Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ БОЛИ ПОЯСНИЧНО-КРЕСТЦОВОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Изобретение относится к профилактической медицине, а именно к способам диагностики состояния организма человека, и может быть использовано для оценки состояния вертеброневрологической системы пояснично-крестцового отдела позвоночника, а именно дифференциальной диагностики боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника.

При наличии у пациента определенной боли в спине существенной проблемой являются дифференциальная диагностика, значимость и приоритет консультаций специалистов, определение необходимого и достаточного объема клинико-инструментального обследования. Учитывая, что боль в спине может быть обусловлена большим количеством различных нозологий, дифференциальная диагностика при данном симптоме приобретает особую важность. Первостепенной задачей при боли в спине является исключение «угрожающих симптомов» («красных флажков»), т.е. состояний, для обозначения которых применяют собирательный термин «специфическая боль в спине». Специфическая боль в спине требует детального дополнительного комплексного обследования, консультаций узких специалистов и назначения адекватного специфического лечения.

Известны различные способы проведения дифференциальной диагностики и оценки по полученным данным состояния здоровья человека.

Известен способ дифференциальной диагностики состояния здоровья человека (патент РФ №2275847, опубл. 10.05.2006), в котором измеряют показатели частоты сердечных сокращений, систолического и диастолического артериального давления, роста, веса, частоты дыхания, максимальной задержки дыхания на вздохе или на выдохе после приседаний. Затем значения измеренных показателей нормируют и рассчитывают по определенной формуле. Способ расширяет арсенал средств, используемых для интегральной оценки динамики состояния здоровья.

Недостатком данного способа является невозможность проведения дифференциальной диагностики боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Актуальным является вопрос разработки и создания способа дифференциальной диагностики боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника.

Наиболее близким к заявляемому способу выбран способ дифференциальной диагностики боли в спине (Дривотинов Б.В., Лупьян Я.А. Прогнозирование и диагностика дискогенного пояснично-крестцового радикулита. – Минск: Вышэйшая школа, 1982, с. 59-87), включающий сбор информации по определенным показателям, характерным для каждого пациента - жалобы, анамнез жизни, анамнез болезни/проведение клинико-инструментальное обследование пациентов. Затем проведение статистического анализа, корреляционного анализа и определение наиболее значимых показателей для дифференциальной диагностики дискогенного пояснично-крестцового радикулита и опухолевого поражения пояснично-крестцовых корешков.

Недостатком данного способа является необходимость проведения сложных клинико-инструментальных исследований, а проблема своевременной диагностики особенно актуальна для той категории пациентов, для которой специализированное клинико-инструментальное исследование малодоступно. Это может быть обусловлено территориальной удаленностью лечебных учреждений и дефицитом диагностического оборудования. Данный способ диагностирует только определенные заболевания и не предусматривает назначение соответствующего лечения.

Технической задачей изобретения является упрощение способа дифференциальной диагностики боли пояснично-крестцового отдела позвоночника, при этом по данному способу можно определить характер боли в спине каждого конкретного пациента и выявить практически здоровых людей и пациентов с неспецифической и специфической болью пояснично-крестцового отдела позвоночника, определять для каждого их них спектр необходимых лечебно-диагностических мероприятий.

Поставленная задача достигается тем, что способ дифференциальной диагностики боли пояснично-крестцового отдела позвоночника включает анализ определенных показателей, полученных в ходе опроса и клинического обследования пациента, где все показатели представлены как бинарные величины. Новым является то, что у пациента определяют наличие боли в нижней части спины, возможность переносить боль без приема болеутоляющих средств, наличие травм в течение последнего года, распространение боли в ноги, наличие травм более одного года назад, наличие онемения в ноге, длительность боли, наличие опухолевых образований доброкачественной или злокачественной природы, болезненность паравертебральных точек, наличие гиперлордоза, сглаженного лордоза, гипотонии мышц, затем рассчитывают значения дискриминантных функций y₁, y₂, y₃. По полученным данным выбирают максимальное значение y₁, y₂, y₃, по которому проводят дифференциальную диагностику боли пояснично-крестцового отдела позвоночника и определяют спектр необходимых лечебно-диагностических назначений пациента. При этом максимальное значение y₁ свидетельствует об отсутствии клинических проявлений заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника и пациенту назначают профилактические мероприятия для профилактики боли, при максимальном значении y₂ устанавливают наличие неспецифической боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника и назначают лечебно-диагностические мероприятия в соответствии с медицинскими стандартами, при максимальном значении y₃ устанавливают наличие специфической боли и пациенту назначают комплексное обследование для определения специфики заболевания.

Данный способ осуществляется следующим образом.

Для проведения дифференциальной диагностики боли пояснично-крестцового отдела позвоночника проводят опрос каждого пациента и анализируют определенные показатели, полученные в ходе опроса и клинического обследования. В результате опроса у пациента выявляют наличие или отсутствие следующих определенных симптомов - показателей:

- беспокоит ли в настоящее время боль в нижней части спины (часть спины, которая находится между нижней парой ребер и ягодичными складками);

- может ли пациент переносить эту боль без приема болеутоляющих средств;

- были ли травмы в течение последнего года;

- распространяется ли боль из области спины в ногу;

- были ли травмы больше года назад;

- присутствует ли чувство онемения в ноге;

- боль в спине беспокоит не менее одного месяца (почти не прекращаясь);

- диагностированы ли опухолевые образования доброкачественной или злокачественной природы.

Затем проводят клиническое обследование и выявляют наличие или отсутствие следующих показателей:

- болезненность паравертебральных точек;

- гиперлордоз;

- сглаженный лордоз;

- гипотония мышц.

В общей сложности выявляют 12 показателей, которые используют для дальнейшего анализа. Все показатели учитывают как категориальные бинарные величины и представляют «0» (при отрицательном ответе) и «1» (при положительном ответе).

Используя полученные показатели, рассчитывают значения дискриминантных функций y₁, y₂, y₃, подставляя в три уравнения:

где x'₁……x'₁₂ - показатели пациентов как бинарные величины, которые имеют значения: x'₁ - наличие боли в нижней части спины, x'₂ - переносимость боли без приема болеутоляющих средств, x'₃ - наличие травм в течение последних лет, x'₄ - распространение боли из области спины в ноги, x'₅ - полученные травмы больше года назад, x'₆ - наличие чувства онемения в ноге, х'₇ - наличие боли в спине, непрекращающейся более 1 месяца, x'₈ - диагностированы опухолевые образования, x'₉ - болезненность паравертебральных точек, x'₁₀ - гиперлордоз, x'₁₁ - сглаженный лордоз, x'₁₂ - гипотония мышц.

Полученные величины из уравнений (1), (2), (3) сравнивают и выбирают максимальное значение y₁, y₂, y₃, по которому проводят дифференциальную диагностику боли пояснично-крестцового отдела позвоночника пациента и определяют спектр необходимых лечебно-диагностических назначений. Если у пациента максимальное значение имеет показатель y₁, то это свидетельствует об отсутствии у пациента заболеваний в пояснично-крестцовом отделе позвоночника и пациенту назначают профилактические мероприятия для профилактики боли. В данном случае боль в нижней части спины является незначительной и не требует медикаментозного лечения. Для ее купирования достаточно комплекса лечебной гимнастики, массажа, выполнения рекомендаций, направленных на выработку рационального стереотипа движений. Если максимальное значение имеет показатель y₂, то характер боли расценивают как неспецифическая боль в пояснично-крестцовом отделе позвоночника и производят лечебно-диагностические назначения в соответствии с медицинскими стандартами. Пациенту назначают консультацию невролога, клинико-диагностическое исследование позвоночника, медикаментозное лечение нестероидными противовоспалительными препаратами, миорелаксантами, витаминотерапию, физиотерапевтические процедуры. Если максимальное значение имеет показатель y₃, то боль определяют как специфическую и пациенту назначают дополнительное комплексное обследование с консультацией специалистов для определения специфики заболевания и дальнейшего лечения патологии.

Для разработки и создания предложенного способа диагностики - выбора определенных показателей, дискриминантных уравнений и анализа полученных данных для дифференциальной диагностики боли пояснично-крестцового отдела позвоночника проведены следующие мероприятия.

Сформирована и изучена группа пациентов (163 человека) с заранее известным диагнозом. Заключительный диагноз, сопровождающийся болью в пояснично-крестцовом отделе позвоночника, верифицирован на основании результатов комплексного клинико-инструментального обследования. Все пациенты разделены на три группы.

Первую группу составили условно здоровые лица, у которых боль в нижней части спины отсутствует или является незначительной, не требующей медикаментозного лечения (59 человек). Вторую группу составили пациенты с верифицированными вертеброневрологическими заболеваниями пояснично-крестцового отдела позвоночника (64 человек). Третью группу составили пациенты с болями в спине, обусловленными воспалительными процессами, онкологическими заболеваниями, патологией внутренних органов, требующими незамедлительного дополнительного диагностического обследования и специфического лечения (40 человек).

Затем проведен опрос всех пациентов, в результате которого выявлены жалобы, анамнез жизни и анамнез заболевания (анкетные данные, факторы риска, условия труда и быта, наследственность, особенности течения заболевания, характер болевого синдрома, общее состояние организма, сопутствующие заболевания, травмы и операции в анамнезе и др.). Всего в опрос включено 56 вопросов. Также всем пациентам проведено клиническое вертеброневрологическое обследование, в результате которого оценивалось состояние вертеброневрологической системы на уровне пояснично-крестцового отдела позвоночника (осанка, движение в исследуемом отделе позвоночника, состояние мышц, наличие триггерных точек, рефлексы и др.). Всего проанализировано 42 признаков. Таким образом в характеристический вектор включено 98 показателей, которые отобраны согласно рекомендациям литературных источников и результатам собственного опыта. Для статистического анализа показателей использован пакет прикладных программ STATISTICA фирмы StatSoft Inc. (США).

Для всех показателей на первом этапе применен одномерный статистический анализ для сравнения абсолютных и относительных частот признаков с определением статистической значимости для теста χ² с поправкой Йетса. Проведенный анализ данных позволил определить репрезентативность выборки, сократить количество вопросов и выявить наиболее информативные из них для дальнейшей обработки. В результате отобрано 30 показателей из предложенных 56 вопросов. Для реализации статистического анализа данных сформирована матрица параметров состояния А, образованная характеристическими векторами показателей 163 пациентов (количество столбцов соответствует количеству параметров состояния: d=30, количество строк соответствует количеству пациентов: n=163). Для каждого представленного показателя состояния исследована частота появления положительного клинического ответов в каждой группе у каждого пациента Z=(z₁, z₂, z₃). При этом за 100% принято общее количество ответов в группе. Далее исследована частота появления кода в выборке пациентов.

На втором этапе проведен корреляционный анализ, который направлен на выявление корреляций между показателями, полученными в ходе опроса участников исследования и для определения структуры взаимосвязей, что позволило отсеять вопросы, дублирующие информацию, тем самым сократить их количество. Построена квадратная корреляционная матрица размерностью 30×30 и проведен анализ корреляций показателей. Сильные корреляции с коэффициентом выше 0,5556 при нулевом уровне значимости установлены для 8 показателей опроса и 4 показателей клинического обследования.

Таким образом, в результате получено 12 показателей, которые не коррелировали с другими показателями и использованы далее для дискриминантного анализа. Данные показатели являются наиболее значимыми при классификации пациентов, поскольку являются результатом совокупного взаимодействия остальных показателей.

Проведен дискриминантный анализ, основой которого является совокупность дискриминантных функций y_k

где b_ki - коэффициенты дискриминации, являющиеся количественным выражением критериев информативности показателей, d - количество показателей, k - номер класса функционального состояния, x_i - значение i - показателя.

Построенная модель дает возможность классификации пациентов на 3 класса Z_j из Z=(z₁, z₂, z₃) (где z₁ - практически здоровые люди, без заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника, z₂ - пациенты с верифицированными вертеброневрологическими заболеваниями, z₃ - больные с патологией внутренних органов, а также воспалительными и онкологическими заболеваниями) на основе вектора отобранных показателей X'=(x'₁, x'₂, …, x'₁₂).

Дискриминантный анализ проведен по следующей схеме. Изначально проанализировано 12 показателей, отобранных с помощью корреляционного анализа. Далее для проверки достоверности и устойчивости полученных уравнений вводились дополнительные показатели. Схема введения показателей определялась экспертным путем на основе имеющихся априорных знаний, а также корреляционных матриц. Если при введении дополнительного показателя, достоверность анализа падала, либо не изменялась, показатель удалялся как незначимый. Если удаление показателя приводило к снижению достоверности полученных уравнений, показатель считался значимым и возвращался в уравнение. Уровень значимости полученной классификации p<0,0005, Лямбда Уилкса 0,7685. Полученные результаты свидетельствуют о высокой достоверности классификации. Классификационная матрица показывает, что лишь 3 случая из 163 классифицированы неверно. Дальнейший перебор показателей не привел к улучшению показателей, тогда как удаление одного или нескольких из 12 выбранных показателей приводило к значительному увеличению уровня значимости.

В результате проведенного анализа данных определено 12 значимых показателей для дифференциальной диагностики боли в спине, из них 8 показателей получены в результате опроса участников исследования, 4 показателя получены при клиническом обследовании. На основе этих показателей сформированы уравнения, описывающие классы функциональных состояний Z=(z₁, z₂, z₃) и сформулированы следующее правила для отнесения пациента к одному из классов.

Для имеющегося характеристического вектора показателей человека X=(x₁, х₂, …, х₁₂) сформирован новый характеристический вектор X'=(x'₁, х'₂, …, x'₁₂) с использованием выбранной системы кодирования. Поскольку изначально каждый показатель кодировался для каждого класса на основании частот появления значений данного показателя в классе, то каждый ответ на вопрос (то есть каждые 1 и 0) кодируется тремя значениями частот (первое значение частоты для класса z₁ - практически здоровые люди, второе значение - для класса z₂ - пациенты с верифицированными вертеброневрологическими заболеваниями, третье значение - для класса z₃ - больные с патологией внутренних органов, а также воспалительными и онкологическими заболеваниями). Следовательно, для каждого случая сформировано 3 характеристических вектора Х'=(x'₁, x'₂, …, x'₁₂) (с системой кодов для класса z₁, z₂, z₃) и решено 3 сформулированных дискриминантных уравнения для соответствующих характеристических векторов. В результате получены три значения дискриминантных функций Y=(y₁, y₂, y₃), где y₁ описывает класс z₁, y₂ описывает класс z₂, y₃ описывает класс z₃. Для определения, к какому классу функционального состояния следует отнести пациента, характеристический вектор которого использовался для решения дискриминантных уравнений, используют следующее правило: побеждает тот класс, для которого значение дискриминантной функции Y=(y₁, y₂, y₃) наибольшее.

Таким образом получены определенные показатели, которые необходимо выявить у каждого пациента, позволяющие проводить дифференциальную диагностику боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. В итоге пациент или медицинский работник получают заключение, которое позволяет отнести пациента к определенному классу (группе) - практически здоровые (отсутствуют клинические признаки заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника), лица с неспецифической болью или лица со специфической болью в спине.

Примеры

С помощью разработанного способа произведен опрос и осмотр пациентов и даны заключения, определяющие состояние пациента при отнесении его к одной из групп, а также даны соответствующие рекомендации.

Пример 1

Больной А., 26 лет.

Пациенту заданы вопросы и проведено клиническое обследование - физикальный осмотр.

Полученные данные подставлены в дискриминантные уравнения, где ответ «да» = 1, ответ «нет» = 0

y₁=-55,7317+58,1450+8,0733=10,4866

y₂=-174,520+41,337+56,170=-77,013

y₃=-145,035+50,041+44,837=-50,157

В данном случае максимальное значение имеет показатель y₁=10,4866.

В данном случае у пациента отсутствуют клинические признаки заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника. Рекомендовано регулярное выполнение физических упражнений для укрепления мышц спины.

Клинический диагноз: практически здоров (отсутствуют клинические признаки заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника).

Пример 2

Больной М., 42 года.

y₁=-55,7317+39,9882+58,1450-7,5032+8,0733+14,3513-3,4549+0,5188=51,3868

y₂=-174,520+63,773+41,337+19,631+56,170+18,391+19,013+65,917=109,712

y₃=-145,035+63,930+50,041+18,252+44,837+16,011+15,763т-8,178=55,621

В данном случае максимальное значение имеет показатель y₂=109,712.

Заключение: Признаки неспецифической боли в спине, обусловленной вертеброневрологическим заболеванием. Рекомендована консультация невролога для назначения и лечения (нестероидные противовоспалительные препараты, миорелаксанты, витаминотерапия, физиотерапевтические процедуры, лечебная гимнастика).

Клинический диагноз: люмбоишиалгия.

Пример 3

Больной В., 66 лет.

y₁=-55,7317+39,9882-7,5032-9,0237+10,7650=-21,5054

y₂=-174,520+63,773+19,631+24,748+41,547=-24,821

y₃=-145,035+63,930+18,252+36,280+40,803=14,23

Максимальное значение имеет показатель y₃=14,23.

Заключение: Признаки специфической боли в спине. Рекомендовано безотлагательное обращение к врачу общей практики, терапевту или неврологу, а также всестороннее клинико-инструментальное обследование: общий анализ крови, рентгенография и/или МРТ поясничного отдела позвоночника. Более точный объем обследования будет определен врачом при обращении пациента в зависимости от клинических симптомов и результатов физикального обследования.

Клинический диагноз: рак предстательной железы, множественные метастазы.

Таким образом предложен простой, результативный и достоверный способ дифференциальной диагностики боли пояснично-крестцового отдела позвоночника, который не требует проведения сложных клинико-инструментальных исследований. Пациент должен только четко ответить на определенные вопросы и пройти осмотр врача. Поэтому с помощью данного способа можно проводить дифференциальную диагностику боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника при непосредственном обращении пациента к специалисту и в рамках периодических медицинских осмотров. По данному способу можно проводить обследование пациентов в территориально удаленных лечебных учреждениях при дефиците диагностического оборудования. При этом для каждого пациента можно установить специфику боли, определить спектр необходимых лечебно-диагностических мероприятий, приоритет консультаций специалистов, а также определить лечебные назначения.