Оптимизация анализа электрофизиологических данных у больных с субкомпенсированным язвенным пилородуоденальным стенозом

П.М. Косенко
ГБОУ ВПО Дальневосточный государственный медицинский университет

Периферическая электрогастроэнтерография (ПЭГЭГ) – является наиболее информативным современным методом изучения моторики желудка и кишечника, отражающим непосредственную связь между изменениями двигательной и электрической активности отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) [4,5]. Метод ПЭГЭГ не инвазивен, не имеет противопоказаний и позволяет получать информацию о состоянии всех отделов ЖКТ.

Стандартная оценка показателей ПЭГЭГ с описанием электрогастроэнтерограмм и сравнением средних значений показателей до- и после пищевой стимуляции, не позволяет выявить многочисленные взаимозависимые изменения моторики отделов ЖКТ, обусловленные рефлекторным ответом на пищевую стимуляцию [1, 4, 5].

Одним из перспективных направлений статистической обработки таких данных является моделирование систем и процессов путём создания математических моделей (ММ) прогнозирования, описывающих взаимосвязи между их ключевыми показателями, в том числе и моторно-эвакуаторных нарушений ЖКТ на основе статистических методов прогнозирования [2, 7]. Выполненные нами ранее исследования по математическому моделированию при анализе показателей ПЭГЭГ [1, 6] показали высокую чувствительность, специфичность и точность данного метода обследования, однако, в настоящее время этот метод ещё не получил клинического распространения, отсутствуют данные о создании автоматизированных экспертных диагностических систем по скринингу нарушений моторики ЖКТ в автоматизированном режиме.

Материалы и методы

Нами было обследовано 40 больных с язвенным пилородуоденальным стенозом (ПДС), которые были разделены по степени его компенсации на 4 группы. Первую группу составили 13 больных с компенсированным ПДС, вторую группу – 15 пациентов с субкомпенсированным ПДС и третью группу – 12 больных с декомпенсированным ПДС. Контрольную группу составили 15 здоровых лиц.

Для электрофизиологической оценки состояния МЭФ желудка и кишечника использовали ПЭГЭГ, которую выполняли аппаратом "Гастроскан-ГЭМ" по стандартной методике [4].

Для создания на основе показателей ПЭГЭГ математических моделей моторно-эвакуаторных нарушений у больных с язвенным ПДС нами был использован метод дискриминантного анализа (ДА), который проводился путём пошагового включения признаков в модель с итоговой оценкой вклада каждого показателя в долю вероятности правильной классификации [3]. Математическое моделирование проводилось на основе анализа 40 переменных базальных и стимулированных показателей ПЭГЭГ, полученных при каждом исследовании.

ДА выполнялся методом пошагового исключения показателей из модели по критериям Tolerance и F-статистике (F для включения 1,6; F для исключения 1,5). Группирующим признаком являлась степень компенсации ПДС.

Результаты исследования

В результате ДА в созданную математическую модель (ММ) вошли 24 показателя ПЭГЭГ, из которых статистически значимыми для прогнозирования наличия ПДС и степени его компенсации оказались 19 показателей (таблица 1).

Наибольший вклад в дискриминацию между исследуемыми возрастными группами (по показателю частичной лямбды Уилкса) внесли базальные показатели Pi желудка и толстой кишки, а так же базальные показатели Kритм желудка и ДПК.

Использование полученных показателей для определения степени компенсации ПДС показало высокую прогностическую эффективность полученной нами ММ, в которой общий процент правильной классификации наблюдений в группы по степени компенсации ПДС составил 96,2%.

Значения чувствительности, специфичности и точности ПЭГЭГ в диагностике ПДС на основе созданных ММ составили 96,2%, 85,7% и 96,9% соответственно.

На основе полученных нами данных совместно с сотрудниками кафедры автоматизированных и вычислительных систем ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» была создана компьютерная программа «Система поддержки принятия решения определения степени компенсации пилородуоденального стеноза» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013618128).

Таблица 1. Показатели ПЭГЭГ, дискриминирующие группы больных с ПДС

Примечание: 16 Шагов, переменных в модели 24, число групп – 4. Лямбда Уилкса: 0,01270; approx. F (72,78)=3,6117; p<0,0000

Данная компьютерная программа позволяет осуществлять автоматическую скрининговую оценку данных ПЭГЭГ по диагностике язвенного ПДС и степени его компенсации с учетом пола и возраста пациента. Она позволяет также актуализировать базы данных ПЭГЭГ обучающей и контрольных выборок для коррекции статистики, используемой при построении диагностической модели ДА.

Таким образом, полученные дискриминирующие показатели ПЭГЭГ и созданная на их основе ММ прогнозирования моторно-эвакуаторных нарушений у больных с язвенным ПДС показали свою высокую эффективность при скрининговой диагностике ПДС и определении степени компенсации, что позволило впервые осуществить автоматизированную компьютерную скрининговую диагностику ПДС и определение степени его компенсации.

Литература

1. Вавринчук С.А., Косенко П.М. «Системный анализ показателей периферической электрогастроэнтерограффии у больных с осложненной язвенной болезнью» / С.А. Вавринчук, П.М. Косенко. — Хабаровск: Ред.-изд. Центр ИПКСЗ, 2012. — 189 с.
2. Вильдеман А.В., Ташкинов А.А. Математические модели индивидуального прогнозирования в медицине // Прикладная математика и механика: тезисы докладов научно-технической конференции студентов и молодых ученых. –Пермь: ПГТУ, 2007. –С. 44 –46.
3. Ланг Т.А. Как описывать статистику в медицине. Аннотированное руководство для авторов, редакторов и рецензентов./ Т.А. Ланг, М. Сесик.; пер. с англ. под ред. В.П. Леонова. М.: Практическая медицина, 2010.
4. Ступин В.А. Периферическая электрогастроэнтерография в диагностике нарушений моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта/Ступин В.А., Смирнова Г.О., Баглаенко М.В., Силуянов СВ. // Лечащий врач.- 2005.- №2. - С 60-62.
5. Теоретические предпосылки и экспериментальное обоснование использования электрогастроэнтерографии / Н.С. Тропская, В.А. Васильев, Т.С. Попова // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. - 2005. - №5 . - С. 82-87.
6. Age-related particularities of electrogastroenterography parameters. P.M. Kosenko, S.A. Vavrinchuk Journal of Gastroenterology and Hepatology, 2013; 28 (Suppl.3); P. 694.
7. Electrogastroenterograhy in patients with complicaited peptic ulcer disease. Kosenko P.M., Vavrinchuk S.A. Scince Book Publishing House. Washington, 98597 USA, 2013, ISBN 978-1-62174-026-1.

Статья опубликована на сайте http://www.gastroscan.ru