Прогнозирование различных форм эндометриоза с применением искусственных нейронных сетей

Введение. Эндометриоз является трудно диагностируемой патологией, что связано с разнообразием клинической картины заболевания, а также отсутствием высокоточных маркеров, необходимых для быстрой, неинвазивной диагностики и назначения патогенетически обоснованного своевременного лечения заболевания.

Цель работы: разработка компьютерной системы, позволяющей оценить вероятность наличия у женщин эндометриоза различных локализаций, на основе математического аппарата искусственных нейронных сетей.

Материал и методы. Построение математических моделей нейронной сети и их тестирование проводилось на основе данных о 110 пациентках с заранее морфологически подтвержденным эндометриозом, которые были разделены на обучающую и тестовую выборки. Построение моделей осуществлялось на основе анамнестических данных, результатов протеомного и иммуноферментного анализов плазмы крови.

Результаты и обсуждение. В ходе исследования были построены четыре математические модели нейронной сети, осуществляющие прогнозирование наличия или отсутствия у женщины эндометриоза, а также локализации в случае его наличия. На основе данных математических моделей была разработана компьютерная система Diff erential diagnosis of endometriosis, позволяющая оценить вероятность наличия у пациентки эндометриоза и его локализации на основании данных, полученных в результате обучения нейронных сетей.

Заключение. Разработанная компьютерная диагностическая система позволяет на основании сведений о пациентке и результатах ее обследования прогнозировать наличие у нее эндометриоза, а также его локализации с вероятностью более 80% в зависимости от прогнозируемой локализации. Данная система может применяться при осуществлении дифференциальной диагностики эндометриоза с другими заболеваниями репродуктивной системы женщин, а также для дифференциальной диагностики различных локализаций эндометриоза.

1. Дамиров М.М. Современная тактика ведения больных с аденомиозом: практическое руководство. М.: БИНОМ; 2015:112.

2. Bratila E., Comandasu D.-E., Coreleuca C., Cirstoiu M., Bohiltea R., Mehedintu C. et al. Gastrointestinal symptoms in endometriosis correlated with the disease stage. In: Proceedings XXXVI National Congress of Gastroenterology, Hepatology and Digestive Endoscopy. Bologna, Filodiritto Publisher; 2016:66–70.

3. Сивова Е.Н., Пашов А.И., Букреев А.В., Фокина А.П. Некоторые вопросы этиологии и патогенеза пролиферативных процессов эндометрия. Сибирское медицинское обозрение. 2015;(1):16–22.

4. Moga M.A., Balan A., Dimienescu O.G., Burtea V., Dragomir R.M., Anastasiu V.C. Circulating miRNAs as biomarkers for endometriosis and endometriosis-related ovarian cancer – An overview. J. Clin. Med. 2019;8(5):735. DOI: 10.3390/jcm8050735.

5. Warren L.A., Shih A., Renteira S.M., Seckin T., Blau B., Simpfendorfer K. et al. Analysis of menstrual effl uent: diagnostic potential for endometriosis. Mol. Med. 2018;24(1):1. DOI: 10.1186/s10020-018-0009-6.

6. Esmaeilzadeh S., Mirabi P., Basirat Z., Zeinalzadeh M., Khafri S. Association between endometriosis and hyperprolactinemia in infertile women. Iran. J. Reprod. Med. 2015;13(3):155–160.

7. Argawal S.K., Chapron C., Giudice L.C., Laufer M.R., Lyland N., Missmer S.A. et al. Clinical diagnosis of endometriosis: A call to action. Am. J. Obstet. Gynecol. 2019;220(4):354.e1–354.e12. DOI: 10.1016/j.ajog.2018.12.039.

8. Patel B.G., Lenk E.E., Lebovic D.I., Shu Y., Yu J., Taylor R.N. Pathogenesis of endometriosis: Interaction between endocrine and infl ammatory pathways. Best Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2018;50:50–60. DOI: 10.1016/j.bpobgyn.2018.01.006.

9. Irungu S., Mavrelos D., Worthington J., Blyuss O., Saridogan E., Timms J.F. Discovery of non-invasive biomarkers for the diagnosis of endometriosis. Clinical Proteomics. 2019;16:14. DOI: 10.1186/s12014-019-9235-3.

10. Ярмолинская М.И., Айламазян Э.К. Генитальный эндометриоз: различные грани проблемы. СПб.: Эко-Вектор; 2017:615.

11. Anastasiu C.V., Moga M.A., Neculau E.A., Balan A., Scarneciu I., Dragomir R.M. et al. Biomarkers for the noninvasive diagnosis of endometriosis: state of the art and future perspectives. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(5):1750. DOI: 10.3390/ijms21051750.

12. Красильникова Л.В. Эндометриоз: морфологические аспекты, диагностика, современная терапевтическая тактика. Современные проблемы науки и образования. 2015;(5). URL: http://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=22517 (дата обращения: 17.06.2020).