CC BY
78
(М=60,5%) по сравнению с экспертной оценкой может объясняться тем, что врач (в отличие от компьютерной программы) в обосновании диагноза основывается не только на количественном анализе отклонения иммунологических показателей от нормы, но и принимает во внимание основной и сопутствующий диагнозы пациента, наличие и частоту рецидивов имеющихся заболеваний, дополнительные сведения из истории болезни.
Поэтому иногда количественная оценка иммунного гомеостаза, выполненная автоматизированной системой, не позволяет по значению дискриминантной функции включить пациента в группу клинически здоровых людей, а результаты экспертной врачебной оценки относят уровень иммунного гомеостаза обследуемого к варианту нормы. Значения показателя специфичности применения автоматизированной системы в диагностике отклонений иммунологических показателей от среднестатистической нормы являются высокими (М = 89,9%), наименьшие значения 87,6% и 72,5% отмечены для 2-го и 3-го уровней соответственно.
Среднее значение показателя безошибочности (точности) принятия решений автоматизированной системой составило 86,4%; более низкие его значения 74,0% и 72,0% возникают вследствие ошибок распределения пациентов между 2-м и 3-м уровнем функционального состояния иммунного статуса соответственно. Подобная ситуация складывается по причине сходства отклонений в иммунологических показателях этих уровней, что обусловливает частичное перекрытие диапазонов значений целевых функций на «краях» их распределений. Окончательное решение о принадлежности пациента к одному из двух уровней принимает врач, который использует разработанную программу как дополнительное средство поддержки принятия решений.
Обратим внимание на долю субъективности в оценках вра-чей-экспертов, которые опираются на собственный опыт и целостный аналитический подход в интерпретации и результатов иммунограммы, и данных анамнеза обследуемого. Поэтому результаты рассчитанных показателей точности работы компьютерной программы надо расценивать как степень согласованности автоматического количественного анализа и мнения врачей-экспертов о состоянии иммунной системы обследуемого.
Заключение. Математические методы моделирования при всей их значимости и объективности не способны конкурировать с выставлением итоговой оценки результатов иммунологического обследования врачом. Математико-статистическая модель и разработанная на её основе автоматизированная система интегральной оценки иммунного статуса способна помочь специалисту в более полной интерпретации значений иммунологических показателей.
Литература
1. Казначеев В.П., Казначеев С.В. Адаптация и конституция человека. Новосибирск, 1986. 148 с.
2. КлимоваВ.И. Человек и его здоровье. М., 1990. 223 с.
3. Судаков К.В. Диагноз - здоровья. М.: ММА им. И.М. Сеченова, 1993. 120 с.
4. Судаков К.В. и др. // ВНМТ. №1. 2008. С. 5-16.
5. Лебедев К.А., Понякина И.Д. Иммунная недостаточность (выявление и лечение). М.: Медицинская книга, Н.Новгород: Издательство НГМА, 2003. 443 с.
6. Бочаров Г.А., Марчук Г.И. // Ж. вычислит.математики и математической физики. 2000. Т.40, №12. С.1905-1920.
7. Скудных А. С., Санников А.Г. // Врач и ИТ. №4. 2007. С. 102-103.
УДК 616.36-036.12-073.48
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МЕТОДИКА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭЛА-СТОГРАФИИ В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПЕЧЕНИ
И.В. ПЕРЕГУДОВ, А.В. БОРСУКОВ*
Ключевые слова: печень, эластография, биопсия печени
Заболевания печени и их осложнения занимают значительное место в практической медицине. В связи с распространением алкоголизма, наркомании, инфекционных гепатитов увеличилась доля болезней печени. Трудности диагностики хронических
* ПНИЛ «Ультразвуковые исследования и малоинвазивные технологии», Смоленская ГМА, 214019 Смоленск,ул. Крупской 28, тел. 4812-63-22-10
диффузных заболеваний печени связаны с тем, что часто патологические изменения не сопровождаются выраженными изменениями паренхимы печени и поздно проявляются клинически.
Бессимптомное течение цирроза печени имеет место у 12% больных, страдающих хроническим алкоголизмом [2^, 8]. В связи с этим огромное значение приобретает усовершенствование диагностического алгоритма заболеваний печени. Пункционная биопсия печени является «золотым стандартом» для определения активности воспалительного процесса и стадии фиброза при заболеваниях печени [1, 4, 5]. Часто именно эта манипуляция играет решающую роль в вопросе установления диагноза и выборе оптимальной терапевтической тактики. Однако при всех своих достоинствах, биопсия печени - инвазивный метод исследования, имеющий ряд противопоказаний и осложнений.
Альтернативой методу пункционной биопсии печени может служить метод ультразвуковой эластографии, позволяющий неинвазивно и за короткий промежуток оценить степень фиброзных изменений печеночной паренхимы, поскольку именно эти изменения ткани печени, а не выраженность воспаления значи-мае, так как фиброз служит связующим звеном между воспалением и формировванием собственно цирроза печени [1, 6-7, 9-11].
Известен способ ультразвуковой однократной эластометрии печени. Сущность известного метода состоит в том, что эласто-метрия печени проводится у больных, с помощью аппарата Бь Ьго8сап (фирма БсЬовепв, Франция), в проекции правой доли печени по средней подмышечной линии в 9-10 межреберных промежутках. Выбирается участок печени для проведения 10 измерений из одной точки на глубине 25-65 мм от поверхности кожи, свободный от крупных сосудистых структур. Среднее значение выражается в кПа, и приводятся следующие данные: диапазон от 6,4 кПа до 14,5 кПа соответствует диагнозу гепатит, диапазон от 14,5 кПа до 26,4 кПа соответствует диагнозу цирроз печени [1]. Недостатком способа является то, что выявляются данные только по наличию или отсутствию фиброза в печеночной паренхиме у больных с диффузными заболеваниями печени, не указаны количественные значения по макронодулярному циррозу печени и нет данных по применению этого метода у больных с метастатическим поражением печени. Также нет эластометрических данных по очаговым поражениям печени. Во-вторых, измерения по стандартной методике проводятся только из одной точки в зоне VII сегмента печени, что не позволяет оценить характер патологического процесса в других сегментах печени. В-третьих, не учитываются данные предыдущих УЗИ печени, уточняющих эхосемиотику печеночной паренхимы и трубчатых структур печени при различной патологии.
Цель - повышение возможностей эластографии в дифференциальной диагностике заболеваний печени.
Материалы и методы. В ПНИЛ СГМА обследовано в 2007-2009 гг. на базе МЛПУ «КБ №1» 109 больных (85 мужчин и 24 женщины) с диффузными и очаговыми заболеваниями печени. Больные разделены на группы: 1 группа (п=32) - больные с хроническим вирусным гепатитом, стеатогепатитом, микроноду-лярным циррозом; 2 группа (п=28) - с макронодулярным и смешанным циррозом печени; 3 группа (п=49) - с метастатическими очаговыми образованиями печени (табл. 1).
Таблица 1
Общая клиническая характеристика больных
Группы Средний возраст Мужчин Женщин Всего
Абс. % Абс. % Абс. %
1 группа 48,33+9,42 18 42,86 14 57,14 32 34,71
2 группа 41,5+8,34 22 73,3 6 26,6 28 24,7
3 группа 48,4+11,65 45 91,84 4 8,16 49 40,49
Контрольную группу составили 30 человек с иной патологией желудочно-кишечного тракта.
На 1-м этапе всем больным была проведена ультразвуковая эластография по стандартной методике с позиционированием датчика в 8-10 межреберьях, в проекции правой доли печени с интерпретацией полученных данных.
На 2-м этапе проводили УЗИ печени для уточнения характера изменений и их локализации по сегментам печени, после чего осуществляли однократную эластометрию, причем у больных группы №1 устанавливали датчик поочередно в четырех произвольно выбранных зонах. У больных группы 2 проводили исследование в четырех зонах: наибольшей и наименьшей эхоп-лотности и в перифокальных участках этих зон, находящихся в
пределах 60 мм, но не ближе 10 мм от границ зон наибольшей и наименьшей эхоплотности,. У больных группы 3 эластометрию проводили в центре выявленного очага и в двух перифокальных зонах на расстоянии не далее 60 мм и не ближе 10 мм от границы очага (табл.2).
Таблица 2
Методы инструментальной диагностики
Вид исследования Количество больных
Абс. | %
Неинвазивные методы
Ультразвуковая эластография по стандартной методике 109 100
Ультразвуковая эластография по усовершенствованной методике 109 100
Инвазивные методы
Пункционная биопсия под УЗ-контролем (морфологическая верификация диагноза) 109 100
Сущность усовершенствованной методики поясняется рисунками, где на рис.1 дана схема установки эластографических датчиков при подозрении на хронический вирусный гепатит, стеатогепатит, микронодулярный цирроз (программа №1), на рис.2 дана дана схема установки эластографических датчиков при подозрении на макронодулярный и смешанный цирроз (программа №2) и на рис.3 дана схема установки эластографических датчиков при подозрении на метастатическое поражение печени (программа №3). После установки предварительного клинического диагноза проводили УЗИ печени, где уточняли характер изменений в паренхиме: диффузная или очаговая патология. При диффузных изменениях паренхимы печени (хронический вирусный гепатит, стеатогепатит, микронодулярный цирроз) исследование проводили последовательно в четырех произвольно выбранных зонах, с однократным измерением в каждой из зон (рис.1). Эластографический датчик 1, устанавливали на теле пациента, где при предварительном УЗИ можно получить эласто-графические измерения паренхимы печени 3 в различных сегментах печени 2. При получении средних данных эластометрии от 6,5 кПа до 12,5 кПа судили о наличии хронического диффузного процесса без цирроза; средние показатели от 10,3 кПа до 17,3 кПа соответствовали микронодулярному циррозу. В случае выявления участков эхонеоднородной структуры (при подозрении на макронодулярный и смешанный цирроз) исследование проводили по программе №2. Выбирали зоны с максимальными амплитудами предварительных ультразвуковых изменений: наибольшей эхоплотности и наименьшей эхоплотности (рис.2). При этом однократные эластометрические измерения делали последовательно в четырех зонах паренхимы печени.
Эластометрический датчик 1 устанавливали на теле пациента там, где при предварительном УЗИ можно получить эласто-графические измерения 2 печеночной паренхимы в зоне с максимальной эхоплотностью 3, затем датчик 1 устанавливали для проведения исследования в перифокальном участке 4 не далее 60 мм и не ближе 10 мм от зоны максимальной эхоплотности 3. Далее эластографический датчик 1 устанавливали так, чтобы зона эластографии 5 проецировалась в центре участка с минимальной эхоплотностью 6. Затем позицию эластографического датчика 1 изменяли так, чтобы на основании ранее проведенного УЗИ зона эластографического измерения 7 проходила в рамках размеров не ближе 10 мм и не далее 60 мм от зоны 6.
После получения результатов измерений их анализировали и давали клиническое заключение. Данные эластометрии по программе №2 от 15 кПа до 35 кПа в зонах различной плотности и от 10 кПа до 28 кПа в перифокальных зонах соответствовали макронодулярному циррозу. При подозрении на метастатическое поражение печени (рис.3) эластометрию проводили по программе №3 однократно в трех зонах: эластографический датчик 1 устанавливали на теле пациента там, где при предварительном УЗ-исследовании можно получить эластографические измерения 8 в выявленном очаге 9, затем эластометрический датчик 1 позиционировали на теле пациента таким образом, чтобы провести эластометрию в перифокальной зоне 10, расположенной в интервале размеров не ближе 10 мм и не далее 60 мм от очага 9.
Следующую эластографию проводили в перифокальной зоне 11 с предварительной установкой эластометрического датчика 1 по предварительным данным УЗИ так, чтобы зона эластомет-рии располагалась от исследуемого очага 9 на расстоянии 1060 мм. Данные эластометрии по программе №3 от 15 кПа до 75 кПа в очаге и от 3,4 кПа до 5,9 кПа в перифокальных зонах соответствовали метастатическому поражению печени.
2
Рис. 1 Схема установки эластографических датчиков при подозрении на хронический вирусный гепатит, стеатогепатит, микронодулярный цирроз
Рис. 2 Схема установки эластографических датчиков при подозрении на макронодулярный и смешанный цирроз
1
Рис. 3. Схема установки эластографических датчиков при подозрении на метастатическое поражение печени
После ультразвуковой эластографии по усовершенствованной методике проводилась пункционная биопсия печени под УЗ-контролем (биопсийный пистолет «81егу1аЬ», иглы 016,018) и гистологическим исследованием полученного биоптата.
Таблица 3
Результаты ультразвуковой эластографии
1 группа п=32 2 группа п=28 3 группа п=49 4 группа Контроль п=30
Эластичность (кРа) по стандартной методике 4,5-8,4 5,3-12,7 3,1-4,8 2,8-4,7
Эластичность (кРа) по усовершен. методике 6,5- 17,3 15-35 в зонах наиб. и наим. эхоплот-ности; 10-28 в перифок. зонах 15-75 в очаге; 3,4 до 5,9 в перифок. зонах 3,1-4,9
Результаты. По стандартной методике данные в 1-й группе составляли от 4,5 до 8,4 кПа, что существенно ниже, чем данные по усовершенствованной методике и говорит о «занижении» истинных цифр фиброзных изменений. По усовершенствованной методике в 1-й группе средние данные эластометрии составили в среднем от 6,5 до 12,5 кПа, что говорит о наличии хронического диффузного процесса без цирроза, параметры от 10,3 до 17,3 кПа - о наличии микронодулярного цирроза; во 2-й группе данные эластометрии по стандартной методике составляли от 5,3 до 12,7 кПа, что также говорит о «занижении» истинных цифр фиброзных изменений. По усовершенствованной методике результаты составляли от 15 до 35 кПа в зонах наибольшей и наименьшей эхоплотности и от 10 до 28 кПа в перифокальных зонах, что говорило о наличии макронодулярного цирроза; в 3-й группе данные эластометрии по стандартной методике составляли от 3,1 до 4,8 кПа, что говорит об отсутствии изменений в паренхиме печени, а по усовершенствованной методике - от 15 до 75 кПа в очаге и от 3,4 до 5,9 кПа в перифокальных зонах, что говорит о метастатическом поражении печени. Гистологическое исследование подтверждало полученные результаты (табл.3).
Выводы. При комплексном применении ультразвуковой эластографии и пункционно-аспирационной биопсии печени
окончательный клинический диагноз устанавливается у 100% больных, что требует внедрения в практику врача-гастроэнтеролога как инвазивных, так и неинвазивных методов диагностики. Усовершенствованная методика ультразвуковой эластографии высокоинформативна для диагностики и монито-рирования фиброзных изменений ткани печени у больных диффузными и очаговыми заболеваниями печени. У пациентов с хроническим вирусным гепатитом C, алкогольным гепатитом и метастатическим поражением печени надо комбинировать ультразвуковую эластографию, пункционно-аспирационную биопсию печени, так как одна верификация фиброзных изменений печени не дает полной картины клинического течения болезни у этого контингента больных. Пункционно-аспирационная биопсия печени остается «золотым стандартом» для верификации диагноза у больных с поражением печени и позволяет с учетом данных усовершенствованной методики ультразвуковой эластографии и клиники оценить прогноз клинического течения заболеваний.
Литература
1.Буеверов А.О. Э // Гепатол. форум. 2007. С. 14-18.
2.Болезни печени и желчевыводящих путей / Под ред. В.Т. Ивашкина. 2005. С 115-151.
3.Ивашкин В. Т. и др. //Рос. ж. гастроэнтеролог. и гепатолог., 2006. Т.6. С 65-69.
4.Некрасова Т.П. // Гепатол. форум. 2007. Т.2. С. 11-13.
5.Павлов Ч.С., Ивашкин В.Т. //Рос. ж. гастроэнтерол., гепатол. и колопроктол. 2006. Т.4. С. 65-78.
6.Coco B. et al. //Hepatology, 2005, Vol. 42 (Suppl. 1), Р.606
7.CasteraL. et al. //Gastroenterol. 2005. Vol. 128. P. 343-350.
8.Castera L. et al. // Hepatology. 2006. Vol. 44 (supl. 1). P 809.
9.Foucher J. et al. Diagnosis of cirrhosis by transient elastogra-phy(FibroScan): a prospective study//Gut. 2006. Vol. 55. P. 403^08.
10.Strader D.B. et al. Diagnosis, Management, and Treatment of Hepatitis C//Hepatology. 2004. Vol. 39. P. 1147-1171.
11.ZiolM. et al. //Hepatology. 2005. Vol. 41. P. 48-54.
УДК 658.562
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ДАННЫХ БИОТЕСТИРОВАНИЯ И АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ СИСТЕМНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В РАЙОНАХ НЕФТЕДОБЫЧИ
С.С. БЕДНАРЖЕВСКИЙ, Е.С. ЗАХАРИКОВ, Д.И. КУЗНЕЦОВ,
Р.М. МАМЕДОВ, Н.С. ПУШКАРЕВ, Н.Г. ШЕВЧЕНКО*
Ключевые слова: биотестирование, нефтедобыча, водные объекты
Традиционная оценка экологического состояния окружающей природной среды в районах интенсивной нефтедобычи сводится к измерению с помощью физико-химических методов анализа содержания нефтепродуктов, тяжелых металлов, других токсичных веществ в поверхностных и грунтовых водах, почве, донных отложениях и сравнению полученных результатов с предельно допустимыми их концентрациями или исходным (фоновым) содержанием для аналогичных территорий, не испытывающих техногенную нагрузку. В современной системе природоохранной деятельности все большую популярность приобретают методы биотестирования, позволяющие получить интегральную оценку качества природных сред. Разрабатывается и внедряется аппаратное обеспечение, которое дает возможность автоматизировать проведение биотестирования и добиться высокой точности и оперативности технологий анализа [1-3]. В ХМАО - Югре, являющемся основным нефтедобывающим регионом России, определение токсичности при ведении экологического мониторинга является обязательным [4, 5].
К преимуществам применения биотестовых методик [6] относятся: возможность учета процессов синергизма и антагонизма поллютантов; возможность оценки влияния ненормируемых загрязняющих веществ на живой организм (тест-объект), с последующей экстраполяцией данных на человека; интегральная оценка, охватывающая весь спектр загрязняющих исследуемую среду веществ; возможность учета региональных особенностей территории, часто не принимаемых во внимание современной системой оценки качества природных сред; низкая стоимость биотестовых анализов.
* Сургутский госуниверситет, 628400, г. Сургут, проспект Ленина, 1, СурГУ, (З462)7628і2, e-mail: sbed@mail.ru
В настоящее время существует достаточно много биоин-формационных методов, которые предполагают использование различных тест-объектов, тест-реакций, критериев оценки, а также градаций результатов биотестирования. Классификация биотестовых методик представлена следующим образом: по типу тест-объекта - микроорганизмы, одноклеточные животные (инфузории и др.), низшие ракообразные (дафнии и др.), низшие растения (водоросли и др.), высшие растения (пшеница и др.) и т.д.; по тест-реакции - генеративная функция (рост, размножение и др.), поведенческие реакции (хемотаксис и др.), патологические нарушения, метаболическиу (биохимические и др.); по критерию токсичности - острая токсичность, хроническая токсичность;
по использованию приборного обеспечения - без использования (визуальный подсчет гибели дафний, измерение длины корней пшеницы, титрование и т.д.), с использованием (фотометрия, спектрометрия и т.д.). Но есть ряд недостатков биотестовых технологий, в частности не полностью изучена взаимосвязь между экоаналитическими данными загрязненности объектов окружающей среды и результатами их биотестирования; не исследована степень влияния ряда показателей на интегральную оценку токсичности; нет сведений об интерпретации данных биотестирования и соотношении результатов биотестирования, полученных с помощью различных биотестовых технологий.
Цель работы - комплексное исследование экологического состояния водных объектов в районах нефтедобычи на основе компьютерного моделирования взаимосвязи физико-химических методов и биотестирования с использованием в качестве тест-объекта инфузорий туфелька (Paramecium caudatum).
Методы исследований. Была проведена экологическая оценка фонового состояния природных поверхностных вод территории Сургутского района с применением физико-химических методов и технологий биотестирования.
Перечень компонентов, по которым оценивалось качество поверхностных вод, взят в соответствии с методическими рекомендациями по применению требований к определению исходной (фоновой) загрязненности компонентов природной среды, проектированию и ведению системы экологического мониторинга в границах лицензионных участков недр на территории Ханты-Мансийского автономного округа [4]. Контроль качества поверхностных вод проводился по 21 показателям (рН, взвешенные вещества, сухой остаток, удельная электропроводность, биологическое потребление кислорода (БПК), Pb, Zn, Mn, Cr, Ni, Fe, Hg, NH4+, PO43-, SO42-, Cl-, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенол, 3,4 - диметилфенол), в т.ч. биотестированием.
Для оценки этих показателей использовались следующие методы анализа: кислотность воды (рН) определялась потенциометрическим методом; взвешенные вещества и сухой остаток -гравиметрическим методом; удельная электропроводность -кондуктометрическим методом, по РД 52.24.495-95; тяжелые металлы (цинк, марганец, хром, никель, железо общее, свинец) -методом атомно-эмиссионной спектрометрии; ионы аммония и фосфаты - фотометрическим методом; сульфаты - турбидимет-рическим методом по РД 52.24.405-95; хлорид-ионы - аргенто-метрическим методом; нефтепродукты - ИК-спектрометрическим методом; фенолы - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; токсичность - методами биотестирования с использованием в качестве тест-объекта инфузорий туфелька (Paramecium caudatum). Пробы поверхностных вод для исследований по анализируемым показателям отбирались по ГОСТ Р 51592-2000, ГОСТ 17.1.5.05-85, ГОСТ 17.4.4.02-84.
Для отбора проб поверхностной воды использовались устройства в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.04-81.
Результаты. В ходе исследования было проанализировано 503 пробы поверхностной воды физико-химическими методами и биотестированием. Результаты ранжирования полученных данных по степени токсичности (допустимая, умеренная и высокая) показывают, что подавляющее количество проб (82%) имеют допустимую степень токсичности, в 17% проанализированных образцов выявлена умеренная степень токсичности. Только 1% проб имел высокую степень токсичности, что свидетельствует о незначительном загрязнении водных объектов. Исследованные пробы поверхностной воды были отобраны на территориях не подверженных техногенному воздействию (фоновые пробы). Полученные результаты согласуются с общепринятыми в литературе представлениями о биотестовом анализе, как способе интегральной оценки экологического состояния природных компо-
