СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ОДНОСТОРОННЕГО ИЛИ ДВУСТОРОННЕГО НЕФРОЛИТИАЗА
METHOD OF PREDICTING DEVELOPMENT OF UNILATERAL OR BILATERAL NEPHROLITHIASIS

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.