kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2023-3/01UBMMHPkurskvest-1208Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEЭндоскопическая ультрасонография в дифференциальной диагностике обструктивной патологии большого сосочка двенадцатиперстной кишки с использованием нечетких моделей диагностикиEndoscopic ultrasonography in the differential diagnosis of obstructive pathology of the major duodenal papilla using fuzzy diagnostic modelshttps://orcid.org/0000-0003-2028-746XБелозеровВладимир АнатольевичBelozerovVladimir A.

к.м.н., врач отделения эндоскопии, КОМКБ, г. Курск

Cand. Sci. (Med.), doctor at the Endoscopy department, KRMCH, Kursk, Russian Federation

b9102107495@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6685-3183ОхотниковОлег ИвановичOkhotnikovOleg I.

д.м.н., профессор кафедры лучевой диагностики и терапии ИНО, КГМУ, г. Курск

Dr. Sci. (Med.), Professor at the Department of Surgical Diseases of ICE, KSMU, Kursk, Russian Federation

oleg_okhotnikov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6761-562XБондаревГеннадий АлексеевичBondarevGennadiy A.

д.м.н., профессор кафедры хирургических болезней ИНО, КГМУ, г. Курск

Dr. Sci. (Med.), Professor at the Department of Surgical Diseases of ICE, KSMU, Kursk, Russian Federation

gennadiy_bondarev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2048-0956КореневскийНиколай АлексеевичKorenevskiyNikolay A.

д.т.н., профессор, зав. кафедрой биомедицинской инженерии, ЮЗГУ, г. Курск

Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Department of Biomedical Engineering, SWSU, Kursk, Russian Federation

kstu-bmi@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6741-3358ГригорьевНиколай НиколаевичGrigorievNikolay N.

д.м.н., профессор кафедры хирургических болезней ИНО, КГМУ, г. Курск

Dr. Sci. (Med.), Professor at the Department of Surgical Diseases of ICE, KSMU, Kursk, Russian Federation

kurskmed@mail.ruКурская областная многопрофильная клиническая больница (КОМКБ)РоссияKursk Regional Multidisciplinary Clinical Hospital (KRMCH)Russian FederationКурский государственный медицинский университет (КГМУ)РоссияKursk State Medical University (KSMU)Russian FederationЮго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)РоссияSouthwest State University (SWSU)Russian Federation0000-0002-6741-3358РоссияKursk State Medical University (KSMU)Russian Federation202330112023263412Copyright © Белозеров В.А., Охотников О.И., Бондарев Г.А., Кореневский Н.А., Григорьев Н.Н., 20232023Белозеров В.А., Охотников О.И., Бондарев Г.А., Кореневский Н.А., Григорьев Н.Н.Belozerov V.A., Okhotnikov O.I., Bondarev G.A., Korenevskiy N.A., Grigoriev N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1208

Цель: повышение качества эндоскопической ультрасонографии (ЭУС) в диагностике обструктивной патологии большого сосочка двенадцатиперстной кишки (БСДК) с использованием нечетких моделей диагностики. Материалы и методы. В исследование включены 189 пациентов, лечившихся в Курской областной многопрофильной клинической больнице в 2013-2023 гг. У 134 человек (70,9%) был диагностирован стеноз БСДК, у 24 (12,7%) - одиночные доброкачественные новообразования сосочка, у 31 (16,4%) пациента - злокачественные опухоли БСДК. На основании анализа результатов лечения изучена возможность дифференциальной диагностики патологии БСДК по данным ЭУС с использованием нечетких моделей диагностики. Дифференциация проводилась с применением методологии синтеза гибридных нечетких решающих правил, в рамках которой дефицит статистических данных восполняется клиническими знаниями экспертов, что определяет возможность построения функции принадлежности к дифференцируемой патологии. Результаты. В рамках методологии разработаны информативные эхографические критерии диагностики различной патологии БСДК на основе данных эндосонографии, систематизированные и представленные в виде эталонных эндосонограмм и реперных схем, которые максимально полно отражают характеристики объекта диагностики. По данным экспертной оценки определены коэффициенты уверенности в принимаемых решениях, являющиеся основой диагностического алгоритма. Результаты математического моделирования показали уверенность в правильной диагностике патологических изменений с использованием синтезированных нечетких алгоритмов свыше 0,85, что является приемлемым результатом для клинического применения. Заключение. Использование разработанной нечеткой модели в сочетании с визуальным осмотром папиллярной зоны (что обеспечивает метод ЭУС) приближает диагностическую точность дифференциальной диагностики к максимальным значениям.

Objective: to improve the quality of endoscopic ultrasonography (EUS) in the diagnosis of obstructive pathology of the major duodenal papilla (MDP) using fuzzy diagnostic models. Materials and methods. The study included 189 patients treated at the Kursk Regional Multidisciplinary Clinical Hospital in 2013-2023. 134 people (70.9%) were diagnosed with MDP stenosis, 24 (12.7%) had single benign papillary neoplasms, 31 (16.4%) patients had malignant MDP tumors. Based on the analysis of treatment results, the possibility of differential diagnosis of duodenal papilla pathology according to endoscopic ultrasonography using fuzzy diagnostic models was studied. Differentiation was carried out using the methodology of synthesis of hybrid fuzzy decision rules, in which the lack of statistical data is filled with the clinical knowledge of experts, which determines the possibility of constructing a function of belonging to a differentiable pathology. Results. Within the framework of the methodology, informative echographic criteria for the diagnosis of various pathology of MDP have been developed based on endosonography data, systematized and presented in the form of reference endosonograms and reference schemes that fully reflect the characteristics of the diagnostic object. According to the expert assessment, the coefficients of confidence in the decisions made, which are the basis of the diagnostic algorithm, are determined. The results of mathematical modeling showed confidence in the correct diagnosis of pathological changes using synthesized fuzzy algorithms over 0.85, which is an acceptable result for clinical use. Conclusion. The use of the developed fuzzy model in combination with visual examination of the papillary zone (which provides the EUS method), brings the diagnostic accuracy of differential diagnosis to the maximum values.

обструктивная патологиябольшой сосочек двенадцатиперстной кишкиэндоскопическая ультрасонографиянечеткие математические моделиobstructive pathologymajor duodenal papillaendoscopic ultrasonographyfuzzy mathematical modelsReferencesШулешова А.Г., Брехов Е.И., Добрусин В.В., Прокопович А.И., Старостенко А.В., Кардаш Н.А. Диагностика и эндоскопические методы лечения заболеваний большого дуоденального сосочка. Медицинский вестник МВД. 2012;56(1):8-17. EDN: NGDNKP.Shuleshova A., Brekhov Ye., Dobrusin V., Prokopovich A., Starostenko A., Kardash N. Diagnosis and results of endoscopic methods of treatment of major duodenal papilla diseases. Meditsinskii vestnik MVD. 2012;56(1):8-17 (in Russ.). EDN: NGDNKP.Kim M.H., Lee S.K., Seo D.W., Won S.Y., Lee S.S., Min Y.I. Tumors of the major duodenal papilla. Gastrointestinal Endoscopy. 2001;54(5):609-620. DOI: 10.1067/mge.2001.119254.Kim M.H., Lee S.K., Seo D.W., Won S.Y., Lee S.S., Min Y.I. Tumors of the major duodenal papilla. Gastrointestinal Endoscopy. 2001;54(5):609-620. DOI: 10.1067/mge.2001.119254.Hew W.Y., Joo K.R., Cha J.M., Shin H.P., Lee J.I., Park J.J., Lim J.U., Feasibility of forward-viewing upper endoscopy for detection of the major duodenal papilla. Dig Dis Sci. 2011;56(10):2895-2899. DOI: 10.1007/s10620-011-1668-0.Hew W.Y., Joo K.R., Cha J.M., Shin H.P., Lee J.I., Park J.J., Lim J.U., Feasibility of forward-viewing upper endoscopy for detection of the major duodenal papilla. Dig Dis Sci. 2011;56(10):2895-2899. DOI: 10.1007/s10620-011-1668-0.Castillo C. Endoscopic ultrasound in the papilla and the periampullary region. World J Gastrointest Endosc. 2010;2(8):278-287. DOI: 10.4253/wjge.v2.i8.278.Castillo C. Endoscopic ultrasound in the papilla and the periampullary region. World J Gastrointest Endosc. 2010;2(8):278-287. DOI: 10.4253/wjge.v2.i8.278.Albores-Saavedra J., Schwartz A.M., Batich K., Henson D.E. Cancers of the ampulla of vater: demographics, morphology, and survival based on 5,625 cases from the SEER program. J Surg Oncol. 2009;100:598.Albores-Saavedra J., Schwartz A.M., Batich K., Henson D.E. Cancers of the ampulla of vater: demographics, morphology, and survival based on 5,625 cases from the SEER program. J Surg Oncol. 2009;100:598.Орлова М.В., Ким В.А., Быстровская Е.В. Диагностика опухолей большого сосочка двенадцатиперстной кишки. Эффективная фармакотерапия. 2020;16(30):74-80. DOI: 10.33978/2307-3586-2020-16-30-74-80. EDN: ASTZQV.Orlova M.V., Kim V.A., Bystrovskaya YE.V. Diagnosis of tumors of the major duodenal papilla. Effektivnaya farmakoterapiya. 2020;16(30):74-80 (in Russ.). DOI: 10.33978/2307-3586-2020-16-30-74-80. EDN: ASTZQV.Козлова Н.М. Болезни желчевыводящих путей: Учебное пособие. Иркутск: Иркутский государственный медицинский университет, 2020. 77 с.Kozlova N.M. Diseases of the biliary tract: A textbook. Irkutsk: Irkutskii gosudarstvennyi meditsinskii universitet, 2020. 77 p. (in Russ.)Hartenfels I.M., Dukat A., Burg J., Hansen M., Jung M. Adenomas of Vater's ampulla and of the duodenum. Presentation of diagnosis and therapy by endoscopic interventional and surgical methods. Chirurg. 2002;73(3):235-240.Hartenfels I.M., Dukat A., Burg J., Hansen M., Jung M. Adenomas of Vater's ampulla and of the duodenum. Presentation of diagnosis and therapy by endoscopic interventional and surgical methods. Chirurg. 2002;73(3):235-240.Кореневский Н.А., Родионова С.Н., Хрипина И.И. Методология синтеза гибридных нечетких решающих правил для медицинских интеллектуальных систем поддержки принятия решений. Старый Оскол: ТНТ, 2019.Korenevskii N.A., Rodionova S.N., Khripina I.I. Methodology of synthesis of hybrid fuzzy decision rules for medical intelligent decision support systems. Staryi Oskol: TNT, 2019. (in Russ.)Белозеров В.А., Кореневский Н.А. Нечеткие модели дифференциальной диагностики очаговых образований поджелудочной железы по данным эндоскопической ультрасонографии на основе анализа реперных схем эталонных эндосонограмм. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2020;10(34):118-135. EDN: QFYBWM.Belozerov VA, Korenevskij NA. Differential diagnosis of focal formations of the pancreas using fuzzy models according to endoscopic ultrasonography data based on analysis of repeated schemes of ethalonomography. Proceedings of the southwest state university. Series: control, computer engineering, information science. Medical instruments engineering. 2020;10(3\4):118-135 (in Russ.). EDN: QFYBWM.Белозеров В.А., Охотников О.И., Кореневский Н.А., Григорьев С.Н. Дифференциальная диагностика очаговых образований поджелудочной железы по данным эндоскопической ультрасонографии на основе анализа текстуры и с использованием нечетких математических моделей. Онкологический журнал. Лучевая диагностика, лучевая терапия. 2021;4(3):64-73. DOI:10.37174/2587-7593-2021-4-3-64-73. EDN: NGLZWH.Belozerov V.A., Ohotnikov O.I., Korenevskij N.A., Grigorev S.N. Differential Diagnostics focal pancreatics masses based on the analysis of the echographic texture of endosonograms using fussy mathematical models. Journalof oncology: diagnostic radiology and radiotherapy. 2021;4(3):64-73 (in Russ.). DOI:10.37174/2587-7593-2021-4-3-64-73. EDN: NGLZWH.Нечипай А.М., Орлов С.Ю., Федоров Е.Д. ЭУСбука. Руководство по эндоскопической ультрасонографии. Москва: Практическая медицина; 2013.Nechipai A.M., Orlov S.Yu., Fedorov E.D. EUSbuka. Guidelines for endoscopic ultrasonography. Moscow: Prakticheskaya meditsina, 2013. (in Russ.)Hawes R.H., Fockens P. Endosonography. Elsevier Inc., 2006. 329 p.Hawes R.H., Fockens P. Endosonography. Elsevier Inc., 2006. 329 p.Ridtitid W., Schmidt S.E., Al-Haddad M.A., LeBlanc J., DeWitt J.M, McHenry L., Fogel E.L, Watkins J.L., et al. Performance characteristics of EUS for locoregional evaluation of ampullary lesions. Gastrointest. Endosc. 2015;81(2):380-388. DOI: 10.1016/j.gie.2014.08.005.Ridtitid W., Schmidt S.E., Al-Haddad M.A., LeBlanc J., DeWitt J.M, McHenry L., Fogel E.L, Watkins J.L., et al. Performance characteristics of EUS for locoregional evaluation of ampullary lesions. Gastrointest. Endosc. 2015;81(2):380-388. DOI: 10.1016/j.gie.2014.08.005.Korenevskiy N.A. Application of fuzzy logic for decision-making in medical expert systems. Biomedical engineering. 2015;49:46-49. DOI: 10.1007/s10527-015-9494-x.Korenevskiy N.A. Application of fuzzy logic for decision-making in medical expert systems. Biomedical engineering. 2015;49:46-49. DOI: 10.1007/s10527-015-9494-x.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.