Методы комплексного корреляционного и регрессионного анализа функционального состояния систем организма

5. Putte, S. C. J. van der. The development of the Lymphatic System in Man / S. C. J. van der Putte. - Berlin ; Heidelberg ; N.-Y. : Springer-Verlag, 1975. - 60 p.

6. Sabin, F. R. The lymphatic system in human embryos, with a concideration of the morphology of the system as wholy /

F. R. Sabin // Am. J. Anat. - 1909. - Vol. . 9. - P. 9-43.

7. Tondury, G. Zur Ontogenese des Lymphatischen System/

G. Tondury, St. Kubik // Handbuch der Allgemeinen Pathology. Bd. III/6 : Lymphgefasssystem. Lymph Vessels system. - Berlin ; Heidelberg ; N.-Y. : Springer-Verlag, 1972. - S. 1-38.

РЕЗЮМЕ

Е. А. Шуркус, В. Э. Шуркус

Первичные лимфатические структуры поясничной области в эмбриогенезе человека

Первичные лимфатические структуры поясничной области (мешки и каналы) имеют вено-мезенхимное происхождение. Они формируются на базе разрушающейся части русла примитивной нижней полой вены (полость) и окружающих клеток эмбриональной соединительной ткани (выстилка). Основной поверхностной лимфатической структурой является асимметричный ретроперитонеальный мешок с его верхним (непарным) и нижним (парным) отделами, а глубокими - ретроаортальный мешок, ретроаортальный и ретрокавальный каналы. Первичное лимфатическое русло поясничной области - это система связанных между собой поверхностных и глубоких лимфатических образований, замыкающихся в ретроаортальном мешке. Их соединения между собой и с лимфатическими структурами смежных областей формируются гетерохронно у эмбрионов

и плодов 8-9-й недель. Становление первичного поясничного лимфатического русла завершается преобразованием ретроа-ортального мешка в общую цистерну правого и левого грудных протоков при его объединении с задними париетальными лимфатическими образованиями грудной полости.

Ключевые слова: лимфатические мешки, лимфатическое русло, лимфатическая система.

SUMMARY

E. A. Shurkus, V. E. Shurkus

Primary lymphatic structures of the lumbar region in human embryogenesis

Primary lymphatic structures in the lumbar region (sacs and canals) are of veno-mesenchimal origin. They are formed on the basis of the collapsing part of the primitive vena cava inferior (cavity) and the surrounding cells of the embryonic connective tissue (lining). The main superficial lymphatic structure is an asymmetric retroperitoneal sac with its upper (unpaired) and lower (pair) divisions; and deep - the retroaortic sac, retroaortic and retrocaval canals. The primary lymphatic channel of the lumbar region is a system of interconnected superficial and deep lymphatic structures enclosed in the retroaortic sac. Their connections with each other and with the lymphatic structures in the adjacent regions are formed heterochrony in embryos and fetuses of 8 to 9 weeks. Formation of the primary lumbar lymphatic channel is completed with transformation of the retroaortic sac into a common cisterna for the right and left thoracic ducts at the moment of its union with the posterior parietal lymphatic formations of the chest cavity.

Key words: lymphatic sacs, lymphatic channel, the lymphatic system.

© Коллектив авторов, 2011 г. УДК 576.75-073

Л. А. Алексина, М. В. Дементьев, Г. С. Катинас, А. В. Сорокин, С. М. Чибисов

МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНОГО КОРРЕЛЯЦИОННОГО И РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова; Челябинская медицинская академия; Центр хронобиологии университета Миннесоты, США; Российский университет дружбы народов, Москва

ВВЕДЕНИЕ

Одной из ведущих идей Александра Кирилловича Ко-соурова, памяти которого посвящена эта статья, всегда было стремление рассматривать научные данные в их взаимной связи. Распространение вычислительных средств делает сегодня комплексный корреляционный и регрессионный анализ наблюдаемых явлений легко до-

ступным с использованием приложения Excel, входящего в стандартный набор Microsoft Office. Такой методический подход универсален и приложим к любым наблюдениям, независимо от их свойств. Цель данной публикации - показать его возможности для обоснования содержательных медико-социальных заключений, независимо от природы изучаемых объектов. В качестве примера использованы наблюдения, характеризующие такие, казалось бы, не сходные процессы, как размеры развивающихся костей кисти и показатели состояния сердечно-сосудистой системы при десинхронозе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материал и методы клинико-физиологических наблюдений

В течение 2005-2008 гг. были обследованы 48 машинистов локомотивного депо станции Челябинск. В контрольную группу вошли 28 клинически здоровых студентов и сотрудников Российского университета дружбы народов. Пульс (частоту сердечных сокращений - ЧСС), систолическое (С) и диастолическое (Д) артериальное давление (АД) у машинистов измеряли (380-400 наблюдений у каждого) на базе автоматизированной системы предрейсового медицинского осмотра аппаратно-програмного комплекса (КАПД-01-ст «системные технологии», Санкт-Петербург).

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

У контрольных испытуемых проводили непрерывное автоматическое мониторирование (ТМ2421, А&Б, Япония) от 2 до 7 сут. (96-336 измерений у каждого). Для иллюстрации метода дополнительно были использованы данные мониторинга и у других лиц.

Материал и методы морфологических наблюдений

На рентгеновских снимках людей обоего пола была измерена величина и степень синостозирования костей кисти. В качестве примера для анализа были использованы длина кости (Дл), толщина диафиза (Т) и ширина костномозговой полости (КМП) II и V пястных костей. Данные традиционного подхода (определение средних величин по возрастным группам) были опубликованы ранее.

товать как проявление сильной связи. Однако коэффициенты регрессии, величина их стандартной ошибки и статистическая значимость оценок подтверждают весьма тесную взаимосвязанность САД и ДАД (Р=0,0004), но в то же время свидетельствуют о независимости ЧСС как от САД, так и от ДАД. Действительно, ЧСС на этом отрезке времени была почти постоянной, так как управлялась не физиологическими естественными механизмами, а диктовалась трансплантированным ранее кардиостимулятором.

Анализ клинико-физиологических наблюдений

Техника анализа. Последовательность наблюдений у каждого обследованного должна быть представлена на листе Excel как таблица (матрица), где в столбцах записаны показатели, а в строках - их последовательность (например, по времени). Дальнейший анализ занимает лишь несколько минут.

В меню приложения выбирают «Сервис - Анализ_данных - Регрессия». В окно «Входной интервал Y» вводят координаты массива с данными, которые сравниваются, в окно «Входной интервал X» - данные, по отношению к которым производят сравнение. В окно «Выходной интервал» вводят координаты ячейки, куда будет записан итог вычислений. И массивы, и координаты ячейки удобно вводить, подсвечивая нужные данные мышкой. Из результатов можно скопировать и далее использовать только те, которые необходимы.

Форма протокола измерений показана в качестве примера в левой части табл. 1, результаты регрессионного анализа в - правой части табл. 1. Из данных табл. 1 следует, что учет только коэффициентов корреляции без определения их статистической значимости таит в себе возможность логических ошибок: если рассматривать силу связи признаков традиционно - как сильную, среднюю и слабую, значения коэффициентов корреляции в приведенном примере можно было бы трак-

b = 0,45 5

= ,00 9

• \ — •

> <

• •

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 DBP vs SB

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 DBP vs SB

b = -0,080

= 0,411

9 %

7 t—

b = 0,105

= 0,191

•

• •* • а •4,

0,8 0,7 0,6 DB0,5 >0,4 5=0,3 0,2 0,1 0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 HR_vs_SB

F = 0,111

1

•

ё ••

л

ЯР:*

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 DBP_vs_SB

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 DBP_vs_SB

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 HR_vs_SB

Согласованность сердечно-сосудистых функций у обследованных, имеющих обычный режим труда

Регистрация и анализ данных мониторирования

Дата и время САД ДАД ЧСС Показатель ДАД ЧСС ЧСС

29.11.10 07:00 105 59 71 vs САД vs-САД vs-ДАД

29.11.10 08:01 122 74 71 Коэффициент 0,966 0,477 0,567

корреляции

29.11.10 08:31 119 72 71 Коэффициент 0,767 0,090 0,135

регрессии

29.11.10 09:00 133 78 71 SE 0,091 0,074 0,088

29.11.10 09:30 109 68 71 P-value 0,0004 0,279 0,185

29.11.10 10:01 139 90 78

29.11.10 11:00 140 89 71

Примечание: здесь и далее Р-уа1ие статистическая значимость вычислений; 8Б стандартная ошибка коэффициента регрессии; У8 при сопоставлении первого признака со вторым; САД, ДАД, ЧСС изучаемые признаки. Испытуемый ГС , м, 85 л приведена лишь часть регистрации наблюдений для демонстрации формы протокола и возможностей анализа.

Когда возникает необходимость сопоставления полученных данных в исследуемых группах, в таблицу листа Excel вносят результаты не непосредственных измерений, а значения уже вычисленных индивидуальных корреляций. Полученные таким образом векторы (табл. 2) снова анализируют, как указано ранее.

Закономерности, присущие группе, могут быть визуализированны на графиках, тоже построенных в приложении Excel (рисунок). Так как состояние каждого обследованного характеризуется тремя величинами (координатами), то совокупный график можно представить не только на двухмерных плоскостях (рис. 1, фрагменты а-е), но и трехмерно (рис. 1, ж, з): корреляции ДАД-уз-САД представлены по оси абсцисс, ЧСС-уз-САД - по оси ординат, а HCC-vs-ДАД - по вертикальной оси аппликат.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты клинико-физиологических наблюдений

В контрольной группе изменения каждого из показателей сопровождаются сходными изменениями и других. Это выражается в высоких положительных статистически значимых коэффициентах регрессии (численные оценки приведены на фрагментах рисунка), а биологически может содержательно трактоваться как проявление взаимной согласованности физиологических механизмов, управляющих разными физиологическими функциями. В группе машинистов все коэф-

Таблица 2

Формирование векторов коэффициентов корреляции сердечно-сосудистых функций у испытуемых разных групп

Группа контроля Группа машинистов

ПИ ДАД vs САД ЧСС vs САД ЧСС vs ДАД ПИ ДАД vs САД ЧСС vs САД ЧСС vs ДАД

Sch004 0,309 0,170 0,345 М0625 0,454 0,050 0,053

SCh005 0,696 0,449 0,441 М1927 0,603 0,015 0,058

Sch008 0,642 0,408 0,349 М3188 0,268 0,374 0,130

Sch012 0,795 0,154 0,157 М4296 0,358 0,117 0,032

SCh013 0,532 0,332 0,497 М5385 0,088 0,141 0,161

Примечание: ПИ персональный идентификатор.

Таблица 1 фициенты регрессии оказались низкими, разно направленными и статистически не значимыми.

Источником нарушений, которые присущи машинистам со сменным режимом работы и отдыха, в первую очередь, может служить хронический десинхроноз, который заключается в рассогласовании циркадианных ритмов (ЦР) [1- 3], чему способствуют и повышенная психоэмоциональная нагрузка у лиц с высокой напряженностью труда [4-6, 11].

При десинхронозе возможны изменения как длительности колебаний, так и их среднего уровня, амплитуды и акрофазы. Изменение уровней не вызовет нарушений коэффициента корреляции и коэффициента регрессии, изменение амплитуд может изменить, в основном, величину коэффициента регрессии, изменение же акрофаз приведет к значительному снижению коэффициентов и корреляции, и регрессии.

У людей без десинхроноза ЦР всех изученных нами показателей изменяются согласованно, акрофазы их у одного и того же человека близко совпадают [7], так что корреляционные и регрессионные коэффициенты этих признаков высоки и статистически значимы. Их нарушение в качестве критерия внутреннего десин-хроноза принималось во внимание и ранее, но в отрыве от регрессионного анализа и без вероятностных оценок [9, 10]. Сейчас совмещение корреляционного и регрессионного анализов все чаще начинает применяться для выяснения конкретных механизмов регуляции функций сердечно-сосудистой системы [12-15]. Использование подобных комплексных оценок, как показано в нашей работе, позволяет подойти также и к раскрытию механизмов, вызывающих десинхроноз.

Анализ морфологических наблюдений

Техника анализа. Данные измерений группируют в столбцы (Дл2, Т2, КМП2, Дл5, Т5, КМП5). Последовательность строк соответствует возрасту. Чем детальнее датировка, тем надежнее результаты, в большинстве наблюдений возраст был определен с точностью до 1 месяца. Данные, относящиеся к разным возрастам, анализировались отдельно (например данные от 1,5 и менее 2 лет, от 2 и менее 3 лет и т. п.). Вычисленные показатели сводили в общую таблицу и располагали в порядке возрастных групп. Линии возрастного тренда и его 95 %-е доверительные границы определяли с помощью аппроксимации полиномами 3-й степени.

Результаты морфологических наблюдений

Величина коэффициента регрессии Дл-У8-Т характеризует пропорции кости - если он меньше, кость более грацильна, если он выше - кость более «коренаста». Если с возрастом он остается постоянным - про-

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

порции по мере роста не меняются, если увеличивается - кость становится относительно более толстой, и это позволяет судить, когда рост в толщину начинает опережать рост в длину. Если коэффициент КМП-vs-T остается с возрастом постоянным, то, независимо от абсолютных размеров кости, она и ее КМП растут пропорционально. Таким образом, метод выявляет такие особенности роста, как изменение пропорций, чего обычное наблюдение динамики размеров дать не может.

Изменение размеров не позволяет выделить особенности их развития, изменение же пропорций значимо указывает, что после 10 лет скорость роста в толщину начинает превышать скорость роста в длину, причем такие соотношения не меняются до конца срока наблюдения. Скорости же роста КМП и толщины диа-физа одинаковы на всем протяжении наблюдений. Хотя абсолютная длина костей не одинакова, закономерности развития их пропорций сходны и статистически не значимы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алякринский, Б. С. Основы научной организации труда и отдыха космонавтов / Б. С. Алякринский. - М. : Медицина, 1975. - 208 с.

2. Хетагурова, Л. Г. Хронопатология : экспериментальные и клинические аспекты / Л. Г. Хетагурова [и др.]. - М. : Наука, 2004. - 355 с.

3. Катинас, Г. С. Биологические ритмы и их адаптационная динамика. Глава в руководстве / Г. С. Катинас, Н. И. Моисеева // Экологическая физиология человека. - Л. : Наука, 1980. -С. 468-528.

4. Катинас, Г. С. Адаптация операторов к сменным режимам работы / Г. С. Катинас, А. В. Мартынихин // Актуальные проблемы эколог. хронобиологии. - Екатеринбург, 1994. - С. 93-94.

5. Степанова, С. И. Космическая биоритмология / С. И. Степанова, В. А. Галичий // Хронобиология и хрономедицина. -М. : Триада-Х, 2000. - С. 266-298.

6. Ластовченко, В. Б. Напряженность труда операторов как фактор десинхронизации суточных биоритмов организма / В. Б. Ластовченко, О. М. Ткаченко // Владикавказ. мед.-биол. вестник. - 2009/2010. - Т. 9. - С. 24-30.

7. Watanabe, Y. Time specified norms reveal full systolic but incomplete diasto1ic еаг1у MESOR-Hypertension / Y. Watanabe [et а1] // Noninvasive Methods in Cardiology (Proceedings) / eds by F. Halberg [et al]. - Czech Republic, 2008. - P. 168-176.

8. Баевский, P. M. Суточная динамика артериального давления человека в условиях невесомости / Р. М. Баевский [и др.] // Вестник аритмол. - 2002. - № 26. - C. 61-66.

9. Баевский, P. M. Временная организация функций и адаптационные возможности организма / Р. М. Баевский // Теорет. и прикладные аспекты временной организации биосистем. - М. : Наука, 1976. - С. 88-95.

10. Баевский, P. M. Исследование суточной периодики физиологических функций для оценки состояния регуляторных систем организма при экстремальных воздействиях / Р. М. Баевский, Г. А. Никулина, Т. Д. Семенова // Физиология человека. - 1977. - Т. 3. - С. 387-393.

11. Хетагурова, Л. Г. Хронопрофилактика и хронотерапия нарушений здоровья населения / Л. Г. Хетагурова, К. Д. Салби-ев, И. Р. Тагаева // Владикавказ. мед.-биол. вестник. - 2002. -Т. 1. - № 1. - С. 6-13.

12. Bulte, C. S. Level of agreement between heart rate variability and pulse rate variability in healthy individuals / C. S. Bulte [et al] // Eur. J. Anaesthesiol. - 2011. - № 28 (1). - Р. 34-38.

13. Wang, S. Y. Age dependency and correlation of heart rate variability, blood pressure variability and baroreflex sensitivity / S. Y. Wang [et al] // J. Gravit. Physiol. - 2000. - Vol. 7. - P. 145-146.

14. Yoshizawa, M. Comparison of maximum cross-correlation coefficient between blood pressure and heart rate with traditional index associated with baroreflex sensitivity / M. Yoshizawa [et al] // Conf Proc IEEE Eng Med. Biol. Soc. - 2008. -P. 2574-2577.

15. Bdr, K. J. Correlations between the autonomic modulation of heart rate, blood pressure and the pupillary light reflex in healthy subjects / K. J. Вдг [et al] // Neurol. Sci. - 2009. - Vol. 279. -P. 9-13.

РЕЗЮМЕ

Л. А. Алексина, М. В. Дементьев, Г. С. Катинас, А. В. Сорокин, С. М. Чибисов

Методы комплексного корреляционного и регрессионного анализа функционального состояния систем организма

Цель данной публикации - показать возможности комплексного корреляционного и регрессионного анализа наблюдаемых явлений для обоснования содержательных медико-социальных заключений, независимо от природы изучаемых объектов. В качестве примера использованы наблюдения, характеризующих такие процессы, как размеры развивающихся костей кисти и показатели состояния сердечно-сосудистой системы при десинхронозе.

Ключевые слова: методический подход, корреляционный анализ, регрессионный анализ, системы организма.

РЕЗЮМЕ

L. A. Alexina, M. V. Dementjeu, G. S. Katinas, A. V. Sorokin, S. M. Chibisou

Methods of complex correlation and regression analysis of the functional condition in the body system

The aim of the paper is to show the potentialities of the complex correlation and regression analysis of the functional condition of the body systems in substantiation of the medico-social conclusions irrespective of the nature of objects under study. The examples given deal with the size of the developing bones and the indices of the cardio-vascular system condition in desynchronosis.

Key words: method of apprach, correlation analysis, regression analysis, body systems.