
Глава XII
Прогнозирование исходов перитонита
В исследовании предпринят поиск собственных альтернативных способов объективной оценки тяжести и прогнозирования у пациентов с распространенным перитонитом. При этом были приняты за основу два различных в математическом плане направления, в результате чего были разработаны новые способы оценки тяжести и прогноза у данной категории больных.
Таблица 12.1
Критерии индекса агрессии перитонита
Уровень агрессии |
Виды агрессии |
||||
Бактериальная АБ |
Химическая АХ |
Распространенность АР |
Срок АС |
Возраст АВ |
|
Наименьший (0 баллов) |
Асцит-перитонит Реактивный Мочевой |
Серозный экссудат |
Разлитой перитонит с умеренным (до 500 мл) количеством выпота |
До 6 часов |
До 20 лет |
Низкий (1 балл) |
Желудок Duodenum Тощая кишка Желчный пузырь Pancreas |
Слипчивый процесс Кровь Гной Кал Содержимое тонкой кишки Гнилостный выпот |
Разлитой перитонит с большим (более 500 мл) количеством выпота |
7 – 12 часов |
21 – 40 лет |
Средний (2 балла) |
Илеус Перфорация подвздошной кишки Гинекологический Гангренозный аппендицит Распространение местного гнойного процесса Нагноившаяся кровь |
Содержимое желудка, duodenum Моча |
Общий перитонит с умеренным (до 500 мл) количеством выпота |
13 – 24 часа |
41 – 60 лет |
Высокий (3 балла) |
Перфоративный аппендицит Перфорация толстой кишки Послеоперационный перитонит |
Желчь Ферментативный (панкреатический) выпот |
Общий перитонит с большим (более 500 мл) количеством выпота |
Более суток |
Старше 60 лет |
Весовой коэффициент (β) |
1,75 |
3,5 |
2,5 |
1,0 |
3,5 |
Для реализации первого направления был выбран принцип классификации групп признаков по особенностям течения перитонита и присвоения порядкового числового значения каждой группе в соответствии с выраженностью в ней патологического процесса. При этом в качестве группирующих признаков выступили клинические и интраоперационные наблюдения, количественно оценивающие тот или иной агрессивный компонент перитонита, обнаруженные при анализе историй болезни 171 больного с РП. Все они в различное время служили основой для разнообразных классификаций заболевания, но совместно при этом никогда не использовались. В ходе исследования выделена группа «бактериальной агрессии», значение балла в которой увеличивалось пропорционально снижению уровня поражения кишечной трубки, явившегося источником перитонита. Учитывая тот факт, что содержимое брюшной полости также оказывают прямое повреждающее действие на брюшину, признаки «химической агрессии» были выделены в отдельную группу аналогично первой. Третью группу составили данные о масштабах поражения брюшной полости. При этом учитывался разлитой и общий характер заболевания с умеренным (до 500 мл) и большим (свыше 500 мл) количеством выпота. Четвертым исходным признаком был срок заболевания (таблица 12.1).
Таким образом, были получены пять групп признаков, увеличение значения в каждой из которых отрицательно влияло на исходы заболевания. Данные факторы представляли собой, по сути, разнонаправленные векторы в многомерном исследуемом пространстве. При суммировании всех полученных пяти векторов агрессии складывалась интегральная характеристика заболевания, которую мы назвали «индексом агрессии перитонита» – ИАП. Однако, в связи с тем, что «удельный вклад» каждой группы в летальность при перитоните был априори неизвестен, простое суммирование баллов агрессии каждой группы являлось недостаточным. Для определения «веса» каждого из пяти факторов был проведен логистический регрессионный анализ, результирующим событием для которого стало наличие или отсутствие летального исхода. В результате было получено статистически достоверное уравнение регрессии, суммировавшее данные признаки с определенными весовыми коэффициентами (β). Величина каждого коэффициента соответствовала тому влиянию, которое оказывал изучаемый признак на исход заболевания (таблица 12.3):
ИАП = 1,75×АБ + 3,5×АХ + 2,5×АР + 1,0×АС + 3,5×АВ
В соответствии с полученными результатами, наибольшее влияние на исход перитонита оказывала группа признаков «химической агрессии» и возраст больного, за которыми находилась распространенность заболевания и группа «бактериальной агрессии». Срок перитонита, вопреки ожиданиям, оказывал наименьшее влияние на летальность при данном заболевании.
Другим результатом проведения логистического регрессионного анализа стала математическая модель, вычисляющая вероятность летальности при перитоните в зависимости от величины индекса агрессии. В соответствии с ней, вероятность летальности у больного с распространенным перитонитом вычислялась по формуле:
Logit = 0,35 × ИАП – 9, PR=℮logit /(1+℮logit);
где PR – вероятность летального исхода
С целью оценки возможностей разработанной модели, было проведено изучение ее дискриминационной и прогностической способности во всех исследованных случаях заболевания. При этом методика исследования была аналогична той, которая ранее применялась нами при оценке возможностей интегральных шкал APACHE II, SAPS II и др. В соответствии с ней, производилась процедура ROC-анализа и построение таблиц сопряженности наблюдаемой и прогнозируемой летальности с определением критерия согласия χ2.
В результате площадь под ROC-кривой ROCAREA = 0,844; оптимальная точка разделения Cut-off point = 20,2; чувствительность Sensitivity = 87,0%; специфичность Specifity = 72,1%; критерий Хосмера-Лемешоу C= 3,83; p = 0,799. Полученный в результате анализа той же базы данных индекс ИАП обладал более высокой дискриминационной способностью, чем изученные системы прогнозирования. Оптимальная точка разделения находилась на уровне 20 баллов. Данные параметры модели свидетельствовали о мощной дискриминационной способности разработанного метода, который не уступал в эффективности общепринятым интегральным шкалам, но, в отличие от них, не требовал сложных лабораторных тестов.
Таблица 12.2
Сопряженность частот наблюдаемых и ожидаемых
исходов в различных интервалах прогнозируемой летальности
Вероятность летальности |
Количество выживших |
Количество умерших |
||
Наблюдаемое |
Ожидаемое |
Наблюдаемое |
Ожидаемое |
|
0% – 3% |
39 |
40 |
1 |
1 |
3% – 10% |
37 |
38 |
4 |
3 |
10% – 30% |
35 |
34 |
9 |
8 |
30% – 100% |
30 |
20 |
16 |
26 |
ВСЕГО |
140 |
133 |
31 |
38 |
Для оценки прогностической способности индекса агрессии, была построена таблица сопряженности в нескольких интервалах прогнозируемой при помощи ИАП летальности (таблица 12.2). Значение критерия согласия χ2 при этом составило 5,08 (p = 0,166; df = 4). Таким образом, прогностическая способность индекса агрессии перитонита находилась на высоком уровне и превышала аналогичные показатели практически всех изученных интегральных шкал, за исключением MPM II.
Таким образом, разработанная шкала, используя в качестве исходных показателей только клинические и интраоперационные данные, обладала значительными возможностями по объективной оценке тяжести и прогнозированию течения перитонита. При оценке дискриминационной и прогностической способностей ИАП не только не уступал, но часто и превосходил наилучшие значения изученных интегральных шкал. Индекс агрессии перитонита - ИАП, являясь одним из способов объективизации и прогнозирования при перитоните, может быть успешно применен, как эффективный инструмент диагностики и прогноза течения РП.
Комбинация методов прогнозирования наиболее точно определяют тяжесть РП и его течение (рис.12.1). Широкое применение в клинической практике сдерживается довольно сложным математическим аппаратом формул. Одним из направлений оптимизации данных расчетов с одновременным полным сохранением клинической значимости является реализация алгоритмов оценки тяжести и прогнозирования в виде компьютерной программы, которая после ввода исходных данных может самостоятельно производить все вычисления и представлять итоговый уровень тяжести больного РП и вероятность летальности.
Рис. 12.1. Элементы комплексного прогнозирования при РП
В соответствии с изложенным, нами была разработана компьютерная программа «MEGASCORE», которая была способна весьма просто решать поставленные задачи. При этом программирование было осуществлено в среде Delphi 4, языком которого являлся Object Pascal. После компиляции программы она приняла вид Windows-приложения и была записана в качестве исполняемого файла «megascore.exe». В состав блоков программы вошли те критерии, которые по данным предыдущего исследования достоверно влияли на прогноз перитонита. При этом комплексный подход к прогнозированию заключался в применении различных в патогенетическом и методологическом плане критериев прогноза при данном заболевании (рис.12.2).
Так, в соответствии с проведенными исследованиями, в качестве предикторов были включены критерии синдрома системной воспалительной реакции и полиорганной дисфункции, наличие которых достоверно повышало вероятность летального исхода больных с перитонитом. Прогнозирование на основании клинических и интраоперационных данных осуществляли индекс агрессии перитонита и НСМ, которые дополнялись маннгеймским индексом перитонита. Уровень органной дисфункции и изменение параметров мониторинга пациента в послеоперационном периоде вместе с определяемым по этим данным прогнозом, оценивали интегральные шкалы LODS и MPM II.
Рис.12.2. Общий вид окон программы «Megascore»
Результатом работы программы были рассчитанные значения каждой шкалы в совокупности с величиной прогнозируемой летальности. При этом в соответствии с оптимальными точками разделения шкал, полученными в ходе исследования, программа относила больного к благоприятной или неблагоприятной прогностической группе. Полученные значения можно было сохранить в виде текстового файла, вывести на печать или редактировать в любом текстовом редакторе (рис.12.2).
Разработанная компьютерная программа позволяла достаточно быстро и легко получить объективную оценку состояния больного и «индивидуальный» прогноз в форме вероятности летальности по каждой из оценочных систем, которые, по нашим данным, имели наилучшие классификационные и прогностические свойства. Превышение хотя бы по одной шкале оптимальной пороговой точки классифицировало больного к неблагоприятной группе, что являлось показанием для проведения расширенного спектра лечебных мероприятий.
В соответствии с изложенным, метод комплексного прогнозирования с помощью разработанной компьютерной программы «Megascore» обладал рядом преимуществ перед изолированными способами объективизации состояния больного. В связи с этим, он может широко применяться в качестве вспомогательного диагностического теста, позволяющего осуществлять наиболее оптимальный выбор лечебной тактики у больных с распространенным перитонитом.
Нейросетевая модель перитонита
В качестве дополнительного направления в разработке альтернативных существующим средств объективной оценки тяжести и прогнозирования может быть выбрано математическое моделирование на основе алгоритмов искусственного интеллекта. Данное направление, получившее бурное развитие в последние годы, основано на имитации мозговой деятельности человека, результатом чего является процесс принятия решений на основе исходных данных. Особенностью этого подхода является возможность выявления закономерностей в сложной и запутанной информации, наличие которой весьма часто сопровождает медицинские исследования.
Для разработки математической модели перитонита мы использовали метод искусственных нейронных сетей (neural networks), который пока еще не получил широкого распространения в медицине. Суть метода заключается в математической имитации совокупности нейронов коры головного мозга, при которой каждый искусственный нейрон является простейшей моделью своего биологического аналога. На вход такого нейрона поступает некоторое множество сигналов (X1, X2,…Xn), которые являются выходом другого нейрона. Каждый вход умножается на соответствующий весовой коэффициент (W1, W2…Wn), аналогичный синаптической силе, и все произведения суммируются, определяя уровень активности нейрона (рис.12.3). Суммирующий блок, соответствующий телу биологического элемента, при складывании входов, создает сигнал, который преобразуется активационной функцией F в выходной сигнал нейрона. При этом активационная функция может иметь как линейную, так и более сложную форму, что более точно может моделировать передаточную характеристику биологического нейрона.
Рис. 12.3. Схема работы искусственного нейрона
Функционирование одного нейрона имеет ограниченную значимость – он выполняет сравнительно простую функцию, например, пороговую обработку входов. Однако при их объединении в сетевую структуру, соединенную с помощью перекрестных связей, возникает система искусственного интеллекта, способная моделировать работу коры головного мозга. При этом, по аналогии со строением мозговой коры, искусственная нейронная сеть состоит из нескольких слоев: входного (афферентного), воспринимающего исходные данные, выходного (эфферентного), суммирующего промежуточные значения в определенный выходной сигнал и нескольких (от 0 до бесконечности) «скрытых», промежуточных слоев нейронов, осуществляющих ассоциативную обработку информации. Каждый из нейронов одного слоя соединен с помощью перекрестной сети связей с нейронами соседних слоев (рис.12.4).
Создание оптимально функционирующей нейронной сети, способной адекватно решать поставленную задачу, делится на два основных этапа: настройка нейросети и проверка результатов работающей модели. Реализация первого этапа, в свою очередь, включает в себя два основных компонента:
Внешнее формирование, – при котором создается сеть из определенного количества слоев с различным числом нейронов в каждом из них, и матрица связей между ними. Критериями создания оптимальной модели здесь служат величина средней ошибки на выходе сети и относительный уровень распознавания (performance) исходных наблюдений в процентах.
Обучение нейросети – процесс подстройки входных весов ее нейронов с целью достижения требуемых выходных значений, соответствующих определенным множествам входов. При этом данный процесс циклично повторяется до тех пор, пока величина ошибки выходного значения не достигнет приемлемого уровня. Один такой цикл обучения нейронной сети называется эпохой. Количество эпох может быть от 1 до бесконечности, однако для обучения модели достаточно определенного количества циклов обучения, после чего величина ошибки не изменяется (наступает так называемое «насыщение модели»). Для получения более высокой достоверности при обучении модели может использоваться принцип «перекрестного экзамена» (или кросс-проверки). При этом вся выборка больных случайным образом делится на обучающее и тестовое множество, после чего результаты обучения проверяются на тестовой выборке. Уровень ошибки при анализе тестового множества и степень ее отличия от ошибки распознавания обучающего множества свидетельствуют о возможностях «обобщаемости» модели (т.е. о качестве ее применения в другом исходном множестве данных).
Рис. 12.4. Схема построения нейронной сети
Для разработки нейросетевой модели при перитоните, способной оценивать состояние больного и строить прогноз исхода заболевания, был использован программный эмулятор нейросетей Statistica Neural Networks 4.0, с помощью которого был реализован первый этап создания данной математической модели на основании клинических и интраоперационных данных 150 больных с распространенным перитонитом. При этом в качестве оптимальной структуры сети был выбран четырехслойный персептрон с девятью входными и одним выходным нейронами. В двух промежуточных слоях находилось 13 и 10 ассоциативных элементов модели (рис.12.5).
В качестве входных данных были использованы девять групп признаков: этиология перитонита, возраст больного, длительность заболевания, а также критерии поражения брюшной полости, которыми пользовались оперирующие хирурги при записи протоколов операции – распространенность поражения (разлитой, общий), количество (незначительное, до 500 мл, свыше 500 мл) и характер выпота (серозный, геморрагический, гнойный, пищевой, ихорозный и др.) степень дилатации тонкой кишки (нет, до 4 см, свыше 4 см), цвет кишечной стенки (обычный, гиперемия, синюшный, черный), наличие или отсутствие на тонкой кишке фибринозного налета. Зависимым (итоговым) признаком было наличие (1) или отсутствие (0) у больного летального исхода. При этом «традиционные» статистические методы, на основании столь большого количества анализируемых признаков, не позволили получить достаточно эффективную прогностическую модель. Использование искусственной нейронной сети являлось оптимальным способом решения данной задачи.
Рис. 12.5. Графическое изображение полученной нейронной сети
Алгоритмом обучения нейросети был метод обратного распространения ошибки (back propagation algorithm) с использованием кросс-проверки в течение 1000 эпох. В результате обучения воспроизводимость модели на обучающей выборке составила 99,9 %, на тестовой – 100 % (рис.12.6).
Рис. 12.6. График обучения нейронной сети
В дальнейшем, получив оптимальную структуру сети и матрицу связей, данная нейросеть была воссоздана в разработанной нами программе, использовавшей нейросетевой алгоритм фирмы BaseGroup Labs. Результатом этого стала возможность применять полученную нейросетевую модель в качестве программного модуля при определении тяжести и прогноза у больных с распространенным перитонитом.
Таблица 12.3
Сопряженность частот наблюдаемых и ожидаемых исходов при использовании НСМ у больных с распространенным перитонитом
Количество выживших |
Количество умерших |
χ2 (p), df = 1 |
||
Наблюдаемое |
Ожидаемое |
Наблюдаемое |
Ожидаемое |
|
126 |
125 |
24 |
25 |
0,25 (0,887) |
Следующим этапом исследования стала оценка дискриминационной и прогностической возможностей созданной нейросетевой модели (НСМ) в изучаемой группе больных (n = 150). Методика исследования при этом была аналогична той, которая до этого использовалась при оценке возможностей интегральных шкал и индекса агрессии перитонита (ROC-анализ и построение таблиц сопряженности частот наблюдаемых и ожидаемых исходов с определением критерия согласия χ2). Анализ наблюдаемых и ожидаемых частот летальных исходов при использовании разработанной нейросетевой модели у 150 больных с распространенным перитонитом показал хорошую прогностическую способность данного метода (таблица 12.3). Величина критерия согласия χ2 при этом составила 0,25, а пороговый уровень вероятности (p = 0,887) был на уровне прогностической способности шкалы MPM II.
По результатам ROC-анализа, дискриминационная способность нейросетевой модели также находилась на высоком уровне и превышала аналогичные показатели всех изученных ранее систем оценки, включая индекс агрессии перитонита (рис.12.7). Так, площадь под ROC-кривой у НСМ составила 0,972; чувствительность в оптимальной точке разделения – 96,1%, а специфичность – 99,2% (p критерия Хосмера-Лемешоу > 0,05). Пороговая точка среза (optimal cut-off point), показывающая оптимальное классификационное значение шкалы, составила при этом 0,5 (обозначена на графике пунктом «A»).
Площадь под ROC-кривой
ROCAREA = 0,972
Optimal Cut-off point = 0,5
Чувствительность 96,1 %
Специфичность 99,2 %
Критерий Хосмера-Лемешоу С=8,16; p=0,418
Рис.12.7. ROC - анализ нейросетевой модели
Разработанный комплекс диагностических и лечебных мероприятий позволил снизить частоту летальных исходов при распространённом перитоните в стадию полиорганных нарушений с 35,3% до 25%. Общий уровень летальности составил 18,1%. Таким образом, применение нейросетевого моделирования как одного из методов «искусственного интеллекта» позволило значительно расширить возможности объективизации и прогнозирования при распространенном перитоните. Полученные высокие показатели дискриминационной и прогностической способности разработанной модели, использовавшей в качестве исходных данных только клинические и интраоперационные наблюдения, свидетельствовали о большой перспективе применения НСМ у пациентов с перитонитом. В связи с этим, нейросетевое моделирование, как и индекс агрессии перитонита, может служить альтернативой «традиционным» интегральным шкалам при оценке тяжести состояния и прогнозировании у данного контингента больных.
Прогнозирование исходов распространённого перитонита
Поиск альтернативных методов прогнозирования привел к необходимости обоснования информативных систем оценки тяжести состояния и прогноза, учитывающего альтернативы хирургической тактики. С этой целью проанализировано лечение 560 пациентов с РП в ходе углублённого исследования, проведённого в клинике госпитальной хирургии ЯГМА. В ходе хирургического лечения применялись два принципиальных метода хирургического лечения: традиционный метод (ТМ), при котором выполнялась лапаротомия, а релапаротомия выполнялась «по требованию» (ТМПП) при прогрессировании перитонита (n=502); метод программированных санационных релапаротомий (ПР) (n=58), применялся в основном при интраоперационной диагностике распространённого гнойного перитонита. Для проведения клинического анализа пациенты разделены на следующие подгруппы: в первой группе (n=420) находились пациенты после традиционного хирургического лечения с неосложнённым послеоперационным течением; во второй группе – пациенты после традиционного хирургического лечения с последующим прогрессированием перитонита (n=82) (к пациентам второй группы мы применяли термин «прогрессирующий перитонит»), потребовавшим релапаротомии; в третьей группе – пациенты, которым первично избрана тактика программированной релапаротомии (n=58). Мужчин было 312 (55,7%); женщин было 248 (44,3%).
Для формирования подгрупп исследования использованы факторы: интраоперационная характеристика экссудата брюшной полости; профиль патологии брюшной полости (хирургия (n=485), гинекология (n=73)).
В связи с особым характером развития и течения заболеваний, обладающих особенностями, влияющим на хирургическую тактику, в генеральную группу исследования не вошли пациенты с мезентериальным тромбозом и инфарктом кишечника, онкологической патологией, панкреатитом. Данное исключение является, по нашему мнению, принципиально важным для определения основных закономерностей возникновения и прогрессирования воспаления брюшины [Knaus W.A.,1985; Фёдоров В.Д., 2000].
Первая группа (таблица 12.4) представляет собой совокупность пациентов после традиционного хирургического лечения (n=502). Прогрессирование перитонита в связи с различными причинами возникало в 82 случаев (16,3%). Разделение по виду экссудата в этой группе было следующим: распространённый гнойный перитонит (РГП) – 220; распространённый фибринозный перитонит (РФП) – 172; распространённый серозный перитонит (РСП) – 110 пациентов. Общая летальность в группе составила 16,5%; с разделением по виду экссудата: РГП – 32,3%; РФП – 4,1%; РСП – 4,6%. Релапаротомия в зависимости от вида экссудата выполнялась при РГП в 40,6%, при РФП – в 4,7%, при РСП не выполнялась.
Средний возраст пациентов составил 46,8 лет; средний возраст умерших в этой группе - 60,8 лет. Средний возраст пациентов с РГП – 49,4 лет (у умерших – 59,6); при РФП – 43,3 лет (у умерших – 63,4 года); при РСП – 47,1 лет (у умерших – 74,6 лет).
Таблица 12.4. Основные результаты лечения распространённого перитонита.
Показатель |
Гнойный |
Фибринозный |
Серозный |
Оперировано традиционным методом (ТМ) |
220 |
172 |
110 |
Летальность (%) при ТМ лечения |
32,3 |
4,1 |
4,6 |
Релапаротомия по требованию (%) (ТМПП) |
40,6 |
4,7 |
0 |
Средний возраст (ТМ) |
49,4 |
43,3 |
47,1 |
Оперировано методом ПР |
56 |
2 |
0 |
Летальность (%) при методе ПР |
26,8 |
0 |
- |
Средний возраст (ПР) |
39,9 |
38,5 |
- |
В группу исследования входят пациенты с хирургической и гинекологической патологией: основу её составили пациенты с острыми воспалительными заболеваниями органов брюшной полости, с перфорациями органов желудочно-кишечного тракта, с травмами органов брюшной полости, с кишечной непроходимостью (таблица 12.5).
Таблица 12.5. Причины перитонита в группах исследования
Диагноз |
ТМ |
CТМ; % |
ПСР |
Всего |
Острый аппендицит |
54 |
21;38,9% |
20 |
74 |
Перфоративная гастро-дуоденальная язва |
119 |
12; 10,1% |
11 |
130 |
Перфорация тонкой и толстой кишки |
10 |
0; 0% |
2 |
12 |
Кишечная непроходимость спаечная |
115 |
14; 12,2% |
2 |
117 |
Кишечная непроходимость другая |
19 |
5; 26,3% |
0 |
19 |
Острый холецистит |
9 |
3; 33,3% |
0 |
9 |
Травма органов брюшной полости |
60 |
14; 23,3% |
19 |
79 |
Тубо-овариальные абсцессы |
39 |
3; 7,7% |
1 |
40 |
Метроэндометрит и аднексит гнойный |
31 |
4; 12,9% |
0 |
31 |
Ущемлённая грыжа передней брюшной стенки |
25 |
3; 12,0% |
3 |
28 |
Абсцессы передней брюшной стенки и органов брюшной полости |
5 |
1; 20,0% |
0 |
5 |
Другая патология |
16 |
2; 12,5% |
0 |
16 |
Всего |
502 |
82; 16,3% |
58 |
560 |
Современные подходы к хирургическому лечению РГП предусматривают следующие этапы хирургического вмешательства: адекватная лапаротомия; ревизия брюшной полости с установлением диагноза, степени и характера деструктивных изменений органов брюшной полости; определение характера экссудата с забором материала для бактериологического исследования, удаление экссудата; устранение причины перитонита с удалением потенциально опасных нежизнеспособных тканей, фибринозно-гнойных наложений; декомпрессия тонкой кишки и энтеральный лаваж; перитонеальный лаваж растворами, применяемыми для внутривенного введения, удаление промывных ввод; адекватное дренирование брюшной полости, проверка установки интестинального зонда и наложение швов на переднюю брюшную стенку. Последовательность этапов и объём операции, как и способ декомпрессии тонкой кишки, в ряде случаев были изменены и индивидуализированы. Полноценный комплекс мероприятий, как первичный, в группе с традиционным лечением применялся в основном при тяжёлых глубоких повреждениях брюшины с длительными нарушениями функции кишечника (n=164; 32,7%); при РГП – 117 (60,3%). У остальной части пациентов такие интраоперационные мероприятия проводились ограниченно, либо не проводились. Причины отказа (невозможности проведения) от данного интраоперационного комплекса могут носить как субъективный, так и объективный характер (таблица 12.6). Относительным противопоказанием была декомпенсация хронической или острой дыхательной недостаточности.
Таблица 12.6. Причины отказа от интраоперационных мероприятий.
Объективные причины |
Субъективные причины |
Отсутствие показаний к применению метода (оценка свойств экссудата, внутрипросветное кишечное давление, толщина кишечной стенки и пр.) |
Отсутствие у хирурга навыков выполнения интубации тонкой кишки |
Выраженный спаечный процесс в верхнем этаже брюшной полости, прежде всего в области duodenum |
Интраоперационное возникновение тяжёлых осложнений интубации тонкой кишки (кровотечение) |
Особенности и аномалии верхних отделов желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей |
|
Декомпенсация хронической или острой дыхательной недостаточности |
|
Интестинальная декомпрессия, как наиболее сложный этап операции по поводу распространённого перитонита, требует квалификации хирурга, разностороннего подхода. В литературе можно найти различные аргументы в пользу тех или иных методов интестинальной декомпрессии [Ашрафов Р.А., 2001]. По нашему мнению, наиболее оптимальными для лечения РГП являются проксимальная назогастроинтестинальная интубация (ПНГИИ) и тотальная назогастроинтестинальная интубация (ТНГИИ), которая в группе с ТМ выполнялась в 274 случаях; при РГП – в 117; при РФП – в 92 случаях; при РСП – в 65 случаях. ПНГИИ выполнялась в 11 случаях; при РГП – в 1; при РФП – в 6; при РСП - в 4. В пяти случаях выполнена РИИ - ретроградная интестинальная интубация (через илеостому или цекостому); при РГП – в 3 случаях; при РФП – в 2 случаях. РИИ выполнялась при абсолютной необходимости декомпрессии тонкой кишки в случаях, когда были невозможны другие методы декомпрессии. В 74 случаях в качестве декомпрессии был использован постоянный желудочный зонд; в 56 случаях использовался непостоянный желудочный зонд. Как правило, метод интестинальной декомпрессии выполнялся в соответствии и интраоперационными находками. Показаниями к интестинальной декомпрессии были: увеличение внутрипросветного давления в тонкой кишке, способствующее формированию капиллярных стазов, тромбозов и ишемии кишечной стенки и проявляющееся увеличением диаметра кишки до 6 см и более; спаечная тонкокишечная непроходимость, приведшая в увеличению внутрипросветного давления и риску рецидива кишечной непроходимости; шов кишечной стенки, межкишечный анастомоз в условиях перитонита; выраженная воспалительная инфильтрация стенки кишки.
Основными причинами прогрессирования распространённого перитонита были: негерметичные швы полого органа; недостаточную оценку распространённости перитонита; недостаточную оценку степени санации брюшной полости; некачественную интраоперационную диагностику; ошибочную оценку состоятельности стенки полого органа; неэффективное дренирование (или его отсутствие); недостаточный гемостаз; травматичность манипуляций в брюшной полости; недооценка вирулентности микрофлоры и способов борьбы с ней; неадекватная профилактика развития инфекции; развитие спаечной кишечной непроходимости. Ведущим моментом в развитии спаечной непроходимости кишечника, по нашему мнению, является прогрессирование воспаления брюшины, приводящее к нарушению местного тканевого обмена с возникновением и накоплением экссудата, образованием фибринозных наложений с последующей трансформацией их в спайки брюшины.
В зависимости от интраоперационных действий релапаротомии могут быть разделены на шесть классов (таблица 12.7). После первой релапаротомии были оперированы дополнительно 25 пациентов: «по требованию» (n=12), ПСР (n=13). Программированные санационные релапаротомии проводились в этих случаях до 3 раз. Семи пациентам этапные санационные релапаротомии проводились после первой релапаротомии один раз, двум пациентам – два раза, двум – три раза. У части этих пациентов, также как у 12 пациентов, оперированных «по требованию», хирургическая тактика комбинировалась. Показаниями для релапаротомии «по требованию» (таблица 12.8) при ущемлённых грыжах (n=3) были несостоятельность анастомоза (n=1); некроз тонкой кишки (n=1); прогрессирование перитонита (n=1). При остром аппендиците (n=21) в 11 случаях релапаротомии выполнялись после аппендэктомии, выполненной через доступ в правой подвздошной области с дренированием брюшной полости. Показаниями к релапаротомии при остром аппендиците была несостоятельность швов слепой кишки и некроз тонкой кишки в зоне илеоцекального угла (n=4); прогрессирующий перитонит (n=15); прогрессирование перитонита с формированием абсцессов брюшной полости (n=2); прогрессирование перитонита, связанное со спаечной кишечной непроходимостью (n=1).
Таблица 12.7. Операции в группе с традиционным хирургическим лечением.
Типы операций |
ТМ |
Аппендэктомия, дренирование брюшной полости |
11 |
Лапаротомия, аднексэктомия |
37 |
Лапаротомия, аппендэктомия |
44 |
Лапаротомия, вскрытие и дренирование межкишечного абсцесса |
3 |
Лапаротомия, правосторонняя гемиколэктомия |
2 |
Лапаротомия, левосторонняя гемиколэктомия, трансверзостомия |
1 |
Лапаротомия, грыжесечение при ущемлённой бедренной грыже |
1 |
Лапаротомия, дренирование брюшной полости |
22 |
Лапаротомия, шов перфоративной гастродуоденальной язвы |
118 |
Лапаротомия, илеотрансверзоанастомоз |
2 |
Лапаротомия, ликвидация кишечной непроходимости, ущемления, устранение заворота |
11 |
Лапаротомия, энтеротомия, устранение обтурационной кишечной непроходимости |
2 |
Лапаротомия, люмботомия, нефрэктомия справа |
1 |
Лапаротомия, надвлагалищная ампутация матки (с придатками и без придатков) |
17 |
Лапаротомия, овариэктомия |
1 |
Лапаротомия, сальпингэктомия |
4 |
Лапаротомия, рассечение спаек |
93 |
Лапаротомия, висцеролиз с энтеро-энтеростомией, цекостомией, спленэктомия |
7 |
Лапаротомия, резекция желудка |
3 |
Лапаротомия, резекция большого сальника |
2 |
Лапаротомия, резекция дивертикула Меккеля |
1 |
Лапаротомия, резекция поперечно-ободочной кишки |
2 |
Лапаротомия, резекция сигмовидной кишки по Гартману |
3 |
Лапаротомия, резекция тонкой кишки |
37 |
Лапаротомия, резекция тонкой кишки в сочетании с обходным анастомозом, ЭЦС, резекцией других отделов кишечника, спленэктомией |
6 |
Лапаротомия, сигмостомия, трансверзостомия |
4 |
Лапаротомия, спленэктомия |
3 |
Лапаротомия, холецистэктомия |
10 |
Лапаротомия, холецистэктомия с энтеротомией и швом duodenum |
1 |
Лапаротомия, шов желудка |
1 |
Лапаротомия, шов мочевого пузыря, ЭЦС. |
7 |
Лапаротомия, шов печени |
5 |
Лапаротомия, шов отделов толстой кишки, прямой кишки |
10 |
Лапаротомия, шов тонкой кишки |
29 |
Лапаротомия, шов малого сальника |
1 |
Всего операций в группе с традиционным хирургическим лечением |
502 |
В случаях со спаечной кишечной непроходимостью поводом для релапаротомии были некроз тонкой кишки (n=4); несостоятельность энтеро-энтероанастомоза (n=4), рецидив спаечной кишечной непроходимости (n=3), прогрессирование перитонита (n=3); при остром холецистите - прогрессирование перитонита (n=3); при травмах брюшной полости – прогрессирование перитонита (n=6), спаечная кишечная непроходимость (n=1), несостоятельность энтеро-энтероанастомоза и швов тонкой кишки (n=4); послеоперационный некроз стенки кишки (n=3); при перфоративной гастро-дуоденальной язве – спаечная кишечная непроходимость (n=1), несостоятельность швов duodenum и гастро-энтероанастомоза (n=5), прогрессирование перитонита (n=3), прогрессирование перитонита в сочетании с перфорацией язвы другой локализации, кровотечением из гастро-дуоденальной язвы (n=3).
Таблица 12. 8. Релапаротомии в группе с традиционным
хирургическим лечением.
Типы операций |
n |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки, спаечного процесса и санацию отделов брюшной полости без применения интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа. |
13 |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки, спаечного процесса и санацию отделов брюшной полости с применением интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа. |
39 |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки и санацию отделов брюшной полости с применением интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа в сочетании с восстановлением кишечной стенки (шов, резекция, ререзекция отделов полого органа брюшной полости, обходной анастомоз) |
11 |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки и санацию отделов брюшной полости без применения интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа в сочетании с восстановлением кишечной стенки (шов, резекция, ререзекция отделов полого органа брюшной полости, обходной анастомоз) |
15 |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки и санацию отделов брюшной полости с первичным применением интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа в сочетании с ампутацией (экстирпацией) матки, аднексэктомией, спленэктомией. |
1 |
Операции, направленные на устранение дефектов передней брюшной стенки и санацию отделов брюшной полости без применения интубации кишечника, перитонеально-энтерального лаважа в сочетании с ампутацией (экстирпацией) матки, аднексэктомией, спленэктомией. |
3 |
Всего релапаротомий в группе с традиционным хирургическим лечением |
82 |
Различные формы лёгочных экстраабдоминальных послеоперационных осложнений (пневмония двусторонняя, очаговая, долевая; плеврит; эмпиема плевры) выявлены в 34 случаях (6,8%).
Для характеристики дооперационного периода был использован показатель дооперационного времени (догоспитальное время + дооперационное госпитальное время, ч), который проанализирован в зависимости от интраоперационной характеристики экссудата. В группе с ТМ хирургического лечения среднее дооперационное время (ДВ) составило 45,8±7,23 часов (таблица 12.9).
Таблица 12.9. Фактор дооперационного времени (ДВ) в группах исследования.
Показатель |
Гнойный |
Фибринозный |
Серозный |
ДВ в группе ТМ+ТМПП |
48,8±7,23 |
||
ДВ в группе ТМ+ТМПП+ |
61,7±12,46 |
37,0±11,48 |
27,7±9,45 |
ДВ в группе ПСР |
55,4±20,72 |
||
ДВ в группе ПСР+ |
55,8±21,37 |
44 |
|
Вторая группа исследования состояла из 58 пациентов, хирургическое лечение которых первично проводилось методом ПСР. Общая летальность в группе составила 25,9%. Средний возраст умерших (n=15) составил 49,9 лет. У 56 пациентов диагностирован распространённый гнойный перитонит, у 2 пациентов - тотальный фибринозный перитонит (таблица 12.4). Основными диагнозами были острый деструктивный аппендицит, травма органов брюшной полости, перфоративная гастро-дуоденальная язва, другая патология.
Основными принципами хирургического лечения в этой группе пациентов были адекватная лапаротомия, диагностика патологического процесса, устранение причины распространённого перитонита, декомпрессия тонкой кишки путём её интубации, перитонеальный лаваж, энтеральный лаваж, дренирование брюшной полости, установка показаний и сроков программированной санации брюшной полости. Программированная санационная релапаротомия выполнялась в течение 24-48 часов после первой операции и заключалась в повторном перитонеально-энтеральном лаваже, повторном дренировании. В качестве раствора для промывания брюшной полости использовался раствор NaCl 0,9% с температурой, близкой к нормальной температуре тела. В качестве способа интубации кишечника наиболее предпочтительным мы считали назо-интестинальную интубацию, как наименее инвазивный метод декомпрессии, имеющий мало ограничений, обеспечивающий правильный мониторинг функции кишечника и наиболее лёгкий для ухода. У восьми пациентов выполнено две ПСР; у четырёх пациентов после выполненной по плану ПСР последующие операции выполнялись «по требованию»; у трёх пациентов понадобилось выполнение трёх и более ПСР. Средний показатель дооперационного времени составил 55,4±20,72 часов.
Средний возраст в группе с ТМ составил 46,8±0,82 лет; в группе ПСР – 39,8±1,95.
Мужчин в группе с ТМ было 268 (53,4%), женщин – 234 (46,6%); в группе ПСР – соответственно 44 (75,9%) и 14 (24,1%).
Методы анализа полученных данных
Обследование пациентов проходило по схеме, предусматривающей анализ различных клинических и лабораторных тестов, всесторонне характеризующих состояние больных с распространенным перитонитом. При этом степень нарушения гомеостаза пациентов оценивалась по изменению параметров центральной гемодинамики, стандартных и биохимических лабораторных показателей, а также рассчитываемых, с целью большей визуализации данных, интегральных индексов. Комплексная оценка состояния больных определялась с помощью интегральных шкал APACHE II и МИП. На основании полученных данных проводилась статистическая обработка информации с использованием программного обеспечения. Получаемая в ходе исследования информация заносилась в базу данных, созданную при помощи программ Microsoft Excel 2003-2007. В качестве аппаратного обеспечения при этом использовался персональный компьютер с процессором INTEL Centrino Duo 1,66GHz и операционной системой Windows Vista Home Premium (Microsoft Corp, USA). Общая статистическая обработка данных заключалась в вычислении средней арифметической (mean, M), средней ошибки (Standart Error Means - SEM) и представлении данных в виде M [SEM]. Распределение изучаемых наблюдений при этом приближалось к нормальному распределению, ввиду чего для сравнения исследуемых признаков использовался параметрический t-критерий Стьюдента (independent t-test). Полученное значение сравнивается со стандартными уровнями значимости различий (р<0,05; 0,01; 0,001). В исследовании применён тест с двусторонней вероятностью; тип - двухвыборочный с неравными дисперсиями [Зайцев В.М., 2003].
Исследование гемодинамического профиля основывался на расчетных методах получения параметров центральной гемодинамики, что было связано с высокой ее лабильностью и стремлением минимизировать количество диагностических процедур. При этом определялись показатели систолического объема сердца (СОС), минутного объема сердца (МОС), общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС), среднего динамического давления (СДД) и среднего давления в легочной артерии (СДЛА), рассчитываемые по формулам Хикема, Старра и Пуазейля, исходными данными для которых служили частота сердечных сокращений (ЧСС), возраст больного (В), а также величина систолического (САД) и диастолического давления (ДАД), измеряемых аускультативным методом по Короткову. С целью интегральной оценки деятельности сердечно-сосудистой системы у больных с перитонитом рассчитывали распространенный в спортивной медицине коэффициент резистентности Кваса (КРК), увеличение которого свидетельствует о функциональном утомлении и снижении эффективности работы сердечно-сосудистой системы [Заболотских И.Б., 1998]. Данные методы пригодны для динамического исследования хирургических больных [Рыбачков В.В., 1987, Маевский С.В., 2005]. Все балльные оценки программированы для их автоматического определения.
В качестве примера приводим две прописи командной строки для определения балла APACHE II:
Частота сердечных сокращений (ЧСС; при синусовом ритме);
ƒ=ЕСЛИ(И($A2>0;D2>0;НЕ(D2=""));ЕСЛИ(ИЛИ(D2>=180;D2<40);4;ЕСЛИ(ИЛИ(D2>=140;D2<55);3;ЕСЛИ(ИЛИ(D2>=110;D2<70);2;ЕСЛИ(И(D2>69;D2<110);0))));" ").
Среднее артериальное давление (СрАД): ([САД]+[ДАД])/2;
ƒ=ЕСЛИ(И($A2>0;D2>0;НЕ(D2=""));ЕСЛИ(ИЛИ(D2>=160;D2<50);4;ЕСЛИ(И(D2>=130;D2<160);3;ЕСЛИ(ИЛИ(D2>=110;D2<70);2;ЕСЛИ(ИЛИ(D2>69;D2<110);0))));" ").
Индекс перитонита Маннхаймера (Мангеймский индекс перитонита (IPM)) [Linder M.M., 1987; Billing A., 1994; Ермолов А.С., 1996] определялся путём заведения в таблицы и суммирования составляющих индекса;
Расчёт параметров лейкоцитарной формулы (%): Юные (Юн); Миелоциты (МИЦ); Палочкоядерные нейтрофилы (ПЯН); Сегментоядерные нейтрофилы (СЯН); Лимфоциты (ЛФЦ); Моноциты (МНЦ) проводился унифицированным методом морфологического исследования форменных элементов крови с дифференцированным подсчётом лейкоцитарной формулы) [Меньшиков В.В., 1987]. Расчёт лейкоцитарного индекса интоксикации Я.Я.Кальф-Калифа и лейкоцитарного индекса интоксикации модифицированного [Меньшиков В.В., 1987; Савельев В.С., Гельфанд Б.Р., Филимонов М.И., 2006] проводился по оригинальной формуле авторов при норме – 1,5 условных единиц. Расчёт лимфоцитарного индекса (норма 2,5 условных единиц) [Гостищев В.К., 2002] и микро-макрофагального индекса (норма 17 условных единиц) [Мустафин Ж.Г., 1999] также проводилось по авторским схемам.
Определение статистических различий избранных критериев в различные сроки послеоперационного периода. Осуществлено при помощи F-теста (функция возвращает одностороннюю вероятность того, что дисперсии аргументов массив[1] и массив[2] различаются несущественно) и Т-Теста (функция возвращает одностороннюю или двустороннюю вероятность того, что среднее арифметическое числового массива 1 и массива 2 различаются несущественно). Полученное значение сравнивалось со стандартными уровнями значимости различий (р<0,05; 0,01; 0,001). В исследовании применён тест с двусторонней вероятностью; тип- двухвыборочный с неравными дисперсиями [Зайцев В.М., 2003].
Определение программными методами принадлежности к группе исследования пациентов с синдромом системной воспалительной реакции, полиорганной дисфункцией осуществлено в соответствии с критериями SIRS [Bone R.C., 1992]. Программными методами определялось наличие заданного числа симптомов SIRS, проводилась оценка и сопоставление параметров SIRS и их числа в различные сроки послеоперационного периода с другими критериями, их диагностическая и прогностическая ценность. Критериями для констатации полиорганной дисфункции считались: частота сердечных сокращений при синусовом ритме [ЧСС>110], частота дыхательных движений [ЧДД>24], среднее артериальное давление [САД<71 мм Hg], показатель шкалы комы Глазго – [GCS<11].
Рис.12.8. Принтскрин программы Medcalc.
Сформированы группы с разделением по количеству диагностированных критериев:
Группа SPOD no - отсутствие вышеперечисленных симптомов,
Группа SPOD mono - наличие одного из вышеперечисленных симптомов,
Группа SPOD di - наличие двух симптомов,
Группа SPOD poly - наличие трёх или четырёх симптомов.
Другие важные симптомы - гепаторенальный синдром, диурез, уровень креатинина, лейкоцитоз и пр. в этой части исследования не применены.
Для оценки возможностей прогностической системы рассматриваются две основные характеристики, оценивающие эффективность модели в целом: дискриминационная способность – оценка эффективности шкалы в классификации больных; прогностическая способность – характеристика, определяющая, насколько прогнозируемая летальность соответствует реальной. Прогностическую способность критерия определяли с помощью критерия согласия (сопряжённости) χ2 Пирсона (в зарубежной литературе – Pearson Chi square goodness-of-fit test) со степенью свободы (df) 1 и более. После формулировки нулевой гипотезы, которая утверждает об отсутствии связи между исследуемыми явлениями, сравнивались показатели ожидаемой (полученной в результате преобразований) и наблюдаемой летальности. С учётом пороговых уровней вероятности p [0,05], [0,01], [0,001], путём табличного и компьютерного определения значения p изучалась вероятность исключения нулевой гипотезы, то есть подтверждения прогностических свойств критерия, представленного в виде шкалы. На основе критерия согласия χ2 Пирсона определяются критерий сопряжённости С и критерий Чупрова. Значение этих критериев варьирует от 0 до 1 и имеет те же ограничения, что и критерий χ2 Пирсона. Зависимость бинарного зависимого признака от диагностического теста определяется превышением значения этих критериев 0,5 [Гланц С., 1998; Боровиков В.П., 2003; Зайцев В.М., 2003].
Дискриминационная возможность шкалы даёт основание для применения исследуемого критерия как маркера благоприятного (или неблагоприятного) исхода. Для определения дискриминационных свойств шкалы критерия нами применялся Receiver Operating Characteristic (ROC) Analysis [Hanley J.A., 1982], который является наиболее распространенным в мире способом определения диагностической мощности теста и сравнительного анализа моделей. Критерием качества при этом служила площадь под RОC-кривой (ROCAREA UNDER CURVE (AUC)) на полученном графике, которая находилась в диапазоне от 0,5 до 1 (значение 0,5 свидетельствует об отсутствии дискриминационных свойств модели, 1 – об «идеальной» дискриминации). В литературе иногда приводится следующая экспертная шкала для значений AUC, по которой можно судить о качестве модели: [http://www.basegroup.ru].
Дополнительно определялись оптимальная пороговая точка разделения (optimal cut-off point), средние показатели чувствительности (sensitivity) и специфичности (specifity) каждого метода. Исследование дискриминационной ценности диагностических критериев и их совокупностей в отношении исхода лечения и прогрессирования перитонита методом Receiver Operating Characteristic Analysis [Hanley J.A., 1982].
Основой Receiver Operating Characteristic Analysis является определение чувствительности и специфичности каждого значения диагностической шкалы в отношении альтернатив исхода заболевания, после чего строится график зависимости чувствительности метода от ложной специфичности (1 – специфичность). Для определения показателей чувствительности и специфичности, в зависимости от выбранной пороговой точки среза и полученного таким образом «положительного» или «отрицательного» значения изучаемой шкалы, вся выборка больных разбивается на 4 группы:
A – истинноположительная группа (положительное значение шкалы соответствует положительному исходу);
B – ложноположительная группа (положительное значение шкалы соответствует отрицательному исходу);
C – ложноотрицательная группа (отрицательное значение шкалы соответствует положительному исходу);
D – истинноотрицательная группа (отрицательное значение шкалы соответствует отрицательному исходу).
Чувствительность (sensitivity) и специфичность (specifity) определяются по формулам:
Sensitivity = A/(A+B); Specifity = D/(C+D).
ROC-анализ тесно связан с бинарной логистической регрессией и применяется для оценки качества моделей: позволяет выбрать аналитику модель с наилучшей прогностической силой, проанализировать чувствительность и специфичность моделей, подобрать порог отсечения. Оптимальной пороговой точкой (optimal cut-off point) является такое значение шкалы, в котором ее классификационные возможности по разделению больных на «положительную» и «отрицательную» группу максимальны, а количество ложных положительных и отрицательных значений (т.е. B + C) – минимально. При построении ROC-кривой (ROC-curve) оптимальному пороговому значению шкалы соответствует наибольшая крутизна изгиба полученного графика, где наблюдаются максимальные уровни показателей чувствительности и специфичности. После определения пороговых точек и построения ROC-кривой появляется возможность определения площади под графиком (ROCAREA UNDER CURVE (AUC)), которая является интегральным показателем, оценивающим прогностические свойства избранной шкалы. Диапазон получаемых значений ROCAUC находится в пределах от 0,5 до 1, причем первое значение отражает отсутствие классификационных свойств применяемой шкалы, а 1 – свидетельствует о «идеальной» дискриминации. Приближение значения ROCAUC к 1,0 соответствует более значимым классификационным свойствам применяемой шкалы.
Для осуществления представленной процедуры ROC-анализа, а также определения показателей чувствительности и специфичности в оптимальной пороговой точке нами был использован оригинальный алгоритм аналогичный статистическим приёмам, заложенным в программе StatsDirect 5.0. Это позволило автоматически оценить предикторные свойства критериев тяжести состояния пациентов и их совокупностей.
В настоящем исследовании дискриминационная способность определялась в отношении одиночных критериев, в отношении групп критериев, в отношении межгрупповых комбинаций критериев. Последние два раздела основаны на определении внутригрупповых и межгрупповых дискриминационных максимумов при условии придания каждому критерию веса в одну единицу. Таким способом определялись совокупности критериев, обладающих наибольшей дискриминационной мощностью в отношении исходов или хирургических осложнений, возникших в послеоперационном периоде. Исследование проведено в обеих группах исследования на дооперационном этапе и в течение шести хирургических суток. Для статистического анализа были применены: оригинальная программа, созданная средствами Microsoft Excel 2003-07 и прикладная программа Medcalc (рис.12.8) [www.medcalc.be], в которой совмещены возможности проведения ROC-analysis, логистической регрессии, определения непараметрического критерия χ2 (НП χ2) и p-критерия для определения его статистической достоверности.
Определение сравнительной эффективности альтернативных методов хирургического лечения на основе метода «выскакивающей» варианты - Z-тестирования диагностических критериев [Зайцев В.М., 2003]. Метод «выскакивающей» варианты применяется для определения вероятности принадлежности тестируемой варианты к совокупность имеющихся вариант. В нашем исследовании с помощью данной функции определяется вероятность принадлежности тестируемой варианты – балла шкалы APACHE II (других шкал) к совокупности вариант, характеризующих группу исследования по заданным критериям. Например: решается вопрос, попадёт ли тестируемая варианта в совокупность вариант, отражающих балл шкалы в подгруппе с традиционным хирургическим лечением, гнойным перитонитом, умерших. При сравнении полученных данных, относящихся к разным методам лечебного воздействия, можно делать заключение о преимуществе альтернативных методов лечения. Учитывая, что понятие вероятность стремится к 0, возможно проведение цензурирования – инструмента, отсекающего бесконечно малые величины вероятности, не имеющие информационного значения. В исследовании применялось цензурирование 0,05 (5%). В соответствии с литературными данными, в ходе выполнения функции возможно программирование определения двустороннего P-значения Z-теста для имеющегося множества данных при гипотетическом математическом ожидании.
Этапы проведения Z-теста:
Создание базы данных.
Создание шкалы с максимальным дискриминационным максимумом.
Определение совокупности значений шкалы в летальной подгруппе при ТМ-методе.
Определение совокупности значений шкалы в витальной подгруппе при ТМ-методе.
Определение совокупности значений шкалы в летальной подгруппе при ПР-методе.
Определение совокупности значений шкалы в витальной подгруппе при ПР-методе.
Определение вероятности попадания тестируемых вариант в каждую из этих совокупностей.
Сравнение полученных результатов путём двойного вычитания (положительные значения останутся при тех значениях шкалы, при которых выбор альтернативного метода, в данном случае – ПР, наиболее предпочтителен).
Цензурирование полученных результатов (учитывая, что функция вероятности стремится к 0, для большей информативности отсечены результаты, составляющие менее 5% от максимума).
С целью определения прогноза исходов и послеоперационных осложнений применена логистическая регрессия (logistic regression). Метод логистического регрессионного анализа представляет собой построение прямой (или кривой – при нелинейном шкалировании) в многомерном пространстве, направление которой больше всего соответствует выявленной закономерности [Зайцев В.М., 2003].
При этом степень достоверности выявленной зависимости оценивается при помощи F-критерия Фишера, имеющего определенный пороговый уровень вероятности (p), аналогичный данному показателю у t-критерия Стьюдента. Величина p, меньшая принятого уровня достоверности, свидетельствует о статистически правомочном применении полученной регрессионной модели для описания исходных и итоговых данных. Уравнение данной прямой, в общем случае регрессионного анализа, имеет следующий вид:
Y = K0+K1×X1+K2×X2+…..+Kn×Xn; где X1, X2, Xn – анализируемые количественные признаки (независимые переменные); Y – итоговое значение функции (зависимая переменная); K1, K2, Kn – «весовые» коэффициенты, отражающие уровень влияния того или иного признака на итоговое значение функции; K0 – константа. Для преобразования зависимой переменной Y в данном регрессионном уравнении в вероятность наступления какого-либо события, применяется, так называемая, логит-модификация (преобразование), суть которой заключается в представлении Y, как натурального логарифма отношения вероятностей наличия или отсутствия данного исхода:
Y = ln(P/(1-P)); где Y-зависимая переменная; P-вероятность наступления события. После преобразования регрессионное уравнение принимает вид:
ln(P/(1-P))= K0+K1×X1+K2×X2+…..+Kn×Xn; или
(P/(1-P))= ℮K0+K1×X1+K2×X2+…..+Kn×Xn; или
P=℮ K0+K1×X1+K2×X2+…..+Kn×Xn /(1+℮ K0+K1×X1+K2×X2+…..+Kn×Xn),
Представленный метод множественной логистической регрессии был реализован с использованием статистического пакета Medcalc. Общее «качество» полученной модели при этом оценивалось этой программой классификационной матрицы. При анализе матрицы модели рассчитывалась доля указанных верно прогнозов.
Простейшими критериями, влияющими на результаты лечения распространённого перитонита являются неизменные критерии: возраст пациента, вид экссудата, время развития заболевания. Ограниченные возможности имеются для оценки индекса сопутствующей патологии (соответствует составляющей шкалы APACHE II). Данные параметры являются неизменными в течение всего времени лечения и оцениваются только на дооперационном этапе исследования. Важным элементом для выбора параметров и симптомов РП, предназначенных для исследования оценивалась их потенциальная информативность, доступность определения и простота интерпретации. Наиболее подходящими одиночными критериями оказались симптомы, характеризующие сердечно-сосудистую систему, среди которых частота сердечных сокращений [ЧСС], систолическое артериальное давление [САД], диастолическое артериальное давление [ДАД], среднее артериальное давление [СрАД]. С целью более глубокого изучения функции сердечно-сосудистой системы рассчитаны параметры центральной гемодинамики: систолический объем сердца [СОС], минутный объем сердца [МОС], общее периферическое сопротивление сосудов [ОПСС], среднее динамическое давление [СДД] и среднее давление в легочной артерии [СДЛА], рассчитываемые по формулам Хикема, Старра и Пуазейля, исходными данными для которых служили ЧСС, возраст больного, а также величина САД и ДАД, измеряемых аускультативным методом по Короткову. Представляет интерес коэффициент выносливости Кваса, широко распространенный в спортивной и космической медицине. Увеличение коэффициента Кваса, свидетельствующий о функциональном утомлении и снижении эффективности работы сердечно-сосудистой системы [Заболотских И.Б., 1998]. Возможность эффективного использования этих параметров для мониторинга состояния хирургических больных подтверждена в работах В.Ф.Медведева (1975), А.Б.Граменицкого (1983), В.В.Рыбачкова (1987), С.В.Маевского (2005).
Одиночными параметрами, характеризующими влияние интоксикации на макроорганизм и пригодными для исследования явились: частота дыхательных движений, гематокрит, креатинин плазмы крови, калий плазмы крови, натрий плазмы крови, ректальная температура, оксигенация периферической крови - сатурация (SpO2).
В качестве одиночных параметров определены составляющие лейкоцитарной формулы, абсолютное число популяций лейкоцитов: эозинофилы, миелоциты, юные клетки, палочкоядерные нейтрофилы, сегментоядерные нейтрофилы, лимфоциты, моноциты. Определены индексы, составленные на основе одиночных параметров: лейкоцитарный индекс интоксикации, лейкоцитарный индекс интоксикации модифицированный, лимфоцитарный индекс, микро-макрофагальный индекс.
Наиболее интересными для анализа являются критерии, созданные на основе совокупности симптомов: балл шкалы комы Glasgow, балл шкалы оценки тяжести состояния (ОТС), число симптомов SIRS, число симптомов SPOD (определяется в соответствии с известными классификациями или произвольно), Mannheimer peritonitis index.
Первый этап статистического анализа – получение основных данных в динамике, сравнение исследуемых критериев в группах и подгруппах исследования; второй этап – определение прогностических и дискриминационных свойств статистическими методами; выявление конкретных методов прогнозирования исходов лечения и развития прогрессирующего перитонита; аргументированный выбор хирургической тактики на основе периоперационных данных исследования.
Основные результаты прогнозирования
Основным результатом исследования явилась сравнительная характеристика летальности в группах исследования. При гнойном РП релапаротомия выполнялась в 40,6%; при фибринозном РП – 4,7%; при серозном РП – 0%. Общая летальность в группе составила 16,53%. При гнойном РП – 32,3%. В группе пациентов, которым применён альтернативный метод лечения – программированная релапаротомия, обследовано 58 пациентов; только у двух из них был диагностирован тотальный фибринозный перитонит, потребовавший плановой повторной санации брюшной полости. Основными показаниями к переходу на альтернативную тактику был гнойный РП с высокой степенью бактериальной агрессии, связанной с распространённостью воспаления брюшины и симптомами интоксикации. Летальность составила 25,86%. Дооперационный SIRS-синдром диагностирован у 50 (86,2%) пациентов.
Обработка данных позволяет раскрыть прогностические и дискриминационные свойства критериев новыми статистическими методами. Неизменные параметры характеризуют базисные различия в изучаемых группах и подгруппах исследования, возможности сопоставления результатов лечения без учёта данного критерия. Полученные данные свидетельствуют о достоверных различиях среднего возраста в основных группах сравнения (ТМ 46,8; SEM [0,82] и ПР 39,8; SEM [1,95]; t=0,002 ), как в генеральных совокупностях, так и при гнойном экссудате (ТМ 49,4; SEM [1,26] и ПР 39,8; SEM [2,01]; t=0,002): что объясняется субъективным отбором пациентов для выполнения ПР. Внутригрупповых различий в соответствии с видом экссудата в ТМ-группе не установлено. При традиционном хирургическом лечении достоверных различий возраста в подгруппах, сформированных в зависимости от констатации прогрессирования РП, не выявлено (t=0,250). При сравнении подгрупп, разделённых по варианту исходов, как в ТМ-группе (t=0,000), так и в ПР-группе (t=0,006) отмечены достоверные различия среднего возраста. На основании полученных результатов можно предположить статистически значимое влияние возраста на исход заболевания в обеих группах исследования. Дискриминационные свойства шкалы [возраста пациента] в отношении исхода лечения в ТМ-группе оценивались по площади под ROC-кривой и составили 0,754 при SEAREA 0,03 (рис.12.9,12.10), что является достоверно хорошим результатом и включает [возраст пациента] в число наиболее информативных предикторов. В отношении прогрессирования перитонита дискриминационные свойства шкалы достоверно отсутствуют (ROCAUC 0,500; SEAREA 0,03).
Рис.12.9. Критерий - [Возраст]. Зависимый параметр – [Исход лечения].
ROC-Curve. ТМ+ПР-группа. ROCAUC 0,741; SEAREA 0,03.
Рис.12.10. Критерий - [Возраст]. Зависимый параметр – [Исход лечения].
ROC-Curve. ТМ-группа ROCAUC 0,754; SEAREA 0,03.
Прогностические возможности [возраста пациента] в ТМ-группе в отношении исхода, определённые при помощи критерия χ2 (75,7; p=0,000), критерия сопряженности Пирсона (0,96), критерия Чупрова (0,76) оценены как высокие. Дискриминационные свойства возрастной шкалы присутствуют в ТМ-группе при гнойном экссудате (ROCAUC 0,733; SEAREA 0,04); фибринозном экссудате (ROCAUC 0,801; SEAREA 0,10), серозном экссудате (ROCAUC 0,916; SEAREA 0,09), однако, высокий уровень значимости полученных результатов достигнут только при гнойном экссудате. Прогностические свойства в отношении исхода лечения при всех видах экссудата высокие. Отмечены высокие дискриминационные свойства шкалы возраста в ПР-группе (ROCAUC 0,731; SEAREA 0,08) в отношении исходов, но при низком уровне значимости результатов. Хорошие прогностические характеристики в отношении исходов доказываются только критерием сопряжённости Пирсона (0,90). Примером реализации метода ROC-analysis служит построение ROC-curve, площадь по которой отражает степень дискриминационной способности исследуемой шкалы.
Рис.12.11. Критерий - [Экссудат]. Зависимый параметр – [Исход лечения].
ROC-Curve. ТМ-группа. ROCAUC 0,749; SEAREA 0,03.
Рис.12.12. Критерий - [Экссудат].
Зависимый параметр – [Прогрессирование перитонита].
ROC-Curve. ТМ-группа ROCAUC 0,790; SEAREA 0,03.
Критерий [возраст пациента] в генеральных ТМ- и ПР- совокупностях обладает не самыми высокими прогностическими и дискриминационным свойствами и может быть ограниченно использован для определения вероятности летального исхода, как одиночный предиктор, так и в качестве составляющей совокупности предикторов. Интересным является доказательство влияния характера перитонеального экссудата на исход лечения перитонита. Очевидные выводы подкрепляются новыми статистическими методами. Как постоянный критерий, определяющий исход лечения, фактор [перитонеального экссудата] (рис.12.11,12.12) понятен и известен со времени создания первых классификаций перитонита, основанных на стадийности развития воспаления брюшины [В.Я.Шлапоберский, 1958; К.С.Симонян, 1971; Б.Д.Савчук, 1979; В.Д.Фёдоров, 1974; М.И.Кузин, 1978].
Предполагаемая градация видов экссудата по стадиям развития воспаления, возможная только в ТМ-группе, взята в основу ранжирования для проведения Receiver Operating Characteristic Analysis.
Рис.12.13. Критерий - [Время развития перитонита].
Зависимый параметр – [Исход лечения]. ТМ-группа.
ROCAUC 0,650; SEAREA 0,03.
Рис.12.14. Критерий - [Время развития перитонита].
Зависимый параметр – [Исход лечения]. ПР-группа.
ROCAUC 0,585; SEAREA 0,09.
Рис.12.15. Критерии – таблица 4 прил. ПР-группа.
Зависимый параметр – [исход лечения].
Дооперационное обследование. (ROCAUC 0,944; SEAREA 0,010).
Рис.12.16. Критерии – таблица 5 прил. ПР-группа.
Зависимый параметр – [исход лечения].
Первые хирургические сутки. (ROCAUC 0,822; SEAREA 0,027).
Полученные данные отражают достаточно высокие дискриминационные свойства параметра [перитонеальный экссудат] при традиционном методе лечения в отношении исхода лечения и прогрессирования перитонита (рис.12.11,12.12) при высоком уровне значимости полученных результатов и незначительной калибровке кривой.
Таким же образом протестирован критерий [время заболевания]. Данный параметр анализируется в соответствии с субъективными данными анамнеза заболевания. В ТМ-группе среднее время развития заболевания составило 45,8ч SEM [2,8]; в ПР-группе – 55,4ч [8,0]. Достоверных различий этого критерия между генеральными совокупностями не отмечено (t=0,263).
Учитывая объём исследования, достоверные различия среднего времени развития болезни отмечены только между ТМ-подгруппами с летальным и витальным исходами (t=0,004), что отражает прогностические свойства критерия в отношении исхода. Имеется выраженная корреляция между временем развития РП и стадийностью воспаления брюшины, отражённой в соответствии с известными классификациями экссудата. Дискриминационные свойства шкалы выражены слабо, что, конечно, находится в обратной зависимости от качества лечения при самых тяжёлых формах заболевания (рис.12.13,12.14).
Данные ROC-analysis и значения χ2 имеются в ряде представленных специальных сводных таблиц (таблицы 1-3 прил.).
Избранные для исследования критерии полиорганной дисфункции не всегда являются определяющими в оценке состояния пациентов. Поиск наиболее информативной комбинации симптомов, обладающих наибольшим дискриминирующим потенциалом – одна из составляющих исследовательской работы. Для проведения тестирования программными средствами проведено тестирование комбинаций критериев по заданным промежуткам их значений. Базисный набор значений включает показатели, отражающие норму (таблица 12.10), описанную в литературных источниках. Принадлежность к программированному, выходящему за рамки описанной нормы, интервалу параметра оценивается как «1»; остальные как «0». Сумма баллов является параметром, в отношении которого определяется дискриминационная возможность. Так проводится поиск составляющих шкалы с весовой ценностью одного критерия равной «1». В качестве тестируемой подгруппы избрана ТМ-подгруппа с гнойным РП.
Следующим этапом исследования было определение межгрупповых дискриминационных максимумов, т.е. набора критериев в данный момент времени, при отклонении от нормы которых, маркируемое как «1» составляет шкалу, имеющую наибольшую дискриминационную силу в отношении исходов и прогрессирования перитонита. Опуская рутинную работу и промежуточные выводы, представляем межгрупповые дискриминационные максимумы в ТМ и ПР-группах.
Особое внимание уделено максимальным достоверным значениям ROCAUC и значениям, превышающим ROCAUC 0,8. Дискриминационные свойства шкалы при достоверном ROCAUC >0,899 обозначались очень высокими, при достоверном ROCAUC >0,749 обозначались высокими. Для подтверждения итогов исследования была использована demo-версия программы MedCalc, в ходе работы с которой проверялись основные результаты.
Были определены основные этапы статистической обработки и этапов прогнозирования. Правильное понимание разграничения этих понятий обеспечивает разработку правильного алгоритма действий при принятии клинических решений. На первом этапе статистического анализа проведен сбор данных и представление их в динамике послеоперационного периода, проведено программирование, позволившее в автоматическом режиме выбирать критерии для работы с базой данных. Применение для сравнения групп и подгрупп исследования t-критерия Стьюдента было дополнено изучением дискриминационных и прогностических свойств по различным направлениям исследования.
Этапы прогнозирования тесно взаимосвязаны с алгоритмом принятия клинических решений. Дооперационный этап затрагивает всю (генеральную) совокупность пациентов, оперированных по поводу РП. На этом этапе не известен вид экссудата, не известны другие характеристики повреждения систем органов. Имеющийся диагностический материал относится ко всей когорте пациентов без какой-либо дифференцировки по хирургической тактике. На этом этапе одиночные диагностические параметры отражают общебиологические закономерности возникновения и прогрессирования болезни, которые по нашему предположению влияют на конечный исход лечения независимо от предпринятых в дальнейшем лечебных мероприятий. Поэтому, на данном этапе, задачами прогнозирования, проведённого по любой конкретной методике, является определение наиболее значимых для прогноза параметров с целью воздействия на них на дооперационном этапе - при подготовке к операции. В клинической практике появление негативных симптомов должно мотивировать медицинский персонал на проведение качественной предоперационной подготовки, тщательный выбор методов обезболивания и, в конечном счёте, проведение адекватного по объёму оперативного вмешательства. Индивидуальный прогноз с определением вероятности летального исхода в этих случаях не является клинико-сатистической задачей, поскольку не учитывает основных факторов, влияющих на качество прогностической модели: вид экссудата и избранную хирургическую тактику. Определение совокупности предикторов, оптимально определяющей прогноз возможно. Применение качественной прогностической модели для расчёта вероятности летального исхода дифференцирует мотивацию применения альтернативных (более эффективных) протоколов лечения в случаях, когда прогнозируемая летальность превышает средние цифры наблюдаемой летальности при РП.
Рис.12.17. Сравнение летальности (%), в ТМ- и ПР-группах исследования
п
ри
гнойном РП
В интервале балла шкалы ОТС [11-14] наблюдается преимущество ПР-метода
Интраоперационный этап прогнозирования можно считать основным, поскольку основные клинические проблемы решаются именно в этот период. На момент проведения операции известны и могут быть использованы все предшествующие результаты обследования. Верификация вида экссудата приводит к сужению прогностических задач, определению наиболее важных направлений прогнозирования, среди которых – прогноз исходов и осложнений при гнойном РП. Методика анализа, разумеется, предусматривает возможность изучения прогноза при любом виде экссудата, однако, важным элементом клинического прогнозирования является концентрация усилий на наиболее проблемных направлениях. Для определения прогностической модели в этой подгруппе выделяется когорта пациентов с гнойным РП. Определяются классификационные характеристики прогностической модели и возможности её применения. При помощи неё проводится сравнение прогнозированной и наблюдаемой летальности с целью коррекции лечебных мероприятий. Учитывая, что принципы проведения первой операции при гнойном РП практически идентичны при всех тактических вариантах, окончательное определение объёмов и кратности хирургического пособия может проводиться в течение 1-2 послеоперационных суток. На этом этапе прогнозирования возможна дифференцировка хирургической тактики при помощи балла шкалы ОТС. Для этого применяется сравнение наблюдаемой летальности в ПР- и ТМ-группах исследования, стратифицированной по баллу шкалы оценки тяжести состояния или собственной шкалы предикторов.
После определения составных частей совокупности предикторов, наиболее полно дискриминирующей исход лечения, определяются баллы шкалы для каждого случая с РГП. В дальнейшем путём регрессионного анализа определяются параметры уравнения, описывающего зависимость балла шкалы и вариантов исхода отдельно в ТМ- и ПР-группах. При выявлении высокой степени дискриминации исходов эти модели могут быть применены для индивидуального прогноза в соответствующих группах. Однако, совокупность предикторов, наиболее точно описывающая прогноз исходов РГП до выбора метода хирургического лечения может отличаться от набора предикторов, предназначенных для прогнозирования отдельно в ТМ- и ПР-группах. В тех случаях, когда подобранная совокупность обладает лучшим качеством прогнозирования в ТМ- или ПР-группе, чем совокупность, определённая для прогнозирования при РГП в целом, она более пригодна для индивидуального прогноза в соответствующей (ТМ- или ПР-) группе. Существует вероятность того, что доказать преимущества ТМ- или ПР-модели не удаётся. В этих случаях индивидуальный прогноз и дифференцировка хирургической тактики должна проводиться при помощи общей для РГП модели.
Рис.12.18. Сравнение летальности (%), (результаты Z-тестирования)
В интервале балла шкалы ОТС [11-14] наблюдается преимущество ПР-метода
После определения прогноза при помощи ТМ- и ПР-модели предполагается возникновение необходимости подтверждения избранных тактических вариантов. Оно может быть осуществлено путём определения динамики вероятности летального исхода в первые 24-48 часов, то есть до первой программированной релапаротомии. По аналогии с предыдущими этапами, на основании диагностики первых послеоперационных суток определены прогностические модели отдельно для ТМ+ПР-, ТМ- и ПР-групп, а также рассчитывались индивидуальные прогнозы. Для окончательного выбора прогностической модели первых послеоперационных суток оцениваются классификационные свойства и качество моделей. В дальнейшем прогнозированная летальность сравнивается не только между ТМ- и ПР-группами для выбора хирургической тактики, но измеряется динамика индивидуального прогноза. Причиной уменьшения прогнозированной летальности может быть эффективность предшествующего хирургического и реаниматологического пособия. В этих случаях окончательное решение наиболее трудно. Представленный алгоритм анализа и практических решений может служить дополнительным инструментом для определения лечебных мероприятий при РП.
Таблица 12.10
Указатель границ значений критериев, используемых при создании шкалы
Предиктор |
Границы параметров |
Единицы измерения |
|
Систолическое артериальное давление |
119 |
141 |
мм Hg |
Диастолическое артериальное давление |
59 |
101 |
мм Hg |
Ректальная температура, С |
35,9 |
39,1 |
Градусы С |
Частота дыхательных движений |
11 |
25 |
/ мин |
Лейкоциты крови |
3999 |
12001 |
/мкл |
Частота сердечных сокращений |
69 |
110 |
/ мин |
Среднее артериальное давление |
69 |
110 |
мм Hg |
Балл шкалы комы Glasgow |
12 |
16 |
Баллы |
Оксигенация, SpO2 |
89 |
100 |
у.е., % |
Гематокрит |
29,9 |
51 |
л/л |
Калий |
3,49 |
5 |
ммоль/л |
Натрий |
129 |
150 |
ммоль/л |
Креатинин |
0,59 |
1,41 |
мг/100мл |
Возраст |
25 |
75 |
Годы |
Время развития заболевания |
60 |
120 |
Часы |
Индекс IPM |
-1 |
2 |
Баллы |
Число симптомов SIRS |
-1 |
2 |
Баллы |
Число симптомов SPOD |
-1 |
2 |
Баллы |
Балл шкалы ОТС |
12 |
24 |
Балл |
Систолический объём сердца |
39,99 |
75,01 |
мл |
Минутный объём сердца |
3499 |
6001 |
мл |
Среднее динамическое давление |
79,999 |
110,001 |
мм Hg |
Общее периферическое сопротивление сосудов |
1199,99 |
2500,01 |
дин-см-сек |
Среднее давление в лёгочных артериях |
24,99 |
55,01 |
мм Hg |
Коэффициент Кваса |
14,99 |
17,01 |
у.е. |
Определение наиболее оптимальной хирургической тактики основывается на следующих принципах: применение традиционного метода является наиболее обоснованным при отсутствии существенного отличия в результатах лечения; применение альтернативного метода наиболее обосновано даже тогда, когда результаты лечения наиболее тяжёлых пациентов одинаково неблагоприятны (за исключением случаев неизбежной интраоперационной смерти, агонального состояния).
Таблица 12.11. Этапы прогнозирования исходов лечения РП
Этап прогнозирования |
Изучаемые явления |
Группы исследования |
Статистический метод |
Хирургическая тактика до прогнозирования |
Дооперационный |
Индивидуальные прогностические свойства предикторов |
ТМ+ПР |
t-критерий, ROC-анализ, χ2 Пирсона, НП χ2 |
Не определена |
Прогностические свойства шкал без учёта вида экссудата |
ТМ+ПР |
ROC-анализ, НП χ2 , χ2 Пирсона, регрессионный анализ |
Не определена |
|
Интраоперационный |
Прогностические свойства шкал с учётом вида экссудата. Определение преимуществ видов хирургической тактики. |
ТМ+ПР |
ROC-анализ, НП χ2 , регрессионный анализ, χ2 Пирсона, сравнение результатов прогнозирования |
Не определена |
ТМ |
Определена |
|||
ПР |
Определена |
|||
Первые хирургические сутки |
Индивидуальные прогностические свойства предикторов |
ТМ+ПР |
t-критерий, ROC-анализ, χ2 Пирсона, НП χ2 |
Не определена |
Прогностические свойства шкал с учётом вида экссудата. Подтверждение преимуществ хирургической тактики. |
ТМ+ПР |
ROC-анализ, χ2 Пирсона, НП χ2 , регрессионный анализ |
Не определена |
|
ТМ |
Определена |
|||
ПР |
Определена |
После определения уровня летальности (зависимого параметра прогноза) при различных значениях балла шкалы оценки тяжести состояния пациентов в группах исследования проведено их сравнение. Наблюдаемый уровень летальности в группах исследования указывает на преимущества ПР-метода при [11-14] баллах шкалы ОТС (рис.12.17).
Результаты прогноза, полученные при гнойном РП, могут быть использованы при высоком уровне диагностического обеспечения.
При использовании другого статистического метода – Z-теста получены данные, указывающие на эффективность ПР-метода у пациентов, имеющих невысокую степень тяжести состояния по шкале ОТС. Преимущества ПР-метода, установленные после 5% цензурирования, наблюдались также при [11-14] баллах шкалы ОТС (рис.12.18). Избранные для исследования критерии полиорганной дисфункции не всегда являются определяющими в оценке состояния пациентов. Поиск наиболее информативной комбинации симптомов, обладающих наибольшим дискриминирующим потенциалом – одна из составляющих исследовательской работы. Для проведения тестирования программными средствами проведено тестирование комбинаций критериев по заданным промежуткам их значений. Основной набор значений включает показатели, отражающие норму, описанную в литературных источниках (таблица 12.10). Принадлежность к программированному интервалу параметра оценивается как «1»; остальные как «0». Определялись дискриминационные свойства суммы баллов, являющейся потенциальным предиктором.
Поиск наиболее информативной комбинации симптомов, обладающих наибольшим дискриминирующим и прогностическим потенциалом – основная исследовательская задача, обеспечивающая выработку алгоритма действий для решения сложных диагностических и тактических вопросов.
Этапы принятия решения (таблица 12.11):
Прогнозирование исходов на дооперационном этапе.
Прогнозирование исходов на интраоперационном этапе.
Прогнозирование исходов в течение первых послеоперационных суток.
Прогнозирование исходов в течение последующих послеоперационных суток.
В основе создания шкалы установлен принцип констатации балла - отклонение от интервалов критериев (таблица 12.10), которые в основном являются интервалами нормальных значений. В исследовательских целях изменение границ значений оправдано для поиска наилучших дискриминационных возможностей искомой шкалы, но в настоящем исследовании границы значений предикторов не менялись. Констатация отклонения от нормального интервала обозначалась одним баллом шкалы. Подбор критериев шкалы осуществлялся путём пошагового включения их в шкалу и тестирования на дискриминационную ценность путём ROC-анализа (таблица 12.12).
Таблица 12.12
Дискриминационные максимумы: примеры пошагового включения предикторов.
Зависимый параметр – исход лечения
Все виды экссудата |
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий], [Креатинин], [СОС], [ККв] |
|
ROCAUC=824 |
SEAREA=0,014 |
|
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий] |
||
ROCAUC=822 |
SEAREA=0,013 |
|
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий], [Креатинин] |
||
ROCAUC=834 |
SEAREA=0,012 |
|
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий], [Креатинин], [СОС] |
||
ROCAUC=0,877 |
SEAREA=0,009 |
На первом этапе определены индивидуальные прогностические свойства предикторов и прогностические возможности шкалы независимо от вида экссудата. Учитывая отсутствие достоверных характеристик экссудата, которые могут быть получены только во время лапаротомии, на этом этапе единственным инструментом прогнозирования была совокупность критериев, обеспечившая наивысшие дискриминационные свойства шкалы. После этого при помощи программы MedCalc проведён уточнённый ROC-анализ и регрессионный анализ, позволившие определить logit-формулу для вычисления прогноза при помощи балла тестируемой шкалы. В результате установлен перечень предикторов, значения которых в совокупности наиболее полно дискриминируют исход заболевания при последующей констатации гнойного РП (таблица 12.13).
Таблица 12.13
Дискриминационные свойства критериев. Зависимый параметр-исход лечения
Все виды экссудата, дооперационное обследование |
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий], [Креатинин], [СОС], [ККв] |
|||
Дискриминационный максимум (ДМ) |
ДМ - Строгое соответствие (MedCalc) |
|||
ROCAUC |
SEAREA |
ROCAUC |
SEAREA |
|
0,907 |
0,007 |
0,934 |
0,026 |
|
Гнойный экссудат, дооперационное обследование |
[САД], [ЧДД], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий], [Креатинин], [СОС], [ККв] |
|||
Дискриминационный максимум (ДМ) |
ДМ - Строгое соответствие (MedCalc) |
|||
ROCAUC |
SEAREA |
ROCAUC |
SEAREA |
|
0,884 |
0,011 |
0,891 |
0,035 |
Для расчёта прогноза исходов на дооперационном этапе определены параметры регрессионного уравнения, полученного при помощи программы MedCalc: logit= -7,6783+1,7557х; где х - число баллов тестируемой шкалы. Установлено высокое качество прогностической модели, подтверждённое классификационными возможностями (89,5%) (таблицы 4, 5 прил.). Совокупность критериев, наиболее полно дискриминирующих исход при гнойном РП, оказалась аналогична предикторам для генеральной совокупности пациентов. Уравнение логистической регрессии в этом случае: logit= -5,8414+1,3161х; где х - число баллов шкалы. Качество исследуемой прогностической модели подтверждается высокими дискриминационными свойствами, статистической значимостью коэффициентов регрессионного уравнения, значением и статистической значимостью критерия χ2 (рис.12.19).
Рис.12.19. Прогнозируемая и наблюдаемая летальность при гнойном РП (%)
Прогнозированная летальность рассчитана с учётом применения обозначенной выше совокупности критериев, но определена по двум направлениям, устанавливающим формулы логистической регрессии отдельно для ТМ- (logit= -5,6699+1,3021х; где х - число баллов шкалы) и ПР-групп (logit= -6,2343+1,3636х; где х - число баллов шкалы) (таблица 12.14). Ретроспективное исследование параметров уравнений регрессии позволило сравнить прогнозированную летальность в группах с традиционным хирургическим лечением и программированными релапаротомиями. Установлено, что при 3-6 баллах исследуемой шкалы имеются прогностические преимущества метода программированных релапаротомий (рис.12.20), наиболее достоверно проявляющиеся при 4-5 баллах. В этих случаях степень тяжести состояния, описываемая совокупностью предикторов даёт основания для выбора альтернативного метода хирургического лечения – метода программированных релапаротомий.
Прогнозированная летальность при 4 и более баллах должна мотивировать лечащий медицинский персонал на использование максимальных возможностей интенсивной терапии, поскольку прогнозируемая в этих случаях больше средней наблюдаемой летальности в обеих группах исследования.
Таблица 12.14. Прогнозированная летальность при гнойном РП (%)
Балл шкалы |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
ТМ |
0,34 |
1,25 |
4,45 |
14,6 |
38,6 |
69,9 |
89,5 |
96,9 |
99,1 |
99,8 |
99,9 |
ПР |
0,19 |
0,76 |
2,91 |
10,5 |
31,4 |
64,2 |
87,5 |
96,5 |
99,1 |
99,7 |
99,9 |
ТМ+ПР |
0,29 |
1,07 |
3,88 |
13,1 |
35,9 |
67,8 |
88,6 |
96,7 |
99,1 |
99,7 |
99,9 |
Результаты, полученные при использовании метода Z-теста, подтверждают преимущество ПР-метода в интервале балла исследуемой шкалы [3-7] с максимумами этого преимущества при [4-5] баллах шкалы.
Таблица 12.15. Дискриминационные свойства критериев:
зависимый параметр – исход лечения в ТМ+ПР-группе
Гнойный экссудат, первые послеоперационные сутки |
[САД], [ДАД], [ЧСС], [GCS], [Оксигенация], [Гематокрит], [Калий], [Натрий] |
|||
Дискриминационный максимум (ДМ) |
ДМ - Строгое соответствие (MedCalc) |
|||
ROCAUC |
SEAREA |
ROCAUC |
SEAREA |
|
0,869 |
0,016 |
0,750 |
0,044 |
На основе полученных данных появляется возможность дифференцированного подхода к хирургической тактике на интраоперационном этапе. Классификационные возможности шкалы при традиционном хирургическом лечении и программированных релапаротомиях примерно одинаковы и составляют 83-84%. Наряду с дискриминационными свойствами эти параметры характеризуют прогностическую модель как очень хорошую. При этом уточняющий поиск наиболее информативных для прогноза совокупностей критериев может проходить изолированно в группах исследования. Прогноз исходов лечения распространённого гнойного перитонита может быть определён в контексте применения избранной хирургической тактики. Наиболее интересным представляется изучение параметров прогностической модели при лечении методом программированных релапаротомий. Определение индивидуального прогноза проводится после окончательного определения хирургической тактики, однако подбор прогностической модели осуществляется ретроспективно на основе диагностических параметров, характерных для ПР-группы, отобранной без применения алгоритма выбора хирургической тактики.
Установлено, что прогностическая модель при ПР может быть уточнена после выбора наиболее информативной совокупности предикторов, отличной от совокупности, применимой для всех пациентов с гнойным РП (рис.12.15, 12.16). Характеристики прогностической модели обладают статистической значимостью и могут быть применимы для индивидуального прогноза после окончательного выбора хирургической тактики.
Рис.12.20. Дооперационное обследование
Разница прогнозированной летальности в ТМ и ПР-группой
Для подтверждения итогов исследования была использована demo-версия программы MedCalc, в ходе работы с которой проверены основные прогностические характеристики шкалы дооперационного исследования (таблица 12.16).
Рис.12.21. Первые хирургические сутки
Разница прогнозированной летальности в ТМ и ПР-группой
Вычисления показывают, что на интраоперационном этапе (ROCAUC 0,922; SEAREA 0,049) классификационные возможности шкалы оцениваются в 86%. Уравнение логистической регрессии представлено в следующем виде: logit= -10,2251+2,3209х, где x – число баллов шкалы. Расчёт вероятности проводился по формуле: p = ℮logit/(1+℮logit); где p –вероятность наступления летальности; logit – значение уравнения логистической регрессии при имеющемся числе баллов. Полученные результаты отражают прогностические возможности изучаемых параметров и собственной шкалы оценки тяжести состояния (рис.12.21). Представленные данные свидетельствуют о высоких прогностических свойствах шкалы, применимой для ПР-группы на интраоперационном этапе прогнозирования (рис.12.22). В случаях, когда хирургическая тактика не определена интраоперационно остаётся время для принятия окончательного решения – это первые 24-48 часов после первой операции. Для этого изучены прогностические возможности на третьем этапе прогнозирования (таблицы 4,5 прил.).
Таблица 12.16
Дискриминационные свойства критериев в отношении исходов РП в ПР-группе
[СрАД], [ДАД], [ЧДД], [GCS], [Ректальная температура], [Гематокрит], [Креатинин], [ККв] |
|||
Дискриминационный максимум (ДМ) |
ДМ - Строгое соответствие (MedCalc) |
||
ROCAUC |
SEAREA |
ROCAUC |
SEAREA |
0,922 |
0,013 |
0,922 |
0,049 |
В течение первых хирургических суток возможности прогноза исхода гнойного РП оказались несколько меньше. Наиболее полно дискриминирует прогноз исходов совокупность из восьми предикторов (таблица 12.15). Прогнозирование при использовании полученной модели основано на регрессионном уравнении: logit= -3,5409+0,6934х, где x – число баллов шкалы. При помощи данной модели около 76% случаев описаны правильно.
Рис.12.22. Соотношение баллов исследуемой шкалы и прогнозированной
летальности, определённой на интраоперационном этапе обследования в группе
с программированными релапаротомиями.
При сравнении прогнозированной летальности в первые хирургические сутки и на интраоперационном этапе прогнозирования установлено, что у 54% пациентов прогноз ухудшался (таблица 12.17).
Существенные препятствия для эффективного прогнозирования на основании обследования, предпринятого в течение первых послеоперационных суток, возникают в связи с уменьшением классификационных и дискриминационных свойств шкалы. Ограниченное применение полученной прогностической модели обусловливает её применение, как дополнительный инструмент для прогноза исходов и дифференцировки хирургической тактики.
Для оценки возможностей эффективного прогноза прогрессирования РП на основании дооперационного обследования были использованы аналогичные статистические методы. Однако, учитывая незначительные дискриминационные свойства прогностических моделей, недостаточный объём обследования не дают основания для выработки приемлемого алгоритма определения вероятности клинически значимого прогрессирования РП. Учёт дискриминационных возможностей одиночных предикторов указывает на наиболее информативные маркеры, выявленные в различные сроки послеоперационного периода (таблица 12.18). Обоснованное применение методов прогноза прогрессирования РП, вытекающих из результатов регрессионного и ROC-анализа на данном этапе исследования следует считать преждевременным. Рекомендуется учёт наиболее информативных предикторов. Дифференцировка хирургической тактики ориентирована в основном не на прогноз клинических событий, опосредующих исходы, а на окончательный прогноз результатов лечения [Костюченко К.В., 2009].
Таблица 12.17
Динамика прогноза исходов лечения при гнойном РП
Группы исследования / Динамика |
Вся группа |
ТМ |
ПР |
Улучшение в течение первых хирургических суток (%) |
46 |
51 |
40 |
Ухудшение в течение первых хирургических суток (%) |
54 |
49 |
60 |
Важнейшим результатом исследования явилось создание концепции прогнозирования исходов (прогрессирования) РП и дифференцировки хирургической тактики в зависимости от наиболее информативных предикторов или их совокупностей. Имеющиеся ограничения, отчасти недостаточный объём обследования в ряде случаев определяют недостаток статистической значимости полученных результатов, что требует разграничения методов в зависимости от их применимости для избранных групп исследования.
Концепция настоящего исследования применима для решения широкого спектра вопросов, связанных с прогнозированием. Особенностью аналитического метода является определение балла шкалы на основе отклонения имеющегося показателя от известных границ (нормальных показателей). Наиболее обосновано дооперационное применение метода.
Определение основных групп критериев, с помощью которых можно дифференцированно подходить к прогнозу исходов РГП, является важнейшим результатом исследования. Различия в прогнозированной летальности могут быть основой для определения прогноза в различных группах заболевания и индивидуального прогноза. Часть критериев, наиболее связанных с прогрессированием РГП, могут быть использованы на соответствующих этапах прогнозирования, как наиболее существенные критерии неблагополучия, могут лежать в основе структуры полиорганной дисфункции, характерной именно для РГП.
Таблица 12.18
Динамика дискриминационных свойств основных одиночных предикторов.
Зависимый параметр: прогрессирование гнойного РП
с релапаротомией «по требованию»
Предиктор / Послеоперационный период |
0* |
1 |
2 |
3 |
4 |
САД |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
ДАД |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
Ректальная температура, С |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
ЧДД |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Лейкоциты крови |
|
|
|
|
|
ЧСС |
+ |
|
+ |
+ |
|
СрАД |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Балл шкалы комы Glasgow |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Оксигенация, SpO2 |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
Гематокрит |
+ |
|
|
+ |
+ |
Калий плазмы крови |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
Натрий плазмы крови |
|
|
|
|
|
Креатинин плазмы крови |
|
|
|
|
|
Возраст |
|
||||
Время развития заболевания |
+ |
||||
Число симптомов SIRS |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Число симптомов SPOD |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Балл шкалы ОТС |
+ |
|
|
|
|
*Изучены в группе ПР+ТМ: хирургическая тактика не определена Отмечены предикторы, при которых отвергается нулевая гипотеза об отсутствии связи значения предиктора и зависимого параметра – прогрессирования РП, pχ2<0,05 |
На основе результатов исследования разработан и внедрён программный продукт MS Excel 2007 (рис.1,2 прил.), обеспечивающий получение данных о вероятности летального исхода при до- и интраоперационном обследовании. В программе заложены возможности констатации SIRS, полиорганной дисфункции, а также расчёта баллов APACHE II, IPM, LODS. Важнейшим элементом программы является получение рекомендаций для оптимизации хирургической тактики на основе интраоперационной диагностики.
Изучение перитонита и осложняющего его сепсиса – это наиболее популярная и важная тема исследований среди хирургов. Однако, препятствия, имеющие место на пути к снижению летальности могут исчезнуть, если исследователи будут продвигаться в двух направлениях: воздействие на патогенетические механизмы перитонита и внедрение новых методов, позволяющих размыкать порочные круги патологии при этом грозном осложнении. Всё это требует доказательного обеспечения.
Несомненно, идеология полиорганной дисфункции и синдрома системной воспалительной реакции является важным этапом для понимания патогенеза перитонита, но возможности изучения в этой сфере не исчерпаны. К примеру, только в последние годы появляются публикации, касающиеся глубоких иммунологических исследований, ещё меньше публикаций касающихся поиска новых факторов, влияющих на клеточные и другие реакции при сепсисе, выявлению неизвестных ранее продуктов метаболизма и регуляции, имеющих важное диагностическое и прогностическое значение.
Заключение
Диапазон представленных исследований в настоящей монографии нельзя считать исчерпывающим. Мы рассмотрели преимущественно основные теоретические и клинические аспекты перитонита. Однако, уже сейчас можно утверждать, что в ряде направлений патогенеза перитонита достигнут определенный прогресс, на основе которого внедряются новые и весьма перспективные методы лечения. В частности, в настоящее время, никто не отрицает необходимость раннего энтерального зондового питания для профилактики развивающихся нарушений и восстановления энергетических потребностей организма. Значительно расширились существующие представления о возможных механизмах действия различных методов детоксикации, сроках их применения и взаимодействия с антибактериальной терапией. В этом направлении необходимы дальнейшие углубленные исследования, направленные на уточнение механизмов системного воспаления, которое придаёт данной патологии признаки самостоятельного заболевания. Реализация этих моментов будет определяться уровнем научно-технического прогресса.
Что касается хирургических аспектов проблемы, то в обозримом будущем они вряд ли будут серьезно пересматриваться. Критерием оптимальности оперативного пособия, по-видимому, останется благоприятный исход заболевания. Залогом такого подхода, безусловно, являются превентивные лечебные мероприятия, способные устранить или значительно минимизировать осложнения послеоперационного периода, представляющие угрозу для жизни больного. В этом плане значительная роль должна принадлежать вопросом прогнозирования течения заболевания. Изложенные моменты явились отправными для детального освящения данного направления. С нашей точки зрения, совершенствование комплекса лечебных мероприятий при перитоните во многом будет связано с клинической реализацией этих моментов. Представленные результаты свидетельствуют о высокой целесообразности исследований, касающихся своевременного прогнозирования исходов данной патологии.
Авторы, безусловно, не претендуют на исчерпывающее освящение проблемы. Вместе с тем, по нашему мнению, предлагаемая книга дает с позиции современных представлений ответы на многие вопросы, возникающие при лечении различных форм перитонита.