RU2745327C2 - Способ прогнозирования развития ишемической болезни нижних конечностей - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам прогнозирования клинических исходов у больных с критической ишемией нижних конечностей (КИНК) на почве окклюзирующих заболеваний артерий. Высокая частота ампутаций нижних конечностей в настоящее время делает проблему прогноза обратимости ишемического процесса и курабельности больных с КИНК особенно актуальной. Значительного повышения качества лечения пациентов с ишемической болезнью нижних конечностей (ИБНК) можно достичь, обеспечивая своевременный и достаточно точный прогноз развития исследуемого заболевания на различных этапах ведения больных. Сущность изобретения состоит в том, что, используя общепринятые медицинские методики с использованием тонометра и аппарата для ультразвуковых доплеровских исследований, измеряется лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ) – Y₁, с использованием реографа определяется реографический индекс (РИ) – Y₂, пальпаторно или с помощью аппаратов регистрации электрофизиологических показателей определяются частота сердечных сокращений (ЧСС) – Y₅ и частота дыхания (ЧДД) – Y₄, с использованием ультразвукового томографа определяется отношение пиковой систолической скорости в зоне стеноза к скорости в предстенотической зоне (К=Y₈=ПССУЗДГ). С помощью лабораторных анализаторов определяются D-димер - Y₆, активированное частичное протромбиновое время АЧТВ - Y₇ и по методике, описанной в ближайшем аналоге, определяется качество жизни КЖ - Y₉ с использованием опросника вида: а) ограничение дистанции безболевой ходьбы (меньше 20 метров) – 1 балл; б) боль при любой физической нагрузке, но без болей в покое – 3 балла; в) боль в покое через 5 часов сна – 4 балла; г) боль в покое через 2 часа сна – 5 баллов; д) постоянная боль без отека стопы – 6 баллов; е) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов – 7 баллов ж) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов, акроцианоз стопы – 8 баллов; з) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов, акроцианоз, трофическая язва стопы – 10 баллов. Изобретение обеспечивает повышение качества прогнозирования развития степени тяжести ишемической болезни нижних конечностей путем учета степени декомпенсации системы регуляторных органов: сердце - головной мозг (С - ГМ). 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам прогнозирования клинических исходов у больных с критической ишемией нижних конечностей (КИНК) на почве окклюзирующих заболеваний артерий. Высокая частота ампутаций нижних конечностей в настоящее время делает проблему прогноза обратимости ишемического процесса и курабельности больных с КИНК особенно актуальной. Значительного повышения качества лечения пациентов с ишемической болезнью нижних конечностей (ИБНК) можно достичь обеспечивая своевременный и достаточно точный прогноз развития исследуемого заболевания на различных этапах ведения больных.

Известен способ прогнозирования клинических исходов у больных с КИНК (Патент РФ №2323680 Способ прогнозирования клинических исходов у больных с критической ишемией нижних конечностей. Андрейчук К.А., Сорока В.В., Нохрин С.П., Ахунов Ш.О. МПК A61B 5/01, G01N 33/48, Бюл. №13).

Способ прогнозирования клинических исходов у больных с критической ишемией нижних конечностей, включающий анализ показателей венозной крови, причем в первые, третьи и седьмые сутки госпитализации у больного определяют наличие температуры тела ≥38°С или ≤36°C, тахикардии, тахипноэ, количества лейкоцитов >12⋅10⁹/л или <4⋅10⁹/л и присваивают каждому из показателей при их наличии по одному баллу, наличие лихорадки 37,0-38,0°C, уровня лейкоцитов <9-12⋅10⁹/л, лейкоцитарного сдвига влево >6%, наличие трофических изменений, C-реактивного белка, повышение уровня фибриногена и присваивают каждому из показателей при их наличии по 0,5 баллов, наличие болей покоя в голени и стопе, отека голени и стопы, гиперемии кожных покровов в голени и стопе и гиперлактатемии и присваивают при их наличии по 0,2 балла каждому, суммируют суммарные баллы первых, третьих и седьмых суток и при значении общего суммарного балла от 5,2 до 8,6 прогнозируют благоприятный исход заболевания, при значении от 8,7 до 13,6 прогнозируют развитие осложнений и при значении 13,7 или более прогнозируют летальный исход.

Однако этот способ не позволяет проводить прогностическую оценку исхода КИНК в долгосрочной динамике. При этом не учитывается информативность исследуемых показателей, особенно их устойчивость в динамике. В рассмотренном способе не берутся во внимание показатели инструментальных методов исследования. Кроме того, оценка разных групп показателей проводятся раздельно друг от друга, а также не учитывается влияние их динамического изменения на исход КИНК на фоне лечения.

В качестве ближайшего аналога принят способ прогноза развития ишемической болезни конечностей, описанный в работе Быков А.В., Кореневский Н.А., Устинов А.Г. «Нечеткий алгоритм прогноза развития ишемической болезни конечностей для различных этапов ведения пациентов. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. №21(19), 2016. - с 142-155. Суть этого способа заключается в том, что для больных с ИБК 3-4 стадии хронической ишемии выделяются четыре класса исходов при критической ишемии нижних конечностей (КИНК): субкритическая ишемия (СКИ); благоприятный исход (БИ); сомнительный исход (СИ); неблагоприятный исход (НИ).

Для решения задачи определения принадлежности пациента к выбранным классам состояний используется аппарат нечеткой логики принятия решений с расчетом таких комплексных показателей как: уверенность в том, что у пациента разовьется гангрена нижней конечности (UO); коэффициент вариабильности (KV); обратимость ишемического процесса (OI).

С использованием алгоритма Мамдани Заде по этим показателям определяется интегральная переменная исход заболевания IZ по которой определяются функции принадлежности к классам субкритическая ишемия, благоприятный исход, сомнительный исход, неблагоприятный исход.

Полученный в ходе математического анализа алгоритм прогнозирования исхода КИНК, а именно критерий IZ, характеризующий это состояние, отражает изменения в нижних конечностях. Следовательно, проводя активные лечебные мероприятия, можно влиять на IZ, изменяя его в сторону благоприятных реакций.

Недостаток данного метода обусловлен тем, что этот метод не позволяет достаточно точно оценить исход КИНК, поскольку не учитывает влияния на него динамического состояния сердца и головного мозга. Осложнения со стороны этих органов могут усугублять исход КИНК.

Кроме того при расчете коэффициента вариабельности определяются показатели SIRS и гемостазиограммы, которые не являются общепринятыми и требуют дополнительных исследований, что делают принимаемые решения неопределенными и «затянутыми» во времени.

Технической задачей прилагаемого способа является повышение качества прогнозирования развития степени тяжести ишемической болезни нижних конечностей путем учета степени декомпенсации системы регуляторных органов: сердце-головной мозг (С-ГМ).

Сущность изобретения состоит в том, что используя общепринятые медицинские методики с использованием тонометра и аппарата для ультразвуковых доплеровских исследований измеряется лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ) - Y₁, с использованием реографа определяется реографический индекс (РИ) - Y₂, пальпаторно или с помощью аппаратов регистрации электрофизиологических показателей определяются частота сердечных сокращений (ЧСС) - Y₅ и частота дыхания (ЧДД) - Y₄, с использованием ультразвукового томографа определяется отношение пиковой систолической скорости в зоне стеноза к скорости в предстенотической зоне (К=Y₈=ПССУЗДГ). С помощью лабораторных анализаторов определяются D-димер - Y₆, активированное частичное протромбиновое время АЧТВ - Y₇ и по методике описанной в ближайшем аналоге определяется качество жизни КЖ - Y₉ с использованием опросника вида:

а) ограничение дистанции безболевой ходьбы (меньше 20 метров) - 1 балл;

б) боль при любой физической нагрузке, но без болей в покое - 3 балла;

в) боль в покое через 5 часов сна - 4 балла;

г) боль в покое через 2 часа сна - 5 баллов;

д) постоянная боль без отека стопы - 6 баллов;

е) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов - 7 баллов

ж) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов, акроцианоз стопы - 8 баллов;

3) постоянная боль, отек стопы с гиперемией кожных покровов, акроцианоз, трофическая язва стопы - 10 баллов.

Для каждого признака Y_i определяется его относительное отклонение от номинального значения Y_Hi за t дней до начала исследований по формуле:

где

- значение признака Y_i перед основными измерениями.

Рекомендуемая величина t=10 дней.

Во время измерения всех остальных показателей используемых для прогнозирования развития ишемической болезни нижних конечностей определяются текущее относительное отклонение показателя Y_i от номинального значения по формуле:

где

- значение признака Y_i на текущее время измерения.

Коэффициент вариабельности i-го признака определяется выражением:

Положительные величины KV_i - свидетельствуют об улучшении динамики i-го показателя, причем чем больше KV_i - тем лучше динамика. Отрицательные значения KV_i говорят об ухудшении динамики.

Значения номинальных величин установлены следующим образом: Y_H1=1; Y_H2=1; Y_H3=5; Y_H4=16; Y_H5=72; Y_H6=0,1; Y_H7=50; Y_H8=1,2; Y_H9=1.

С учетом (1), (2), (3) обобщенная формула для расчета KV_i принимает вид:

Выражение (4) обладает следующим свойством: отрицательные значения характерны для отрицательного исхода заболевания, положительные для благоприятного исхода.

На экспертном уровне было принято решение вклад KV_i определять функциональной зависимостью IV_i=f_v(KV_i) график которой приведен на фиг 6.

При построении этого графика эксперты исходили из того, что положительная динамика показателя Y_i не ухудшает прогноза в исходе.

Суть способа поясняется чертежами.

На фигуре 1 изображен график доли KV_i в исходе ишемии нижних конечностей, на фигуре 2 изображен график функции принадлежности к ω₁ с базовой переменной Х₄; на фигуре 3 представлен график функции принадлежности

(ЧСС); на фигуре 4 приведен график функции принадлежности

(АД); на фигуре 5 изображен график функции принадлежности

(Y₄); на фигуре 6 приведены графики частных функций характеризующих исход заболевания, на фигуре 7 изображены графики функций принадлежности к классам ω_l по исходу заболевания без учета степени декомпенсации С - ГМ, на фигуре 8 изображены графики частных функций степени декомпенсации по показателям: а)-ФВ; 6)-QRS; b)-STD; г)-STP; д)-NFM; на фигуре 9 представлен график функции исхода заболевания по параметру SD, на фигуре 10 приведены графики функций принадлежности к прогнозу по исходу заболевания с учетом степени декомпенсации С-ГМ, на фигуре 11 представлены графики функций принадлежности к стадиям декомпенсации.

На экспертном уровне было принято решение вклад KV_i определять функциональной зависимостью IV_i=f_v(KV_i) график которой приведен на фигуре 1.

При построении этого графика эксперты исходили из того, что положительная динамика показателя Y_i не ухудшает прогноза в исходе заболевания за исключением отсутствия динамики когда к прогнозу надо относиться с некоторой осторожностью (небольшое значение IV_i в районе нуля KV_i)

Аналитически график частного риска пациента в ухудшении состояния от динамики признака Y_i (функция вариативного риска) определяется выражением

Учитывая, что исход заболевания IZ_i зависит не только от скорости изменения исследуемых показателей, но и от того насколько они далеки от своих номинальных значений на экспертном уровне было принято решение производить коррекцию показателя IZ_i в зависимости от величины d_i=|Y_нi-Y_ti| с учетом «вклада» каждого из Y_i в общее решение об исходе заболевания.

С учетом этого получены следующие величины поправочных коэффициентов α_i

С учетом поправочных коэффициентов вклад каждого из коэффициентов вариабельности в исход заболевания определяется выражением

Вклад всех составляющих коэффициентов вариабельности в исход заболевания определяется накопительной формулой вида:

где FKV(1)=IZV₁

Общепринятыми в медицине методами с помощью лабораторных анализаторов выполняется анализ крови (СОЭ, наличие лейкоцитоза, тромбоза и анемии), с помощью термометра определяется температура тела, с помощью электрокардиографа определяется наличие аритмии и с помощью тонометра определяется систолическое артериальное давление (АД).

По градациям качества жизни X₁=Y₉ ближайшего аналога определяется функция принадлежности к классу ω₁ (высокий риск развития гангрены нижних конечностей):

По признаку Y₁ (ЛПИ) функция принадлежности к классу ω₁ вычисляется по формуле:

По признаку Y₂ (РИ):

По признаку Х₂ - инструментальные методы исследования функция принадлежности к классу ω₁ определяется выражением:

Функция принадлежности к классу ω₁ по признаку Х₃ (лабораторные показатели) заменяется комбинированными нечеткими правилами вида:

где

В этих выражениях СОЭ (м) и СОЭ (ж) означают числовые значения СОЭ для мужчин и женщин соответственно.

Для признака Х₄ (температура тела) на экспертном уровне был определен график

с базовой переменной температура тела (фиг 2).

Аналитически график

описывается выражением

Для признака Х₅ (характеристики сердечно-сосудистой системы) с учетом рекомендаций по синтезу гибридных нечетких решающих правил функция принадлежности

определяется тремя агрегируемыми решающими правилами.

Первое правило определяется функцией принадлежности

, с базовой переменной частота сердечных сокращений график которой приведен на фиг 3.

Аналитически график приведенный на фиг 3 описывается выражением:

Второе правило для артериального давления (АД) графически представлено фигурой 4.

Аналитически график фиг. 4 описывается выражением

Третье правило составлено для показателя аритмия (АР)

Общее правило для расчета функции принадлежности по признаку Х₅ (характеристики сердечно-сосудистой системы) определяется выражением:

График функции принадлежности к ω₁ по параметру частота дыхания (ЧДД=Y₄=X₆) приведен на фиг 5.

Аналитически график фигуры 5 описывается выражением:

Уверенность в появлении гангрены UO рассчитывается по выражению (1) ближайшего аналога.

Общепринятыми методами определяются давление компрессии АД_К, время восстановления капиллярного кровотока t_вк и определяется показатель обратимости ишемического процесса OI по формуле

По рассчитанным показателям, используя рекомендации описанные в работах: Кореневский Н.А. Оценка и управление состоянием 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; Кореневский, Н.А. Использование нечеткой логики принятия решений для медицинских экспертных систем. Медицинская техника. - 2015. - №1(289). - С. 33-35, определяются частные функции оценки исходов заболевания f(FKV), f(UO) и f(OI) графики которых приведены на фиг 6.

Графики частных функций определены высококвалифицированными экспертами из условия - чем больше значения f(VO), f(FV) и f(OI) тем выше уверенность в неблагоприятном исходе.

Аналитически графики приведенные на фиг. 6 описываются выражениями:

Оценочная шкала исхода заболевания определяется выражением:

где IZ(1)=f(Q₁); Q₁=UO; Q₂=FKV; Q₃=OI.

На шкале IZ аналогично ближайшему аналогу определяются функции принадлежности

к классам: СК - субкритическая ишемия; БИ - благоприятный исход критической ишемии нижних конечностей; СИ - сомнительный исход; НИ - неблагоприятный исход. (

=СК, БИ, СИ, НИ).

Способы построения функций принадлежности подробно описаны в работе Кореневский Н.А. Оценка и управление состоянием 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.

Графики соответствующих функций принадлежности приведены на фиг 7.

Аналитически графики приведенные на фиг 7 описываются выражениями:

Решение о принадлежности к одному из классов

=СК, БИ, СИ, НИ принимается по максимальной величине соответствующей функции принадлежности. То есть уверенность в прогнозе по типу исхода ишемической болезни нижних конечностей без учета степени декомпенсации

Для оценки исхода течения заболевания по фактору степень декомпенсации С-ГМ дополнительно общепринятыми методами измеряются следующие показатели: аппаратом ультразвуковой терапии определяется фракция выброса (ФВ); с использованием электрокардиографа определяются длительность QRS комплекса ЭКГ (QRS), величина депрессии сегмента ST ЭКГ (SТД), величина подъема сегмента ST ЭКГ (STП); аппаратом для ультразвуковой томографии определяются стеноз ВСА>60% с ангиоспазмом ИКА с одной стороны (S1); стеноз ВСА>60% с ангиоспазмом ИКА с двух сторон (S2). По специализированному опроснику оцениваются нарушения функций головного мозга (NFM).

По каждому из выбранных признаков определены частные функции степени декомпенсации f_d(Y_j) графики которых приведены на фиг 8.

Переменные S₁ и S₂ принимают два значения: 0 - условие не выполняется; 1 - условие выполняется.

Для переменной NFM выражаемой в процентах разработана специальная шкала типа:

Р₀: мозговые нарушения отсутствуют - 0%

P₁: нарушение зрения - 10%

Р₂: нарушения зрения и слуха - 20%

Р₃: нарушения зрения, слуха и вестибулярного аппарата - 30%

Р₄: Р₃ + когнитивные расстройства - 40%

Р₅: Р₄ + нарушения чувствительности - 50%

Р₆: Р₅ + нарушения в скелетных мышцах - 60%

Р₇: Р₆ + нарушения в работе внутренних органов - 70% и выше

Аналитически графики частных функций степени декомпенсации описываются выражениями:

Интегральный показатель степени декомпенсации С-ГМ SD определяется итерационным выражением:

где SD(j)=f_d(Y₁); Y₁=ФВ; Y₂=QRS; Y₃=STD; Y₄=STП; Y₅=S₁; Y₆=S₂; Y₇=NFM.

Роль степени декомпенсации в оценке исхода заболевания ISD эксперты оценивают по графику приведенному на фиг 9.

Аналитически график функции приведенной на фиг 9 описывается выражением

С учетом декомпенсации шкала исходов заболевания IZD определяется выражением

Графики функций принадлежности к классам СК, БИ, СИ и НИ по шкале IZD приведены на фиг 10.

Аналитически графики функций приведенные на фиг. 10 описываются выражениями:

Решение о принадлежности к исследуемым классам состояний принимается по максимальной величине совершенствующей функции принадлежности.

Определение прогнозируемого времени наступления критической ситуации осуществляется с учетом четырех стадий декомпенсации (I, II, III, IV) для которых построены соответствующие функции принадлежности на шкале SD (фиг 11)

Аналитически графики приведенные на рис 11 определяются выражениями:

Время наступления критической стадии заболевания определяется системой логических условий:

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1,5 месяца);

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1 месяц и 7 дней);

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_IV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1 месяц);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=25 дней);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=21 день);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_IV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=18 дней);

ЕСЛИ [min(μ_НИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=10 дней);

ЕСЛИ [min(μ_НИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=7 дней);

ЕСЛИ [minμ_НИ(IZ), μ_IV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=2 дня).

Конкретные примеры реализации способа:

Пациент А.

Значения признаков Y_i перед основным измерением:

Y₀₁(ЛПИ)=0,5; Y₀₂(РИ)=0,3; Y₀₃(L)=9;

Y₀₄(ЧДД)=18; Y₀₅(ЧСС)=55; Y₀₆(ДД)=1,8;

Y₀₇(АЧТВ)=50; Y₀₈(К)=2,2; Y₀₉(КЖ)=2.

Значения признаков Y_i на основном этапе измерений:

Y_t1(ЛПИ)=0,55; Y_t2(РИ)=0,48; Y_t3(L)=8;

Y_t4(ЧДД)=17; Y_t5(ЧСС)=62; Y_t6(ДД)=1;

Y_t7(АЧТВ)=55; Y_t8(К)=1,9; Y_t9(КЖ)=2.

Рассчитанные величины коэффициентов вариабельности:

KV₁=0,045; KV₂=0,12; KV₃=0,043;

KV₄=0,036; KV₅=0,026; KV₆=0,02;

KV₇=0,09; KV₈=0,08; KV₉=0.

IV₁=0,0078; IV₂=0; IV₃=0,011; IV₄=0,021; IV₅=0,035; IV₆=0,047;

IV₇=0; IV₈=0; IV₉=0,073.

IZV₁=0,0078; IZV₂=0; IZV₃=0,002; IZV₄=0,0007; IZV₅=0,0017;

IZV₆=0,017; IZV₇=0; IZV₈=0; IZV₉=0,0073.

Финальный вклад KV_i в исход заболевания

FKV=0,1

Функция исхода заболевания от параметра FKV

F(FKV)=0,05. (СK)

Для фактора UO по пациенту А

X₁=2; Y₁=0,55; Y₂=0,41; Х₃:СОЭ>20, лейкоцитоз; Х₄=36,6; Х₅:ЧСС=62; АД=150; аритмия отсутствует; ЧДД=18.

Функции принадлежности к классу ω₁

Уверенность в появлении гангрены:

UO=0,58

Функция исхода заболевания от фактора UO

f(UO)=0,3

Для фактора OI по пациенту А:

АД_к=140; РИ_пол=0,25; f_BK=10c; РИ_исх=0,3

.

Функция исхода заболевания по фактору OI:

f(OI)=0,16.

Исход заболевания без учета системы сердце-головной мозг по пациенту А

IZ=0,44.

Оценка степени декомпенсации сердце-головной мозг

ФВ=58; QRS=0,1; ST_д=0,5; STП=0; ВСА>60%; с ангиоспазмом с одной стороны; NFM=20%

Функции степени декомпенсации

f_d(ФВ)=0,015; f_d(QRS)=0; f_d(STД)=0; f_d(STP)=0; f_d(S₁)=0,15; f_d(S₂)=0.

Интегральный показатель степени декомпенсации

SD=0,16 - соответствует первой стадии декомпенсации f(SD)=0,048.

Исход заболевания пациента А с учетом SD

ISD=0,47

Функции принадлежности к исследуемым классам состояний:

μ_СК(IZD)=0; μ_БИ(IZD)=0,285; μ_СИ(IZD)=0,665; μ_НИ(IZD)=0.

Вывод: пациент А находится между классами БИ и СИ по максимальной функции принадлежности предпочтение отдается классу «сомнительный исход» осложнений не ожидается.

Пациент В

Значения признаков Y_i перед основным измерением:

Y₀₁=0,25; Y₀₂=0,18; Y₀₃=9,5;

Y₀₄=19; Y₀₅=92; Y₀₆=2,2;

Y₀₇=22; Y₀₈=2,9; Y₀₉=6.

Значения признаков Y_i на основном этапе измерений:

Y_t1=0,33;Y_t2=0,45;Y_t3=8,5;

Y_t4=17; Y_t5=82; Y_t6=1,5;

Y_t7=38; Y_t8=2,7; Y_t9=6.

Рассчитанные величины коэффициентов вариабельности:

KV₁=0,07; KV₂=0,18; KV₃=0,043;

KV₄=0,07; KV₅=0,038; KV₆=0,02;

KV₇=0,27; KV₈=0,05; KV₉=0.

IV₁=0; IV₂=0; IV₃=0,01; IV₄=0; IV₅=0,02; IV₆=0,04;

IV₇=0; IV₈=0; IV₉=0.

IZV₁=0; IZV₂=0; IZV₃=0,002; IZV₄=0; IZV₅=0,012;

IZV₆=0,002; IZV₇=0; IZV₈=0; IZV₉=0.

Финальный вклад KV_i в исход заболевания

FKV=0,06

Функция исхода заболевания по параметру KV_i

f(FKV)=0,03

Для фактора UO по пациенту В

X₁=6; Y₁=0,33; Y₂=0,35; Х₃:СОЭ>30, лейкоцитоз и тромбоз; Х₄=37,8; Х₅:ЧСС=82; АД=180; наличие аритмии, ЧДД=18.

Функция принадлежности к классу ω₁

Уверенность в появлении гангрены:

UO=0,78

Функция исхода заболевания от фактора UO

f(UO)=0,39

Для фактора OI по пациенту В:

АД_к=160; t₀=40c; РИ_пол=0,12; t_BK=20; РИ_исх=0,18

Функция исхода заболевания по фактору OI:

f(OI)=0,29.

Исход заболевания без учета системы С-ГМ по пациенту В

IZ=0,58.

Оценка степени декомпенсации сердце-головной мозг

ФВ=50%; QRS=0,1; STD=1,5; STП=1; ВСА>60% с двух сторон; NFM=40%

Функции степеней декомпенсации

f_d(ФВ)=0,07; f_d(QRS)=0; f_d(STД)=0,13; f_d(STП)=0; f_d(S₂)=0,22; f_d(NFM)=0,16.

Интегральный показатель степени декомпенсации

SD=0,47 - 3 стадия декомпенсации,

f(SD)=0,14.

Исход заболевания пациента В с учетом SD

IZD=0,64

Функции принадлежности к исследуемым классам состояний:

μ_СК(IZD)=0; μ_БИ(IZD)=0; μ_СИ(IZD)=0,95; μ_НИ(IZD)=0.

Вывод: пациент В находится в классе сомнительного исхода. Неблагоприятное развитие событий ожидается через 21 день.

Пациент С

Значения признаков Y_i перед основным измерением:

Y₀₁(ЛПИ)=0,1; Y₀₂(РИ)=0,075; Y₀₃(L)=10;

Y₀₄(ЧДД)=20; Y₀₅(ЧСС)=95; Y₀₆(ДД)=3,28;

Y₀₇(АЧТВ)=42; Y₀₈(К)=3,2; Y₀₉(КЖ)=2.

Значения признаков Y_i на основном этапе измерений:

Y_t1(ЛПИ)=0,3; Y_t2(PИ)=0,2; Y_t3(L)=9;

Y_t4(ЧДД)=18; Y_t5(ЧСС)=88; Y_t6(ДД)=1,5;

Y_t7(AЧTB)=46; Y_t8(К)=3; Y_t9(КЖ)=2.

Рассчитанные величины коэффициентов вариабельности:

KV₁=0,18; KV₂=0,085; KV₃=0,043;

KV₄=0,071; KV₅=0,026; KV₆=0,045;

KV₇=0,07; KV₈=0,06; KV₉=0.

IV₁=0; IV₂=0; IV₃=0,01; IV₄=0; IV₅=0,03; IV₆=0,01;

IV₇=0; IV₈=0; IV₉=0,073.

Финальный вклад KV_i в исход заболевания

FKV=0,1.

Функция исхода заболевания от параметра KV_i

f(FKV)=0,05.

Для фактора UO по пациенту С

Х₁=2; Y₁=0,3; Y₂=0,2; Х₃:СОЭ>20, лейкоцитоз, тромбоз; Х₄=37,2; Х₅ ЧСС=88; АД=165; аритмия; ЧДД=18.

Функции принадлежности к классу ω₁

Уверенность в появлении гангрены:

UO=0,85,

f(UO)=0,425

Для фактора OI по пациенту С:

АД_к=180; РИ_пол=0,055; t_в=45c; РИ_исх=0,075,

.

Функция исхода заболевания по фактору OI:

f(OI)=0,34.

Исход заболевания без учета системы С-ГМ

IZ=0,64

Оценка степени декомпенсации С-ГМ

ФВ=40%; QRS=0,14; SТД=2,5; STП=1,5; BCA=S₂; NFM=70%.

Функции принадлежности степени декомпенсации

f_d(ФВ)=0,15; f_d(QRS)=0,18; f_d(STД)=0,25; f_d(STП)=0,04; f_d(S₂)=0,22; f_d(NFM)=0,2.

Интегральный показатель декомпенсации

SD=0,68 - это IV стадия декомпенсации f(SD)=0,2

Исход заболевания

ISD=0,73

Функции принадлежности к исследуемым классам состояний:

μ_СК(IZD)=0; μ_БИ(IZD)=0; μ_СИ(IZD)=0,95; μ_НИ(IZD)=0.

Вывод: пациент С относится к классу сомнительного исхода. Ожидается неблагоприятное развитие событий через 18 дней.

Claims (84)

1. Способ прогнозирования развития ишемической болезни нижних конечностей, заключающийся в том, что у пациента определяется критерий качества жизни (КЖ), лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ), реографический индекс (РИ), значения таких лабораторных показателей как СОЭ и лейкоциты, определяется наличие лейкоцитоза, анемии и тромбоцитоза, температура тела, частота сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхания (ЧДД), систолическое артериальное давление (АД_С), наличие аритмии (АР), давление компрессии (АД_к), реографический индекс после пробы с физической нагрузкой (РИ_пол) и время восстановления капиллярного кровотока t_вк, по которым определяется уверенность в том, что у пациента разовьется гангрена нижних конечностей (UO), коэффициенты вариабельности (KV) и обратимость ишемического процесса (OI), отличающийся тем, что с целью повышения качества прогнозирования у пациента дополнительно определяются частные функции оценки исходов заболеваний с аргументами по показателям UO и OI: f(UO), f(OI), а по коэффициентам вариабельности определяется обобщенный коэффициент вариабельности FKV, для которого определяется частная функция оценки исхода заболевания f(FKV), производится оценка степени декомпенсации системы сердце - головной мозг SD, по которой определяется частная функция оценки исхода заболевания f(SD), по полученным функциям по формуле

IZD(j+1)=IZD(j)+f(Q_j+1)[1-IZD(j)],

где IZD(1)=f(Q₁); Q₁=UO; Q₂=FKV; Q₃=OI; Q₄=SD,

определяется исход заболевания, на шкале которой задаются функции принадлежности: μ_CК(IZD) - к классу субкритическая ишемия (СК); μ_БИ(IZD) - к классу благоприятный исход критической ишемии нижних конечностей (БИ); μ_СИ(IZD) - сомнительный исход (СИ); μ_НИ(IZD) - неблагоприятный исход (НИ), решение о классификации принимается по максимальному значению анализируемых функций принадлежности с расчетом уверенности в принимаемом решении

, где

=СК, БИ, СИ, НИ в соответствии с выражением

2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что уверенность в развитии у пациента гангрены нижних конечностей - класс ω₁ определяется по формуле

,

где q - номер итерации; x_i - информативные признаки, используемые для определения UO;

- функции принадлежности к классу ω₁ с базовыми переменными х_i;

, причем:

X₁ - критерии качества жизни (КЖ); Х₂ - инструментальные методы исследования; Х₃ - лабораторные показатели; Х₄ - данные температуры тела; Х₅ - характеристика сердечно-сосудистой системы; Х₆ - характеристика дыхательной системы, отличающийся тем, что

определяется выражением

где

- функция принадлежности к классу ω₁ с базовой переменной, определяемой как лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ),

- функция принадлежности к классу ω₁ с базовой переменной Y₂, определяемой как реографический индекс, функция принадлежности

определяется логическим выражением вида:

ЕСЛИ [(СОЭ(м)<10) ИЛИ (СОЭ(ж))<15], ТО

,

ЕСЛИ [(СОЭ(м)≥10) ИЛИ (СОЭ(ж))≥15], ТО

где

СОЭ(м) - величина СОЭ у мужчин, а СОЭ(ж) - у женщин, по базовой переменной температура t=X₄ функция принадлежности к классу ω₁ определяется выражением

по базовой переменной Х₅ функция принадлежности к классу ω₁ определяется выражением

где

по базовой переменной Х₆ - частота дыхания (ЧДД) функция принадлежности к классу ω₁ определяется выражением

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обратимость ишемического процесса определяется по формуле

OI=(АД_К⋅РИ_пол)/(t_вк⋅РИ).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что известными методами измеряется Д-димер (ДД), активированное частичное протромбированное время (АЧТВ) и отношение К=ПСС УЗДГ, а обобщенный коэффициент вариабельности FKV определяется выражением

FKV(q+1)=FKV(q)+IZV_i+1[1-FKV(q)],

где FKV(1)=IZV₁; IZV_i=α_i(d_i)⋅IV_i; i=1, …, 9;

;

b₁=2,2; c₁=0,45; e₂=1,2; b₂=1,2; c₁=0,5; l₂=0,6;

b₃=0,05; c₃=10; e₃=0,5; b₄=0,033; c₄=12; l₄=0,4;

b₅=0,005; c₅=10; e₅=0,6; b₆=0,04; c₆=20; l₆=0,8;

b₇=0,09; c₇=19; e₇=0,75; b₈=0,81; c₈=0,8; l₈=0,65;

b₉=0,1; c₉=4,5; e_s=0,45; d_i=|Y_нi-Y_ti|,

Y_нi - номинальные значения контролируемого признака с номером i;

Y_ti - текущее значение контролируемого признака с номером i; Y₁=ЛПИ; Y₂=PH; Y₃-лейкоциты, измеряемое количество на литр; Y₄-ЧДД; Y₅=ЧCC; Y₆=ДД; Y₇=AЧTB; Y₈=К;

,

Y_maxi и Y_mini - максимальные и минимальные значения Y_i; Y_0i - значения Y_i, измеренное за t₀ времени до измерения Y_ti (рекомендуется t₀=10 дней).

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общеизвестными методами определяются фракция выброса (Z₁=ФB), длительность комплекса ORS (Z₂=QRS), величина депрессии сегмента STЭКГ (Z₃=STД), величина подъема сегмента STЭКГ (Z₄=STП), стеноз ВСА>60% с ангиоспазмом ИКА с одной стороны (Z₅=S₁), стеноз ВСА>60% с ангиоспазмом ИКА с двух сторон (Z₆=S₂), нарушение функций головного мозга (Z₇=NFM), причем степень декомпенсации системы сердце - головной мозг SD определяется выражением

где SD(1)=f_d(Z₁); Z₁=ФB; Z₂=QRS; Z₃=STD; Z₄=STП; Z₅=S₁; Z₆=S₂; Z₇=NFM;

;

;

;

;

;

;

;

причем для переменной NFM, выражаемой в процентах, используется шкала типа:

Р₀: мозговые нарушения отсутствуют - 0%

Р₁: нарушение зрения - 10%

Р₂: нарушения зрения и слуха - 20%

Р₃: нарушения зрения, слуха и вестибулярного аппарата - 30%

Р₄: Р₃ + когнитивные расстройства - 40%

Р₅: Р₄ + нарушения чувствительности - 50%

Р₆: Р₆ + нарушения в скелетных мышцах - 60%

Р₇: Р₆ + нарушения в работе внутренних органов - 70% и выше.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частные функции оценки исхода заболевания определяются выражениями:

f(UO)=0,5⋅UO;

f(FKV)=0,5⋅FKV;

f(SD)=0,3SD.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что функции принадлежности к исследуемым классам состояний определяются выражениями:

;

;

;

.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения времени наступления критической стадии заболевания Т_к определяются четыре стадии декомпенсации (I, II, III, IV), для которых вычисляются соответствующие функции принадлежности:

;

;

;

;

причем время наступления критической стадии заболевания определяется системой логических условий:

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1,5 месяца);

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1 месяц и 7 дней);

ЕСЛИ [min(μ_БИ(IZ), μ_iV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=1 месяц);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=25 дней);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=21 день);

ЕСЛИ [min(μ_СИ(IZ), μ_IV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=18 дней);

ЕСЛИ [min(μ_НИ(IZ), μ_II(SD))≥0,45] ТО (Т_к=10 дней);

ЕСЛИ [min(μ_НИ(IZ), μ_III(SD))≥0,45] ТО (Т_к=7 дней);

ЕСЛИ [min(μ_НИ(IZ), μ_IV(SD))≥0,45] ТО (Т_к=2 дня).

Images