Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Modelování a kvantifikace rizik v lékařství, zpracování biomedicínckých dat

SP2011/100

Jahoda Pavel RNDr., Ph.D.

prof. Ing. Radim Briš, CSc.

01. 01. 2011 - 31. 12. 2011

Projekt je zaměřen na praktické využití statistiky v lékařství. Rádi bychom navázali na výzkum, který jsme prováděli v roce 2010 v rámci projektu SGS "Využití moderních statistických metod v biomedicínském výzkumu" (SP20170). Chceme pracovat na několika tematicky blízkých směrech výzkumu. Hlavními tématy jsou: 1) Modelování pooperačních rizik ve spolupráci s Chirurgickou klinikou fakultní nemocnice Ostrava, zastoupenou MUDr. L.Martínkem PhD., zástupcem přednosty chirurgické kliniky FNO pro vědecko-výzkumnou činnost. Již v roce 2010 jsme vytvořili modely rizik pooperačních komplikací a na jejich základě metodiku optimalizace výběru operační techniky. S využitím nově obdržených dat z let 2007 až 2010 chceme ověřit platnost těchto modelů, případně provést jejich korekci. Vybrané publikace řešitelů k tomuto tématu (za uplynulý rok 2010): • R. Briš, L. Martínek, P. Praks and P. Kuráňová: The Use of Censored Medical Survival Data to Evaluate Efficiency of Different Surgery Techniques. SMRLO 2010. Proceedings of the International Symposium on STOCHASTIC MODELS in RELIABILITY ENGINEERING, LIFE SCIENCE and OPERATIONS MANAGEMENT. SCE - Shamoon College of Engineering, Beer Sheva, February 8-11, 2010, Israel, pg.126-133. • P. Praks, L. Martínek and R. Briš: Exact Confidence Limits for Mortality Probabilities of Open and Laparoscopic Surgeries. SMRLO 2010. Proceedings of the International Symposium on STOCHASTIC MODELS in RELIABILITY ENGINEERING, LIFE SCIENCE and OPERATIONS MANAGEMENT. SCE - Shamoon College of Engineering, Beer Sheva, February 8-11, 2010, Israel, pg.866-870. • P. Jahoda, L. Martínek, R. Briš: Laparoscopic versus Open Surgery. SMRLO 2010. Proceedings of the International Symposium on STOCHASTIC MODELS in RELIABILITY ENGINEERING, LIFE SCIENCE and OPERATIONS MANAGEMENT. SCE - Shamoon College of Engineering, Beer Sheva, February 8-11, 2010, Israel. • M. Rabasová, R. Briš & P. Kuráňová: Modified logistic regression as a tool for discrimination. Esrel 2009, ISBN 978-0-415-55509-8, © 2010 Taylor & Francis Group, London, UK, CRC Press/Balkema. • M. Rabasová, L. Martínek, R. Briš, Use of discriminant analysis for medical data evaluation, , In Reliability, Risk and Safety – Ale, Papazoglou & Zio (eds), © 2010 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-60427-7, pg.237-243. 2) Výzkum v oblasti atopických alergií ve spolupráci s Klinikou pracovního lékařství. Spolupráce s klinikou pracovního lékařství umožňuje využití vyspělých statistických metod (vícenásobné logistické regrese) k analýze výsledku Phadiatop testu. Závažnost Phadiatop testu je již předem dána v sedmi stupňové škále, která výborně poslouží k analýze přesnosti předpovědi zařazení pacienta do správné skupiny pomocí vícenásobné logistické regrese a popřípadě dalších vyspělých statistických metod. Vybrané publikace řešitelů k tomuto tématu (za uplynulý rok 2010): • Kuráňová P., Hajduková Z., Praks P. Logistic regression as a tool for atopy investigation. MENDEL 2010 - 16th International Conference on Soft Computing, June 23-25, 2010, Brno, Czech Republic, pp. 187-190. ISBN: 978-80-214-4120-0 • P.Kuráňová, R. Briš, Modifikovaná logistická regrese jako nástroj pro diskriminaci, REQUEST 2009, ISBN 978-80-7372-619-5, 100-106. 3) Výzkum v oblasti onkologie a neuroradioligie ve spolupráci s vedením Intervenční neuroradiologie a angiologie z Fakultní Nemocnice Ostrava (MUDr. Václav Procházka, Ph.D., MSc., RNDr. Kateřina Vítková). Jsou k dispozici aktuální onkologická data, která poslouží jako zdrojová lékařská data pro analýzu přežití a identifikaci faktorů majících významný vliv na intenzitu nežádoucích účinků spojených s léčbou. Vybrané publikace řešitelů k tomuto tématu (za uplynulý rok 2010): • M. Litschmannová, H. Vašíčková: Poznámky k analýze medicínských dat, REQUEST 2009, ISBN 978-80-7372-619-5, str. 108-113, • Hana Vašíčková: Verifikace modelu toxicity na aktuálních onkologických datech, bakalářská práce, VŠB-TU Ostrava, 2010, dostupné na: http://hdl.handle.net/10084/78951 • A. Zdráhala, M. Litschmannová: Side Effects of Prostate Cancer Radiotherapy, In WOFEX 2010, ISBN 978-80-248-2276-1, • M. Litschmannová, A. Zdráhala: Radioterapie karcinomu prostaty a její nežádoucí účinky na okolní tkáně, REQUEST 2010. 4) Statistické modelování neurčitostí krátkodobých integrálních měření objemové aktivity radonu. V roce 2010 pokračoval výzkum v oblasti statistického modelování neurčitosti krátkodobých integrálních měření objemové aktivity radonu. Jak známo, přítomnost radonu představuje v ČR významné zdravotní riziko. Neurčitost objemové aktivity radonu a chyb měření lze modelovat statistickými modely. Ukázali jsme, že pro symbolickou regresi může být s výhodou využit algoritmus genetického programování (Dubčáková R., Praks P., Danihelka P., MENDEL 2010). Vybrané publikace řešitelů k tomuto tématu (za uplynulý rok 2010): • Praus P, Praks P: Hierarchical clustering of RGB surface water images based on MIA-LSI approach. Water SA. Vol. 36, No. 1, pp 143-150. January 2010, ISSN 0378-4738. (Impact Factor=0.721) • Dubčáková R., Praks P.: Estimate of Uncertainties of Radon Volume Activity Evaluation by Short Term Integral Measurments. (Odhad nejistot stanovení objemové aktivity radonu z krátkodobých integrálních měření). Bezpečnost jaderné energie 18(56), č. 1/2, 2010. Státní úřad pro jadernou bezpečnost ČR v Praze, Úrad jadrového dozoru SR v Bratislavě. ISSN 1210-7085 • Dubčáková R., Praks P. : Statistical modelling of indoor radon concentration using meteorological parameters. Reliability & Risk Analysis: Theory & Applications. No 1, 2010; pg. 32-39; ISSN 1932-2321 • P. Praks & R. Dubčáková, Statistické vyhodnocení nejistot krátkodobých integrálních měření objemové aktivity radonu, Reliability Quality Estimation 09. CQR TUL Liberec 2010, ISBN 978-80-7372-619-5, 132-137. • Dubčáková R., Praks P., Danihelka P. Statistical verification of the method of evaluation the short term radon integrated measurements. MENDEL 2010 - 16th International Conference on Soft Computing, June 23-25, 2010, Brno, Czech Republic, ISBN: 978-80-214-4120-0

RNDr. Pavel Jahoda, Ph.D.
Ing. Pavel Praks, Ph.D.
Ing. Martina Litschmannová, Ph.D.
RNDr. Pavel Jahoda, Ph.D.
Ing. Pavlína Forstová Kuráňová, Ph.D.
Ing. Adam Zdráhala
Ing. Kateřina Martinovičová, Ph.D.
Bc. Hana Vašíčková
Ing. Michal Běloch
Ing. Žaneta Vaníčková
Bc. Pavel Náplava
Petr Jaškovský
prof. Ing. Radim Briš, CSc.

1) Modelování pooperačních rizik ve spolupráci s Chirurgickou klinikou fakultní nemocnice Ostrava, zastoupenou MUDr. L.Martínkem PhD., zástupcem přednosty chirurgické kliniky FNO pro vědecko-výzkumnou činnost.

Cílem výzkumu v roce 2011 je na základě spolehlivé predikce pooperačních komplikací ověřit možnost vytvoření metodiky pro optimalizaci operační techniky u souboru pacientů operovaných pro karcinom rekta.
Dále chceme pokračovat ve vývoji software O-POSSUM2 tak, aby umožnil využití aktuálních modelů pro predikci pooperačních rizik.

2) Výzkum v oblasti atopických alergií ve spolupráci s Klinikou pracovního lékařství.
V roce 2011 je cílem navrhnout a vytvořit kvalitní model pro správnou a co nejpřesnější predikci zařazení pacientů do určité skupiny (předem nadefinované lékaři) a otestování tohoto modelu na aktuálních již získaných datech. Popřípadě vyzkoušet funkčnost modelu na datech nových, kde ještě není znám výsledek Phadiatop testu.

3) Výzkum v oblasti onkologie a neuroradioligie ve spolupráci s vedením Intervenční neuroradiologie a angiologie z Fakultní Nemocnice Ostrava (MUDr. Václav Procházka, Ph.D., MSc., RNDr. Kateřina Vítková).
Cílem výzkumu je aplikovat na obdržená data vyspělé statistické metody, jak neparametrickým tak i parametrickým přístupem, jakož i jejich vzájemné porovnání pro účely vyhodnocení přežití onkologických pacientů. To vše na základě aktivní kooperace s ošetřujícími lékaři. Dosažené výsledky budou prezentovány na vybraných mezinárodních a národních konferencích, případně v rámci magisterských a doktorských prací.

4) Statistické modelování neurčitostí krátkodobých integrálních měření objemové aktivity radonu.
Také v roce 2011 se chceme zaměřit na výzkum v oblasti statistického modelování neurčitostí krátkodobých integrálních měření objemové aktivity radonu. Radon patří mezi přírodní zdroje ozáření a podílí se až 50% na celkovém ozáření celosvětové populace. Přítomnost radonu v uzavřených prostorách představuje v ČR významné zdravotní riziko. Např. v bytech České republiky je průměrná objemová aktivita radonu 140 Bq.m-3. Je to jedna z nejvyšších hodnot na světě. K významnému zvýšení ozáření z přírodních zdrojů dochází i na některých zdravotnických pracovištích jako jsou například lázeňská zařízení. Ke zvýšení ozáření z přírodních zdrojů ionizujícího záření může docházet u fyzických osob při výkonu jejich práce nebo i u jednotlivců z obyvatelstva v okolí stanoveného pracoviště. Správná interpretace výsledků monitorování přírodních zdrojů a vyhodnocení neurčitosti naměřených hodnot proto tvoří významnou součást hodnocení radiační zátěže. Jeden z nástrojů modelování neurčitostí objemové aktivity radonu a chyb měření je reprezentován statistickými modely.
V roce 2011 plánujeme také pokračování výzkumu v oblasti Weibullovských modelů pro analýzu cenzorovaných dat. Výsledky analýz byly v roce 2010 aplikovány na reálná biomedicíncká data (viz R. Briš, L. Martínek, P. Praks and P. Kuráňová, SMRLO 2010). V roce 2011 plánujeme ve spolupráci s prof. P.-E. Labeau z Bruselské svobodné university (ULB) dokončit časopisecký článek shrnující vlastnosti klasických i alternativních Weibullovských modelů.