Студопедия — Алгоритмы донозологической диагностики на основе использования дискриминантного анализа
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Алгоритмы донозологической диагностики на основе использования дискриминантного анализа






Рассмотренные выше алгоритмы донозологической диагностики на основе регрессионных моделей физиологических состояний исходят из представления о том, что вся шкала переходов от одного состояния к другому может быть описана линейной функцией. На самом деле, сложные физиологические и патологические процессы адаптации организма к условиям окружающей среды вряд ли имеют линейный характер. Это обусловлено тем, что на разных стадиях адаптации взаимодействие процессов гомеостаза, компенсации и собственно адаптационных механизмов складывается по-разному. Пространства, в которых развертываются процессы взаимодействия организма со средой, крайне неоднородны и поэтому для точного их описания, следовало бы использовать более конкретные математические методы, в частности нелинейные регрессионные уравнения или полиномы различной степени. Однако, создание адекватных математических моделей с использованием сложного математического аппарата, по-видимому, дело отдаленного будущего. Оно требует дальнейшего накопления данных и привлечения к проблеме серьезным математических сил. На современном этапе, одним из путей повышения точности распознавания донозологических состояний является использование дискриминантного анализа. Это один из общепризнанных методов теории распознавания [Антомонов Ю.Г., 1987].

Суть дискриминантного анализа состоит в том, что в пространстве состояний строится ряд линий, каждая из которых пересекает центр области, соответствующий определенному функциональному состоянию. Решающее правило состоит, таким образом, из набора уравнений число которых равно числу распознаваемых состояний. Чем ближе к центру соответствующей области функциональное состояние обследуемого пациента, тем меньше величина получаемого в результате вычисления числового показателя.

Для разработки алгоритма донозологической диагностики на основе дискриминантного анализа был использован пакет прикладных программ BMDP-7М. Анализировался массив данных, полученных при обследованиях в совхозе "Московский". Данные были предварительно расклассифицированы на основе экспертной оценки. База данных включала 35 показателей, полученных при обследовании 705 лиц и была сформирована на ЭВМ ЕС 1033. Эта база является одним из информационных массивов банка данных, созданного по результатам обследования 1950 человек в совхозе "Московский". В группе 705 человек удовлетворительная адаптация наблюдалась у 48, функциональное напряжение - у 399, неудовлетворительная адаптация - у 246 и срыв адаптации - у 12 человек. Программа пошагового дискриминантного анализа должна найти такой набор показателей, на основе которого возможно с высокой достоверностью разделить отдельные функциональные состояния. В результате процедуры дискриминантного анализа, были выделены четыре таких показатели как: САДп (систолическое артериальное давление в покое), ЭКГ, БКГ, СКГ. Функции классификации представлены в таблице 13.

Таблица 13. Алгоритмы донозологической диагностики на основе дискриминантного анализа

Показатели Коэффициенты дискриминантных функций
Удовлетво рительная адаптация Функциональ ное напряже жение Неудовлетво рительная адаптация Срыв адаптации
САДП ЭКГ СКГ БКГ 0,71 4,68 2,68 5,55 0,72 6,32 4,20 11,72 0,77 7,76 5,21 18,25 0,84 9,83 7,66 19,56
Константы: -49,8 -85,45 -92,40 -116,90

Исходя из сущности дискриминантного анализа как метода распознавания близости данного набора значений показателей к соответствующей области в пространстве состояний, производится расчет по 4-м уравнениям. Полученные результирующие значения сравниваются и наименьший результат указывает к какому из функциональных состояний относится обследуемый пациент. При сравнении оценок, полученных по описанному алгоритму с экспертными оценками, процент верных оценок составляет: 82,3 % и 82,7 %. При этом, по отдельным функциональным состояниям процент ответов равняется соответственно: З - 85.4 %; Ж1 - 83.2 %; Ж2 - 81.50 % и К - 83.7 %. Таким образом, точность донозологической диагностики при использовании дискриминантного анализа достаточно высока при решении практических задач для массовых прогностических обследований населения.

Одним из серьезных недостатков классического дискриминантного анализа является то, что он позволяет решать задачи дискретного типа, т.е. относить исследуемый объект к конкретному классу объектов. Если же мы имеем дело с непрерывным рядом постепенно переходящих друг в друга функциональных состояний, то важное значение приобретают не столько диагностика определенного класса состояний, сколько оценка степени близости конкретного состояния к тому или иному классу. В частности, это важно для оценки уровня здоровья лиц, находящихся в зонах перехода из одной группы в другую. Подобная задача хорошо решается при проведении дискриминантного анализа с вычислением так называемых канонических переменных.

Каноническая дискриминантная функция является линейной комбинацией дискриминантных переменных и являются мерой связи (степени зависимости) между группами и дискриминантной функцией. Каноническая переменная L характеризует целый комплекс переменных (физиологических показателей) и по существу может рассматриваться как некоторое конкретное состояние в пространстве состояний. Каждый из классифицируемых объектов находится в определенной точке пространства состояний и его положение может быть точно вычислено. Расстояние между классами объектов в пространстве состояний является мерой сходства и различия классифицируемых объектов и классов. Такого рода представление физиологической сущности канонических переменных обеспечивает понимание того, что переход из одного состояния в другое является не дискретным, а непрерывным процессом.

2.5.4. Факторная структура функциональных состояний При разработке алгоритмов донозологической диагностики весьма перспективным направлением является оценка взаимосвязей между различными физиологическими показателями. При пошаговом регрессионном анализе мы фактически определяем эти взаимосвязи по вошедшим в уравнение показателям. При дискриминантном анализе мы формируем канонические переменные, которые характеризуют комплекс взаимосвязанных показателей. С точки зрения теории функциональных систем (Анохин П.Г., 1965) анализ взаимосвязей в биологической системе направлен на определение структуры доминирующей в данных условиях функциональной системы. Таким путем мы подходим к пониманию механизма управления функциями и диагностике его нарушений при переходе от здоровья к болезни. Одним из информативных методов для оценки особенностей взаимосвязи показателей в сложных системах является факторный анализ, позволяющий выделять отдельные группы взаимосвязанных показателей - так называемые - факторы. Факторный анализ предназначен для интерпретации корреляционных связей между показателями путем извлечения факторов, определяющих эти корреляции (Окунь Я.,1974). Факторный анализ исследует полную дисперсию всех показателей, чтобы выделить определенное число компонентов, обусловливающих корреляции в группах показателей. Для каждого из выделенных факторов определяется факторная нагрузка, которая представляет собой сумму коэффициентов корреляции между показателями, входящими в данный фактор. Рассмотрим результаты факторного анализа в группе мужчин и женщин старше 40 лет (см. таблицу 14). У мужчин состав 1-го фактора характеризует сердечно-сосудистый гомеостаз, 2-го фактора - энергометаболический гомеостаз. 3-й фактор отражает сократительную функцию сердца (силу сокращений) и по своей значимости (величине факторной нагрузки) вполне сопоставим со 2-м фактором. В этой связи следует упомянуть учение о пресбикардии, развитое американским кардиологом В.Доком (1961), который считал, что сила сердечных сокращений естественным путем снижается с возрастом в результате атеросклероза сердца и сосудов, а также уменьшения интенсивности метаболических процессов в миокарде. Возможно поэтому показатель IJ, отражающий скорость, с которой сердце выбрасывает кровь в крупные сосуды, выделился в особый фактор (инотропный), так как величина этого показателя (амплитуда IJ) определяется не только гемодинамическими, но и энергометаболическими факторами. Это особенно наглядно проявляется в группе женщин, где 3-й фактор содержит показатели IJ и ИБ. Вместе с тем ИБ входит и в 1-й фактор, отражая высокую значимость энергометаболических процессов для функционирования сердечно-сосудистого гомеостаза. Другой элемент энергометаболического гомеостаза - ЧП вошел в состав 2-го фактора - сосудистого. Таким образом, в группе женщин показатели, характеризующие энергометаболические процессы, входят в состав всех трех факторов: сердечно-сосудистого, сосудистого и инотропного. Можно полагать, что это обусловлено особенностями обменных процессов у женщин старшего возраста в связи с климактерическим периодом. Таблица 14. Результаты факторного анализа в группах мужчин и женщин старшего возраста
Мужчины Женщины
Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3 Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3
БКГ САД ДАД ИБ ЧП IJ БКГ ЭКГ ИБ САД ДАД ЧП IJ ИБ
3,17 1,17 1,05 2,36 1,31 1,04






Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 954. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Решение Постоянные издержки (FC) не зависят от изменения объёма производства, существуют постоянно...

ТРАНСПОРТНАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ   Под транспортной иммобилизацией понимают мероприятия, направленные на обеспечение покоя в поврежденном участке тела и близлежащих к нему суставах на период перевозки пострадавшего в лечебное учреждение...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия