WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Обучающие параметры для прогнозирования ИНС Параметры Шифры 1. Пол больного--------------------------------------------------------------------0 - 2. Возраст больного, лет 3. Место жительства--------------------------------------------------------------0 - 4. Социальный статус-------------------------------------------------------------0 - 5. Наличие гипотензивных операций ---------------------------------------- 0 - 6. Жалобы---------------------------------------------------------------------------0 - 7. Острота зрения с коррекцией 8. Стадии развития ПОУГ-------------------------------------------------------1 - 9. Состояние угла передней камеры-------------------------------------------0 - 10. Состояние радужной оболочки--------------------------------------------- 0 - 11. Состояние зрачковой пигментной каймы--------------------------------0 - 12. Окраска ДЗН-------------------------------------------------------------------0 - 13. Экскавация ДЗН (абс. знач.) 14. Скотомы в центральном поле зрения ------------------------------------0 – 15. Периферическое поле зрения --------------------------------------------- 0 – 16. Внутриглазное давление, мм рт. ст. (абс. знач.) 17. Ишемическая болезнь сердца-------------------- -------------------------0 – 18. Гипертоническая болезнь --------------------------------------------------0 - 19. Сахарный диабет-------------------------------------------------------------0 - 20. Атеросклероз------------------------------------------------------------------0 - 21. Ангиопатия--------------------------------------------------------------------0 - 22. Ангиосклероз----------------------------------------------------------------- 0 - 23. Ретинопатия------------------------------------------------------------------- 0 - 24. Катаракта---------------------------------------------------------------------- 0 - 25. Миопия--------------------------------------------------- ---------------------0 - Всего создали 10 баз данных (БД). Каждая база данных соответствует одному году наблюдения. Одна БД содержит 25 входных параметра и 1- выходной параметр. 10 БД – 250 параметров. Выходной параметр определяет ответ нейросети (прогноз заболевания). 1 класс – благоприятное течение первичной открытоугольной глаукомы, 2 класс – неблагоприятное течение заболевания (рис. 7).

ПЕРВИЧНАЯ ОТКРЫТОУГОЛЬНАЯ ГЛАУКОМА ФАКТОРЫ ПОУГ (входные параметры, n = 25) БАЗЫ ДАННЫХ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ПРОГНОЗ ПОУГ (выходной параметр) Благоприятный Неблагоприятный Рис. 7. Схема нейронной сети для прогнозирования ПОУГ.

Для обучения самообучающихся искусственных нейронных сетей создали обучающую выборку, которую составили 77 пациентов (123 глаза). Среди пациентов было 43% мужчин и 57% женщин. Средний возраст больных с благоприятным клиническим течением ПОУГ- 68,9±1,3 лет, с неблагоприятным - 72,4±0,9 лет.

В этой группе провели сравнительный анализ клинических признаков ПОУГ среди пациентов с благоприятным и неблагоприятным течением глаукомы. Обследованные пациенты в основном были пенсионного возраста и являлись городскими жителями. Среди больных с неблагоприятным течением глаукомы преобладали женщины. Сопутствующая соматическая патология присутствовала у всех больных ПОУГ. В основном были заболевания сердечно–сосудистой системы. У пациентов с неблагоприятным течением глаукомы сопутствующая соматическая патология встречалась чаще, чем у больных с благоприятным течением ПОУГ. Результаты анализа приведены в табл. 1.

Таблица Сравнительная характеристика частоты некоторых параметров у пациентов обследованных групп, % Благоприятное Неблагоприятное течение глаукомы течение глаукомы Параметры N = 49 N = Мужской 44,9 39,Пол Женский 55,1 60, Рабочие 4,1 5,Социальная Служащие 20,4 8,группа Пенсионеры 75,5 83,Прочие - 2, Город 95,9 94,Место жительства Село 4,1 5, 1 стадия 35,0 26,Стадия ПОУГ 2стадия 4,9 13,3стадия - 18,4 стадия - 1,Гипотензивная Отсутствует 34,1 34,операция Имеется 5,8 26, Ангиопатия 30,1 38,Сопутствующая Ангиосклероз 29,2 43,глазная патология Ретинопатия 6,5 8,Катаракта 26,0 43,Миопия 4,0 4, ИБС 29,2 43,Сопутствующая ГБ 21,9 35,общая патология Атеросклероз 31,7 48,Сахарный диабет 4,0 2, Проанализировали жалобы больных. Чаще предъявляли жалобы пациенты, глаукома которых имела неблагоприятное течение. Учитывая преклонный возраст пациентов и наличие сопутствующей патологии, можно предположить, что жалобы были обусловлены и другими причинами. При осмотре переднего отдела глаза выявили, что чаще встречаются и наиболее выражены изменения этих структур у больных с неблагоприятным течением глаукомы. Изменение цвета диска зрительного нерва наблюдается в 6 раз чаще при прогрессирующей ПОУГ. Этот глаукомный признак один из значимых для прогнозирования клинического течения первичной открытоугольной глаукомы.

Для неблагоприятно протекающей ПОУГ более характерен среднеширокий угол передней камеры. Тем не менее, признак не является определяющим для прогнозирования течения ПОУГ. Сравнительный анализ всех показателей представлен в табл. 2.

Таблица Сравнительная характеристика частоты некоторых параметров у пациентов обследованных групп, % Благоприятное Неблагоприятное течение ПОУГ течение ПОУГ Параметры N = 123 N = Отсутствуют 13,0 27, Боли 15,4 17,Жалобы Снижение остроты зрения 11,4 14, Без изменений 6,5 6, Атрофия 1 степени 33,3 48,Состояние Атрофия 2 степени - 4,радужной Атрофия 3 степени - - оболочки Без изменений 4,9 3,Состояние Истончена 12,2 18,зрачковой Частично разрушена 17,1 26, пигментной Полностью разрушена 5,7 12,каймы Цвет диска Бледно-розовый 35,8 36,зрительного С сероватым оттенком 3,3 13,нерва Серый 0,8 9,Ширина угла Широкий 8,9 4,передней Среднеширокий 29,3 55,камеры узкий 1,6 0,Сужение Отсутствует 12,3 7,полей зрения Имеется 27,6 49,с периферии Прогрессирует - 3,Наличие Отсутствует 37,4 56,скотом в Имеется 2,4 4,ЦПЗ В табл. 3 приведены средние значения некоторых количественных признаков у пациентов благоприятным и неблагоприятным течением глаукомы.

Больные с неблагоприятным течением глаукомы старше, имеют более низкую остроту зрения, большие размеры экскавации ДЗН. Среднее значение ВГД приблизительно одинаковое в обеих подгруппах.

Таблица Сравнительная характеристика некоторых количественных параметров у пациентов обучающей группы* ПОУГ ПОУГ Параметры с благоприятным с неблагоприятным течением течением Возраст, лет 68,9-1,28 72,4-0,Острота зрения 0,66-0,04 0,43-0,Размер экскавации, Э/Д 0,25-0,04 0,46-0,Внутриглазное давление, мм.рт.ст. 26,11-0,59 25,21-0,* Различие статистически достоверно ( Р < 0,05) В результате корреляционного анализа, проведенного между клиническими признаками, которые могут быть взаимосвязаны между собой при ПОУГ и зависят от срока наблюдения, отмечена достоверная устойчивая корреляционная зависимость между проявлениями дистрофического процесса в радужной оболочке и других отделах глаз, прослеживаемая на протяжении лет. Наиболее выражена и имеет максимальный градиент нарастания связь изменений в радужке со стадией глаукомы и изменениями пигментной зрачковой каймы, как неотъемлемой части. Наряду с этим, по мере развития глаукомы, прогрессируют атрофические изменения в диске зрительного нерва в виде деколорации и увеличения диаметра его экскавации, корригирующие с изменениями в радужке. В то же время патологические процессы развиваются в хрусталике – в виде его помутнения, что приводит к снижению остроты зрения.

Сопутствующие заболевания также оказывают влияние на изменения в радужке, но отмечена обратная зависимость от гипертонической болезни и прямая – от атеросклероза. Известно, что при умеренно выраженной гипертонии глаукома течет более благоприятно вследствие более высокого толерантного внутриглазного давления. В то же время атеросклероз неблагоприятно влияет на состояние радужной оболочки глаза у глаукомных больных. Состояние пигментной зрачковой каймы, если теоретически анализировать ее отдельно от состояния радужной оболочки, зависит от стадии, связано с состоянием диска зрительного нерва – его цветом и диаметром экскавации, и корригирует с остротой зрения.

Корреляционный анализ взаимоотношений между признаками заболевания и характером течения ПОУГ выявил достаточно высокий уровень зависимости прогноза заболевания от этих признаков. Выявили выраженную положительную связь между клиническим течением глаукомы и следующими признаками: стадия заболевания (р < 0,001), состояние стромы радужной оболочки (р < 0,001), размер экскавации диска зрительного нерва (р < 0,001), окраска диска зрительного нерва (р < 0,001), гипотензивная операция (р < 0,001) и сопутствующая катаракта (р < 0,001).

В течение всего периода наблюдения отметили постоянную корреляционную связь между атеросклерозом и другими сопутствующими заболеваниями. Наиболее тесной связь была между атеросклерозом и следующими заболеваниями: ангиосклероз сетчатки (P < 0,001), ишемическая болезнь сердца (P < 0,001), гипертоническая болезнь (P < 0,001). Среди глазных сопутствующих заболеваний наиболее распространенной была катаракта. Выявили умеренно выраженную положительную связь катаракты с атеросклерозом, ретинопатией, ангиопатией сетчатки (P < 0,001), а также – с шириной угла передней камеры, гипотензивной операцией и жалобами (P < 0,01).

На примерах обучающей группы нейросеть приобрела опыт распознавания первичной открытоугольной глаукомы с благоприятным и неблагоприятным течением. Процесс обучения осуществлялся автоматически программой компьютера. При обучении ответ каждой задачи (прогноз глаукомы) был известен ИНС.

За благоприятное течение заболевания принимали такое состояние ПОУГ, при котором не наблюдали прогрессирования глаукомы в определенные для каждой стадии сроки, установленные по результатам наблюдения.

По результатам обучения провели анализ значимости обучающих параметров. Нейронные сети выявили следующие наиболее значимые клинические показатели прогнозирования течения ПОУГ:

• Окраска ДЗН 0,• Стадия ПОУГ 0,• Атеросклероз 0,• Сахарный диабет 0,• Сужение поля зрения 0,• Размер экскавации ДЗН 0, • ВГД 0,Определили местные и общие маркеры неблагоприятного течения заболевания:

• ангиопатия и ангиосклероз сетчатки • катаракта • атеросклероз • ИБС • гипертоническая болезнь Проверку качества обучения нейросети осуществили путем тестирования.

Для этого использовали группу тестирования, состоящую из 33 пациентов (глаза). В группе было 30 % мужчин и 70 % женщин. Средний возраст больных составил 65,2 ± 0,6 лет.

Процесс тестирования отличается тем, что ответы задач (прогнозы глаукомы) известны только пользователю. 26 глаз (41%) – ПОУГ с благоприятным и 37 (59%) – с неблагоприятным клиническим течением. Для нейросетей они представлялись неизвестными, для чего в выходном поле класс примера намеренно не проставлялся. Путем апробаций выбрали ту нейросеть, которая более правильно распознавала предлагаемые ей примеры. Наилучшая распознающая способность была обнаружена у ИНС, состоящей из нейронов.

19% правильно неправильно 81% Рис. 8. Результаты нейротестирования (17 нейронов).

В результате нейротестирования правильно распознаны 51 пример, что составило 81% от общего числа. В целом результаты тестирования позволяют говорить о довольно высокой распознающей способности созданных нейросетей (рис. 8).

Предложенный метод прогнозирования течения ПОУГ был применен на практике в группе контроля у 28 больных глаукомой (56 глаз). Среди пациентов было 78 % мужчин и 22 % женщин. Средний возраст составил 72,5 ± 0,6 лет.

В результате тестирования со 100% уверенностью было определено неблагоприятное течение ПОУГ в 80,4% примеров и благоприятное – в 10,7%.

5 примеров глаукомы носили «сомнительный» характер (рис. 9).

8,90% 10,70% благоприятное неблагоприятное сомнительный 80,40% Рис. 9. Результаты нейросетевого прогнозирования клинического течения ПОУГ в контрольной группе.

Предложенный метод позволяет прогнозировать клиническое течение ПОУГ с помощью самообучающихся НС.

Чувствительность методы составила 81 % при специфичности – 100%.

Метод нейросетевого прогнозирования клинического течения ПОУГ является доступным, дешевым и быстрым. Он значительно облегчает труд врача, экономит его время, повышает эффективность лечения больных глаукомой, может быть использован в скрининговых исследованиях заболевания и при массовых осмотрах пациентов.

Выводы:

1. Впервые была создана и применена нейросетевая технология для прогнозирования клинического течения первичной открытоугольной глаукомы.

2. Наиболее значимыми клиническими показателями при прогнозировании клинического течения первичной открытоугольной глаукомы, полученными с помощью нейросетевой технологии, являются: окраска диска зрительного нерва, стадия глаукомы, размер экскавации диска зрительного нерва, сужение поля зрения, наличие скотом в ЦПЗ, уровень офтальмотонуса, наличие сопутствующих атеросклероза и сахарного диабета.

3. В процессе работы ИНС выявили наиболее характерные для неблагоприятного течения первичной открытоугольной глаукомы, сопутствующие глазные (ангиопатия сетчатки – 38,2%, ангиосклероз сетчатки - 43,9%, катаракта – 43,9%) и общие соматические (атеросклероз – 48,8%, ИБС - 43,9%, гипертоническая болезнь – 35,8%) заболевания.

4. С помощью ИНС установлено, что у пациентов с неблагоприятным течением ПОУГ более выражены и чаще встречаются патологические изменения глаз, чем у больных со стабильной глаукомой.

5. Метод нейросетевого прогнозирования характера клинического течения глаукомы позволяет достоверно определить его в 81% случаев при специфичности метода - в 100%, что служит основой для проведения скрининговых исследований.

Практические рекомендации:

1. С целью прогнозирования характера клинического течения первичной открытоугольной глаукомы рекомендовано использование самообучающихся искусственных нейронных сетей.

2. Предложенный способ прогнозирования течения первичной открытоугольной глаукомы является основой для скрининговых исследований, что позволяет использовать его при массовых осмотрах больных глаукомой.

Список опубликованных работ по теме диссертации 1. Прогнозирование клинического течения первичной открытоугольной глаукомы с помощью искусственных нейронных сетей // Актуальные проблемы офтальмологии: Тезисы докладов. – М., 2003. – С. 226. (Соавт.

Е.Н. Комаровских).

2. Результаты длительного наблюдения за состоянием радужки и зрачковой пигментной каймы у больных, страдающих глаукомой //Актуальные проблемы офтальмологии: Тезисы докладов. – М., 2003. – С. 227. (Соавт.

Е.Н. Комаровских).

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»