Спосіб вітальної діагностики ендоструктури гонад у тварин методом дискримінантного аналізу

Реферат: Спосіб вітальної діагностики ендоструктури гонад у тварин методом дискримінантного аналізу включає визначення вмісту в організмі тварини органічних та неорганічних складових, а також гормонів за їх рівнем у крові. Значення цих показників підставляють до дискримінантного рівняння для виявлення патології (гіпофункції) гонад: якщо при цьому одержують від'ємне значення дискримінантного параметра, то патологія присутня; якщо додатне, то патології немає. UA 85744 U (12) UA 85744 U UA 85744 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до ветеринарної медицини, а саме до репродуктивної ветеринарної медицини, та може бути застосована для вітальної оцінки ендоструктури гонад у тварин. Відомі способи ветеринарної клінічної лабораторної діагностики захворювань тварин за допомогою уніфікованих методів біохімічного дослідження крові [1]. Але подібні способи у репродуктивній ветеринарній медицині мало апробовані у зв'язку з відсутністю розроблених систем показників та діагностичних методик. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується, є спосіб діагностики синдрому полікістозних яєчників (гонад), який полягає у вимірюванні вмісту в організмі органічних та неорганічних складових, а також гормонів за їх рівнем у крові, визначенні яєчниково-маткового індексу шляхом ультразвукової морфометрії матки і яєчників, а ступінь тяжкості синдрому визначають за формулою лінійної регресії [2]. Недоліком відомого способу є відносно велике значення стандартної помилки регресії, що суттєво впливає на достовірність діагностики патології гонад. Задачею корисної моделі є розробка надійного способу вітальної оцінки ендоструктури гонад у тварин за показниками біохімічного складу крові з застосуванням для виявлення їх патології (гіпофункції) методу дискримінантного аналізу, що дозволяє суттєво підвищити вірогідність діагностики. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб вітальної діагностики ендоструктури гонад у тварин методом дискримінантного аналізу полягає у визначенні вмісту в організмі тварини органічних та неорганічних складових, а також гормонів за їх рівнем у крові, згідно з корисною моделю, що пропонується, значення цих показників підставляють до дискримінантного рівняння для виявлення патології (гіпофункції) гонад: якщо при цьому одержують від'ємне значення дискримінантного параметра, то патологія присутня; якщо додатне, то патології немає. Для впровадження запропонованого способу спочатку у складі крові тварини визначають такі показники гомеостазу: 1) загальний білок; 2) неорганічний кальцій; 3) неорганічний фосфор; 4) каротин; 5) прогестерон; 6) естрадіол. Припустимо, що відповідні концентрації мають значення x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 . Далі застосовують дискримінантний аналіз [3]. Суть дискримінантного аналізу полягає в заміні шести ознак x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 , які характеризують показники гомеостазу крові тварини, однією дискримінантною функцією: X  a1x1  a2x 2  a3x 3  a4x 4  a5x 5  a6x 6  X0 . 35 (1) Значення коефіцієнтів a1 , a 2 , a 3 , a 4 , a 5 , a 6 та параметра X 0 - межі розділення "нормапатологія" попередньо розраховують з аналізу та обробки багаторазових чисельних вимірів значень ознак x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 для великої кількості тварин наступним чином. З вибірок виміряних значень xi ( i  1 2,...6 ) утворюють дискримінантні матриці при наявності , патології A , та її відсутності B : A Sik  SB ik A A  x iAj  xiA x k, j  x k  ; , nA j1 nB  j1  x Bj i,  x iB  x B, j k B  xk , (2) 40 де i , k - номери ознак показників гомеостазу у крові (цих ознак шість); n A - кількість тварин, у яких було попередньо виявлено патологію, nB - кількість тварин, у яких не було виявлено патології (по номеру тварини 45 j виконується підсумовування); xiA,B - середньовибіркові ,k значення. Для визначення патології дискримінантні матриці (2) об'єднують в одну так звану коваріантну матрицю: Sik  A Sik  SB ik . n A  nB  2 (3) 1 UA 85744 U З виразу (3) можна бачити, що чим більше виконано попередніх вимірів, тим точніше визначена коваріантна матриця. Для знаходження коефіцієнтів ai дискримінантного рівняння (1) розв'язують наступну систему лінійних рівнянь (яку для скорочення записано у матричному вигляді): 5 A B Sik ai  x k  x k . (4) Після того, як визначено значення коефіцієнтів ai , розраховують виправлені вибіркові оцінки дисперсії розподілу ознак для кожної сукупності тварин (з патологією А та без патології В) згідно з наступними формулами: 10 DA   A  aia jSij  aia jSB ij ; DB  i, j , nA  1 nB  1 i, j (5) де по індексах i та j передбачається підсумовування (згортка). Оцінки стандартних відхилень є коренями квадратними з відповідних дисперсій: SA   DA  ; SB   DB  . (6) 15 Параметр межі розділення "норма-патологія" X 0 розраховують наступним чином: X0  SA XB  SBX A , SA   SB (7) 6 де X A,B   ai x A,B  a1x A,B  a 2 x A,B  ...  a 6 x A,B . i 1 2 6 i1 20 25 Для визначення наявності патології спочатку клінічними методами визначають у складі крові тварини показники гомеостазу: 1) загальний білок; 2) неорганічний кальцій; 3) неорганічний фосфор; 4) каротин; 5) прогестерон; 6) естрадіол. Припустимо, що відповідні концентрації мають значення x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 . Ці значення підставляють до дискримінантного рівняння (1). Якщо при цьому одержують від'ємне значення параметра X , то патологія присутня, якщо додатне, то патології немає. Теоретичне значення помилки визначення патології  у відсотках становить:  30 35  X A  X B  1   100 % , 1 erf    SA   SB  2    (8) x   2 де erf x  - інтеграл ймовірності  erf x   2  e t dt  .   0   Приклад конкретного виконання Запропонований спосіб вітальної діагностики ендоструктури гонад у тварин методом дискримінантного аналізу здійснюється наступним чином. Було досліджено 62 корови української чорно-рябої молочної породи, віком від 5 до 8 років. Попередньо використовували вітальні методи досліджень: клінічний, ректальний та сонографічний. При цьому виявлено патологію гонад у nA  30 тварин, у nB  32 тварин ендоструктура гонад була у нормі. Методами дискримінантного аналізу одержали наступне дискримінантне рівняння для загальної сукупності тварин: X  45,980x1  5,293x 2  20,610x 3  0,045x 4  0,002x 5  1230x 6  X0 , , 2 (9) UA 85744 U 5 де x 1 - загальний білок (г/100 мл); x 2 - неорганічний кальцій (мг/100 мл); x 3 - неорганічний фосфор (мг/100 мл); x 4 - каротин (мг/100 мл); x 5 - прогестерон (нмоль/л); x 6 - естрадіол (пг/мл); X0  309,734 - межа розділення "норма-патологія". З 62-х корів, що досліджувалися, було відібрано 5 корів з патологією гонад та 5 корів без патології. Відповідні значення показників гомеостазу та дискримінантного параметра X згідно (9) з наведеним у наступній таблиці (тут з 1-ї по 5-ту тварини не мали патології, з 6-ї по 10-ту були з патологією). Таблиця Показники гомеостазу у крові тварин № Загальний Неорганічний Неорганічний Каротин, Прогестерон, Естрадіол, тварини білок, кальцій, фосфор, мг/100 нмоль/л пг/мл г/100 мл мг/100 мл мг/100 мл мл 1. 8,8 9,9 4,6 0,8 8,2 0,35 2. 8,6 10,2 4,4 0,9 7,3 0,43 3. 8,7 9,9 4,6 0,8 7,0 0,35 4. 8,6 10,1 4,4 0,9 7,7 0,46 5. 8,7 10,0 4,5 0,8 7,3 0,45 6. 5,9 8,4 3,5 0,2 36,0 0,03 7. 5,7 8,9 3,3 0,3 26,1 0,04 8. 5,9 8,4 3,5 0,2 23,6 0,03 9. 5,7 8,8 3,3 0,3 31,0 0,05 10. 5,8 8,5 3,5 0,3 26,3 0,05 10 15 20 25 30 X Висновок 52,8 49,5 48,2 49,0 51,0 -66,2 -68,6 -66,2 -69,1 -70,2 норма норма норма норма норма патологія патологія патологія патологія патологія Як можна бачити з цієї таблиці, запропонований спосіб надійно виявляє патологію (гіпофункцію) гонад у корів. Теоретична ймовірність помилки визначення становить: р