормализации амплитуды пиков билирубина в
спектральных полосах 1258-1264 см
-1
и 1615-1620 см
-1
до значений 1300-
1600 отн. ед., при необходимости возможно проведение дополнительных
диагностических процедур для определения этиологического фактора
развития синдрома МЖ и переход к следующему этапу лечения основного
заболевания (онкологии, желчнокаменной болезни, кист и т.д.) [473].
227
4.3 Интраоперационная оптическая диагностика метаболического
статуса новообразований молочной железы
4.3.1 Методика проведения клинических исследований на основе
регистрации спектров флуоресцентной спектроскопии и диффузного
отражения интраоперационно во время проведения чрескожной
пункционной биопсии новообразований молочных желез
Рак молочной железы (РМЖ) является наиболее часто диагностируемым
видом рака и основной причиной смертности от рака среди женщин во всем
мире и в Российской Федерации, в частности [479]. Достижения в области
медицинской визуализации привели к разработке методов, позволяющих
выявлять РМЖ в клинически бессимптомный период, что значительно
улучшает прогноз заболевания. Основным методом лучевой диагностики
РМЖ в настоящее время является рентгеновская маммография. К сожалению,
в верификации подозрительных образований специфичность этого метода не
является высокой, поэтому постановка диагноза при подозрении на РМЖ на
дооперационном этапе проводится путем выполнения ЧПБ – тонкоигольной
аспирационной биопсии (ТАБ) и трепанобиопсии.
Важной частью терапии пациентов с диагнозом РМЖ является
системная лекарственная терапия. Понимание метаболической природы
опухоли и её особенностей микрогемодинамики может лечь в основу
разработки прогностических маркеров вероятности ответа на лечение опухоли
в каждом конкретном клиническом случае.
Таким образом, с учетом связей перфузионно-метаболических
параметров с методами ОД, для контроля метаболического статуса
новообразований молочной железы были выбраны методы ФС с
возбуждением автофлуоресценции на длине волны 365 нм и СДО.
Клинические исследования выполнены на базе ОГБУЗ «Смоленский
областной онкологический клинический диспансер» и проведены в
228
соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в
Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях, и одобрены
независимым этическим комитетом при ОГБУЗ «Клиническая больница №1»
(протокол № 2-Б от 19.04.2023 г.) (г. Смоленск). Все участники
экспериментальных исследований были ознакомлены с их содержанием и
подписывали бланк информированного согласия с указанием готовности к
добровольному участию в исследованиях.
В исследовании приняла участие 21 пациентка с новообразованиями
молочных желез. Стандартный протокол обследования включал в себя УЗИ
молочных желез, рентгеновскую маммографию, ТАБ и трепанобиопсию
опухолей с последующим патоморфологическим и иммуногистохимическим
(ИГХ) исследованиями биоптатов. Обследуемые пациентки подразделялись
на две группы: 1 группа – c РМЖ (13 человек), 2 группа – с
доброкачественными опухолями – фиброаденомами (ФА) (8 человек).
Регистрация спектров флуоресценции с источником возбуждения на
длине волны 365 нм и диффузного отражения проводилась с помощью 2-х
каналов специально разработанной установки для оптической биопсии,
описанной в главе 3.1.1 (рисунок 4.13,а). Передача и прием оптического
излучения осуществлялась с помощью специально разработанного
тонкоигольного оптоволоконного зонда (19 G) (рисунок 4.13,б).
Регистрация спектров флуоресценции и диффузного отражения
проводилась непосредственно перед выполнением ТАБ или трепанобиопсии в
центральной части новообразования, в периферической области опухолевой
ткани и неизмененной железистой ткани молочной железы под УЗ-контролем
(рисунок 4.13в). В каждой из исследуемых областей сигналы ФС и СДО
регистрировались 5 раз, после обработки результаты измерений в каждой
точке усреднялись. Общее время регистрации оптических сигналов
составляло не более 1,5 мин.
229
а)
б)
в)
Рисунок 4.13 – Метод оценки метаболизма новообразований молочных
желез: а) схема исследования; б) фотография разработанного тонкоигольного
оптоволоконного зонда (19 G); в) введение тонкоигольного оптоволоконного
зонда в новообразование молочной железы
Спектры диффузного отражения были предварительно нормированы на
спектры используемой галогенной лампы, полученные при освещении эталона
диффузного отражения, изготовленного из спектралона. Далее проводилось
определение тканевой сатурации (S
t
O
2
). Значение S
t
O
2
рассчитывалось на
основании нормированных спектров обратного рассеяния в интервале 500-600
нм с помощью диффузионного приближения ТПИ для бесконечной среды
[480]:
(4.11)
где r – расстояние от источника до детектора,
– нормированный спектр обратного рассеяния (вектор p
j
для
данной задачи),
– транспортная длина,
– эффективный коэффициент ослабления,
230
– коэффициент поглощения, вклад в который дают спектры окси- и
дезоксигемоглобина,
– приведенный коэффициент рассеяния.
Канал ФС использовался для косвенной оценки содержания кофермента
энергетического метаболизма НАДН. Определение содержания кофермента
НАДН проводилось путем оценки максимума флуоресценции в спектре ФС
(I
F365
) при возбуждении на длине волны 365 нм после усреднения спектров в
каждой области исследования.
4.3.2 Анализ результатов клинических исследований пациенток с
подозрением на рак молочной железы
Результаты расчетов максимума флуоресценции в спектре ФС (I
F365
) и
тканевой сатурации (S
t
O
2
) в центральной части новообразования, в
периферической области опухолевой ткани и неизмененной железистой ткани
молочной железы представлены в таблице 4.6. Из-за несимметричности закона
распределения данные представлены в формате Me [Q1-Q3], где Me – медиана,
Q1 – первый квартиль, Q3 – третий квартиль.
В результате обработки данных, полученных в канале СДО, было
установлено, что опухоли злокачественного генеза имели статистически
значимо более низкие значения тканевой сатурации по сравнению с
окружающей нормальной тканью. В периферических областях
новообразований также было обнаружено снижение тканевой сатурации
относительно неизмененной ткани молочной железы.
В доброкачественных
новообразованиях не наблюдалось статистически значимой разницы тканевой
сатурации в центральных и периферических областях по сравнению с
неизмененной железистой тканью молочной железы, однако следует отметить,
что центральная область опухоли характеризовалась минимальными
значениями сатурации, измеренными у пациенток с ФА. При сравнении
показателя оксигенации ткани в центральных областях опухоли между двумя
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана