SYNTHESIS OF FUZZY MODELS FOR ASSESSING THE LEVEL OF PROTECTION OF THE BODY BY INDICATORS OF IMMUNE STATUS

Abstract

Целью исследования является разработка метода синтеза нечетких моделей оценки уровня защиты организма по показателям иммунного статуса, использование которых позволит улучшить качество прогнозирования и диагностики заболеваний, вызываемых вредными микроорганизмами. Известно, что защитная система организма, включая иммунную систему, имеет сверхсложную достаточно плохо изученную структуру динамического типа, что не позволяет получить надежные модели количественной оценки уровня защиты организма с последующим выбором адекватных схем профилактики и лечения. В данной работе исследуются вопросы использования показателей, характеризующих иммунный статус организма для количественной оценки уровня защиты организма от воздействия разнообразных микроорганизмов. Показывается, что приемлемых для практики результатов удается достичь, если в качестве базового математического аппарата для оценки уровня защиты по показателям иммунного статуса использовать методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил. Раскрываются механизмы встраивания показателей уровня защиты в прогностические и диагностические решающие правила. Используя предложенный метод по данным иммунного статуса определяемого в ходе лабораторных исследований, получены функции уровня защиты и финальная модель оценки уровня защиты от рецидива генитального герпеса. В результате экспертного оценивания и математического моделирования было показано, что уверенность в оценке уровня защиты от рецидива генитального герпеса по показателям иммунного статуса с использованием предложенной модели превышает величину 0,9, что является хорошим результатом для исследуемого класса задач. В ходе проведенных исследований разработан метод оценки уровня защиты по показателям иммунного статуса, отличающийся использованием нечеткой парадигмы, в рамках которой синтез функций уровня защиты производится, как с использованием обучающих выборок различного объема, так и при их отсутствии, используя в качестве ориентиров при выборе формы и параметров соответствующих функций данные о состоянии здоровья обследуемых, позволяющий строить модели оценки уровня защиты для различных структур организма, для различных уровней нарушений и различных возбудителей болезни. В качестве примера получены функции уровня защиты от рецидива генитального герпеса и показано, что уверенность в оценке уровня защиты от рецидива генитального герпеса по показателям иммунного статуса с использованием предложенной модели превышает величину 0,9, что позволяет рекомендовать полученные результаты в медицинскую практику The aim of the study is to develop a method for synthesizing fuzzy models for assessing the level of protection of the body by indicators of immune status, the use of which will improve the quality of forecasting and diagnosis of diseases caused by harmful microorganisms. It is known that the body's defense system, including the immune system, has an extremely complex and poorly studied dynamic structure, which does not allow us to obtain reliable models of quantitative assessment of the level of protection of the body with the subsequent choice of adequate prevention and treatment regimens. This paper investigates the use of indicators characterizing the immune status of the body to quantify the level of protection of the body from the effects of various microorganisms. It is shown that results acceptable for practice can be achieved if, as a basic mathematical apparatus, the methodology of synthesis of hybrid fuzzy decision rules is used to assess the level of protection by indicators of immune status. The mechanisms of embedding protection level indicators in predictive and diagnostic decision rules are revealed. Using the proposed method, according to the data of the immune status determined during laboratory studies, the functions of the level of protection and the final model for assessing the level of protection against recurrence of genital herpes were obtained. As a result of expert evaluation and mathematical modeling, it was shown that the confidence in assessing the level of protection against recurrence of genital herpes in terms of immune status using the proposed model exceeds 0.9, which is a good result for the class of tasks under study. In the course of the conducted research, a method for assessing the level of protection by indicators of immune status has been developed, characterized by the use of a fuzzy paradigm, within which the synthesis of functions of the level of protection is carried out, both using training samples of various volumes and in their absence, using state data as guidelines when choosing the form and parameters of the corresponding functions health of the subjects, which allows to build models for assessing the level of protection for various structures of the body, for various levels of disorders and various pathogens. As an example, the functions of the level of protection against recurrence of genital herpes were obtained and it was shown that the confidence in assessing the level of protection against recurrence of genital herpes in terms of immune status using the proposed model exceeds 0.9, which allows us to recommend the results obtained in medical practice