Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання
У роботі наведено підходи до побудови алгоритму розпізнавання причини виникнення захворювання. Запропоновано комбінований метод для визначення причини виникнення захворювання у хворого. Розглянуто роботу алгоритмів, що були використані, та їх покрокове застосування на практиці. Проведено оцінку можл...
Збережено в:
Дата: | 2011 |
---|---|
Автори: | , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Ukrainian |
Опубліковано: |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України
2011
|
Назва видання: | Математичні машини і системи |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/83394 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання / О.В. Шкуліпа, Б.В. Рубльов, Б.С. Шейман // Мат. машини і системи. — 2011. — № 1. — С. 112-119. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-83394 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-833942015-06-20T03:01:37Z Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання Шкуліпа, О.В. Рубльов, Б.В. Шейман, Б.С. Моделювання і управління великими системами У роботі наведено підходи до побудови алгоритму розпізнавання причини виникнення захворювання. Запропоновано комбінований метод для визначення причини виникнення захворювання у хворого. Розглянуто роботу алгоритмів, що були використані, та їх покрокове застосування на практиці. Проведено оцінку можливості використання комбінованого методу на практиці. В работе представлены подходы к распознаванию причины возникновения болезни. Представлен комбинированный метод для определения причины возникновения болезни у больного. Продемонстрирована работа алгоритмов, которые были использованы, и их пошаговое применение на практике. Проведена оценка возможности ее использования для распознавания причины возникновения болезни. Approaches to construction for recognition algorithm of the causes of diseases are shown in the article. A combined method to determine the causes of disease at a patient are proposed. A work of algorithms which have been used in model is considered, and step-by-step application of the algorithms in practice is demonstrated. Possibilities of using this method in practice are estimated. 2011 Article Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання / О.В. Шкуліпа, Б.В. Рубльов, Б.С. Шейман // Мат. машини і системи. — 2011. — № 1. — С. 112-119. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1028-9763 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/83394 531.37 uk Математичні машини і системи Інститут проблем математичних машин і систем НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Моделювання і управління великими системами Моделювання і управління великими системами |
spellingShingle |
Моделювання і управління великими системами Моделювання і управління великими системами Шкуліпа, О.В. Рубльов, Б.В. Шейман, Б.С. Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання Математичні машини і системи |
description |
У роботі наведено підходи до побудови алгоритму розпізнавання причини виникнення захворювання. Запропоновано комбінований метод для визначення причини виникнення захворювання у хворого. Розглянуто роботу алгоритмів, що були використані, та їх покрокове застосування на практиці. Проведено оцінку можливості використання комбінованого методу на практиці. |
format |
Article |
author |
Шкуліпа, О.В. Рубльов, Б.В. Шейман, Б.С. |
author_facet |
Шкуліпа, О.В. Рубльов, Б.В. Шейман, Б.С. |
author_sort |
Шкуліпа, О.В. |
title |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
title_short |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
title_full |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
title_fullStr |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
title_full_unstemmed |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
title_sort |
комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання |
publisher |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України |
publishDate |
2011 |
topic_facet |
Моделювання і управління великими системами |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/83394 |
citation_txt |
Комбінований метод розпізнавання причини виникнення захворювання / О.В. Шкуліпа, Б.В. Рубльов, Б.С. Шейман // Мат. машини і системи. — 2011. — № 1. — С. 112-119. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
series |
Математичні машини і системи |
work_keys_str_mv |
AT škulípaov kombínovanijmetodrozpíznavannâpričiniviniknennâzahvorûvannâ AT rublʹovbv kombínovanijmetodrozpíznavannâpričiniviniknennâzahvorûvannâ AT šejmanbs kombínovanijmetodrozpíznavannâpričiniviniknennâzahvorûvannâ |
first_indexed |
2025-07-06T10:09:31Z |
last_indexed |
2025-07-06T10:09:31Z |
_version_ |
1836891841824292864 |
fulltext |
112 © Шкуліпа О.В., Рубльов Б.В., Шейман Б.С., 2011
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1
УДК 531.37
О.В. ШКУЛІПА, Б.В. РУБЛЬОВ, Б.С. ШЕЙМАН
КОМБІНОВАНИЙ МЕТОД РОЗПІЗНАВАННЯ ПРИЧИНИ ВИНИКНЕННЯ
ЗАХВОРЮВАННЯ
Анотація. У роботі наведено підходи до побудови алгоритму розпізнавання причини виникнення
захворювання. Запропоновано комбінований метод для визначення причини виникнення захворю-
вання у хворого. Розглянуто роботу алгоритмів, що були використані, та їх покрокове застосу-
вання на практиці. Проведено оцінку можливості використання комбінованого методу на прак-
тиці.
Ключові слова: алгоритм кластеризації, еліпс мінімальної площі, метод опорних векторів, ForEll.
Аннотация. В работе представлены подходы к распознаванию причины возникновения болезни.
Представлен комбинированный метод для определения причины возникновения болезни у больного.
Продемонстрирована работа алгоритмов, которые были использованы, и их пошаговое примене-
ние на практике. Проведена оценка возможности ее использования для распознавания причины
возникновения болезни.
Ключевые слова: алгоритм кластеризации, эллипс минимальной площади, метод опорных векто-
ров, ForEll.
Abstract. Approaches to construction for recognition algorithm of the causes of diseases are shown in the
article. A combined method to determine the causes of disease at a patient are proposed. A work of algo-
rithms which have been used in model is considered, and step-by-step application of the algorithms in
practice is demonstrated. Possibilities of using this method in practice are estimated.
Key words: clustering algorithm, minimal enclosing ellipse, support vector machine, ForEll.
1. Вступ
У медицині одним із найбільш важливих компонентів, що впливають на ефективність лі-
кування хворого в цілому, є заходи з діагностики етіологічного чинника захворювання
(безпосередньої причини виникнення захворювання). Саме оперативна верифікація причи-
ни хвороби обумовлює правильний вибір терапії, скерованої на її знешкодження. Проте
існуючі в медицині діагностичні підходи у більшості не є оперативними, і на визначення
етіологічного чинника (віруси, бактерії тощо) витрачаються значні терміни часу.
Отримані результати досліджень на сучасному етапі розвитку знань з генетики та
токсикології дозволяють фахівцям стверджувати про наявність зв’язків між етіологічним
чинником, що потрапив до організму хворого, та токсикометричними характеристиками
речовин, які накопичилися у кров’яному руслі в результаті дії цього чинника (токсикоз).
Таким чином, подальший пошук та розробка нових підходів оперативної діагности-
ки етіологічного чинника є важливою міждисциплінарною проблемою, вирішення якої
повинно сприяти підвищенню ефективності лікування хворих в цілому.
Вищезазначене дозволяє нам зробити гіпотетичне припущення, що побудова мате-
матичного алгоритму дослідження токсикометричних параметрів токсикозу для визначен-
ня етіологічного чинника захворювання у пацієнтів з різними захворюваннями є цікавим
та перспективним напрямом сучасних математичних досліджень.
Метою досліджень є побудова математичного апарата для визначення причини виникнен-
ня захворювання у пацієнтів, тобто для заданого хворого ( )291,..., xxx = необхідно визна-
чити чинник виникнення хвороби.
Матеріали та методи дослідження. Для побудови математичної моделі були використані
токсикометричні характеристики, які супроводжували перебіг різних захворювань 548 па-
цієнтів. У всіх хворих за допомогою традиційних загальновизнаних методів дослідження
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1 113
були встановлені етіологічні чинники (9 етіологічних чинників): аномалії печінки, аномалії
нирок, автоімунні/автоалергічні реакції, бактеріальні та вірусні/паразитарні збудники, де-
струкція тканин різного походження, локальні гіперпластичні процеси в тканинах (ново-
утворення), системні запальні реакції (SIRS), отрути екзогенного походження.
Постановка задачі. Розглядається побудова алгоритму кластеризації для знаходження
етіологічного чинника (причини виникнення захворювання). Важливою умовою для клас-
теризації даних, наприклад, з використанням дискримінантного аналізу [1], t -критерію
Стьюдента [2], ForEll або ж інших методів, є те, що для їх використання розподіл даних
має задовольняти нормальному закону. Так як для медичних даних ця умова часто не ви-
конується, то виникає необхідність розробки нового алгоритму, позбавленого вищезазна-
ченого обмеження. Алгоритм кластеризації з використанням побудови еліпсу мінімальної
площі [3] дозволяє уникнути обмеження на вхідні дані. Метод опорних векторів дозволяє
побудувати кластеризуючу гіперплощину у довільному просторі. Запропонований метод
кластеризації є синтезом методів і використовує для кожної пари кластерів, що порівню-
ються, той метод, який дозволяє якнайкраще розпізнати обидва кластери.
2. Комбінований метод розпізнавання етіологічного чинника токсемії
Ідея визначення причини виникнення захворювання полягає в попарному порівнянні кож-
ного з дев’яти кластерів з усіма іншими різними методами та у відборі для кожної пари
кластерів того алгоритму, що найкраще їх розділяє. Для побудови алгоритму розпізнаван-
ня причини виникнення захворювання нами були використані такі алгоритми кластериза-
ції: з застосуванням t -критерію Стьюдента; з застосуванням дискримінантного аналізу;
ForEll; еліпса мінімальної площі та методу опорних векторів (SVM).
Побудова алгоритму класифікації з застосуванням дискримінантного аналізу
Знаходяться прості дискримінантні функції
kipkpikkik qxbxbbd ln...110 ++++= , (1)
де gk ,...,1= , ),...,( 1 kpkk bbb = і 0kb – коефіцієнти k -тої класифікуючої функції i -го об'єкта;
^'
∑= kk xb ,
де
^
∑ – коваріаційна матриця, gkxxx kpkk ,...,1,,...,1 == .
gkxxb kkk ,...,1;
2
1 ^
1'
0 =−= ∑
− .
Коефіцієнти kib в даному випадку інтерпретуються як параметри, що характеризу-
ють нахил гіперплощини з координатними осями, а 0kb називається порогом і відповідає
відстані від гіперплощини до початку координат.
При використанні простих класифікуючих функцій ),...,( 1 ipii xxx = буде відносити-
ся до етіологічного класу, в якого значення d виявиться більшим.
Важливим етапом дискримінантного аналізу є виявлення змінних, що входять в
дискримінантну функцію. В нашому дослідженні використовували метод покрокового
дискримінантного аналізу, в якому змінні вводяться послідовно, виходячи із їхньої здатно-
сті розділяти дискримінантні етіологічні класи. Тобто при покроковому аналізі з «вклю-
ченням» змінних на кожному кроці переглядаються всі змінні і встановлюється одна з них,
яка вносить найбільший вклад у розділення етіологічних класів. Ця змінна включається в
114 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1
модель і переходить до наступного кроку. Покрокова процедура дискримінантного аналізу
базується на F-статистиці.
Побудова алгоритму класифікації з застосуванням t-критерію Стьюдента
Використовується двовибірковий t -критерій для незалежних вибірок:
,
22
m
i
l
i
ii
i
NN
mm
t
ml
ml
lm σσ
+
−
=
де
li
m ,
mi
m – математичні сподівання по i -тому фактору;
2
li
σ та 2
mi
σ – стандартні відхилення по i -тому фактору;
lN та mN – кількість хворих в l та m -етіологіях відповідно.
Тобто висуваються дві гіпотези:
0H – головна, нульова гіпотеза, в якій висувається припущення, що етіології немо-
жливо відрізнити по i -тому фактору;
1H – альтернативна гіпотеза до 0H – обидві вибірки відрізняються по i -тому фак-
тору.
Так як для використання t -критерію Стьюдента необхідно, щоб вихідні дані задо-
вольняли нормальному розподілу, треба провести перевірку нормальності даних за допо-
могою критерію Колмогорова-Смірнова з рівнем значущості, рівним 0,05, а також для зме-
ншення розмірності вхідних даних провести кореляційний аналіз залежності ix від класте-
ра. Для подальшого аналізу використовуються лише ті фактори, які корелюють.
Побудова алгоритму класифікації з застосуванням алгоритму ForEll
Алгоритм ForEll (форель) є прикладом евристичного алгоритму класифікації. В основі йо-
го роботи лежить використання гіпотези компактності: схожі об’єкти набагато частіше
лежать в одному класі, ніж в різних, або класи утворюють компактно локалізовані підмно-
жини у просторі об’єктів. Ціль роботи алгоритму ForEll знати таке розбиття множини
об’єктів на класи, щоб величина ∑
=
=
n
i
nPP
1
була мінімальною, де nP – відстань між центром
n -го класу і всіма точками класу. Робота алгоритму заключається в переміщенні гіперсфе-
ри в геометричному просторі до тих пір, поки не отримаємо стійкий цент мас.
Побудова алгоритму класифікації з застосуванням еліпса мінімальної площі
Ідея полягає в знаходженні рівняння еліпса [3, 4], який найкращим чином буде кластеризу-
вати два класи. Еліпс мінімальної площі будується в двовимірному просторі, тобто пере-
бором по всіх ,, ji xx 29,1,, =≠ jiji .
Крок 1
Для mlIml ≠∈ ,, будуються випуклі оболонки для кожного з класів 21, gg по ikmx . Якщо
випуклі оболонки не перетинаються або їх можна розділити кривою другого порядку, то
ml, переходять до наступного кроку, в протилежному випадку ml, відкидаються.
Крок2
Для отриманих ml, будується еліпс мінімальної площі 1e для 1g .
Крок 3
Для отриманих ml, будується еліпс мінімальної площі 2e для 2g .
У результаті отримуються кластеризуючі еліпси, що дозволяють однозначно визна-
чити, до якого з двох класів буде віднесено хворого за допомогою перевірки.
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1 115
Якщо з показниками l та m виконується умова, що ikmx лежить в середині 1e , то
хворого буде віднесено до класу 1g , в іншому випадку виконується аналогічна перевірка
для 2e .
Однією з основних переваг використання алгоритму з побудовою еліпса мінімаль-
ної площі є те, що при порівнянні двох класів існує кілька пар ji xx , 29,1,, =≠ jiji , тобто
будується декілька кластеризуючих еліпсів, що дозволяє збільшити точність.
Так як для таких пар показників ml, визначається кілька еліпсів, то запропонований
алгоритм дозволяє з великою точністю визначити етіологічний чинник токсемії у хворого.
Побудова алгоритму класифікації з застосуванням методу опорних векторів
Навчання методу опорних векторів [5] полягає у знаходженні гіперплощини 0, =− bxw ,
що найкращим чином розділяє два класи, які не перетинаються, де вектор
n
nwwww ℜ∈= ),...,,( 21 та скалярний поріг nb ℜ∈ – параметри алгоритму, а
n
nxxxx ℜ∈= ),...,,( 21 – показники хворого.
Тобто фактично після перетворень отримаємо двоїсту задачу мінімізації квадратич-
ного функціоналу:
,0
,,...,1,0
,),(
2
1
)(
1
1 11
min
=
=≥
→+−=−
∑
∑∑∑
=
= =−
L
I
iI
i
l
i
l
j
jijiji
l
i
i
y
li
xxyyL
λ
λ
λλλλ
λ
де ),...,,( 21 lλλλλ = – вектор двоїстих змінних, а iy – значення приналежності ix до першо-
го або другого класу. В результаті алгоритм класифікації може бути записаний у вигляді
),()(
1
∑
−
−=
l
i
iii bxxysignx λα , тобто розв’язується задача з жорстким зазором. Так як гаран-
тувати, що вибірка буде лінійно роздільна, в нашому випадку достатньо важко, тому вико-
ристовуємо перехід вихідних даних до нового спрямляючого простору, що задається полі-
номіальним ядром:
.)1,(),( 2+′=′ xxxxK
3. Застосування алгоритмів розпізнавання на прикладі етіологічних факторів, “Ано-
малії нирок” та «Екзогенних токсинів»
t -критерій Стьюдента
Першим кроком до застосування t -критерію Стьюдента є проведення кореляційного ана-
лізу та відбору тих параметрів, що корелюють із зазначеними етіологіями: «Аномалії ни-
рок» та «Екзогенні токсини». В результаті з 29 параметрів залишилось 10. Потім прово-
диться перевірка, чи розподілені дані за нормальним законом за допомогою критерію Ко-
лмогорова-Смірнова з достовірністю 95%. В табл. 1 наведено ті показники, що залишились
після перших кроків та до яких застосовується t -критерій Стьюдента.
Таблиця 1. Значимі показники для t -критерію Стьюдента
НСТ-Гсп НСТ-Мсп АРоЛ-п АРоЛ-г АРоЛ-с АРоЛс-СВ ЦАЛа
116 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1
Рис. 1. Показники (АРОЛ-г та НСТ-Гсп), що
розділяють випуклі оболонки
Примітка:
1) На рисунках знаком * позначені параметри ендо-
токсемії у хворих з етіопатогенетичним чинником
“Аномалії нирок”;
2) Знаком ° – параметри ендотоксемії у хворих з
етіопатогенетичним чинником “Екзогенні токсини”
Дискримінантний аналіз
Для застосування дискримінантного аналізу обов’язковими є перевірка розподілу даних та
відбір тільки тих показників, що задовольняють нормальний розподіл. Далі проводиться
«покроковий дискримінантний аналіз з включенням» для виявлення тих змінних, що вно-
сять найбільший вклад у розділення двох класів. Отримано 8 показників, за якими і буду-
валися прості дискримінантні функції. В табл. 2 записані коефіцієнти простих
дискримінантних функцій для кожного класу.
Таблиця 2. Коефіцієнти простих
дискримінантних функцій
Показники Аномалії
нирок
Екзогенні
токсини
ЦАЛа-МВ 0,2223 0,1398
АРоЛк-СВ 0,0869 0,1744
ЦАЛп 0,6002 0,4956
ЦИК 0,0570 0,0941
АРоЛс-МВ 0,2644 0,1891
НСТ-М-инд 3,1315 2,9115
НСТ-М-инд 0,1347 0,0743
АРоЛ-п 0,1581 0,2038
АРоЛ-п 0,1497 0,1707
Константа -45,7252 -39,6512
Таблиця 3. Значимі показники для алгоритму ForEll
АРоЛг-СВ АРоЛа-СВ АРоЛс-СВ АРоЛк-БВ АРоЛг-МВ АРоЛа-МВ АРоЛс-МВ ЦАЛп ЦАЛг
ЦАЛа ЦАЛс ЦАЛг-СВ ЦАЛа-СВ ЦАЛс-СВ ЦАЛг-МВ ЦАЛа-МВ ЦАЛс-МВ ЦИК
Еліпс мінімальної площі
Алгоритм на основі побудови еліпса міні-
мальної площі застосовувався до найхара-
ктерніших хворих для кожного з класів.
Тобто, з медичної точки зору, було відіб-
рано найтяжчі форми, а далі для отрима-
них даних будувалися випуклі оболонки і
знаходилися ті показники, в яких випуклі
оболонки або не перетинались, або їх мо-
жна розділити за допомогою кривої друго-
го порядку
02 3321 =++ ayax2a + ya +xy 2a + xa 13
2
2212
2
11
На рис. 1 зображено один із таких випад-
ків.
На основі аналізу побудованих випуклих
оболонок для кожного з класів відібрано
204 з 406 пар показників. На рис. 2, 3 зо-
бражено приклади побудови еліпсів міні-
мальної площі для кожного з класів та зо-
бражено хворих з контрольної вибірки для
наочної демонстрації роботи алгоритму.
ForEll
Алгоритм ForEll – знаходження локаль-
ного максимума щільності точок – засто-
совується до точок, що знаходяться в
діапазоні від 0 до 1. Саме тому спочатку
проводиться нормування даних і надалі
застосовується алгоритм ForEll до двох
класів, повним перебором по всіх
ix , 29,1=i , тобто по два, три, чотири і
т.д. показники, для виявлення комбінації
тих змінних, що найкращим чином роз-
діляють два обраних класи. В табл. 3 на-
ведено ті 15 показників, що правильно
розділяють класи з найбільшою точніс-
тю.
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1 117
Рис. 2. Еліпс для «Аномалії нирок» за показниками
АРОЛ-г та НСТ-Гсп
Рис. 3. Еліпс для «Екзогенних токсинів» за по-
казниками АРОЛ-г та НСТ-Гсп
У результаті проведених досліджень отримано 6 рівнянь еліпсів мінімальної площі,
що з достовірністю більше 65% правильно класифікують два класи. Один із рівнянь еліпса
мінімальної площі, побудований для класу «Аномалії нирок», зображений нижче:
0.1-0,015551y+0,018738x+005y-7,3637e-xy0,00012723-005x--9,2824ey)f(x, 22 ==
Тобто, якщо показники хворого попадають у середину еліпса, то хворого буде від-
несено до класу «Аномалії нирок», у протилежному випадку буде виконуватися перевірка
для класу «Екзогенних токсинів».
Важливим є встановлений результат, який указує на існування декількох пар показ-
ників за якими можна з імовірністю більше 65% визначити приналежність хворого до од-
ного з класів простою перевіркою потрапляння показників хворого в середину побудова-
ного еліпса мінімальної площі.
Метод опорних векторів
Для визначення тих токсикометричних параметрів, які є значимими при розділенні зазна-
чених двох класів, розв’язується задача знаходження оптимальної розділяючої гіперпло-
щини для токсикометричних показників, згрупованих по 2 – 2
29C , по три – 3
29C тощо. Тобто
розв’язується задача з жорстким зазором, проте з застосуванням поліноміального ядра
2)1,(),( +′=′ xxxxK . Це дає нам можливість вважати, що в деякому з просторів вибірка
буде лінійно роздільною.
Для заданих класів найкраща кластеризуюча площина будується за всіма 29 показ-
никами. Значення параметрів алгоритму відповідно дорівнюють 0208,18=b та матриця
.5757∗ℜ∈w
Результати класифікації для класів «Аномалії нирок» та «Екзогенних токсинів»
У наступній таблиці наведено результати роботи кожного з алгоритмів для обраних двох
класів.
Отже, аналізуючи отримані результати для кожної пари класів, вибирається алго-
ритм, що найкращим чином розділяє класи. В даному випадку для кластеризації «Аномалії
нирок» та «Екзогенних токсинів» вибирається алгоритм побудови з використанням еліпса
мінімальної площі.
118 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1
Таблиця 4. Результати тестових досліджень розпізнавання етіологічного
фактора за допомогою різних алгоритмів
Розпізнавання етіології
Аномалії нирок (%)
Розпізнавання етіології
Екзогенні токсини (%
t -критерій Стьюдента 35,24 95,3
Дискримінантний аналіз 45,67 67,5
ForEl 56,4 25,4
Еліпс мінімальної площі 71,2 83,6
Метод опорних векторів 87,4 67,6
4. Комбінований алгоритм розпізнавання
У побудованому алгоритмі використовується синтез методів для розпізнавання причини
виникнення захворювання. Це дозволяє значно збільшити точність розпізнавання та пок-
ращити розпізнавання тих пар, для яких один із методів не дає бажаних результатів розпі-
знавання (більше 70%). Тобто, ідея визначення причини захворювання у хворого полягає в
попарному порівнянні кожного класу (9 етіологій) попарно з усіма іншими та у відборі
того алгоритму, що найкращим чином розділяє вибрані класи. Застосування синтезу мето-
дів дозволило у 73 % випадків правильно визначити етіологічний чинник захворювання.
5. Висновки
У статті описано модель визначення причини виникнення захворювання. Розглянуто алго-
ритми, які лежать в основі побудованої моделі. Наведено приклади роботи алгоритму.
Отримані результати наочно демонструють ефективність застосування запропонованих
методів:
1. Застосування t -критерію Стьюдента для побудови алгоритму кластеризації до-
зволяє визначити етіологічний чинник захворювання нирок з імовірністю 20%.
2. Використання дискримінантного аналізу для побудови алгоритму кластеризації
токсикометричних даних дозволяє визначити етіологічний чинник захворювання у 48%
випадків.
3. Побудова алгоритму класифікації з застосуванням алгоритму ForEll обумовлює
визначення етіологічного чинника захворювання з імовірністю 42%.
4. Застосування еліпса мінімальної площі для побудови алгоритму кластеризації до-
зволяє визначити етіологічний чинник захворювання з імовірністю 56%.
5. Використання методу опорних векторів (SVM) для побудови алгоритму класте-
ризації токсикометричних даних дозволяє визначити етіологічний чинник захворювання у
53% випадків.
6. Застосування синтезу двох методів – еліпс мінімальної площі та метод опорних
векторів – є найбільш оптимальним та ефективним підходом для розпізнавання за токси-
кометричними параметрами токсикозу етіологічного чинника захворювання – 73%.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Шкуліпа О.В. Застосування дискримінантного аналізу для визначення етіологічного чинника
токсемії у хворого / О.В. Шкуліпа, Б.С. Шейман, Б.B. Рубльов // Вісник Київського національного
університету імені Тараса Шевченка (Серія «Фізико-математична»). – 2010. – № 1. – С. 158 – 161.
2. Застосування t -критерію Стьюдента в кластеризації точок у багатовимірному просторі /
Б.B. Рубльов, О.В. Шкуліпа, Б.С. Шейман [та ін.] // Вісник Київського національного університету
імені Тараса Шевченка (Серія «Фізико-математична»). – 2009. – № 3. – C. 180 – 183.
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2011, № 1 119
3. Shkulipa O. Determining an etiological toxemia factor using smallest enclosing ellipses / O. Shkulipa //
Матеріали 8-ї міжнар. міждисциплінарної наук.-практ. конф. молодих вчених «Шевченківська вес-
на». – Київ, 2010. – С. 91 – 92.
4. Рубльов Б.В. Геометричні властивості еліпса мінімальної площі та деякі суміжні питання /
Б.В. Рубльов, Ю.І. Петунін, Ю.Ю. Милейко. – К.: Київський університет, 2000. – 73 с.
5. Nayak А. Handbook of applied algorithm. Solving scientific, engineering and practical problem /
A. Nayak, I. Stojmenovic. – Willey interscience, 2008. – 541 p.
Стаття надійшла до редакції 25.06.2010
|