Отделение за електрически системи и автоматизация, Университет в Пиза, Пиза, Италия

невронни

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Институт Dulbecco Telethon в Агенцията по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по психиатрия, невробиология, фармакология и биотехнологии, Медицински факултет, Университет в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по психиатрия, невробиология, фармакология и биотехнологии, Медицински факултет, Университет в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

Отделение за електрически системи и автоматизация, Университет в Пиза, Пиза, Италия

Отделение по ендокринология и метаболизъм, Университетска болница в Пиза, Пиза, Италия

  • Паоло Пиаджи,
  • Чита Липи,
  • Паола Фиерабрачи,
  • Маргарита Мафеи,
  • Алба Калдерон,
  • Мауро Маури,
  • Марко Анселмино,
  • Джовани Батиста Касано,
  • Паоло Вити,
  • Алдо Пинчера

Фигури

Резюме

Заден план

Затлъстяването се приема единодушно като глобална епидемия и основен фактор, допринасящ за развитието на много често срещани заболявания. Лапароскопската регулируема стомашна лента (LAGB) е един от най-популярните хирургични подходи в световен мащаб. И все пак може да се очаква значителна вариабилност в резултатите и значителна степен на неуспех и все още се обсъжда кои категории пациенти са по-подходящи за този тип бариатрични процедури. Целта на това проучване е да се изгради статистически модел, базиран както на психологически, така и на физически данни, за да се предскаже загуба на тегло при пациенти със затлъстяване, лекувани от LAGB, и да се предостави ценен инструмент за подбор на пациенти, които могат да се възползват от тази процедура.

Методология/Основни констатации

Изследваната популация се състоеше от 172 жени със затлъстяване, със среден ± SD хирургичен и постоперативен индекс на телесна маса (ИТМ) съответно 42,5 ± 5,1 и 32,4 ± 4,8 kg/m 2. На субектите е прилаган изчерпателният тест за психопатология Многофазен инвентаризатор на личността на Минесота-2 (MMPI-2). Основната цел на проучването беше да се използват хирургични данни за прогнозиране на индивидуален терапевтичен резултат по отношение на загуба на излишно тегло (EWL) след 2 години. Извършен е многократен анализ на линейна регресия, използвайки MMPI-2, BMI и възраст, за да се определят променливите, които най-добре прогнозират EWL. Въз основа на избраните променливи, включително възраст и 3 психометрични скали, бяха използвани изкуствени невронни мрежи (ANN), за да се подобри доброто предсказване. Линейните и нелинейните модели бяха сравнени в техните задачи за класификация и прогнозиране: резултатът от нелинейния модел беше по-добър при монтирането на данни (съответно 36% срещу 10% дисперсия) и осигури по-надеждни параметри за точност и грешна класификация (70 % и 30% срещу 66% и 34%, съответно).

Заключения/Значение

Моделите ANN могат успешно да се прилагат за прогнозиране на загуба на тегло при жени със затлъстяване, лекувани от LAGB. Този подход може да представлява ценен инструмент за избор на най-добрите кандидати за операция, като се възползва от интегриран мултидисциплинарен подход.

Цитат: Piaggi P, Lippi C, Fierabracci P, Maffei M, Calderone A, Mauri M, et al. (2010) Изкуствени невронни мрежи в прогнозата за резултатите от регулируемата стомашна лента при затлъстели жени. PLoS ONE 5 (10): e13624. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013624

Редактор: Джеръми Майлс, корпорация RAND, Съединени американски щати

Получено: 3 февруари 2010 г .; Прието: 4 октомври 2010 г .; Публикувано: 27 октомври 2010 г.

Финансиране: Тези автори нямат подкрепа или финансиране, за да докладват.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Затлъстяването се приема единодушно като глобална епидемия и основен фактор, допринасящ за развитието на много често срещани заболявания, наблюдавани в медицинската практика. Затлъстяването представлява сериозна загриженост за общественото здраве, като намалява продължителността на живота и увеличава разходите за здравеопазване. Драматичното нарастване на разпространението на затлъстяването е отчасти свързано с факта, че конвенционалните терапии имат ограничена ефикасност и следователно ефективното управление на затлъстяването се превърна във важен клиничен фокус [1], [2]. Интервенциите в начина на живот могат да осигурят различна степен на загуба на тегло. Основните характеристики са спазването на диетична стратегия и програми за упражнения, но обикновено се съобщава за висок процент на рецидив. Надеждата за разработването на нови лекарства против затлъстяване нараства от напредъка, постигнат в нашето разбиране на механизмите, които контролират телесното тегло и хомеостазата на телесната енергия. И все пак наличните възможности за фармакотерапия са ограничени и при пациенти със силно затлъстяване тяхната ефикасност обикновено е недостатъчна и временна.

Ефективността и профилът риск-полза на медицинската интервенция изискват разширен анализ на данните, за да се класифицират типологиите на пациентите и да се предвидят ефектите от терапиите във всеки клас. Тази цел може да бъде поставена чрез присъединяване на опита на медицински екип, експерт по лечение на затлъстяване и изследователи в областта на идентифицирането на модели и извличането на данни.

Изкуствените невронни мрежи (ANN) [22] са гъвкави нелинейни математически системи, способни да моделират сложни функции. ANN могат да се прилагат всеки път, когато има връзка между независими предикторски променливи (входове) и зависими предсказани променливи (изходи), дори когато тази връзка е съставна, многомерна и нелинейна. Друго предимство е, че ANN се учат като пример и специфичен резултат (например загуба на тегло) може да бъде свързан с интерактивна комбинация от промени в подмножество на променливите, които се наблюдават (напр. Характеристики на пациентите) чрез обучителни алгоритми, които автоматично отчитат също влиянието на особена среда (център за затлъстяване), която медиира връзката между предикторите и резултата. ANN изглежда са по-добри при прогнозиране на загуба на тегло след бариатрична хирургия, отколкото традиционните стратегии като логистична регресия [23].

Целта на това проучване е да изследва ефективността на ANN моделите за прогнозиране на загуба на тегло при жени със затлъстяване, лекувани от LAGB, и да осигури инструмент с клинична стойност при подбора на пациенти, които могат да се възползват от LAGB. Възрастта и ИТМ на пациентите са избрани, тъй като тези параметри са докладвани последователно сред предикторите за успех на LAGB. Използвани са данни, събрани от Минесотския многофазен инвентаризатор на личността-2 (MMPI-2), тъй като това е един от най-често срещаните психометрични тестове, който осигурява обективно разбиране на мотивационните модели, както и широколентов измерващ личността и психопатологията на пациента.

Методи

Участници

От март 2003 г. до септември 2006 г. 235 затлъстели жени са претърпели LAGB (шведска регулируема стомашна лента от Ethicon Endosurgery, Johnson and Johnson, New Brunswick, NJ, USA) в Центъра за затлъстяване на Университетската болница в Пиза. LAGB, измежду различни хирургични процедури, беше избран според следните критерии за избор: ИТМ 40 до 60 kg/m 2 или BMI 35 до 40 kg/m 2 със сериозни медицински състояния, свързани със затлъстяването. Пациенти с психотични разстройства, големи разстройства на настроението, личностни разстройства, злоупотреба с алкохол или вещества, булимия нервоза или разстройство на преяждане бяха изключени от LAGB. По време на операцията никой от пациентите не е приемал психотропни лекарства. Предхирургичната оценка за всеки пациент включва клиничен преглед, лабораторно и инструментално изследване, психологическа и психопатологична оценка и оценка на хранителното поведение. Клиничните и инструментални изследвания на всеки пациент са извършени в съответствие с италианските насоки за затлъстяване и всеки пациент е лекуван съгласно подходящи протоколи за неговото/нейното състояние. След операцията пациентите периодично се наблюдават в Центъра и се изчислява загуба на наднормено тегло (EWL) при 2-годишно проследяване.

Психологичната/психиатрична оценка се състоеше от клинични интервюта и администриране на MMPI-2. MMPI-2 е най-широко използваният въпросник за определяне на присъствието на психопатология и е внимателно проучен и нормиран [24] - [26]. Въпросникът включва 567 твърдения и субектите трябва да отговорят „вярно“ или „невярно“ според това, което е предимно вярно или невярно за тях. Тестът е предназначен за лица на възраст над 18 години. Първите 370 елемента са разделени на 10 клинични скали и 3 скали за валидност. Това проучване също така използва скали на съдържанието, които се състоят от групи от елементи, отнасящи се до едно и също психологическо измерение и поведенческа област. Необработените резултати от всяка скала се трансформират в стандартизирани T оценки: на клиничната скала и скалата за валидност T оценка 50 е приблизителната средна популация със стандартно отклонение 10. AT резултат от 65, съответстващ на 92-ия процентил, изглежда оптимална гранична точка за отделяне на нормативните проби от „клинично интерпретируема” проба. Ако T оценката на скалите за валидност надвишава предварително зададените прагове (скала на Lie≥80, рядкост≥90 и корекция≥80), съществува възможност тестът да не е валиден.

Сред 235 пациенти 8 MMPI-2 се считат за невалидни, тъй като над 30 от 567 въпроса остават без отговор. Десет пациенти не са попълнили тестовете поради лош италиански език (4 пациенти) или ниско образователно ниво. Двадесет и пет пациенти не са върнали психологическия тест без конкретни причини. Сред останалите 192 жени 2 забременяват в рамките на 2 години след операцията и не са включени в анализа. При 5 пациенти лентата трябваше да бъде премахната поради приплъзване (1 пациент) или неконтролируемо повръщане. Шест пациенти не са получили последващо посещение на 2 години: един се е преместил в чужда държава, а петима са имали последващо посещение след 2 години и 6 месеца. Седем пациенти предпочитат да бъдат проследявани в болница по-близо до родния си град.

Като цяло изследваната популация се състои от 172 жени със затлъстяване, на възраст от 19 до 67 години (средна възраст ± SD = 41,7 ± 11,3 години) със среден ± SD хирургичен и постхирургичен (24 месеца след интервенцията) ИТМ от 42,5 ± 5,1 kg/m 2 и 32,4 ± 4,8 kg/m 2, съответно. Таблица 1 показва основните фенотипни характеристики на изследваната група преди намесата на LAGB.