ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.03.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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* *2 }= β1* = max{(1l)(, 1 2g +l)}.

Так как g > l , то (1 2g +l)< (1 l) и β* = (1 l). Далее

α1* = min{(1 l)(, 12b)},

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 =1pg .

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