Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнение эффективности существующих прогностических моделей для оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля

ВАК РФ 03.01.09, Математическая биология, биоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Сравнение эффективности существующих прогностических моделей для оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля"

На правах рукописи

ПОТАНИНА ОЛЬГА КЛИМЕНТОВНА

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЯЖЕСТИ СОСТОЯНИЯ РЕАНИМАЦИОННЫХ БОЛЬНЫХ ХИРУРГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

03.01.09 - Математическая биология, биоинформатика 14.01.20 - Анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

3 МАЙ 2012

Москва - 2012

005016505

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательного учреждении высшего профессионального образования «Российски? национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И Пирогова Минздравсоцразвития России» и в Государственном бюджетное учреждении здравоохранения города Москвы «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департаменте здравоохранения города Москвы».

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора ИМИСС МГУ им. М.В.Ломоносова

Зарубина Т.В. Дорфман А.Г.

Соколов Михаил Эдуардович

Доктор медицинских наук, профессор, Петриков Сергей Сергеевич

заместитель директора государственного

бюджетного учреждения здравоохранения

города Москвы «Научно-исследовательского

института скорой помощи им. Н.В. Склифосовского

Департамента здравоохранения города Москвы».

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (г.Курск)

Защита состоится «04» июня 2012 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.072.09 при ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова Минздравсоцразвития России по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1

Автореферат разослан «..........» апреля 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Л.В. Губский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования

Оценка тяжести состояния пациента - принципиально важный момент в работе любого врача, особенно - анестезиологов-реаниматологов, в профессиональной деятельности которого правильная своевременная оценка состояния определяет исход заболевания пациента, находящегося в критическом состоянии.

В клинической практике для определения тяжести состояния больного используется два подхода: традиционная субъективная оценка, основанная на профессиональном опыте врача, и объективизированная оценка, полученная при помощи прогностических шкал. В настоящее время объективизированная оценка тяжести состояния пациентов прочно вошла в повседневную практику врачей отделения реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Современные прогностические шкалы позволяют рассчитывать вероятность наступления летального исхода, ориентировочные сроки пребывания пациента в ОРИТ, вероятность развития различных осложнений и некоторые другие параметры. Прогностические шкалы используются для оценки эффективности работы ОРИТ, при сравнении качества лечения пациентов в ОРИТ различных стационаров, анализе эффективности и экономического обоснования целесообразности того или иного метода терапии, рандомизации групп пациентов для получения достоверных сопоставимых данных, используемых в научных исследованиях [Александрович Ю.С. соавт. 2010, Гельфанд Б.Р., соавт.2004, Светухин A.M. соавт. 2002].

В настоящее время разработано несколько десятков прогностических шкал как нозонеспецифичных, так и предназначенных для отдельных категорий реанимационных больных, которые существенно отличаются друг от друга количеством и набором клинических, инструментальных и лабораторных параметров, необходимых для расчета.

Часть существующих прогностических шкал получили широкое распространение и в течение нескольких десятилетий активно используются в

ОРИТ по всему миру. В то же время, многочисленные зарубежные исследования, посвященные сравнению эффективности прогностических шкал, демонстрируют противоречивые результаты. Это объясняется неодинаковым качеством медицинской помощи в разных странах, медицинских учреждениях и ОРИТ, изменением предсказательной мощности прогностических параметров со временем и рядом других причин. Работы отечественных авторов на эту тему немногочисленны и не позволяют обосновать правильный выбор прогностических шкал для применения в условиях ОРИТ стационаров России.

Цель исследования

Сравнение прогностической точности существующих шкал для оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля и выбор шкал для применения в условиях стационаров Российской Федерации.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить результаты совместного использования прогностических шкал оценки тяжести состояния в общемировой реанимационной клинической практике.

2. Разработать алгоритмическое и информационное обеспечение для расчета наиболее широко используемых нозонеспецифичных шкал оценки тяжести состояния реанимационных больных: APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II О, POSSUM в информационной системе отделения реанимации и интенсивной терапии.

3. Сравнить калибрационную и дискриминационную способность прогностических шкал APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II О, POSSUM на данных проспективно набранной группы реанимационных больных хирургического профиля и в различных нозологических группах.

4. Оценить прогностическую точность результатов прогнозирования вероятности развития послеоперационных осложнений, рассчитанную при

помощи шкалы POSSUM, и продолжительности пребывания пациента в отделении реанимации и интенсивной терапии, оцененную при помощи шкалы APACHE IV.

Научная новизна

Впервые в Российской Федерации на основе проспективно полученных данных проведено сравнение точности пяти прогностических шкал (APACHE II, APACHE IV, SAPS И, МРМ II О, POSSUM) при оценке тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля.

Проведен комплексный статистический анализ калибрационной и дискриминационной способности прогностических шкал с использованием критерия согласия Хосмера-Лемешоу, метода построения калибровочных кривых и анализа характеристических кривых (ROC-анализа), позволивший определить шкалы, пригодные к использованию в Российской Федерации для оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля.

Практическая значимость

Реализация алгоритмов расчета прогностических шкал в информационной системе отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС» упростила процедуру расчета и обеспечила высокое качество полученных результатов, что способствует более широкому использованию прогностических инструментов в повседневной клинической практике ОРИТ.

Результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать к использованию в клинической практике ОРИТ стационаров Российской Федерации для оценки степени тяжести состояния больных хирургического профиля прогностические шкалы SAPS II и МРМ II 0.

Для оценки тяжести состояния больных с желудочно-кишечным кровотечением и тяжелой сочетанной травмой, кроме SAPS II и МРМ II 0, рекомендовано также использование шкалы APACHE II; для группы

пациентов с тромбозами и эмболиями различной локализации - APACHE II, APACHE IV, POSSUM.

Положения, выносимые на защиту

1. Для оценки тяжести состояния и прогноза исхода заболевания у пациентов хирургических ОРИТ в российских стационарах целесообразно использовать нозонеспецифичные прогностические шкалы SAPS II и МРМ II 0.

2. Модуль расчета прогностических шкал в информационной системе отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС» позволяет объективизировать оценку тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля.

3. Нозонеспецифичные шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0, POSSUM можно использовать для оценки тяжести состояния в различных нозологических группах больных хирургического профиля, за исключением пациентов с аневризмой аорты.

Внедрение результатов исследования

Алгоритмы расчета прогностических шкал реализованы в информационной системе отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС», которая используется в повседневной практике работы отделения реанимации и интенсивной терапии для хирургических больных НИИ СП им. Н.В. Склифосовского и отделения анестезиологии и реанимации ФГБУ Российского научного центра рентгенорадиологии.

Апробация работы

Результаты диссертационного исследования доложены на научных семинаре кафедры медицинской кибернетики и информатики и ПНИЛ разработки медицинских информационных систем ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова 22 июня 2011 г. и на совместном заседании кафедры

медицинской кибернетики и информатики ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова и сотрудников НИИ СП им. Н.В.Склифосовского 25 января 2012 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы, в том числе 3 статьи в журнале, входящем в перечень ВАК.

Объём и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, глав обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Материалы диссертации изложены на 151 странице, иллюстрированы 32 рисунками, 23 таблицами в тексте и 1 таблицей в приложении. Список литературы включает 176 источников, из них 28 работ отечественных и 148 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе представлен обзор литературы. Глава содержит детальное описание широко распространенных во всем мире шкал оценки тяжести состояния реанимационных пациентов, в том числе, универсальных нозонеспецифичных моделей, разработанных для оценки тяжести состояния пациентов с любой патологией, а также специализированных нозоспецифичных систем, которые используются при определенных заболеваниях.

Значительная часть обзора литературы посвящена анализу прогностической точности шкал оценки тяжести состояния пациентов ОРИТ. Особое внимание посвящено работам, в которых проводилось сравнение

эффективности широко известных и хорошо себя зарекомендовавших шкал APACHE И, APACHE IV, SAPS П, МРМ II О, POSSUM. Детально рассмотрены статистические методы, используемые для анализа прогностической точности шкал. Описаны тест согласия Хосмера-Лемешоу для оценки калибрационной способности, метод анализа характеристических кривых (ROC-анализ) для оценки дискриминационной способности, а также различные методы поиска оптимального порога отсечения для условного разделения пациентов, поступающих в ОРИТ, на пациентов с потенциально благоприятным и потенциально неблагоприятным исходом заболевания.

Во второй главе содержится характеристика материалов и методов, использованных в работе.

Исследование носило проспективный характер и проводилось в период с июля 2009 по сентябрь 2010 года на базе отделения реанимации и интенсивной терапии для послеоперационных больных НИИ СП им Н.В. Склифосовского

В исследование было включено 300 пациентов, проходивших лечение в ОРИТ. Критерии включения в выборку: пациенты с общей хирургической патологией в возрасте старше 18 лет. Критерии исключения из выборки: пациенты с ожогами и кардиохирургические пациенты, нахождение в реанимации менее 4-х часов, повторное поступление в отделение реанимации, перевод пациента в другой стационар.

Средний возраст пациентов составил 56,3 (20,0) лет. Доля мужчин составляла 62,0% (186 человек), доля женщин - 38,0% (114 человек). Из общего числа пациентов 170 пациентов (56,7%) перенесли хирургическое вмешательство, 130 пациентам (43,3%) проводилась интенсивная консервативная терапия.

Из 300 анализируемых пациентов умерло 58 человек (19,3%). Среди пациентов, перенесших хирургическое вмешательство, скончалось 18 человек (10,6%). Среди пациентов, получавших консервативное лечение, доля умерших составила 30,8% (40 человек). Средняя длительность

пребывания в ОРИТ составила 2,9 ± 0,2 койко-дней (медиана = 2 койко-дня). В группе пациентов, перенесших хирургическое вмешательство, осложнения наблюдались у 51 пациента (30,0%), гладкое течение послеоперационного периода отмечено соответственно у 119 оперированных пациентов (70,0%).

По нозологическим группам пациенты распределились следующим образом: травмы различной локализации - 74 пациента, желудочно-кишечные кровотечения - 39 пациентов, аневризма брюшного и/или грудного отделов аорты - 36 пациентов, тромбозы или эмболии сосудов различной локализации, включая массивную тромбоэмболию легочной артерии, - 34 пациента (Таблица 1).

Таблица 1. Характеристика нозологических групп заболеваний пациентов, послуживших причинами их госпитализации в ОРИТ__

Нозологические группы Всего пациентов Летальность в группе Количество осложнений

Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Тяжелые сочетанные травмы 74 24,7 4 5,4 22 29,7

Желудочно-кишечные кровотечения 39 13,0 8 20,5 10 25,6

Аневризмы брюшного и/или грудного отделов аорты 36 12,0 22 61,1 10 27,8

Тромбозы или эмболии артерий или вен различной локализации 34 11,3 5 14,7 6 17,7

Прочие 117 39,0 19 16,2 27 23,1

Для каждого поступившего в ОРИТ пациента, подходящего под критерии включения и исключения за время данного проспективного исследования, производился однократный расчет прогностических шкал APACHE И, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0. Шкала POSSUM, включающая интраоперационные данные, вычислялась у пациентов, поступивших в ОРИТ после хирургических вмешательств. Сбор клинических, лабораторных и инструментальных данных, необходимых для расчета прогностических шкал, производился из историй болезни в течение 24 часов после поступления пациента в ОРИТ в полном соответствии с требованиями разработчиков. Обязательным условием расчета всех шкал было наличие полного набора

9

входных параметров, которое было соблюдено для всех 300 пациентов. В результате расчета всех прогностических шкал вычислялась вероятность летального исхода. При расчете шкалы POSSUM дополнительно вычислялась вероятность развития послеоперационных осложнений, а при расчете шкалы APACHE IV - ориентировочная длительность пребывания пациента в ОРИТ. После завершения лечения регистрировались исход заболевания (пациент умер или выписан из стационара), длительность пребывания пациента в ОРИТ, повторные поступления пациента в ОРИТ, а также послеоперационные осложнения у пациентов, перенесших хирургическое вмешательство.

Расчет шкал проводился с использованием специализированного прогностического модуля информационной системы отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС». Алгоритмы расчета моделей прогностических шкал были реализованы нами на языке Visual Basic for Application в СУБД Microsoft Access. Для статистического анализа использовалась свободная программная среда для статистического анализа и графического представления данных на основе вычислений с открытым исходным кодом R, version 2.12.1.

В третьей главе представлены результаты исследования и их обсуждение. На первом этапе исследования авторские алгоритмы разработчиков прогностических шкал APACHE II, APACHE IV, SAPS II, MPM II 0, POSSUM были реализованы в специализированном программном модуле информационной системы отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС». Последующая отладка и тестирование программного обеспечения гарантировали надежность получаемых результатов. Врачи реаниматологи получили возможность осуществлять расчет прогностических шкал на своем рабочем месте на основе клинико-лабораторных данных пациентов (Рисунок 1).

Рисунок 1. Форма для расчета шкалы SAPS II в информационной системе «ИНТЕРИС». Параметры для расчета автоматически загружаются из базы данных или вводятся с клавиатуры.

Анализ прогностической точности моделей оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля включал проверку капибрационной и дискриминационной способности. Калибрационная способность оценивалась визуально с помощью графического сопоставления прогнозируемой и наблюдаемой летальности в различных вероятностных группах, а также количественно с использованием теста Хосмера-Лемешоу.

Для графической оценки калибрационной способности шкал были построены кривые прогнозируемой (ожидаемой) и наблюдаемой летальности в разных вероятностных группах. В случае хорошей калибрационной способности шкалы кривые наблюдаемой и прогнозируемой летальности должны находиться как можно ближе друг к другу. Для построения этих кривых пациенты были разделены на группы по величине прогнозируемой вероятности летального исхода в разных вероятностных интервалах. Наблюдаемая летальность в каждой группе визуально сравнивалась со средним значением прогнозируемой летальности в интервале. Четыре из пяти шкал (APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0) продемонстрировали тенденцию к недооценке тяжести состояния пациентов, т.е. прогнозировали

летальность ниже наблюдаемой во всех группах, за исключением группы с вероятностным диапазоном от 0 до 0,20. Шкала POSSUM, наоборот, давала завышенный прогноз летальности во всех вероятностных группах. Визуальный анализ графиков позволяет заключить, что результаты расчета шкалы МРМ II 0 наиболее близко расположены к линии ожидаемой летальности (наблюдаемая летальность близка к прогнозируемой) по сравнению с другими прогностическими шкалами (Рисунок 2).

Прсгможрувизя пвталвность

Пранажруеиая петальносн

Хв.'23ф

Все пациенты Прогноз по шкале POSSUM и наблюдение.

! - Против* /

|-л- навподвние і ^

£> Oi 04 06 06

Пр0>«іинцг*иая лаіапьиоеть

Рисунок 2. Прогнозируемая летальность, полученная с помощью пяти прогностических шкал, и наблюдаемая летальность в различных вероятностных группах реанимационных больных хирургического профиля.

Анализ калибрационной способности прогностических шкал также проводился с использованием С-критерия и Н-критерия Хосмера-Лемешоу. Н-критерий включает в себя разделение пациентов на 10 групп, фиксированных по вероятностным интервалам летального исхода (0-0,10, 0,11-0,20, и.т.д.). В каждый интервал попадает различное количество человек, в зависимости от величины прогнозируемой вероятности летального исхода. Для С-критерия количество и вероятностный диапазон групп могут изменяться. Разбиение осуществляется таким образом, чтобы в каждую группу попало примерно одинаковое количество наблюдений. При этом ширина вероятностного интервала варьирует в зависимости от вероятности летального исхода у пациентов, попавших в группу.

Различие между наблюдаемой и ожидаемой летальностью в вероятностных группах для каждой шкалы оценивается с использованием у?-критерия Пирсона. Статистики по каждой группе суммируются и сравниваются с %2 распределением для степени свободы, которая принимается на две меньше, чем количество вероятностных групп. Чем ниже значение С или Н статистики, а, следовательно, больше величина р-значения, тем лучше модель соответствует реальным данным. Напротив, большее значение критерия Хосмера-Лемешоу (и меньшее р-значение) указывает на

отсутствие согласия наблюдаемых данных с моделью. При значении р < 0,05 нулевая гипотеза о сходстве распределений отвергается.

С-критерий Хосмера-Лемешоу является более мягким по сравнению с Н-критерием, так как позволяет менять ширину вероятностных интервалов. Это позволяет получить статистически значимые результаты и для сильно смещенных распределений. В то же время, Н-критерий является более строгим критерием, при котором нулевая гипотеза о сходстве распределений будет отвергаться чаше для сильно смещенных распределений в связи с жесткой фиксацией вероятностных интервалов.

Таблица 2. Результаты оценки калибрационной способности прогностических шкал с использованием С и Н-критерия Хосмера-Лемешоу

Шкала Тест Хосме ра-Лемешоу

С-критерий Н-критерий

х2 Степени свободы р-значение х2 Степени свободы р-значение

APACHE II 23,8 8 0,0025* 23,2 8 0,0031*

APACHE IV 45,6 2 0,001* 67,7 8 0,001*

SAPS II 12,7 8 0,1244 14,5 8 0,0695

МРМ II 0 9,4 8 0,3094 10,7 8 0,2185

POSSUM 27,3 8 0,0006* 27,2 8 0,0001*

* - при р < 0,05 нулевая гипотеза о сходстве распределений отвергается.

Три из пяти моделей (APACHE II, APACHE IV, POSSUM) показали неудовлетворительную калибрационную способность на данной категории пациентов. Для С и Н-критериев теста Хосмера-Лемешоу р значение было меньше 0,05. Таким образом, нулевая гипотеза о сходстве распределений прогнозируемой и наблюдаемой летальности отвергалась. Эти результаты указывают на то, что существует значительная разница между наблюдаемой и ожидаемой летальностью и, как следствие, на недостаточную калибрационную способность этих прогностических шкал. В то же время, для моделей SAPS II и МРМ II 0 тест не показал достоверных различий между распределениями прогнозируемой и наблюдаемой летальности (Таблица 2).

Таким образом, анализ калибрационной способности изученных нами прогностических шкал позволяет заключить, что только две из них (МРМ II О и SAPS И) имеют удовлетворительную калибрационную способность для данной группы пациентов ОРИТ, в то время как у других шкал она явно недостаточна.

Дискриминационная способность прогностических шкал оценивалась при помощи ROC-анализа и оценки площади под ROC-кривой. Анализ полученных нами результатов показал, что четыре шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II и МРМ II 0 имеют высокую дискриминационную способность: площадь под ROC-кривой > 0,9. Шкала POSSUM продемонстрировала достаточную дискриминационную способность: AUROC 0,86 (Рисунок 3, Таблица 3).

ROC-кривы* для нескольких шкал (с площадью под кривой для группы 'ВС«*)

\ -Специфичное п» Показам выбрэнныС порог отсечения дпя и Sp >0 8.

Рисунок 3. ROC-кpивыe для всех шкал с указанием расчетной площади под ROC-кpивoй.

Таблица 3. Оценка дискриминационной способности прогностических шкал посредством анализа площади под ГЮС-кривой (А1ЖОС)__

Шкала AUROC р-значение* 95% доверительный интервал Стандартная ошибка

APACHE II 0,941 <0,001 0,904-0,978 0,021

APACHE IV 0,964 <0,001 0,938-0,990 0,017

SAPS II 0,942 <0,001 0,903-0,980 0,022

МРМ II 0 0,910 <0,001 0,866-0,954 0,027

POSSUM 0,861 <0,001 0,754-0,968 0,057

* - при р < 0,05 нулевая гипотеза о том, что площадь под кривой равна 0,5, отвергается.

Таким образом, по совокупности калибрационной и дискриминационной способности только две из пяти прогностических шкал (SAPS II и МРМ II 0) могут быть рекомендованы для оценки вероятности летального исхода у пациентов в отделении реанимации хирургического профиля.

С практической точки зрения наиболее важной является способность прогностической шкалы с высокой степенью точности предсказывать результат лечения каждого поступившего в ОРИТ пациента или, другими словами, строить индивидуальный прогноз. Очень высокая дискриминационная способность изученных нами шкал позволяет использовать их для этой цели. Условное разделение поступающих в ОРИТ на пациентов с потенциально благоприятным и потенциально неблагоприятным результатом лечения производится по величине вероятности летального исхода. Для этого разделения используется пороговое значение вероятности - точка отсечения, при превышении которой пациент может быть условно отнесен к группе с летальным исходом, а в противном случае - к группе выздоравливающих больных. При анализе ROC-кривых существуют различные способы выбора оптимальной точки

отсечения в зависимости от задач, которые ставятся перед прогностическим тестом.

Использование прогностических шкал в ОРИТ, в первую очередь, нацелено на выявление группы риска - пациентов с летальным исходом (положительный прогноз). Чтобы не пропустить таких пациентов, необходимо минимизировать количество ложно отрицательных прогнозов за счет высокой чувствительности прогностического инструмента. В то же время, специфичность должна быть также достаточно высокой, так как большое количество пациентов, ошибочно отнесенных к группе с летальным исходом (ложно положительный прогноз), ослабляют бдительность врачей и медицинского персонала ОРИТ. Учитывая вышеуказанные особенности работы в ОРИТ, критерием выбора оптимальной точки отсечения было выбрано сочетание значений чувствительности выше 0,9 и специфичности не ниже 0,8.

Для шкалы APACHE II оптимальный уровень отсечения составил 0,15, для APACHE IV - 0,04, для шкалы SAPS II - 0,12, для шкалы МРМ II 0 — 0,15, для шкалы POSSUM - 0,18. Таким образом, точки отсечения для всех анализируемых шкал оказались смещены влево отточки отсечения 0,5.

Анализ эффективности прогностических шкал проводился не только на всей выборке, но и в различных нозологических группах пациентов. Были выбраны четыре группы пациентов: пациенты с травмами различной локализации - 74 пациента (доля летальности 5,4%), желудочно-кишечные кровотечения - 39 пациентов (доля летальности 20,5%), пациенты с аневризмой брюшного и/или грудного отделов аорты, разрывы или расслоения аневризмы - 36 пациентов (доля летальности 61,1%), пациенты с тромбозами или эмболиями сосудов различной локализации - 34 пациента (доля летальности 14,7%).

Таблица 4. Калибрационная способность (р-значение С-критерия Хосмера-Лемешоу) и дискриминационная способность прогностических шкал (АЦЯОС) для различных нозологических групп пациентов. _

Аневризма Желудочно- Тяжелые Тромбозы или

аорты кишечные сочетанные эмболии

Шкала кровотечения травмы сосудов

AU AU AU AU

Р ROC р ROC Р ROC Р ROC

APACHE 11 0,02* 0,95 0,62 0,87 0,56 0,77 0,78 0,99

APACHE IV 0,00* 0,94 0,00* 0,94 0,00* 0,97 0,13 1,00

SAPS II 0,00* 0,89 0,17 0,93 0,32 0,78 0,47 1,00

МРМ II 0 0,001* 0,89 0,64 0,80 0,55 0,80 0,76 0,99

POSSUM 0,26 0,82 0,00* - 0,03* 0,76 0,70 -

* - при р < 0,05 нулевая гипотеза о сходстве распределений отвергается.

В группе пациентов с аневризмой аорты шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0, несмотря на хорошую дискриминационную способность, продемонстрировали неудовлетворительную калибрационную способность, и, следовательно, не подходят для прогнозирования летального исхода в данной нозологической группе (Таблица 4).

Наиболее высокую прогностическую точность продемонстрировали шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0 для группы пациентов с тромбозами или эмболиями сосудов различной локализации. В группах пациентов с желудочно-кишечными кровотечениями и тяжелыми сочетанными травмами были получены схожие результаты: шкалы APACHE II, SAPS II, МРМ II 0 продемонстрировали удовлетворительную прогностическую точность, а шкалы APACHE IV и POSSUM, имеющие неудовлетворительную калибрационную способность, не могут быть рекомендованы для оценки тяжести состояния пациентов этих нозологических групп (таблица 4).

Дополнительно к расчету вероятности летального исхода шкала APACHE IV, по данным авторов, позволяет прогнозировать продолжительность пребывания пациента в ОРИТ. При проведении исследования мы рассчитали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (так как распределение не подчиняется нормальному закону) между

прогнозируемой по шкале APACHE IV и наблюдаемой продолжительностью пребывания в пациентов в ОРИТ. Было установлено отсутствие корреляционной связи (г = 0.06, р = 0.265), что позволяет сделать вывод о нецелесообразности оценки длительности пребывания пациентов в ОРИТ с помощью шкалы APACHE IV у данной категории пациентов в условиях отечественных стационаров.

Шкала POSSUM вместе с вероятностью летального исхода оперированных пациентов позволяет рассчитать вероятность возникновения послеоперационных осложнений. Для графической оценки калибрационной способности шкал были построены кривые прогнозируемой и наблюдаемой частоты развития послеоперационных осложнений в разных вероятностных группах (Рисунок 4). На рисунке видно, что кривая наблюдаемых частот не соответствует прогнозируемой частоте развития осложнений по диагонали графика.

Прогноз по шкале POSSUM (осложнения) и наблюдение.

- Прогноз а ■ наслюзение

а

ч-

О 0.2 0 4 0.6 0.® 1

Вероятность п ос neon «рационных ослажений

Рисунок 4. Сравнение наблюдаемой и прогнозируемой частоты возникновения послеоперационных осложнений по шкале POSSUM в различных вероятностных группах развития послеоперационных осложнений.

При расчете критерия согласия Хосмера-Лемешоу для шкалы POSSUM значение Н-критерия было равно 429,19, р-значение < 0,001. Значение С-критерия было равно 515,47 р-значение также было < 0,001. Таким образом, отклоняется нулевая гипотеза о сходстве наблюдаемых и прогнозируемых частот возникновения послеоперационных осложнений, что позволяет сделать вывод о неудовлетворительной калибрационной способности шкалы POSSUM на исследуемой выборке пациентов.

Дискриминационная способность шкалы оценивалась с помощью построения ROC-кривой (рисунок 6). Шкала продемонстрировала отсутствие дискриминационной способности — площадь под кривой была равна 0,5405. Таким образом, полученные нами результаты позволяют сделать вывод о том, что шкала POSSUM не способна разделить пациентов на группы с осложнениями и без них лучше, чем при случайной классификации.

ROC-кривая для шкапы POSSUM (осложнения), AUROC-O.54

О _ J г

со о I г^

§ ® _ г о § S о ** / г

гм / У

о о _ о Z"7 /

0.0 0 2 0.4 0 6 0.8 1.0

1 - Специфичность

Рисунок 6. ROC-кривая для оценки вероятности послеоперационных осложнений с помощью шкалы POSSUM с указанием расчетной площади под кривой.

Выводы

1. В результате анализа источников литературы найдено более двух с половиной тысяч зарубежных публикаций, в которых приводятся противоречивые данные результатов сравнения эффективности различных шкал оценки тяжести состояния реанимационных больных. Единичные работы отечественных авторов не дают возможности обосновать применение международных прогностических шкал в условиях стационаров Российской Федерации.

2. Разработан и внедрен в клиническую практику специализированный модуль расчета наиболее часто применяемых в мировой практике нозонеспецифичных прогностических шкал в рамках информационной системы отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС», с помощью которой осуществлен проспективный набор данных и оценка тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля.

3. Прогностические шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II О продемонстрировали высокую дискриминационную способность (AUROC > 0,9), а шкала POSSUM - удовлетворительную дискриминационную способность (AUROC = 0,86). При этом удовлетворительную капибрационную способность, оцененную с использованием теста согласия Хосмера-Лемешоу и при помощи построения калибровочных кривых, показали две шкалы: SAPS II, МРМ II 0. Для прогнозирования летального исхода у реанимационных больных хирургического профиля в условиях стационаров Российской Федерации могут быть рекомендованы только шкалы SAPS II и МРМ II 0.

4. Для двух групп больных - с желудочно-кишечными кровотечениями и с тяжелыми сочетанными травмами - высокую прогностическую точность продемонстировали шкалы APACHE II, SAPS II, МРМ II 0, а для группы больных тромбозами и эмболиями сосудов раличной локализации - все пять исследуемых шкал, что позовляет рекомендовать указанные шкалы для оценки тяжести состояния данных категорий пациентов. Для группы больных

с аневризмами аорты ни одна из прогностических шкал не дала удовлетворительных результатов, следовательно, эти шкалы не могут быть рекомендованы к применению у данной категории больных. 5. Анализ результатов прогнозирования развития послеоперационных осложнений и длительности пребывания больных в отделении реанимации и интенсивной терапии с помощью шкал POSSUM и APACHE IV продемонстрировал отсутствие статистически достоверных связей между прогнозируемыми и наблюдаемыми данными (для шкалы POSSUM площадь под ROC-кривой - 0,54 и неудовлетворительная калибрационная способность, оцененная при помощи теста Хосмера-Лемешоу и калибровочных кривых; для шкалы APACHE IV — коэффициент ранговой корреляции Спирмена - 0,06), что не позволяет рекомендовать их к практическому использованию.

Практические рекомендации

1. Модуль для расчета наиболее широко используемых во всем мире нозонеспецифичных шкал, встроенный в информационную систему отделения реанимации и интенсивной терапии «ИНТЕРИС», рекомендуется для использования в клинической практике. Внутри модуля находится руководство пользователя, с которым необходимо ознакомиться перед началом использования программного средства.

2. Шкалы оценки тяжести состояния SAPS II и МРМ II 0, продемонстрировавшие высокую прогностическую точность, могут быть использованы для прогнозирования летального исхода у реанимационных больных хирургического профиля в стационарах Российской Федерации.

3. Прогностические шкалы APACHE II, SAPS II, МРМ II 0 рекомендуются для оценки тяжести состояния групп больных с желудочно-кишечными кровотечениями и тяжелой сочетанной травмой; для группы больных с тромбозами и эмболиями различной локализации рекомендуются шкалы APACHE II, APACHE IV, SAPS II, МРМ II 0, POSSUM. Использование шкал

APACHE II, APACHE IV, POSSUM для всех остальных категорий больных хирургического профиля на основе проведенного исследования рекомендовано быть не может.

4. Нецелесообразно использование шкалы POSSUM для прогнозирования вероятности развития послеоперационных осложнений и шкалы APACHE IV для прогнозирования предполагаемой длительности пребывания больных в отделении реанимации и интенсивной терапии хирургического профиля в условиях стационаров Российской Федерации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Потанина O.K. Дорфман А.Г. Швырёв С.Л. Зарубина Т.В. Петрова М.В. Опыт использования зарубежных нозонеспецифичных прогностических шкал у больных хирургического и онкологического профиля. Вестник Российского Научного Центра рентгенорадиологии, N11. 2011. http://vestnik.rncrr.ru/vestnik/vl 1/papers/potan vi 1 .htm

2. Потанина O.K., Дорфман А.Г., Огурцова Е.В., Швырёв С.Л., Зарубина Т.В. Сравнение эффективности прогностических шкал оценки тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля. Врач и информационные технологии. N6. 2011. с. 50-61.

3. Потанина O.K., Дорфман А.Г., Огурцова Е.В., Швырёв С.Л., Зарубина Т.В. Сравнение эффективности прогностических шкал оценки тяжести состояния в разных диагностических группах среди реанимационных больных хирургического профиля. "Информационно-измерительные и управляющие системы", номер "Информационные технологии в медицине" №12, том 9, 2011. с.75-81.

4. Потанина O.K., Дорфман А.Г.,Швырёв С.Л. Оценка тяжести состояния реанимационных больных хирургического профиля на основе нескольких прогностических моделей//В сб. «Информационные технологии и общество -2010», Турция, Кемер, 01-08 октября 2010 г. С.113-114.

Подписано в печать: 20.04.12

Объем: 1,5усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 761 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, ул. Бауманская д.ЗЗ (495) 979-96-99; www.reglet.ru