Способ прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза

Способ прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза

Реферат

Изобретение относится к медицине, точнее к урологической диагностике, и предназначено для оценки прогноза развития одностороннего или двустороннего камнеобразования.

Мочекаменная болезнь (МКБ) - одно из распространенных урологических заболеваний и встречается не менее чем у 3% населения. По частоте мочекаменная болезнь занимает первое место среди хирургических заболеваний органов мочеполовой системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ прогнозирования мочекаменной болезни путем исследования кристаллизации мочи (RU, патент №2033613, Кл. G01N 33/68, 1995 г.).

Недостатками известного способа является его низкая точность и информативность, а также отсутствие возможности прогнозирования двустороннего нефролитиаза.

Двухсторонний нефролитиаз является самой сложной формой мочекаменной болезни, протекая гораздо тяжелее односторонней формы за счет прогрессирующего снижения функции обеих почек, в первую очередь за счет пиелонефрита. Также существенно возрастает риск постренальной анурии за счет одновременной миграции камней в мочеточники с обеих сторон, более высокая вероятность развития хронической почечной недостаточности, приводящая к гибели паренхимы.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении точности прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза путем лабораторного исследования мочи пациента согласно изобретению по результатам лабораторных исследований получают PHU, MGU, R% и CH CAOX и рассчитывают линейные классификационные дискриминантные функции по следующим формулам:

F1=-2076,27+22,89·PHU-9784,25·MGU+41,33·R%-2,76·CH CAOX,

F2=-2068,17+23,82·PHU-9952,00·MGU+41,20·R%-2,98·CH CAOX,

где F1 - первая классификационная дискриминантная функция, соответствует группе больных с односторонним поражением почек, - с двусторонним поражением

F2 - вторая классификационная дискриминантная функция, соответствует группе больных с двусторонним поражением;

PHU - pH мочи;

MGU - концентрация магния мочи, моль/л;

R% - относительная канальцевая реабсорбция, %;

CH CAOX - степень насыщения мочи кальций оксалатом,

затем сравнивают полученные значения первой и второй дискриминантных функций, при этом функция, значение которой оказывается больше, указывает на принадлежность пациента к соответствующей группе больных.

В качестве закономерного результата изучения особенностей одностороннего и двустороннего поражения можно рассматривать разработку математической многомерной модели прогноза развития двустороннего нефролитиаза. Для достижения этой цели нами был использован дискриминантный анализ - метод многомерной статистики, применяемый для решения задач классификации и позволяющий отнести объект с определенным набором признаков к одному из известных классов.

Для построения диагностической модели методом дискриминантного анализа использовались только переменные, измеренные в количественной и порядковой шкале. Для верификации модели использовалась имеющаяся матрица наблюдений.

При проведении дискриминантного анализа группирующим служил признак одно- или двустороннего поражения почек при МКБ: 1 - одностороннее; 2 - двустороннее.

В целях отбора группы наиболее информативных признаков, включаемых в конечную модель, оценена информативность каждого в дисперсионном однофакторном анализе, произведена их экспертная оценка, опробован ряд моделей с различным набором признаков.

Оценка связи варианта поражения почек с показателями, измеренными в ходе нашего исследования в количественной и порядковой шкале, проведена с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Изучалось разложение дисперсии показателей на составляющие:

- дисперсию вследствие влияния контролируемого фактора (вариант поражения: одно- или двусторонний);

- дисперсию, вызываемую действием неконтролируемых, случайных факторов и ошибками измерения.

По доле дисперсии, обусловленной контролируемым фактором, определялась степень и значимость влияния на каждый из показателей и соответственно связь с данным количественным показателем. Результаты дисперсионного анализа для информативных признаков приведены в табл.1.

Анализ результатов дисперсионного анализа показывает, что для построения дискриминантной модели может быть использован ряд показателей, имеющих статистически достоверную связь с вариантом поражения почек. Наиболее тесная связь выявлена с pH мочи (F=34,6; p<0,001), CH HAP (F=27,8; p<0,001), показателями CH HUR и PU (F=13,1; p<0,001), а также MGU (F=12,9; p<0,001), R% (F=11,1; p<0,001) и CAU (F-11,0; p<0,001). Несколько менее такие показатели, как MJU (F=6,8; p<0,01) и CH CAOX (F=6,1; p<0,05).

Окончательная дискриминантная модель содержала 4 переменных, указанных в табл.2.

Полученная модель статистически достоверна (критерий F(4;648)=12,5; p<0,001).

Самым информативным показателем для прогнозирования варианта поражения почек в полученной дискриминантной модели, таким образом, оказался рН мочи (p<0,001). Данная переменная имеет наибольшие отношения межгрупповой и внутригрупповой дисперсий.

В ходе выполнения канонического анализа получена одна каноническая линейная дискриминантная функция (КЛДФ) с уровнем значимости p<0,001 (критерий хи-квадрат Пирсона - 48,5; число степеней свободы df=4). Характер факторной структуры канонической функции (табл.3) позволил интерпретировать ее как фактор щелочного сдвига рН мочи: наиболее тесная корреляционная связь данной канонической функции выявлена с данной переменной (r=-0,83).

Таблица 1
Оценка вклада эффектов фактора в дисперсию показателей
Показатель	Дисперсия, обусловленная влиянием контролируемого фактора	Дисперсия, обусловленная неконтр. факторами	F-критерий Фишера	Уровень значимости F-критерия Фишера, р
PHU	13,994	0,404	34,6	0,000000
MGU	0,000032	0,0000024	12,9	0,000341
PU	0,002	0,00012	13,1	0,000313
CAU	0,000037	0,0000033	11,0	0,000958
KICK	9568,239	2370,456	4,0	0,044940
R%	29,135	2,624	11,1	0,000911
MJU	0,020	0,003	6,8	0,009130
СН HUR	13,996	1,071	13,1	0,000324
CH CAOX	5,544	0,915	6,1	0,014086
CH HAP	3090,204	111,091	27,8	0,000000

где PHU - pH мочи;

MGU - концентрация магния мочи, моль/л;

PU - концентрация фосфора мочи;

CAU - концентарция кальция мочи;

KICR - концентрационный индекс креатинина;

R% - относительная канальцевая реабсорбция, %;

MJU - ионная сила мочи;

CH HUR - степень насыщения мочи мочевой кислотой;

CH CAOX - степень насыщения мочи кальций оксалатом;

CH HAP - степень насыщения мочи гидроксилапатитом.

Таблица 2
Информативность признаков, вошедших в модель
Название признака	Значение F-критерия	Уровень значимости признака в модели, р
PHU	26,3	<0,001
MGU	4,8	0,029
R%	2,8	0,092
CH CAOX	3,4	0,067

При условии равной априорной вероятности принадлежности пациента к рассматриваемым группам получены линейные классификационные дискриминантные функции:

F1=-2076,27+22,89·PHU-9784,25·MGU+41,33·R%-2,76·CH CAOX,

F2=-2068,17+23,82·PHU-9952,00·MGU+41,20·R%-2,98·CH CAOX,

где PHU - pH мочи;

MGU - концентрация магния мочи, моль/л;

R% - относительная канальцевая реабсорбция, %;

CH CAOX - степень насыщения мочи кальций оксалатом.

Первая классификационная дискриминантная функция соответствует группе больных с односторонним поражением почек, вторая - с двусторонним поражением.

Для практического применения полученной дискриминантной модели используется расчет значений данных классификационных функций по результатам обследования пациента. Функция, значение которой оказывается больше, указывает на группу, вероятность принадлежности пациента к которой выше.

Способ прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза осуществляют следующим образом: у больного берут анализ мочи и по результатам лабораторных исследований получают PHU, MGU, R% и CH CAOX. Затем, используя полученные из результатов анализа значения, рассчитывают линейные классификационные дискриминантные функции по следующим формулам:

F1=-2076,27+22,89·PHU-9784,25·MGU+41,33·R%-2,76·CH CAOX,

F2=-2068,17+23,82·PHU-9952,00·MGU+41,20·R%-2,98·CH CAOX,

где F1 - первая классификационная дискриминантная функция, соответствует группе больных с односторонним поражением почек,

F2 - вторая классификационная дискриминантная функция, соответствует группе больных с двусторонним поражением;

PHU - рН мочи;

MGU - концентрация магния мочи, моль/л;

R%- относительная канальцевая реабсорбция, %;

CH CAOX - степень насыщения мочи кальций оксалатом.

Затем сравнивают полученные значения первой и второй дискриминантных функций. Функция, значение которой оказывается больше, указывает на принадлежность пациента к соответствующей группе больных (с односторонним или двусторонним поражением почек при МКБ).

Способ прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза поясняется примерами его конкретного осуществления.

Пример 1

Больной А., 32 года, поступил в клинику 12.06.2008 г. с жалобами на незначительные двусторонние боли ноющего характера в поясничной области, незначительную жажду, слабость. При поступлении общее состояние удовлетворительное. Телосложение правильное. Покровы тела обычной окраски. Пульс 82 удара в 1 минуту, ритмичный, удовлетворительного наполнения. АД - 160/95 мм рт.ст. Дыхание в легких жесткое, хрипов нет. ЧД - 18 в 1 минуту. Язык влажный. Живот мягкий, безболезненный. Печень, селезенка не увеличены. Почки не пальпируются. Пальпация и поколачивание поясничной области болезненна с обеих сторон. Рентгенологически выявлены конкременты в обеих почках.

Результаты лабораторного исследования мочи:

PHU - 6,3; MGU - 0,001; R% - 98,0; CH CAOX - 4,008.

По приведенным формулам расчета классификационных дискриминантных функций получены значения: F1=2097,29 и F2=2097,74. Наибольшее значение приняла функция, соответствующая группе больных с двусторонним поражением почек. Таким образом, у данного пациента на основании заключения разработанной математической модели высока вероятность развития двустороннего поражения. Данный диагноз совпадает с окончательным диагнозом.

Пример 2

Больной Б., 48 лет, поступил в клинику 06.05.2008 г. с жалобами на боли в левой поясничной области, высокой температурой тела, ознобами. Боли возникли 3 дня назад. Периодически усиливаясь до приступа, 2 дня назад появилась температура тела до 38.6°С. Объективно. Общее состояние средней степени тяжести. Температура тела - 38.6°С. Покровы лица умеренно бледные. Тоны сердца приглушены. АД - 140/95 мм рт.ст. Пульс 92 удара в минуту, удовлетворительного наполнения, ритмичный. В легких дыхание жесткое, хрипов нет. Язык сухой, обложен белым налетом. Живот мягкий, безболезненный. Печень, селезенка не увеличены. Почки не прощупываются. Пальпация, поколачивание левой поясничной области болезненна. На обзорной рентгенограмме почек и мочевых путей тень, подозрительная на конкремент, в проекции левой почки.

Результаты лабораторного исследования для пациента Б.: PHU - 5,0; MGU - 0,004; R% - 99,28; CH CAOX - 3,170.

По приведенным формулам расчета классификационных дискриминантных функций получены значения: F1=2093,38 и F2=2092,15. Наибольшее значение приняла функция, соответствующая группе больных с односторонним поражением почек. Таким образом, у данного пациента на основании заключения разработанной математической модели низка вероятность развития двустороннего поражения. Окончательный диагноз подтверждает прогноз - у пациента односторонняя форма мочекаменной болезни.

Верификация полученной модели проводилась на основании распознавания моделью имеющейся группы больных (табл.4).

Таблица 3
Факторная структура канонических функций
Название признака	Каноническая функция №1
PHU	-0,827868
MGU	0,506448
R%	0,468644
CH CAOX	0,346230

Таблица 4
Показатели качества полученной дискриминантной модели, %
Показатель	Значение показателя на обучающей выборке, n=653
Чувствительность	78,8
Специфичность	82,8
Эффективность (безошибочность)	79,1
Уровень ложноотрицательных ответов	18,2
Уровень ложноположительных ответов	16,2

Эффективность полученной модели близка к 80%, что подтверждает возможность достаточно качественного прогноза характера поражения почек.

Анализ матрицы факторной структуры канонических переменных, координат центроидов исследуемых групп, а также коэффициентов канонической линейной дискриминантной функции показывает, что в пользу высокого риска двустороннего поражения свидетельствуют: высокое значение рН мочи, низкая концентрация магния мочи, а также низкие значения степени насыщения оксалата кальция и относительной канальцевой реабсорбции.

Построение канонической линейной дискриминантной функции позволяет предложить шкалу риска двустороннего поражения почек МКБ. Каноническая ЛДФ рассчитывается следующим образом:

КЛДФ=-10,50-1,17·PHU+211,64·MGU+0,16·R%+0,28·CH CAOX,

где PHU - рН мочи;

MGU - концентрация магния мочи, моль/л;

R% - относительная канальцевая реабсорбция, %;

CH CAOX - степень насыщения мочи кальций оксалатом.

Оценка риска в соответствии с полученными координатами центроидов групп пациентов с одно- и двусторонним поражением почек при МКБ проводится следующим образом (см. чертеж): на оси выделенной дискриминантной канонической функции при ее значении, меньшем - 0,68, риск двустороннего поражения высок: относительный риск (ОР), рассчитанный по результатам оценки имеющейся матрицы наблюдений,

составил 2,6. При значениях КЛДФ в интервале от -0,68 до 0,11 риск двустороннего поражения умеренный (ОР=0,9). Минимальный риск (ОР=0,6) - при значениях КЛДФ более 0,11.

Расчет КЛДФ для пациента Б. показал наличие высокого риска (КЛДФ= -0,80) развития двустороннего поражения почек, что совпадает как с оценкой классификационных ЛДФ, так и окончательным диагнозом.

Таким образом, предложенный способ прогнозирования развития одностороннего и двустороннего нефролитиаза позволяет на основании лабораторного исследования мочи с высокой точностью оценить риск развития как одностороннего, так и двустороннего поражения почек при МКБ. Предлагаемый способ экономичен и может быть рекомендован для занесения в перечень обязательного обследования всех пациентов с МКБ.

Способ прогнозирования развития одностороннего или двустороннего нефролитиаза путем лабораторного исследования мочи пациента, отличающийся тем, что, по результатам лабораторных исследований получают PHU, MGU, R% и СН САОХ и рассчитывают линейные классификационные дискриминантные функции по следующим формулам: F1=-2076,27+22,89·PHU-9784,25·MGU+41,33·R%-2,76·CH САОХ, F2=-2068,17+23,82·PHU-9952,00·MGU+41,20·R%-2,98·CH CAOX, где F1 - первая классификационная дискриминантная функция соответствует группе больных с односторонним поражением почек, F2 -вторая классификационная дискриминантная функция соответствует группе больных с двусторонним поражением; PHU - рН мочи; MGU - концентрация магния мочи, моль/л; R% - относительная канальцевая реабсорбция, %; СН САОХ - степень насыщения мочи кальций оксалатом, затем сравнивают полученные значения первой и второй дискриминантных функций, при этом функция, значение которой оказывается больше, указывает на принадлежность пациента к соответствующей группе больных.