Тезисы докладов

Вид материала

Тезисы

Содержание Создание новых методов прогнозирования результатов хирургического лечения атеросклероза на базе проведения интеллектуального ана Оценивание патологических изменений сосудистой системы на основе морфологического анализа многоцветных изображений глазного дна

Подобный материал:

• Тезисы докладов, 4952.24kb.
• Тезисы докладов, 1225.64kb.
• Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
• «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
• Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
• Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
• Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
• Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
• Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
• Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.

СОЗДАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА НА БАЗЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА КЛИНИЧЕСКИХ ДАННЫХ

В.С. Савельев²⁾, К.В. Рудаков⁴⁾, Р.М. Хаитов³⁾, М.Р. Кузнецов  ²⁾, П.Ю.Туркин  ²⁾, К.В. Воронцов  ⁴⁾, Ю.В. Чехович  ⁴⁾, А.В. Каралкин  ²⁾, В.В.Цурко  ⁴⁾, В.М. Кошкин  ²⁾, А.Г. Дьяконов  ⁴⁾,  С.В. Родионов²⁾, Б.В.Болдин  ²⁾, М.Н. Устинин  ¹⁾

¹⁾Институт математических проблем биологии ПНЦ РАН.

²⁾ГОУ ВПО Российский государственный медицинский университет Росздрава, кафедра факультетской хирургии.

³⁾Государственное предприятие Институт иммунологии Федерального управления медико-биологических и экстремальных проблем при МЗ РФ.

⁴⁾Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН


Атеросклероз артерий нижних конечностей наблюдается у 20 % людей в возрасте свыше 60 лет, в 4 % случаев данное заболевание становится причиной смерти. Реконструктивные сосудистые операции позволяют избежать потери конечности и продлить жизнь. Однако спустя год или более может развиться рестеноз — сужение имплантированных шунтов с повторным нарушением проходимости сосуда, что вызывает резкое ухудшение кровоснабжения, требует выполнения повторной операции, а в ряде случаев приводит к потере конечности. Авторами проекта в целом завершена разработка комплексной диагностической методики, позволяющая до проведения операции прогнозировать развитие стенозов в послеоперационном периоде. Разработка методики проходила в два этапа. На первом этапе проводился сбор клинических данных, включивших в себя скорости кровотока в зоне анастомоза и степень сужения линии анастомоза, характеристики венозного оттока из пораженной конечности, а также свёртываемость и вязкость крови и плазмы, агрегацию тромбоцитов и эритроцитов, и др. — всего 22 признака, измеряемых до операции и спустя различные промежутки времени после операции. Данные иммунологического обследования описывали: показатели местного иммунного статуса в поражённой зоне, показатели гуморального иммунитета, цитокинового статуса и т. д. — всего 17 признаков, измеряемых до и после операции. На текущем этапе исследований были собраны данные по 102 больным. Совместный анализ клинических и иммунологических данных позволил впервые в практике изучения атеросклероза оценить, какие иммунные факторы и особенности клеточных реакций оказывают значимое влияние на течение атеросклероза. На втором этапе проведен анализ данных и построение алгоритма, классифицирующего больных на два класса — вероятный положительный либо вероятный отрицательный исход. Данная задача классификации характеризуется большой размерностью, разнотипностью признаков, наличием пропусков в данных, низкой точностью измерения признаков. Для её решения сначала были применены стандартные методы распознавания образов: нейронные сети различных видов, метод опорных векторов, решающие деревья, логистическая регрессия. Наилучшие по точности результаты показал метод решающих деревьев (около 12 % ошибок), главным образом за счёт совмещения клинических и иммунологических данных. Применение новых логических алгоритмов классификации, разработанных научной школой академика РАН Ю.И.Журавлёва в ВЦ РАН и Институте математических проблем биологии ПНЦ РАН, позволило снизить уровень ошибок ещё на несколько процентов. Чтобы говорить о дальнейшем достоверном снижении уровня ошибок, достаточном для полноценного клинического применения системы прогнозирования, необходимо увеличивать объём выборки. Есть основания полагать, что в результате широкого внедрения данной системы удастся накопить значительный объём эмпирических данных, достаточный для выявления и исследования нетривиальных взаимосвязей между различными показателями иммунитета и развитием атеросклероза. На данном этапе исследований уже очевидно, что опыт разработки и внедрения данной системы допускает тиражирование, и может быть распространён на другие области медицины и другие задачи медицинской диагностики и прогнозирования.

ОЦЕНИВАНИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ГЛАЗНОГО ДНА

В.А.Сойфер, А.Г. Храмов, Н.Ю. Ильясова, А.В.Куприянов, М.А. Ананьин

Учреждение Российской академии наук
Институт систем обработки изображений РАН, Самара


Изменения в сосудистой системе сетчатки на ранних стадиях развития патологии проявляются в изменении морфологии сосудов, в частности в появлении новообразовавшихся сосудов, и в изменении цвето-яркостных характеристик объектов на изображении глазного дна. Возможность оценивания принципиально новых, основанных на данной информации, диагностических параметров кровеносных сосудов, открывает дорогу к повышению качества формирования экспертной оценки патологических изменений и дает возможность проведения дифференцированного анализа ранних стадий развития патологии таких заболеваний как диабетическая ретинопатия, глаукома, дистрофия зрительного нерва, отслоение сетчатки и др.

Разработанный метод оценивания морфологических параметров, основанный на обработке значений геометрических характеристик лепестков центральной линии сосуда, учёл тесную зависимость геометрических характеристик центральных линий сосудов с патологическими состояниями глазного дна. Для проведения морфологического анализа использовался подход, основанный на разбиении кривых на лепестки с использованием алгоритма построения матриц видимости. Метод оценивания диагностических параметров по распределению цветности и интенсивности в области диска зрительного нерва позволил учесть особенности цвето-яркостных изменений сетчатки в норме и при патологии.

Проведённые экспериментальные исследования методов оценивания морфологических и цвето-яркостных параметров объектов на изображении глазного дна с использованием имитационного моделирования, показали устойчивость метода к ряду искажений входных данных, а также инвариантность к повороту, масштабу и сдвигу изображения. Экспериментальные исследования на диагностических изображениях подтвердили уменьшение погрешности при классификации по группам «норма-патология». Из результатов исследований можно сделать вывод об обоснованность выбранного метода и возможности применения данной технологии для различных условий получения изображений глазного дня.

В результате работы была спроектирована и реализована компьютерная система, предназначенная для количественной оценки прижизненных изменений микроциркуляторного русла глазного дна. Модули системы могут использоваться в качестве составной части компьютерной системы диагностики глазного дна. Новшеством системы является набор инструментальных средств оценивания геометрических признаков сосудистой системы на основе морфологического анализа трасс сосудов, формирования диагностических параметров сосудов области диска зрительного нерва на основе анализа распределения цветности и интенсивности в различных цветовых пространствах. Использование данной системы в медицинской практики позволит эффективно автоматизировать деятельности врача-офтальмолога.


По результатам исследования были опубликованы статьи:


В.А. Сойфер, Н.Ю. Ильясова, А.В. Куприянов, А.Г. Храмов, М.А.Ананьин, Методы компьютерного анализа диагностических изображений глазного дна, «Технологии живых систем», издательство «Радиотехника»: научно-техническая литература, спец. выпуск. 2008 г. (принято к публикации.

Ananin M., Ilyasova N. Eye-ground vessels morphological parameters estimating method based on curves partitioning. // Proceedings of the 9th International conference on pattern recognition and image analysis: new information technologies (PRIA-9-2008), Nizhni Novgorod, 2008, Vol. 1. pp. 7-10.