ПРОЦЕСС ЗАЖИВЛЕНИЯ ТРОФИЧЕСКИХ ЯЗВ ПРИ ПАТОЛОГИИ СОСУДОВ: СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Колсанов А.В., Яремин Б.И., Зверева Н.Н.

(Самара)

Оценка процесса заживления трофических язв является сложной задачей, так как существует большое количество причинных факторов, различных по происхождению и выражению. Результаты заживления трофической язвы также имеют сложную структуру, так как влияют на медицинские, социальные, экономические показатели. Авторы проводят анализ возможных методов получения цифровой информации у больных с трофическими язвами при патологии сосудов, взаимоотношений между ними. Для интегральной оценки результатов лечения больных применен системный многофакторный анализ с построением математической модели. В результате авторами сформулирован метод статистической оценки и математического моделирования процесса заживления трофической язвы и оценена его эффективность.

HEALING OF CHRONICAL ULCERS DUE TO MAGISTRAL VESSEL DISEASES: STATISTICAL EVALUATION AND MATHEMATICAL MODELING

Kolsanov A.V., Yaremin B.I., Zvereva N.N.

(Samara)

Annotation. The evaluation of chronic leg ulcers healing is rather difficult task because there are a lot of causes, varying on origin and expression. The structure of ulcer healing results is complex too including medical, social, economic factors. Authors have been performed analysis of all authentic methods of getting digital data on the healing process, demonstrating relations between them. Systemic Multifactorial Analysis is performed to evaluate in complex results of chronic ulcer treatment process. Authors have formulated method of statistical evaluation and mathematical modeling of chronic ulcer healing and have shown its benefits.

Актуальность. Несмотря на длительную историю изучения, трофические язвы остаются значимой проблемой. Так, частота встречаемости трофических язв нижних конечностей в популяции составляет 0,5-2%, а причиной обращения за медицинской помощью к врачам общей практики трофические язвы служат в 0,2-0,3% [1,2]. Взгляды на патогенез клинических проявлений, на процесс лечения трофических язв менялись на всем протяжении существования медицины. Менялись и взгляды на результат лечения хронических язв.

Сегодня очевидно, что оценивать течение заживления трофической язвы только временем эпителизации невозможно. Трофическая язва возникает вследствие глубоких нарушений микроциркуляции и тканевого метаболима пораженной конечности, задействуется аутоиммунный механизм, каскад местных воспалительных реакций. Как правило, всякая трофическая язва представляет собой местный инфекционный процесс, вызванный разнообразной микстной флорой, устойчивой к обычной антибиотикотерапии. Наконец, наличие хронически текущего деструктивно-воспалительного процесса сказывается на общем иммунном фоне организма. Заживление трофической язвы должно сопровождаться устранением или уменьшением патогенного влияния перечисленных факторов, так как в ином случае нельзя рассчитывать на стойкий удовлетворительный эффект. С другой стороны, трофическая язва является фактором, ограничивающим социальную адаптацию пациента, его качество жизни. В условиях медицинского страхования, тенденции к смещению специализированной медицинской помощи в первичное звено здравоохранения повышается актуальность таких факторов, как стоимость лечения, продолжительность терапии (койко-день), доступность применяемых методик.

Таким образом, для оценки результатов лечения больных с трофическими язвами необходимо учитывать комплекс различных показателей. Совершенно различные по происхождению и выраженности, они описывают единый процесс - процесс восстановления медицинского, социального и душевного благополучия больного. Целью настоящей работы явилась оценка параметров, характеризующих процесс лечения больных с хроническими язвами, изучение их взаимоотношения, интегральный анализ и комплексная оценка процесса излечения.

Материалы и методы. Проведена статистическая оценка и математическое моделирование процесса заживления трофических язв нижних конечностей на фоне патологии сосудов. Основную группу составили 55 больных хирургических отделений Клиник Самарского государственного медицинского университета, которым проводилось местное лечение тканевыми компонентами по разработанному нами алгоритму. В гнойной и инфицированной язве применяли комплексное средство, содержащее сочетание антисептиков на полиэтиленоксидной основе (приоритетная справка №2001129924). При достижении очищения язвы от некротических масс, появления грануляций переходили на мазь, содержащую комплекс антисептиков и гелеобразный коллаген на ланолиновой основе (приоритетная справка №2001129925). На эпителизирующую рану помещали лиофилизированную губку, содержащую препарат плаценты и коллаген. В основной группе у 31 пациента имела место хроническая венозная недостаточность. Из них 9 человек - с язвами голени по поводу посттромбофлебитической болезни (ПТБ) с явлениями неполной реканализации глубоких вен и невозможностью выполнения реконструктивной операции, 8 - с ПТБ в стадию реканализации на этапе подготовки к оперативному лечению, 9 - с варикозной болезнью нижних конечностей и невозможностью оперативного лечения по общим противопоказаниям, 5 - с трофической язвой на фоне варикозной болезни на этапе подготовки к операции. У 24 больных имела место хроническая артериальная недостаточность, вызванная атеросклеротической окклюзией бедренно-подколенного сегмента. Эти больные подверглись реконструктивному хирургическому лечению. Контрольную группу составили 60 больных Клиник, получавших традиционную терапию. Методы общего лечения в основной и контрольной группах были одинаковыми и заключались в применении реологических препаратов, антикоагулянтов, ранозаживляющих средств, гипербарической оксигенации. Сопоставимость двух групп наблюдения была обоснована методом "копи-пара".

Методы, использованные нами для получения числовой информации, можно классифицировать следующим образом.

1. Местные показатели заживления язвы

· Площадь раны. Для оценки течения заживления раневых дефектов изучали динамику площади поверхности раны, для чего контур раны обводили на прозрачном полиэтилене, переносили на кальку, после чего полученное изображение сканировали и проводили компьютерный обсчёт площади поверхности в программе Adobe PhotoShop или подобных.

· Микробная контаминация раны. Регулярно во время перевязок производили микробиологические посевы раневого отделяемого с подсчётом микробного числа. Во всех случаях определяли чувствительность к антибиотикам.

· Цитологическая картина язвы. Изучали цитологическую и гистохимическую картину мазков-отпечатков с раневой поверхности, взятых в различные сроки. Морфологическое исследование проводили по общепринятым методам с окраской по Романовскому-Гимзе. О динамике раневого процесса судили по изменению соотношения различных клеточных элементов (числа малоизмененных полиморфноядерных лейкоцитов, фибробластов, макрофагов, процент деструкции нейтрофилов, активность фагоцитоза и сроки появления профибробластов).

2. Местные показатели гемодинамики

· Состояние венозного кровотока оценивали при помощи ультразвукового допплерографического исследования на аппарате ATL. Помимо топического флебологического диагноза (распространенность и вид поражения конкретных сосудов), определяли рефлюкс-индекс Николаидеса. На рисунке 1 представлено изображение расширенной недостаточной перфорантной вены и определение венозного рефлюкса в ней.

· Определение артериального кровотока производили аппаратами Medasonic, Doplex Huntleign, Aloka. Определяли лодыжечно-плечевой индекс систолического артериального давления.

Рис. 1. Ультразвуковая допплерограмма больного Г. Расширенная несостоятельная подколенная вена с рефлюксом около 83%.

· Определение чрескожного парциального напряжения кислорода. Проводилось при помощи аппарата Radiometer. Показатели чрескожного напряжения по кислороду отражают выраженность окислительно-восстановительных процессов и зависят от кровотока в микроциркуляторном русле.

· Компьютерное тепловизионное исследование проводили при помощи спутникового термографа в клинике госпитальной хирургии Самарского государственного медицинского университета. Получали растровое изображение, в котором интенсивность окраски пиксела соответствует температуре, излучаемой соответствующей точкой тела обследуемого. При помощи оригинальной компьютерной программы оценивали площадь зоны региональной гипотермии. На рисунке 2 представлено изображение язвы голени и процесс компьютерного обсчета изображения.

3. Показатели общего состояния организма

· Определяли показатели метаболизма гидроксипролина. Гидроксипролин (hyp, hypr, opr) представляет собой аминокислоту, специфичную для соединительнотканных коллагеновых волокон. Повышение уровня гидроксипролина свидетельствует о деструкции, деградации коллагеновых волокон. Понижение - о неоколлагеногенезе.

Рис. 2. Результат компьютерной обработки данных тепловизионного исследования. Выделена зона, заполненная пикселами малой интенсивности, пикселы укрупнены и произведен подсчет.

4. Медико-социальные показатели

· Медико-статистические показатели. Оценивали средний койко-день, длительность нетрудоспособности, продолжительность ремиссии методом прямого статистического наблюдения.

· Показатели качества жизни. Оценивали качество жизни при помощи стандартных анкет ВКНЦ СССР, RAND-MOS 36, WIQ, позволяющих получить числовой критерий.

· Экономические показатели. Высчитывали стоимость лечения больного для лечебного учреждения, стоимость дополнительных затрат пациента, изменение в социально-экономическом статусе пациента в результате лечения, инвалидизацию.

Полученные таким образом числовые показатели подвергали статистической обработке, для чего применялись программы Microsoft Excel и Statistica for Windows. Определяли средние величины, дисперсию, среднеквадратичное отклонение от средней. Основными целями предварительного описательного статистического анализа были следующие.

1.Определение необходимых количеств наблюдений по данному показателю

2.Подтверждение нормального характера распределения величины

3.Обоснование применения методов параметрической статистики

4.Определение границ достоверности для измерений

5.Определение ошибки измерения.

Таким образом были обработаны все числовые параметры, достигнуто необходимое количество измерений. Для установления взаимосвязи и родственности между всеми указанными параметрами выполнены попарно корреляционный и регрессионный анализ. Выявлены группирующиеся между собой показатели, имеющие достоверную корреляцию друг с другом. Для наглядности и придания числовым показателям внутренней структуры нами при помощи программы Statistica for Windows выполнен кластерный анализ с построением древовидной структуры взаимосвязи параметров.

Для проведения интегральной оценки процесса лечения прибегли к математическому моделированию. Для этого использовали системный многофакторный метод в модификации М.В. Угловой (1987). В результате обработки матрицы попарных коэффициентов корреляции получены интегральные безразмерные коэффициенты, отражающие общие тенденции в изменении коррелирующих величин. Из этих коэффициентов в результате получен единый интегральный критерий, для удобства приведенный к 100. Уменьшение этого критерия свидетельствует о тенденции к худшему заживлению раны и наоборот.

Рис. 3. Взаимоотношение изучаемых показателей при кластерном анализе. Расшифровка обозначений слева направо: цитология, микробный индекс, площадь раны, тепловизионный индекс, чрескожное напряжение по кислороду, ультразвуковые индексы, показатели качества жизни, срок госпитализации, стоимость лечения, уровень оксипролина в лабораторном тесте и по данным авторадиографии

Результаты и обсуждение. Статистический анализ показал правильность первоначальной группировки численных показателей. Так, выявлена большая корреляция между местными характеристиками раны - цитологией, микробной картиной, показателями регионарной гемодинамики. Несколько отдельно от всех остальных показателей по характеру и структуре расположены социально-экономические. Они имеют более случайный характер распределения, менее коррелируют с остальными. Это объясняется тем, что в отличие от других показателей, характеризующих причины развития трофической язвы, социально-экономические показатели иллюстрируют последствия. Взаимоотношение изучаемых параметров наглядно продемонстрировано в кластерном анализе, результаты которого представлены на рисунке 3.

Найдено достоверное отличие изучаемых показателей в основной и контрольной группах, что свидетельствовало о несомненной эффективности предложенного нами алгоритма. Однако целью работы была именно интегральная оценка процесса заживления.

В ходе выполнения системного многофакторного анализа выявлены несколько интегральных критериев (условно - Т₁, Т₂ и Т₃). Критерий Т₁ в большей степени родственнен местным показателям и отражает такие показатели, как площадь раны, показатели эпителизации. Критерий Т₂ соответствует в большей степени социально-экономическим факторам. Критерий Т₃ имеет большую корреляцию с показателями регионарного кровотока. Это свидетельствует о том, что в местном лечении трофических язв местные факторы и гемодинамические воздействия являются относительно независимыми величинами. В ходе обработки получен единый интегральный критерий, характеризующий положительную динамику процесса заживления раны. Эта безразмерная величина характеризует тенденцию раны к заживлению, больного к выздоровлению. В группе наблюдения показатель составил 84,6±3,4, а в контрольной группе - 64,4±2,5. Это свидетельствует о системном влиянии предложенного нами алгоритма на процесс лечения больного.

Для расчёта значения интегрального критерия по результатам анализа нами создана расчетная программа (версии для Microsoft Qbasic и Microsoft Visual Basic). В ячейки вносятся значения показателей, после чего вычисляется интегральный показатель. По его значению у каждого конкретного пациента можно прогнозировать тенденцию к заживлению и давать экспертную оценку эффективности проводимого лечения.

Выводы. Математическое моделирование и статистический анализ могут с успехом применяться в оценке результатов комплексного лечения трофических язв нижних конечностей при патологии сосудов. При этом конечный результат - математическая модель, полученная по предложенной нами схеме - позволяет прогнозировать течение заболевания. Разработанный нами алгоритм комплексного лечения показал достоверное влияние на системный процесс излечения пациента.

Список литературы:

1.Stacey M.C.//Eur Journ Angiology - 1991 - vol. 3 - P. 171

2.Murtagh J. General Practice - McRgaw-Hill, 1998 - Pp. 151-158

3.Peripheral Vascular Disease E. Allen, N. Barker, E. Hines - Philadelphia, 1965

4.Яблоков Е.Г., Кириенко А.И., Богачёв В.Ю. Хроническая венозная недостаточность – М., 1999

5.Покровский А.В. Клиническая ангиология М., 1979

6.Бураковский В.И., Бокерия Л.А. Сердечно-сосудистая хирургия – М., 1989

7.Жуков Б.Н. Хроническая венозная недостаточность нижних конечностей – М., 1989

8.Жуков Б.Н. Лекции по флебологии – Куйбышев, 1989

9.Ратнер Г.Л. Заболевания кровеносных сосудов – М., 1969

10.Сэнфорд Дж., Гилберт Д., Гербердинг Дж., Сэнде М. Антимикробная терапия – М., 1999

11.Perrin M. Insuffisance Veineusse Chronique des Members Inferieurs Medsi/McGraw-Hill Eds, 1990

12.Coleridge Smith PD. The microcirculation in venous hypertension. Cardiovasc Res. 1996; 32:789-795.