Determination of the Probability of Developing Bronchopulmonary Dysplasia in Premature Newborns Using a Mathematical Model
Authors: Синица Л.Н. , Парамонова Н.С. 
Published: June 2022

Введение. Характерная патология, которая развивается у глубоко недоношенных детей с экстремально низкой массой тела при рождении, – бронхолегочная дисплазия, имеющая хроническое течение и приводящая у ряда детей к летальному исходу. При изучении патогенеза этого заболевания большое внимание уделяют патологическим процессам, происходящим на клеточном и молекулярно-генетическом уровнях, в частности оксидативному стрессу.Цель. Разработать модель прогнозирования развития бронхолегочной дисплазии у недоношенных новорожденных с дыхательными расстройствами.Материалы и методы. На базе УЗ «Гродненский областной клинический перинатальный центр» было обследовано 45 недоношенных новорожденных. Кроме общеклинического обследования, было проведено определение концентрации гомоцистеина, цистеина, гамма-глутамилцистеина, восстановленного глутатиона (GSH). Основную группу (1) составили 22 недоношенных ребенка, которым был выставлен клинический диагноз «бронхолегочная дисплазия», в группу 2 включены 23 младенца, у которых не сформировалось данное заболевание.Результаты. Для построения модели определения вероятности развития БЛД были определены те признаки, которые статистически значимо различаются в группах 1 и 2, далее определялись значения коэффициентов корреляции или ассоциации для всех пар из признаков, выделенных на первом этапе. Из оставшихся переменных были построены множества регрессионных моделей методом перебора. Были выделены только те модели, все предикторы в которых были статистически значимыми. После фильтрации моделей наиболее оптимальной оказалась модель, в которой переменная «наличие БЛД» связана с линейной комбинацией только 3 предикторов: концентрация общего белка в сыворотке крови при рождении, концентрация альбумина в сыворотке крови на 5–7-е сутки жизни, концентрация восстановленного глутатиона в сыворотке крови на 5–7-е сутки жизни. Было построено уравнение бинарной логистической регрессии для оценки риска развития бронхолегочной дисплазии.Выводы. По результатам проведенного регрессионного анализа разработана математическая модель, которая позволяет определить вероятность развития БЛД у недоношенных новорожденных с синдромом дыхательных расстройств. Для построения уравнения необходимо проведение биохимического исследования крови (определение в сыворотке крови концентрации общего белка при рождении и альбумина на 5–7-е сутки жизни), определение концентрации восстановленного глутатиона (GSH) в сыворотке крови на 5–7-е сутки жизни. Далее для каждого пациента осуществляется определение значения р, рассчитанное при помощи математического уравнения. При расчетном значении р более 0,539 у недоношенных новорожденных с дыхательными расстройствами прогнозируется развитие БЛД с чувствительностью 93,33% и специфичностью 83,33%, общая точность составляет 87,18%.

Introduction. A characteristic pathology that develops in deeply premature babies with extremely low birth weight is bronchopulmonary dysplasia, which has a chronic course and leads to death in a number of children. When studying the pathogenesis of this disease, many authors attach great importance to pathological processes occurring at the cellular and molecular genetic levels, in particular, oxidative stress.Purpose. To desing a model for predicting the development of bronchopulmonary dysplasia in premature newborns with respiratory disorders.Materials and methods. On the basis of the health care institution "Grodno Regional Perinatal Center" 45 premature newborns were examined. In addition to the general clinical examination, the concentration of homocysteine, cysteine, gamma-glutamylcysteine, reduced glutathione (GSH) was determined. The main group (1) consisted of 22 premature infants who were clinically diagnosed with bronchopulmonarydysplasia, group 2 included 23 infants who did not develop this disease.Results. To build a model for determining the probability of developing BPD, those signs were determined that were statistically significantly different in groups 1 and 2, then the values of the correlation or association coefficients were determined for all pairs of signs identified at the first stage. From the remaining variables, sets of regression models were built by enumeration. Only those models were selected in which all predictors were statistically significant. After filtering the models, the most optimal model turned out to be the one in which the variable "presence of BPD" is associated with a linear combination of only 3 predictors: the concentration of total protein in the blood serum at birth, the concentration of albumin in the blood serum on the 5th–7th day of life, the concentration of reduced glutathione in the blood serum on the 5th–7th day of life. A binary logistic regression equation was constructed to assess the risk of developing bronchopulmonary dysplasia.Conclusions. Based on the results of the regression analysis, a mathematical model was developed that allows determining the likelihood of developing BPD in premature newborns with respiratory distress syndrome. To build an equation, it is necessary to perform a biochemical blood test: determination of the concentration of total protein in the blood serum at birth and albumin on the 5–7th day of life, determination of the concentration of reduced glutathione (GSH) in the blood serum on the 5–7th day of life. Next, for each patient, the value of "p" is calculated using a mathematical equation. With an estimated p value of more than 0.539, preterm infants with respiratory disorders are predicted to develop BPD with a sensitivity of 93.33% and a specificity of 83.33%, with an overall accuracy of 87.18%.