CC BY
20МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОГНОЗА БЕЗБОЛЕВОГО ТЕЧЕНИЯ ДЕКОМПРЕССИОННОй БОЛЕЗНИ У СПОРТИВНЫХ ДАйВЕРОВ
УДК/UDC 616-001.11
Поступила в редакцию 08.09.2020 г.
Информация для связи с автором: alpatovvn@gmail.com
Кандидат медицинских наук В.Н. Алпатов1 Доктор медицинских наук, доцент В.П. Ганапольский2 Доктор медицинских наук, профессор П.В. Родичкин3 Аспирант М.В. Ганапольская4
1 Военно-морская академия, Санкт-Петербург
2 Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург
3 Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург
4 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург
MATHEMATICAL MODEL TO PREDiCT PAiNLESS DECOMPRESSION iLLNESS iN COMPETITIVE DIVING
PhD V.N. Alpatov1
Dr. Med., Associate Professor V.P. Ganapolsky2 Dr. Med., Professor P.V. Rodichkin3 Postgraduate student M.V. Ganapolskaya4
1 Naval Academy, St. Petersburg
2 S. M. Kirov Military Medical Academy, St. Petersburg
3 Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg
4 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg
□ и
£ г. CL
4—
О OJ и
CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Аннотация
Цель исследования - разработать модель прогноза развития безболевой формы декомпрессионной болезни у дайверов. Методика и организация исследования. Математическое моделирование осуществлялось с помощью дискриминантного анализа. Анализу подвергались результаты ВСГО и болевого порога 29 дайверов с ДБ и бессимптомным газообразованием, проходивших погружения в НИИ спасания и подводных технологий военного учебно-научного центра Военно-Морского Флота «Военно-морская академия» с 2007 по 2019 г.
Результаты исследования и выводы. По результатам исследования выявлено, что частота встречаемости бессимптомного газообразования в 1,6 раза выше клинической манифестации декомпрессионной болезни, что свидетельствует о заниженной оценке частоты встречаемости заболевания. Предиктором бессимптомного течения декомпрессионной болезни является сочетание уровней внутрисосудистого газообразования и порога болевой чувствительности. Определение болевого порога у водолазов и дайверов - важный элемент профилактики бессимптомного газообразования и хронической декомпрессионной болезни. Критическим уровнем болевой чувствительности, при котором при каждом погружении необходимо проводить ультразвуковое исследование на наличие газовых пузырей в венозном русле, является 11 вольт. Для таких дайверов необходимо рассматривать любые симптомы, возникшие после декомпрессии, как декомпрессионную болезнь.
Ключевые слова: дайверы, декомпрессионная болезнь, безболевая форма, прогноз, болевая чувствительность, внутрисосудистое газообразование.
Annotation
Objective of the study was to develop a model for predicting the development of painless decompression illness in divers.
Methods and structure of the study. The mathematical modeling was carried out through a discriminant analysis. We analyzed the results of intravascular gas production and pain threshold in 29 divers diagnosed with decompression illness and asymptomatic gas production, who performed immersions in the Research Institute of Rescue and Underwater Technologies, Navy's Military Educational and Scientific Center "Naval Academy" from 2007 to 2019. Results of the study and conclusions. The study found that the incidence of asymptomatic gas production was 1.6 times higher than the clinical manifestation of decompression illness, indicating that the incidence of the illness is underestimated. The predictor of the asymptomatic flow of decompression illness is a combination of various levels of intravascular gas production and thresholds of pain sensitivity. The determination of pain thresholds in professional and competitive divers is an important element in the prevention of asymptomatic gas production and chronic decompression illness. The critical level of pain sensitivity, at which each immersion requires an ultrasonic examination for gas bubbles in the venous channel, is 11 V. For such divers, it is necessary to consider any post-decompression symptoms such as decompression illness.
Keywords: divers, decompression illness, painless form, prognosis, pain sensitivity, intravascular gas production.
Введение. Спортивный дайвинг - достаточно молодое направление подводного спорта, но дисциплины спортивно-
го дайвинга официально признаны в мире (Всемирной конфедерацией подводной деятельности - CMAS) и в России
32
http://www.teoriya.ru
№11 • 2020 Ноябрь | November
и занесены во Всероссийский реестр видов спорта. Рекреационный дайвинг уже давно завоевал заслуженную популярность во всем мире и число людей, увлекающихся подводным плаванием, ежегодно увеличивается.
Как для аквалангистов-любителей, так и для спортивных дайверов характерны длительные перерывы в погружениях (3-5 месяцев), которые сменяются многократными спусками в течение 7-14 суток подряд. Так, по данным DiversAlertNetwork (DAN), высокий уровень декомпрес-сионного внутрисосудистого газообразования после повторных спусков в течение суток встречается в 67 %, что почти в семь раз превышает частоту такого газообразования после однократных погружений. В структуре всех профессиональных заболеваний людей, работающих в условиях повышенного давления газовой среды, деком-прессионная болезнь (ДБ) составляет 80-90 %. Частота заболеваний у водолазов-профессионалов составляет 2-3 0% случаев от общего количества человеко-спусков в зависимости от глубины погружения [2], по данным Divers Alert Network (DAN), у дайверов имелось 5 00 таких случаев [5]. Легкие формы могут манифестировать очень скрытым образом. Их игнорируют или отрицают пострадавшие дайве-ры, у которых уровень критичности снижен [1].
Все чаще декомпрессионная болезнь протекает бессимптомно или в безболевой форме при выраженном внутрисо-судистом газовом образовании (ВСГО) [6]. Появление безболевых форм ДБ связывают с высоким порогом болевой чувствительности [6]. Недостаточная диагностика бессимптомной или безболевой форм ДБ создает предпосылки для формирования хронических поражений центральной нервной системы и миокарда [3].
Цель исследования - разработать математическую модель прогноза безболевого течения декомпрессионной болезни у спортивных дайверов.
Методика и организация исследования. Анализу подвергались результаты ВСГО и болевого порога 29 дайверов с ДБ и бессимптомным газообразованием (БСГО), проходивших погружения в НИИ спасания и подводных технологий
военного учебно-научного центра Военно-Морского Флота «Военно-морская академия» с 2007 по 2019 г Клинические проявления ДБ отмечались у 11 человек, БСГО - у 18 обследованных. ВСГО оценивалось после спусков с использованием ультразвукового допплеровского локатора по предложенному Л. К. Волковым способу. Для определения болевого порога на предплечье накладывались электроды, результаты оценивались напряжением электрического тока, измеряемого в вольтах, необходимого для появления болевых ощущений при сокращении мышц.
Результаты исследования и их обсуждение. Частота встречаемости БСГО в 1,6 раза выше клинической манифестации ДБ, что свидетельствует о заниженной оценке частоты встречаемости заболевания.
При обследовании дайверов выявлено, что уровень порога болевой чувствительности (БЧ) статистически значимо (р<0,05) выше при БСГО, чем при ДБ (табл. 1).
Полученные результаты соответствуют данным, полученным другими авторами. В среднем в популяции болевой порог располагается в диапазоне от 6 до 11 вольт [6], при этом клиника декомпрессионной болезни в виде болевых симптомов определяется в среднем при ВСГО 1,33 балла [3]. При этом у дайверов с высоким болевым порогом выраженное ВСГО не вызывает болевой симптоматики и может отсрочен-но проявляться тяжелыми расстройствами неврологического профиля, сердечно-сосудистой и дыхательной систем [4].
При проведении дискриминантного анализа получена модель прогноза безболевого течения декомпрессионной болезни: Лямбда Уилкса: 0,27372 прибл. F (2,26)=34,495, р<0,0001. Дискриминантные переменные представлены в табл. 2.
Выявлено, что средствами прогнозирования безболевого течения декомпрессионной болезни являются сочетание уровня ВСГО и порога болевой чувствительности.
Компоненты линейных классификационных функций (ЛКФ): переменные, коэффициенты при переменных, константы для определения прогноза бессимптомного течения декомпрессионной болезни - представлены в табл. 3.
Таблица 1. Уровень ВСГО и БЧ у обследованных, Ме [25%;75%]
Показатель ДБ, n=11 БСГО, n=18
Внутрисосудистое газообразование 1,5 [1,5;2] 8 [7;9]
Порог болевой чувствительности 1,5 [1;2] 13 [12;14] *
Примечание. * - р<0,05.
Таблица 2. Дискриминантные переменные
Показатель Уилкса Лямбда Частная Лямбда F-исключ. (1,26) р-уров. Толер. 1-толер. (R-кв.)
Внутрисосудистое газообразование 0,355452 0,770050 7,76403 0,009820 0,695665 0,304335
Порог болевой чувствительности 0,999533 0,273844 68,94476 0,000000 0,695665 0,304335
Таблица 3. Классификационные функции для определения прогноза бессимптомного течения декомпрессионной болезни
Показатели Коэффициенты
ЛКФ-1 ЛКФ-2
Внутрисосудистое газообразование -0,3900 -4,1089
Порог болевой чувствительности 3,4118 5,8371
Константа -15,2282 -34,6217
Таблица 4. Точность распознавания прогноза безболевого течения декомпрессионной болезни (базовый расчет)
Группы Точность распознавания Декомпрессионная болезнь Бессимптомное газообразование
Декомпрессионная болезнь 81,82 9 2
Бессимптомное газообразование 94,44 1 17
Всего 89,66 10 19
№ 11 • 2020 Ноябрь | November
http://www.teoriya.ru
Расчет ЛКФ -1 = -15,2282- -0,39хВСГО+3,4118хБЧ
Расчет ЛКФ -1 = -15,2282- -0,39хВСГО+3,4118хБЧ
1
Наибольшее ЛКФ-1 Наибольшее ЛКФ -2
Прогнозируются ДБ Прогнозируются БСГО
i
КОНЕЦ
Алгоритм определения прогноза безболевого течения декомпрес-сионной болезни
Дискриминантная модель имеет 89,66 %-ную прогностическую способность (табл. 4).
При этом 5,66 % случаев являются ложноотрицательными, 22,2 % -ложноположительными. Таким образом, отмечается тенденция к увеличению числа людей, у которых прогнозируется безболевое течение декомпрессионной болезни, что более предпочтительно с профилактической точки зрения.
Алгоритм определения прогноза безболевого течения декомпрессионной болезни представлен на рисунке.
Пример 1. У обследуемого определены показатели: ВСГО=2, БЧ=8, При расчете формул ЛКФ-1 = 11,2862, ЛКФ-2=3,8573. Максимальное число соответствует расчету формулы для ЛКФ-1, таким образом, у обследованного прогнозируется появление симптомов ДБ.
Пример 2. У обследуемого определены показатели: ВСГО=2,5, БЧ=13, При расчете формул ЛКФ-1=28,1502, ЛКФ-2=30,98835. Максимальное число соответствует расчету формулы для ЛКФ-2, таким образом, у обследованного прогнозируется появление безболевой формы ДБ.
Расчетным методом определено, что при уровне болевого порога 9 вольт БСГО будет при ВСГО 1 балл, при 11 вольтах -1,5 балла, при 12 вольтах - 2 балла, при 13 вольтах- 3 балла, при 15 вольтах - 4 балла. Можно предположить, что порог болевой чувствительности 11 вольт является пределом, выше которого можно ожидать БСГО при декомпрессии.
Выводы. Предиктором бессимптомного течения декомпрессионной болезни является сочетание уровней ВСГО и порога болевой чувствительности. Определение болевого порога у дайверов является важным элементом профилактики БСГО и хронической ДБ. При уровне БЧ 11 вольт и больше при каждом погружении необходимо проводить ультразвуковое исследование на наличие газовых пузырей в венозном русле. У этой группы дайверов необходимо рассматривать любые симптомы, возникшие после декомпрессии, как де-компрессионную болезнь.
Литература
1. Матье. Д. Гипербарическая медицина / Д. Матье. - М.: Бином, 2009.
2. Мясников А.А. Проблемные вопросы военно-морской медицины / А.А. Мясников, И.В. Петреев, А.Ю. Шитов и др. // Военно-медицинский журнал. - 2014. - № 5. - С. 89-91.
3. Мясников А.А. Хроническая декомпрессионная болезнь и ее диагностика / А.А. Мясников, Е.В. Ефиценко, Д.П. Зверев и др. // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2018. -№ 4 (64). - С. 26-31.
4. Смолин В.В. Декомпрессионная болезнь / В.В. Смолин, Г.М. Соколов, Б.Н. Павлов. - Калининград: Страж Балтики, 2010.
References
1. Mathieu D. Giperbaricheskaya meditsina [Hyperbaric medicine]. Moscow: Binom publ., 2009.
2. Myasnikov A.A., Petreev I.V., Shitov A.Yu. et al. Problemnye voprosy voenno-morskoy meditsiny [Problematic issues of naval medicine]. Voenno-meditsinskiy zhurnal. 2014. No. 5. pp. 89-91.
3. Myasnikov A.A., Efitsenko E.V., Zverev D.P. et al. Khronicheskaya dekompressionnaya bolezn i ee diagnostika [Chronic decompression sickness and its diagnosis]. Vestnik Rossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii. 2018. No. 4 (64). pp. 26-31.
4. Smolin V.V., Sokolov G.M., Pavlov B.N. Dekompressionnaya bolezn [Decompression sickness]. Kaliningrad: Strazh Baltiki publ., 2010.
5. Marroni A., Cali-Corleo R., Fontaneto C. DAN Europe Diving Incident Report. 1996.
6. Sowden L.M., Kindwall E.P., Francis T.J. The distribution of limb pain in decompression sickness. Aviat Space Environ Med. 1996. No. 67 (l). pp. 74-80.
