Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Особенности одышки и ее дифференциальная диагностика у больных бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких, хронической сердечной недостаточностью (обзор литературы) . 12
Глава 2 Материалы и методы исследований 36
2.1 Дизайн исследования 36
2.2 Общая характеристика больных .39
2.3 Методы исследования 45
Глава 3 Многофакторный подход и определение значимости различий «языка одышки» на основе анализа частот встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» при различных заболеваниях 49
3.1 Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных с БА, ХОБЛ, ХСН методом Z-критерия Фишера 49
3.2 Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных БА, ХОБЛ, ХСН методом Пирсона 61
3.3 Построение модели расчета ВАД у больных с одышкой легочного или сердечного генеза на основе МСО и модифицированного байесовского классификатора с целью определения априорной нозологической причины одышки 64
Глава 4 Оценка информативности модели расчета ВАД – инструмента первичной дифференциации одышки при легочной и сердечной патологиях 71
Заключение .92
Выводы 100
Практические рекомендации 101
Список сокращений .103
Список литературы 105
Список иллюстративного материала 121
- Общая характеристика больных
- Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных с БА, ХОБЛ, ХСН методом Z-критерия Фишера
- Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных БА, ХОБЛ, ХСН методом Пирсона
- Построение модели расчета ВАД у больных с одышкой легочного или сердечного генеза на основе МСО и модифицированного байесовского классификатора с целью определения априорной нозологической причины одышки
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одышка – клиническое проявление многих тяжелых заболеваний, из которых наиболее часто встречаются бронхиальная астма (БА), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и хроническая сердечная недостаточность (ХСН); (В. Н. Абросимов, 2007; С. И. Овчаренко, 2012; А.Г. Чучалин, 2009; M. Parshall еt al., 2012; P. Laveneziana еt al., 2006; В.И. Павленко, 2012; Е.А. Смирнова, 2012; А. B. Емельянов, 2007; Т.В. Кашинцева, 2012). Она является распространенным и изнурительным симптомом у пациентов, обратившихся за медицинской помощью, в том числе экстренной, как на амбулаторном так и на госпитальном этапах (А.Г. Чучалин, 2010; N. Desbiens еt al., 1997; E. Hammond еt al., 1964; K. Kroenke еt al., 1990).7
Необходимость оценить или измерить диспноэ возникла давно (С.Н. Авдеев, 2004; D. Mahler еt al., 1998; P. Simon еt al., 1989; C. Fletcher, 1959). Несмотря на впечатляющие достижения медицины, нередко возникают сложности в определении причин хронической одышки. На практике часто имеются случаи, когда тяжесть проявления одышки не соответствует объективным данным легочной или сердечной патологии (K. Wasserman, 1999; I.Weisman, 2002). Невысокая специфичность и полиэтиологичность факторов хронической одышки приводят к трудностям диагностики ее причин и требуют подробного, порой длительного обследования с применением дорогостоящих методик. Разработано множество шкал для количественной и качественной характеристики одышки (C. Fletcher, 1959; G. Borg, 1982; P. Simon еt al., 1989; A. Gift, 1989; D. Mahler еt al., 1998).
Качественная характеристика одышки выполняется с помощью изучения словесных характеристик дыхательных ощущений – «языка одышки». Основателями системы вербальных характеристик диспное («Словника одышки») явились Р. М. Simon et al., 1990.
Множество шкал, разработанных для количественной характеристики одышки, не нашли должного отражения ее качественных особенностей при различных заболеваниях (O’Donnell, 2001; M. Parshall еt al., 2002, M. Parshall еt al., 2012).
Степень разработанности темы исследования
За последние годы, достигнут значительный прогресс и накоплен большой фактический материал по изучению самых разнообразных механизмов одышки. Качественная и количественная характеристики одышки оцениваются в настоящее время с помощью различных шкал. Однако, несмотря на эти впечатляющие достижения, медицины нередко возникают сложности в определении причин хронической одышки. Немаловажным является то, какими возможными инструментами обладает врач для решения этой задачи.
Для решения этой задачи используется в ряде работ авторов применение различных дискриминативных и эволютивных шкал, а также предпринимаются попытки показать взаимосвязь между количественными показателями оценки одышки (по MRC, Borg, результатам 6-минутного теста, параметрам функции внешнего дыхания, легочной гипертензии) и качественными показателями – «языком одышки». По данным С. Ю. Чикиной и Н. В. Трушенко, чувствительность и специфичность ощущения «сжатие грудной клетки» для БА составили 86% и 69%, соответственно, а для ХОБЛ - 7% и 64%, соответственно. Другое описание – «я не могу сделать глубокий вдох» - высокоспецифично для ХОБЛ (72%) и менее для БА (61%), но имеет низкую чувствительность для обоих заболеваний (37% и 50%, соответственно). Однако исследования, при котором бы комплексно оценивались характерные паттерны качественных характеристик одышки при различных нозологических формах не проводилось.
Помимо «Словника одышки» P.M. Simon et al., 1990 достаточно объемного и, порой, трудоемкого для самоанкетирования пожилыми пациентами, отсутствуют другие инструменты для верификации генеза одышки на этапе первичной медицинской помощи.
Все это определяет необходимость выработки дифференцированного подхода к качественной оценке одышки и требует дальнейшего изучения «языка одышки» при различных заболеваниях, что и послужило основанием для настоящего исследования.
Цель исследования. Оптимизация дифференциальной диагностики одышки путем разработки модели расчета вероятности априорного диагноза на основе модифицированного словника одышки у больных БА, ХОБЛ, ХСН, нелегочного генеза, бронхообструктивными заболеваниями легких.
Задачи исследования
1. Изучить особенности языка одышки у больных БА, ХОБЛ, ХСН, нелегочного генеза, бронхообструктивными заболеваниями легких на основании «Cловника одышки» P.M. Simon et al., 1990.
2. Разработать модифицированный словник одышки путем исключения из него фраз и кластеров, одинаково часто встречающихся при БА, ХОБЛ, ХСН, нелегочного генеза, бронхообструктивных заболеваниях легких двумя методами:
- I метод: с помощью парной дискриминации 4 когорт с использованием Z - критерия Фишера;
- II метод: с помощью одновременной дискриминации 3 когорт с использованием критерия Пирсона.
3. Разработать модель расчета вероятности априорного диагноза с использованием полученного модифицированного словника одышки и модифицированной байесовской статистики.
4. Оценить чувствительность и специфичность модели расчета вероятности априорного диагноза у больных БА, ХОБЛ, ХСН, нелегочного генеза, бронхообструктивными заболеваниями легких.
Научная новизна. Впервые разработаны новые инструменты ранней дифференциальной диагностики одышки – модифицированный словник одышки и модель расчета вероятности априорного диагноза у пациентов с одышкой неизвестного легочного или сердечного генеза. Произведена оценка информативности разработанных инструментов у больных, страдающих БА, ХОБЛ, ХСН, нелегочного генеза (далее просто ХСН), бронхообструктивными заболеваниями легких (БОЗЛ). Предложена программа дифференциальной диагностики одышки легочного и сердечного генеза, созданная на основе анализа различий частот встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ, апостериорных показателей дискриминантных прогностических функций и доказана ее информативность на основе сопоставления частоты совпадений априорного и апостериорного диагнозов.
Доказана возможность дифференциальной диагностики одышки у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ, с помощью модели расчета вероятности априорного диагноза. Введены новые понятия – априорный (предварительный) диагноз, апостериорный (заключительный) диагноз, модифицированный словник одышки (МСО) и модель расчета вероятности априорного диагноза (ВАД).
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что доказана ценность «языка одышки» в дифференциальной диагностике одышки легочного или сердечного генеза.
Применительно к проблематике диссертации результативно использованы статистические методы расчета Z - критерия Фишера и критерия Пирсона, метод многомерного статистического анализа и показатели информативности модели расчета ВАД.
Изложены последовательные действия при дифференциальной диагностике одышки у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ.
Получены новые данные об отличительных особенностях восприятия и вербальных характеристик одышки у больных с различными заболеваниями органов дыхания и ХСН.
Раскрыта функциональность модели расчета ВАД в дифференциальной диагностике одышки у больных с неизвестной легочной или сердечной ее причиной.
Изучены методы, доказывающие значимость различий фраз «языка одышки» у больных БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ.
Проведена модернизация последовательности действий для ранней дифференциальной диагностики одышки у больных БОЗЛ и ХСН.
Значение полученных результатов исследования для практики подтверждается тем, что разработана и апробирована программа дифференциальной диагностики одышки легочного или сердечного происхождения и предложен новый инструмент для этапа первичной медицинской помощи – МСО.
Определена наибольшая и наименьшая информативность фраз «языка одышки» для дифференциальной диагностики одышки легочного и сердечного генеза.
Создана модель расчета ВАД для ранней дифференциации вероятного генеза одышки – второй инструмент для врача первичного приема. Представлены рекомендации по использованию МСО и модели расчета ВАД для раннего предсказания принадлежности пациента к определенной когорте.
Методология и методы исследования. Проведено когортное, сравнительное, проспективное, нерандомизированное исследование с использованием метода слепого включения на III этапе. Исследование состояло из трех этапов. В основу работы положены данные анализа словников одышки 482 больных, разделенных на 2 группы. 1 группу составили пациенты с одышкой установленного легочного или сердечного генеза: БА, ХОБЛ, ХСН. 2 группа включала пациентов с одышкой неустановленной легочной или сердечной патологией. Первая группа принимала участие в I и II этапах исследования - в создании МСО и модели расчета ВАД. Вторая группа принимала участие в III этапе исследования - изучении чувствительности и специфичности модели расчета ВАД с помощью сопоставления частоты совпадений априорного и апостериорного диагнозов.
В исследовательской работе использованы два сопоставимых математических метода для разработки МСО: метод парной дискриминации для определения значимости частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» P.M. Simon et al., 1990 у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ - Z - критерий Фишера и метод одновременной дискриминации среди 3 когорт для определения связи между числом пациентов, употребивших определенную фразу «Словника одышки» P.M. Simon et al., 1990 с диагнозом - критерий Пирсона. Применялись метод дискриминантного анализа с расчетом интегральных показателей и расчет характеристик информативности модели расчета ВАД - чувствительности и специфичности.
Положения, выносимые на защиту:
-
Возможность наличия отличительных особенностей «языка одышки» у больных БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ.
-
Создание МСО возможно с помощью двух сопоставимых математических методов:
- парного сравнения фраз «Словника одышки» Simon et al., 1990 у больных БА и ХОБЛ, БА и ХСН, ХОБЛ и ХСН, БОЗЛ и ХСН с использованием Z - критерия Фишера;
- одновременного сравнения фраз «Словника одышки» Simon et al., 1990 у 3 когорт больных БА, ХОБЛ, ХСН с использованием критерия Пирсона.
3. Возможность разработки модели расчета ВАД на основе МСО с помощью байесовской статистики.
4. Модель расчета ВАД может с высокой степенью информативности применяться для первичной дифференциации генеза одышки.
Степень достоверности и апробация результатов. Оценка достоверности результатов исследования базируется на большом объеме и репрезентативности изучаемого материала, больных БА, ХОБЛ, ХСН, БОЗЛ, логистике программы исследования, состоящей из 3 этапов, определением критериев включения и исключения, применением адекватных статистических методов исследования с определением чувствительности и специфичности метода.
Использована современная методика сбора и обработки информации о «языке одышки» у пациентов с одышкой легочного и сердечного происхождения, два метода современной математической обработки: парный - расчет Z - критерия Фишера и одновременный среди 3 когорт (БА, ХОБЛ, ХСН) – расчет критерия Пирсона, многомерного статистического анализа, расчет показателей информативности модели расчета вероятности априорного диагноза.
Основные положения работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на: VII научно-практической пульмонологической конференции «Современные технологии в пульмонологии» (Барнаул, 22.12.2005г.) - «Инструменты оценки одышки»; VIII научно-практической конференции «Современные технологии в пульмонологии» (Барнаул, 8.12.2006г.) - «Диагностика и дифференциальная диагностика одышки»; межрегиональной конференции Актуальные вопросы респираторной медицины (Барнаул, 28-29.06.2007г.) – «Дифференциальная диагностика одышки»; 18 Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Екатеринбург, 9-12.12.2008г.) – «Язык одышки как метод дифференциации генеза одышки в практике пульмонолога и терапевта»; I Сибирском пульмонологическом форуме «Современные проблемы пульмонологии: достижения и перспективы» (Новосибирск, 16-19.03.2011г.) – «Язык одышки как метод дифференциальной диагностики болезней органов дыхания и болезней системы кровообращения»; научных сессиях АГМУ «НИИ Пульмонологии» (Барнаул, 2006, 2007, 2008, 2010, 2012, 2013, 2014гг.).
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 121 страницах, состоит из введения, 4 глав, включающих обзор литературы, характеристику больных и методов исследования, раздела собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа содержит 41 таблицу, иллюстрирована 9 рисунками. Список литературы включает 159 источников, в том числе 102 иностранных авторов.
Общая характеристика больных
Из 482 больных с одышкой, включенных в исследование, 359 (74,5%) составили первую группу. Эти больные имели известный ранее диагноз БА, ХОБЛ или ХСН. Они участвовали в I и II этапах исследования, принимали участие в создании МСО и модели расчета ВАД в задаче о языке одышки. Вторая группа пациентов включала 123 (25,5%) больных с неизвестным диагнозом и одышкой, предположительно легочного или сердечного генеза. Они участвовали в III этапе исследования и апробации эффективности модели расчета ВАД для установления предварительного диагноза БА, ХОБЛ, ХСН нелегочного генеза с определением чувствительности и специфичности метода.
В 1 группе ХОБЛ было 114, БА – 134 и ХСН – 111 больных. Во 2 группе после проведения дополнительного обследования БА выявлена у 47, ХОБЛ – у 46 и ХСН – у 30 больных. Диагнозы БА, ХОБЛ и ХСН были подтверждены данными анамнеза, клинической картины, лабораторными, рентгенологическими и функциональными методами исследования. 1 и 2 группы были сопоставимы по нозологическим формам (таблица 3).
Среди 482 пациентов, включенных в исследование, мужчин было 280 (58,1%), женщин – 202 (41,9%). Половой состав обеих групп был одинаковым (таблица 4).
При ХОБЛ половой состав обеих групп был примерно одинаковым и характеризовался значительным преобладанием мужчин: мужчин было в 16,8 раза больше, чем женщин (таблица 5). Данные характерны для заболевания ХОБЛ (GOLD 2012).
Примечание: р1 – статистическая значимость различий больных ХОБЛ по полу между группами, р2 – статистическая значимость различий больных ХОБЛ по полу в данной группе. При БА половой состав обеих групп был примерно одинаковым и характеризовался преобладанием женщин: женщин было в 2,7 раза больше, чем мужчин (таблица 6). Преобладание лиц женского пола среди больных БА соответствует литературным данным (GINA, 2007, 2012).
При ХСН половой состав обеих групп был примерно одинаковым (таблица 7). Возраст больных варьировал от 18 до 90 лет. Более 95% пациентов находились в возрастной категории от 41 до 71 года и старше. По возрастному составу группы были одинаковыми (таблица 8).
По нашим данным, ХОБЛ более часто наблюдалась у лиц в возрасте от 51 до 70 лет, одинаково часто в обеих группах (таблица 9), что соответствует литературным данным (GOLD, 2007, 2012).
Пациентам предлагалось без ограничения времени и числа фраз отметить в «Словнике одышки» P.M. Simon et al. (1990) фразы, наиболее точно отражающие их ощущения в течение последнего месяца. Пациент самостоятельно в кабинете, за отдельным столом без участия медицинского персонала отмечал характерные для его одышки фразы, время и количество фраз не ограничивалось.
Для верификации диагноза БА, ХОБЛ или ХСН пациентов 2 группы использовалось комплексное клинико-функциональное, лабораторное, рентгенологическое обследование в соответствии с международными и Национальными согласительными документами, Национальными клиническими рекомендациями.
Статистическая обработка полученных данных проводилась по методике вариационной статистики с использованием компьютерных программ BIOSTAT by Stanton A. GLantz 4.03 for Windows и Microsoft Excel for Windows XP, SPSS 17. Определялись среднее арифметическое (Х), показатель вероятности различий (р). Различие считалось достоверным при р 0,05 [15].
В исследовательской работе использованы два сопоставимых математических метода для разработки МСО. Первый – метод парной дискриминации для определения значимости частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» P.M. Simon et al. (1990) у пациентов с БА и ХОБЛ, БА и ХСН, ХОБЛ и ХСН, БОЗЛ и ХСН – Z-критерий Фишера. Статистически значимыми (р) принимались различия при р 0,05.
Была высказана гипотеза, что эти статистически значимые фразы могут быть использованы для диагностики, в которой участвуют сразу 3 когорты. А так как критерий Z не позволяет изучать сразу три когорты больных, то был использован второй метод – одновременной дискриминации 3 когорт для определения связи между числом пациентов, употребивших определенную фразу «Словника одышки» P.M. Simon et al.,1990, с диагнозом – критерий Пирсонаc2 . Значение этого критерия сравнивалось с критическим значением распределения c2 (хи-квадрат) с 2 степенями свободы на уровне 95%. Если расчетное значение оказывалось больше критического, то фраза признавалась значимой.
Для построения модели расчета ВАД с целью определения вероятности нозологической причины одышки легочного или сердечного генеза был использован один из методов многомерного статистического анализа – дискриминантный анализ, позволяющий изучить различия между тремя когортами пациентов по нескольким переменным признакам одновременно [21]. Дискриминантный анализ на основе информации о наборе признаков у индивидуумов, относящихся к одной из 3 когорт, находит функцию, позволяющую поставить в соответствие новым индивидуумам характерный для них диагноз или синдром.
Статистическая обработка результатов включала определение коэффициентов дискриминантных прогностических функций.
В связи с большим количеством анализируемых признаков предварительно была решена задача по определению и исключению из анализа наименее информативных из них. Это исключение было произведено на основе результатов работы Z-критерия Фишера и критерия Пирсона c2 . Те из признаков, которые не показали статистической значимости различий между диагнозами, были исключены, прогностическая функция строилась лишь по оставшимся признакам.
Для оценки информативности модели расчета ВАД производилось сопоставление частоты совпадений априорного и апостериорного диагнозов.
Определялись показатели чувствительности, специфичности, положительная и отрицательная предсказывающая ценность модели расчета ВАД, показатель точности, доля правильных и неправильных диагнозов, отношение правдоподобия положительного и отрицательного результатов. Эти показатели рассчитывались по общепринятым формулам: чувствительность = ИП /ИП + ЛО) х 100%, специфичность = ИО /(ИО +ЛП) х 100%,
Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных с БА, ХОБЛ, ХСН методом Z-критерия Фишера
Анализ сравнения описания одышки больными БА и ХОБЛ показал, что 134 больных БА в целом отметили 1005 фраз «Словника одышки» в среднем по 7,5 фразы на 1 пациента, 114 пациентов с ХОБЛ обозначили 787 фраз «Словника одышки», в среднем по 6,9 фразы на 1 больного (таблица 16).
Сравнительный анализ частоты встречаемости фраз «Словника одышки» у больных БА и ХОБЛ продемонстрировал, что имеются различия только в одной фразе: больные БА, в отличие от больных ХОБЛ, в 1,5 раза чаще отмечали фразу «мне трудно сделать вдох».
Среди 134 больных БА половина и более при описании одышки произносили следующие 10 фраз: «я ощущаю свое частое дыхание», «я не могу выдохнуть до конца», «я не могу сделать глубокого вдоха», «мне трудно сделать вдох», «мое дыхание поверхностное», «я вынужден прикладывать дополнительное усилие, чтобы дышать», «я чувствую, как я задыхаюсь», «я чувствую, что мне не хватает воздуха», «мое дыхание тяжелое», «я чувствую свое трудное дыхание».
Таким образом, половина и более больных БА при описании одышки примерно одинаково часто оценивают ее как частое дыхание, затрудненный выдох, неглубокое дыхание, удушье, нехватка воздуха, тяжесть и необходимость прикладывать дополнительное усилие для дыхания. Ощущение одышки как неглубокого и тяжелого дыхания описывается всеми характерными для этого фразами языка одышки.
Половина и более больных ХОБЛ характеризовали одышку 5 фразами: «я не могу выдохнуть до конца», «я чувствую, как я задыхаюсь», «я чувствую, что мне не хватает воздуха», «мое дыхание тяжелое», «я чувствую свое трудное дыхание».
Значительно реже встречались фразы: «я чувствую, как мое дыхание останавливается», «моя грудь стеснена». Таким образом, большинство больных ХОБЛ при описании одышки обращали внимание на затруднение выдоха, наличие удушья, нехватку воздуха и тяжесть при дыхании.
Сравнительный анализ частоты встречаемости фраз «Словника одышки» у больных БА и ХОБЛ продемонстрировал различие в одной фразе, характеризующей кластер неглубокого дыхания: «мне трудно сделать вдох», при этом характеристики «я не могу сделать глубокого вдоха» и «мое дыхание поверхностное», которые также объединены в кластер неглубокого дыхания, встречались одинаково часто в обеих группах – более чем у половины пациентов.
Сравнительный анализ частоты встречаемости фраз «Словника одышки» в кластерах частоты дыхания, выдоха, удушья, нехватки воздуха, сжатия, работы/усилия и тяжести продемонстрировал отсутствие различий между исследуемыми когортами.
Анализ сравнения описания одышки больными БА и ХСН показал, что 111 больных ХСН выделили 597 фраз «Словника одышки», в среднем по 5,4 фразы на 1 больного (таблица 17).
При сравнительном исследовании частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у больных БА и ХСН было выявлено, что статистически значимо – чаще при БА, в отличие от ХСН – встречаются 10 фраз: «я ощущаю свое частое дыхание» – на 13,8%, «я не могу выдохнуть до конца» – на 19,4%, «мне трудно сделать вдох» – на 15,3%, «я не могу сделать глубокого вдоха» – на 19,5%, «мое дыхание поверхностное» – на 14,0%, «я вынужден прикладывать дополнительное усилие, чтобы дышать» – на 26,1%, «я чувствую, как я задыхаюсь» – на 14,6%, «я чувствую, как мое дыхание останавливается» – на 17,2%, «моя грудь стеснена» – на 14,3%, «мое дыхание тяжелое» – на 29,7%.
Сравнительный анализ частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у больных БА и ХСН продемонстрировал, что половина и более больных БА, в отличие от больных ХСН, достоверно чаще отмечали все фразы «Словника одышки», объединенные в кластеры частоты: «я ощущаю свое частое дыхание», выдоха: «я не могу выдохнуть до конца», неглубокого дыхания: «мне трудно сделать вдох», «я не могу сделать глубокого вдоха», «мое дыхание поверхностное».
Фраза, характеризующая работу/усилие: «я вынужден прикладывать дополнительное усилие, чтобы дышать», среди пациентов с БА, в отличие от пациентов с ХСН, отмечалась достоверно чаще на 26,1%. Вторая фраза, характеризующая работу/усилие, «мое дыхание нуждается в более напряженной работе», отмечалась одинаково часто в обеих когортах – более чем у трети пациентов.
При сравнительном анализе частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у больных БА и ХСН обе фразы, характеризующие удушье, «я чувствую, как я задыхаюсь» и «я чувствую, как мое дыхание останавливается», значимо чаще встречались у больных БА, чем у больных ХСН – на 14,6% и 17,2% соответственно.
Фраза, характеризующая сжатие, «моя грудь стеснена», отмечалась больными БА чаще на 14,3% по сравнению с больными ХСН, в то время как вторая фраза, характеризующая сжатие, «моя грудь сдавлена», отмечалась одинаково часто у больных БА и ХСН: 40,0% и 35,1% соответственно.
Первая фраза, характеризующая тяжесть, «мое дыхание тяжелое», статистически достоверно чаще – на 29,7% – отмечалась пациентами БА, в отличие от пациентов ХСН. По частоте встречаемости второй фразы, характеризующей тяжесть: «я чувствую свое трудное дыхание», сравниваемые когорты не различались.
Отсутствие различий частоты встречаемости фраз «Словника одышки» между исследуемыми когортами выявлено в кластере нехватки воздуха.
Таким образом, больные БА статистически достоверно чаще, чем больные ХСН, характеризовали одышку частым дыханием, затрудненным выдохом, неглубоким дыханием, необходимостью усилия при дыхании, наличием удушья, сжатием и тяжестью при дыхании.
Определение значимости различий фраз «Словника одышки» у больных БА, ХОБЛ, ХСН методом Пирсона
Одновременный сравнительный анализ частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» 3 когорт больных позволил определить связь между числом пациентов, употребивших определенную фразу «Словника одышки» или с ХОБЛ, или с БА, или с ХСН (таблица 21). Полученные значения этой статистики сравнивались с критическим значением распределения c2 с 2 степенями свободы на уровне 95%. Критическое значение = 5,991464547, рассчитанное по результатам данного исследования. Если расчетное значение больше критического, фраза признавалась значимой.
Одновременный анализ частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН, с использованием критерия Пирсонаc2 продемонстрировал наличие 7 фраз, объединенных в 6 кластеров, частота встречаемости которых статистически достоверно различалась. При этом 8 фраз и 2 кластера «Словника одышки» одинаково часто встречались при данных заболеваниях и были исключены из МСО. II вариант МСО включал 7 фраз, объединенных в 6 кластеров (таблица 22).
По результатам методик расчета Z-критерия Фишера и критерия Пирсонаc2 была дважды доказана статистическая значимость только 7 фраз, объединенных в 6 кластеров «Словника одышки» больных БА, ХОБЛ, ХСН, которые определяют различия между исследуемыми когортами пациентов, что позволило провести модификацию известного словника одышки. Именно II вариант МСО и лег в основу дальнейшего исследования.
Построение модели расчета ВАД у больных с одышкой легочного или сердечного генеза на основе МСО и модифицированного байесовского классификатора с целью определения априорной нозологической причины одышки
Построение модели расчета ВАД для определения априорной причины одышки проводилось на основе данных МСО и модифицированного байесовского классификатора [21].
Работа включала 2 ступени построения апостериорной причины одышки. На 1 этапе рассчитывалась априорная вероятность и была обозначена Q. На 2 этапе -апостериорная вероятность и была обозначена НФ.
1 ступень расчета осуществлена по следующей формуле (СВ. Дронов, 2006): /"і а(/1 ..1-а, Qt - оценка априорной вероятности набора фраз МСО (для 7 конкретных значений чисел а]) при условии, что у пациента имеется БА, ХОБЛ или ХСН по исследуемым материалам.
2 ступень построения прогностической функции включала расчет апостериорной вероятности наличия нозологической формы (НФ) или априорную причину одышки легочного или сердечного генеза у пациентов с БА, ХОБЛ или ХСН.
Были введены условные обозначения: БА = НФь ХОБЛ = НФ2; ХСН = НФ3. Предпринята индикация взаимосвязи НФ с фразами МСО: «О» - фраза отсутствует в МСО; «1» - фраза присутствует в МСО.
Введено допущение: у каждого вновь обследуемого пациента априорная вероятность каждой из трех исследуемых НФ равнозначна и составляет 1/33, или
Тогда по формуле Байеса апостериорная вероятность будет вычисляться
НФ - апостериорная вероятность,
Qgzi - произведение всех априорных вероятностей набора фраз МСО на 711 s
QITZI - произведение априорной вероятности набора фраз МСО у больных БА на 1/33,
Q27i2 - произведение априорной вероятности набора фраз МСО у больных ХОБЛ на 1/33,
Q&3 произведение априорной вероятности набора фраз МСО у больных ХСН на 1/33. Был выбран тот из диагнозов, для которого НФ максимально. Тогда выбранное число может интерпретироваться как априорная причина легочной или сердечной одышки у пациентов с БА, ХОБЛ или ХСН.
Построение модели ВАД основано на анализе частоты встречаемости, количестве отмеченных фраз и их различных сочетаний с учетом полученных нами данных при известном диагнозе пациента (МСО), которые анализируются методами байесовской статистики и позволяют вычислить апостериорную вероятность НФ или априорную причину одышки для каждого из пациентов.
Была разработана специальная компьютерная программа модели расчета ВАД и создан рабочий лист электронных таблиц MS Excel. Эта программа позволяет вычислить 3 числа, представляющие собой апостериорные вероятности априорной причины одышки трех возможных диагнозов. Чем больше число, тем более вероятным представляется соответствующий ему диагноз. Для определения принадлежности одышки пациенту с БОЗЛ достаточно суммировать НФ1, НФ2. Если полученное значение НФ4 окажется больше, чем НФ3, то возможно предполагать наличие у данного пациента БОЗЛ, а не ХСН.
При отсутствии компьютера или разработанной программы расчета ВАД, возможно выполнить расчеты «вручную» по следующей методике.
С целью построения прогностической функции рассчитана вероятность наличия нозологической формы (НФ) =Li , Li =Bi - 7 Aij aj , где
Bi – абсолютные постоянные, рассчитанные по данным исследования с применением байесовской статистики, при этом В1 = 6, 35, В2 = 5, 23, В3 = 3, 69. Аij – коэффициенты, рассчитанные на основании данных «Словников одышки» больных БА, ХОБЛ, ХСН с помощью байесовской статистики и представлены в таблице 23.
Введены обозначения: БА – L1 и В1; ХОБЛ – L2 и В2; ХСН – L3 и В3; БОЗЛ – L4. Таблица 23 – Коэффициенты для расчета модели ВАД Фразы (аj) Коэффициенты диагноза ( Аij )
1. Я не могу выдохнуть до конца 0 0,21 -0,82
2. Мне трудно сделать вдох 0,36 -0,54 -0,54
3. Я не могу сделать глубокого вдоха 0,15 -0,07 -0,65
4. Я вынужден прикладывать дополнительное усилие, чтобы дышать 0,12 -0,21 -1,04
5. Я чувствую, как мое дыхание останавливается -0,46 -0,86 -1,29
6. Моя грудь стеснена -0,24 -0,77 -0,86
7. Мое дыхание тяжелое 0,65 0,35 -0,57
В качестве диагноза выбирается тот, у которого число Li оказалось меньшим.
С целью графической иллюстрации построения «поля диагнозов» мы по описанной выше методике вычисляем 3 числа, равных апостериорным вероятностям априорной причины одышки для нового пациента, которые в сумме дают 1.
Три нозологические формы представлены в трехмерном пространстве и представляют собой трёхмерный симплекс – произвольный правильный (т.к. априорная вероятность каждой из трех исследуемых НФ равнозначна и составляет 1/33) тетраэдр, то есть треугольную пирамиду, все грани которой представляют собой треугольники, в вершинах сходятся по три грани.
Точки – пациенты в трехмерном пространстве, которые всегда располагаются на поверхности трехмерного симплекса – а это плоская фигура. Поэтому мы имеем возможность считать наши числа симплекс-координатами точки и изобразить поле диагнозов в виде равностороннего треугольника.
Введем новые обозначения: вершина треугольника, соответствующая точке с координатами 1,0,0, – диагноз БА, точке с координатами 0,1,0 – ХОБЛ, точке с координатами 0,0,1 – ХСН. Для разделения треугольника на 3 подобласти были опущены из его центра перпендикуляры на стороны треугольника и получены области БА, ХОБЛ, ХСН (рисунок 2).
Затем для каждой из точек, соответствующей новому пациенту, возможно определение ее положения на картинке – БА, ХОБЛ или ХСН. Данное положение осуществляется автоматически специальной компьютерной программой модели расчета ВАД в созданном рабочем листе электронных таблиц MS Excel. При отсутствии компьютера или разработанной программы расчета ВАД возможно выполнить построение «поля диагнозов» вручную следующим образом:
- от вершины ХОБЛ в сторону вершины БА откладываем расстояние, соответствующее значению 1 – НФ1;
- от полученной точки параллельно вектору БА – ХСН откладываем точку на расстояние, равное НФ3, и получаем необходимую точку, которая и будет соответствовать положению на поле.
По результатам проведенных исследований получено два новых инструмента:
- модифицированный словник одышки,
- модель расчета вероятности априорного диагноза. Модель расчета вероятности априорного диагноза получена с помощью данных МСО и модифицированного байесовского классификатора. Двумя статистическими методами разработано два варианта МСО: I вариант – методом парного сравнения частоты встречаемости фраз «Словника одышки» у больных БА и ХОБЛ, БА и ХСН, ХОБЛ и ХСН, БОЗЛ и ХСН с использованием методики расчета Z-критерия Фишера. Проведенный сравнительный анализ «языка одышки» в 4 сравнениях показал, что 11 фраз, объединенных в 7 кластеров, демонстрируют статистически значимые различия в частоте употребления при данных заболеваниях. При этом 4 фразы «Словника одышки» не имели достоверного различия ни в одном из сравнений. Данные фразы были определены как неинформативные для дифференциальной диагностики одышки и были исключены из МСО, качественно характеризующего одышку; II вариант – методом одновременного анализа частоты встречаемости отдельных фраз «Словника одышки» у пациентов с БА, ХОБЛ, ХСН с использованием критерия Пирсонаc2 . Установлено 7 фраз, объединенных в 6 кластеров, частота встречаемости которых статистически достоверно различалась среди 3 когорт. При этом 8 фраз «Словника одышки» одинаково часто встречались при данных заболеваниях и были исключены из МСО. По результатам методик расчета Z-критерия Фишера и критерия Пирсонаc2 была дважды доказана статистическая значимость только 7 фраз «Словника одышки» больных БА, ХОБЛ, ХСН, которые определили различия между исследуемыми когортами пациентов, что позволило провести модификацию известного «Словника одышки». Именно II вариант МСО и лег в основу дальнейшего исследования
Использованы методы современной математической обработки. На основе II варианта МСО и байесовской статистики создана модель расчета ВАД в виде компьютерной программы и рабочего листа электронных таблиц MS Exel, а также в виде формулы с приложением таблицы констант для расчета ВАД вручную, и произведено графическое построение «поля диагнозов» для определения вероятности нозологической причины одышки легочного или сердечного генеза
