СПОСОБ ВЫБОРА МЕТОДА ОПЕРАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С МЕДИАЛЬНЫМИ ПЕРЕЛОМАМИ ШЕЙКИ БЕДРЕННОЙ КОСТИ
METHOD OF CHOOSING TECHNIQUE OF OPERATIVE TREATMENT OF PATIENTS WITH MEDIAL FRACTURES OF FEMORAL NECK

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для выбора метода оперативного лечения больных с медиальными переломами шейки бедренной кости.
Известно, что основными методами оперативного лечения медиальных переломов шейки бедренной кости являются остеосинтез шейки бедренной кости и эндопротезирование тазобедренного сустава [3, 4]. Выделяют два основных метода эндопротезирования тазобедренного сустава - внутрисуставное и тотальное. Последнее более травматично и сопровождается большей кровопотерей [6, 9], однако его реабилитационный потенциал гораздо выше [6, 10]. Показания для выбора способа оперативного лечения зависят от степени сосудистых нарушений в головке бедренной кости на стороне травмы, общего состояния больного, степени его физической активности до травмы, предполагаемой продолжительности жизни и психического статуса больного, типа перелома по классификации Pauwels и Garden, тяжести остеопороза, вероятности достижения адекватной репозиции [3, 5, 7]. Учет всех вышеперечисленных факторов весьма сложен и не всегда возможен.
Цель изобретения: улучшение результатов лечения медиальных переломов шейки бедренной кости путем индивидуального подбора хирургического пособия каждому конкретному больному с учетом общих и местных факторов с применением математической модели.
Поставленная цель достигается тем, что у больных с медиальным переломом шейки бедренной кости измеряют внутрикостное кровяное давление (ВККД) [2], на основе математического анализа динамического ряда кардиоинтервалов пятиминутной записи электрокардиограммы в состоянии покоя рассчитывают показатель активности регуляторных систем (ПАРС) [1]. Вместе с этими показателями в математическую модель введены такие переменные, как возраст, пол, предполагаемый положительный отдаленный результат.
На основе дискриминантного анализа 51 наблюдения медиальных переломов шейки бедренной кости нами разработана математическая модель выбора метода оперативного лечения. Построены дискриминирующие функции
Для категориальной переменной [Пол] используется следующая числовая кодировка: «Муж» - 101, «Жен» - 102.
[Отдаленный результат] - обобщающий атрибутивный показатель состояния тазобедренного сустава, исчисляемый на основании показателя Харриса [8]. Для вычисления этой атрибутивной величины использовалась формула: если показатель Харриса меньше 70 баллов, то [Отдаленный результат] предполагался «Неудовлетворительным», в противном случае (если показатель Харриса больше или равен 70) - «Хорошим». Для категориальной переменной [Отдаленный результат] используется следующая числовая кодировка: «Хороший» - 101, «Неудовлетворительный» - 102.
центр
центр
На основании дискриминирующих функций построена карта наблюдений, где каждое из 51 наблюдения представлено точкой с известными координатами (см. чертеж). На чертеже представлена карта наблюдаемых величин (здесь и далее о/с - остеосинтез шейки бедра, в/с - внутрисуставное эндопротезирование тазобедренного сустава, тотальное - тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава). Наблюдения группируются вокруг центров центроидов (заштрихованные точки). Координаты центров центроидов (Root1 и Root2) представлены в таблице 1.
i
Для определения оптимального метода лечения для каждого конкретного больного рассчитываются переменные Root 1 и Root 2, затем находятся расстояния от данного наблюдения до центров центроидов d по формуле
i
Выбиратся наименьшее расстояние, которое и определяет рекомендуемый моделью характер операции. Для расчета вероятности выбора характера операции P(S) применяется формула
1
2
3
где d, d, d - расстояния до центров центроидов, е - экспонента (математическая константа, равная приблизительно 2,72).
Пример 1. Больной Б., 67 лет, № истории болезни 10939, поступил в 1 тр/о БСМП через 3,5 часа после получения травмы с диагнозом: закрытый медиальный перелом шейки бедренной кости справа со смещением. Больному измерено ВККД в головке бедренной кости на стороне перелома - составило 134 мм водн.ст., ПАРС=6, что соответствует состоянию перенапряжения или состоянию неудовлетворительной адаптации. Больному выполнен остеосинтез шейки бедра спонгиозными винтами. В отдаленном периоде (через 2 года после операции) индекс Харриса составил 72 балла (что соответствует удовлетворительному результату). При расчете дискриминирующих функций и расстояний до центров центроидов для данного наблюдения получено следующее:
Root 1=-86,0558-0,2422*[Возраст]+1,5305*[Отдаленный результат]-1,4881*ln[ПАРС]+0,0035*[ВККД]+9,4943*ln[Возраст]-0,8886*[Пол]=-86,0558-0,2422*67+1,5305*101-1,4881*ln(6)+0,0035*134+9,4943*ln(67)-0,8886*101=0,271996
Root 2=118,8721-0,3754*[Возраст]-1,6865*[Отдаленный результат]-0,6643*ln[ПАРС]-0,0221*[ВККД]+21,1185*ln[Возраст]-0,0898*[Пол]=118,8721-0,3754*67-1,6865*101-0,6643*ln(6)-0,0221*134+21,1185*ln(67)-0,0898*101=-1,040865
1
центр1
центр1
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,271996-1,25250)+(-1,040865+0,210143)=√(0,961388+0,690099)=1,285102
2
центр2
центр2
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,271996+1,54471)+(-1,040865+0,105901)=√(3,30042+0,874158)=2,043178
3
центр3
центр3
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,271996-0,39651)+(-1,040865-1,211227)=√(0,015504+5,071918)=2,255532
1
Таким образом, наименьшее расстояние d, что соответствует остеосинтезу.
i
Рассчитываются вероятности выбора характера операции P(S):
1
-1,285102
-1,285102
-2,043178
-2,255532
P(S)=е/(е+e+е)=0,541276
2
-2,043178
-1,285102
-2,043178
-2,255532
P(S)=е/(е+е+e)=0,253624
3
-2,255532
-1,285102
-2,043178
-2,255532
Р(S)=е/(e+e+e)=0,205100
Следовательно, наибольшая вероятность выбора операции остеосинтеза шейки бедренной кости, что совпадает с исходно проведенной операцией.
При проверке математической модели и расчете расстояний до центров центроидов групп для каждого из 51 наблюдения мы получили 44 (86,3%) совпадения рекомендуемого оперативного пособия с фактическим (табл.2). При изменении в 14 наблюдениях с неудовлетворительными отдаленными результатами значения [Отдаленный результат] с «Неудовлетворительный» на «Хороший» только 4 наблюдения классифицированы без изменения, причем двое из них - пациенты после внутрисуставного эндопротезирования. В 10 случаях остеосинтеза из 12 математическая модель рекомендует проведение эндопротезирования (в 3 случаях внутрисуставного и в 7 случаях тотального).
Пример 2. Больная Б., 68 лет, №истории болезни 13043, поступила в 1 тр/о БСМП через 4 часа после получения травмы с диагнозом: закрытый медиальный перелом шейки бедренной кости слева со смещением. Больной измерено ВККД в головке бедренной кости на стороне перелома - составило 47 мм водн.ст., ПАРС=3, что соответствует удовлетворительной адаптации. Больной выполнен остеосинтез шейки бедра спонгиозными винтами. В отдаленном периоде (через 2 года после операции) индекс Харриса составил 61 балл (что соответствует неудовлетворительному результату). При расчете дискриминирующих функций и расстояний до центров центроидов для данного наблюдения получено следующее:
Root 1=-86,0558-0,2422*[Возраст]+1,5305*[Отдаленный результат]-1,4881*ln[ПАРС]+0,0035*[ВККД]+9,4943*ln[Возраст]-0,8886*[Пол]=-86,0558-0,2422*68+1,5305*102-1,4881*ln(3)+0,0035*47+9,4943*ln(68)-0,8886*102=1,539327
Root 2=118,8721-0,3754*[Возраст]-1,6865*[Отдаленный результат]-0,6643*ln[ПАРС]-0,0221*[ВККД]+21,1185*ln[Возраст]-0,0898*[Пол]=118,8721-0,3754*68-1,6865*102-0,6643*ln(3)-0,0221*47+21,1185*ln(68)-0,0898*102=-0,496535
1
центр1
центр1
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(1,539327-1,25250)+(-0,496535+0,210143)=√(0,082270+0,08202)=0,405328
2
центр2
центр2
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(1,539327+1,54471)+(-0,496535+0,105901)=√(9,511284+0,152595)=3,108678
3
центр3
центр3
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(1,539327-0,39651)+(-0,496535-1,211227)=√(1,306031+2,916451)=2,054868
1
Таким образом, наименьшее расстояние d, что соответствует остеосинтезу.
i
Рассчитываются вероятности выбора характера операции P(S):
1
-0,405328
-0,405328
-3,108678
-2,54868
P(S)=e/(e+е+e)=0,794206
2
-3,108678
-0,405328
-3,108678
-2,054868
P(S)=e/(e+e+e)=0,053197
3
-2,054868
-0,405328
-3,108678
-2,054868
Р(S)=е/(e+е+e)=0,152597
Следовательно, наибольшая вероятность выбора операции остеосинтеза шейки бедренной кости, что совпадает с исходно проведенной операцией. Однако результат оценки тазобедренного сустава по Харрису неудовлетворительный. Поскольку врача интересует вероятность положительного результата при том или ином способе оперативного лечения, необходимо показатель [Отдаленный результат] «Неудовлетворительный» изменить на «Хороший». Получаем следующие результаты расчетов:
Root 1=-86,0558-0,2422*[Возраст]+1,5305*[Отдаленный результат]-1,4881*ln[ПАРС]+0,0035*[ВККД]+9,4943*ln[Возраст]-0,8886*[Пол]=-86,0558-0,2422*68+1,5305*101-1,4881*ln(3)+0,0035*47+9,4943*ln(68)-0,8886*102=0,008827
Root 2=118,8721-0,3754*[Возраст]-1,6865*[Отдаленный результат]-0,6643*ln[ПАРС]-0,0221*[ВККД]+21,1185*ln[Возраст]-0,0898*[Пол]=118,8721-0,3754*68-1,6865*101-0,6643*ln(3)-0,0221*47+21,1185*ln(68)-0,0898*102=1,189965
1
центр1
центр1
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,008827-1,25250)+(1,189965+0,210143)=√(1,546723+1,960302)=1,872705
2
центр2
центр2
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,008827+1,54471)+(1,189965+0,105901)=√(2,413477+1,679269)=2,023054
3
центр3
центр3
2
2
2
2
d=√(Root1-Root1)+(Root2-Root2)=√(0,008827-0,39651)+(1,189965-1,211227)=√(0,150298+0,000452)=0,388266
3
Таким образом, наименьшее расстояние d, что соответствует тотальному эндопротезированию.
i
Рассчитываются вероятности выбора характера операции P(S):
1
-1,872705
-1,872705
-2,023054
-0,388266
P(S)=e/(e+е+e)=0,159416
2
-2,023054
-1,872705
-2,023054
-0,388266
P(S)=e/(e+e+e)=0,137163
3
-0,388266
-1,872705
-2,023054
-0,388266
Р(S)=е/(e+е+e)=0,703421
Следовательно, наибольшая вероятность выбора операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава.
Поскольку у каждого конкретного больного целью лечения является положительный результат, переменная [Отдаленный результат] для всех новых случаев берется как «Хороший» и принимается за константу. Таким образом, формулы дискриминирующих функций (1, 2) имеют следующий вид:
Приведенные примеры наглядно демонстрируют адекватность выбора метода оперативного лечения при применении математической модели. Предложенная математическая модель позволяет с вероятностью 86,3% выбрать тот метод оперативного лечения (тотальное эндопротезирование, внутрисуставное эндопротезирование, остеосинтез), который с наибольшей вероятностью приведет к положительному отдаленному результату у каждого конкретного больного с медиальным переломом шейки бедренной кости.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: метод. рекомендации / P.M.Баевский и др. // Вестн. аритмологии. - 2001. - №24. - С.65-87.
2. Карев Б.А. Исследование кровоснабжения головки при переломах шейки бедра / Б.А.Карев // Патология сосудов нижних конечностей. Лечение и реабилитация. - Гродно, 1979. - T.1, вып.2. - С.57-60.
3. Прототип: Лирцман В.М. Проблема лечения переломов шейки бедра на рубеже столетий / В.М.Лирцман, В.И.Зоря, С.Ф.Гнетецкий // Вестн. травматологии и ортопедии. - 1997. - №2. - С.12-19.
4. Шестерня Н.А. Переломы шейки бедра: современные методы лечения / Н.А.Шестерня, Ю.С.Гамди, С.В.Иванников.- М.: Бином, 2005. - 104 с.
5. Bjorgul К. Hemiarthroplasty in worst cases is better than internal fixation in best cases of displaced femoral neck fractures: a prospective study of 683 patients treated with hemiarthroplasty or internal fixation / K.Bjorgul, O.Reikeras // Acta Orthop. - 2006. - Vol.77, №3. - P.368-374.
6. Delamarter R. Treatment of acute femoral neck fractures with total hip arthro-plasty / R.Delamarter, J.R.Moreland // Clin. Orthop. - 1987.- N218. - P.68-74.
7. Halpin P.J. A system of classification of femoral neck fractures with special reference to choice of treatment / P.J.Halpin, C.L.Nelson // Clin. Orthop. - 1980. - N152. - P.44-48.
8. Harris W. Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: treatment by mold arthroplasty / W.Harris // J.Bone Jt.Surgery. - 1969. - Vol.51-A, N4. - P.737-755.
9. Lausten G.S. The Monk hard-top endoprosthesis for intracapsular fractures of the femoral neck / G.S.Lausten, P.Vedel // Injury. - 1982. - Vol.13, N3. - P.233-238.
10. Narayan K.K. Functional outcome of fracture neck of femur treated with total hip replacement versus bipolar arthroplasty in a South Asian population / K.K.Narayan, T.George // Arch. Orthop. Trauma Surg. - 2006. - Vol.126, N8. - P.545-548.
Таблица 1
Средние значения канонических переменных
Зависимая переменная
Root 1
Root 2
Остеосинтез
1,25250
-0,210143
Внутрисуставное эндопротезирование
-1,54471
-0,105901
Тотальное эндопротезирование
0,39651
1,211227
Таблица 2
Сводная таблица результатов классификации
Характер операции
Исходная классификация
Правильно классифицировано, %
о/с
в/с
тотальное
о/с
24
83,33334
20
3
1
в/с
21
90,47619
1
19
1
Тотальное
6
83,33333
1
0
5
По всей совокупности
51
86,27451
22
22
7