CC BY
9УДК 616.14:616.921.5
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОДИНАМИКИ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ СОВОКУПНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ ГРИППЕ
© 2019 И.В. Роганова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Самара
Изучено состояние гемодинамики и микроциркуляции при неосложненном среднетяжелом течении гриппа у 215 пациентов в возрасте от 21 до 65 лет. С помощью метода множественной линейной регрессии составлены модели прогнозирования изменений основных параметров гемодинамики в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции для повышения эффективности их диагностики и целенаправленной коррекции.
Ключевые слова: биомикроскопия, микроциркуляция, грипп.
Введение. Грипп является одной из наиболее актуальных проблем инфектологии [1, 3]. Неблагоприятные исходы отмечают в период подъема заболеваемости гриппом и по его окончании. Поражение сосудистой системы при гриппе лежит в основе патогенеза гриппозной инфекции [2]. Вопросы лечения гриппа далеки от окончательного решения [12]. Актуальны патогенетические и симптоматические принципы терапии [4, 6]. До настоящего времени коррекция сосудистых нарушений разработана недостаточно [3, 5].
Цель исследования: повысить эффективность диагностики нарушений гемодинамики у пациентов при гриппе путем разработки моделей прогнозирования их изменений в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции для их целенаправленной коррекции.
Объект, материалы и методы исследования. В клинике инфекционных болезней СамГМУ мы обследовали 215 пациентов (118 мужчин и 97 женщин) со среднетяжелым неосложненным течением сезонного гриппа А(НШ1) и А(Н3К2). Контроль составили 84 практически здоровых человека (46 мужчин и 38 женщин). Всех обследованных разделили на 3 группы по возрасту: 1-я - от 21 до 35 лет включительно, 2-я - от 36 до 50 лет включительно, 3-я - от 51 до 65 лет включительно. Возраст обследованных 1-й контрольной группы составил 23,7 ± 1,04 года, пациентов 1-й группы пациентов - 22,7 ± 0,5 года, то есть не отличались по возрасту. Возраст обследованных 2-й контрольной группы составлял 42,0 ± 0,8 года, пациентов 2-й группы - 43,8 ± 0,6 года. Возраст обследованных 3-й контрольной группы достигал 58,5 ± 0,2 лет, 3-й группы пациентов - 57,6 ± 0,9 лет, они не отличались по возрасту. Таким образом, внутри подгрупп по возрасту отличий не получено и они сопоставимы между собой. Проводили общие анализы мочи и крови, биохимическое исследование крови. Пациенты получали стандартное лечение в рекомендуемых дозировках.
Исследования проводили во время стационарного лечения и амбулаторно после выписки: 1-е - в 1-3 дни болезни, 2-е - 4-5 дни, 3-е - 6-8 дни, 4-е - на 9-14 дни, 5-е исследование - через месяц от начала заболевания.
Состояние гемодинамики исследовали методом реографии. Его достоинствами являются неинвазивность, атравматичность, возможность проводить исследования в динамике. Рас-
считывали ее основные системные параметры: ударный (УО, мл) и минутный (МО, Ом/с) объемы крови, объемную скорость кровотока (ОСВ, мл/с), общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС, дин-с-см-5), а также энергетические характеристики: мощность сердечных сокращений (Н, Вт), расход энергии на передвижение 1 л крови (РЭ, Вт/л), работа сердца (РС, кгм/мин), нагрузочный индекс (ВтП, Вт/мин) [10].
Состояние системы микроциркуляции оценивали методом биомикроскопии сосудов конъюнктивы глазного яблока обоих глаз. Регистрировали периваскулярные (отек, геморрагии), сосудистые (извитость, неравномерность калибра капилляров, артериол, венул) и внут-рисосудистые (сладж"феномен, микротромбообразование) изменения и оценивали их количественно в баллах [7, 8, 9].
Математическое моделирование проводили методом множественной линейной регрессии с оценкой значимости уравнения в целом, отдельных предикторов и коэффициента детерминации [11].
С помощью метода множественной регрессии мы составили модели для прогнозирования изменений анализируемых параметров гемодинамики в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции и установили их предикторы для разных по возрасту групп пациентов при гриппе. Предикторы - показатели, входящие в модели и определяющие вероятность развития изменений из совокупности анализируемых показателей. Основные предикторы и более важные из них определяли при прогнозировании изменений параметров гемодинамики по стандартизованному коэффициенту регрессии. Модели составляли на период с первых дней болезни до месяца от ее начала с учетом наших данных о том, что основные изменения гемодинамики развиваются в эти сроки.
Результаты исследования и их обсуждение. Модели прогнозирования изменений основных параметров гемодинамики в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции представлены в таблице 1. Срок наблюдения выступает в роли предиктора в моделях во 2-3-й группах, в 1-й группе в моделях ОСВ и УО. Периваскулярные параметры чаще являются предикторами изменений системных показателей в 1 "й группе: отек и геморрагии для моделей ОСВ, УО, геморрагии для МО, отек для ОПСС; отек во 2-й группе для всех моделей и в 3-й группе для ОСВ, УО и ОПСС. Они служат предикторами изменений энергетических факторов в 1-й группе - отек и геморрагии для моделей Н, РС, отек для ВтП; отек во 2-й группе для всех моделей, в 3-й группе - для Н, РС, ВтП.
Показатели капилляров служат предикторами в 3 -й группе для всех моделей, в 1 -й группе для ОСВ, УО и МО; венул во 2-й группе для всех моделей, в 1-й группе для ОПСС, в 3-й группе для МО и ОПСС, артериол во 2-й группе для ОСВ и УО.
Они являются определяющими для моделей Н, РС, ВтП, показатели капилляров в 1 -й и 3-й группах, венул во 2-й; венул в 3-й группе для РС, ВтП; артериол во 2-й группе для моделей Н, ВтП, в 3-й группе для РС.
Таблица 1
Математические модели прогнозирования изменений основных параметров гемодинамики в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции
1 Гр. п Модель В Значимость модели
1 489 399,92 - срок 12,3 - отек 36,08 - геморрагии15,77 -капилляры 20,11 - сладж 11,52-6,84 тромбоз срок капилляры р < 0,00001
ОСВ 2 242 392,92-7,69 срок - 58,22 отек-28,02 венулы + 19,37 артериолы - 17,88 сладж отек р < 0,00001
3 226 450,84 - 22,42 срок - 26,95 отек - 25,38 капилляры -18,27 сладж срок сладж р < 0,00001
1 489 122,8 - 3,69 срок - 11,91 отек - 7 геморрагии -5,78 капилляры - 3,61 сладж срок капилляры р < 0,00001
УО 2 242 135,31- 2,89 срок - 24,16 отек-7,99 венулы + 6,45 артериолы- 5,74 сладж отек р < 0,00001
3 226 146,36 -6,92 срок -9,72 отек -9,89 капилляры -4,33 сладж срок капилляры р < 0,00001
1 489 122,94 + 136,15 геморрагии + 96,36 капилляры + 66,41 сладж капилляры сладж р < 0,00001
МО 2 242 7819,12 -116,28 срок - 963,12 отек - 623,5 венулы -147,35 тромбоз отек р < 0,00001
3 226 8505,92 - 259,18 срок - 719,84 капилляры -543,09 венулы капилляры р < 0,00001
1 489 908,75 + 183,12 отек + 152,36 венулы +63,52 сладж + 179,51 тромбоз тромбоз р < 0,00001
ОПСС 2 242 417,83 + 86,24 срок + 425,62 отек + 234,1 венулы + 64,69 тромбоз отек р < 0,00001
3 226 - 605,66 +226,64 срок + 274,44 отек + 317,0 капилляры + 227,21 венулы срок капилляры р < 0,00001
1 489 4,67-0,15 срок - 0,4 отек - 0,17 геморрагии -0,28 капилляры - 0,1 сладж -0,08 тромбоз капилляры отек р < 0,00001
Н 2 242 4,83 - 0,11 срок - 0,69 отек- 0,36 венулы + 0,19 артериолы - 0,17 сладж отек р < 0,00001
3 226 5,57- 0,27 срок- 0,42 отек- 0,22 капилляры -0,17 сладж- 0,11 тромбоз срок отек р < 0,00001
1 489 0,08 - 0,003срок- 0,01 отек- 0,01 капилляры -0,002 сладж отек р < 0,00001
ВтП 2 242 0,08 - 0,003 срок - 0,02 отек - 0,003 венулы + 0,004 артериолы - 0,004 сладж отек р < 0,00001
3 226 0,1-0,01 срок - 0,01 отек- 0,003 геморрагии -0,004 капилляры + 0,005 венулы - 0,004 сладж срок отек р < 0,00001
1 489 8813,42-238,0 срок - 417,85 отек - 629,34 геморрагии -588,97 капилляры -191,05сладж капилляры р < 0,00001
РС 2 242 9572,69 - 186,85 срок- 1088,54 отек- 954,55 венулы отек венулы р < 0,00001
3 226 11877,61- 603,77 срок- 597,10 отек- 835,44 капилляры -836,13 венулы + 383,09 артериолы срок венулы капилляры р < 0,00001
1 489 11,82-0,07 срок срок р < 0,011
РЭ 2 242 12,1 + 0,23 отек отек р < 0,00018
3 226 13,13- 0,12 тромбоз тромбоз р < 0,018
Примечание: п - общее число исследований; В - более важные предикторы.
Внутрисосудистые параметры являются предикторами всех моделей 1-2-й групп, показатели сладжа всех моделей 1-й группы, для ОСВ, УО 2-3-й групп, тромбоза для ОСВ, ОПСС 1-й группы, МО, ОПСС 2-й группы. В моделях прогноза изменений энергетических показателей срок наблюдения служит предиктором для всех моделей 1-й группы, для Н, РС, ВтП 2-3-й групп. Показатели сладжа являются предикторами в моделях Н, РС, ВтП 1-й группы, Н, ВтП 2-3-й групп; тромбоза в модели Н 1-й группы, Н, РЭ - 3-й группы. Частота включения периваскулярных предикторов в модели снижается с возрастом. Сосудистые характеристики чаще включены в модели 2-3-й групп. Сосудистыми компонентами служат показатели капилляров в 1-й и 3-й группах, венул во 2-й группе. Больше внутрисосудистых составляющих в моделях 1-й группы. Общее число, частота регистрации достоверных предикторов и наиболее важных из них в моделях прогноза изменений основных параметров гемодинамики в зависимости от совокупности показателей микроциркуляции представлены в таблице 2.
Таблица 2
Суммарное количество, частота регистрации достоверных предикторов и наиболее важных из них в моделях прогнозирования изменений основных параметров гемодинамики в зависимости
от совокупности показателей микроциркуляции
Основные показатели микроциркуляции Итого
Периваскулярные Сосудистые Внутрисосудистые
Гр. П-ль Отек Геморрагии Всего Капилляры Венулы Артериолы Всего Сладж Тромбоз Всего
1 П 6 5 11 6 1 0 7 7 3 10 28
% 21,4 17,9 39,3 21,4 3,6 0 25,0 25,0 10,7 35,7 100
В 2 0 2 4 0 0 4 1 1 2 8
% 25,0 0 25,0 50,0 0 0 50,0 12,5 12,5 25,0 100
2 П 8 0 8 0 7 4 11 4 2 6 25
% 32,0 0 32,0 0 28,0 16 44,0 16,0 8,0 24,0 100
В 8 0 8 0 1 0 1 0 0 0 9
% 88,9 0 88,9 0 11,1 0 11,1 0 0 0 100
3 П 6 1 7 7 4 1 12 4 2 6 25
% 24,0 4,0 28,0 28,0 16,0 4,0 48,0 16,0 8,0 24,0 100
В 2 0 2 4 1 0 5 1 1 2 9
% 22,2 0 22,2 44,5 11,1 0 55,6 11,1 11,1 22,2 100
Примечание: Гр. - группа, п-ль - показатель, П - общее число предикторов для данных моделей, В - число более важных из них в предсказании.
Более важная роль в предсказании из периваскулярных принадлежит показателям отека во всех группах, из сосудистых - капилляров в 1 -й группе, во 2-й группе редко венулам, в 3-й группе капиллярам и реже венулам, из внутрисосудистых - с одинаковой частотой показатели сладжа и микротромбоза в 1-й и 3-й группах.
Суммарно определяющая роль чаще принадлежит в 1 -й группе показателю капилляров, реже периваскулярному (отеку) и внутрисосудистым. Во 2-й группе главную роль в моделях
имеют в основном показатель отека, реже венул. В 3-й группе чаще более важную роль среди предикторов имеют преимущественно показатели капилляров, реже венул, периваскулярные (отек) и внутрисосудистые.
Таким образом, в моделях прогнозирования изменений показателей гемодинамики с возрастом доля периваскулярных показателей снижается, а сосудистых растет. В 1-й группе параметры гемодинамики определяются периваскулярными и внутрисосудистыми компонентами, реже сосудистыми (капиллярами); во 2-3-й группах - сосудистыми: во 2-й группе показателями венул, реже артериол, в 3-й группе - капилляров. Более важную роль в предсказании изменений гемодинамики в 1-й и 3-й группах принадлежит показателям капилляров, реже отеку и внутрисосудистым компонентам, во 2-й группе - отеку. Используя математические модели, по известным основным параметрам микроциркуляции можно прогнозировать изменения гемодинамики для повышения эффективности диагностики нарушений гемодинамики и, учитывая их более важные предикторы, проводить целенаправленную терапию пациентов при гриппе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Брико Н.И. Клинико-эпидемиологическая характеристика гриппа и ОРВИ и направления их профилактики / Н.И. Брико // Медицинская сестра. - 2013. - № 8. - С. 16-23.
2 Вирусные болезни: учебное пособие / под ред. Н. Д. Ющука. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 640 с.
3 Голохвастова Н.О. Особенности современного течения гриппа A (H1N1 sw) / Н.О. Голохвастова // Клиническая медицина. - 2012. - № 6. - С. 18-25.
4 Зайцев А.А. Грипп и тяжелая пневмония: ключевые вопросы диагностики, фармакотерапии, профилактики / А.А. Зайцев // Фарматека. - 2016. - № 4. - С. 21-26.
5 Использование средств патогенетической терапии при гриппе и ОРВИ / И.И. Токин, В.В. Цветков, Г.С. Го-лобоков // Инфекц. болезни. - 2015. - № 4. - С. 62-66.
6 Кареткина Г.Н. Грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции: принципы и практика лечения / Г.Н. Кареткина // Медицинский совет. - 2017. - № 5. - С. 54-57.
7 Роганова И.В. Патогенетическая значимость сладж-феномена и синдрома микротромбообразования при гриппе у пациентов молодого возраста // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2011. - № 2. - С. 48-54.
8 Роганова И.В. Патогенетическая значимость сладж-феномена и синдрома микротромбообразования при гриппе у пациентов старшего возраста / И.В. Роганова, И.В. Храмова // Морфологические ведомости. -2011. - № 1. - С. 119-122.
9 Роганова И.В., Характеристика состояния микроциркуляторного русла при гриппе у больных 36-50 лет / И.В. Роганова, М.П. Гаранина // Морфологические ведомости. - 2011. - № 2. - С. 111-114.
10 Роганова И.В. Характеристика энергетического обеспечения кровообращения при гриппе у больных старшего возраста // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. - 2012. - № 1. - С. 51-55.
11 Супильников А.А., Юхимец С.Н. Прикладные аспекты применения математико-статистических методов моделирования в медицине // Вестник медицинского института «РЕАВИЗ». - 2012. - № 2 (6). - С. 18-22.
12 Hurt A.C. The epidemiology and spread of drug resistant human influenza viruses // Curr. Opin. Virol. - 2014. -№ 8. - Р. 22-29.
13 Прикладные аспекты применения математико-статистических методов моделирования в медицине / А.А. Супильников, С.Н. Юхимец // Вестник медицинского института «РЕАВИЗ»: реабилитация, врач и здоровье. - 2012. - № 2 (6). - С. 18-22.
Рукопись получена: 25 января 2019 г. Принята к публикации: 29 января 2019 г.
