uprinmatusИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроениеProceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering2223-1536Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1536-2025-15-3-181-200uprinmatus-356Research ArticleМОДЕЛИРОВАНИЕ В МЕДИЦИНСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХMODELING IN MEDICAL AND TECHNICAL SYSTEMSСистема поддержки принятия решений при прогнозировании и диагностике эндометрита в послеродовом периодеDecision support system for prediction and diagnosis of endometritis in the postpartum periodhttps://orcid.org/0000-0002-6516-1871АксёновВ. В.AksenovV. V.

Аксёнов Виталий Вячеславович, заведующий лабораториями кафедры биомедицинской инженерии

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Vitaliy V. Aksenov, Head of Laboratories of the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

aksenchik777@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9001-8420СерегинС. П.SereginS. P.

Серегин Станислав Петрович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинской инженерии

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Stanislav P. Seregin, Doctor of Sciences (Medical), Professor, Head of the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

seregin.stanislaw2011@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2451-4503ГромыкоС. А.GromikoS. A.

Громыко Светлана Александровна, студентка кафедры биомедицинской инженерии

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Svetlana A. Gromyko, Student of the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

gromyko2010@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8709-5887ПетровС. В.PetrovS. V.

Петров Сергей Вячеславович, кандидат медицинских наук, врач – акушер-гинеколог, руководитель

ул. Павлуновского, д. 114, г. Курск 305040

Sergey V. Petrov, Candidate of Sciences (Medical), Obstetrician-Gynecologist, Head

114 Pavlunovsky Str., Kursk 305040

reception@docpetrov46.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7394-4622ХардиковА. В.KhardikovA. V.

Хардиков Александр Владимирович, доктор медицинских наук, врач – акушер-гинеколог, доцент кафедры акушерства и гинекологии

ул. Павлуновского, д. 114, г. Курск 305040; ул. К. Маркса, д. 3, г.Курск 305041

Aleksandr V. Khardikov, Doctor of Sciences (Medical), Obstetrician-Gynecologist, Associate Professor of the Department of Obstetrics and Gynecology

114 Pavlunovsky Str., Kursk 305040; 3 K. Marx Str., Kursk 305041

Hardikov@docpetrov46.ruПетроваА. С.PetrovaA. S.

Петрова Арина Сергеевна, студент

ул. К. Маркса, д. 3, г. Курск 305041

Arina S. Petrova, Student

3 K. Marx Str., Kursk 305041

petrova2022@list.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian FederationКлинический медицинский центр «Доктор Петров»РоссияDr. Petrov Clinical Medical CenterRussian FederationКлинический медицинский центр «Доктор Петров»; Курский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияDr. Petrov Clinical Medical Center; Kursk State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationКурский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияKursk State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202522112025153181200Copyright © Аксёнов В.В., Серегин С.П., Громыко С.А., Петров С.В., Хардиков А.В., Петрова А.С., 20252025Аксёнов В.В., Серегин С.П., Громыко С.А., Петров С.В., Хардиков А.В., Петрова А.С.Aksenov V.V., Seregin S.P., Gromiko S.A., Petrov S.V., Khardikov A.V., Petrova A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/356

Целью исследования является разработка системы поддержки принятия решений для врача-гинеколога, основанной на синтезированных прогностических и диагностических решающих правилах, которая будет использована при диагностике и прогнозировании послеродового эндометрита.

Методы

Методы. При разработке системы поддержки принятия решений был использован следующий инструментарий: медицинская статистика, методы разработки экспертных систем, теория принятия решений и методы распознавания образов. Для обработки и анализа медицинских данных, а также для проверки решающих диагностических правил применялись такие инструменты для статистического анализа данных, как Excel и Statistica. Для оценки риска послеродового эндометрита и его диагностики включен 31 признак, ранжированный по степени их информативности. Эти данные использованы в качестве основы для разработки алгоритма прогнозирования риска развития послеродового эндометрита в системе поддержки принятия решений.

Результаты

Результаты. Применение разработанных диагностических решающих правил на клинически репрезентативном материале показало диагностическую эффективность 0,96±0,02. Разработанная экспертная система может эффективно применяться в клинических условиях. Также возможно использование данной экспертной системы в учебном процессе при подготовке медицинских работников.

Заключение

Заключение. Учет факторов риска, интеграция данных из различных источников, использование прогностических моделей и формирование индивидуальных рекомендаций по лечению и профилактике – все это ключевые аспекты, которые должны быть учтены при разработке такой системы. Внедрение подобной системы в клиническую практику может значительно улучшить качество диагностики и лечения послеродового эндометрита, снизить риск осложнений и улучшить исходы для пациенток.

The purpose of the research is to develop a decision support system for gynecologists, based on synthesized prognostic and diagnostic decision rules, which will be used in the diagnosis and prognosis of postpartum endometritis.

Methods

Methods. The following tools were used in the development of the decision support system: medical statistics, expert system development methods, decision theory, and pattern recognition methods. Such tools for statistical data analysis as Excel and Statistica were used to process and analyze medical data, as well as to verify crucial diagnostic rules. To assess the risk of postpartum endometritis and its diagnosis, 31 signs are included, ranked according to their degree of informativeness. These data were used as the basis for the development of an algorithm for predicting the risk of developing postpartum endometritis in a decision support system.

Results

Results. The application of the developed diagnostic decision rules on clinically representative material showed a diagnostic effectiveness of 0,96±0,02. The developed expert system can be effectively applied in clinical conditions. It is also possible to use this expert system in the educational process when training medical professionals.

Conclusion

Conclusion. Consideration of risk factors, integration of data from various sources, the use of prognostic models and the formation of individual recommendations for treatment and prevention are all key aspects that should be taken into account when developing such a system. The introduction of such a system into clinical practice can significantly improve the quality of diagnosis and treatment of postpartum endometritis, reduce the risk of complications and improve patient outcomes.

система поддержки принятия решенийпрогнозированиедиагностикапослеродовой эндометрит.decision support systemforecastingdiagnosispostpartum endometritisReferencesНеретин А. А., Петровский С. А. Медицинские экспертные системы поддержки принятия решений для клинических синдромов // Научно-технический прогресс: актуальные и перспективные направления будущего: сборник материалов IX Международной научно-практической конференции, 28 ноября 2018 г. Кемерово: ЗапСибНЦ, 2018. Т. 2. С. 106–108.Neretin A.A., Petrovsky S.A. Medical expert decision support systems for clinical syndromes. In: Nauchno-tekhnicheskii progress: aktual'nye i perspektivnye napravleniya budushche-go: sbornik materialov IX Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, 28 noyabrya 2018 g. = Scientific and technological progress: current and promising areas of the future: Collection of materials of the IX International Scientific and Practical Conference, 28 November 2018. Vol. 2. Kemerovo: ZapSibNTs; 2018. P. 106–108. (In Russ.)Dobrovolsky I. I., Artemenko M. V., Marentsov M. V. Features of synthesis of decitive rules for medical a smart of expert systems // Медико-экологические информационные технологии: сборник научных статей по материалам XХII Международной научно-технической конференции / под редакцией Н. А. Кореневского; Юго-Западный государственный университет. Курск, 2019. С. 63–71.Dobrovolsky I.I., Artemenko M.V., Marentsov M.V. Features of synthesis of decisive rules for medical a smart of expert systems. In: Korenevsky N.A. (ed.). Mediko-ekologicheskie informatsionnye tekhnologii: sbornik nauchnykh statei po materialam XKhII Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii = Medical and environmental information technologies: collection of scientific articles on the materials of the XXII International Scientific and Technical Conference. Kursk: Yugo-Zapadnyi gosudarstvennyi universitet; 2019. P. 63–71. (In Russ.)Создание математических моделей при помощи многомерного регрессионного анализа по скринингу диабетической ретинопатии / Т. И Якунченко, С. П. Серегин, Л. В. Шульга, О. А. Кныш, Г. В. Сипливый, Д. Р. Шмарова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2024. Т. 23, № 4. С. 200–205. https://doi.org/10.36622/1682-6523.2024.23.4.025Yakunchenko T.I., Seregin S.P., Shulga L.V., Knysh O.A., Siplivy G.V., Shmarova D.R. Creation of mathematical models using multidimensional regression analysis for diabetic retinopathy screening. Sistemnyi analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh = System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2024;23(4):200–205. (In Russ.) https://doi.org/10.36622/1682-6523.2024.23.4.025Совершенствование диагностики острого эндометрита на основе моделирования и кластерного анализа параметров местного иммунитета / Н. М. Агарков, О. В. Головченко, В. В. Аксёнов [и др.] // Клиническая лабораторная диагностика. 2018. Т. 63, № 4. С. 239–242. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2018-63-4-239-242Agarkov N.M., Golovchenko O.V., Aksenov V.V., et al. Improving the diagnosis of acute endometritis based on modeling and cluster analysis of local immunity parameters. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Clinical Laboratory Diagnostics. 2018;63(4):239– 242. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2018-63-4-239-242Аксёнов В. В. Диагностика и классификация больных острым эндометритом на основе дискриминантного анализа и информативных диагностических симптомов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2015. № 4(17). С. 93– 98.Aksenov V.V. Diagnosis and classification of patients with acute endometritis based on discriminant analysis and informative diagnostic symptoms. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, informatika. Meditsinskoe priborostroenie = Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2015;4(17):93–98. (In Russ.)Рационализация дифференциальной диагностики рака яичников и хронического сальпингоофорита по параметрам дезинтеграции и сетевого моделирования изменений кровотока в маточных и яичниковых артериях и венах / Н. М. Агарков, П. В. Ткаченко, В. В. Аксёнов [и др.] // Вопросы онкологии. 2017. Т. 63, № 5. С. 766–769. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2017-63-5-766-769Agarkov N.M., Tkachenko P.V., Aksenov V.V., et al. Rationalization of the differential diagnosis of ovarian cancer and chronic salpingoophoritis according to the parameters of disintegration and network modeling of changes in blood flow in the uterine and ovarian arteries and veins. Voprosy onkologii = Issues of Oncology. 2017; 63(5):766–769. (In Russ.) https://doi.org/10.37469/0507-3758-2017-63-5-766-769Использование метода проточной цитометрии и диагностически значимых показателей системного клеточного иммунитета для диагностики острого эндометрита / Н. М. Агарков, К. Ф. Макконен, В. В. Аксёнов [и др.] // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62, № 9. С. 563–567. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-9-563-567Agarkov N.M., Makkonen K.F., Aksenov V.V., et al. The use of flow cytometry and diagnostically significant indicators of systemic cellular immunity for the diagnosis of acute endometritis. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Clinical Laboratory Diagnostics. 2017;62(9):563–567. (In Russ.) https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-9-563-567Рационализация лабораторной диагностики острого сальпингоофорита по информативным параметрам гуморального иммунитета / Н. М. Агарков, В. Н. Агаркова, В. В. Аксёнов [и др.] // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62, № 11. С. 690–693. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-11-690-693Agarkov N.M., Agarkova V.N., Aksenov V.V., et al. Rationalization of laboratory diagnostics of acute salpingoophoritis according to informative parameters of humoral immunity. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Clinical Laboratory Diagnostics. 2017;62(11):690–693. (In Russ.) https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-11-690-693Оценка функционального состояния и состояния здоровья человека с использованием теории измерения латентных переменных на основе моделей Г. Раша / А. Н. Шуткин, Е. А. Бойцова, С. Н. Кореневская, В. Я. Провоторов // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2014. Т. 13, № 4. С. 927–932. doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-3-102-121Shutkin A.N., Boitsova E.A., Korenevskaya S.N., Provotorov V.Ya. Assessment of the functional state and state of human health using the theory of measurement of latent variables based on G. Rush models. Sistemnyi analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh = System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2014;13(4):927–932. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-3-102-121Гибридные нечеткие модели оценки функционального состояния и состояния здоровья человека-оператора информационно-насыщенных систем / Н. А. Кореневский, С. Н. Родионова, И. И. Хрипина, М. А. Мясоедова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2019. Т. 18, № 2. С. 105–116. https://doi.org/10.25987/VSTU.2019.18.2.017Konenevsky N.A., Rodionova S.N., Khripina I.I., Myasoedova M.A. Hybrid fuzzy models for assessing the functional state and health of a human operator of information-rich systems. Sistemnyi analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh = Systems Analysis and Management in Biomedical Systems. 2019;18(2):105–116. (In Russ.) https://doi.org/10.25987/VSTU.2019.18.2.017Прогнозирование появления и развития гангрены нижних конечностей с использованием нечетких интеллектуальных технологий: монография / А. В. Быков, С. Н. Родионова, С. А. Пархоменко, Л. В. Стародубцева, И. И. Хрипина. Курск: Издательский дом ВИП, 2017. 420 с.Bykov A.V., Rodionova S. N., Parkhomenko S. A., Starodubtseva L. V., Khripina I.I. Forecasting the appearance and development of gangrene of the lower extremities using fuzzy intelligent technologies. Kursk: Izdatel'skii dom VIP; 2017. 420 c. (In Russ.)Developing a biotech scheme using fuzzy logic model to predict occurrence of diseases using person’s functional state / R. T. Al-Kasasbeh, N. A. Korenevskiy, A. A. Aikeyeva, A. A. Shaqadan, I. Maksim, S. N. Rodionova // International Journal of Computer Applications in Technology. 2020. Vol. 62, N 3. P. 257–267. https://doi.org/10.1504/IJCAT.2020.106570Al-Kasasbeh R.T., Korenevsky N.A., Aikeyeva A.A., Shaqadan A.A., Maksim I., Rodionova S.N. Developing a biotech scheme using fuzzy logic model to predict the occurrence of diseases using a person's functional state. International Journal of Computer Applications in Technology. 2020;62(3):257–267. https://doi.org/10.1504/IJCAT.2020.106570Кореневский Н. А., Родионова С. Н., Хрипина И. И. Методология синтеза гибридных нечётких решающих правил для медицинских интеллектуальных систем поддержки принятия решений: монография. Старый Оскол: ТНТ, 2019. 472 с.Korenevsky N.A., Rodionova S.N., Khripina I.I. Methodology of synthesis of hybrid fuzzy decision rules for medical intelligent decision support systems. Stary Oskol: TNT; 2019. 472 p. (In Russ.)Экспертная система оценки риска возникновения и развития тромбоэмболизма / М. В. Артеменко, В. И. Федянин, А. Н. Шуткин, Г. А. Квашнина // Интегративные тенденции в медицине и образовании. 2024. Т. 4. С. 9–16.Artemenko M.V., Fedyanin V.I., Shutkin A.N., Kvashnina G.A. Expert system for assessing the risk of occurrence and development of thromboembolism. Integrativnye tendentsii v meditsine i obrazovanii = Integrative Trends in Medicine and Education. 2024;4:9– 16. (In Russ.)Метод комплексной оценки уровня информативности классификационных признаков в условиях нечеткой структуры данных / Н. А. Кореневский, В. В. Аксёнов, С. Н. Родионова, С. Н. Гонтарев, Л. П. Лазурина, Р. И. Сафронов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2022. Т. 12, № 3. С. 80–96. https://doi.org/10.21869/2223-1536-2022-12-3-80-96Korenevsky N.A., Aksyonov V.V., Rodionova S.N., Gontarev S.N., Lazurina L.P., Safronov R.I. A method of complex assessment of the level of informativeness of classification features in conditions of a fuzzy data structure. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, informatika. Meditsinskoe priborostroenie = Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2022;12(3):80–96. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1536-2022-12-3-80-96Синтез моделей прогнозирования и диагностики профессиональных заболеваний на основе гибридной нечеткой технологии / Р. И. Сафронов, К. В. Разумова, А. Ю. Рыбаков, А. В. Лях // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 3. С. 102–121. https://doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-3-102-121Safronov R.I., Razumova K.V., Rybakov A.Yu., Lyakh A.V. Synthesis of models for forecasting and diagnosing occupational diseases based on hybrid fuzzy technology. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, informatika. Meditsinskoe priborostroenie = Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2023;13(3):102–121. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-3-102-121Антиоксидантный статус и состояние местного иммунитета у больных хроническим простатитом / А. В. Новиков, С. П. Серегин, С. Г. Шестаков, М. Н. Шатохин // Человек и его здоровье. 2001. № 2. С. 50–53.Novikov A.V., Seregin S.P., Shestakov S.G., Shatokhin M.N. Antioxidant status and the state of local immunity in patients with chronic prostatitis. Chelovek i ego zdorov'e = Man and His Health. 2001;(2):50–53. (In Russ.)Fuzzy models of choice of prevention schemes for the occurrence and development of gangrene of the lower extremities / N. A. Korenevskiy, A. V. Bykov, R. T. Al-Kasasbeh, M. S. Alshamasin, S. N. Rodionova, I. Maksim, S. A. Parkhomenko, M. M. Al-Smadi, M. AlJundi, A. A. Aikeyeva // Critical Reviews in Biomedical Engineering. 2021. Vol. 49, N 5. P. 1–12. https://doi.org/10.1615/CritRevBiomedEng.2022038502Korenevskiy N.A., Bykov A.V., Al-Kasasbeh R.T., Alshamasin M.S., Rodionova S.N., Maksim I., Parkhomenko S.A., Al-Smadi M.M., Al-Jundi M., Aikeyeva A.A. Fuzzy models of choice of prevention schemes for the occurrence and development of gangrene of the lower extremities. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 2021;49(5):1–12. https://doi.org/10.1615/CritRevBiomedEng.2022038502Оценка защитных функций организма и его систем по показателям функционального состояния и функционального резерва / Н. А. Кореневский, С. Н. Родионова, К. В. Разумова, О. Ю. Лукаш // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2023. Т. 22, № 3. С. 67–77. https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.22.3.009Korenevsky N. A., Rodionova S. N., Razumova K. V., Lukash O. Yu. Assessment of the protective functions of the body and its systems by indicators of functional state and functional reserve. Sistemnyi analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh = System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2023;22(3):67–77. (In Russ.) https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.22.3.009Прогнозирование и ранняя диагностика бронхиальной астмы у работников, специализирующихся на аргонной сварке на основе нечетких математических моделей / И. Ю. Григоров, Л. В. Стародубцева, С. П. Серегин, Л. В. Шульга // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 2. С. 170–183. https://doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-2-170-183Grigorov I.Y., Starodubtseva L.V., Seregin S.P., Shulga L.V. Forecasting and early diagnosis of bronchial asthma in workers specializing in argon welding based on fuzzy mathematical models. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, informatika. Meditsinskoe priborostroenie = Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2023;13(2):170–183. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1536-2023-13-2-170-183

The authors declare that there are no conflicts of interest present.