Сборники статей


 Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Прогнозирование поствитрэктомических гемофтальмов у больных сахарным диабетом методами распознавания образов


1МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии» Минздрава РФ
2Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза»
3Научно-практический центр «Уралмедсоцэкономпроблем»

Витреоретинальная хирургия (ВРХ) заняла ведущее место в лечении пролиферативной диабетической ретинопатии (ПДР), так как имеет патогенетическую направленность. Но, к сожалению, для больного и врача даже при хорошем исходе ВРХ в послеоперационном периоде встречаются осложнения, которые вызывают резкое снижение зрения. Одно из таких осложнений — это поствитрэктомические диабетические гемофтальмы (ПВДГ), частота которых достигает 11-60% [4, 5, 7]. ПВДГ обычно имеют рецидивирующее течение и у части больных они самостоятельно или на фоне консервативного лечения рассасываются, но иногда стойкие кровоизлияния в витреальную полость заставляют хирурга принимать решение о проведении повторной операции и задуматься о правильности выбранного метода хирургии при первичной витрэктомии, а именно тампонады витреальной полости. Можно ли предвидеть данное осложнение и предупреждать его, используя при первой операции, например, долговременную тампонаду силиконовым маслом?
В литературе продолжается обсуждение факторов, способствующих возникновению ПВДГ после первичной витрэктомии. Рубеоз радужки, ампутации конечностей в анамнезе [6], наличие гемофтальма до операции, высокий индекс массы тела [2] увеличивают риск ПВДГ, а лечение антигипертензивными препаратами до операции [6] и присутствие дооперационной артифакии [2] снижают этот риск. Результаты в данных работах получены при использовании традиционных статистических методов, таких как t-критерий Стьюдента, U-критерий Манна-Уитни и др. Такой подход может быть достаточно результативным, но он не лишен недостатков. Основным недостатком является то, что различные влияющие факторы анализируется независимо друг от друга, без учета их комплексного воздействия, так как изначально исследователь предполагает относительную независимость этих факторов. Однако отдельные состояния часто могут быть вызваны не одним или несколькими достаточно сильными, а многими, пусть даже в отдельности слабо влияющими на это состояние факторами.
В настоящее время в разных областях медицины появляются научные работы по прогнозированию течения заболеваний, различных осложнений и результатов лечения, где, помимо традиционных методов математической статистики, используются методы распознавания образов (РО), которые учитывают большое количество влияющих факторов и их взаимосвязь. Данное направление является одним из эффективных путей совершенствования форм и методов оказания квалифицированной медицинской помощи, поскольку позволяет более объективно оценивать тяжесть состояния больного, а также планировать лечебные и профилактические мероприятия. В офтальмологии методы РО были применены в прогнозировании результатов лечения отслойки сетчатки с использованием силиконовой тампонады [3].
Цель работы решение задач прогнозирования на этапе первичной диагностики возможных поствитрэктомических гемофтальмов у больных сахарным диабетом, а также стойких поствитрэктомических гемофтальмов, требующих повторной хирургии.

Материал и методы
В настоящем исследовании в качестве материала обучения распознаванию была использована база данных, которая включала 158 глаз (132 пациента) с ПДР, для лечения которых применялась ВРХ по технологии 20-gauge без тампонады витреальной полости силиконовым маслом, выполненная одним хирургом в период с октября 2002 г. по июнь 2007 г. Возраст пациентов составил от 22 до 73 лет (49,0±1,2 года), срок диспансерного наблюдения после ВРХ от 4,8 до 64,9 мес. (24,6±1,3 мес.). Все пациенты были охарактеризованы по 139 признакам, при помощи которых прослежена история лечения глаз с ПДР от этапа первичной диагностики до последней явки на медосмотр. В базе данных каждому признаку был присвоен номер для проведения клинико-статистического анализа.
Для решения задачи прогнозирования в данном исследовании использовались 32 признака, имеющие отношение только к предоперационному статусу: 1 — возраст на момент ВРХ, 2 — пол пациента, 3 — рост пациента, 4 — вес пациента, 5 — индекс массы тела (рассчитывается по формуле ИМП=(масса тела в кг)/(рост в метрах)2, позволяет оценить степень соответствия массы человека и его роста), 6 — глаз (правый/левый), 7 — тип сахарного диабета (I или II тип), 8 — стаж сахарного диабета в годах, 9 — стаж инсулинопотребности в годах, 10 — наличие и степень хронической почечной недостаточности (ХПН), 11 — инсульт в анамнезе, 12 — гнойно-воспалительные состояния в анамнезе (фурункулез, флегмоны, ампутации конечностей), 13 — уровень гемоглобина, 14 — уровень креатинина, 15 — трофические нарушения (трофические язвы на ногах, диабетическая стопа), 16 — наличие артериальной гипертензии, 17 — наличие ишемической болезни сердца или диабетической кардиопатии, 18 — острота зрения, 19 — величина внутриглазного давления (ВГД), 20 — длина переднезадней оси (ПЗО), 21 — стадия ПДР, 22 — стадия ПДР парного глаза, 23 — наличие предоперационного гемофтальма, 24 — наличие тракционной отслойки сетчатки и заинтересованность макулярной области, 25 — наличие катаракты, 26 — присутствие интраокулярной линзы, 27 — наличие рубеоза радужки, 28 — наличие глаукомы, 29 — выполнение отграничительной лазерной коагуляции в анамнезе, 30 — выполнение панретинальной лазерной коагуляции в анамнезе, 31 — предоперационная подготовка в эндокринологическом отделении, 32 — наличие отеков на ногах.
Анализ проводился с помощью пакета прикладных программ распознавания образов КВАЗАР (Комплекс Вычислительных Алгоритмов Задач Распознавания), разработанного в Институте математики и механики Уральского отделения РАН [1].
Прогнозирование ПВДГ в нашей постановке сводится к разделению классов, условно названных «норма» и «патология». При этом на первом этапе проводилось упорядочение исходного набора признаков по их информативности. Необходимость этой процедуры объясняется тем, что за счет отбрасывания малоинформативных признаков существенно возрастает эффективность разграничения состояний.
Для обучения распознаванию применялись три алгоритма дискриминантного анализа: алгоритм обучения на основе метода потенциальных функций, рекуррентный алгоритм разделения выпуклых оболочек множеств, алгоритм построения комитетных решающих правил. Было установлено, что лучшей эффективностью для решения поставленной задачи обладает алгоритм, основанный на идеях метода потенциальных функций. Оценка качества решающих правил производилась методом контрольного распознавания экзаменационных выборок, в которые включалось 10-12% всех имеющихся наблюдений.
Из группы исследования при решении задачи прогнозирования возможных ПВДГ для обучения были использованы 95 глаз без кровоизлияний в витреальную полость (класс нормы) и 63 глаза с кровоизлияниями после ВРХ. При решении задачи прогнозирования стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии, для обучения использовались 119 глаз (95 без кровоизлияний в витреальную полость и 24 глаза, на которых кровоизлияния самостоятельно очистились и дополнительные операции не требовались) и 39 глаз с кровоизлияниями, которым требовалась ревизия витреальной полости. В проверочную выборку были включены 10% векторов при прогнозировании ПВДГ и 10% векторов при прогнозировании стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии.

Результаты и обсуждение
1. Прогнозирование возможных ПВДГ
По разности средних значений признаков и по t-критерию Стьюдента была сформирована подсистема информативных признаков, то есть были ранжированы признаки на предмет их значимости для решения именно этой задачи. В эту подсистему по мере убывания информативности попали следующие признаки: возраст на момент ВРХ (признак 1), наличие предоперационного гемофтальма (23), вес пациента (4), острота зрения перед операцией (18), стадия ПДР парного глаза (22), индекс массы тела (5), наличие отеков на ногах (32), уровень гемоглобина (13), рост пациента (3), стаж инсулинопотребности (9), наличие катаракты (25), предоперационная подготовка в эндокринологическом отделении (31), величина ВГД (19) и др. (табл. 1).
В процессе решения задачи обучения было получено несколько десятков решающих правил тремя методами обучения в признаковых пространствах разной размерности. Лучшие результаты были получены методом потенциальных функций: по 8 признакам — 94,4% правильно распознанных векторов, в том числе по классу «норма» - 90,9%, а по классу возможных ПВДГ — 100%.

2. Прогнозирование стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии
Наиболее информативными оказались следующие признаки: индекс массы тела (признак 5), возраст на момент ВРХ (1), вес пациента (4), уровень гемоглобина (13), ПЗО (20), наличие катаракты (25), стаж инсулинопотребности (9), острота зрения перед операцией (18), предоперационная подготовка в эндокринологическом отделении (31), стаж сахарного диабета (8), наличие тракционной отслойки сетчатки и заинтересованность макулярной области (24), величина ВГД (19), стадия ПДР парного глаза (22) и др. (табл. 2).
Методом потенциальных функций с использованием 9 информационных признаков было получено решающее правило, которое на проверочной выборке дало 94,4% правильного распознавания, при этом в классе нормы — 92,9%, а в классе стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии — 100%.
Проведенный анализ выявил достаточную репрезентативность имеющихся данных. Стало очевидным, что на возникновение послеоперационных геморрагических осложнений при ВРХ в большей степени влияет общесоматическое состояние больного сахарным диабетом. Среди наиболее информативных признаков, которые определяют возникновение ПВДГ, оказалось, что 5 описывают тяжесть состояния больного (возраст и вес пациента, индекс массы тела, наличие отеков на ногах и уровень гемоглобина) и 3 признака описывают офтальмологический статус (наличие предоперационного гемофтальма, острота зрения перед операцией и стадия ПДР парного глаза). Среди информативных признаков, которые определяют возникновение стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии, 6 описывают тяжесть состояния больного (индекс массы тела, возраст и вес пациента, уровень гемоглобина, стаж инсулинопотребности, предоперационная подготовка в эндокринологическом отделении) и 3 являются офтальмологическими (ПЗО, наличие катаракты, острота зрения перед операцией).
Кроме того, интересным является тот факт, что признак «стадия ПДР» по своей информативности при прогнозировании возможных ПВДГ оказался на 26-м, а при прогнозировании стойких ПВДГ, требующих реоперации, на 18-м месте. В то время как признак «стадия ПДР парного глаза» оказался на 5-м и на 13-м месте соответственно. Это значит, что риск послеоперационных геморрагических осложнений выше у пациентов, у которых на парном глазу имеется более тяжелая стадия ПДР. Данный факт можно объяснить тем, что «суммарная» тяжесть поражения обоих глаз у этих пациентов выше, и это косвенно говорит о тяжести течения основного заболевания.
Попадание в группу информативных признаков значения гемоглобина дает основание предполагать, что при более расширенном биохимическом исследовании у больных сахарным диабетом, включающем измерение гликированного гемоглобина, систем регуляции агрегатного состояния крови и оценку реологических данных, возможно, будут определены другие более информативные факторы.

Заключение
1. На этапе первичной диагностики наиболее информативными признаками, определяющими возникновение поствитрэктомических гемофтальмов у больных сахарным диабетом, оказались: возраст на момент ВРХ, наличие предоперационного гемофтальма, вес пациента, острота зрения перед операцией, стадия ПДР парного глаза, индекс массы тела, наличие отеков на ногах и уровень гемоглобина (всего 8 признаков).
2. Из признаков, определяющих возникновение стойких ПВДГ, требующих повторной хирургии, оказались: индекс массы тела, возраст на момент ВРХ, вес пациента, уровень гемоглобина, ПЗО, наличие катаракты, стаж инсулинопотребности, острота зрения перед операцией, предоперационная подготовка в эндокринологическом отделении (всего 9 признаков).
3. Получено решающее правило прогнозирования возникновения геморрагических осложнений после первичной 20G-витрэктомии у больных сахарным диабетом, причем процент надежного распознавания близок к 100%.
4. Результаты прогнозирования поствитрэктомических гемофтальмов у больных сахарным диабетом могут быть существенно улучшены при выполнении расширенного биохимического исследования, включающего измерение гликированного гемоглобина и систем регуляции агрегатного состояния крови.

Новые технологии в контактной коррекции.  В рамках  Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в офтальмологии - 2017»Новые технологии в контактной коррекции. В рамках Всеросси...

Новые технологии в офтальмологии -  2017 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии - 2017 Всероссийская научн...

XVI Всероссийская школа офтальмологаXVI Всероссийская школа офтальмолога

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017 ХV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмологов «Невские горизонты - 2016»Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмо...

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2016 ХIV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта использования новой офтальмологической системы CENTURION®Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта исполь...

HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незаменимой!HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незам...

Три письма пациента. Доказанная эффективность леченияТри письма пациента. Доказанная эффективность лечения

Синдром «сухого» глаза: новые перспективыСиндром «сухого» глаза: новые перспективы

Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?

Прошлое... Настоящее! Будущее?Прошлое... Настоящее! Будущее?

Проблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиумПроблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиум

Секундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT Lisa Tri ToricСекундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT...

Инновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной хирургииИнновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной ...

Применение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических ИОЛ HOYA iSert Toric в рефракционной хирургии катарактыПрименение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических...

Рейтинг@Mail.ru