Результат интеллектуальной деятельности: Способ дифференциальной диагностики профессиональных заболеваний бронхолегочной системы у работников производства алюминия в период работы

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии, терапии, профессиональной патологии, и позволяет проводить дифференциальную диагностику профессионального хронического необструктивного бронхита, профессиональной хронической обструктивной болезни легких, профессиональной бронхиальной астмы у работников производства алюминия в период работы.

В структуре профессиональной заболеваемости у работающих производства алюминия одно из лидирующих мест занимает бронхолегочная патология. В последние годы доказано, что характер развивающейся профессиональной патологии органов дыхания, особенности клинических проявлений определяются не только вредными факторами производственной среды, но и индивидуальными особенностями организма [1]. Однако в некоторых случаях дифференциальная диагностика различных форм бронхолегочной патологии до настоящего времени вызывает определенные трудности. Существующие клинические и клинико-лабораторные методы, применяемые в профпатологической практике, чаще всего, касаются профессиональной хронической обструктивной болезни легких [2], либо профессиональной бронхиальной астмы [3] для дифференциальной диагностики указанных нозологий.

Для установления профессионального генеза бронхолегочной патологии учитывается, прежде всего, документальное подтверждение того факта, что пациент работал в контакте с токсическими веществами, превышающими предельно-допустимые уровни (санитарно-гигиеническая характеристика условий труда, а также наличие трудовой книжки с указанием стажа во вредных условиях). Обязательно учитываются данные обращаемости в период работы (результаты обследования при прохождении медицинских осмотров и амбулаторной карты).

Предлагаемые методики, позволяющие дифференцировать диагноз, инвазивны и высокозатратны. Одними из таких методов являются бронхоскопия со взятием биопсии слизистой бронхов или применение дорогостоящих методов иммуногенетического анализа.

Наиболее близким к заявленному способу является способ дифференциальной диагностики бронхиальной астмы (БА), хронического бронхита (ХБ) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) [4]. Сущность которого заключается в создании математической модели, включающей 5 достоверных информативных показателей: возраст пациента, объем форсированного выдоха за 1 секунду, цитоз индуцированной мокроты, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте и факт курения, комплексную математическую оценку показателей и определение вероятностей наличия БА и ХВ по отношению к ХОБЛ. Недостатком данного способа является невозможность применения для лиц с профессиональной патологией, поскольку курение является исключающим фактором, а также использованы показатели, не отвечающие современным стандартам диагностики бронхолегочной патологии.

Задачей изобретения является расширение возможностей дифференциальной диагностики профессиональной бронхиальной астмы (БА), профессионального хронического необструктивного бронхита и профессиональной хронической обструктивной болезни легких у работников алюминиевой промышленности в период работы. Поставленная задача решается путем анализа результатов клинико-функционального обследования: анкетирование по шкале CAT (COPD assessment Test - оценочный тест по ХОБЛ) [5], показателей спирометрии [6], данных бодиплетизмографии [7] с последующим подсчетом дискриминантных коэффициентов с дальнейшим их сравнением и выдачей заключения с формулировкой диагноза.

Отличительными признаками предложенного нами способа является использование клинико-функциональных показателей в качестве информативных, а именно: по данным спирометрии дополнительно используются показатели: соотношение форсированной жизненной емкости легких к объему форсированного выдоха за 1 минуту, а так же мгновенная объемная скорость после выдоха 25% и 50% форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ); по данным бодиплетизмографии - общее бронхиальное сопротивление и остаточный объем легких; по анкете CAT - выраженность одышки (4 пункт) и общий балл, с последующей математической оценкой показателей с помощью дискриминантных функций.

Сущность метода заключается в том, что у пациентов с разными нозологическими вариантами профессиональной бронхолегочной патологии, установленной в период работы, при трудности установления нозологической формы анализируются результаты клинико-функционального обследования: данные анкетирования по шкале CAT (COPD assessment Test - оценочный тест по ХОБЛ): выраженность одышки по анкете CAT (4 пункт), общий балл по анкете CAT; показатели спирометрии: соотношение форсированной жизненной емкости легких к объему форсированного выдоха за 1 минуту, мгновенная объемная скорость после выдоха 25% ФЖЕЛ, мгновенная объемная скорость после выдоха 50% ФЖЕЛ; объем форсированного выдоха за 1 минуту и данные бодиплетизмографии: общее бронхиальное сопротивление по данным бодиплетизмографии, остаточный объем легких по данным бодиплетизмографии. Полученные данные стандартизируют в программе «Statistica 10.0» и рассчитывают коэффициенты F1, F2, F3 и F4 по формулам, выведенным на основании дискриминантного анализа.

F1=-69,79+59,20⋅а₁-107,28⋅а₂-61,64⋅а₃-7,16⋅а₄-34,60⋅а₅+17,89⋅а₆+13,57⋅а₇+3,84⋅а₈;

F2=-34,78+39,13⋅а₁-76,28⋅а₂-46,12⋅а₃-5,14a₄-25,68а₅+13,56а₆+7,29а₇+0,67а₈;

F3=-316,65+164,46а₁-228,13а₂-185,03а₃-3,09a₄-100,36⋅а₅+56,84a₆+48,02⋅а₇+21,86⋅а₈;

F4=-9,64+2,73а₁-10,87а₂-2,92а₃-2,91a₄-1,36а₅+3,38а₆-0,10а₇-0,43⋅а₈; где

F1 - прогностический коэффициент для группы пациентов с профессиональным хроническим необструктивным бронхитом (ПХНБ);

F2 - прогностический коэффициент для группы пациентов с профессиональной хронической обструктивной болезнью легких (ПХОБЛ);

F3 - прогностический коэффициент для группы пациентов с профессиональной бронхиальной астмой (ПБА);

F4 - прогностический коэффициент для группы пациентов с сочетанной патологией ПХОБЛ+ПБА;

-69,79; -34,78; -316,65; -9,64 - константы;

59,20; -107,28; -61,64; -7,16; -34,60; 17,89; 13,57; 3,84; 39,13; -76,28; -46,12;

-5,14; -25,68; 13,56; 7,29; 0,67; 164,46; -228,13; -185,03; -3,09; -100,36; 56,84; 48,02; 21,86; 2,73; -10,87; -2,92; -2,91; -1,36; 3,38; -0,10 и 0,43 - дискриминационные коэффициенты;

a_1,2…8 - стандартизированные показатели проведенного обследования: а₁ - соотношение форсированной жизненной емкости легких к объему форсированного выдоха за 1 минуту (ФЖЕЛ/ОФВ₁); а₂ - общее бронхиальное сопротивление по данным бодиплетизмографии (sR дпобщ.); а₃ - мгновенная объемная скорость после выдоха 25% ФЖЕЛ (МОС25); а₄ - остаточный объем легких по данным бодиплетизмографии (ООЛ); а₅ - выраженность одышки по анкете CAT (4 пункт); а₆ - мгновенная объемная скорость после выдоха 50% ФЖЕЛ (МОС50); а₇ - объем форсированного выдоха за 1 минуту по данным спирометрии (ОФВ₁); а₈ - общий балл по анкете CAT. Прогностическое значение принимается по функции с большим значением, с отнесением пациента к одной из четырех нозологических форм бронхолегочной патологии.

Предлагаемый способ диагностики является точным, быстрым и экономичным. Использование данных бодиплетизмографии повышает уровень объективизации диагностики у конкретного пациента с сокращением времени, необходимого для дифференциальной диагностики профессиональной бронхолегочной патологии. Способ, заявляемый в качестве изобретения, позволяет ускорить и повысить эффективность диагностики, а, следовательно, и лечения пациентов с профессиональной патологией органов дыхания.

В дискриминантном анализе мы проверили 31 показатель, которые использовались при данном обследовании. Анализировались 4 группы пациентов, которым диагноз установлен в период работы. Прогностические коэффициенты F1, F2, F3 и F4 рассчитываются по формулам, выведенным на основании дискриминантного анализа.

В результате этого распределения, по F-критерию Фишера были выделены информативные признаки, отличающие эти группы между собой, и построены линейные уравнения, позволяющие отнести пациента к одной из четырех групп. Классификационная матрица представлена в таблице 1.

Полученные результаты позволили создать диагностическую модель, для объективного распределения пациентов по нозологическим формам профессиональной бронхолегочной патологии, установленной в период работы. Для иллюстрации приведем клинические примеры.

Рассмотрим пациентов под кодами И., Г., Д., К. Результаты обследования по информативным признакам представлены в таблице 2.

Пример 1

Пациент И., возраст 50 лет, стаж работы 21 год в производстве алюминия.

Дискриминантное уравнение для пациента И. (данные стандартизированы):

F1=-69,79+59,20⋅1,29-107,28⋅(-0,67)-61,64⋅1,24-7,16⋅(-0,75)-34,60⋅0,78+17,89⋅1,40+13,57⋅1,21+3,84⋅1,01=25,71

F2=-34,78+39,13⋅1,29-76,28⋅(-0,67)-46,12⋅1,24-5,14⋅(-0,75)-25,68⋅0,78+13,56⋅1,40+7,29⋅1,21+0,67⋅1,01=21,92

F3=-316,65+164,46⋅1,29-228,11⋅(-0,67)-185,03⋅1,24-3,09⋅(-0,75)-100,36⋅0,78+56,84⋅1,40+48,02⋅1,21+21,86⋅1,01=-97,30

F4=-9,64+2,73⋅1,29-10,87⋅(-0,67)-2,92⋅1,24-2,91⋅(-0,75)-1,36⋅0,78+3,38⋅1,40-0,10⋅1,21-0,43⋅1,01=2,84

F1>F2

F1>F3

F1>F4

Из четырех линейных функций, мы видим, что наибольшее значение F у нас имеет F1. Следовательно, можно сделать вывод, что пациент И. относится к группе ПХНБ.

Пример 2

Пациент Г., возраст 60 лет, стаж работы 35 лет в производстве алюминия.

Дискриминантное уравнение для пациента Г. (данные стандартизированы):

F1=-69,79+59,20⋅(-0,25)-107,28⋅(-1,02)-61,64⋅(-0,45)-7,16⋅(-1,46)-34,60⋅1,62+17,89⋅1,07+13,57⋅(-0,16)+3,84⋅0,97=27,67

F2=-34,78+39,13⋅(-0,25)-76,28⋅(-1,02)-46,12⋅(-0,45)-5,14⋅(-1,46)-25,68⋅1,62+13,56⋅1,07+7,29⋅(-0,16)+0,67⋅0,97=33,89

F3=-316,65+164,46⋅(-0,25)-228,13⋅(-1,02)-185,03⋅(-0,45)-3,09⋅(-1,46)-100,36⋅1,62+56,84⋅1,07+48,02⋅(-0,16)+21,86⋅0,97=-125,54;

F4=-9,64+2,73⋅(-0,25)-10,87⋅(-1,02)-2,92⋅(-0,45)-2,91⋅(-1,46)-1,36⋅1,62+3,38⋅1,07-0,10⋅(-0,16)-0,43⋅0,97=7,34

F2>F1

F2>F3

F2>F4

Из четырех линейных функций, мы видим, что наибольшее значение F у нас имеет F2. Следовательно, можно сделать вывод, что пациент Г. относится к группе ПХОБЛ.

Пример 3

Пациент Д., возраст 46 лет, стаж работы 20 лет в производстве алюминия. Дискриминантное уравнение для пациента Д. (данные стандартизированы):

F1=-69,79+59,20⋅0,89-107,28⋅(-1,14)-61,64⋅(-1,60)-7,16⋅(-0,61)-34,60⋅1,28+17,89⋅1,35+13,57⋅(-1,01)+3,84⋅1,07=178,35

F2=-34,78+39,13⋅0,89-76,28⋅(-1,14)-46,12⋅(-1,60)-5,14⋅(-0,61)-25,68⋅1,28+13,56⋅1,35+7,29⋅(-1,01)+0,67⋅1,07=21,2

F3=-316,65+164,46⋅0,89-228,13⋅(-1,14)-185,03⋅(-1,60)-3,09⋅(-0,61)-100,36⋅1,28+56,84⋅1,35+48,02⋅(-1,01)+21,86⋅1,07=310,88

F4=-9,64+2,73⋅0,89-10,87⋅(-1,14)-2,92⋅(-1,60)-2,91⋅(-0,61)-1,36 1,28+3,38⋅1,35-0,10⋅(-1,01)-0,43⋅1,07=14,09

F3>F1

F3>F2

F3>F4

Из четырех линейных функций, мы видим, что наибольшее значение F у нас имеет F3. Следовательно, можно сделать вывод, что пациент Д. относится к группе ПБА. Пример 4

Пациент К., возраст 63 года, стаж работы 35 лет в производстве алюминия. Дискриминантное уравнение для пациента К. (данные стандартизированы)

F1=-69,79+59,20⋅(-1,06)-107,28⋅(-0,51)-61,64⋅(-0,17)-7,16⋅0,39-34,60⋅0,31+17,89⋅0,87+13,56⋅(-0,65)+3,84⋅1,91=-66,78

F2=-34,78+39,13⋅(-1,06)-76,28⋅(-0,51)-46,12⋅(-0,17)-5,14⋅0,39-25,68⋅0,31+13,56⋅0,87+7,29⋅(-0,65)+0,67⋅1,91=-31,15

F3=-316,65+164,46⋅(-1,06)-228,13⋅(-0,51)-185,03⋅(-0,17)-3,09⋅0,39-100,36⋅0,31+56,84⋅0,87+48,02⋅(-0,65)+21,86⋅1,91=-316,65

F4=-9,64+2,73⋅(-1,06)-10,87⋅(-0,51)-2,92⋅(-0,17)-2,91⋅0,39-1,36⋅0,31+3,38⋅0,87-0,10⋅(-0,65)-0,43⋅1,91=-5,86

F4>F1

F4>F2

F4>F3

Из четырех линейных функций, мы видим, что наибольшее значение F у нас имеет F4. Следовательно, можно сделать вывод, что пациент К. относится к группе с overlap-синдромом (ПХОБЛ+ПБА).

Литература:

1. Измеров Н.Ф., Чучалин А.Г., ред. Профессиональные заболевания органов дыхания. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2015, С. 44-58.

2. Шпагина Л.А., Котова О.С., Шпагин И.С., Герасименко О.Н. Профессиональная хроническая обструктивная болезнь легких: фенотипические характеристики. - Медицина труда и промышленная экология - 2017. - №3. - С. 47-53.

3. Васильева О.С. Фенотипы профессиональной астмы и возможности медико-социальной реабилитации больных. - Актуальные вопросы пульмонологии у работающего населения - инновации и перспективы. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - 2017. - Издательство: Новосибирский государственный медицинский университет (Новосибирск) - С. 14-22.

4. Способ дифференциальной диагностики бронхиальной астмы, хронического бронхита и хронической обструктивной болезни легких. Патент RU 2310381 С2, заявка №2006101847/14, дата подачи заявки 23.01.2006.

5. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Updated 2018. http://www.goldcopd.org.

6. Miller M.R., Hankinson J., Brusasco V. et al. Standardisation of spirometry. Eur Respir. J. 2005; 26(2): 319-338. DOI: 10.1183/09031936.05.00034805.

7. Айсанов З.Р., Калманова Е.Н. Бронхиальная обструкция и гипервоздушность легких при хронической обструктивной болезни легких. Практическая пульмонология. 2016; 2:9-19.