Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ВОЗМОЖНОСТЬ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ СРОКОВ НЕОБХОДИМОСТИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ОСТЕОХОНДРОЗА ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Чехонацкий А.А. 1 Чехонацкий И.А. 1 Выгодчикова Г.Ю. 1 Ульянов В.Ю. 2
1 ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России
2 ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России
Разработана система адекватной оценки предполагаемых сроков возникновения необходимости оперативного вмешательства при остеохондрозе шейного отдела позвоночника. Объектом исследования явились 139 (58,9 %) пациентов, у которых возникла необходимость в хирургическом лечении и 97 (41,1 %) пациентов, которым проведён комплекс медикаментозного и физио-функционального лечения. Установлено, что у пациентов, имеющих более четырех признаков синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани, низкие показатели качества жизни и наследственную предрасположенность, а также возраст до 50 лет и длительность заболевания менее пяти лет, возникала необходимость в хирургическом лечении остеохондроза шейного отдела позвоночника с вероятностью > 70 %. Наибольшую информативность в предсказании необходимости хирургического лечения имела оценка выраженности синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани, а наименьшую – половые признаки больного.
остеохондроз
шейный отдел
позвоночник
оперативное вмешательство
сроки
1. Богачева Л.А. Дорсалгии: классификация, механизмы патогенеза, принципы ведения (опыт работы специализированного отделения боли): Дис… канд. мед. наук / Л.А. Богачёва. – М., 1997. – 345 с.
2. Веселовский В.П., Михайлов М.К., Саммитов О.Ш. Диагностика синдромов остеохондроза. – Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1990. – 288 с.
3. Иванов А.Н., Федонников А.С., Норкин И.А., Пучиньян Д.М. Коррекция микроциркуляторных нарушений в стратегиях менеджмента остеоартрита и остеохондропатий // Российский медицинский журнал. – 2015. – № 1. – С. 18–23.
4. Левин О.С. Диагностика и лечение неврологических проявлений остеохондроза позвоночника // Консилиум. – 2004. – № 6. – С. 547–554.
5. Луцик А.А., Казанцев В.В. Хирургическое лечение пациентов шейным остеохондрозом // Хирургия позвоночника. – 2008. – № 4. – С. 18–22.
6. Педаченко Е.Г., Хижняк М.В., Макеева Т.И. Пункционная лазерная дискэктомия при шейном остеохондрозе // Бюллетень Украинской Ассоциации нейрохирургов. – Киев, 1998. – Вып.6. – С. 108.
7. Ременец В.В. Дифференцированное хирургическое лечение дегенеративных цервикальных компрессионных синдромов: Автореф. дис… канд. мед. наук / В.В. Ременец. – Cпб, 2004. – 30 с.
8. Чехонацкий. А.А. Радикуло- и миелопатические синдромы остеохондроза шейного отдела позвоночника: диагностика, прогнозирование течения, лечение: Автореф. дисc… док. мед. наук / А.А. Чехонацкий. – Саратов, 2011. – 51 с.
9. Сергеев К.С., Дуров М.Ф., Воробьев Д.П. Хирургическое лечение вертеброгенных миелопатий на уровне шейного отдела позвоночного столба // Рос. биомед. журн. – 2005. – Т. 6. – С. 205–206.
10. Шулев Ю.А., Дулаев А.К., Теремшонок А.В. Хирургические аспекты комплексной реабилитации больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями позвоночника // Пробл. реабилитации. – 2000. – № 1. – С. 97–101.

В настоящее время, несмотря на значительное количество работ, посвящённых различным проблемам остеохондроза шейного отдела позвоночника, в том числе и хирургического лечения, практически отсутствуют исследования, направленные на анализ его течения, а также и на изучение оптимизации сроков оперативного лечения [1, 2, 4].

Согласно данным литературы, при наличии у пациента с остеохондрозом шейного отдела позвоночника только болевых, рефлекторных и вегетативных симптомов (при умеренном болевом синдроме) рекомендуется ограничиться консервативным лечением [1, 2, 5]. Однако при развитии миелопатии дискогенной этиологии большинство авторов считает необходимым раннее хирургическое вмешательство [3, 5, 7]. Несмотря на определённые успехи хирургии позвоночника, оперативное лечение вертеброгенной шейной миелопатии находится на пути поиска адекватных методов декомпрессии спинного мозга, изучения показаний к дифференцированному использованию того или иного хирургического метода либо оптимальной комбинации нескольких операций [6, 8, 9]. Положительный эффект от хирургического вмешательства зависит не только от правильно выбранного метода, но и от оптимального срока его проведения [10].

Цель исследования

Разработать математическую систему адекватной оценки предполагаемых сроков возникновения необходимости оперативного вмешательства при остеохондрозе шейного отдела позвоночника.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в ФБГУ «СарНИИТО Минздрава» России и на кафедре нейрохирургии ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им В.И. Разумовского» Минздрава России. Было проведено комплексное обследование и лечение 236 больных остеохондрозом шейного отдела позвоночника с различной степенью выраженности неврологических проявлений. Количество мужчин и женщин, включённых в исследование, было статистически сопоставимым: 124 (52,5 %) и 112 (47,5 %). Средний возраст составил у женщин 48,3 ± 1,5 лет, у мужчин – 45,2 ± 1,4 лет.

Среди больных остеохондрозом шейного отдела позвоночника, находившихся под наблюдением, были выделены пациенты, у которых в течение первых пяти лет болезни возникла необходимость в оперативном вмешательстве в связи с появлением признаков миелопатии. В качестве группы сравнения выступали пациенты, у которых в течение первых пяти лет болезни необходимость в хирургическом лечении шейного остеохондроза не наступила. Все больные были рандомизированы по стадии заболевания (имели I стадию, характеризующуюся внутридисковым перемещением пульпозного ядра) и на момент начала наблюдения не нуждались в оперативном вмешательстве.

При анализе характера прогрессирования дегенеративно-дистрофических изменений в шейном отделе позвоночника было отмечено, что в динамике патологических изменений наблюдалось быстрое прогрессирование, умеренное и стабильное течение болезни. К быстрому прогрессированию относили те случаи, когда на фоне I стадии остеохондроза в течение пяти лет развилась III и IV стадия болезни. К умеренной скорости прогрессирования относили те случаи, когда в течение первых пяти лет болезни I стадия переходила во II стадию. Быстрое прогрессирование дегенеративных процессов было наиболее характерно для первых трёх-пяти лет болезни.

Для прогнозирования возникновения необходимости в оперативном лечении больных с неврологическими осложнениями остеохондроза шейного отдела позвоночника применяли математический метод распознавания образов, адаптированный для решения медицинских задач, который предполагал определенную последовательность поиска закономерностей. На первом этапе определялись критерии, которые использовались в системе распознавания, на втором – производилось обучение системы, на заключительном – оценивалась надежность распознавания.

Обработка данных проводилась с помощью пакета анализа Microsoft Office Excel 2007, Statistica 6.0, производился корреляционный анализ, однофакторный дисперсионный анализ, программы 1D и 2D – элементарная статистика; программы 3D и 7D – вычисление t-критерия Стьюдента и F-критерия Фишера. Для анализа таблиц сопряженности непараметрических признаков использовался критерий χ2. Достоверность различий считали статистически значимой при ρ < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ полученных данных показал, что скорость прогрессирования патологических изменений в позвоночнике практически не зависит от пола и возраста. В ходе работы установлено, что особенности медико-социального статуса больных также связаны со скоростью прогрессирования заболевания. Случаи быстрого прогрессирования заболевания преобладали среди городских жителей. У лиц, занимающихся физическим и умственным трудом, различий в скорости нарастания патологических изменений в шейном отделе позвоночника не обнаруживалось. На фоне частых переохлаждений и эмоциональных стрессов частота встречаемости быстрого, умеренного и стабильного течения болезни не имела статистически значимых различий. Значительно чаще быстрое прогрессирование заболевания наблюдалось у пациентов с наличием наследственной отягощенности. Важно отметить тот факт, что наличие хронической соматической патологии у больных остеохондрозом шейного отдела позвоночника, такой как заболеваний органов дыхания эндокринной системы позвоночника, также способствовало быстрому прогрессированию заболевания. Изучение влияние синдрома неспецифической дисплазии соединительной ткани (СНДСТ) на особенности течения остеохондроза показало, что сочетание таких признаков СНДСТ, как деформация грудной клетки, долихоцефалия, гипермобильность суставов и повышенная растяжимость кожи с высокой степенью достоверности указывает на большую вероятность быстрого прогрессирования остеохондроза шейного отдела позвоночника.

Показатель «качество жизни» также имел прогностическое значение в оценке динамики течения болезни (рис. 1).

У пациентов с быстрым прогрессированием остеохондроза значения показателей «качества жизни» оказались значительно ниже, чем у пациентов с меньшей скоростью нарастания дегенеративных изменений в позвоночнике.

Суммируя полученные данные, можно сделать заключение, что у больных остеохондрозом шейного отдела позвоночника с показателями «качества жизни» по шкалам физического, социального и ролевого эмоционального функционирования и общего состояния здоровья ниже 50 ед. имеется высокий риск быстрого нарастания патологических изменений в позвоночнике.

Важно отметить, что риск быстрого прогрессирования заболевания значительно возрастает при одновременном наличии нескольких факторов (рис. 2): проживание в городе, наследственная отягощенность, наличие хронических заболеваний органов дыхания и эндокринной патологии, синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани и низких показателей «качества жизни». Результаты исследования показали, что при наличии одного неблагоприятного фактора риск быстрого прогрессирования остеохондроза составляет 34,2 %, увеличение количества факторов до трех приводит к тому, что быстрое прогрессирование заболевания наблюдается в 48,2 % случаев. При сочетании пяти факторов данный показатель увеличивается до 82,4 %.

cheh1.wmf

Рис. 1. Соотношение показателей качества жизни больных остеохондрозом шейного отдела позвоночника с динамикой течения заболевания в течение первых пяти лет наблюдения

cheh2.wmf

Рис. 2. Влияние совокупности неблагоприятных факторов на динамику течения остеохондроза шейного отдела позвоночника и вероятность его быстрого прогрессирования

В таблице представлены показатели, которые были использованы для создания системы прогнозирования.

На втором этапе из всех 236 больных, находившихся под наблюдением, была сформирована обучающая выборка из 139 (58,9 %) пациентов, у которых в течение последних пяти лет болезни возникла необходимость в хирургическом лечении. Вторую группу (группу сравнения) составили 97 (41,1 %) больных, которым проведён комплекс медикаментозного и физио-функционального лечения.

В дальнейшем у каждого больного, вошедшего в обучающую выборку, был произведен анализ на наличие того или иного фактора, перечисленного в таблице, и произведено их кодирование по следующему правилу. В том случае, если у пациента выявленный показатель соответствовал i интервалу в таблице градации признаков, то при кодировании он обозначался как 1. Во всех остальных градациях проставляли нули. Таким образом, кодирование признаков подчинялось правилу:

Zij(1 ≤ j ≤ k);

сh01.wmf.

Дальнейшая задача анализа исходных данных сводилась к тому, чтобы по совокупности имеющихся признаков решить, к какому классу относится данный пациент (1 класс – больные остеохондрозом шейного отдела позвоночника, которым в течение ближайших пяти лет потребуется хирургическое лечение, 2 класс – хирургическое вмешательство не потребуется).

С практических позиций процесс построения решающего правила сводился к следующему. Если принять исходные данные (таблица) в качестве координат вектора (вектор состояния пациента), то все находившиеся под наблюдением больные могут быть отображены в виде точек n-мерного пространства (величина n определяется количеством признаков в бинарной форме).

При этом задача распознавания необходимости оперативного вмешательства сводится к построению в n-мерном пространстве гиперплоскости таким образом, что все больные, которым потребуется оперативное вмешательство, будут находиться по одну ее сторону (рис. 3).

Пациенты, которым не потребуется оперативное лечение шейного остеохондроза, будут располагаться по другую сторону разделяющей гиперплоскости. Уравнение разделяющей гиперплоскости в этом случае принимает вид

сh02.wmf,

где n – число исходных признаков, хij – подстрочные коэффициенты.

Перечень показателей и факторов, их обозначений, использованных для разработки метода прогнозирования возникновения необходимости в хирургическом лечении остеохондроза шейного отдела позвоночника

Анализируемые показатели

Градации признаков

Обозначения

Возраст (лет)

 

х1

 

< 30

х1.1

 

30–50

х1.2

 

> 51

х1.3

Мужчины

 

х2

Женщины

 

х3

Умственный труд

 

х4

Физический труд

 

х5

Частые переохлаждения

 

х6

Психоэмоциональный стресс

 

х7

Наследственная отягощенность

 

х8

Заболевания органов дыхания

 

х9

Заболевания органов пищеварения

 

х10

Заболевания эндокринной системы

 

х11

Заболевания сердечно-сосудистой системы

 

х12

Заболевания мочевыделительной системы

 

х13

Количество признаков синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани

 

х14

< 2

< 2

х14.1

2–4

3–4

х14.2

4–6

5–6

х14.3

> 6

> 6

х14.5

Количество сниженных показателей качества жизни (ед)

 

х15

< 2

< 2

х15.1

3–5

3–5

х15.2

> 5

> 5

х15.3

Длительность остеохондроза (лет)

 

х16

 

< 3

х16.1

 

4–6

х16.2

 

> 6

х16.3

cheh3.wmf

Рис. 3. Информативность различных признаков в системе прогнозирования необходимости хирургического лечения остеохондроза шейного отдела позвоночника в ближайшие пять лет болезни

При обучении программы распознавания необходимости хирургического лечения остеохондроза шейного отдела позвоночника в течение ближайших пяти лет болезни показатель чувствительности задавался равным 95 %, при этом чувствительность составила 73,6 %. На рис. 3 при заданных показателях чувствительности и специфичности в условных единицах представлена информативность различных признаков для прогнозирования необходимости хирургического лечения остеохондроза шейного отдела позвоночника в ближайшие пять лет. Как следует из представленных данных, наибольшую информативность в предсказании необходимости хирургического лечения имела оценка выраженности синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани (810 усл. ед.), а наименьшую – половые признаки больного. Использование всех признаков, представленных на рисунке, обеспечивало надёжность прогнозирования со специфичностью 95 % и чувствительностью 73 %. Методом последовательного исключения переменных было установлено, что при использовании пяти первых показателей надежность системы прогнозирования с учетом чувствительности и специфичности составляет 85 %, что вполне пригодно для практического применения. Исключение из анализа двух информативных показателей снижает надежность прогнозирования до 62,4 %.

Заключение

При анализе динамики нарастания патологических изменений в шейном отделе позвоночника установлено, что вероятность перехода I стадии заболевания во II, III и IV не зависит от пола и возраста больного, вида трудовой деятельности, частых переохлаждений и стрессов.

В то же время, риск быстрого прогрессирования патологического процесса наблюдается у сельских жителей, ассоциирован с наследственной отягощенностью, наличием хронической соматической патологии и синдрома СНДСТ, низкими показателями «качества жизни». Полученные данные были положены в основу системы прогнозирования быстрого перехода I стадии заболевания во II и III в течение ближайших пяти лет болезни.

Суммируя полученные данные, можно сформулировать обобщенный медико-социальный портрет больного остеохондрозом шейного отдела позвоночника I стадии, у которого в ближайшие пять лет болезни с вероятностью > 70 % возникает необходимость в хирургическом лечении. Это пациент в возрасте до 50 лет с длительностью заболевания менее пяти лет, имеющий более четырех признаков синдрома недифференцированной дисплазии соединительной ткани, низкие показатели качества жизни и наследственную предрасположенность.

Рецензенты:

Щуковский В.В., д.м.н., профессор ГУЗ «Перинатальный центр», г. Саратов;

Слободской А.Б., д.м.н., заведующий отделением ортопедии, ГУЗ «Областная клиническая больница», г. Саратов.


Библиографическая ссылка

Чехонацкий А.А., Чехонацкий И.А., Выгодчикова Г.Ю., Ульянов В.Ю. ВОЗМОЖНОСТЬ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ СРОКОВ НЕОБХОДИМОСТИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ОСТЕОХОНДРОЗА ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1-5. – С. 1046-1051;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37514 (дата обращения: 23.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074