Клинические особенности течения пиелонефрита коррелируют с рядом иммунологических изменений, изучение которых позволяет в определенной степени прогнозировать течение и исход воспалительного процесса. Иммунный ответ при любом воспалительном процессе имеет свои отличия, зависящие от локализации (почки, легкие, кожа и т.д.), вида возбудителя, наличия разного рода дефектов иммунной системы первичного или вторичного характера и др.

Наиболее перспективным для прогнозирования течения и исхода воспалительного процесса является использование иммунологических тестов, позволяющих оценивать изменение состояния больного задолго до возникновения клинических проявлений.

Для системной обработки необходимой информации и объективизации логических выводов применяют экспертные системы (ЭС). Специфика ЭС, используемых в медицине, в том, что они не выполняют каких-либо численных расчетов, а реализуют функции поиска, классификации, анализа и отсечения неверных посылок и порождения предположений. Под входными величинами следует понимать совокупность медицинских показателей, достаточных для прогнозирования достоверной экспертной оценки. Выходным параметром является предположение, сделанное на основе данной совокупности входных величин. Специалистами отделения урологии Могилевской областной больницы и кафедры автоматизированных систем управления Могилевского технического университета разработана ЭС по прогнозу течения и исхода пиелонефрита.

На этапе определения структуры базы данных формулируются правила получения экспертной оценки при известных значениях всех входных величин или при отсутствии части входных данных. Оптимальным решением по созданию дружественного интерфейса (диалога) между ЭС и пользователем, который не является специалистом в области вычислительной техники, является устранение набора значений входных величин на клавиатуре компьютера, что является источником ошибок, а выбор значений из предложенных возможных вариантов - списков.

Для создания базы знаний необходимо определить степень информативности каждого параметра. Целесообразно определять информационную ценность параметров, исходя из их статистических характеристик.

Для построения нашей ЭС введены такие понятия, как коэффициент корреляции параметров (kкор) и коэффициент информативности параметров (k_инф). k_кор необходим для восстановления пропущенных данных. k_инф равен отношению величины диапазона вариаций того или иного параметра (х_max-x_min) (R) в данной выборке к величине среднеквадратического отклонения (d). Хотя эти величины взаимосвязаны, однако рассматривать их можно только совместно. Так, например, такой параметр как «сегментоядерные нейтрофилы» имеет самое низкое среднеквадратичное отклонение, однако и диапазон вариаций у него самый низкий, соответственно, его k_инф низок. ИН, несмотря на достаточно высокое отклонение, имеет и высокий диапазон вариаций, что дает ему самый высокий k_инф.

k_инф = R/d

Использование k_инф позволяет численно оценить вклад каждого параметра в общий вывод.

В ЭС по прогнозу течения и исхода пиелонефрита, которая получила название «УРОЛОТ», используются 22 входных величины, ранжированные согласно k_инф (см. табл.).

Значения коэффициентов информативности параметров

Предложенный нами метод прогнозирования относится к комбинированным и сочетает метод моделирования (на основе коэффициента информативности) и метод экстраполяции (на основе алгоритма восстановления пропущенных данных).

Факторы с высоким уровнем значимости вносят подавляющий вклад в вероятность экспертной оценки, а факторы с более низким уровнем значимости лишь уточняют прогноз. Кроме этого, между уровнями входных факторов существует корреляция.

Разработка программного обеспечения заключается в реализации правил работы ЭС в виде программного продукта на языке Visual Basic.

На основе историй болезни более чем 1564 человек была заполнена база данных и апробированы правила экспертного вывода. Анализ достоверности проводился путем сравнения экспертного вывода с данными из истории болезни. Было проверено 76 больных. Достоверный прогноз был получен у 72 человек (94%), что позволяет сделать вывод о высокой эффективности предложенной ЭС.

Общий алгоритм работы экспертной системы