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 университет10.21869/2223-1536-2025-16-2-8-20uprinmatus-479Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫINFORMATION AND INTELLIGENT SYSTEMSИспользование дискриминантного метода в прогнозировании прогрессирования первичной глаукомыThe use of the discriminant method in predicting the progression of primary glaucomahttps://orcid.org/0000-0002-4088-6606АбрамовА. А.AbramovA. A.

Абрамов Антон Андреевич, кандидат медицинских наук, врач-офтальмолог

ул. Ильюшина, д. 4/1, г. Санкт-Петербург 197372

Anton А. Abramov, Cand. Sci. (Medical), Ophthalmologist

4/1 Ilyushina Str., Saint Petersburg 197372

anton_abramov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3536-1645КопыловА. Е.KopylovA. E.

Копылов Андрей Евгеньевич, кандидат медицинских наук, врач-офтальмолог, заведующий отделением лазерного центра

Рассказовское ш., д. 1, г. Тамбов 392000

Andrey E. Kopylov, Cand. Sci. (Medical), Ophthalmologist, Head of the Department of Laser Center

1 Rasskazovskoe highway, Tambov 392000

kopylovx@mail.ruБахареваА. А.BakharevaA. A.

Бахарева Арина Александровна, студент кафедры биомедицинской инженерии

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

Arina A. Bakhareva, Student at the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

evgeniafomec@gmail.comФедосеевИ. М.FedoseevI. M.

Федосеев Илья Максимович, студент кафедры биомедицинской инженерии

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

Ilуа M. Fedoseev, Student at the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ilya_fedoseev_2020@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8788-0300КурзинМ. Л.KurzinM. L.

Курзин Максим Леонилович, врач-офтальмолог I отделения

Рассказовское ш., д. 1, г. Тамбов 392000

Maxim L. Kurzin, Ophthalmologist of the First Department

1 Rasskazovskoe highway, Tambov 392000

kurzin1488@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0006-9926-9617ШараповИ. Ю.SharapovI. Yu.

Шарапов Илья Юрьевич, врач-офтальмолог детского отделения

Рассказовское ш., д. 1, г. Тамбов 392000

Ilуа. Yu. Sharapov, Ophthalmologist at the Children's Department,

1 Rasskazovskoe highway, Tambov 392000

sharap68@gmail.comШмароваД. Р.ShmarovaD. R.

Шмарова Диана Руслановна, студент кафедры биомедицинской инженерии

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

Diana R. Shmarova, Student at the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

shmarova.diana@mail.ruШороховаА. А.ShorokhovaA. A.

Шорохова Анастасия Алексеевна, студент кафедры биомедицинской инженерии

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

Anastasia А. Shorokhova, Student at the Department of Biomedical Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

shorohova20015@gmail.comКлиника «Скандинавия»РоссияSkandinavia ClinicRussian FederationМежотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» имени академика С. H. Федорова, Тамбовский филиалРоссияIntersectoral Scientific and Technical Complex "Eye Microsurgery" named after Academician S. N. Fedorov, Tambov BranchRussian FederationЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian FederationМежотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» имени академика С. H. Федорова, Тамбовский филиалРоссияIntersectoral Scientific and Technical Complex "Eye Microsurgery" named after Academician S. N. FedorovRussian Federation202607082026162820Copyright © Абрамов А.А., Копылов А.Е., Бахарева А.А., Федосеев И.М., Курзин М.Л., Шарапов И.Ю., Шмарова Д.Р., Шорохова А.А., 20262026Абрамов А.А., Копылов А.Е., Бахарева А.А., Федосеев И.М., Курзин М.Л., Шарапов И.Ю., Шмарова Д.Р., Шорохова А.А.Abramov A.A., Kopylov A.E., Bakhareva A.A., Fedoseev I.M., Kurzin M.L., Sharapov I.Y., Shmarova D.R., Shorokhova A.A.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/479

Цель исследования — прогнозирование прогрессирования первичной глаукомы дискриминантным методом.

Методы

Методы. В исследовании приняли участие 141 пациент с 1-й стадией первичной глаукомы и 145 пациентов со I-й стадией первичной глаукомы. На второй день в утреннее время производились забор крови в количестве 2 мл, анализ которой c подсчётом количества изученных клеток крови выполнялся автоматизированной системой Sysmex ХN-А1 (Япония), и расчёт анализируемых индексов. Статистическая об-работка полученных данных проведена на ЭВМ и включала применение дискриминантного метода для создания математических моделей, обеспечивающих с 95%-ной безошибочной вероятностью дифференциацию (классификацию) пациентов с I и II стадией первичной глаукомы.

Результаты

Результаты. Сравнительная оценка индексов слабого иммунного воспаления среди пациентов прогрессировании первой глаукомы относительно пациентов без прогрессирования первичной глаукомы выявила достоверные различия по всем рассматриваемым индексам. В соответствии с наивысшей информативностью индексов SIRI, AlSI методом дискриминантного анализа разработана следующая модель: Y1=-12,561 + 0,196Х1 + 0,058X2, а для пациентов без прогрессирования первичных глаукомы — модель У2 =-4,768 + 0,085X1 + 0,024X2. Установлено, что дискриминантные модели ошибочно отнесли 13,25% пациентов с прогрессированием первичной глаукомы в группу пациентов без прогрессирования первичной глаукомы. Однако дискриминантные модели классифицировали в группу пациентов без прогрессирования первичной глаукомы (12,81%) с прогрессированием первичной глаукомы.

Заключение

Заключение. Использование дискриминантного метода и индексов SIRI и АISI позволило разработать дискриминантную модель, позволяющую дифференцировать пациентов с прогрессирование первичной глаукомы от пациентов без прогрессирования первичной глаукомы с требуемым качеством.

The purpose of the research is predicting the progression of primary glaucoma by discriminant method.

Methods

Methods. The study involved 141 patients with stage I primary glaucoma and 145 patients with stage II primary glaucoma. On the second day, in the morning, 2 ml of blood was taken, the analysis of which, counting the number of blood cells studied, was performed by the automated Sysmex XN-A1 system (Japan) and the calculation of the analyzed indices. Statistical processing of the obtained data was carried out on a computer and included the use of a discriminant method to create mathematical models that provide 95% error-free differentiation (classification) of patients with stage I and II primary glaucoma.

Results

Results. A comparative assessment of the indices of weak immune inflammation among patients with the progression of the first glaucoma relative to patients without the progression of primary glaucoma revealed significant differences in all the indices under consideration. In accordance with the highest informative value of the SIRI and AISI indexes, the following model was developed by discriminant analysis: Y1 = –12,561 + 0,69X1 + 0,08X2, and for patients without progression of primary glaucoma, the model Y2 = –4,768 + 0,085X1 + 0,024X2. It was found that discriminant models mistakenly assigned 13,25% of patients with primary glaucoma progression to the group of patients without primary glaucoma progression. However, discriminant models were classified into the group of patients without primary glaucoma progression, 12,81% with primary glaucoma progression.

Conclusion

Conclusion. The use of the discriminant method and the SIRI and AISI indexes allowed us to develop a discriminant model that makes it possible to differentiate patients with primary glaucoma progression from patients without primary glaucoma progression with the required quality.

первичная открытоугольная глаукомапрогрессирование первичной открытоугольной глаукомыпрогнозированиедискриминантный анализклетки кровииндексы системного воспаленияprimary open-angle glaucomaprogression of primary open-angle glaucomaprognosisdiscriminant analysisblood cellsindices of systemic inflammationReferencesPrevalence of primary open angle glaucoma in the last 20 years: A meta-analysis and systematic review / N. Zhang, J. Wang, Y. Li [et al.] // Sci. Rep. 2021. Vol. 11, N 1. P. 13762. https://doi.org/10.1038/s41598-021-92971-w.Zhang N., Wang J., Li Y., et al. Prevalence of primary open angle glaucoma in the last 20 years: A meta-analysis and systematic review. Sci. Rep. 2021;11(1):13762. https://doi.org/ 10.1038/s41598-021-92971-w.Alqawlaq S., Flanagan J. G., Sivak J. M. All roads lead to glaucoma: Induced retinal injury cascades contribute to a common neurodegenerative outcome // Exp. Eye. Res. 2019. N 183. P. 88–97. https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.11.005.Alqawlaq S., Flanagan J.G., Sivak J.M. All roads lead to glaucoma: Induced retinal injury cascades contribute to a common neurodegenerative outcome. Exp. Eye. Res. 2019;(183):88-97. https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.11.005.The Icare HOME (TA022) study: Performance of an intraocular pressure measuring device for self-tonometry by glaucoma patients / L. I. Mudie, S. LaBarre, V. Varadaraj [et al.] // Ophthalmology. 2016. Vol. 123, N. 8. P. 1675–1684. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.04.044.Mudie L.I., LaBarre S., Varadaraj V., et al. The Icare HOME (TA022) study: Performance of an intraocular pressure measuring device for self-tonometry by glaucoma patients. Ophthalmology. 2016;123(8):1675-1684. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.04.044.Short-term and long-term variability of intraocular pressure measured with an intraocular telemetry sensor in patients with glaucoma / K. Mansouri, H. L. Rao, R. N. Weinreb [et al.] // Ophthalmology. 2021. Vol. 128, N 2. P. 227–233. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2020.07.016.Mansouri K., Rao H.L., Weinreb R.N., et al. Short-term and long-term variability of intraocular pressure measured with an intraocular telemetry sensor in patients with glaucoma. Oph- thalmology. 2021;128(2):227-233. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2020.07.016.Association of systemic inflammation indices with visual field loss progression in patients with primary angle-closure glaucoma: potential biomarkers for 3P medical approaches / S. Li, Y. Qiu, J. Yu [et al.] // EPMA J. 2021. Vol. 12, N 4. P. 659–675. https://doi.org/10.1007/s13167- 021-00260-3.Li S., Qiu Y., Yu J., et al. Association of systemic inflammation indices with visual field loss progression in patients with primary angle-closure glaucoma: potential biomarkers for 3P medical approaches. EPMA J. 2021;12(4):659-675. https://doi.org/10.1007/s13167-021-00260-3.Automated Detection of Glaucoma With Interpretable Machine Learning Using Clinical Data and Multimodal Retinal Images / P. Mehta, C. A. Petersen, J. C. Wen [et al.] // Am. J. Ophthalmol. 2021. N 231. P. 154–169. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2021.04.021.Mehta P., Petersen C.A., Wen J.C., et al. Automated Detection of Glaucoma With Interpretable Machine Learning Using Clinical Data and Multimodal Retinal Images. Am. J. Oph- thalmol. 2021;(231):154-169. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2021.04.021.Explainable Machine Learning Model for Glaucoma Diagnosis and Its Interpretation / S. Oh, Y. Park, K. J. Cho [et al.] // Diagnostics (Basel). 2021. Vol. 11, N 3. P. 510. https://doi.org/10.3390/diagnostics11030510.Oh S., Park Y., Cho K.J., et al. Explainable Machine Learning Model for Glaucoma Diagnosis and Its Interpretation. Diagnostics (Basel). 2021;11(3):510. https://doi.org/10.3390/diagnostics11030510.The Diagnostic Value of Neutrophil to Lymphocyte Ratio as an Effective Biomarker for Eye Disorders: A Meta-Analysis / M. Shirvani, F. Sougi, A. Nouralishahi [et al.] // Biomed. Res. Int. 2022. N 2022. P. 5744008. https://doi.org/10.1155/2022/5744008.Shirvani M., Sougi F., Nouralishahi A., et al. The Diagnostic Value of Neutrophil to Lymphocyte Ratio as an Effective Biomarker for Eye Disorders: A Meta-Analysis. Biomed. Res. Int. 2022;(2022):5744008. https://doi.org/10.1155/2022/5744008.Возрастная жизнеспособность в критические периоды жизни пациентов при зрительном дефиците и травмах / М. А. Неудахин, Н. M. Агарков, А. С. О. Ибиев [u др.] // Научные результаты биомедицинских исследований. 2025. Т. 11, № 4. С. 727—741.Nedakhin M.A., Agarkov N.M., Ibiev A.S.O., et al. Age-related viability in critical periods of life of patients with visual deficits and injuries. Nauchnye rezul'taty biomeditsinskikh issledovanii = Research Results in Biomedicine. 2025;11(4):727-741. (In Russ.)Glaucoma heritability: molecular mechanisms оf disease / В. Zukerman, А. Harris, Е. Oddone [et al.] // Genes (Basel). 2021. N 12. P. 1135. https://doi.org/10.3390/genes12081135.Zukerman R., Harris A., Oddone F., et al. Glaucoma heritability: molecular mechanisms of disease // Genes (Basel). 2021;(12):1135. https://doi.org/10.3390/genes12081135.Association between systemic inflammatory response index and glaucoma incidence from 2005 to 2008 / X. Li, Y. Q. Sun, X. D. Zhong [et al.] // Front. Med. (Lausanne). 2025. N 12. P. 1542073. https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1542073.Li X., Sun Y.Q., Zhong X.D., et al. Association between systemic inflammatory response index and glaucoma incidence from 2005 to 2008. Front. Med. (Lausanne). 2025;(12):1542073. https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1542073.Лев И. B., Агарков H. M., Стародубцева Л. В. Гериатрическая тактика ведения пациентов с диабетической ретинопатией // Научные результаты биомедицинских исследований. 2023. Т. 9, № 1. С. 129-141.Lev I.V., Agarkov N.M., Starodubtseva L.V. Geriatric management of patients with diabetic retinopathy. Nauchnye rezul'taty biomeditsinskikh issledovanii = Research Results in Bi- omedicine. 2023;9(1):129-141. (In Russ.)Linear discriminant score for differentiating early primary open angle glaucoma from glaucoma suspects / G. A. Deshpande, P. K. Bawankule, D. V. Raje [et al.] // Indian. J. Ophthalmol. 2019. Vol. 67, N 1. P. 75–81. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_678_18.Deshpande G.A., Bawankule P.K., Raje D.V., et al. Linear discriminant score for differentiating early primary open angle glaucoma from glaucoma suspects. Indian. J. Ophthalmol. 2019;67(1):75-81. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_678_18.Evaluation of ganglion cell-inner plexiform layer thickness in the diagnosis of preperimetric glaucoma and comparison to retinal nerve fiber layer / G. A. Deshpande, R. Gupta, P. Bawankule [et al.] // Indian. J. Ophthalmol. 2021. Vol. 69, N 5. P. 1113–1119. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_965_20.Deshpande G.A., Gupta R., Bawankule P., et al. Evaluation of ganglion cell-inner plexiform layer thickness in the diagnosis of preperimetric glaucoma and comparison to retinal nerve fiber layer. Indian. J. Ophthalmol. 2021;69(5):1113–1119. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_965_20.Karahan M., Kilic D., Guven S. Systemic inflammation in both open-angle and angleclosure glaucoma: role of platelet-to-lymphocyte ratio // Bratisl. Lek. Listy. 2021. Vol. 122, N 1. P. 45–48. https://doi.org/10.4149/BLL_2021_005.Karahan M., Kilic D., Guven S. Systemic inflammation in both open-angle and angleclosure glaucoma: role of platelet-to-lymphocyte ratio. Bratisl. Lek. Listy. 2021;122(1):45-48. https://doi.org/10.4149/BLL_2021_005.The diagnostic value of white blood cell, neutrophil, neutrophil -to-lymphocyte ratio, and lymphocyte-to-monocyte ratio in patients with primary angle closure glaucoma / S. Li, W. Cao, J. Han [et al.] // Oncotarget. 2017. Vol. 8, N 40. P. 68984–68995. https://doi.org/10.18632/oncotarget.16571.Li S., Cao W., Han J., et al. The diagnostic value of white blood cell, neutrophil, neutrophil- to-lymphocyte ratio, and lymphocyte-to-monocyte ratio in patients with primary angle closure glaucoma. Oncotarget. 2017;8(40):68984-68995. https://doi.org/10.18632/oncotarget.16571.Associations between Blood Cell Profiles and Primary Open-Angle Glaucoma: A Retrospective Case-Control Study / B. Tang, S. Li, J. Han [et al.] // Ophthalmic Res. 2020. Vol. 63, N 4. P. 413–422. https://doi.org/10.1159/000504450.Tang B., Li S., Han J., et al. Associations between Blood Cell Profiles and Primary Open-Angle Glaucoma: A Retrospective Case-Control Study. Ophthalmic Res. 2020;63(4):413- 422. https://doi.org/10.1159/000504450.Association between Platelet Parameters and Glaucoma Severity in Primary Open-Angle Glaucoma / Y. Ma, J. Han, S. Li [et al.] // J. Ophthalmol. 2019. N 2019. P. 3425023. https://doi.org/10.1155/2019/3425023.Ma Y., Han J., Li S., et al. Association between Platelet Parameters and Glaucoma Severity in Primary Open-Angle Glaucoma. J. Ophthalmol. 2019;(2019):3425023. https://doi.org/10.1155/2019/3425023.Association between coagulation function and patients with primary angle closure glaucoma: a 5-year retrospective case-control study / S. Li, Y. Gao, M. Shao [et al.] // BMJ Open. 2017. Vol. 7, N 11. P. e016719. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2017-016719.Li S., Gao Y., Shao M., et al. Association between coagulation function and patients with primary angle closure glaucoma: a 5-year retrospective case-control study. BMJ Open. 2017;7(11):e016719. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2017-016719.

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