К вопросу о моделировании риска возникновения эпилепсии в зависимости от особенностей строения и размеров тела юношей и девушек с помощью дискриминантного анализа Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

© Гунас И.В., Шевчук Ю.Г., Прокопенко С.В., 2013 УДК 616.853-053.7(477.44)

К ВОПРОСУ О МОДЕЛИРОВАНИИ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭПИЛЕПСИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ И РАЗМЕРОВ ТЕЛА ЮНОШЕЙ И ДЕВУШЕК С ПОМОЩЬЮ ДИСКРИМИНАНТНОГО АНАЛИЗА

И.В. ГУНАС, Ю.Г. ШЕВЧУК, С.В. ПРОКОПЕНКО

Винницкий национальный медицинский университет имени Н.И. Пирогова, г. Винница

TO THE QUESTION ABOUT MODELING THE RISK OF EPILEPSY, DEPENDING ON THE CHARACTERISTICS OF THE STRUCTURE AND SIZE OF THE BODY OF YOUNG MEN AND WOMEN USING DISCRIMINANT ANALYSIS

I.V. GUN AS, YU.G. SHEVCHUK, S.V. PROKOPENKO

Vinnitsa national medical University named after N.I. Pirogov, Vinnitsa

В статье описаны и проанализированы результаты моделирования, с помощью дискриминантного анализа, риска возникновения эпилепсии у юношей и девушек подольского региона Украины в зависимости от особенностей строения и размеров тела. Установлено, что уровень дискриминации значительно выше в моделях у девушек, нежели в соответствующих моделях юношей, как общих групп, так и брахицефалов. В дискриминантные модели в большинстве случаев входят: у девушек — толщина кожно-жировых складок и ширина дистальных эпифизов длинных трубчатых костей конечностей, а у юношей — толщина кожно-жировых складок и кефалометрическиеразмеры.

Ключевые слова: антропометрия, краниотип, эпилепсия, юноши и девушки, дискриминантный анализ.

The results of modeling, using discriminant analysis, the risk of epilepsy development in juvenile boys and girls, inhabitants of Podillyan region of Ukraine, depending on the peculiarities of their body sizes and structure are described and analyzed. It is established that the discriminant level is significantly higher in the models in juvenile girls than in juvenile boys in the respective models as in general groups, and in groups of brachycephalic persons. In discriminant models in most cases are: in juvenile girls — the thickness of skin and fat folds and the width of the distal epiphyses of long tubular bones of the extremities, and in the juvenile boys — the thickness of skin and fat folds and the cephalometrical sizes.

Keywords: anthropometry, craniotype, epilepsy, juvenile boys and girls, discriminant analysis.

В последние десятилетия в современной медицине наметилась тенденция к комплексному изучению человека. В.В. Бунак показал реальность двух подходов в изучении полиморфизма человека - антропологического и генетического. Расхождение двух направлений проявляется главным образом в использовании “моделей” распределения генов и сложного математического аппарата [2]. Антропология в современной трактовке включает не только нормологическое направление, которое исследует состояние здоровья человека (валеоло-гическая антропология), но и лечебнопрофилактическое, что способствует индивидуализации лечебной практики с учетом особенностей индивидуума и личности (клиническая антропология). Именно клиническая антропология создает единство современной медицины, разделенной на десятки и сотни отдельных специализаций, в которых “теряет-

Введение

ся” целостность человека. Фундаментальной основой валеологической и клинической антропологии есть учение о конституции человека [3, 4].

Объединение проблем конституции и генетических маркеров, что наблюдается на современном этапе и взгляды на конституцию как на систему маркеров, связаны, в значительной степени, выявлением генетических факторов предрасположенности к развитию мультифактори-альных болезней [4, 7]. По соотношению роли средовых и наследственных факторов эпилепсию относят к группе заболеваний этиологическим фактором для которых есть окружающая среда, а на частоту и тяжесть течения особое влияние имеет наследственность, что подтверждает их мультифакториальную природу и необходимость изучения при этих заболеваниях конституциональных особенностей организма [5].

Цель исследования

Построение и анализ дискриминантных моделей риска возникновения эпилепсии у юношей и девушек подольского региона Украины в зависимости от особенностей антропо-соматотипологических характеристик организма.

Материалы и методы

После предварительного анкетирования более чем 1700 юношей и девушек и последующих клиниколабораторных обследований, проведенных на базе научно-исследовательского центра Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пирогова (ВНМУ им. Н.И. Пирогова), было отобрано 82 практически здоровых юношей в возрасте от 17 до 21 года и 86 девушек в возрасте от 16 до 20 лет, которые в третьем поколении проживали на территории Подольского региона Украины. Всем им было проведено: антропометрию по методике В.В. Бунака [1]; установление компонентного состава массы тела по методу J. Ma-teiqka [9], а также мышечной массы тела с помощью формул Американского института питания (АИП) [8]; определение соматотипа по расчетной модификации метода B. Heath и J. Carter [6]. Аналогичные антропо-соматотипологические исследования провели 31 юноше и 44 девушкам, больным эпилепсией соответствую-

щего возраста и места проживания. У здоровых и больных эпилепсией юношей и девушек с помощью черепного индекса (соотношение максимальной ширины к максимальной длине головы) установлено следующее распределение краниотипов: долихокефалия -соответственно 11 и 26 здоровых, 1 и 5 больных эпилепсией; мезокефалия -соответственно 15 и 35 здоровых, 5 и 10 больных эпилепсией; брахикефалия

- соответственно 56 и 25 здоровых, 25 и 29 больных эпилепсией.

Комитетом биоэтики ВНМУ им. Н.И. Пирогова установлено, что проведенные исследования не противоречат основным биоэтическим нормам Хельсинской декларации, Конвенции Совета Европы по правам человека и биомедицине (1977), соответствующим положениям ВООЗ и законам Украины (протокол № 8 от 14.04.2010).

Построение дискриминантных моделей риска возникновения эпилепсии в зависимости от особенностей антропометрических и соматоти-пологических показателей у юношей и девушек общих групп, а также юношей и девушек брахицефалов проведена в пакете «^ТАТКТГСА 5,5» (принадлежит ЦНИТ ВНМУ им.

Н.И. Пирогова, лицензионный № АХХR910А374605FA).

Результаты и их обсуждение

Установлено, что при учете антропометрических и соматотипологи-

ческих показателей дискриминантная функция охватывает 89,0 % здоровых юношей и 93,6 % юношей, больных эпилепсией. Между здоровыми и больными эпилепсией юношами дискриминантными переменными являются толщина кожно-жировых складок (ТКЖС) на предплечье и на боку, ширина нижней челюсти, эндоморфный компонент соматотипа, сагиттальная дуга головы, краниотип, охватный размер предплечья в нижней трети и межостный размер таза (табл. 1). Причем, наибольшей составляю-

щей дискриминации между здоровыми и больными эпилепсией юношами являются ТКЖС на предплечье и на боку, а также эндоморфный компонент соматотипа. Все остальные дискриминантные переменные имеют незначительный, но статистически значимый единичный вклад в дискриминацию между совокупностями. В целом совокупность всех переменных имеет достаточно значимую (Уилкса лямб-да=0,359; F=18,83, р<0,001) дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией юношами (табл. 1).

Таблица 1

Отчет дискриминантного анализа здоровых и больных эпилепсией юношей в зависимости от особенностей строения и размеров тела

Wilks' Lambda: 0,359; F (8,89) = 19,83; p<0,0000

Дискриминантные переменные Wilks' Lambda Partial Lambda F-remove (1,89) p-level

ТКЖС на предплечье 0,503 0,715 35,52 0,0000

Ширина нижней челюсти 0,424 0,847 16,06 0,0001

ТКЖС на боку 0,489 0,735 32,10 0,0000

Эндоморфный компонент соматотипа 0,458 0,784 24,54 0,0000

Сагиттальная дуга головы 0,383 0,938 5,84 0,0177

Краниотип 0,407 0,884 11,68 0,0010

Охватный размер предплечья в нижней трети 0,399 0,901 9,75 0,0024

Межостный размер таза 0,383 0,938 5,86 0,0175

Примечание. Здесь и в дальнейшем Wilks' Lambda - Уилкса лямбда; Partial Lambda - статистика Уилкса лямбда для одиночного вклада переменной в дискриминацию между совокупностями; F-remove - стандартний F-критерий связан с соответствующей Partial Lambda; p-level -р-уровень связан с соответствующим F-remove.

Установленные коэффициенты классификационных дискриминантных функций позволяют вычислить показатель классификации (РГ), с помощью которого можно предполо-

жить принадлежность изучаемых показателей как "типичных" для здоровых или - "типичных" для больных эпилепсией юношей, и, таким образом, прогнозировать возможность

возникновения болезни. Определение показателя классификации приведено в виде следующих уравнений, в которых принадлежность к здоровым юношам возможна при значении Df, близкому к 344,4; а к больным эпилепсией юношам - при значении Df, близкому к 378,5:

Df (для здоровых юношей) = ТКЖС на предплечье х (-7,01) + ширина нижней челюсти х 1,50 + ТКЖС на боку х 3,13 - эндоморфный компонент соматотипа х 16,9 + сагиттальная дуга головы х 8,50 + краниотип х 2,16 + охватный размер предплечья в нижней трети х 9,03 + межостный размер таза х 5,29 - 344,4;

Df (для больных эпилепсией юношей) = ТКЖС на предплечье х (8,68) + ширина нижней челюсти х 2,62 + ТКЖС на боку х 4,33 - эндоморфный компонент соматотипа х 21, 9 + сагиттальная дуга головы х 8,97 + краниотип х 2,36 + охватный размер предплечья в нижней трети х 9,79 + межостный размер таза х 4,77 - 378,5, где (здесь и в дальнейшем), ТКЖС - в мм; кефалометрические размеры - в см; компоненты соматотипа - в баллах; краниотип - в баллах (долихоцефалы - 1; мезоцефалы - 2; брахицефалы - 3); охватные размеры - в см; диаметры тела - в см.

При определении значимости всех дискриминантных функций с помощью критерия х2 установлено, что возможна достоверная интерпретация полученных показателей клас-

сификации между здоровыми и больными эпилепсией юношами (х2=94,2, р<0,001).

При учете антропометрических и соматотипологических показателей у юношей-брахицефалов дискриминантная функция охватывает 91,1 % здоровых и 84,0 % больных эпилепсией юношей-брахицефалов. Между здоровыми и больными эпилепсией юношами-брахицефалами дискриминантными переменными являются ТКЖС на предплечье, на животе и под лопаткой, ширина нижней челюсти, ширина лица и наибольшая ширина головы (табл. 2). Причем, наибольшее значение в дискриминации между здоровыми и больными эпилепсией юношами-

брахицефалами, имеют ТКЖС на предплечье и ширина нижней челюсти. Большинство других дискриминантных переменных имеют незначительный, но статистически значимый (за исключением наибольшей ширины головы) единичный вклад в дискриминацию между совокупностями. В целом совокупность всех переменных имеет достаточно значимую (Уилкса лямбда=0,399; F=16,8, р<0,001) дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией юношами-брахицефалами (табл. 2).

Показатели классификации (рГ для различных групп юношей-брахицефалов в зависимости от особенностей строения и размеров тела имеют вид следующих уравнений:

Таблица 2

Отчет дискриминантного анализа здоровых и больных эпилепсией юношей-брахицефалов в зависимости от особенностей строения и размеров тела

Wilks' Lambda: 0,399; F (6,67) = 16,79; p<0,0000

Дискриминантные переменные Wilks' Lambda Partial Lambda F-remove (1,67) p-level

ТКЖС на предплечье 0,544 0,734 24,24 0,0000

Ширина нижней челюсти 0,509 0,785 18,40 0,0001

ТКЖС на животе 0,496 0,806 16,11 0,0002

ТКЖС под лопаткой 0,449 0,889 8,334 0,0052

Ширина лица 0,433 0,923 5,585 0,0210

Наибольшая ширина головы 0,421 0,948 3,661 0,0600

Df (для здоровых юношей-брахицефалов) = ТКЖС на предплечье х (-0,28) + ширина нижней челюсти х 0,46 - ТКЖС на животе х 0,66 + ТКЖС под лопаткой х 0,08 + ширина лица х 5,70 + наибольшая ширина головы х 19,5 - 181,6;

Df (для больных эпилепсией юношей-брахицефалов) = ТКЖС на предплечье х (-1,55) + ширина нижней челюсти х 1,91 - ТКЖС на животе х 0,17 - ТКЖС под лопаткой х 0,37 + ширина лица х 4,56 + наибольшая ширина головы х 20,4 - 191,8.

При определении значимости всех дискриминантных функций с помощью критерия х2 установлено, что возможна достоверная интерпретация полученных показателей классификации между здоровыми и больными эпилепсией юношами-брахицефалами (х2=63,3, р<0,001).

При учете антропометрических и соматотипологических показателей у

девушек дискриминантная функция охватывает 91,7 % здоровых и 97,7 % больных эпилепсией девушек. Между здоровыми и больными эпилепсией девушками дискриминантными переменными являются ТКЖС на предплечье и на животе, мышечная масса тела, определенная по формуле АИП, ширина дистального эпифиза предплечья и бедра, охват талии и межостный размер таза (табл. 3) . Причем,

наибольший вклад в дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией девушками, имеет ТКЖС на предплечье. Другие дискриминантные переменные имеют незначительный, но статистически значимый единичный вклад в дискриминацию между совокупностями. В целом совокупность всех переменных имеет достаточно значимую (Уилкса лямб-да=0,256; F=49,3, р<0,001) дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией девушками (табл. 3).

Таблица 3

Отчет дискриминантного анализа здоровых и больных эпилепсией девушек в зависимости от особенностей строения и размеров тела

№іШ8' Lambda: 0,256; F (7,12) = 49,29; p<0,0000

Дискриминантные переменные Wilks' Lambda Partial Lambda F-remove (1,119) p-level

ТКЖС на предплечье 0,377 0,680 55,89 0,0000

Мышечная масса тела, определенная по формуле АИП 0,294 0,872 17,51 0,0001

Ширина дистального эпифиза предплечья 0,300 0,856 19,99 0,0000

Ширина дистального эпифиза бедра 0,269 0,953 5,876 0,0169

ТКЖС на животе 0,299 0,858 19,74 0,0000

Охватный размер талии 0,284 0,902 12,92 0,0005

Межостный размер таза 0,275 0,933 8,508 0,0042

Определение показателей классификации для различных групп девушек в зависимости от особенностей строения и размеров тела имеют вид следующих уравнений:

Df (для здоровых девушек) = ТКЖС на предплечье х 0,46 - мышечная масса тела, определенная по формуле АИП х 1,74 + ширина дистального эпифиза предплечья х 45,8 + ширина дистального эпифиза бедра х 13, 7 + ТКЖС на животе х 0,17 + охватный размер талии х 0,21 + межостный размер таза х 6,05 - 242,1;

Df (для больных эпилепсией девушек) = ТКЖС на предплечье х (0,88) - мышечная масса тела, определенная по формуле АИП х 1,42 + ширина дистального эпифиза предплечья х 39,3 + ширина дистального эпифиза бедра х 15,7 - ТКЖС на животе х 0,24 + охватный размер талии х 0,56 + ме-

жостный размер таза х 5,42 - 230,8, где (здесь и в дальнейшем), компонентный состав массы тела - в кг, ширина дистальных эпифизов длинных трубчатых костей конечностей - в см.

При определении значимости всех дискриминантных функций с помощью критерия х2 установлено, что возможна достоверная интерпретация полученных показателей классификации между здоровыми и больными эпилепсией девушками (Х2=165,3 р<0,001).

При учете антропометрических и соматотипологических показателей у девушек-брахицефалов дискриминантная функция охватывает 96,0 % здоровых и 93,1 % больных эпилепсией девушек-брахицефалов. Между здоровыми и больными эпилепсией девушками-брахицефалами дискриминантными переменными являются

ТКЖС на предплечье и на боку, мышечная масса тела, определенная по формуле АИП, наибольшая ширина головы, ширина дистального эпифиза предплечья и бедра, эндоморфный компонент соматотипа, охват кисти (таблица 4). Причем, наибольший вклад в дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией девуш-ками-брахицефалами, имеют ТКЖС на предплечье и мышечная масса тела, определенная по формуле АИП. Большинство других дискриминантных переменных имеют незначительный, но статистически значимый (за исключением охвата кисти и ширины дистального эпифиза предплечья) единичный вклад в дискриминацию между совокупностями. В целом совокупность всех переменных имеет достаточно значимую (Уилкса лямб-да=0,237; F=17,8; р<0,001) дискриминацию между здоровыми и больными эпилепсией девушками-

брахицефалами (табл. 4).

Показатели классификации для различных групп девушек-

брахицефалов в зависимости от особенностей строения и размеров тела имеют вид следующих уравнений:

Df (для здоровых девушек-брахицефалов) = ТКЖС на предплечье х (-0,18) - мышечная масса тела, определенная по формуле АИП х

0,01 + наибольшая ширина головы х

11,2 + ширина дистального эпифиза предплечья х 8,57 + ширина дисталь-

ного эпифиза бедра х 13,4 - ТКЖС на боку х 2,08 + эндоморфный компонент соматотипа х 10,2 + охват кисти х 7,32 - 234,6;

Df (для больных эпилепсией де-вушек-брахицефалов) = ТКЖС на предплечье х (-1,96) + мышечная масса тела, определенная по формуле АИП х 0,54 + наибольшая ширина головы х 13,5 + ширина дистального эпифиза предплечья х 4,02 + ширина дистального эпифиза бедра х 16,2 -ТКЖС на боку х 2,89 + эндоморфный компонент соматотипа х 13,1 + охват кисти х 5,99 - 252,0.

При определении значимости всех дискриминантных функций с помощью критерия х2 установлено, что возможна достоверная интерпретация полученных показателей классификации между здоровыми и больными эпилепсией девушками-брахицефалами (х2=67,8, р<0,001).

Таким образом, проведенное исследование показало, что c помощью антропометрических и соматотиполо-гических показателей можно с определенной степенью вероятности разделить юношей и девушек подольско го региона Украины на практически здоровых и больных эпилепсией. Причем, более высокий уровень дискриминации в построенных моделях установлен у девушек как в общих группах, так и у девушек-брахицефалов, нежели в соответствующих группах юношей.

Таблица 4

Отчет дискриминантного анализа здоровых и больных эпилепсией девушек-брахицефалов в зависимости от особенностей строения и размеров тела

Wilks' Lambda: 0,237; F (8,44) = 17,75; p<0,0000

Дискриминантные переменные Wilks' Lambda Partial Lambda F-remove (1,44) p-level

ТКЖС на предплечье 0,470 0,504 43,37 0,0000

Мышечная масса тела, определенная по формуле АИП 0,426 0,556 35,21 0,0000

Наибольшая ширина головы 0,306 0,773 12,91 0,0008

Ширина дистального эпифиза предплечья 0,255 0,928 3,395 0,0721

Ширина дистального эпифиза бедра 0,263 0,901 4,853 0,0329

ТКЖС на боку 0,302 0,784 12,14 0,0011

Эндоморфный компонент соматоти-па 0,276 0,858 7,270 0,0099

Охватный размер кисти 0,257 0,921 3,800 0,0577

Как у девушек, так и у юношей в дискриминантные модели наиболее часто входят и вносят наибольший вклад в дискриминацию показатели ТКЖС. Кроме того, у юношей в построенные модели наиболее часто входят кефало-метрические размеры, а у девушек -ширина дистальных эпифизов длинных трубчатых костей конечностей.

Выводы

В построенных дискриминантных математических моделях, которые с помощью антропометрических и соматотипологических показателей позволяют разделить юношей и девушек как общих групп, так и брахицефалов на здоровых и больных эпилепсией, уровень дискриминации значительно выше у девушек (Уилкса лямбда соответственно 0,256 и 0,237),

нежели в соответствующих моделях юношей (Уилкса лямбда соответственно 0,359 и 0,399).

В дискриминантные модели, которые с помощью антропометрических и соматотипологических показателей позволяют разделить юношей и девушек как общих групп, так и брахицефалов на здоровых и больных эпилепсией, в большинстве случаев, входят: у девушек - толщина кожно-жировых складок (26,7 %) и ширина дистальных эпифизов длинных трубчатых костей конечностей (26,7 %); у юношей - толщина кожножировых складок (35,7 %) и кефаломет-рические размеры (35,7 %).

Литература

1. Бунак В.В. Антропометрия / В.В. Бунак. - М.: Учмедгиз Нарком проса РСФСР, 1941. - 368 с.

2. Бунак В.В. О перспективах развития антропологии как особой науки / В.В. Бунак // Антропология 70х годов. - М.: "Знание", 1972. - С. 15.

3. Корнетов Н.А. Биомедицинская

и клиническая антропология для современных медицинских наук (Введение) / Н.А. Корнетов, В.Г. Николаев // Актуальные вопросы биомедицинской и клинической антропологии: мат.

конфю. - Красноярск, 1997. - С. 1-7.

4. Никитюк Б.А. Теория и практика интегративной антропологии. Очерки / Б.А. Никитюк, В.М. Мороз, Д.Б. Никитюк. - Киев-Винница: Изд-во “Здоров’я”, 1998. - 303 с.

5. 7 Classification of partial seizure symptoms in genetic studies of the epilepsies / H. Choi [et al.] // Neurology.

- 2006. - Vol. 66, №11. - Р. 1648-1653.

6. Carter J.E. Somatotyping Development and Applications / J.E. Carter, B.H. Heath. - Cambridge: Uni-versiti Press, 2005. - 517 p.

7. Genetic and environmental factors associated with asthma / A. Bener [et al.] // Hum. Biol. - 1996. - Vol. 68, № 3. -P. 405-414.

8. Heymsfield S.B. Anthropometric measurement of muscle mass: revised eyuatiens for calculating bone-free arm muscle area / S.B. Heymsfield // Am. J. Clin. Nutz. - 1982. - Vol. 36, № 4. - P. 680-690.

9. Matiegka J. The testing of physical efficiency / J. Matiegka // Amer. J. Phys. Antropol. - 1921. - Vol. 101, № 3.

- P. 25-38.

Сведения об авторах

Гунас Игорь Валериевич - д-р мед. наук, проф., зав. научно-исследовательского центра Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пирогова.

Украина, 21018, г. Винница, ул. Пирогова, 56. НИЦ Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пирогова.

E-mail: [email protected]

Шевчук Юрий Григорьевич - канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник, доц. кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пирогова.

Прокопенко Сергей Васильевич - канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник, ст. науч. сотрудник научно-исследовательского центра Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пирогова.