Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о факторах риска и прогнозе осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки. (Обзор литературы) 8
1.1 Хирургия рака толстой кишки - как основной метод лечения 8
1.2 Объективная оценка тяжести состояния и прогноза осложнений 14
1.3 Факторы риска при хирургическом лечении рака толстой кишки 22
1.4 Использование нейросетевого прогноза в медицине 29
Глава 2. Клиническая характеристика групп больных, методы исследования 36
2.1 Дизайн исследования 36
2.2 Материал для исследования 36
2.3 Прогнозирование исходов 43'
Глава 3. Факторы риска при операциях по поводу рака толстой кишки 44
3.1. Соматический статус больных колоректальным раком как один из факторов риска 45
3.2 Влияние высокого содержания Д-димера на развитие послеоперационных осложнений 48
3.3 Анализ уровня эндогенной интоксикации и прокальцитонинового теста в послеоперационном периоде у больных колоректальным раком 49
3.4 Влияние рейтинга хирурга на частоту послеоперационных осложнений 51
Глава 4. Нейросетевой анализ 53
4.1. Общая постановка задачи прогнозирования 53
4.1.1.Постановка задачи обучения по прецедентам 60
4.1.2.Алгоритмическое обеспечение решения задачи прогнозирования состояния пациента после хирургического вмешательства 61
4.1.3.Алгоритм обратного распространения ошибки 61
4.2.Анализ результатов прогнозирования состояния пациента после операции методом искусственных нейронных сетей 68
4.3 Анализ результатов исследования : 72
Заключение 78
Выводы 84
Практические рекомендации 85
Список литературы 86
- Хирургия рака толстой кишки - как основной метод лечения
- Использование нейросетевого прогноза в медицине
- Соматический статус больных колоректальным раком как один из факторов риска
- Общая постановка задачи прогнозирования
Введение к работе
Одной из основных причин смертности людей трудоспособного возраста, как в развитых, так и в развивающихся странах являются злокачественные опухоли. По данным ВОЗ, онкологические заболевания являются второй по распространенности причиной смерти среди населения практически на всей территории Европы. Это связано с высокой заболеваемостью и длительным развитием болезни, приводящим к снижению качества и продолжительности жизни, стойкой утрате трудоспособности населения, что наносит ощутимый экономический ущерб (Ш.Х. Ганцев, Г.Н. Карабанов, В:М. Тимербулатов и др., 2003).
Рак толстой кишки занимает ведущее место в структуре онкологической заболеваемости в России и в мире. Смертность от рака прямой и ободочной кишки также неуклонно растет. В среднем, заболеваемость колоректальным раком в Европе, составляет 58, а смертность 30 случаев/100000 в год. В России заболеваемость раком ободочной кишки составляет 19,2, а прямой4- 15,6. По Республике Башкортостан - 17,0 и 16,7 соответственно на 100000. Рак толстой и прямой кишки в.нашей стране - самая распространенная причина гибели от онкологических заболеваний. Проблема хирургического лечения рака ободочной кишки находится в центре внимания хирургов - онкологов, прежде всего, из-за возрастания частоты этого заболевания во всех высокоразвитых странах мира. В последнее десятилетие отмечается значительное увеличение числа больных колоректальным раком и в нашей стране. (Н.Н.Симонов, 2000).
Успехи современной колопроктологии и совершенствование методов анестезиологического пособия, позволяют проводить оперативные вмешательства пациентам, которым, ранее было бы отказано в проведении хирургического лечения при раке толстой кишки. С каждым годом неуклонно растёт операбельность больных раком толстой кишки, расширяются показания-к радикальным оперативным вмешательствам. И это, главным образом, связано с тщательным обследованием и отбором пациентов на поликлиническом этапе. Хирургический метод до настоящего времени остается основным в лечении больных раком ободочной и прямой кишки. Улучшение техники оперативных вмешательств, появление новых технологий, облегчающих выполнение сложных хирургических операций, и анестезиологическое их обеспечение, позволило снизить количество осложнений и послеоперационную летальность. Однако отдаленные результаты хирургического лечения за последние 15 лет существенно не изменились и 5-летняя выживаемость составляет от 30% до 70%. Главным принципом при лечении онкологических больных является сочетание максимального радикализма операций с сохранением качества жизни пациента. Несмотря на достижения современной хирургии и применение циторедуктивных операций, прогноз у таких пациентов остаётся весьма неблагоприятным. Обращает на себя внимание отсутствие единой прогностической системы, позволяющей адекватно оценить возможные результаты лечения.
В связи- с этим, особое значение приобретает изучение- использования искусственных нейронных сетей для прогнозирования течения и исходов хирургического лечения рака толстой кишки и усовершенствование на основе-полученных данных диагностики и лечения данной категории больных.
Поэтому остаются актуальными вопросы определения факторов риска развития осложнений, и послеоперационного прогноза при хирургическом лечении рака толстой кишки.
Цель исследования. Использование факторов риска осложнений и прогноза для улучшения результатов хирургического лечения больных раком толстой кишки.
Задачи исследования. Исходя из поставленной цели, сформулированы следующие задачи исследования:
1.Выявить осложнения послеоперационного периода при хирургическом-лечении рака толстой кишки. 2.Изучить факторы риска (возраст, сопутствующие заболевания, состояние свертывающей системы, уровень эндогенной интоксикации) развития осложнений при хирургическом лечении колоректального рака.
3.Определить, что уровень Д-димера и прокальцитонина являются факторами прогноза, влияющими на течение послеоперационного периода у больных колоректальным раком.
4.На основе полученных данных провести нейросетевой анализ послеоперационных осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки.
Научная новизна исследования. Получены новые научные данные о факторах риска осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки. Доказана значимость прокальцитонинового теста в раннем выявлении гнойно-септических осложнений при хирургическом лечении колоректального рака. Научно обоснованы возможности нейросетевого анализа для прогноза послеоперационных осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки с учетом факторов риска.
Практическая значимость. Использование нейросетевого анализа позволяет прогнозировать послеоперационный риск развития осложнений при хирургическом лечении колоректального рака. Прогноз послеоперационных осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки позволяет адекватно выбрать вид оперативного вмешательства.. Материалы диссертации используются в практике работы Республиканского онкологического диспансера г. Уфы, а также в программе преподавания на кафедре онкологии с курсом ИПО БГМУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации были обсуждены на научной сессии ассоциации онкологов Башкортостана (Уфа, 2007), доложены на проблемной комиссии «Онкология» (Уфа, 2008), ученом совете лечебного факультета БГМУ (Уфа, 2007), представлены в докладах на конференциях молодых ученых. В завершенном виде диссертация апробирована на совместном заседании кафедры онкологии БГМУ (Уфа, 2008).
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, 1 из них в журнале, рекомендованном ВАК.
Основные положения, выносимые на защиту.
1.Возраст пациента, сопутствующие заболевания, рейтинг хирурга -факторы риска развития осложнений при хирургическом лечении рака толстой кишки.
2.Высокий уровень Д-димера и прокальцитонина являются прогностически значимыми факторами при хирургическом лечении колоректального рака.
3.Мето дика искусственных нейронных сетей позволяет корректно прогнозировать исходы оперативного лечения рака толстой кишки.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 105 страницах печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы и содержит 7 таблиц, 22 рисунка и 18 уравнений. Указатель литературы включает 106 отечественных и 69 зарубежных работ.
Автор выражает глубокую благодарность кафедре онкологии с курсом ИПО БГМУ заведующему кафедрой - научному руководителю профессору Ш.Х. Ганцеву за определение интересной темы и постоянную помощь на всех этапах работы.
Хирургия рака толстой кишки - как основной метод лечения
В России, как и во многих странах Европы, рак органов брюшной полости остается актуальной проблемой здравоохранения. В структуре заболеваемости и смертности населения большинства стран мира доля злокачественных новообразований органов пищеварения составляет более 50%. В России ежегодно регистрируется до 126,5 тыс. новых случаев рака желудочно-кишечного тракта, что составляет около 30% в структуре онкологической заболеваемости. Общее число умерших от злокачественных новообразований органов пищеварения постоянно увеличивается (Е.М. Аксель, В.В. Двойрин, Н.Н. Трапезников, 1994; Е.М. Аксель, М.И. Давыдов, Т.И. Ушакова, 2001).
В хирургии колоректального рака в настоящее время достигнуто значительное снижение послеоперационных осложнений и летальности, но отдаленные результаты практически не изменились.
Рак толстой кишки считается исключительно частой патологией, так как индивидуальный риск развития данного заболевания достигает 5-6%. Ежегодно в мире диагностируется около одного миллиона новых случаев рака толстой кишки. Пятилетняя выживаемость при раке толстой кишки составляет примерно 60% в развитых странах и менее 40% в государствах с ограниченными ресурсами (СИ. Пиманов, З.А. Лемешко, Е.В. Вергасова, 2001). Главным фактором риска развития колоректального рака является пожилой возраст, так как вероятность возникновения рака толстой кишки существенно возрастает после 55 лет и становится особенно заметной после 70-75 лет (Р Boyle, М.Е. Leon, 2002; J. Faivre, A.M. Bouvir, Bonitbon-Kopp, 2002; С Papapolibroniadis, 2004). В Северной Америке и Европе колоректальный рак занимает второе место среди причин смерти у больных злокачественными новообразованиями. В Западной Европе, в связи с активным проведением скрининговых программ, примерно 80% пациентов имеют опухоли, которые могут быть удалены хирургически (Д.Д. Сакаева, 2005).
Ежегодно в России регистрируется 23000 впервые заболевших раком ободочной кишки и 18800 больных раком прямой кишки, а умирают соответственно 17000 и 14600 (A.M. Гарин 1998; В.И. Кныш 1997; Н.Н. Трапезников, Е.М. Аксель, 1997).
Рак толстой кишки характеризуется значительной своей частотой, среди злокачественных новообразований доля его составляет до 5 %, а среди раковых опухолей желудочно-кишечного тракта он занимает четвертое место. Другим отличием опухолей толстой кишки, в силу анатомо-физиологических особенностей последней, является неопределенность клинических проявлений на ранних этапах. В связи с этим, часто более яркие симптомы или осложнения обнаруживаются спустя один год и более от начала развития опухоли. Наконец, нередко, рак толстой кишки прикрыт выступающими на первый план-«нетипичными» симптомами своих осложнений, например, анемией, флегмонами илеоцекальной и забрюшинной области и др. (В.Ф. Черненко, А.Р. Алиев, О.Ю. Кучеровский и др., 1996).
По данным многих отечественных и зарубежных авторов, от 20% до 45% больных раком- ободочной кишки поступают в хирургические стационары с отдаленными метастазами, а у 6% - 18,5% выявляется, местно-распространенный, рак. Наиболее часто (80%) рак толстой кишки метастазирует в печень и реже в другие органы (легкие, яичники, кости и головной мозг) (B.C. Ананьев, Г.В. Голдобенко, В.Л Черкес и др., 1997; С.С. Ибрагимов, 1990; Д.В. Комов, Е.М. Рощин, 1983; В.М. Мерабишвили, 2001; Т.С. Одарюк, СИ. Севостьянов, Р.В. Смесова, 1981; Ю.И{ Патютко, И.В. Сагайдак, 2001; Ю.И. Патютко, В:Л. Черкес, B.C. Ананьев, 2001). Еще у 27% 44% пациентов обнаруживаются метастазы в регионарные лимфатические узлы. Поэтому проблема лечения больных раком ободочной кишки с диссеминированными формами, а также с местно-распространенным ростом опухоли является актуальной для хирургов, онкологов и колопроктологов.
Хирургический метод до настоящего времени остается основным в лечении больных раком ободочной кишки. Улучшение техники оперативных вмешательств, появление новых технологий, облегчающих выполнение сложных хирургических операций, и анестезиологическое их обеспечение, позволило снизить количество осложнений и послеоперационную летальность.
Значение проблемы рака толстой кишки не снижается на протяжении многих лет и становится острее с ростом заболеваемости (Ю.Б. Абдурахманов, О.Р. Мельников, В.В. Егоренков и др., 2007). В настоящее время рак толстой кишки занимает одну из лидирующих позиций в структуре онкологической заболеваемости в России, причем как заболеваемость, так и смертность от рака толстой кишки постепенно растут (Е.М. Аксель, Н.М Бармина. 1999; Л.А. Вашкамадзе, В.Н. Хомяков,. Д.В. Сидоров 1999; Е.М. Аксель, Т.И. Ушакова 2001). В этой ситуации на первый план выходят два основополагающих принципа оказания помощи этой тяжелой категории больных. Во-первых, обеспечение онкологического радикализма (удаление опухоли вместе с региональными лимфатическими коллекторами), а во-вторых, что не менее важно, сохранение максимально высокого уровня качества жизни пациента в ближайшие и отдаленные сроки после вмешательства. Именно эти моменты, и составляют основной принцип оказания помощи пациента с колоректальным раком на современном, этапе развития медицины. По-прежнему остаётся бесспорным тот факт, что раннее выявление- опухоли, а тем самым- и более раннее начало специализированного лечения сопровождается 15-кратным увеличением показателей выживаемости (Н.Н. Блинов, М.М. Константинова, 2001; В.М. Мерабишвили, СП. Попова,- И.В. Аналькова, 2000; В.И. Чиссов, В.В. Старинский, 1999). В настоящий момент не существует достойной альтернативы хирургическому лечению рака толстой кишки (Р.А. Мельников, Н.Н. Симонов, И:В. Правосудов и др., 1989). В тоже время результаты последнего оставляют желать лучшего (В.И. Кныш, Ю.М. Тимофеев 1996; Н.Н. Симонов, И.В. Правосудов, А.В; Гуляев и др., 1996; TNM. Классификация злокачественных опухолей, 2002). Анализ отдалённых результатов хирургического лечения рака толстой кишки показывает, что около 50% всех оперированных больных не доживают до 5-летнего рубежа (ИШ: Правосудов, Н.Н Симонов, А.В; Гуляев, и др., 2001; В;М. Cabanas, 1977).
В настоящее время практически не существует противопоказаний к операциям, как по распространенности, так и по функциональным показателям (И.В. Дунаевский, В.М. Гельфонд, 2005);
Существенно пересмотрена, в последние годы, позиция в отношении лечения пациентов с диссеминированными формами колоректального рака. Это; с, одной стороны, обусловлено совершенствованием хирургической техники, успехами анестезиологии и реанимации; появлением мощных антибактериальных препаратов, а с другой — достижениями химиотерапии и появлением новых препаратов и схем лечения; В-связи-с этим; возрос интерес и изменилось отношение к циторедуктивнымс операциям (B.C.. Ананьев, F.B. Голдобенко, В;Л; Черкес и др., 1997; С.С. Ибрагимов, 1990; Ю.И; Патютко, И.В; Сагайдак, 2001; Ю.И. Патютко, В.Л. Черкес, B.C. Ананьев, 2001).
Использование нейросетевого прогноза в медицине
Оценка операционно-анестезиологического риска опирается на характеристику функционального состояния больного и тяжесть планируемого оперативного вмешательства. За рубежом, а в последние годы и в нашей стране, функциональное состояние пациента оценивается по шкале Американской ассоциации анестезиологов (ASA), имеющей 5 категорий: 1 — практически здоровые пациенты; 2 - легкие заболевания без нарушения функции жизненно важных органов; 3 - тяжелые заболевания с нарушением функций; 4 - тяжелые заболевания, угрожающие жизни больного в сочетании с операцией или без нее; 5 — можно ожидать смерти больного в течение 24 ч. после операции или без нее. Для экстренной анестезиологии вводятся две дополнительные категории: 6 - больные 1-2 категорий, оперируемые экстренно; 7 - больные 3-5 категорий, оперируемые экстренно (Дж.Э. Морган, СМ. Мэгид, 1998; А.А. Бунатян, 1997; А.Р. Эйтхенкед, Г. Смит, 1999; Атепсап Society of Anesthesiologists, 1963).
В частных случаях, для оценки риска осложнений при операциях на сердце применяются такие шкалы, как Euro-SCORE (European System for Cardiac Operative Risk Evaluation), для прогнозирования летального исхода в общей хирургии шкала P-POSSlUvf (Physiologic and Operative Severity Score for the enumeration of Mortality and Morbidity), CR-POSSUM - в проктологии, O-POSSUM - в хирургии пищеводами Vascular-POSSUM - в сосудистой хирургии: Для оценки риска кардиальных осложнений при внесердечных операциях применяются шкалы Goldman, Detsky. Риск операции у больных с заболеваниями печени оценивается по шкале Child-Pugh. Для прогнозирования трудной интубации трахеи наибольшее распространение получила классификация трудной интубации Lehane, а также тест Mallampati в модификации Samsoon и Young (Дж.Э. Морган, СМ. Мэгид, 1998; А.А. Бунатян, 1997; А.Р. Эйтхенкед, Г. Смит, 1999).
Исходя из системы оценки риска по ASA, в онкопроктологии к 1-2 категориям можно отнести больных злокачественными новообразованиями, не создающими каких-либо нарушений функций организма. Злокачественные опухоли относятся к тяжелым заболеваниям, тем не менее, в тех случаях, когда функции организма не нарушены, больные могут быть причислены ко 2-й категории риска по ASA. Это, как правило, опухоли, не вызывающие функциональные нарушения. Однако у большинства пациентов, страдающих злокачественными опухолями толстой кишки, имеют место симптомы, характерные для общего опухолевого симптомокомплекса, при наличии которого риск по ASA оценивается не менее, чем в 3 балла.
Общий опухолевый симптомокомплекс, развивающийся независимо от локализации опухоли включает адинамию, потерю аппетита, дисфорию. Возможны субфибриллитет и изменения показателей лабораторного обследования (анемизация, повышенная СОЭ, гиперфибриногенемия и др.). Печеночная недостаточность возникает, как правило, в терминальных стадиях рака толстой кишки или ее метастатическом поражении. В соответствии с тяжестью перечисленных факторов устанавливается 3 или 4 категория риска по ASA. Такие же оценки ставят при местнораспространенных опухолях. Для врача, работающего в отделении онкопроктологии, особо опасными представляются компрессионные и компрессионно-обтурационные синдромы, свидетельствующие о блокаде одной из жизненно важных функций.
Прогресс анестезиологии и реаниматологии, развитие новых технологий в хирургии сопровождается расширением показаний к проведению оперативных вмешательств, ранее считавшихся невыполнимыми, в частности, у пациентов пожилого и старческого возраста. Одним из важнейших параметров в оценке риска операции и анестезии традиционно считается возраст пациента.
Согласно эпидемиологическим данным РФ, в последние годы достоверно возрастает доля геронтологических больных, находящихся на лечении в стационаре. А по прогнозам ООН — численность населения пожилого и старческого возраста в мире к 2010 году составит 15% всего5 населения (Б.В. Силаев, 2006). Пожилой возраст учитывается как фактор, повышающий степень операционно-анестезиологического риска, даже при отсутствии сопутствующих заболеваний. Кроме того,, операционно-анестезиологический риск увеличивается: при выявлении таких частых для пожилых людей сопутствующих заболеваний, как гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, хроническая, застойная сердечная недостаточность, хронические неспецифические заболевания лёгких, сахарный диабет, болезни периферических сосудов, почек, суставов а также: изменения в центральной нервной системе (А.И. Ромоданов, 1995; К.А. Цыбырнэ; F.JI: Кравчик, 1984; G.A. Baer, М. Paloheimo, Т. Randell, 1999; Mi Blobner, R. Busley, Rl. Mann et al;, 1999; F. Carli et al, 1982; R.H. Rehman, P. Kemp, 1999).
Знание возрастного изменения- функций: сердечно-сосудистой,, дыхательной, выделительной, свёртывающей систем, учёт соотношения состава белков, показателей ионограммы плазмы крови, данных лабораторных исследований; позволяет сделать правильный выбор способа обезболивания, а также прогнозировать возможные послеоперационные осложнения. Несомненным является: тот факт,, что больной к плановому хирургическому вмешательству должен быть, максимально подготовлен. Течение раннего послеоперационного периода после расширенных резекций: у больных, с высоким кардио-респираторным- риском часто осложняется развитием, газообменных и волемических расстройств. Своевременная- диагностика и коррекция данных нарушений является, компонентом успешного лечения. В: связи с этим, как-правило, проводится коррекция,функционального состояния всех органов и систем.
В- практической деятельности врача онкопроктолога и анестезиолога-реаниматолога очень часто встречаются больные с повышенным артериальным давлением. Согласно данным современных клинико-эпидемиологических исследований; пациенты, с артериальной гипертензией составляют до 30-50% пациентов общехирургических клиник (А.В. Литынский, К.И. Прощаев, А.Н. Ильницкий,2001; Т.М. Крафт, П:М. Аптон, 1997; S.L. Goodloe, 1983). Поэтому, примерно 50-60% пациентов с артериальной гипертензией,. поступающих на плановые операции, нуждаются в тщательном обследовании и подборе гипотензивной терапии, а остальные - в правильном, ее, продолжении. Пренебрежение этим может привести к тяжелым осложнениям» в пред-, и интраоперационном периоде, таким как- мозговой инсульт, острые нарушения ритма и проводимости вплоть до остановки; сердца, инфаркту миокарда (Б.А. Аксельрод, А.В. Мещеряков, Г.В. Бабалян и др., 2000; M.F. Лепилин, 1992; К.И. Прощаев, И.И; Канус, 2003):
Избыточная масса тела у хирургических больных онкопроктологического профиля, также:является одним из факторов операционно-анестезиологического риска, количество больных с ожирением, увеличивается, поэтому предоперационная подготовка таких пациентов должна проводиться с учетом особенностей организма данного контингента (лабильность гемодинамики в ответ на изменения водного баланса).
Факторами, ассоциировавшимися с развитием осложнений при плановых операциях, является; курение, сопутствующая- патология: и периоперационная: кровопотеря. При экстренных операциях факторами риска являются мужской пол, наличие перитонита и повторные вмешательства. Вид операции! — это предиктор развития- осложнений;, независимо от времени и порядка её выполнения (Е.Т. Sorensen, U. Hemmingsen, ,F. Kallehave, at al., 2005).
Соматический статус больных колоректальным раком как один из факторов риска
Способность к обучению является основным свойством мозга. Для искусственных нейронных сетей под обучением понимается процесс настройки архитектуры сети (структуры связей между нейронами) и весов синаптических связей (влияющих на сигналы коэффициентов) для эффективного решения поставленной задачи. Обычно обучение нейронной сети осуществляется на некоторой выборке (вход-выход). По мере процесса обучения, который происходит по некоторому алгоритму, сеть должна все лучше и лучше (правильнее) реагировать на входные сигналы (Рис. 16). Каждый пример представляет собой задачу одного и того же типа с индивидуальным набором условий (входных параметров) и заранее известным ответом. Например, в качестве входных параметров в одном примере могут использоваться данные обследования одного больного, тогда заранее известным ответом в этом примере может быть диагноз. Несколько примеров с разными ответами образуют задачник. Задачник располагается в базе данных, каждая запись которой является примером. В этом и состоит преимущество систем, на основе искусственных нейронных сетей перед системами, в которых функционирование осуществляется по строго определенным правилам (Р. Калан, 2003; STATISTICA Neural Networks, 2002; Д.А. Россиев, С.Д. Гусев, Д.А. Коченов, 2004; G.D. Tourassi, М.К. Markey, J.Y. Lo, СЕ. Floyd Jr., 2001).
Если все реакции на заданном наборе стимулов являются адекватными, то сеть считается обученной. Таким образом, для корректной работы программы требуется ее корректное обучение.
Процесс обучения заключается в коррекции весов синапсов в нейронной сети. При прохождении цикла каждый пример имеет свою оценку. Вычисляется также суммарная оценка множества всех примеров обучающей выборки. Если после прохождения нескольких циклов она равна нулю, обучение считается законченным, в противном случае циклы повторяются. Количество циклов обучения зависит от величины обучаемой выборки, количества входных параметров, вида задачи, типа и параметров нейросети и даже от случайного расклада весов синапсов при инициации сети. Решение, принимаемое нейросетью, не является категоричным. Сеть выдает решение вместе со степенью уверенности в нем, что оставляет пользователю1 возможность критически оценивать ее ответ. Таким образом, для корректной работы сети требуется ее корректное обучение. Как правило, передаточные функции всех нейронов в сети фиксированы, а веса являются параметрами сети и могут изменяться. Некоторые входы нейронов помечены как внешние входы сети, а некоторые выходы — как внешние выходы сети. Подавая- любые числа на входы сети — данные показателя какого-либо анализа за определенный промежуток времени, на выходе можно получить его спрогнозированное значение. Таким образом, работа нейронной сети состоит в преобразовании-входного вектора в выходной вектор, причем это преобразование задается весами сети. При прохождении цикла каждый пример имеет свою оценку. Вычисляется также суммарная оценка множества всех примеров1 обучающей выборки. Если после прохождения нескольких циклов, она равна нулю, обучение считается законченным, в противном случае циклы- повторяются. Количество циклов обучения зависит от величины обучаемой- выборки, количествам входных параметров, типа задачи и параметров нейронной сети. Решение, принимаемое нейронной сетью, не является категоричным. Сеть выдает решение вместе со степенью уверенности в нем, что оставляет пользователю возможность критически оценивать ее ответ. В данной работе предлагается использовать многослойные искусственные нейронные сети с последовательными связями, обучение которых ведется с помощью алгоритма обратного распространения ошибки. В качестве передаточной используется логистическая функция. Применение нейронных сетей дает ряд преимуществ по сравнению- с традиционным подходом к решению подобных задач, позволяя: 1) одновременно учитывать большое количество влияющих параметров, воздействующих на множество зависимых величин; 2) по имеющимся базам данных автоматически синтезировать высокосложные аналитические модели, наиболее полно отражающие характерные для исследуемой системы причинно-следственные связи между влияющими и зависимыми параметрами; 3) автоматически оценить степень влияния каждого из множества воздействующих параметров на зависимые величины; 4) корректировать полученную аналитическую модель с появлением новых данных путем «доучивания» нейронной сети. Аналитические модели представляют собой матрицу коэффициентов, используемых в уравнениях функционирования формальных нейронов. В программных реализациях нейронных сетей достаточно указать полученную матрицу в .качестве параметров модели, чтобы-получить прогнозы зависимых величин. В этих же матрицах нейронной сетью закладывается информация о степени влияния каждой из независимых величин» на зависимые, в виде коэффициентов. Для оценки степеней влияния в долях или процентах каждый из коэффициентов делится на их общую сумму. Однако, несмотря на все преимущества, обеспечиваемые нейросетевой-моделью; при таком подходе имеется ряд недостатков: - структуру сети и ее обучение необходимо проводить под каждый конкретный класс заболеваний; - в связи с большим количеством параметров и полносвязанностью сети, задача имеет высокую вычислительную мощность; - сложность/невозможность решения обратной задачи (по данным анамнеза определить: переносил ли пациент какие-либо заболевания).
Общая постановка задачи прогнозирования
В; течение последних: десятилетий наиболее актуальной: остаётся: проблема адекватной: оценки тяжести состояния пациентов перенесших оперативное лечение по поводу ракаг толстой кишки. Объективизация-состояния больных позволяет прогнозировать осложнения В ближайшем послеоперационном периоде, оценивать эффективность» проводимой терапии, а также снижает сроки общей госпитализации: ш пребывания в/ отделении онкопроктологии. Многие исследователи считают, что: улучшение результатов лечения может быть, достигнуто за счет обоснованной стратификации пациентов по риску» развития послеоперационных осложнений, внедрению современных методов диагностики;гнойно-септических состояний, адекватной: санации очагов инфекции, и реализации современных подходов поддерживающей терапий. .
Пациенты- оперированные по поводу, злокачественных новообразований толстой кишки; имеют особенности послеоперационного- периода. К ним, относятся: 1) расширенные и- комбинированные оперативные вмешательства; с резекцией нескольких органов;, требующие проведения; искусственной: вентиляцииг легких, установки- назогастральных, назоинтестинальных зондов,, дренирования: брюшной- полости, катетеризации центральных вен и» мочевых путей; 2) необходимость применения комбинированной антибактериальной; терапии; 3) коагулопатия, ведущая- к нарушениям-, микроциркуляции; 4) снижение функциональных резервов органов и систем, связанное с наличием онкологического заболевания и возрастом больного. В связи с вышеизложенным, мы изучили ряд факторов, которые достоверно влияют на послеоперационное течение и развитие осложнений в послеоперационном периоде.
Целью исследования являлось изучение факторов риска осложнений и прогноза для улучшения результатов хирургического лечения больных раком толстой кишки с использованием нейросетевого анализа.
В исследование, которое было проведено в отделении онкопроктологии Республиканского клинического онкологического диспансера, было включено 196 пациентов с колоректальным раком. Всем пациентам было проведено хирургическое лечение по поводу рака толстой кишки. Все пациенты находились на лечении в отделении реанимации и интенсивной терапии Республиканского клинического онкологического диспансера. Из исследования были исключены пациенты, которым были проведены пробные операции по поводу рака толстой кишки.
Было отмечено, что пациенты от 51 до 60 лет составили 26,5% (n=52), а от 61 до 70 лет - 35,2% (п= 69). От 71 до 80 лет - 21,9% (п=43). Таким образом, большинство пациентов страдающих раком толстого кишечника — это пациенты пожилого возраста.
Показано, что по локализации опухолевого процесса все больные были распределены следующим образом: рак слепой кишки составил 9% (п-17), рак восходящей ободочной кишки - 2% (п-4),.рак печеночного изгиба - 4% (п-8), рак поперечной ободочной кишки 3% (п-5). Рак селезеночного изгиба был зарегистрирован,у 3 пациентов, что составило 2%, рак нисходящей ободочной кишки- был у 6 пациентов, что составило 3%, рак сигмовидной кишка у 23 пациентов, что составило 11%, рак ректосигмы у 20 больных — 10%. Наиболее часто встречаемая онкопатология толстой кишки - рак прямой кишки отмечен у 109 пациентов, что составило 55%. Рак анального канала- 1% (п-1). Большинство онкологических больных, подвергающихся хирургическим операциям имеют сопутствующее атеросклеротическое поражение церебральных и коронарных сосудов и интраоперационная кровопотеря в значительной мере ухудшает послеоперационный прогноз, создавая предпосылки к развитию ишемических осложнений в раннем послеоперационном периоде. Мы изучили соматический статус пациентов, у которых имелись злокачественные новообразования ободочной и прямой кишки. Было установлено, что миокардиодистрофию имели 29 пациентов, что составило 14,8%, инфаркт миокарда в анамнезе имелся у 6 пациентов. Это составило 3,06%. Стенокардия имелась- у 46 пациентов (23,46%), при этом стенокардию 1 степени имели 3 пациента (6,5%), 2 степени - 38 (82,6%), 3 степени — 5 (10,7%). Сопутствующая колоректальному раку, гипертоническая болезнь была выявлена у 100 пациентов - это составило 51%.
Анализ полученных данных показал, что в развитии неопластического процесса при колоректальном раке играет синдром специфической эндогенной интоксикации. Для большинства больных злокачественными новообразованиями, различных локализаций, в том числе при раке толстой кишки, характерны клинико-лабораторные проявления специфического эндотоксикоза. В связи с этим, мы провели динамическое исследование уровня эндотоксикоза у пациентов, перенесших операции по поводу опухолевой патологии толстой кишки.
По нашим данным нормальные цифры ЛИИ составляют 0,3-1,5 условных единиц (у.е.). При динамическом лабораторном контроле показателей эндотоксикоза ві послеоперационном периоде выявлено следующее: имеется-нарастание лейкоцитарного индекса интоксикации в течение первых трёх суток, с последующим снижением и нормализацией этого показателя к. седьмым суткам.послеоперационного периода.
На основании полученных результатов сделано следующее заключение: Синдром эндогенной интоксикации у больных перенесших хирургическое лечение по поводу рака ободочной и прямой кишки в послеоперационном периоде усугубляется. Пик нарастания интоксикации приходится на 3-е сутки послеоперационного периода. При этом нарастание эндотоксикоза диктует необходимость проведения в послеоперационном периоде целенаправленных детоксикационных мероприятий.
Нами были изучены образцы крови для прокалицитонина. Было выявлено, что общий уровень прокальцитонина составил 0,23±0,1 в дооперационном и 1,4±0,6 нг/мл в послеоперационном периоде. Средний дооперационный уровень прокальцитонина был 1,04 ±1.0 нанограмм/мл у пациентов группы В и 0,18 ± 0.1 нанограмм/мл у пациентов группы А. В послеоперационном периоде было существенное различие в показателях прокальцитонина между группой В (3,32 ± 1.08 нанограмм/мл) и группой А (1,37 ± 0.18 нанограмм/мл). У пациентов группы С до- и послеоперационные показатели прокальцитонина составили 0,08±0,04 и. 1,2±0,06 нг/мл соответственно.
