Результат интеллектуальной деятельности: Способ индивидуальной количественной оценки развития ишемической болезни сердца

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, кардиологии, патофизиологии, биохимии, фармакологии, и предназначено для оценки развития ишемической болезни сердца (ИБС).

Известен способ индивидуальной количественной оценки развития ишемической болезни сердца [1]. Данный способ заключается в том, что на предварительном этапе проводят обследование пациентов на различных известных стадиях развития патологии, с определением значений биохимических, физиологических и клинических показателей. Определяется 49 показателей для женщин и 50 для мужчин. После этого определяют интегральный показатель здоровья, для каждого пациента, зная весовые коэффициенты каждого показателя и константу смещения. Проводят оценку риска развития ИБС для любого пациента, в том числе и без клинических проявлений болезни в зависимости от пола.

Данный способ является наиболее близким к заявляемому и выбран в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является необходимость проведения большого объема исследований, трудоемкость и высокая стоимость исследований

Задачей предлагаемого в качестве изобретения способа является получение надежного, готового к применению, упрощенного, менее дорогого способа индивидуальной количественной оценки развития ИБС.

Поставленную задачу решают путем подбора новых показателей, имеющих значимость для дифференцировки больных и здоровых и проведения дискриминантного анализа полученных значений показателей с определением их весовых коэффициентов: холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛПВП) (1,341), холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛПНП) (0,855), индекса функциональных изменений (ИФИ) (-0,328), С22:0 жирных кислот (ЖК) (-23,514), С24:1(15) (ЖК) (-49,680), коэффициента эффективности метаболизации жирных кислот (КЭМ) (С20:4 (5, 8, 11, 14)/С20:5 (5, 8, 11, 14, 17), С20:3 (8, 11, 14), С20:2 (11, 14), С22:6 (4, 7, 10, 13, 16, 19)) (0,264). Константа смещения равна 0,599. Далее определяют значение интегрального показателя состояния здоровья для каждого обследуемого человека как взвешенную сумму значений всех полученных показателей, умноженных на соответствующий им весовой коэффициент и прибавленную к ней константу смещения.

Значение дискриминантной функции (d) рассчитано по формуле d=b₁x₁+b₂x₂+…+b_nx_n+а, где x₁ и x_n - значения переменных, соответствующих рассматриваемым случаям, b₁ и b_n - определенные весовые коэффициенты и а - константа канонической дискриминантной функции.

Таким образом, значение d, исходя из формулы, определяется, как сумма измеренных показателей, умноженных на их весовые коэффициенты с последующим прибавлением константы смещения.

Исходя из графика взаимоотношений (d) и вероятности заболевания, при значении (d) меньшем или равном -2,377 можно говорить о максимальной вероятности наличия заболевания равной 1. При увеличении значений (d) до -0,880 можно говорить о снижении вероятности заболевания с 1 до 0,5. В случае значения (d) от -0,880 и выше можно говорить о вероятности заболевания меньше 0,5. При значении (d) равном 0,428 или больше можно говорить о вероятности наличия заболевания равной 0,021 или об отсутствии заболевания.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенной к нему фиг.1, где изображен график 1 взаимоотношения дискриминантной функции (d), отложенной по оси x, и вероятности заболевания ИБС, отложенной по оси у, полученное на 279 пациентах.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят определение у пациентов ИФИ, ХС-ЛПВП, ХС-ЛПНП, С22:0 ЖК, С24:1(15) ЖК и КЭМ. По этим инструментальным и биохимическим показателям с использованием полученных при разработке способа весовых коэффициентов и константы смещения индивидуально рассчитывают значение дискриминантной функции для каждого пациента и по полученному графику определяют степень развития или вероятность наличия ИБС.

На этапе разработки способа индивидуальной количественной оценки развития ИБС провели обследование 279 пациентов с диагнозом ИБС и без указанной патологии. Изучались медицинская документация пациентов, анамнез, проводилось физикальное обследование. Для верификации диагноза ИБС делали электрокардиографию (ЭКГ), эхокардиографию (ЭхоКГ) и велоэргометрию (ВЭМ).

На предварительном этапе определили клинические и биохимические показатели, Исследовали показатели, рекомендованные Всероссийским обществом кардиологов для изучения сердечно-сосудистых заболеваний, а также показатели, которые прямо или косвенно отражают патофизиологические изменения при развитии заболевания. Определяли ИФИ, ХС-ЛПВП, ХС-ЛПНП, (ЖК) и С22:0 ЖК, С24:1(15) ЖК и КЭМ.

Провели дискриминантный анализ полученных значений, получили весовые коэффициенты для каждого показателя и константу смещения. Определение значения дискриминантной функции проводили для каждого обследуемого как взвешенную сумму значений всех полученных показателей умноженных на соответствующий им весовой коэффициент с последующим прибавлением константы смещения. По значению дискриминантной функции определяли принадлежность к группе с патологией либо к группе без нее по количественной оценке риска наличия болезни.

Дискриминантный анализ показателей лиц относительно здоровых лиц и лиц, больных ИБС, на предварительном этапе показал коэффициент канонической корреляции равный 0,794, собственное значение d равное 1,709 (Р=0,000), низкую λ Уилкса равную 0,369 (Р=0,000), расстояние между центроидами равное 2,860, априорную вероятность заболевания для отсутствия ИБС равную 0,292, наличие ИБС равную 0,708. Наличие полученного значения достоверности М Бокса равное 0,149 говорит о том, что данные характеризуются многомерной нормальностью. При этом был отмечен высокий процент правильной классификации для людей с отсутствием ИБС равный 96,4, и наличием ИБС равный 82,3. Общий процент правильной классификации был равен 89,2 (таблица 1).

а. 89,2% исходных сгруппированных наблюдений классифицировано правильно.

Из таблицы 1 видно, что в 89,2% случаев анализ правильно выявил лиц с наличием или отсутствием ИБС. Наличие высокого процента 96,4% при выявлении лиц, не имеющих ИБС, обеспечивает высокое качество диагностики среди населения равное 95,5%. Подсчет качества диагностики среди населения был проведен исходя из распространенности заболевания среди взрослого населения РФ, которая составляет 6%. Количество впервые выявленной патологии на территории России ежегодно увеличивается на 3-4%, а в Сибирском федеральном округе достигает 8% (Ступаков И.Н. Смертность от ишемической болезни сердца в Российской федерации // Здравоохранение, 2008, №7). Таким образом, учитывая распространенность заболевания, мы видим, что из 1000 человек 60 являются больными ИБС и 940 человек не имеют данной патологии. С учетом данных таблицы 1: больных ИБС из 60 человек 49 человек диагностированы правильно (60*0,823=49), а у 11 человек (60-49=11) заболевание было не выявлено. Из 940 здоровых, обследуемых лиц, 906 человек определено правильно (940*0,964=906), а 34 здоровых человека были определены как больные (940-906=34). Таким образом, качество диагностики ИБС с использованием предлагаемого упрощенного способа было равно 95,5% (906+49)/1000*100%=95,5%). Качество диагностики среди населения практически достигает тех же значений, что и в прототипе, где оно было равным 97,6%. В то же время вместо 99 показателей - (50 для женщин и 49 для мужчин в прототипе) в предлагаемом нами упрощенном способе были использованы 6 новых показателей (4 показателя, не применяемых в прототипе, и 2 показателя, используемых ранее в прототипе). Коэффициенты и константа при упрощенном способе одинаковы для лиц обоего пола. При этом не было необходимости в расчете и применении 93 дополнительных весовых коэффициентов, использованных в прототипе на предварительном этапе и этапе практической оценки.

Для определения вероятности заболевания, исходя из значений (d), были выявлены взаимоотношения между (d) и вероятностью заболевания с помощью построенного графика 1, на котором по оси x была отложена величина (d), а по оси у была отложена вероятность заболевания ИБС в диапазоне от 0 до 1. По сути 0 - это отсутствие заболевания, а 1 - это 100% наличия заболевания. Таким образом, при значении функции (d) меньше или равном -2,377 можно было говорить о максимальной вероятности заболевания равной 1. В случае увеличения значений (d) до -0,880 можно было говорить о снижении вероятности заболевания от 1 к 0,5. При достижении значения (d) равного -0,880 можно говорить о 0,5 вероятности, в случае дальнейшего увеличения значений (d) можно говорить о снижении вероятности от 0,5 до 0. При наличии значения 0,428 или больше можно было говорить о вероятности равной 0,021 или об отсутствии заболевания (фиг. 1).

Таким образом, проведение дискриминантного анализа с помощью предложенного нами набора клинических, патофизиологических и биохимических показателей позволило определить значимость каждого исследуемого параметра в развитии заболевания, отобрать наиболее важные показатели, при определении которых диагноз ИБС можно выставить с большей вероятностью, уменьшить число данных показателей. Таким образом, создан упрощенный способ ранней диагностики ИБС среди населения с практически такой же высокой классификационной характеристикой 95,5%, что и в прототипе (93,1% для женщин и 98,2% для мужчин) путем применения новых показателей с уменьшением объема (в 16 раз) необходимых исследований (6 параметров, против 99 параметров, используемых в прототипе для мужчин и женщин). При этом упрощается оценка вероятности заболевания, так как отпадает необходимость предварительного расчета дополнительных 93 весовых коэффициентов и одной константы, являющихся зависимыми от пола на предварительном этапе и этапе дальнейшей практической оценки вероятности заболевания в прототипе. Кроме того, снижается на 30% цена общего исследования с 3264 рублей для прототипа до 2464 рублей для упрощенного способа.

Пример 1

Расчет индивидуальной количественной оценки развития ИБС в способе-прототипе (пациент №1). Использовали показатели в прототипе:

1. Пол - мужской

2. Возраст - 47 лет

3. Рост - 1,72 м

4. Вес 106 кг

5. АД сист = 120 мм рт. ст.

6. АД диаст = 80 мм рт. ст.

7. ТГЛ = 1,15 мМ/л

8. ХО = 4,71 мМ/л

9. ХС-ЛПВП = 1,48 мМ/л

10. ХС-ЛПНП = 2,76 мМ/л

11. ХС-ЛОНП = 0,52 мМ/л

12. АЛТ = 0,147 мкМ/лс

13. АСТ = 1,05 мкМ/лс

14. ЛДГ = 3,46 мкМ/лс

15. глюкоза = 4,62 мМ/л

16. α-амилаза 1,51 мкМ/лс

17. Креатин киназа 0,57 мкМ/лс

18. Щелочная фосфотаза = 3,78 мкМ/лс

19. Общий белок = 85,1 г/л

20. Альбумин = 6,188 мМ/л

21. Мочевая кислота = 356 мкМ/л

22. Мочевина = 3,44 мМ/л

23. Креатинин = 108 мкМ/л

24. Билирубин прямой 9,4 мкМ/л

25. Билирубин общий 35,2 мкМ/л

26. АДФ индуцированная агрегация тромбоцитов = 43%

27. КИАТ = 54%

28. Кол-во тромбоцитов = 235 10₉/л

29. Средний объем тромбоцита = 9,1 ед.

30. Кол-во эритроцитов 5,51*10₁₂/л

31. Лейкоциты 4,5*10₉/л

32. Гематокрит = 48,6%

33. Гемоглобин = 2,54 мМ/л

34. Средний объем эритроцита 88,2 фл

35. Ширина распределения эритроцитов по объему 15,9%

36. Среднее содержание гемоглобина в эритроците = 0,405 м*10е-15 на эритроцит

37. Сегментоядерные нейтрофилы = 43%

38. Эозинофилы 4%

39. Базофилы 1%

40. Лимфоциты 16%

41. Моноциты 5%

42. Средняя концентрация гемоглобина в эритроците 14,9 мМ/л

Рассчитанные показатели:

43. ИМТ = 36

44. К Брока = 147

45. АО = 1

46. ХС-ЛПНП/ОХ = 59%

47. ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП = 0,52

48. ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП+ХС-ЛПОНП = 0,44

49. КА = 1,9

50. АСТ/АЛТ = 7,16

d=47*0,027+1,72*(-0,265)+106*0,01+36*0,342+147*(-0,078)+1,0*1,147+1,15*1,455+4,71*6,226+1,48*(-4,642)+2,76*(-7,066)+59*0,339+0,52*2,558+0,52*6,268+0,44*(-0,804)+1,9*(-0,612)+120,0*0,011+80,0*(-0,036)+0,147*0,008+1,05*(-1,324)+7,16*(-0,003)+3,46*(-0,096)+4,62*(-0,123)+1,51*(-0,042)+85,1*0,037+6,188*(-0,107)+356*(-0,004)+3,44*(-0,213)+108*0,025+0,57*(-0,067)+3,78*0,585+35,2*0,038+9,40*(-0,148)+43*(-0,039)+54*(-0,006)+235*(-0,005)+9,1*(-0,041)+5,51*(-2,538)+48,6*0,757+2,54*(-8,748)+88,2*(-0,129)+14,9*3,903+0,405*(-8,851)+4,5*(-0,002)+43*0,632+4*0,751+1,0*0,493+16*0,654+5,0*0,514+(-94,797 константа смещения) = 21,279

Такое значение дискриминантной функции в прототипе (d) исходя из графика встречаемости ИБС у мужчин, соответствует людям, имеющим ИБС (рис. 1, 3) [1]. ОР=1/(1+ЕХР(21,279))*100=0. Таким образом, принадлежность к группе без ИБС в прототипе составила 0%, а принадлежность к группе с ИБС в прототипе 100% (рис. 1). [1].

Пример 2

Предлагаемый в качестве изобретения способ (Пациент №1). Использовали показатели: ИФИ ((0,011 * чсс в мин) + (0,014 * САД в мм рт. ст.) + (0,008 * ДАД мм рт. ст.) + (0,014 * возраст в годах) + (0,009 * масса в кг) - (0,009 * рост в см) - 0,027 [2]. КЭМ (С20:4/С20:5 ЖК + С20:3 ЖК + С20:2 ЖК + С22:6 ЖК) [3].

1. ИФИ=2,8*(-0,328)=(-0,919)

2. ЛПВП=1,48 мМ/л*(1,341)=1,985

3. ЛПНП=2,76 мМ/л*(0,855)=2,365

4. С22:0=0,0645 мкМ/мл*(-23,514)=(-1,517)

5. С24:1(15)=0,0975 мкМ/мл*(-49,680)=(-4,844)

6. КЭМ=1,427*0,264=0,377

7. Константа смещения = 0,599

(d)=-0,919+1,985+2,365-1,517-4,844+0,377+0,599=-1,954

2,8*(-0,328)+1,48*1,341+2,76*0,855+0,0645*(-23,514)+0,0975*(-49,680)+1,427*0,264+0,599=-1,954

Исходя из графика 1 (фиг. 1) в предлагаемом нами способе при (d)=-1,954 вероятность ИБС=0,9, то есть также, как и в прототипе, является очень высокой

Предлагаемый в качестве изобретения способ апробирован на 279 пациентах и имеет классификационную чувствительностью в 89,2%, качество диагностики среди населения 95,5%. Данный способ позволяет сократить объем необходимых исследований в 16 раз и уменьшить их стоимость.

Список литературы

1. Пат. 2503405 РФ «Способ индивидуальной количественной оценки развития ишемической болезни сердца» / Дыгай A.M., Котловский М.Ю., Котловская О.С. с соавт. С1 Заявка №2012143175/14 от 09.10.2012, ил. 5.

2. Баевский P.M., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма в риске развития заболеваний. М., 1997. - 364 с.

3. Лекции по пищевой химии. Пищевая ценность масел и жиров food-chem.ru/…/216-pishhevaya-cennost-masel-i-zhirov.html