ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.03.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
54
верхнюю β* цены игры. Так же, как и раньше, полагаем, что g > l . Тогда
β1* = max{(1 −l)(, 1 − 2g +l)},
β*2 =1,
β* = min{β1* ,β*2 }= β1* = max{(1−l)(, 1 − 2g +l)}.
Так как g > l , то (1 − 2g +l)< (1 −l) и β* = (1 −l). Далее
α1* = min{(1 −l)(, 1− 2b)},
α*2 =1 − 2g +l,
α* = max{α1* , α*2 }.
Если l ≥ 2b , то (1 − 2b)≥ (1 −l)и α1* =1 −l . В этом случае из-за выполнения условия
(1 − 2g +l)< (1 −l) нижняя цена игры равна α* = (1 −l) и равна верхней цене игры β* ,
что говорит о наличии у M f седловой точки при выигрыше (1 −l). Хирург в этом
случае должен принимать решение о проведении срочной операции ( A1 ). Цена игры в данном случае равна γ* = α* = β* = (1 −l). Если же l < 2b , то седловой точки нет и решение по критерию Вальда ищется как смешанная стратегия хирурга.
Проведенный анализ хорошо иллюстрируется на рис.3.3, где дана геометрическая интерпретация данной игры по матрице M f . Из данного рисунка видно, что максимум нижней границы выигрыша никогда не может быть в точке A2 .
Знак наклона прямой S1S1 всегда будет постоянен, так как (1 − 2g +l)> (1 −l), а
величина (1 − 2g +l) никогда не превышает 1, так как g > l . Игра имеет решение в виде чистой стратегии A1 , только если (1 − 2b)≥ (1 −l), как показано на рис. 3.3, а.
Это соответствует условию l ≥ 2b . Из рис.3.3, б видно, что если (1 −l)> (1 − 2b), т.е
l < 2b , то решение будет |
в |
виде оптимальной смешанной |
стратегии SA* , |
||||
определяемой точкой N . |
|
|
|
|
|
|
|
Воспользовавшись выражением (3.6), вычислим оптимальное соотношение |
|||||||
частот применения стратегий |
A1 |
и A2 . Обозначив эти частоты как |
F(A1 ) и F(A2 ) |
||||
данное отношение можно представить в виде |
|
|
|
||||
|
|
|
F(A1 ) |
2g −l |
|
||
|
|
|
|
= |
|
|
(3.10) |
|
|
|
F(A ) |
2b −l |
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
55
При этом цена игры, согласно (3.7) будет
γ* =1 + b(l − 2g). g +b −l
Выражение (3.10) показывает, что в случае, когда хирург не знает точных величин b, g,l , но все же известно, что g > b , то чаще надо применять стратегию A1 ;
при g < b чаще надо применять A2 ; g = b частоты выбора одинаковы.
а)
(1 −l) |
S1 |
|
|
|
S2* |
|
|
N |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1 |
(1 − 2b) |
S2* |
|
|
γ* |
|
|
A1 |
|
|
|
A2 |
0 |
p |
2 |
= F(A ) |
Sa* p |
= F(A ) |
|
|
2 |
1 |
1 |
|
б) |
|
|
|
|
S2* |
|
|
|
|
|
|
(1 − 2b) |
S* |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
(1 −l) |
S1 |
|
|
|
S1 |
|
|
|
|
|
|
α* = β* = γ* |
A |
|
|
|
A |
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
2 |
0
Рис. 3.3
1
(1 − 2g +l)
1
(1 − 2g +l)
1
Приведенный выше материал по игре 2 ×2 можно представить в виде простого алгоритма принятия решений. Исходные данные задаются в виде элементов матрицы Mc и, возможно, значения вероятности p = P(S1 ). Данный алгоритм приведен ниже. Он воплощен в специальной карте (Приложение 1), которая используется в клинической практике [8].
56
Алгоритм.
Исходные данные: l, g,b, p (может в задании отсутствовать).
1.Начало.
2.Если в задании есть p , то выполнить 3, иначе перейти к 4.
3.Выполнить следующие операции.
3.1.Вычислить a1 =1 −b + p(b −l).
3.2.Вычислить a2 =1− pg .
3.3.Если a1 > a2 , то принять решение A1 и перейти к 5.
3.4.Если a1 < a2 , то принять решение A2 и перейти к 5.
3.5.Если a1 = a2 , то принять решение A1 или A2 и перейти к 5.
4.При неизвестном p выполнить следующие операции.
4.1.Если l ≥ 2b , то принять решение A1 и перейти к 5.
4.2.Если l < 2b , то принять смешанную стратегию хирурга со следующим соотношением частот применения стратегий A1 и A2
|
F(A1 ) |
2g −l |
|
|
|
= |
|
|
F(A ) |
2b −l |
|
2 |
|
|
|
5. Конец. |
|
Пример |
3.3. Больной находится в одном из двух состояний S1 |
или S2 с |
вероятностями |
P(S1 )= p; P(S2 )=1 − p . Надо принять обоснованное |
решение, |
проводить ли срочную хирургическую операцию, если для этих двух состояний
матрица летальности M c имеет |
вид табл. 3.15, ее элементы |
равны |
||||||||
g = 0,2; l = 0,03; b = 0,04; а вероятность |
p = 0,7 . |
|
||||||||
Вычисление |
|
и |
|
по формулам (3.8), (3.9) дает |
|
= 0,97 ; |
|
= 0,86 |
. Так как |
|
a1 |
a2 |
a1 |
a2 |
a1 > a2 , то принимается решение A1 проводить срочную операцию.
Пример 3.4. Решить задачу, сформулированную в вышеприведенном примере при условии отсутствия данных о вероятности p .
Согласно вышеописанному алгоритму, так как l < 2b , то принимается смешанная стратегия хирурга с соотношением частот чистых стратегий A1 и A2
F((A1 ))= 0,4 −0,03 = 7,4 .
F A2 0,08 −0,03
57
Последнее соотношение фактически показывает степень уверенности,
которой может обладать врач при принятии решения A1 .
Пример 3.5. Необходимо принять решение, проводить ли срочную хирургическую операцию, если у больного можно выделить 3 состояния: S1 -
состояние, при котором необходима срочная операция; S2 - состояние, при котором срочная операция не требуется; S3* - состояние, при котором срочная операция противопоказана (ранее состояние S3* обозначалось как S4 ). Терминальная матрица
M c при этом известна и имеет вид табл.3.19.
Таблица 3.19
Ai |
S j |
S1 |
S2 |
S3* |
|
|
|
|
|
A1 |
|
0,05 |
0,08 |
0,2 |
A2 |
|
0,1 |
0,05 |
0 |
Таблица 3.20
Ai |
S j |
S1 |
S2 |
S3* |
|
|
|
|
|
|
A1 |
0,95 |
0,89 |
0.6 |
|
A2 |
0,85 |
0,95 |
1 |
По табл.3.14 построим из |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
исходной |
M c |
матрицу |
M f . |
Она |
0,95 |
|
|
|
0,95 |
||||
будет иметь вид табл. 3.20. Можно |
0,9 |
|
|
N |
0,85 |
||||||||
легко убедиться, что данная |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
матрица не имеет седловой точки. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Воспользуемся |
для |
решения |
0,6 |
|
|
|
0,6 |
||||||
геометрической |
|
интерпретацией |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
игры. |
Для |
этого |
выполним |
|
|
|
A |
|
SA* |
A |
|||
необходимые |
построения. |
Они |
|
|
|
1 |
|
Рис. 3.4 |
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
представлены на рис.3.4, откуда |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
видно, что в точке решения N пересекаются только две прямые, соответствующие |
|||||||||||||
стратегиям S и S* |
, поэтому для точки |
N игру можно представить в вице игры |
|||||||||||
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 ×2 с матрицей M f |
в виде табл.3.21. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.21 |
|
|||||
|
|
|
|
|
A |
S |
j |
|
S |
S* |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
1 |
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1 |
|
|
0,95 |
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
|
|
0,85 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
58
Пользуясь формулой (3.6), получаем решение в виде смешанной стратегии хирурга
p1 |
= |
f22 |
− f21 |
= |
1 −0,85 |
= 0,4 . |
p2 |
f11 |
|
0,95 −0,6 |
|||
|
− f12 |
|
Таким образом, F(A1 )/ F(A2 )= 0,4 и хирургу надо почти в два раза чаще применять отказ от операции, чем оперировать больного.
3.5. Минимизация риска хирургического вмешательства в онкологии
Злокачественные опухоли — это неуклонно прогрессирующее заболевание с безусловно плохим прогнозом. Будем рассматривать только те из них, при которых нет конкурирующих методов лечения, а рекомендуемое хирургическое вмешательство сопряжено с непосредственным хирургическим риском. Последний может выражаться в виде послеоперационной летальности q , которая в случае онкологических заболеваний зависит от локализации опухоли и характера заболевания и нередко достигает 20-40 % [8]. В этом случае клиническая операбельность — величина, равная вероятности выживания больного в случае успешного выполнения радикального вмешательства при резектабельной опухоли,
равная (1 − q). Она оценивает возможность больного перенести в данном лечебном учреждении показанную ему тяжелую радикальную операцию по поводу рака, выжить и быть выписанным. Рассматривая тактику хирурга при неосложненных опухолях, буцем решать вопрос о том, предлагать или не предлагать больному радикальную операцию при имеющемся риске, полагая, то она целесообразна по онкологическим соображениям и может быть выполнена технически. При этом в качестве цели радикальной операции при раке рассмотрим максимизацию продолжительности жизни онкологического больного.
В этом случае мы имеем два состояния больного (“природы”): S1 - больной операбелен, S2 - больной неоперабелен; вероятность состояния S2 равна q , а
вероятность состояния S1 - (1 − q). В распоряжении хирурга две стратегии: A1 -
предложить больному радикальную операцию и A2 - отказаться от вмешательства.
Выигрыш хирурга aij обозначим следующим образом: D - математическое ожидание продолжительности жизни данного больного при отказе от радикальной