Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Применение искусственной нейронной сети для прогноза исхода коинфекции ВИЧ/туберкулез у пациентов, содержащихся в местах лишения свободы
Применение искусственной нейронной сети для прогноза исхода коинфекции ВИЧ/туберкулез у пациентов, содержащихся в местах лишения свободы
Вострокнутов М.Е. Применение искусственной нейронной сети для прогноза исхода коинфекции ВИЧ/туберкулез у пациентов, содержащихся в местах лишения свободы. Болезни органов дыхания (Прил. к журн. Consilium Medicum). 2019; с. 39–42.
DOI: 10.26442/26190079.2019.190493
DOI: 10.26442/26190079.2019.190493
________________________________________________
Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Аннотация
Цель. Выявление наиболее значимых прогностически неблагоприятных факторов исхода сочетанной инфекции ВИЧ и туберкулез (ТБ) у пациентов, содержащихся в местах лишения свободы.
Материалы и методы. Материалом для исследования послужили данные карт стационарного лечения пациентов с коинфекцией ВИЧ/ТБ, проходивших лечение в филиале «Туберкулезная больница» Медико-санитарной части ФСИН России, расположенной на территории Удмуртской Республики. Исследуемую группу составили пациенты, проходившие лечение с 2012 по 2016 г., из них в 51 случае исход заболевания был неблагоприятным, в 195 – благоприятным. Группу сравнения составили больные, проходивших стационарное лечение в 2016–2018 гг., из которых у 32 исход был неблагоприятным, остальные 89 человек выписаны на амбулаторный этап лечения с улучшением. Выявление наиболее прогностически значимых неблагоприятных факторов осуществлялось с помощью метода искусственной нейронной сети на основе использования программного обеспечения библиотеки Encog Machine Learning Framework.
Результаты. Установлено, что наиболее значимыми прогностически неблагоприятными факторами исхода коинфекции ВИЧ/ТБ у пациентов пенитенциарного сектора медицины являются обширные, хронические, остропрогрессирующие процессы и внелегочные формы ТБ (χ2=8,38; p=0,0047), наличие активных ВИЧ-ассоциированных и СПИД-индикаторных заболеваний (χ2=39,69; p=0,0005), нарушения сердечного ритма (χ2=15,47; p=0,0007), низкие значения показателей иммунного статуса [число СD4+ лимфоцитов менее 88 клеток/мл (χ2=18,53; p=0,0005), концентрация ВИЧ в крови выше 600 000 копий/мкл (χ2=15,66; p=0,0007)].
Ключевые слова: коинфекция ВИЧ/туберкулез, уголовно-исполнительная система, прогнозирование.
Materials and methods. The material for the study was the data of hospitalization cards for patients with HIV/ТВ co-infection who were treated at the Tuberculosis Hospital branch of the Medical Sanitary Unit of the Federal Penitentiary Service of Russia located in the Udmurt Republic. The study group consisted of patients who were treated from 2012 to 2016, of which 51 cases of adverse outcome and 195 cases with a favorable outcome of the disease. The control group consisted of clinical cases of patients undergoing inpatient treatment in 2016–2018, of which 32 were with an unfavorable outcome and 89 cases with a favorable outcome that were discharged to the outpatient stage of treatment with improvement. The identification of the most significant prognostic adverse factors was carried out using the artificial neural network method using the software of the Encog Machine Learning Framework library. For statistical processing of indicators of the control group applied Chi-square test.
Results. It has been established that the most significant prognostically unfavorable factors for the outcome of HIV/ТВ co-infection in patients of the penitentiary medicine sector are the extensive, chronic, acute progressive and extrapulmonary ТВ (χ2=8.38; p=0.0047) associated and AIDS-indicator diseases (χ2=39.69; p=0.0005), cardiac arrhythmias (χ2=15.47; p=0.0007), low values of immune status (the number of CD 4 lymphocytes is less than 88 cells/ml (χ2=18.53; p=0.0005), the concentration of HIV in the blood is above 600,000 kopecks/ml (χ2=15.66; p=0.0007).
Key words: HIV/ТВ coinfection, penitentiary system, forecasting.
Материалы и методы. Материалом для исследования послужили данные карт стационарного лечения пациентов с коинфекцией ВИЧ/ТБ, проходивших лечение в филиале «Туберкулезная больница» Медико-санитарной части ФСИН России, расположенной на территории Удмуртской Республики. Исследуемую группу составили пациенты, проходившие лечение с 2012 по 2016 г., из них в 51 случае исход заболевания был неблагоприятным, в 195 – благоприятным. Группу сравнения составили больные, проходивших стационарное лечение в 2016–2018 гг., из которых у 32 исход был неблагоприятным, остальные 89 человек выписаны на амбулаторный этап лечения с улучшением. Выявление наиболее прогностически значимых неблагоприятных факторов осуществлялось с помощью метода искусственной нейронной сети на основе использования программного обеспечения библиотеки Encog Machine Learning Framework.
Результаты. Установлено, что наиболее значимыми прогностически неблагоприятными факторами исхода коинфекции ВИЧ/ТБ у пациентов пенитенциарного сектора медицины являются обширные, хронические, остропрогрессирующие процессы и внелегочные формы ТБ (χ2=8,38; p=0,0047), наличие активных ВИЧ-ассоциированных и СПИД-индикаторных заболеваний (χ2=39,69; p=0,0005), нарушения сердечного ритма (χ2=15,47; p=0,0007), низкие значения показателей иммунного статуса [число СD4+ лимфоцитов менее 88 клеток/мл (χ2=18,53; p=0,0005), концентрация ВИЧ в крови выше 600 000 копий/мкл (χ2=15,66; p=0,0007)].
Ключевые слова: коинфекция ВИЧ/туберкулез, уголовно-исполнительная система, прогнозирование.
________________________________________________
Materials and methods. The material for the study was the data of hospitalization cards for patients with HIV/ТВ co-infection who were treated at the Tuberculosis Hospital branch of the Medical Sanitary Unit of the Federal Penitentiary Service of Russia located in the Udmurt Republic. The study group consisted of patients who were treated from 2012 to 2016, of which 51 cases of adverse outcome and 195 cases with a favorable outcome of the disease. The control group consisted of clinical cases of patients undergoing inpatient treatment in 2016–2018, of which 32 were with an unfavorable outcome and 89 cases with a favorable outcome that were discharged to the outpatient stage of treatment with improvement. The identification of the most significant prognostic adverse factors was carried out using the artificial neural network method using the software of the Encog Machine Learning Framework library. For statistical processing of indicators of the control group applied Chi-square test.
Results. It has been established that the most significant prognostically unfavorable factors for the outcome of HIV/ТВ co-infection in patients of the penitentiary medicine sector are the extensive, chronic, acute progressive and extrapulmonary ТВ (χ2=8.38; p=0.0047) associated and AIDS-indicator diseases (χ2=39.69; p=0.0005), cardiac arrhythmias (χ2=15.47; p=0.0007), low values of immune status (the number of CD 4 lymphocytes is less than 88 cells/ml (χ2=18.53; p=0.0005), the concentration of HIV in the blood is above 600,000 kopecks/ml (χ2=15.66; p=0.0007).
Key words: HIV/ТВ coinfection, penitentiary system, forecasting.
Полный текст
Список литературы
1. Пономарев С.Б., Горохов М.М., Аверьянова Е.Л. Разработка модели на основе искусственной нейронной сети для прогнозирования развития СПИД у осужденных.
В сб.: Пенитенциарная медицина в России и за рубежом. М.: Изд-во ФКУ НИИ ФСИН России, 2019; с. 97–9.
[Ponomarev S.B., Gorokhov M.M., Aver'ianova E.L. Development of a model based on an artificial neural network to predict the development of AIDS in prisoners. In: Prison medicine in Russia and abroad. Moscow: Izd-vo FKU NII FSIN Rossii, 2019; s. 97–9 (in Russian).]
2. Аверьянова Е.Л. Горохов М.М., Пономарев С.Б., Пономарева А.С. Проблемы информационного мониторинга социально значимых заболеваний (на примере ВИЧ-инфекции в уголовно-исполнительной системе). Псков: Стерх, 2016.
[Aver'ianova E.L. Gorokhov M.M., Ponomarev S.B., Ponomareva A.S. Problems of information monitoring of socially significant diseases (for example, HIV infection in the penal system). Pskov: Sterkh, 2016 (in Russian).]
3. Васильева И.А., Стерликов С.А., Белиловский Е.М. и др. Туберкулез в учреждениях уголовно-исполнительной системы в странах Европы и в Российской Федерации. Туберкулез и болезни легких. 2018; 5: 6–13.
[Vasil'eva I.A., Sterlikov S.A., Belilovskii E.M. et al. Tuberkulez v uchrezhdeniiakh ugolovno-ispolnitel'noi sistemy v stranakh Evropy i v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2018; 5: 6–13 (in Russian).]
4. Стерликов С.А., Пономарев С.Б., Аверьянова Е.Л. Эпидемическая ситуация по коинфекции ВИЧ-туберкулез в уголовно-исполнительной системе Российской Федерации. Уральский мед. журн. 2018; 8: 95–7.
[Sterlikov S.A., Ponomarev S.B., Aver'ianova E.L. Epidemicheskaia situatsiia po koinfektsii VICh-tuberkulez v ugolovno-ispolnitel'noi sisteme Rossiiskoi Federatsii. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 95–7 (in Russian).]
5. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза у больных ВИЧ-инфекцией. Тверь: Триада, 2014.
[Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of tuberculosis in patients with HIV infection. Tver: Triada, 2014 (in Russian).]
6. Нечаева О.Б. Эпидемическая ситуация по туберкулезу среди лиц с ВИЧ-инфекцией в Российской Федерации. Туберкулез и болезни легких. 2017; 3: 13–9.
[Nechaeva O.B. Epidemicheskaia situatsiia po tuberkulezu sredi lits s VICh-infektsiei v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2017; 3: 13–9 (in Russian).]
7. Коломиец В.М. Патоморфоз туберкулеза в контингентах пенитенциарной системы. М., 2013.
[Kolomiets V.M. Pathomorphism of tuberculosis in the contingents of the penitentiary system. Moscow, 2013 (in Russian).]
8. Зимина В.Н., Васильева И.А., Батыров Ф.А. и др. Эффективность химиотерапии у больных туберкулезом в сочетании с ВИЧ-инфекцией. Туберкулез и болезни легких. 2013; 3: 15–21.
[Zimina V.N., Vasil'eva I.A., Batyrov F.A. et al. Effektivnost' khimioterapii u bol'nykh tuberkulezom v sochetanii s VICh-infektsiei. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2013; 3: 15–21 (in Russian).]
9. Гулиев Р.Р., Сенько О.В., Затейщиков Д.А. и др. Применение оптимальных разбиений для многопараметрического анализа данных в клинических исследованиях. Математическая биология и биоинформатика. 2016; 1: 46–63.
[Guliev R.R., Sen'ko O.V., Zateishchikov D.A. et al. Primenenie optimal'nykh razbienii dlia mnogoparametricheskogo analiza dannykh v klinicheskikh issledovaniiakh. Matematicheskaia biologiia i bioinformatika. 2016; 1: 46–63 (in Russian).]
10. Вострокнутов М.Е., Дюжева Е.В., Пономарев С.Б. Показатели риска летального исхода пациентов с коморбидной инфекцией ВИЧ и туберкулез, содержащихся в пенитенциарных учреждениях. Уральский мед. журн. 2018; 8: 29–32.
[Vostroknutov M.E., Diuzheva E.V., Ponomarev S.B. Pokazateli riska letal'nogo iskhoda patsientov s komorbidnoi infektsiei VICh i tuberkulez, soderzhashchikhsia v penitentsiarnykh uchrezhdeniiakh. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 29–32 (in Russian).]
2. Aver'ianova E.L. Gorokhov M.M., Ponomarev S.B., Ponomareva A.S. Problems of information monitoring of socially significant diseases (for example, HIV infection in the penal system). Pskov: Sterkh, 2016 (in Russian).
3. Vasil'eva I.A., Sterlikov S.A., Belilovskii E.M. et al. Tuberkulez v uchrezhdeniiakh ugolovno-ispolnitel'noi sistemy v stranakh Evropy i v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2018; 5: 6–13 (in Russian).
4. Sterlikov S.A., Ponomarev S.B., Aver'ianova E.L. Epidemicheskaia situatsiia po koinfektsii VICh-tuberkulez v ugolovno-ispolnitel'noi sisteme Rossiiskoi Federatsii. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 95–7 (in Russian).
5. Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of tuberculosis in patients with HIV infection. Tver: Triada, 2014 (in Russian).
6. Nechaeva O.B. Epidemicheskaia situatsiia po tuberkulezu sredi lits s VICh-infektsiei v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2017; 3: 13–9 (in Russian).
7. Kolomiets V.M. Pathomorphism of tuberculosis in the contingents of the penitentiary system. Moscow, 2013 (in Russian).
8. Zimina V.N., Vasil'eva I.A., Batyrov F.A. et al. Effektivnost' khimioterapii u bol'nykh tuberkulezom v sochetanii s VICh-infektsiei. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2013; 3: 15–21 (in Russian).
9. Guliev R.R., Sen'ko O.V., Zateishchikov D.A. et al. Primenenie optimal'nykh razbienii dlia mnogoparametricheskogo analiza dannykh v klinicheskikh issledovaniiakh. Matematicheskaia biologiia i bioinformatika. 2016; 1: 46–63 (in Russian).
10. Vostroknutov M.E., Diuzheva E.V., Ponomarev S.B. Pokazateli riska letal'nogo iskhoda patsientov s komorbidnoi infektsiei VICh i tuberkulez, soderzhashchikhsia v penitentsiarnykh uchrezhdeniiakh. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 29–32 (in Russian).
В сб.: Пенитенциарная медицина в России и за рубежом. М.: Изд-во ФКУ НИИ ФСИН России, 2019; с. 97–9.
[Ponomarev S.B., Gorokhov M.M., Aver'ianova E.L. Development of a model based on an artificial neural network to predict the development of AIDS in prisoners. In: Prison medicine in Russia and abroad. Moscow: Izd-vo FKU NII FSIN Rossii, 2019; s. 97–9 (in Russian).]
2. Аверьянова Е.Л. Горохов М.М., Пономарев С.Б., Пономарева А.С. Проблемы информационного мониторинга социально значимых заболеваний (на примере ВИЧ-инфекции в уголовно-исполнительной системе). Псков: Стерх, 2016.
[Aver'ianova E.L. Gorokhov M.M., Ponomarev S.B., Ponomareva A.S. Problems of information monitoring of socially significant diseases (for example, HIV infection in the penal system). Pskov: Sterkh, 2016 (in Russian).]
3. Васильева И.А., Стерликов С.А., Белиловский Е.М. и др. Туберкулез в учреждениях уголовно-исполнительной системы в странах Европы и в Российской Федерации. Туберкулез и болезни легких. 2018; 5: 6–13.
[Vasil'eva I.A., Sterlikov S.A., Belilovskii E.M. et al. Tuberkulez v uchrezhdeniiakh ugolovno-ispolnitel'noi sistemy v stranakh Evropy i v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2018; 5: 6–13 (in Russian).]
4. Стерликов С.А., Пономарев С.Б., Аверьянова Е.Л. Эпидемическая ситуация по коинфекции ВИЧ-туберкулез в уголовно-исполнительной системе Российской Федерации. Уральский мед. журн. 2018; 8: 95–7.
[Sterlikov S.A., Ponomarev S.B., Aver'ianova E.L. Epidemicheskaia situatsiia po koinfektsii VICh-tuberkulez v ugolovno-ispolnitel'noi sisteme Rossiiskoi Federatsii. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 95–7 (in Russian).]
5. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза у больных ВИЧ-инфекцией. Тверь: Триада, 2014.
[Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of tuberculosis in patients with HIV infection. Tver: Triada, 2014 (in Russian).]
6. Нечаева О.Б. Эпидемическая ситуация по туберкулезу среди лиц с ВИЧ-инфекцией в Российской Федерации. Туберкулез и болезни легких. 2017; 3: 13–9.
[Nechaeva O.B. Epidemicheskaia situatsiia po tuberkulezu sredi lits s VICh-infektsiei v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2017; 3: 13–9 (in Russian).]
7. Коломиец В.М. Патоморфоз туберкулеза в контингентах пенитенциарной системы. М., 2013.
[Kolomiets V.M. Pathomorphism of tuberculosis in the contingents of the penitentiary system. Moscow, 2013 (in Russian).]
8. Зимина В.Н., Васильева И.А., Батыров Ф.А. и др. Эффективность химиотерапии у больных туберкулезом в сочетании с ВИЧ-инфекцией. Туберкулез и болезни легких. 2013; 3: 15–21.
[Zimina V.N., Vasil'eva I.A., Batyrov F.A. et al. Effektivnost' khimioterapii u bol'nykh tuberkulezom v sochetanii s VICh-infektsiei. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2013; 3: 15–21 (in Russian).]
9. Гулиев Р.Р., Сенько О.В., Затейщиков Д.А. и др. Применение оптимальных разбиений для многопараметрического анализа данных в клинических исследованиях. Математическая биология и биоинформатика. 2016; 1: 46–63.
[Guliev R.R., Sen'ko O.V., Zateishchikov D.A. et al. Primenenie optimal'nykh razbienii dlia mnogoparametricheskogo analiza dannykh v klinicheskikh issledovaniiakh. Matematicheskaia biologiia i bioinformatika. 2016; 1: 46–63 (in Russian).]
10. Вострокнутов М.Е., Дюжева Е.В., Пономарев С.Б. Показатели риска летального исхода пациентов с коморбидной инфекцией ВИЧ и туберкулез, содержащихся в пенитенциарных учреждениях. Уральский мед. журн. 2018; 8: 29–32.
[Vostroknutov M.E., Diuzheva E.V., Ponomarev S.B. Pokazateli riska letal'nogo iskhoda patsientov s komorbidnoi infektsiei VICh i tuberkulez, soderzhashchikhsia v penitentsiarnykh uchrezhdeniiakh. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 29–32 (in Russian).]
________________________________________________
2. Aver'ianova E.L. Gorokhov M.M., Ponomarev S.B., Ponomareva A.S. Problems of information monitoring of socially significant diseases (for example, HIV infection in the penal system). Pskov: Sterkh, 2016 (in Russian).
3. Vasil'eva I.A., Sterlikov S.A., Belilovskii E.M. et al. Tuberkulez v uchrezhdeniiakh ugolovno-ispolnitel'noi sistemy v stranakh Evropy i v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2018; 5: 6–13 (in Russian).
4. Sterlikov S.A., Ponomarev S.B., Aver'ianova E.L. Epidemicheskaia situatsiia po koinfektsii VICh-tuberkulez v ugolovno-ispolnitel'noi sisteme Rossiiskoi Federatsii. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 95–7 (in Russian).
5. Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of tuberculosis in patients with HIV infection. Tver: Triada, 2014 (in Russian).
6. Nechaeva O.B. Epidemicheskaia situatsiia po tuberkulezu sredi lits s VICh-infektsiei v Rossiiskoi Federatsii. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2017; 3: 13–9 (in Russian).
7. Kolomiets V.M. Pathomorphism of tuberculosis in the contingents of the penitentiary system. Moscow, 2013 (in Russian).
8. Zimina V.N., Vasil'eva I.A., Batyrov F.A. et al. Effektivnost' khimioterapii u bol'nykh tuberkulezom v sochetanii s VICh-infektsiei. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2013; 3: 15–21 (in Russian).
9. Guliev R.R., Sen'ko O.V., Zateishchikov D.A. et al. Primenenie optimal'nykh razbienii dlia mnogoparametricheskogo analiza dannykh v klinicheskikh issledovaniiakh. Matematicheskaia biologiia i bioinformatika. 2016; 1: 46–63 (in Russian).
10. Vostroknutov M.E., Diuzheva E.V., Ponomarev S.B. Pokazateli riska letal'nogo iskhoda patsientov s komorbidnoi infektsiei VICh i tuberkulez, soderzhashchikhsia v penitentsiarnykh uchrezhdeniiakh. Ural'skii med. zhurn. 2018; 8: 29–32 (in Russian).
Авторы
М.Е. Вострокнутов
Филиал (г. Ижевск) ФКУ «Научно-исследовательский институт Федеральной службы исполнения наказаний», Ижевск, Россия
*89128762926@yandex.ru
Research Institute of the Federal Penitentiary Service of Russia, Izhevsk, Russia
*89128762926@yandex.ru
Филиал (г. Ижевск) ФКУ «Научно-исследовательский институт Федеральной службы исполнения наказаний», Ижевск, Россия
*89128762926@yandex.ru
________________________________________________
Research Institute of the Federal Penitentiary Service of Russia, Izhevsk, Russia
*89128762926@yandex.ru
Цель портала OmniDoctor – предоставление профессиональной информации врачам, провизорам и фармацевтам.