Прогнозирование осложненного течения внебольничной пневмонии

В последние годы для решения проблем прогнозирования тече­ния и исходов внебольничной пневмонии активно привлекаются ме­тоды математического моделирования. Моделирование бронхолегоч­ных заболеваний позволяет эффективнее проводить дифференциаль­ную диагностику, прогнозировать развитие осложнений (Л.Д.

Одним из таких методов может выступать дискриминантный анализ. Он позволяет разработать формальное правило отнесения но­вого объекта исследования (пациента) к той или иной ранее изучен­ной группе для решения задач прогноза, а также выявить наиболее информативные признаки для дифференциации двух групп объектов из некоторого набора признаков. Метод дискриминантного анализа позволяет решить задачи классификации - отнесение изучаемого па­циента к одной из нескольких групп на основе измерения у него не­которого числа признаков.

В общем случае задача дискриминации формулируется следую­щим образом. Пусть результатом наблюдения над объектом является реализация k-мерного случайного вектора. Требуется установить пра­

вило, согласно которому по наблюденному значению вектора х объ­ект относят к одной из возможных совокупностей. Для построения правила дискриминации все выборочное пространство R значений вектора х разбивается на области так, что при попадании в х объект относят к совокупности.

Правило дискриминации выбирается в соответствии с опреде­ленным принципом оптимальности на основе априорной информации о совокупностях извлечения объекта.

С точки зрения применения дискриминантного анализа наибо­лее важной является ситуация, когда исходная информация о распре­делении представлена выборками из них. В этом случае задача дис­криминации ставится следующим образом.

Пусть имеется выборка из совокупности, причем каждый объект выборки представлен k-мерным вектором параметров. Произведено дополнительное наблюдение над объектом, принадлежащим одной из совокупностей. Требуется построить правило отнесения наблюдения к одной из этих совокупностей.

Обычно в задаче различения переходят от вектора признаков, характеризующих объект, к линейной функции от них, дискрими­нантной функции гиперплоскости, наилучшим образом разделяющей совокупность выборочных точек. Наиболее изучен случай, когда из­вестно, что распределение векторов признаков в каждой совокупно­сти нормально, но нет информации о параметрах этих распределений. Здесь естественно заменить неизвестные параметры распределения в дискриминантной функции их наилучшими оценками. Правило дис­криминации можно основывать на отношении правдоподобия.

Непараметрические методы дискриминации не требуют знаний о точном функциональном виде распределений и позволяют решать за­

дачи дискриминации на основе незначительной априорной информации о совокупностях, что особенно ценно для практических применений.

В параметрических методах эти точки применяются для оценки параметров статистических функций распределения. В параметриче­ских методах построения функции, как правило, используется нор­мальное распределение.

В нашей работе реализован новый методический подход к про­блеме оценки тяжести и прогнозирования развития осложнений ВП, заключающийся в анализе клинических и лабораторно­инструментальных данных и уровней современных биомаркеров вос­паления, с использованием методов статистического анализа.

Разработка математических моделей для оценки тяжести и про­гнозирования течения ВП проводились нами на основании результа­тов лабораторных показателей у 80 обследованных больных.

С целью разработки прогнозирования развития осложнений у больных с внебольничной пневмонией по показателям биохимиче­ских маркеров воспаления нами выведено дискриминантное уравне­ние:

Д= +3,611 ? ПКТ -0,035 ? СРБ+2,281? IL -6 + 2,235 ? TNF-а, где Д - дискриминантная функция, граничное значение которой со­ставляет 15,60.

При достижении значения Dбольшего или равного 15,60 можно прогнозировать развитие осложнений у больных ВП: при D меньше, чем 15,60, прогнозируется неосложненное течение внебольничной пневмонии с вероятностью правильного прогноза 78,3%.

Ниже приводится пример применения разработанного способа в клинической практике.

Пример 1.Больной К., 49 лет, поступил в городскую клиниче­скую больницу с жалобами на выраженный кашель с мокротой сли­

зистого характера, одышку, боли в грудной клетке слева, повыше­ние температуры тела до 38,7°С.

Анамнез: на фоне переохлаждения в течение трех дней повыше­ние температуры тела до фебрильного уровня, кашель, боли в грудной клетке. На амбулаторном этапе принимал жаропонижающие препара­ты. Бригадой скорой медицинской помощи доставлен в стационар.

Сопутствующие заболевания - гипертоническая болезнь и хро­нический гастродуоденит.

Объективно: состояние средней степени тяжести, тяжесть обу­словлена выраженным интоксикационным синдромом. При перкус­сии органов легких отмечается притупление легочного звука слева от угла лопатки. При аускультации дыхание резко ослаблено над ниж­ними отделами левого легкого, влажные хрипы, частота дыхательных движений до 24 в минуту.

Результаты лабораторных исследований: клинический анализ крови (гемоглобин - 133 г/л, эритроциты - 3,85х10¹²/л, лейкоциты - 11,0х10⁹/л, палочкоядерные - 5%, СОЭ - 29 мм/час); биохимический анализ крови (общий белок - 69 г/л, билирубин - 8 мкмоль/л, мочеви­на - 5,2 ммоль/л).

Клинический диагноз: внебольничная пневмония в нижней доле левого легкого, средней степени тяжести, дыхательная недостаточ­ность I.

Сопутствующие заболевания: гипертоническая болезнь II ста­дии, артериальная гипертензия 2-й степени, высокий риск. Хрониче­ский гастродуоденит, ремиссия.

С целью прогнозирования развития осложнений решено дис­криминантное уравнение:

Д= +3,611? 2 - 0,035 ?105 + 2,281 ? 1,8 - 6 + 2,235 ? 4,8,

Д=20,03.

Поскольку дискриминантная функция больше граничного зна­чения (15,60), прогнозируется развитие осложнений.

Больному проводилась адекватная антибактериальная, дезин- токсикационная терапия, направленная на улучшение бронхиального дренажа. Несмотря на проведенную комплексную терапию, у него развились осложнения в форме острой дыхательной недостаточности и экссудативного плеврита.

Таким образом, с помощью решения дискриминантного уравне­ния по показателям маркеров воспаления в периферической крови больных с внебольничной пневмонией можно прогнозировать разви­тие осложнений с первых суток нахождения в стационаре.

Для уточнения прогностической ценности используемой шкалы CURB-65 составлено дискриминантное уравнение

Д= +23,682 ? балл шкалы CURB-65,

где Д - дискриминантная функция, граничное значение которой со­ставляет 45,49; при Д меньше, чем 45,49, прогнозируется неослож­ненное течение ВП с вероятностью правильного прогноза 67,6%.

С целью разработки прогнозирования развития осложнений у больных с ВП по показателям биохимических маркеров воспаления и прогностической шкалы нами выведено дискриминантное уравнение:

Д= +13,258 ? ПКТ+ 2,824 ? TNF- а+ 2,225 ? балл шкалы CURB-65, где Д - дискриминантная функция, граничное значение которой со­ставляет 46,10; при величине Д больше 46,10 у больных с ВП прогно­зируется развитие осложнений, при Д меньше, чем 46,10, - неослож­ненное течение внебольничной пневмонии.

Ниже приводится пример применения разработанного способа в клинической практике.

Пример 2.Больная Л., 46 лет, поступила в отделение пульмоно­логии городской клинической больницы с жалобами на кашель с

мокротой слизистого характера, одышку, боли в грудной клетке спра­ва, усиливающиеся при глубоком вдохе, повышение температуры те­ла до 38,6°С, слабость, потливость.

Анамнез: на фоне острой респираторной вирусной инфекции, в течение 4 дней повышение температуры тела до 39°С, кашель, боли в грудной клетке справа. На амбулаторном этапе принимала жаропо­нижающие, муколитические препараты. Больная доставлена в стаци­онар в экстренном порядке.

Объективно: состояние средней степени тяжести. Дыхательные движения ритмичные. При аускультации дыхание справа ниже угла лопатки ослаблено, в нижних отделах не проводится, справа влажные хрипы, частота дыхательных движений до 26 в минуту, частота сер­дечных сокращений до 1 00 ударов в минуту, артериальное давление 115 и 80 мм рт. ст.

Лабораторные исследования: результаты клинического анализа крови - гемоглобин - 120 г/л, эритроциты - 5,0х10¹²/л, лейкоциты - 12,1х10⁹/л, палочкоядерные - 6%, скорость оседания эритроцитов - 26 мм/час; результаты биохимического анализа крови - общий белок - 63 г/л, билирубин - 28 мкмоль/л, мочевина - 6,6, ммоль/л. При бактериологическом исследовании мокроты - Staphylococcus aureus 10⁷. Рентгенологическое исследование показало наличие очага ин­фильтрации без четких контуров и границ в нижней доле правого легкого. Биохимические маркеры воспаления в периферической кро­ви: TNF-α -8,6 пг/л, прокальцитонин - 0,5-2,0 нг/л (2 балла). Про­гностическая шкала CURB-65 - 2 балла.

Клинический диагноз: внебольничная пневмония в нижней доле правого легкого, средней степени тяжести, дыхательная недостаточ­ность I.

С целью прогнозирования развития осложнений решено дис­криминантное уравнение:

Д = +13,258 X 2 + 2,824 х 8,6 + 2,225 х 2,

Д= 55,252.

Поскольку дискриминантная функция больше граничного зна­чения (46,10), прогнозировалось осложненное течение ВП.

Больной проводилась адекватная антибактериальная, дезинток- сикационная, терапия, направленная на улучшение бронхиального дренажа. Несмотря на проведенную комплексную терапию, у нее раз­вились осложнения в форме острой дыхательной недостаточности и экссудативного плеврита.

Таким образом, c помощью решения дискриминантного уравне­ния по показателям маркеров воспаления в периферической крови и прогностической шкалы у больных с ВП можно прогнозировать раз­витие осложнений на ранних сроках госпитализации. Эффективность прогнозирования составила 82,7%. Добавление к шкале CURB-65 биомаркеров прокальцитонина, С-реактивного белка и цитокинов улучшает способность прогнозировать осложненное течение вне- больничной пневмонии и увеличивает вероятность правильного про­гноза с 67,6% до 82,7%.