автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Интеллектуальная поддержка процесса диагностики хронических диффузных поражений печени на основе многомерного статистического и сетевого моделирования

'На правах рукописи

МЕШКОВА Таисия Александровна

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИКИ ХРОНИЧЕСКИХ ДИФФУЗНЫХ ПОРАЖЕНИЙ ПЕЧЕНИ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО И СЕТЕВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05 13 01 - Системный анализ, управление

и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2007

003177053

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Родионов Олег Валерьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Юрасов Владислав Георгиевич. Воронежский государственный технический университет,

кандидат технических наук, доцент Усов Юрий Иванович, Воронежский территориальный фонд обязательного медицинского страхования

Ведущая организация

Курский государственный технический университет

Защита состоится 14 декабря 2007 г в 1400 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 037 02 Воронежского государственного технического университета по адресу 394026, г Воронеж, Московский просп , 14

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан « 14 » ноября 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета

Федорков Е Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Хронические диффузные поражения печени (ХДПП) являются одним из наиболее актуальных разделов внутренней патологии В связи с широким распространением наркомании, алкоголизма и различных форм инфекционного гепатита отмечается повышение удельного веса диффузных заболеваний данной системы среди общей заболеваемости населения во многих странах мира По данным ВОЗ, за последние 20 лет смертность от заболеваний печени возросла в 2 раза ХДПП занимают первое место среди различных причин утраты трудоспособности у больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта

Таким образом, медицинская проблема хронических заболеваний печени обретает медико-социальную значимость, определяемую широкой распространенностью заболеваний данной группы, тяжестью течения, ранней инвалидизацией и высокой летальностью

К числу наиболее распространенных хронических диффузных заболеваний печени относят хронические вирусные гепатиты различной степени активности, стеатоз, стеатогепатит и циррозы печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации

Хронические гепатиты включают широкий спектр нозологически самостоятельных диффузных воспалительных заболеваний печени различной этиологии В ряде случаев некоторые заболевания печени на определенном этапе их развития имеют ряд общих клинических и морфологических признаков, свойственных гепатитам, что требует проведения дифференциальной диагностики между ними

Ранняя диагностика позволяет своевременно начать лечение и заметить прогрессирование поражения печени Большое число параметров, по которым производится оценка состояния больного, требует учета всех факторов и обоснованного подхода к диагностике, что представляет сложную задачу для врача - клинициста При этом действия врача основываются на априорной, вероятностной оценке симптомов патологий, с одной стороны, и детерминированном подходе к постановке диагноза, с другой Скудность клинических проявлений, их схожесть с различными другими патологическими состояниями значительно затрудняют диагно-

стический процесс Данное обстоятельство делает крайне сложным прогнозирование исхода заболевания печени без привлечения математических методов

В связи с этим неоспоримо большое значение приобретает всестороннее усовершенствование методов поддержки принятия решений постановки диагноза заболеваний печени

Использование автоматизированной системы для диагностики ХДПП на основе алгоритмов, использующих формальные методы математического анализа медицинских данных, позволит в значительной степени освободить врача от рутинной деятельности, обеспечивая возможность более глубокого анализа клинической информации

Таким образом, актуальность темы заключается в необходимости разработки методов интеллектуальной поддержки процесса диагностики хронических диффузных заболеваний печени с применением методов искусственного интеллекта и математического моделирования, что способствует повышению эффективности принимаемых решений

Работа выполнена в рамках НИР ГБ 2004 27 «Управление процессами диагностики и лечения на основе информационно-интеллектуальных технологий» в соответствии с основными научными направлениями Воронежского государственного технического университета «Биокибернетика, компьютеризация в медицине» и «Проблемно-ориентированные системы управления»

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов, повышающих эффективность процесса принятия решений при диагностике хронических диффузных поражений печени на основе многовариантного моделирования с последующим внедрением результатов исследования в клиническую практику

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

провести статистический анализ и сформировать исходную матрицу классификационных признаков хронических заболеваний печени, представленную клиническими симптомами, результатами лабораторных и УЗИ - исследований,

разработать математическую модель процесса принятия решений

при планировании диагностического процесса заболеваний печени на основе сетей Петри,

сформировать классификационные модели на основе экспертного оценивания и статистических методов распознавания образов для оценки состояния больных с хроническими заболеваниями печени,

разработать алгоритм отнесения состояния пациента к одному из классов заболеваний печени на основе метода «деревьев решений»,

реализовать систему поддержки принятий решений постановки диагноза хронических заболеваний печени на основе нейросетевого моделирования,

создать и внедрить автоматизированную экспертную систему интеллектуализации процесса диагностики диффузных поражений печени в клиническую практику

Методы исследования Для достижения поставленных задач в работе были использованы методы системного анализа, распознавания образов, экспертного оценивания, прикладной статистики, имитационного моделирования, «деревьев решений», методы искусственного интеллекта и нейросетевого моделирования

Научная новнзна В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной

методика интеллектуальной поддержки принятия решения при диагностике хронических гепатитов, жировой дегенерации и циррозов печени, основанная на формализованном описании данных клинических, лабораторных и УЗИ - исследований,

функциональная модель системы диагностики заболеваний печени на основе сети Петри отличающаяся способностью формировать план ди-а! ностических мероприятий путем имитации для повышения эффективности принимаемых решений,

методика оценки состояния больных с хроническими диффузными поражениями печени на основе статистических критериев, позволяющая учитывать индивидуальные особенности больных,

алгоритм оценки состояния пациентов с заболеваниями печени на основе метода «деревьев решений», позволяющий определить значимость входных переменных и снизить размерность признакового пространства,

нейросетевые модели постановки диагноза заболеваний печени, обеспечивающие информационную поддержку принимаемых лечащим врачом решений с проведением количественной оценки влияния различных диагностических показателей на выходной сигнал сети,

автоматизированная система интеллектуальной поддержки диагностики хронических диффузных поражений печени, реализующая интеграцию методов, моделей и алгоритмов рационального принятия решений

Практическая значимость и результаты внедрения. В результате проведенного исследования разработана и научно обоснована методика дифференциальной диагностики хронических диффузных поражений печени, проведена оценка основных клинических и инструментальных показателей, позволяющая повысить эффективность диагностики хронических гепатитов минимальной, умеренной и высокой степени активности, стеа-тоза, стеатогепатита и цирроза печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации

Результаты исследований в виде информационного и программного обеспечения автоматизированной системы сбора, обработки и анализа медицинской информации апробированы в гастроэнтерологическом отделении городской клинической больницы скорой медицинской помощи № 10 Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедры «Системный анализ и управление в медицинских системах» Воронежского государственного технического университета

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах Всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах" (Воронеж 2006, 2007), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2006, 2007), научно-методических семинарах кафедры системного анализа и управления в медицинских системах Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2004-2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце

автореферата, соискателем проведен анализ методов-Диагностики хронических заболеваний печени [2], проанализированы и сформированы клинические, лабораторные и УЗИ - признаки хронических гепатитов минимальной, умеренной и высокой степени активности, стеатоза, стеатогепа-тита, а также циррозов печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации [5], приведен алгоритм имитационного моделирования процесса диагностики заболеваний печени на основе сетей Петри [4], разработаны прогностические модели оценки состояния больных ХДПП с применением методов многомерного статистического анализа данных и «деревьев решений» [1, 6, 9], представлена модель нейронной сети для диагностики заболеваний печени [8], описана реализация алгоритма формирования информационной системы поддержки принятия решений [3,7]

Структура н объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 139 наименований, приложения Основная часть работы изложена на 125 страницах, содержит 29 рисунков, 8 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, и\ научная новизна, практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации и внедрении работы

Первая глава посвящена обзору современного состояния проблемы хронических диффузных поражений печени, а также особенностям методов диагностики с целью выявления путей повышения эффективности этого процесса

В качестве основного инструментального метода рассматривается ультразвуковое исследование по причине его доступности, высокоинфор-мативности, неинвазивности и отсутствия лучевых нагрузок

Проводится обоснование применения экспертных систем (ЭС) в обеспечении процесса диагностики хронических диффузных поражений печени, рассматриваются способы представления знаний На основании проведенного анализа определяются цель и задачи исследования

Во второй главе проводится анализ классификационных признаков хронических поражений печени, представленных клиническими симптомами, данными лабораторных анализов и УЗИ, целью которого является выявление наиболее значимых показателей, используемых далее для построения прогностических моделей

Исследование проводилось на базе архивной информации за 2001 -2004 гг по данным 256 произвольно выбранных историй пациентов от 19 до 79 лет

Результатом анализа является вывод о малоспецифичности и слабо-выраженности клинической симптоматики хронических диффузных поражений печени, в связи, с чем в процессе диагностики необходимо акцентировать внимание на данных лабораторных и инструментальных исследований

Быстрое увеличение числа методов исследования печени наряду с развитием сети специализированных гастроэнтерологических отделений выдвигает настоятельное требование системного подхода к диагностике болезней печени При этом врач-клиницист, применяя в работе ЭС, расширяет свои творческие возможности, но по-прежнему остается главным интеллектуальным исполнителем всего комплекса процедур диагностирования Однако решение по управлению, полученное при помощи ЭС, может не всегда устраивать врача принимающего решение Применение имитационного моделирования позволяет значительно повысить качество диагностики ХДПП

Моделирование процесса управления постановкой диагноза заболеваний печени реализуется на основе модифицированной сети Петри, которая позволяет проводить формирование функциональной модели системы диагностики, отслеживать ее текущее состояние, приводить различные варианты управления путем имитации

Имитационная сетевая модель для диагностики хронических гепатитов различной степени активности, стеатоза, стеатогепатита и циррозов печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации представлена на рис 1

Функциональные назначения условий и переходов приведены в таблице

Разработанная сетевая модель позволяет формировать план диагностических мероприятий.

Л

Ь2

•/Л ьг 1.....ч,

Рис. I. Г рафическое изображение сетевой имитационной модели диагностики хронических диффузных заболеваний печени

Функциональные назначения условий и переходов

Наименование позиции _ ь ■ ь4 Ь5 Функциональное значение позиции (события)

Начало процесса диагностики Клинические исследования признаков заболеваний Лабораторные исследования признаков заболеваний Ультразвуковые исследования Компьютерная томография

Ь6 Магниторезонансная томография

ь7 Лапароскопия

ь8 Радионуклидное сканирование печени

ь9 Гистологическое исследования печени (пункционное)

Ь|0 Анализ симптоматики и постановка диагноза

В третьей главе рассмотрено применение различных методов поддержки принятия решений для дифференциальной диагностики хронических диффузных поражений печени (экспертных оценок, «деревьев решений», статистического и нейросетевого моделирования)

Обследование пациентов производилось с помощью общепринятых клинико-инструментальных методик для диагностики хронических диффузных поражений печени

Для определения диагностической ценности и прогностической значимости наиболее часто встречающихся клинических и инструментальных признаков ХДГ1П использовался метод экспертного оценивания, в конечном итоге позволяющий исключить ряд исследований, несущих малое или несущественное количество информации в процессе диагностики В качестве понятия «признак» взят результат клинического, лабораторного или инструментального исследования больного с различной степенью активности хронического гепатита (минимальной, умеренной, высокой), стеатоза, стеатогепатита или цирроза в стадии компенсации, субкомпенсации и декомпенсации Диагностическую ценность признаков измеряли

250

200 150

100

50

О

Рис 2 Дендрограмма иерархической классификации пациентов по заболеваниям печени, где I, 2 и 3 классы - хронический гепатит минимальной, умеренной и высокой степени активности соответственно, 4 и 5 классы - стеатоз и сеатогепатит, 6, 7 и 8 классы — цирроз печени в стадии компенсации, субкомпенсации и декомпенсации соответственно

itátllíítliiiiiliiliitillfiiliiitiiiiiiitiiiilítiiltiiíliieisieéisiiieilílei

количеством информации, которую, по мнению эксперта, вносит данный признак или комплекс признаков в диагностику состояния, выраженную в баллах по значимости каждого признака для различных стадий заболеваний (1 — наименее значимый признак, 6 - наиболее информативный показатель)

В результате использования процедуры кластерного анализа заболевания печени были выделены в отдельные группы в зависимости от входных параметров Результаты классификации пациентов приведены на рис 2 Достоверность кластерного анализа составила 93 75 %

По результатам классификации был проведен дискриминантный анализ данных и получены математические модели каждого из 8 заболеваний, позволяющие прогнозировать к какой группе будет принадлежать тот или иной больной Проверка точности построенных моделей осуществлялась с помощью контрольной группы, состоящей из 131 наблюдения

Полученные дискриминантные функции каждого заболевания имеют следующий вид

21=-5,982-0,512*Р|-0,414*Р:-0,480*Р1+0,0779*Р4+0,830*Р5+0,119* *Рб+0,524*Р7+0,038*РХ-0,1 73* Р9+0,155* Р10-0,257*Р 1,-0.296* Р12-0,712* *Рп-0,547*Р|4+0,170*Р,5,

22=-19,280-1.219*Р,-0,375*Р:-0,702*Р,-0,279*Р4+1,684*Р5+0,815* *Р6+0,388*Р7+0,357*Р5+0,073*Р9т| ,63 8*Рщ-0,560*РИ-1,255 *Р| 2-1,081* *Рп-0,180*Р14+0,292*Р|„

23=-32,471-1,512*Рг0,715*Р;-и58*Р3-0,177*Р4+2,054*Р5+1,133* *Р6+0,262*Р7+1,114*Р8+0,767*РЧ+1,452*Р,о+0,184*РП-1,581*Рн-1,593* *Р13-1,564*Р14+0,377*Р,,,

Тл=-10,790-1,331 *Р|-0,677*Р:-0,239*Рт-0,591 *Р4+0,012*Р5-0 014* *Р6-0,251 *Р7+0,433*Р8-0,501 *Рч + 2.184*Р,„+0,259*Р1,-1,646*Р12-0,663* *Рп-0,581 *Р|4+0,172*Рь,

120-1,543*Р,-0,345*Р2-0,887*Р3-0,651 *Р4+1,590*Р3+0,892* * Р6+0,060 *Р7+0,675 *Р8-0,621 * Р9+1,964* Р ш+0,679* Р,, -1,801 * Р, 2-1,070* *Р,з-1,122*Р|4+0,263*Р15,

Ъь=-1\,87 Н 1,239Р, +0,722Р2+0,063 * Р3+0,219*Р4+1,33 8*Р5+0,624* *Р6-0,030*Р7+1,021*Р8+0,056*Р9+1,255*Р1О+0,277*Рп+0,233*Р12-0,281* *Р,з+1,030*Р14+0,214*Р15,

г7=-36,728+3,191 *Р,+2,623*Р2+1, И 9*Р3-0,264*Р4+0,720*Р5+0,166* *Р6+0,031 *Р7+0,603 *Р8+0,43 5*Р9+0,703 *Р10-0,310*Р,,+1,181 *Р12+2,667* *Р13+2,379*Р14+0,232*Р15,

28=-86,973+4,467*Р,+4,410*Р2+3,543*Рз-1,205*Р4+0,089*Р5-0,123* *Р6+0,823*Р7+0,557*Р8+1,208*Р9+0,710*Р1о-0,433*Р11 + 1,554*Р,2+6,809* *Р13+4,750*Р14+0,221*Р15,

где 2/ - вероятность заболевания хроническим гепатитом минимальной степени активности, 2? - умеренной степени активности, 2ь - высокой степени активности, 24 — стеатоз, Ъъ стеатогепатит, 2(, — цирроз печени в стадии компенсации, 21 - в стадии субкомпенсации, 2ц - цирроз печени в стадии декомпенсации, Р/ - варикоз вен пищевода по данным эзофагодо-уденоскопии, Р2 - отеки нижних конечностей, Р3 - снижение уровня протромбина, Р4 - повышение уровня связанного билирубина, Р> - повышение уровня АСАТ, Р6 - повышение уровня АЛАТ, Р-> - повышение уровня щелочной фосфотазы, Р9 - снижение уровня альбуминов, Р9 - повышение СОЭ, Р/а - гепатомегалия по узи, Гц - эхоструктура диффузно неоднородная, Рц - спленомегалия по УЗИ Рц - асцит, Рц -признаки портальной гипертензии по УЗИ с ЦДК (ультразвуковое исследование с цветовым допплеровским картированием), Р/-, - обобщенный показатель всех признаков

Значение критерия Уилкса А =0,0010 стремится к нулю, что говорит о хорошем различии между классами

Достоверность постановки диагноза на основе дискриминантных функций составляет 94,6 %, что характеризует высокие интерполяционные свойства полученных моделей

Разработаны прогностические модели принадлежности векторов наблюдений к одному из исследуемых классов ХДПП на основе метода «деревьев решений» В качестве целевой переменной использовался класс заболевания

В результате исследования было получено «дерево решений» оценки состояния больных с хроническими диффузными поражениями печени, построенное без применения жестких мер по отсечению ветвей Полное «дерево» применяет 16 предикторных переменных, состоит из 47 узлов и использует 25 логических правил (рис 3)

В-Если

Л- протромбин <79 5

¿- наличие асцита по УЗИ = Да

¿- портальная гипертензия по УЗИ с ЦДК = Да ¿-свободный билирубин < 20,5

U АСАТ < 145,5 ТОГДА Заболевание = ЩХ "В" L АСАТ > = 145,5 ТОГДА Заболевание = ЦП "С" L свободный билирубин > = 20 5 ТОГДА Заболевание = ЦП "С' '-портальная гипертензия по УЗИ с ЦДК = нет ТОГДА Заболевание = ЦП "С" S- наличие асцита по УЗИ = нет

j-контур печени неровный = да ТОГДА Заболевание = ЦП "В" ^ контур печени неровный = нет ТОГДА Заболевание = ЦП "А" В-протромбин > = 79 5

альбумины <49,915 ТОГДА Заболевание = ХГ акт альбумины > = 49,915 ¿•ГТТП < 195

г - глобулины < 25 715 холестерин <52

ф- передний край печени закруглен = да

I- ГТТП <40 5 ТОГДА Заболевание = Стеатоз L- ГТТП >=405 ТОГДА Заболевание = Стеатогепатит Н- передний край печени закруглен = нет й-ЩФ < 94,5 ¿-ЩФ < 84

-потеря в весе = да ТОГДА Заболевание = Стеатоз L потеря в весе = нет ТОГДА Заболевание = ХГ мин L- 1ЦФ > = 84 ТОГДА Заболевание = Стеатогепатит L ЩФ > = 94,5 ТОГДА Заболевание = ХГ мин В"холестерин > = 52 AJXAT < 181 тимоловая проба < 3,75 -спленомегалия по УЗИ = да ТОГДА Забслевание = Стеатогепатит L-спленомегалия по УЗИ = нет ТОГДА Заболевание = Стеатоз L тимоловая проба > = 3 75 ТОГДА Заболевание = Стеатогепатит AJIAT > = 181 ТОГДА Заболевание = Стеатогепатит г - глобулины > = 25,715 ТОГДА Заболевание = ХГумерен ГТТП > = 195 ТОГДА Заболевание = ХГумерен

Рис 3 «Дерево» решений классификации заболеваний ХДПП

Просмотр «дерева» позволяет оценить значимость предикторных переменных и выделить наиболее информативные для снижения размерности признакового пространства Достоверность постановки диагноза на тестовом множестве составляет 90,1% Преимущество «деревьев решений» состоит в том, что они идеально приспособлены для графического представления результатов, и поэтому сделанные на их основе выводы гораздо легче интерпретировать, чем если бы они были представлены только в числовой форме

На следующем этапе исследования для решения задачи классификации и прогнозирования разработана нейросетевая модель постановки диагноза хронических поражений печени на базе многослойного персептро-на Обучение проводилось в режиме с кросс-проверкой на контрольном множестве сеть обучалась на 120 примерах, 120 примеров было выделено в качестве дополнения и использовалось для независимого контроля качества сети Для повышения эффективности работы модели было использовано экспертное оценивание при отборе наблюдений для реализации входной матрицы признаков В результате предложена полносвязная двухслойная сеть с 31 входами и восемью выходами соответствующими классам заболевания Сеть имеет два скрытых слоя, состоящих из 10 нейронов Функция активации нейронной сети представляет собой сигмои-

дальный преобразователь и имеет вид /, (5') = —!—

I +е~" ^

Достоверность постановки диагноза при применении нейросети составляет 90,7 %

Таким образом, разработанная нейросеть адекватно прогнозирует новые наблюдения

В четвертой главе на основании реализованных моделей и алгоритмов разрабатывается автоматизированная экспертная система интеллектуализации процесса диагностики хронических диффузных поражений печени

Разработанная автоматизированная система, структурная схема которой изображена на рис 4, позволяет производить оценку состояния больных с хроническими диффузными заболеваниями печени на основе клинических, лабораторных признаков и выявленных патологий при ультразвуковом исследовании, что уменьшает трудоемкость принятия реше-

ний при диагностике ХДПП и обеспечивает повышение эффективности этого процесса

Интерфейс

Диалоговый режим с базой данных

Диалоговый режим с системой диагностики

Справочная информация

Отчеты

Система диагностики

Первичная информация

Принятие решения по управлению на Са_е сети Петри

Дополнительная информация

Классификация пациентов на основе математических моделей

Постановка диагнсза

Рис 4 Структурная схема программной реализации системы диагностики заболеваний печени

Автоматизированная экспертная система интеллектуализации процесса диагностики хронических диффузных поражений печени внедрена в отделении гастроэнтерологии городской клинической больницы скорой медицинской помощи № 10

В приложении приведены акты внедрения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Проведен системный анализ путей повышения эффективности управления диагностикой хронических гепатитов, жировой дегенерации и циррозов печени различной степени тяжести на основе методов поддержки принятия решений

2 Выделены наиболее информативные факторы из множества динамически изменяющихся параметров состояния пациента, используемые для построения прогностических моделей постановки диагноза ХДПП

3 Реализована функциональная модель на основе сети Петри, позволяющая повысить эффективность принятия решений по управлению процессом диагностики заболеваний печени

4 Предложена классификация пациентов по различным диагностическим показателям для определения класса заболеваний и сформированы математические модели на основе дискриминантного анализа

5 Разработан алгоритм оценки состояния пациентов с ХДПП на основе метода «деревьев решений», позволяющий оценить значимость входных переменных и снизить размерность признакового пространства

6 Реализована нейросетевая модель постановки диагноза хронических поражений печени на базе многослойного персептрона В результате анализа возможных вариантов сокращения признакового простанства и повышения эффективности работы модели предложено экспертное оценивание при отборе наблюдений для реализации входной матрицы признаков

7 По результатам сравнения интерполяционных качеств разработанных моделей наиболее достоверными показали себя математические функции, полученные методом дискриминантного анализа

8 На основании реализованных моделей и алгоритмов разработана автоматизированная экспертная система интеллектуализации процесса диагностики хронических диффузных поражений печени

9 Результаты исследования в виде специального программного обеспечения внедрены в клиническую практику гастроэнтерологического отделения ГКБ СМП № 10

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Родионов О В , Мешкова Т А Математическое моделирование и алгоритмизация процесса диагностики хронических диффузных поражений печени // Вестник Воронежского государственного технического университета 2007 ТЗ №7 С 14-18

Статьи и материалы конференций

2 Мешкова Т А , Родионов О В Методы лабораторной и инструментальной диагностики хронических диффузных поражений печени // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах труды всерос конф Воронеж, 2006 С 260-261

3 Родионов О В , Мешкова Т А Применение метода имитационного моделирования в автоматизированных системах управления процессом диагностики // Интеллектуальные информационные системы труды всерос конф Воронеж, 2006 Ч 1 С 164-165

4 Родионов О В , Мешкова Т А Разработка модели диагностики хронических диффузных поражений печени на основе модифицированных сетей Петри // Управление процессами диагностики и лечения межвуз сб науч тр Воронеж ВГТУ, 2006 С 127-130

5 Родионов О В , Мешкова Т А Анализ диагностической ценности клинических признаков хронических диффузных поражений печени // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах труды всерос конф Воронеж, 2007 С 244 - 245

6 Родионов О В , Мешкова Т А Применение статистических методов распознавания образов для повышения эффективности диагностики заболеваний печени // Интеллектуальные информационные системы труды всерос конф Воронеж, 2007 С 189-190

7 Родионов О В , Мешкова Т А Реализация прогностической модели постановки диагноза хронических диффузных поражений печени на основе метода «деревьев решений» // Интеллектуальные информационные системы труды всерос конф Воронеж, 2007 С 172 - 173

8 Родионов О В , Мешкова Т А Разработка модели постановки диагноза хронических диффузных поражений печени на базе многослой-

ного персептрона // Управление процессами диагностики и лечения меж-вуз сб науч тр Воронеж ВГТУ, 2007 С 64-67

9 Родионов О В , Мешкова Т А Применение методов «добычи данных» для решения задачи классификации больных с хроническими диффузными поражениями печени // Высокие технологии в технике, медицине, экономике и образовании межвуз сб науч тр Воронеж ВГТУ,

Подписано в печать 12 11 2007 Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов Уел печ л 1,0 Тираж 85 экз Заказ № ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп , 14

2007 С 112-115

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИАГНОСТИКИ ХРОНИЧЕСКИХ ДИФФУЗНЫХ ПОРАЖЕНИЙ ПЕЧЕНИ.

1.1. Обзор современного состояния проблемы хронических заболеваний печени.

1.2. Характеристика информативности методов диагностики хронических диффузных поражений печени. :

1.3. Применение экспертных систем в обеспечении процесса диагностики.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. АНАЛИЗ КЛИНИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ПОСТАНОВКОЙ ДИАГНОЗА ХДПП.

2.1. Анализ клинических признаков хронических диффузных поражений печени.

2.2. Моделирования процесса управления постановкой диагноза заболеваний печени на основе сетей Петри.

Выводы второй главы.

3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ МНОГОВАРИАНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПЕЧЕНИ.

3.1. Статистическое моделирование диагностики заболеваний печени.

3.2. Оценка состояния больных хроническими заболеваниями печени на основе «дерева» решений.

3.3. Разработка модели постановки диагноза хронических поражений печени на базе многослойного персептрона.

Выводы третьей главы.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ ЭКСПЕРНОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ

ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИКИ ХДПП.

Актуальность темы. Хронические диффузные поражения печени (ХДПП) являются одним из наиболее актуальных разделов внутренней патологии. В связи с широким распространением наркомании, алкоголизма и различных форм инфекционного гепатита, ввиду гепатотоксичного химического загрязнения окружающей среды и продуктов питания отмечается повышение удельного веса диффузных заболеваний данной системы среди общей заболеваемости населения во многих странах мира. По данным ВОЗ, за последние 20 лет смертность от заболеваний печени возросла в 2 раза. ХДПП занимают первое место среди различных причин утраты трудоспособности у больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта [124].

Таким образом, медицинская проблема ХДПП обретает медико-социальную значимость, определяемую широкой распространенностью заболеваний данной группы, тяжестью течения, ранней инвалидизацией и высокой летальностью.

К числу наиболее распространенных хронических диффузных заболеваний печени относят хронические вирусные гепатиты, цирроз и жировую дегенерацию печени.

Пункционная биопсия, имеющая в настоящее время статус «золотого стандарта» диагностики патологических процессов в печени, в силу так называемых «ошибок попадания» может давать ложное представление о характере изменений в органе. Кроме того, всегда сохраняется риск развития тяжелых осложнений этой инвазивной диагностической процедуры. Поэтому чрезвычайно актуально применение альтернативных, неинвазивных методов оценки тяжести процесса. Также актуально раннее выявление заболеваний, приводящих к фиброзу и циррозу печени - в частности, хронического гепатита С, что также является важным для своевременной терапии.

Хронические гепатиты включают широкий спектр нозологически самостоятельных диффузных воспалительных заболеваний печени различной этиологии. В ряде случаев некоторые заболевания печени на определенном этапе их развития имеют ряд общих клинических и морфологических признаков, свойственных гепатитам, что требует проведения дифференциальной диагностики между ними.

Ранняя диагностика позволяет своевременно начать лечение и замедлить прогрессирование поражения печени. Большое число параметров, по которым производится оценка состояния больного, требует учета всех факторов и обоснованного подхода к диагностике, что представляет сложную задачу для врача - клинициста. При этом действия врача основываются на априорной, вероятностной оценке симптомов патологий с одной стороны и детерминированном подходе к постановке диагноза с другой. Скудность клинических проявлений, их схожесть с различными другими патологическими состояниями, значительно затрудняет диагностический процесс. Данное обстоятельство делает крайне сложным прогнозирование исхода заболевания без привлечения математических методов.

В связи с этим неоспоримо большое значение приобретает всестороннее усовершенствование методов поддержки принятия решений постановки диагноза заболеваний печени.

Использование автоматизированной системы для поддержки принятия решения на основе алгоритмов, использующих формальные методы математического анализа медицинских данных, позволит в значительной степени освободить врача от рутинной деятельности, обеспечивая возможность более глубокого анализа клинической информации.

Таким образом, актуальность темы заключается в необходимости разработки методов интеллектуальной поддержки процесса диагностики ХДГТГТ с применением методов искусственного интеллекта и математического моделирования, что способствует повышению эффективности принимаемых решений.

Работа выполнена в рамках НИР ГБ 2004.27 «Управление процессами диагностики и лечения на основе информационно-интеллектуальных технологий» в соответствии с основными научными направлениями Воронежского государственного технического университета «Биокибернетика, компьютеризация в медицине» и «Проблемно-ориентированные системы управления».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов, повышающих эффективность процесса принятия решений при диагностике хронических диффузных поражений печени на основе многовариантного моделирования с последующим внедрением результатов исследования в клиническую практику.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести статистический анализ и сформировать исходную матрицу классификационных признаков хронических заболеваний печени, представленную клиническими симптомами, результатами лабораторных и УЗИ - исследований; разработать математическую модель процесса принятия решений при планировании диагностического процесса заболеваний печени на основе сетей Петри; сформировать классификационные модели на основе экспертного оценивания и статистических методов распознавания образов для оценки состояния больных с хроническими заболеваниями печени; разработать алгоритм отнесения состояния пациента к одному из классов заболеваний печени на основе метода «деревьев решений»; реализовать систему поддержки принятий решений постановки диагноза хронических заболеваний печени на основе нейросетевого моделирования; создать и внедрить автоматизированную экспертную систему интеллектуализации процесса диагностики диффузных поражений печени в клиническую практику.

Методы исследования. Для достижения поставленных задач в работе были использованы методы системного анализа, распознавания образов, экспертного оценивания, прикладной статистики, имитационного моделирования, «деревьев решений», а также методы искусственного интеллекта и ней-росетевого моделирования.

Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной: методика интеллектуальной поддержки принятия решения при диагностике хронических гепатитов, жировой дегенерации и циррозов печени, основанная на формализованном описании данных клинических, лабораторных и УЗИ - исследований; функциональная модель системы диагностики заболеваний печени на основе сети Петри, отличающаяся способностью формировать план диагностических мероприятий путем имитации для повышения эффективности принимаемых решений; методика оценки состояния больных с хроническими диффузными поражениями печени на основе статистических критериев, позволяющая учитывать индивидуальные особенности больных; алгоритм оценки состояния пациентов с заболеваниями печени на основе метода «деревьев решений», позволяющий определить значимость входных переменных и снизить размерность признакового пространства; нейросетевые модели постановки диагноза заболеваний печени, обеспечивающие информационную поддержку принимаемых лечащим врачом решений с проведением количественной оценки влияния различных диагностических показателей на выходной сигнал сети; автоматизированная система интеллектуальной поддержки диагностики хронических диффузных поражений печени, реализующая интеграцию методов, моделей и алгоритмов рационального принятия решений.

Практическая значимость и результаты внедрения. В результате проведенного исследования разработана и научно обоснована методика дифференциальной диагностики хронических диффузных поражений печени, проведена оценка основных клинических и инструментальных показателей, позволяющая повысить эффективность диагностики хронических гепатитов минимальной, умеренной и высокой степени активности, стеатоза, стеатогепатита и цирроза печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации.

Результаты исследований в виде информационного и программного обеспечения автоматизированной системы сбора, обработки и анализа медицинской информации апробированы в гастроэнтерологическом отделении городской клинической больницы скорой медицинской помощи № 10.

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедры «Системный анализ и управление в медицинских системах» Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах: Всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах" (Воронеж, 2006, 2007), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2006, 2007), научно-методических семинарах кафедры системного анализа и управления в медицинских системах Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 20042007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, соискателем проведен анализ методов диагностики хронических заболеваний печени [2]; проанализированы и сформированы клинические, лабораторные и УЗИ - признаки хронических гепатитов минимальной, умеренной и высокой степени активности, стеатоза, стеатогепатита, а также циррозов печени в стадиях компенсации, субкомпенсации и декомпенсации [5]; приведен алгоритм имитационного моделирования процесса диагностики заболеваний печени на основе сетей Петри [4]; разработаны прогностические модели оценки состояния больных ХДПП с применением методов многомерного статистического анализа данных и «деревьев решений» [1,6, 9]; представлена структура нейронной сети для моделирования процесса диагностики заболеваний печени [8]; описана реализация алгоритма формирования информационной системы поддержки принятия решений [3,7].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 139 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 125 страницах, содержит 29 рисунков, 8 таблиц.

9. Результаты исследования в виде специального программного обеспечения внедрены в клиническую практику гастроэнтерологического отделения ГКБ СМП № 10.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования по разработке ителлектуаль-ной поддержки процесса диагностики хронических диффузных поражений печени на основе методов многомерного статистического и сетевого моделирования были получены следующие результаты.

1. Проведен системный анализ путей повышения эффективности управления диагностикой хронических гепатитов, жировой дегенерации и циррозов печени различной степени тяжести на основе методов поддержки принятия решений.

2. Выделены наиболее информативные факторы из множества динамически изменяющихся параметров состояния пациента, используемые для построения прогностических моделей постановки диагноза ХДПП.

3. Реализована функциональная модель на основе сети Петри, позволяющая повысить эффективность принятия решений по управлению процессом диагностики заболеваний печени.

4. Предложена классификация пациентов по различным диагностическим показателям для определения класса заболеваний и сформированы математические модели на основе дискриминантного анализа.

5. Разработан алгоритм оценки состояния пациентов с ХДПП на основе метода «деревьев решений», позволяющий оценить значимость входных переменных и снизить размерность признакового пространства.

6. Реализована нейросетевая модель постановки диагноза хронических поражений печени на базе многослойного персептрона. В результате анализа возможных вариантов сокращения признакового простанства и повышения эффективности работы модели предложено экспертное оценивание при отборе наблюдений для реализации входной матрицы признаков.

7. По результатам сравнения интерполяционных качеств разработанных моделей наиболее достоверными показали себя математические функции, полученные методом дискриминантного анализа.

8. На основании реализованных моделей и алгоритмов разработана автоматизированная экспертная система интеллектуализации процесса диагностики хронических диффузных поражений печени.

1. Айвазян С.А., Бежаева З.И., Староверов О-В. Классификация многомерных наблюдений. М.: Статистика, 1974. - 240 с.

2. Айвазян С.А., Буштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерностей. М.: Финансы и статистика, 1989. - 607 с.

3. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание. М.: Финансы и статистика, 1983.-472 с.

4. Александров В.В., Шнейдеров B.C. Обработка медико-биологических данных на ЭВМ. Л.: Медицина, 1984. - 160 с.

5. Алексахин С.В. и др. Прикладной статистический анализ данных. Теория. Компьютерная обработка. Области применения. В 2-х томах. М.: ПРИОР, 2002. - 688 с.

6. Андерсен Т. Введение в многомерный статистический анализ. -М.: Физматгиз, 1963. 500 с.

7. Бабак О .Я. Хронические гепатиты.— К.: Блиц-Информ, 1999.—208 с.

8. Баевский P.M. Прогнозирование состояния на грани нормы и патологии. М.: Медицина, 1979. - 157 с.

9. Барабаш Ю.Л. и др. Вопросы статистической теории распознавания/Под ред. Б.В. Барского. М.: Советское радио, 1967.-400с.

10. Бешелев С.Д., Гурович Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. -М.: Статистика, 1980.-263 с.

11. Биссет Р., Хан А. Дифференциальный диагноз при абдоминальном ультразвуковом исследовании. Витебск: Белмедкнига, 1997. 253 с.

12. Бикел П., Доксам К. Математическая статистика. М.: Финансы и статистика, 1983. Вып. 1.-278 е.; Вып. 2.-254 с.

13. Болезни печени и желчевыводящих путей: Руководство для врачей / Под ред. В.Т. Ивашкина. М. ООО «Издат. дом «М-Вести», 2002. - с. 416.

14. Боровиков В.П. Statistica для студентов и инженеров. М.: КомпьютерПресс, 2001. - 301 с.

15. Броновец И.Н., Гончарик И.И., Демидчик Е.П., Сакович М.Н. Справочник по гастоэнтерологии. Минск, 1997.

16. Бурчинский Г.И. Клиническая гастроэнтерология. Киев, 1979.

17. Браверман Э.М., Мучник Ч.Б. Структурные методы обработки эмпирических данных. М.: Наука, 1983. - 464 с.

18. Ван дер Варден Б.Л. Математическая статистика. М.: Изд-во иностр. лит., 1960.-302 с.

19. Вапник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. -М.: Наука, 1974.-487 с.

20. Васильев В.И., Ильясов Б.Г., Валеев С.В., Жернавков С.В. Интеллектуальные системы управления с использованием нейронных сетей. Учебное пособие. Уфа: УГАТУ, 1997. - 92 с.

21. Васильв Н.С., Панов В.М. «Имитационное моделирование сложных систем» М.: Практика, 1998.

22. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высш. шк., 1999. - 576 с.

23. Верхаген К., Дейн Р., Грун Ф и др. Распознавание образов: состояние и перспективы. М.: Радио и связь, 1985. - 104 с.

24. Выханду Л.К. Об исследовании многопризнаковых биологических систем // Применение математических методов в биологии. Т. III. Л.: ЛГУ, 1964. С. 9-12.

25. Гайдышев И.П. Анализ и обработка данных: специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 752 с.

26. Генкин Я.Я. Новая информационная технология анализа медицинских данных. СПб: Политехника, 1999. - 191 с.

27. Гмурман B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высш. шк., 1972.-368 с.

28. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей: Учебник. М.: Наука, 1988.-380 с.

29. Горбань А.Н. Обучение нейронных сетей. М.: Изд. СССР-США СП "ParaGraph", 1990.- 160 с.

30. Горбань А.Н. Нейроинформатика и ее приложения // Открытые системы. 1998а. № 4.

31. Горбань А.Н. Функции многих переменных и нейронные сети // Соросовский образовательный журнал. 19986. № 12. С. 105-112.

32. Горбань А.Н., Дунин-Барковский B.JL, Кирдин А.Н. и др. Нейроинформатика. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. -296 с.

33. Горелик A.JL, Гуревич И.Б., Скрипкин В.А. Современное состояние проблемы распознавания. М.: Радио и связь, 1985. - 160 с.

34. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 1984.-219 с.

35. Гренандер У. Лекции по теории образов. М.: Мир. Т. 1. Синтез образов. 1979. - 384 е.; Т. 2. Анализ образов. 1981. - 448 е.; Т. 3. Регулярные структуры. 1983. - 432 с.

36. Григорьев П.Я., Яковенко А.В. Клиническая гастроэнтерология. -М.:МИА, 2001.-е. 693.

37. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. Л.: Медицина, 1978. - 296 с.

38. Дейт К. Введение в системы баз данных. Киев: Диалектика, 1998.-784 с.

39. Дубров A.M. Обработка статистических данных методом главных компонент. М.: Финансы и статистика, 1978. - 135 с.

40. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. М.: Мир, 1978.-510 с.

41. Дюк В. Обработка данных на ПК в примерах. СПб.: Питер, 1997.-240 с.

42. Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. М.: Статистика, 1977.128 с.

43. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 1995. - 368 с.

44. Елисеева Л.И., Рукавишников В.О. Группировка, корреляция, распознавание образов. М.: Статистика, 1977. - 144 с.

45. Енюков И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1986.

46. Жамбю М. Иерархический кластер-анализ и соответствия. М.: Финансы и статистика, 1988. - 342 с.

47. Загоруйко Н.Г. Методы распознавания и их применение. М.: Сов. радио, 1972.-308 с.

48. Заде Л. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений // Математика сегодня. М.: Знание, 1974. С. 5-49.

49. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. - 598 с.

50. Зубовский Г.А. Лучевая и ультразвуковая диагностика заболеваний печени и желчных путей. М.: Медицина, 1988. 240 с

51. Ивахненко А.Г. Самообучающиеся системы распознавания и автоматического управления. Киев: Техника, 1969. - 392 с.

52. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Техника, 1975. - 311 с.

53. Ивахненко А.Г., Юрачковский Ю.П. Моделирование сложных систем по экспериментальным данным. М.: Радио и связь, 1987. - 118 с.

54. Кармазановский Г.Г., Вилявин М.Ю., Никитаев Н.С.Компьютерная томография печени и желчных путей.

55. Кендалл М., Стьюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966.-566 с.

56. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М .: Наука, 1973.-899 с.

57. Ким Дж.О., Мьюллер Ч.У, Клекка У.Р. и др. Факторный, дискри-минантный и кластерный анализ. -М.: Финансы и статистика, 1989. 215 с.

58. Классификация и кластер / Под ред. Дж. Вэн-Райзина. М.: Мир, 1980.-390 с.

59. Колмогоров А.Н. Избранные труды: Математика и механика. -М.: Наука, 1985. С. 136-138.

60. Кольцов П.П. Математические модели теории распознавания образов // Компьютер и задачи выбора. -М.: Наука, 1989. С. 89-119.

61. Комаров Ф.И. Диагностика и лечение внутренних болезней. Том 3.-Москва, 1992.

62. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975.-648 с.

63. Кульбак С. Теория информации и статистика. М.: Наука, 1967.-408 с.

64. Кунцевич Г.И., Белолапотко Е.А., Сидоренко Г.В. Оценка состояния портального кровообращения у больных циррозом печени по данным дуплексного сканирования / Визуализация в клинике. Декабрь. - 1994. -С. 33-38.

65. Лапач С.Н., Чуйсенко А.В., Бабич П.И. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel. М.: Изд-во "Морион Лтд", 2000. - 320 с.

66. Ларичев О.И., Мечитов А.И., Мошкович Е.М., Фуремс Е.М. Выявление экспертных знаний (процедуры и реализации). М.: Наука, 1989. -128 с.

67. Лбов Г.С. Методы обработки разнотипных экспериментальных данных. Новосибирск: Наука, 1981. - 157 с.

68. Леман Э. Проверка статистических гипотез. М.: Наука, 1964.498 с.

69. Лисенков А.Н. Математические методы планирования многофакторных медико-биологических экспериментов. М.: Медицина, 1979. - 344 с.

70. Литвак Б.Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа. -М.: Радио и связь, 1982. 184 с.

71. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.-342 с.

72. Манд ель И. Д. Кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1988.- 176 с.

73. Мешкова Т.А., Родионов О.В. Методы лабораторной и инструментальной диагностики хронических диффузных поражений печени // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: тр. Всерос. конф. Воронеж, 2006. С. 260 261.

74. Минский М., Пейперт С. Персептроны. М.: Мир, 1971. - 252 с.

75. Митьков В.В. Ультразвуковая диагностика (практическое руководство). Допплерография. Видар: М., 1999.

76. Моделирование дискретных параллельных процессов управления с помощью сетей Петри / В.Б. Васильев, В.В. Кузьмук, Г. Майер, С. Фенч // Электронное моделирование. 1986. Т.8. № 2.

77. Нейман Ю. Вводный курс теории вероятностей и математической статистики. М.: Наука, 1968. - 448 с.

78. Нильсен Н. Д. Искусственный интеллект. Методы поиска решений.- М.: Мир, 1973.-298 с.

79. Орлов А.И. Прикладная теория измерений // Прикладной многомерный статистический анализ. -М.: Наука, 1978. С. 68-138.

80. Петтерсон Г. Общее руководство по радиологии. NICER. М.: РА "Спас", 1996. 1330 с.

81. Подымова С.Д. Болезни печени. Москва,1984.

82. Попов И.И. Некоторые модели оценки и оптимизации информационных систем: математический аппарат моделирования // НТИ. 1981. Сер. 2. № 3. С. 10-16.

83. Популярная медицинская энциклопедия / Под ред. Б.В. Петровского. М.: Советская энциклопедия, 1988. - 513 с.

84. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Применение метода имитационного моделирования в автоматизированных системах управления процессом диагностики // Интеллектуализация информационных систем: тр. Всерос. конф. Воронеж, 2006. Ч. 1. С. 164 165.

85. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Разработка модели диагностики хронических диффузных поражений печени на основе модифицированных сетей Петри // Управление процессами диагностики и лечения: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. С. 127 130.

86. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Анализ диагностической ценности клинических признаков хронических диффузных поражений печени // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: тр. Всерос. конф. Воронеж, 2007. С. 244 245.

87. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Применение статистических методов распознавания образов для повышения эффективности диагностики заболеваний печени // Интеллектуальные информационные системы: тр. Всерос. конф. Воронеж, 2007. С. 189 190.

88. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Реализация прогностической модели постановки диагноза хронических диффузных поражений печени на основе метода «деревьев решений» // Интеллектуальные информационные системы: тр. Всерос. конф. Воронеж, 2007. С. 172 173.

89. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Разработка модели постановки диагноза хронических диффузных поражений печени на базе многослойного персептрона // Управление процессами диагностики и лечения: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2007. С. 64-67.

90. Родионов О.В., Мешкова Т.А. Математическое моделирование и алгоритмизация процесса диагностики хронических диффузных поражений печени // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. 2007. Т.З. №7. С. 14-18.

91. Розенберг Г.С. О сравнении различных методов автоматической классификации // Автоматика и телемеханика. 1975. № 9. С. 145-148.

92. Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики. Перцептроны и теория механизмов мозга. М.: Мир, 1965.-480 с.

93. Сафонов В.О. Экспертные системы интеллектуальные помощники специалистов. - СПб: Санкт-Петербургская организация общества "Знания" России, 1992. - 196 с.

94. Селтон Дж. Автоматическая обработка, хранение и поиск информации. -М.: Сов. радио, 1973. 168 с.

95. Сидельников Ю.В. Теория и организация экспертного прогнозирования. М.: ИМЭМО АН СССР, 1990. - 196 с.

96. Сильвестров Д.С. Программное обеспечение прикладной статистики. Обзор состояния. Тенденции развития. М.: Финансы и статист., 1988.-240 с.

97. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Наука, 1965. - 511 с.

98. Справочник по типовым программам моделирования / Под ред. А.Г. Ивахненко Киев: Техника, 1980. - 184 с.

99. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. / Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1989. Т. 1. -510 с.; 1990. Т. 2.-526 с.

100. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1990.-346 с.

101. Ту Дж, Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. М.: Мир, 1978.-410 с.

102. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. Разведочный анализ.-М.: Мир, 1981.-693 с.

103. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. М.: Финансы и статистика, 1995. - 384 с.

104. Уинстон П. Искусственный интеллект. М.: Мир, 1980. - 520 с.

105. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника. М.: Мир, 1992.184 с.

106. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1980.-384 с.

107. Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. -М.: Изд-во АН СССР, 1963. 323 с.

108. Урбах В.Ю. Дискриминантный анализ и его применение в биологической систематике и медицинской диагностике // Применение математических методов в биологии. Вып. 3. Л.: 1964. С. 67-87.

109. Флейшман Б.С., Брусиловский П.М., Розенберг Г.С. О методах математического моделирования сложных систем // Системные исследования. Ежегодник. -М.: Наука, 1982. С. 65-79.

110. Фогель Л., Оуэне А., Уолш М. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование. М.: Мир, 1969. - 230 с.

111. Фомин Я.А., Тарловский Г.Р. Статистическая теория распознавания образов. М.: Радио и связь, 1986. - 264 с.

112. Фу К. Структурные методы в распознавании образов. М.: Мир, 1977.-320 с.

113. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. М.: Изд. иностр. лит., 1956. - 664 с.

114. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969. - 396 с.

115. Хант Э. Искусственный интеллект. М.: Мир, 1978. - 558 с.

116. Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах. -М.: Наука, 1968.-399 с.

117. Шипов О.Ю., Гажонова В.Е., Иванников И.О. и др. Возможности импульсной допплерографии при ультразвуковом исследовании пациентов с хроническими диффузными заболеваниями печени: 3-й съезд РАСУЗД в медицине. М., 1999. С. 109-110.

118. Шерлок Ш, Дули Дж. Заболевания печени и желчных путей: Практ. рук.: Пер. с англ. / Под ред. З.Т. Апросиной, Н.А. Мухина. М: Гэотар Медицина, 1999.-е. 864.

119. Элти Д., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры.- М.: Финансы и статистика, 1987. 191 с.

120. Яглом A.M., Яглом И.М. Вероятность и информация. М.: Наука, 1973.-512 с.

121. Alpem М.В., Rubin J.M., Williams D.M. et al. Porta hepatis: duplex DopplerUS with angiographic correlation, Radiology, 1987; 162:53.

122. Barbara L. The value of Doppler US in the study of hepatic hemodynamics. Consensus conference, J. Hepatol., 1990; 10: 353-355.

123. Bisceglie A.M. Hepatitis С and hepatocellular carcinoma // Hepatolo-gy. V.26. 1997. №3. P. 534-538.

124. Bishop C. Neural Networks for Pattern Recognition. Oxford: University Press, 1995.-432 p.

125. Breiman L., Friedman J.H., Olshen R.A., Stone C.J. Classification and regression trees. Monterey, CA: Wadsworth & Brooks/Cole Advanced Books & Software, 1984. - 358 p.

126. Efroimson M.A. Multiple regression analysis // Mathematical Methods for Digital Computers. 1960. V. 1. P. 191-203.

127. Gower J.C., Ross G.J. Minimum spanning trees and single linkage cluster analysis //Appl. Stat. 1969. V. 18. № 1. P. 54-64.

128. Lindman H. R. Analysis of variance in complex experimental designs.- San Francisco: W. H. Free-man & Co., 1974.

129. Loh W.-Y., Shih Y.-S. Split selection methods for classification trees 11 Stat. Sinica, 1997. V. 7. P. 815-840.

130. Machine Learning, Neural and Statistical Classification / Ed. D. Mit-chie et al. Ellis Horwood, Chichester, UK, 1994. - 304 p.

131. Murthy S. Automatic construction of decision trees from data: A Multi-disciplinary survey // Data Mining and Knowledge Discovery (Kluwer Academic Publishers, USA). 1998. V. 2. № 4. P. 345 389 p.

132. Ohnishi K., Saito M., Sato S. Portal hemodynamics in idiopathic portal hypertension (Banti syndrome) comparison with chronic persistent hepatitis and normal subjects, Gastroent., 1987; 92:751-758.

133. Quinlan J.R. C4.5: Programs for Machine learning. San Mateo: Morgan Kaufmann Publishers, 1993. - 302 p.

134. Seitz K. Portale Hypertension. Sonographische Differential diagnostic Bd. 1. Weinheim: Edition Medizin, 1991.S. 163-196.

135. Tryon R.C. Cluster Analysis. NY.: McGraw-Hill, 1939.

136. Vittikh V.A. Engineering theories as a basis for integrating deep engineering knowledge // Artifical Intel, in Engin. 1997. V. LP. 25-30.

137. Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // J. Amer. Statist. Assoc. 1963. V. 58. № 301. P. 236-244.

138. Zoli M., Iervese Т., Merkel C. et al. Prognostic significance of portal hemodinamics in patients with compensated cirrhosis, J. Hepatol., 1993; 17:56-61.

139. УТВЕРЖДАЮ» главный врач МУЗ «Городская клиническая больница скорой медигшш^шрмощи №10»1. АЗАРЕНКО .2007 г.о передаче и принятии к внедрени10*риеэуяетатов НИР

140. Вид внедряемых результатов:

141. Предложена методика интеллектуальной поддержки принятия решения при диагностике хронических заболеваний печени, основанная на формализованном описании данных клинических, лабораторных и УЗИ исследований.

142. Предложена функциональная модель системы диагностики ХДПП на основе сети Петри, формирующая план диагностических мероприятий путем имитации для повышения эффективности принимаемых решений.

143. Предложена совокупность решающих правил для оценки состояния больных с хроническими диффузными поражениями печени на основе статистических критериев с учетом индивидуальных особенностей пациентов.

144. Предложена автоматизированная система интеллектуальной поддержки процесса диагностики ХДПП, реализующая интеграцию методов, моделей и алгоритмов рационального принятия решений.

145. Технический уровень НИР: Неохраноспособна.

146. Настоящий акт не является основанием для финансовых расчетов.

147. Зав. гастроэнтерологическим отделением ГКБ СМП №101. Антоньева Т.П.

148. Настоящий акт составлен в том, что на основании исследований, проведенных автором, получены следующие результаты:

149. Предложена методика интеллектуальной поддержки принятия решения при диагностике хронических гепатитов, жировой дегенерации и циррозов печени, основанная на формализованном описании данных клинических, лабораторных и УЗИ исследований.

150. Предложен алгоритм оценки состояния пациентов с ХДПП на основе метода «деревьев решений», позволяющий оценить значимость входных пере-^ менных и снизить размерность признакового пространства.

151. Предложены нейросетевые модели постановки диагноза заболеваний печени, обеспечивающие информационную поддержку принимаемых лечащим врачом решений с проведением количественной оценки влияния различных диагностических показателей на выходной сигнал сети.