Методика количественной оценки степени тяжести состояния пациентов с механической желтухой

Резюме

Цель исследования - разработать доступный практическому врачу способ динамического контроля состояния больных с механической желтухой, базирующийся на коэффициенте степени тяжести, который вычисляется с помощью специальной математической формулы на основании объективных количественных параметров. Были изучены данные из 258 историй больных с механической желтухой из трех лечебных учреждений: НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Клиники факультетской хирургии им. Н.Н. Бурденко Первого МГМУ им. И.М. Сеченова и Пушкинской районной больницы им. проф. В.П. Розанова с 1996 по 2014 г. Для решения поставленной задачи по методике вычисления степени тяжести с помощью универсального пакета статистической программы StatSoft Statistica для OC Windows с целью выявления математической зависимости между 50 количественными показателями, характеризующей состояние гомеостаза больного, и исходом заболевания на первом этапе проведен дискриминантный анализ. Найдена математическая зависимость между степенью вероятности летального исхода и 8 значащими параметрами.

В результате проведенных вычислений такие факторы, как давность желтухи в сутках, лейкоцитоз, билирубин, креатинин и лимфоциты крови, температура тела, частота пульса и дыхания, возраст больного, выявились как значащие параметры при вычислении тяжести механической желтухи у конкретного больного. На основании 9 значимых параметров, влияющих на степень тяжести механической желтухи, на втором этапе был проведен многомерный регрессионный анализ, используемый для оценки степени влияния различных факторов на результирующий показатель. Выявлена математическая зависимость, представленная формулой:

= 0,002 (d×b) + 1,2 (- 36,6) + 0,001 (p×v) + 0,322 (L/1000 - 5) + 0,22 (16 - Lim) + 0,0085 (- 60) + 0,165 (Di - 20).
В формуле была учтена стохастическая зависимость результирующего параметра от влияющих на него факторов. При расчете проведен корреляционный анализ, направленный на установление стохастической связи между параметрами и оценку тесноты связи факторов и результирующего показателя. Таким образом, обнаружена статистическая зависимость, на основании которой была разработана формула, объединяющая 9 значимых параметров, для определения степени тяжести 
больного на основании степени влияния каждого фактора на результирующий параметр.

Данная методика вычисления степени тяжести может быть применена любым врачом - хирургом или другим специалистом, имеющим навыки пользователя персонального компьютера с установленной программой MS Excel. Предлагаемая методика контроля может точно отслеживать минимальные изменения в состоянии больного, а также влияние отдельных элементов лечения на течение заболевания.

Ключевые слова:количественная оценка степени тяжести больных механической желтухой, формула степени тяжести, факторы желтухи

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2018. Т. 6, № 2. С. 48-54.
doi: 10.24411/2308-1198-2018-12006.
Статья поступила в редакцию: 01.06.2017. Принята в печать: 20.04.2018.

Для динамического контроля состояния больных с механической желтухой и оценки их клинического состояния пользуются общепринятым критерием - степенью тяжести [1-3]. Показания к тем или иным методам лечения определяется на основании этого параметра. Поэтому очевидна исключительная важность правильного определения степени тяжести состояния больного или прогноза течения заболевания. Опыт хирурга при оценке тяжести больного с механической желтухой субъективен [4, 5]. Объективная оценка тяжести состояния пациента разными специалистами представляет определенные сложности. Приступая к данному исследованию, мы использовали опыт создания оценки тяжести состояния больных с желтухой при помощи интегральных и специфических шкал (APACHE, APACHE II, APACHE III, SAPS, SAPS II, SOFA, MODS), отдельные факторы гомеостаза как предикторы, а также свой предыдущий опыт оценки степени тяжести [6]. Для снижения трудоемкости вычислений нами была разработана методика вычисления степени тяжести больного в реальном времени в программе MS Excel.

В связи с тем, что, по данным литературы, все существующие способы динамического контроля за состоянием больных с механической желтухой либо субъективны, либо неприменимы на практике из-за сложности, цель исследования - разработать способ динамического контроля состояния больных с механической желтухой, базирующийся на количественном коэффициенте степени тяжести, который определяется на основании объективных и доступных практическому врачу количественных параметрах.

Была разработана математическая формула с использованием принципов многомерного регрессионного анализа. Проанализировано 258 историй больных с механической желтухой, находившихся на лечении в 3 лечебных учреждениях: НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Кли- нике факультетской хирургии им. Н.Н. Бурденко Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Пушкинской районной больнице им. проф. В.П. Розанова, - с 1996 по 2014 г.

Получена математическая зависимость в виде формулы, легко применимой в программе MS Excel, что позволяет легко рассчитывать степень тяжести больного в любой момент времени.

Материал и методы

Исследование проведено на основании 146 историй больных, умерших от механической желтухи, и 112 историй больных с механической желтухой, выписанных из стационара.

Для определения количественного выражения степени тяжести больного в любой момент времени с помощью многомерного регрессионного анализа нами была выявлена математическая зависимость между клиническими количественными параметрами и вероятностью летального исхода или выздоровления. Для оценки влияния различ- ных факторов на результирующий показатель использовали метод факторного анализа, в результате которого были определены 8 параметров, значимых для количественного определения степени тяжести больного.

При вычислении формулы учитывали стохастическую (случайную) зависимость результирующего параметра (степени тяжести) от влияющих на него факторов. При расчете коэффициентов был проведен метод корреляционного анализа, направленный на решение двух задач: установление стохастической связи между параметрами; оценка тесноты связи факторов и результирующего показателя.

Для проведения многомерного регрессионного анализа использовали универсальный пакет статистических программ StatSoft Statistica. В результате проведенной работы была разработана формула, объединяющая 9 значимых параметров для определения степени тяжести больного с учетом степени влияния каждого из этих факторов на результирующий параметр.

Результаты

Для вычисления динамического контроля степени тяжести больного с механической желтухой необходимо составить таблицу в программе MS Excel и ввести разработанную нами формулу. Она предназначена для количественного определения степени тяжести и отслеживания динамики состояния больных с различными формами механической желтухи. При изменении исходных параметров степень тяжести будет рассчитываться автоматически.

Ниже приводятся комментарии, из которых ясен ход проведенного нами исследования.

Определены 9 объединяющих значимых факторов в определении тяжести механической желтухи у больного, такие как давность желтухи в сутках, лейкоцитоз, билирубин, креатинин и лимфоциты крови, температура тела, частота пульса и дыхания, возраст больного.

Эти параметры получены следующим образом: сначала методом случайной выборки были отобраны истории больных, умерших от механической желтухи, а также истории больных с механической желтухой, выписанных из стационара. C помощью дискриминантного анализа проанализировано влияние 50 параметров на исход заболевания. Было найдено дискриминантное уравнение, позволяющее с точностью 65% прогнозировать исход заболевания. При этом значащими оказались только 8 параметров, c которыми в дальнейшем и шла вся работа: давность желтухи в сутках, билирубин и креатинин крови в ммоль/л, температура тела, лейкоцитоз крови, частота пульса и дыхания, возраст больного, лимфоциты крови в %.

Дискриминантный анализ предназначен для определения вероятности смертельного исхода (или степени тяжести больного) на основании данных, полученных в первые 3 сут заболевания. Для решения поставленной задачи необходимо иметь количественное выражение степени тяжести (вероятности смертельного исхода) в любой момент времени. Дис- криминантный анализ для этого не годится, поэтому на следующем этапе был применен многомерный регрессионный анализ. Весь диапазон изменений дискриминантного коэффициента от минимума до максимума был представлен в виде шкалы степени тяжести от 0 до 30. Это сделано для удобства вычислений.

Изучали зависимость между дискриминантным коэффициентом, приведенным к вышеупомянутой шкале и 9 параметрами. Исходили из того, что зависимость не может иметь линейный характер, и к многомерному линейному дискриминантному анализу прибегли вынужденно, так как не имели возможности использовать нелинейный анализ. Однако учесть нелинейность было необходимо. Прежде всего учли, что давность заболевания и уровень билирубина тесно связаны. Также связаны частота пульса и возраст больного. Нелинейны и ряд других зависимостей. Характер нелинейности определялся эмпирически. Поэтому при проведении многомерного регрессионного анализа они вводились в объединенном виде.

Получено регрессионное уравнение:

= 0,002 (d×b) + 1,2 (- 36,6) + 0,001 (p×v) +0,322 (L/1000 - 5) + 0,22(16 - Lim) +0,0085 (- 60) + 0,165 (Di - 20),

где - степень тяжести больного; - давность за- болевания в сутках; - билирубин крови, моль/л; t - температура тела; p - частота пульса, уд/мин;v - возраст больного; L - лейкоциты крови; K - креатинин крови; Lim - лимфоциты крови, Di - частота дыхания в 1 мин.

Формула применялась для расчета степени тяжести в течение всего периода лечения у 60 больных.

Полученная математическая зависимость и программа MS Excel позволяют легко рассчитывать степень тяжести больного в любой момент времени и отслеживать ее динамику. Для этого необходимо составить таблицу в программе MS Excel (рис. 1).

1. В первом столбце (А) необходимо указать наименование каждого значимого фактора в следующем порядке:

Строка 1: возраст больного (v).
Строка 2: давность желтухи в сутках (
d).
Строка 3: билирубин крови (
b).
Строка 4: температура тела (
t).
Строка 5: лейкоциты крови (
L).
Строка 6: частота пульса, уд/мин (
p).
Строка 7: креатинин крови (
K).
Строка 8: лимфоциты крови, % (
Lim).
Строка 9: частота дыхания в 1 мин (
Di).
Строка 10: Степень тяжести (
G).

2. Напротив каждого параметра в столбце (В) необходимо вписать соответствующее значение. 

 3. Вставить разработанную нами формулу в ячейку B10 (столбец B, строка 10) таблицы в следующем виде:

=0,002 × B2 × B3 + 1,2 × (B4 - 36,6) + 0,001 × B6 × B1 + 0,322 × (B5/1000 - 5) + 0,22 × (16 - B8) + 0,0085 × (B7 - 60) + 0,165 × (B9 - 20).

Степень тяжести будет рассчитана автоматически.

4. Скопировать указанную выше формулу из ячейки B10 в ячейки C10, D10, E10 и прочие ячейки строки 10. При копировании в программе MS Excel формула автоматически выбирает значения параметров, указанных в строках 1-9, того столбца, в котором находится. Таким образом, при расчете степени тяжести в столбце С формула автоматически рассчитает значение степени тяжести исходя из данных, указанных в строках 1-9 столбца С. По аналогии будет рассчитана степень тяжести во всех прочих столбцах.

Как видно из описанного выше алгоритма расчетов степени тяжести, разработанная нами формула позволяет получить независимую оценку степени тяжести больного с механической желтухой в любой момент времени, указав для этого в последующем столбце значения указанных значимых параметров.

Показатели, отображающие динамику степени тяжести у больного В. с механической желтухой, 60 лет, и.б. 19786, приведены в таблице.

Как видно из рис. 2, степень тяжести механической желтухи у больного В. достигла максимального значения на 4-е сутки после начала заболевания. На 10-е сутки заметна тенденция выздоровления.

График на рис. 2 наглядно иллюстрирует объективное состояние больного в любой момент времени.

Таким образом, использование формулы в программе MS Excel позволяет получить количественное определение степени тяжести и отследить динамику состояния больных с различными формами механической желтухи.

Обсуждение

Наличие субъективного фактора для правильного определения степени тяжести хирургом всегда ставит под сомнение идентичность определения степени тяжести у одного и того же больного не только специалистами разных клиник, но и врачами в пределах одного отделения. Объективная оценка тяжести состояния пациента при хирургической патологии брюшной полости и определение вероятности неблагоприятного исхода представляют определенные сложности [2, 7, 8].

До настоящего времени существовало несколько подходов к решению данной задачи. Во- первых, использование широко распространенных интегральных шкал оценки тяжести состояния (APACHE, APACHE II, APACHE III, SAPS, SAPS II, SOFA, MODS и ряда других); во-вторых, использование специфических шкал, разработанных с учетом особенностей перитонита (самая известная шкала - Мангеймский индекс перитонита, MPI; прогностический индекс релапаротомий - ПИР); в-третьих, использование ряда отдельных показателей гомеостаза в качестве независимых предикторов неблагоприятного исхода [2, 3, 9].

Для определения степени тяжести у больного применялась автоматизированная программа на языке Турбо Паскаль, что, несомненно, было прогрессивно 25 лет назад [1, 2, 6].

Приступая к данному исследованию, мы использовали обобщающий опыт авторов по созданию системы оценки тяжести состояния у больных острым панкреатитом [2, 6]. Несмотря на 30-летнюю историю существования интегральных систем и применения программы на языке Турбо Паскаль для оценки тяжести состояния в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского [6], оценка динамики тяжести состояния при механической желтухе остается несовершенной. Все используемые шкалы имеют общие недостатки: плохая дискриминационная способность исхода для отдельного пациента при относительно точном прогнозе вероятности летального исхода для группы пациентов, низкая чувствительность шкал при достаточно высокой специфичности, что позволяет более или менее точно предсказать вероятность летального исхода, но не дает возможности достоверно выявить выживших пациентов. Эти особенности интегральных шкал позволяют стратифицировать пациентов для проведения научных исследований и написания отчетов, но практически делают шкалы непригодными для принятия решения по тактике лечения конкретного больного. Такое положение фактически означает отсутствие стандартизации групп больных по степени тяжести и весьма усложняет сопоставление результатов различной тактики и методов лечения [1, 2, 9-11, 13, 14]. Среди хирургов не прекращаются попытки использовать объективные математические методы определения степени тяжести или выбора тактики на основании прогноза течения заболевания [1, 2, 6, 12], что мы видим на примере применявшихся вычислений в программе Турбо Паскаль, но на современном этапе при наличии простой и удобной программы MS Excel ее использование неприемлемо. Громоздкие вычисления теперь можно сделать, вставив в соответствующую ячейку разработанную нами формулу.

Как видно из таблицы, степень тяжести не имеет прямой зависимости от уровня билирубинемии, она сложным образом связана со всеми 8 параме- трами, косвенно и прямо отражающими состояние отдельных систем организма. Используя предлагаемую нами методику контроля, можно более четко отслеживать минимальные изменения в состоянии больного, а также влияние отдельных элементов лечения на течение заболевания. Предлагаемый способ определения степени тяжести полностью лишен субъективизма и не зависит от квалификации хирурга.

Заключение

Проведен многомерный регрессионный анализ, используемый для оценки влияния различных факторов на результирующий показатель. Определены 9 значимых параметров для расчета динамики степени тяжести состояния больных с механической желтухой. Эти данные достоверны для оценки динамики степени тяжести состояния больных с данной патологией.

Разработана формула, опирающаяся на принципы многомерного регрессионного анализа, объединяющая 9 значимых факторов оценки динамики степени тяжести состояния больных с механической желтухой.

Полученные данные использования значимых параметров в результате обработки по формуле в программе Exel из 146 историй больных, умерших от механической желтухи, и 112 историй больных, с механической желтухой выписанных из стационара, позволяют оценивать динамику степени тяжести состояния подобных больных.

Предложен способ динамического контроля оценки тяжести состояния больных с механической желтухой, который предполагает, что на основании объективных и доступных практическому врачу количественных параметров при помощи программы MS Excel можно дифференцировать характер и степень патологических изменений и выбрать наиболее подходящее лечение, что может существенно улучшить прогноз.

Конфликт интересов. Государственное финансирование. Конфликта интересов нет.

Литература

1. Гальперин Э.И. Классификация тяжести механической желтухи // Анналы хирург. гепатологии. 2012. No 2. С. 26-33.

2. Винник Ю.С., Дунаевская С.С., Кочетова Л.В., Дябкин Е.В. Пат. 2364867 Рос. Федерация. Способ определения степени тяжести механической желтухи неопухолевого генеза. Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно- Ясенецкого. No 2008129839; опубл. 20.08.2009 Бюл. Изобретения. Полезные модели. 2009 No 23: 6 с.

3. Тимербулатов М.В. Совершенствование методов диагностики хирургического лечения больных с механической желту- хой : автореф. дис. ... канд. мед. наук. Уфа, 1999. 22 с.

4. Майстренко Н.А. Оптимизация лечебно-диагностических подходов при синдроме механической желтухи доброкачественного генеза // Анналы хирург. гепатологии. 2009. No 1. С. 14-15.

5. Ветшев П.С. Механическая желтуха: причины и диагностические подходы // Анналы хирург. гепатологии. 2011. No 3. С. 50-57.

6. Щербюк А.Н. Выбор тактики при остром панкреатите на основании коэффициента тяжести заболевания и принципы его определения с помощью некоторых методов прогнозирования в хирургии : дис. ... д-ра мед. наук. М., 1991. 448 с.

7. Гальперин Э.И. Механическая желтуха: состояние "мнимой стабильности", последствия "второго удара", принципы лечения // Анналы хирург. гепатологии. 2011. No 3. С. 16-25.

8. Майстренко Н.А. Диагностика и лечение синдрома механической желтухи доброкачественного генеза // Анналы хирург. гепатологии. 2011. No 3. С. 26-34.

9. Гальперин Э.И., Котовский А.Е., Момунова О.Н. Оптимальный уровень билирубинемии перед выполнением операции перед выполнением операции у больных механической желтухой опухо- левой этиологии опухолевой этиологии // Анналы хирург. гепатологии. 2012. No 2. С. 45-52.

10. Кубачев К.Г. Выбор способа дренирования желчных протоков при механической желтухе опухолевого генеза // Анналы хирург. гепатологии. 2009. No 4. С. 56-62.

11. Шарафиев С.З., Шаймарданов Р.Ш., Купкенов М.А. Профилактика и лечение гнойного холангита у больных механической желтухой при высоком опухолевом блоке желчевыводящих путей // Казан. мед. журн. 2010. No 2. С. 243--245.

12. Шевченко Ю.Л. Хирургическая тактика при синдроме механической желтухи // Вестн. нац. мед.-хирург. центра им. Н.И. Пирогова. 2009. No 1. С. 10-14.

13. Attam R., Freeman M. Endoscopic papillary large balloon dilation for large common bile duct stones // J. Hepato-Biliary-Pancreatic Surg. 2009; Vol. 16, N 5. P. 618-623.

14. Tajiri T. Diagnosis and initial management of cholangiocarcinoma with obstructive jaundice // World J. Gastroenterol. 2008. Vol. 14, N 19. P. 3000-3005.