The research goal is to optimize the management of patients with serum PSA level falling in the range of 4-10 ng/ ml by designing and educating of an artificial neural network, which may be used to predict prostate gland morphology basing on clinical, laboratory and imaging data. Material and methods. Data of 254 patients, who were admitted to the oncological Department of S. R. Mirotvortsev Clinical hospital for transrectal prostate biopsy, was collected to construct several artificial neural networks with different architecture. External validation was performed on 27 patients, who had prostate biopsy in January-February 2014. Results. One-layer network, consisting of 11 input, 9 hidden and 3 output neurons, was determined to be the most successful: in 92.6% cases it was correct in predicting prostate cancer or its absence. Input factors were evaluated according to their relative importance, from more important to less important: prostate volume, serum PSA, patient's age, prostate consistency, PSA velocity, prostate symmetry, previous negative biopsy, free serum PSA, intake of 5-alpha-reductase inhibitors. Conclusion. Artificial neural networks may be used to predict morphological findings in prostate biopsy. High PSA density and firm prostate consistency should cause suspicion of prostate cancer.
Popkov V.M., Shatylko T.V., Fomkin R.N. Prognosis of prostate gland morphology study using artificial neural network // Saratov Journal of Medical Scientific Research, Vol. 10, Issue 2, 2014, pp. 328-332

/Актуальность./PSA-скрининг, начиная с широкого его внедрения в клиническую практику в конце 1980-х годов, произвёл революцию в схеме диагностики и лечения рака предстательной железы (РПЖ). Несмотря на нередкую в последнее время критику социальной и экономической эффективности массового PSA-скрининга, бесспорным остаётся тот факт, что благодаря нему значительно выросла выявляемость РПЖ на ранних стадиях и, тем самым, улучшились результаты оперативного лечения этого заболевания. Основным поводом для такой критики является предполагаемая гипердиагностика и избыточное лечение неагрессивных форм РПЖ. Компромисс был достигнут в форме 5 опубликованных решений Международного согласительного комитета по раннему обнаружению РПЖ в Мельбурне (2013). Согласно его 3-му тезису, уровень PSA крови не должен оцениваться изолированно, без прочих клинических и инструментальных данных. Однако, их иерархия и относительная важность для принятия окончательного решения неясны. Это особенно важно для «серой зоны» PSA, под которой принято понимать диапазон его концентраций от 4 до 10 нг/мл./Цель./Оптимизация ведения пациентов с промежуточным уровнем PSA крови./Задачи./1. Проектирование и обучение искусственной нейронной сети (ИНС), определяющей предполагаемые гистологические находки в ПЖ по имеющимся клиническим данным.2. Определение наиболее важных клинико-лабораторных ориентиров для ведения пациентов с промежуточным уровнем PSA крови./Материалы и методы./Информация из историй болезни 254 пациентов, которым в период 2012-2013 гг. выполнялась трансректальная биопсия (ТРБ) простаты в онкологическом отделении КБ им. С.Р. Миротворцева, использована для создания нескольких ИНС с различной архитектурой. Для валидации применялись данные 27 пациентов, которым проводилась ТРБ в январе-феврале 2014 г./Результаты./Однослойная ИНС с 11 входящими, 9 промежуточными и 3 выходными нейронами оказалась наиболее эффективной: в 92,6% случаев давала верное предположение о наличии или отсутствии РПЖ, в 85,2% случаев давала верное гистологическое заключение, делая различие между ДГПЖ и разными формами ПИН. Нейронная сеть оказалась неспособной точно предсказать сумму баллов Gleason (14,8%). Были определены факторы, влияющие на прогноз ИНС, в порядке убывания значимости: объём простаты, PSA крови, возраст, пальпаторная плотность простаты, скорость прироста PSA, асимметрия простаты, предшествовавшая негативная биопсия, свободная фракция PSA, приём ингибиторов 5-альфа-редуктазы./Выводы./1. ИНС могут применяться для прогнозирования гистологических находок при ТРБ.2. Высокая плотность PSA свидетельствует о наличии РПЖ.3. Пальцевое ректальное исследование имеет все основания оставаться важным инструментом в диагностике РПЖ.
Шатылко Т.В., Седов Д.С. Научный руководитель: к.м.н., доцент А.Н. Понукалин Серая зона PSA: статистико-математический анализ с применением метода искусственных нейронных сетей // Бюллетень медицинских Интернет-конференций, Vol. 4, Issue 4, 2014, pp. 417-417

.