<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Management, computer science and informatics</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Management, computer science and informatics</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2072-9502</issn>
   <issn publication-format="online">2224-9761</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">43504</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.24143/2072-9502-2021-2-57-65</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>COMPUTER SOFTWARE AND COMPUTING EQUIPMENT</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">DEVELOPMENT AND VALIDATION  OF OPHTHALMIC PATHOLOGY CLASSIFICATION METHOD  USING DEEP MACHINE LEARNING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>РАЗРАБОТКА И ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДА КЛАССИФИКАЦИИ  ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЙ ПАТОЛОГИИ  С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЛУБОКОГО МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Лошманов</surname>
       <given-names>Вадим Игоревич </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Loshmanov</surname>
       <given-names>Vadim I. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>loshmanov.vadim17@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1675-8652</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кравец</surname>
       <given-names>Алла Григорьевна </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kravets</surname>
       <given-names>Alla Grigorievna </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>allagkravets@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Волгоградский государственный  технический университет</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Volgograd State Technical University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Волгоградский государственный технический университет</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Volgograd State Technical University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <issue>2</issue>
   <fpage>57</fpage>
   <lpage>65</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://vestnik.astu.ru/en/nauka/article/43504/view">https://vestnik.astu.ru/en/nauka/article/43504/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Огромное количество исследований по разработке новых препаратов требует совершенствования существующих подходов в поиске новых химических соединений, обладающих фармакологической активностью. Одним из возможных путей внедрения инновационных методов в процесс проведения доклинических исследований лекарственных средств является использование активно развивающихся направлений в области информационных технологий, например интеллектуального анализа данных с использованием методов глубокого машинного обучения. При наличии огромного объема информации, накопленной за &#13;
несколько лет доклинических исследований, существующие решения в данной сфере позволяют получить нейросетевую модель данных достаточной степени точности, тем не менее, нет универсального метода, который позволил бы комплексно подойти к проблеме анализа результатов доклинических лабораторных исследований лекарственных средств. Существующие решения обладают рядом недостатков, которые зачастую не позволяют использовать их на практике. Две главные проблемы – это сложность верификации результатов и неполнота списка рассчитываемых параметров. Для решения данной проблемы предложена система идентификации фармакологической активности нового лекарственного средства, рассмотренная на примере офтальмологических доклинических лабораторных исследований. &#13;
В рамках разработки данной системы реализован метод классификации офтальмологической патологии на основе сверточной нейронной сети. Разработана архитектура нейронной сети, экспериментальным путем подобраны ее гиперпараметры. Точность модели во время обучения составила 90 %, а точность тестовой выборки – 81 %.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The article highlights the problem of improving the numerous practical methods of developing the new chemical compounds that can be used in pharmacology. One of the possible ways to introduce innovative methods into conducting preclinical drug tests is the application of ac-tively developing information technologies, such as data mining with methods of deep machine learning. With a huge amount of data accumulated over several years of preclinical research, the practical solutions in this area allow to obtain a neural network data model with greater degree of accuracy, though, there is no universal method that would allow a comprehensive approach to the problem of analyzing the results of preclinical laboratory studies of drugs. Existing solutions have &#13;
a few disadvantages, which prevents from using them in practice. The two main problems are: the difficulty in verifying the results and the incompleteness of the list of calculated parameters. A system of identifying the pharmacological activity of a new drug is proposed to solve the problem, which was considered on the example of ophthalmic preclinical laboratory studies. As part of the system development, a method for classifying ophthalmic pathology based on a convolutional neural network has been implemented. The architecture of the neural network has been developed, its hyperparameters being matched experimentally. The model accuracy during training made 90%, and the test sample accuracy made 81%.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>лекарственное средство</kwd>
    <kwd>офтальмологическая патология</kwd>
    <kwd>сверточные нейронные сети</kwd>
    <kwd>фармакологическая активность</kwd>
    <kwd>лабораторные исследования</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>medication</kwd>
    <kwd>ophthalmic pathology</kwd>
    <kwd>convolutional neural networks</kwd>
    <kwd>pharmacological activity</kwd>
    <kwd>laboratory research</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов №20–37–90105, №19–07–01200.</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Al-Gunaid M. A., Shcherbakov M. V., Kravets A. G., Loshmanov V. I., Shumkin A. M., Trubitsin V. N., Vakulenko D. V. Analysis of Drug Sales Data based on Machine Learning Methods // 7th International Conference on System Modeling &amp; Advancement in Research Trends (SMART-2018, IEEE Conference ID: 44078) (23rd-24th November, 2018): Proceedings. New Delhi, 2018. P. 32-38.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Al-Gunaid M. A., Shcherbakov M. V., Kravets A. G., Loshmanov V. I., Shumkin A. M., Trubitsin V. N., Vakulenko D. V. Analysis of Drug Sales Data based on Machine Learning Methods // 7th International Conference on System Modeling &amp; Advancement in Research Trends (SMART-2018, IEEE Conference ID: 44078) (23rd-24th November, 2018): Proceedings. New Delhi, 2018. P. 32-38.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Kravets A. G., Al-Gunaid M. A., Loshmanov V. I., Rasulov S. S., Lempert L. B. Model of medicines sales forecasting taking into account factors of influence // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1015. P. 8.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kravets A. G., Al-Gunaid M. A., Loshmanov V. I., Rasulov S. S., Lempert L. B. Model of medicines sales forecasting taking into account factors of influence // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1015. P. 8.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Nagasato D., Tabuchi H., Ohsugi H., Masumoto H., Enno H., Ishitobi N., Sonobe T., Kameoka M., Niki M., Hayashi K., Mitamura Y. Deep Neural Network-Based Method for Detecting Central Retinal Vein Occlusion Using Ultrawide-Field Fundus Ophthalmoscopy // Hindawi Journal of Ophthalmology. 2018. V. 1-6. DOI: 10.1155/2018/1875431.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nagasato D., Tabuchi H., Ohsugi H., Masumoto H., Enno H., Ishitobi N., Sonobe T., Kameoka M., Niki M., Hayashi K., Mitamura Y. Deep Neural Network-Based Method for Detecting Central Retinal Vein Occlusion Using Ultrawide-Field Fundus Ophthalmoscopy // Hindawi Journal of Ophthalmology. 2018. V. 1-6. DOI: 10.1155/2018/1875431.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Guven A., Kara S. Classification of electro-oculogram signals using artificial neural network // Expert Systems with Applications. 2006. V. 31. P. 199-205.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Guven A., Kara S. Classification of electro-oculogram signals using artificial neural network // Expert Systems with Applications. 2006. V. 31. P. 199-205.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Bagheri A., Adorno D. R., Rizzo P., Barraco R., Bellomonte R. Empirical mode decomposition and neural network for the classification of electroretinographic data // Medical and Biological Engineering. 2014. V. 52. P. 619-628.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bagheri A., Adorno D. R., Rizzo P., Barraco R., Bellomonte R. Empirical mode decomposition and neural network for the classification of electroretinographic data // Medical and Biological Engineering. 2014. V. 52. P. 619-628.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ocular Disease Recognition. URL: https://www.kaggle.com/andrewmvd/ocular-disease-recognition-odir5k (дата обращения: 21.02.2021).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ocular Disease Recognition. URL: https://www.kaggle.com/andrewmvd/ocular-disease-recognition-odir5k (data obrascheniya: 21.02.2021).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Avinash Sharma V. Understanding Activation Functions in Neural Networks. URL: https://medium.com/the-theory-of-everything/understanding-activation-functions-in-neural-networks-9491262884e0 (дата обращения: 21.02.2021).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avinash Sharma V. Understanding Activation Functions in Neural Networks. URL: https://medium.com/the-theory-of-everything/understanding-activation-functions-in-neural-networks-9491262884e0 (data obrascheniya: 21.02.2021).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Нгуен Т. В., Зыонг К. Х. Т., Кравец А. Г. Анализ и прогноз тенденций использования терминов в компьютерных науках на основе нейросетевых моделей // Вестн. компьютер. и информац. технологий. 2021. Т. 18. № 2. С. 24-38.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nguen T. V., Zyong K. H. T., Kravec A. G. Analiz i prognoz tendenciy ispol'zovaniya terminov v komp'yuternyh naukah na osnove neyrosetevyh modeley // Vestn. komp'yuter. i informac. tehnologiy. 2021. T. 18. № 2. S. 24-38.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кравец А. Г., Бурмистров А. С., Задорожный П. А. Экспериментальное определение оптимальных параметров рекуррентной нейронной сети для задач классификации патентов // Моделирование, оптимизация и информационные технологии (Modeling, Optimization and Information Technology «MOIT»): науч. журн.: сетевое изд. 2019. Т. 7. № 2 (25). C. 325-338. URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2019/05/KravetsSoavtors_2_19_1.pdf (дата обращения: 21.02.2021).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kravec A. G., Burmistrov A. S., Zadorozhnyy P. A. Eksperimental'noe opredelenie optimal'nyh parametrov rekurrentnoy neyronnoy seti dlya zadach klassifikacii patentov // Modelirovanie, optimizaciya i informacionnye tehnologii (Modeling, Optimization and Information Technology «MOIT»): nauch. zhurn.: setevoe izd. 2019. T. 7. № 2 (25). C. 325-338. URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2019/05/KravetsSoavtors_2_19_1.pdf (data obrascheniya: 21.02.2021).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ажмухамедов И. М., Демина Р. Ю. Повышение качества классификации объектов на основе введения новой метрики кластеризации // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Управление, вычислительная техника и информатика. 2019. № 4. С. 106-114.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Azhmuhamedov I. M., Demina R. Yu. Povyshenie kachestva klassifikacii ob'ektov na osnove vvedeniya novoy metriki klasterizacii // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. Ser.: Upravlenie, vychislitel'naya tehnika i informatika. 2019. № 4. S. 106-114.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Веденина Н. В., Кравец А. Г. Программный комплекс прогнозирования опасности новых и малоизученных химических соединений и веществ // Вестн. компьютер. и информац. технологий. 2011. № 6. C. 53-56.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vedenina N. V., Kravec A. G. Programmnyy kompleks prognozirovaniya opasnosti novyh i maloizuchennyh himicheskih soedineniy i veschestv // Vestn. komp'yuter. i informac. tehnologiy. 2011. № 6. C. 53-56.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Boquete L., Miguel-Jiménez J. M., Ortega S., Rodríguez-Ascariz J. M., Pérez-Rico C., Blanco R. Multifocal electroretinogram diagnosis of glaucoma applying neural networks and structural pattern analysis // Expert Systems with Applications. 2012. V. 39. Iss. 1. P. 234-238.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boquete L., Miguel-Jiménez J. M., Ortega S., Rodríguez-Ascariz J. M., Pérez-Rico C., Blanco R. Multifocal electroretinogram diagnosis of glaucoma applying neural networks and structural pattern analysis // Expert Systems with Applications. 2012. V. 39. Iss. 1. P. 234-238.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
