Математическое моделирование групп риска и ранняя диагностика хронических болезней нижниx дыхатель ных путей

Известно, что хронические болезни нижних дыхательных путей (ХБНДП) по своему медико-социальному значению являются фундаментальной проблемой пульмонологии, что обусловлено их тесной связью с другими заболеваниями органов дыхания и развитием инвали-дизирующих осложнений [1, 3, 7]. Обострения ХБНДП являются причиной 65% всех дней нетрудоспособности, связанных с обострениями хронических неспецифических заболеваний легких [1, 8, 9]. Попытки ранней диагностики этой распространенной патологии осуществлялись неоднократно, однако многолетние наблюдения не подтвердили диагностическую ценность отдельных форм кашля, изменений показателей форсированного выдоха в ранней диагностике ХБНДП [7, 8]. Тем не менее, в отечественной литературе имеются рекомендации по построению простейшей модели заболевания, хронизации процесса заболевания, моделированию иммунного ответа [5], описаны методы исследования многофакторных проблем [11]. При этом математические исследования не противопоставлялись клиническим данным, а существенно дополняли друг друга [2, 10].

Цель исследования – разработка рекомендаций по доклинической диагностике ХБНДП на основе наиболее существенных их факторов риска (ФР) с определением численной значимость каждого и их сочетаний для количественной оценки индивидуального риска (ИР) развития заболеваний.

Материал и методы исследования

При помощи специально разработанной анкеты, включающей вопросы о наличии наиболее известных ФР ХБНДП, причинах возникновения и продолжительности респираторных симптомов[9] и последующего клинического осмотра, обследовано 158 человек. На основании клинического осмотра было выделено 4 группы: 1) 43 – здоровые, 2) 17 – с угрозой развития заболевания – несколько ФР, 3) 20 – с предболезнью ХБНДП, отмечающие респираторные симптомы при дополнительных нагрузках на органы дыхания и имеющие несколько ФР, 4) 78 – больные ХБНДП с осложнениями [3]. Проведено изучение корреляционных связей между величинами, характеризующими экспертную оценку по группам 1, 2, 3, 4 и отдельными ФР, численные значения каждого из которых были предварительно рассчитаны [4] по формуле:

14 _ _

Кух/ = (1 / ((N -1) оХ/ Оу)) 2 (хи - N № - Y), f-i где: KYXJ – коэффициент корреляции по признаку с номером j; xj – дисперсия признака j; Y – дисперсия зависимой переменной;X/;Y– средние значения по выборке признака XJ и зависимой переменной соответственно; N = 158 – число элементов в выборке.

В последующем использованы множественная регрессия «методом плоских вращений»[6] и критерий [t] Стъюдента с достоверностью не менее (p < 0,05).

Результаты и обсуждение

Полученные коэффициенты корреляции представлены в таблице 1, из которой следует, что наибольшую значимость имели 6 признаков: частые острые респираторно-вирусные заболевания (ОРВЗ) (3 раза и более в год); возраст; острые заболевания легких (ОЗЛ), перенесенные к моменту обследования; ЛОР-патология; активное или пассивное курение; аллергическая конституция.

Табл. 1. Результаты расчетов коэффициентов корреляции для ФР ХБНДП (N = 158)

Признак	Коэффициент корреляции
Частота ОРВЗ	0,474
Возраст	0,341
Острые заболевания легких по анамнезу	0,325
Патология лор-органов	0,308
Курение	0,299
Аллергия	0,209
Наследственность по ХБНДП	0,205

Коэффициенты корреляции отразили относительную значимость признаков, сравнение значений между собой и «тесноту» связи зависимой переменной, то есть экспертной оценки с независимой величиной (ФР) в линейном приближении. Последующее применение множественной регрессии методом «плоских вращений» [6] позволило связать количественное выражение ФР с вычислением ИР ХБНДП.

14 Y = b0 + ^ b; X/ , где bo, bi – коэффициенты регрессии; Xi – независимые переменные (ФР); Y – численное значение индекса риска.

Таким образом, была разработана программа вычисления индивидуального ИР ХБНДП, включающая характеристики экзогенных воздействий (курение), возраст пациента, формирование инфекционного и аллергического синдромов в косвенной зависимости от генофенотипических особенностей, условий производства, проживания, питания и др.

Разработанная программа применена при обследовании группы, состоящей из 134 условно здоровых лиц: 98 рабочих приборостроительного производства, характеристика которых представлена в таблице 2, и 36 служащих, не связанных с промышленностью. Вариационный ряд полученных результатов (- 0,27 ... 5,37) представлен на рисунке 1. Обратило на себя внимание то обстоятельство, что в единичных случаях возможно сочетание ФР с результатом ИР с отрицательным знаком, что повышает достоверность сопоставлений с позиций медико – биологической статистики.

Как следует из представленной диаграммы, значения ИР имели характер кривой линии с наибольшим изломом

Диаграмма распределения ИР в обследованной группе условно здоровых лиц (N = 134)

Табл. 2. Медицинская характеристика группы условно здоровых рабочих (N = 98)

Признаки Частота встречаемости абс. отн. Пол муж. 22 0,22 жен. 76 0,78 Возраст (лет) 18–24 20 0,20 25–44 64 0,66 45–60 14 0,14 Стаж работы (лет) до 5 24 0,24 6–10 29 0,30 11–15 17 0,17 более 15 28 0,28 Курение активное 20 0,20 пассивное 48 0,49 Наличие ХБНДП у кровных родственников 26 0,26 Заложенность носа или длительный насморк 49 0,50 ЛОР-патология 57 0,58 Ежегодная частота ОРВЗ однократно 26 0,26 2 раза 22 0,22 3 и более раз 40 0,41 Аллергические реакции 30 0,31 Острые заболевания легких в анамнезе 33 0,34 Избыточная масса тела 47 0,48 Наличие заболеваний внутренних органов 17 0,17 в точках 1,00 и 3,00, между которыми график приближался к прямой. Для дальнейшего рассмотрения с формированием групп сравнения по нарастанию риска линия была разделена на 4 участка соответственно целым числам: 1) до 1,00; 2) 1,00–1,99; 3) 2,0–2,99; 4) более 3,00. Сравнение сформированных групп выявило следующее: группы различались по количеству программных ФР (таблица 3), III и IV группы отличались от I и II по полу и возрасту (таблица 4), стажу работы в промышленности (таблица 5). Таким образом определились достоверные различия сформированных групп, особенно проявляющиеся на рубеже II и III. Соотношение численности групп были следующими: 1-я – 20 человек (14,9%); 2-я – 48 (35,8%); 3-я – 49 (36,6%); 4-я – 17 (12,7%).

Табл. 3. Сравнение групп риска по количеству ФР (N = 134)

Номер группы	Среднее количество признаков (М ± m)	Количество признаков
1	2,0 ± 0,12	1–3
2	3,28 ± 0,11*	2–5
3	4,02 ± 0,11*	3–6
4	5,0 ± 0,22*	3–6

Примечание : * – достоверность различий (p < 0,05) по отношению к предыдущей группе.

Табл. 4. Сопоставление групп риска по возрасту и полу (N = 134)

Группа риска	Средний возраст (M ± m)	Частота признака «мужской пол» (M ± m)
1	27,5 ± 2,15	0,3 ± 0,06
2	26,32 ± 1,06	0,25 ± 0,03*
3	34,39 ±1,61***	0,41 ± 0,03***
4	37,63 ± 2,18	0,29 ± 0,07

Примечание : *, *** – достоверность различий между группами по сравнению с предыдущей (p < 0,05; p < 0,001).

Табл. 5. Сравнительная оценка средних значений стажа работы на промышленном производстве по группам риска (N = 98)

Номер группы	Стаж работы, лет (M ± m)
1	5,05 ± 2,28
2	5,65 ± 0,99
3	10,5 ± 1,49**
4	10,9 ± 2,4

Примечание : ** – достоверность различий между группами по сравнению с предыдущей (p < 0,01).

Выводы

• 1.    Разработка программы диагностики индивидуального ИР ХБНДП, базирующейся на количественной оценке его важнейших ФР, проведена на основе математического анализа с применением вычислительной техники.

• 2.    Наибольшую значимость в формировании ХБНДП имели в порядке убывания значимости: частые ОРВЗ, возраст, перенесенные ОЗЛ, ЛОР-патология, курение, аллергия.

• 3.    Применение разработанной программы для конкретного контингента рабочих и служащих позволило рассчитать индивидуальный ИР ХБНДП и сформировать четыре группы, отличающиеся друг от друга по числу программных признаков.

• 4.    В компактном исследовании на конкретном производстве дополнительными ФР ХБНДП оказались «возраст», «мужской пол» и «стаж работы на производстве».

Заключение

Полученные данные позволили предположить существование не менее четырех этапов на маршруте «норма-патология» при развитии ХБНДП и поставили задачу последовательно охарактеризовать каждый из них при помощи функциональных и лабораторных исследований для установления периода начала патологического процесса. Количественные соотношения условно здоровых лиц по группам выявили наиболее достоверные различия на организменном уровне между группами ΙΙ и ΙΙΙ.