Mathematical modeling and prediction of the effectiveness of surgical treatment in surgery of the spine and pelvic complex

Abstract

На основе изучения литературы, посвященной оценке качества оперативного лечения в реконструктивной хирургии позвоночно-тазового комплекса можно сделать вывод, что для прогнозирования качества оперативного лечения, как правило, применяется множественная линейная или логистическая регрессия, дерево решений. Реже применяются нейронные сети. Прогнозирование выполняется на основе сравнения до- и послеоперационного состояния больного, оцениваемого по различным порядковым и количественным шкалам в результате опроса пациента. При сравнительно небольшом количестве анализируемых случаев заболевания (несколько десятков или сотен) и незначительном количестве показателей (не более двух-трех десятков) применение нейронных сетей представляется преждевременным по двум причинам: небольшое количество данных позволяет анализировать их классическими методами математической статистики, и выявление зависимостей на данном этапе требует постоянного «ручного» вмешательства с учетом оценок и взаимосвязей из предметной области. Применение методов статистического анализа к данным о лечении застарелой травмы показало наличие стандартных проблем для медицинских данных. Это представление исходной информации в номинальной или порядковой шкалах, субъективный характер некоторых показателей, а также взаимозависимость представленных характеристик, что снижает качество исследования. Поиск целевой функции, характеризующей качество оперативного лечения, показал неоднозначность решения этой задачи даже для узкоспециализированной ситуации. Объективно присутствующие взаимосвязи также выявило обусловили количество проблем, особенно связанных с выбором типа оперативного лечения, которое в большей степени определяется опытом хирурга. На основе проведенного исследования было предложено строить модель прогноза качества оперативного лечения с учетом экспертных оценок в виде прогнозного дерева с рекомендуемыми вариантами хирургического лечения и статистическом прогнозе, основанном на имеющемся опыте. Предполагается, что модель будет динамической с обратной связью и иметь возможность самообновления. Для прогнозирования качества оперативного лечения в реконструктивной хирургии позвоночно-тазового комплекса целесообразно применять дерево прогноза, позволяющее рекомендовать тип операции для конкретного случая повреждения или заболевания и рассчитывающего прогнозные значения показателей качества жизни.