Нечеткие модели дифференциальной диагностики пиелонефрита у беременных

Целью исследования является улучшение показателей качества дифференциальной диагностики пиелонефрита у беременных при сокращении времени принятия решений за счет уменьшения размерности пространства признаков.

Методы. Дифференциальная диагностика таких форм патологии беременных, как серозный пиелонефрит, гнойной пиелонефрит и его переходная форма, относится к классу плохо формализуемых задач. Разведочный анализ структуры данных, представленных урологическим отделением БСМП г. Курска, показал, что по критериям время принятия решений качества диагностики предпочтение следует отдать методу синтеза гибридных нечетких моделей, объединяющему логику Л. Заде и Е. Шортлифа. При этом для надежной диагностики достаточно использовать данные об иммунном статусе беременных.

Результаты. Используя выбранный метод синтеза, в работе получена система нечетких решающих правил, объединяющих итерационные правила Е. Шортлифа с функциями принадлежности к исследуемым формам пиелонефрита. Математическое моделирование и статистические испытания полученных решающих правил показали, что по показателям иммунного статуса диагностические чувствительность, специфичность и эффективность при классификации серозных, гнойных и промежуточных форм пиелонефрита превышают уровень 0,9.

Заключение. В ходе исследований установлено, что для дифференциальной диагностики форм пиелонефрита у беременных по показателям иммунного статуса следует использовать гибридные нечеткие модели с агрегацией итерационных моделей оценки уверенности в принимаемых решениях с функциями принадлежности. Полученные гибридные модели, диагностические чувствительность, специфичность и эффективность выше 0,9, что позволяет повысить качество оказания медицинских услуг беременным женщинам, имеющим острые формы пиелонефрита.

1. Verbruggen Н. В., Babuska R. Fuzzy logic control advances in applications, World Scientific Series in Robotics and Intelligent Systems // Technology and Engineering. Vol. 23. P. 340.

2. Система поддержки принятия решений при дифференциальной диагностике форм пиелонефрита у беременных женщин на основе иммунного и оксидантного статуса / С. П. Серегин, Т. Н. Говорухина, С. Н. Родионова, И. М. Холименко, С. В. Петров, Г. В. Сипливый, В. В. Дмитриева // Медицинская техника. 2019. Т. 53, № 5. С. 45-48.

3. Оксидантный стресс при остром серозном и гнойном пиелонефрите / И. М. Холименко, А. И. Конопля, О. И. Братчиков, Н. А. Быстрова, М. Ю. Маврин, М. Н. Шатохин //Нефрология. 2017. № 21 (1). С. 87-94.

4. Математическая оценка диагностической информативности лабораторных показателей при серозном и гнойном пиелонефрите / М. Н. Шатохин, И. М. Холименко, А. И. Конопля, О. И. Братчиков, В. П. Гаврилюк, А. В. Краснов, М. Ю. Маврин // Экспериментальная и клиническая урология. 2016. № 4. С. 104-110.

5. Применение теории измерения латентных переменных для формирования пространства информативных признаков в задачах оценки функционального состояния человека / А. В. Бойцов, Л. П. Лазурина, С. Н. Кореневская, А. Н. Шуткин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2014. № 6 (57). С. 52-58.

6. Кореневский Н. А. Использование нечеткой логики принятия решений для медицинских экспертных систем//Медицинская техника. 2015. № 1 (289). С. 33-35.

7. Кореневский Н. А. Проектирование систем принятия решений на нечетких сетевых моделях в задачах медицинской диагностики и прогнозирования // Телекоммуникации. 2006. № 6. С. 25-31.

8. Кореневский Н. А. Метод синтеза гетерогенных нечетких правил для анализа и управления состоянием биотехнических систем // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. № 2. С. 99-103.

9. Пат. 2478968 Российская Федерация. Способ диагностики различных форм острого пиелонефрита / Рейс Б. А., Полуэктов В. Л., Морозов С. В., Рейс А. Б. Заявл. 26.04.11; опубл. 10.04.2013. Бюл. № 10.

10. Кореневский H. А., Разумова К. В. Синтез коллективов гибридных нечетких моделей оценки состояния сложных систем // Наукоемкие технологии. 2014. Т. 15, № 12. С. 31-40.

11. Кореневский 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.

12. Оценка и управление состоянием здоровья на основе моделей Г. Раша / Н. А. Кореневский, А. Н. Шуткин, Е. А. Бойцова, В. В. Дмитриева // Медицинская техника. 2015. № 6. С. 37-40.

13. Оценка и управление состояния здоровья обучающихся на основе гибридных интеллектуальных технологий: монография / Н. А. Кореневский, А. Н. Шуткин, С. А. Горбатенко, В. И. Серебровский. Старый Оскол: ТНТ, 2016. 472 с.

14. Серегин С. П. Современные информационные технологии в урологии. Курск: Курск, 2009. 364 с.

15. Korenevskiy N. A. Application of fuzzy logic for decision-making in medical expert systems//Biomedical Engineering. 2015. Vol. 49, is. 1. P. 46-49.

16. Use of an Interactive Method for Classification in problems of Medical Diagnosis / N. A. Korenevskiy, S. V. Degtyarev, S. P. Seregin, A. V. Novikov//Biomedical Engineering. 2013. Vol. 47, is. 4. P. 169-172.

17. Bruce G. Buchanan, Edward H. Sportlife. Rule-Based Expert Systems The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Projext. Reading: Addison-Wesley, 1984. 235 p.

18. Синтез комбинированных нечетких решающих правил для прогнозирования послеоперационных осложнений в урологии / С. П. Серегин, С. Д. Долженков, С. Н. Кореневская, Т. Н. Сапитонова // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2012. № 2-3. С. 293-297.

19. Оценка и управление состоянием здоровья на основе моделей Е. Раша / Н. А. Кореневский, А. Н. Шуткин, Е. А. Бойцова, В. В. Дмитриева // Медицинская техника. 2015. № 6. С. 37-40.

20. Zadeh L. A. Advances in Fuzzy Mathematics and Engineering Fuzzy Sets and Fuzzy Information-Granulation Theory. Beijing: Beijing Normal University-Press, 2005. P. 71-78.