INTELLIGENT COMPUTER SYSTEM FOR DIAGNOSIS AND RATIONAL TREATMENT OF DENTAL DISEASES

Abstract

The article describes methods and approaches for intelligent support of choice of tactics of treatment of dental diseases in the conditions of incomplete a priori information and a number of uncertainties are used to increase the effectiveness of treatment.

Full Text

Целью работы являются разработка и исследование методов интеллектуальной поддержки рационального выбора решения стоматологических заболеваний с применением компьютерных технологий и внедрение результатов исследования в поликлиническую стоматологию. С учетом особенностей процесса лечения стоматологических заболеваний терапевтическими и физиотерапевтическими методами обоснованы и исследованы методы интеллектуальной поддержки принятия решений в условиях вероятностного характера процесса лечения, неполной априорной информации и ряда неопределенностей. Для интеллектуальной поддержки выбора тактики лечения стоматологических заболеваний в условиях неполной априорной информации и ряда неопределенностей используются для повышения эффективности лечения следующие приемы и подходы: 1) применение математических моделей для организации имитационного эксперимента по принимаемым лечащим врачом (ЛВ) решений с применением ПЭВМ в диалоговом, ускоренном и реальном масштабе времени по информации, поступающей от лечащего врача, в том числе с использованием цифроаналогового комплекса; 2) использование адаптивных алгоритмов выбора текущих целей лечения и величина лечебного воздействия; 3) формирование и применение логических моделей для классификации, диагностики и выбора схемы лечения по наиболее информативным признакам, полученным методом априорного ранжирования. Для организации имитационного эксперимента с целью прогнозирования исхода лечения и выбора рационального лечения вначале производят построение математических моделей процесса терапевтического и физиотерапевтического лечения стоматологического заболевания с применением методов активного или пассивного эксперимента. Рассмотрим применение имитационного эксперимента на примере лечения кариеса с применением низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ), которое является наиболее перспективным направлением в высоких медицинских технологиях. На основе экспертной информации методом априорного ранжирования были определены следующие наиболее существенные входные переменные (факторы): x1 - плотность низкоинтенсивного лазерного излучения НИЛИ (мВт/см2); x2 - тяжесть заболевания (%), которая оценивается по интенсивности прокрашивания кариозного очага; x3 - количество текущих процедур лазерной терапии, а в качестве выходных показателей эффективности лечения приняты цвет эмали, оцениваемый по балльной системе - y1 и скорость растворимости эмали по Са - у2. Методом пассивного эксперимента была получена следующая адекватная математическая модель в натуральном масштабе процесса лечения кариеса с использованием лазерной терапии по скорости растворимости эмали по Са , (1) для которой расчетные значения t - критерия Стьюдента оказались больше критического при f = 16 и q = 5 %, расчетное значение F - критерия меньше критического (Fкр = 0,883 < Fкр = 4,56), а гипотезы о статистической значимости коэффициентов уравнения и адекватности модели были приняты. Для выбора тактики физиотерапевтического лечения стоматологических заболеваний предложена процедура имитационного моделирования с применением цифроаналогового вычислительного комплекса. Так как процесс лечения носит вероятностный характер, протекает в условиях неполной априорной информации и неопределенности, то для рационального выбора тактики лечения предлагается использовать модифицированные адаптивные алгоритмы. Проведенный сравнительный анализ результатов лазеротерапии начальных форм кариеса с помощью адаптивного подхода и с применением традиционных способов позволил выявить определенные четко выраженные преимущества использования двухуровневых адаптивных алгоритмов по клиническим показателям качества, эффективности лечения, экономическим и организационным показателям (рис 1). Для интеллектуальной поддержки принятия решений при диагностике и выборе лечения стоматологических заболеваний предложен метод логического моделирования, а для рационального принятия решений о хирургическом вмешательстве в условиях неполной априорной информации при стоматологических заболеваниях предлагается использовать методы теории игр, поэтому в логическую модель вводится хирургическая компонента (рис. 2). Рис. 1. Динамика изменения скорости растворимости эмали по Са при лазеротерапии: - динамика изменения скорости растворимости эмали по Са у пациента А. при лечении с использованием двухуровневых адаптивных алгоритмов; - динамика изменения скорости растворимости эмали по Са у пациента Р. при обычной лазеротерапии. Рис. 2. Структура комплексной логической модели диагностического процесса и выбора лечения