CC BY
36
I/IT и диагностика
www.idmz.nu 2007, № 5
Е.П.КАНТАРЖИ,
Академическая группа академика РАМН А.П.Нестерова, НССХ им. А.Н.Бакулева РАМН, г. Москва
НОВЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ДАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ В ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ С ПАТОЛОГИЕЙ СЕТЧАТКИ И ЗРИТЕЛЬНОГО НЕРВА
В клинической практике нередко требуется решение задач, связанных с анализом данных исследования. При этом возникают следующие вопросы:
— Достоверны ли результаты исследования?
— Каковы эти результаты?
— Как можно применить их в клинической практике?
Эти вопросы являются основными в доказательной медицине. Ответы на них позволяют оценить эффект проведенного лечения.
Правильно выбранный подход к решению проблемы, связанной со сравнением результатов измерений, выполненных двумя различными методами, либо с оценкой согласованности результатов повторных измерений, произведенных одним и тем же методом, во многом может облегчить принятие клинических решений [1,3]. В качестве примера анализируются данные исследований зрительных функций больных с патологией сетчатки и зрительного нерва.
Цель исследования: определить основные направления, по которым должен быть проведен анализ данных измерений центрального поля зрения больных с патологией сетчатки и зрительного нерва.
В данной статье рассматривается возможность применения некоторых математических методов по оценке согласованности данных измерений, обосновывается выбор наиболее адекватного метода для оценки изменения состояния ЦПЗ, выявляются и рассчитываются систематическое расхождение и степень разброса данных повторных измерений, описывается их клиническая сущность и возможность применения при контроле лечения конкретного больного [1,4]. Расчеты выполнены с использованием пакета прикладных программ ППП STATISTICA 5.0 [7].
© Е.П.Кантаржи, 2007 г.
■ 1 1 1 1 1 1 ■ ■ 1 1 1 ■ ■ ■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i i i i i 1 1 ■■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i ГГТ , ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ 45 ■ !!!!!!!!!!!!!! ! ! !
I/IT и диагностика
и информационные
технологии
&
> Материалы и методы
Для оценки данных исследования ЦПЗ применялись корреляционный и регрессионный анализы, а также метод Блэнда—Алтма-на. Первые два метода достаточно известны. Отличие метода Блэнда—Алтмана состоит в том, что для каждой пары измерений вычисляется их разность, определяется среднее значение и стандартное отклонение разности. Средняя разность характеризует систематическое расхождение, а стандартное отклонение — степень разброса результатов [1]. Для выявления наличия изменчивости зрительных функций при повторных исследованиях применялся критерий Вилкоксона.
Исследования ЦПЗ проводились методом цветовой компьютерной кампиметрии по времени сенсомоторной реакции, реализованным программным комплексом «Окуляр» [6, 8]. Повторные измерения ЦПЗ производились пациентам в течение одного часа, одних суток, двух недель в отсутствие лечебных мероприятий.
Исследования проведены в группах пациентов с глазной патологией и без нее (1 19 наблюдений). Из них: 103 случая — с различной патологией сетчатки и зрительного нерва, средний возраст 65(10) лет. По нозологическим формам заболеваний наблюдения были распределены следующим образом: 61 случай — с заболеванием глаукомой, средний возраст 68 (9) лет (26 — I стадия, 14 — II стадия, 21 — III стадия); 15 — c гипертензией глаза, средний возраст 57 (9) лет; 16 — с подозрением на глаукому, средний возраст 58(10); 11 — с диабетической ретинопатией, средний возраст 66 (9) лет. Контрольная группа составила 16 наблюдений пациентов без глазной патологии, средний возраст которых составил 60(10) лет [2,4]. В 42 случаях повторные исследования производились в течение одного часа, в 20 — в течение одних суток, в 57 — в течение двух недель.
Результаты и обсуждение
Традиционно показателем эффекта лечения считают различие результатов начального и повторного измерений. Предлагается новый подход к оценке данных исследований. Суть его состоит в следующем:
— определяется достоверность результатов исследования в отсутствие лечения;
— проводится их оценка и раскрывается клиническая сущность;
— решается вопрос о возможности использования этих результатов для оценки эффекта проведенного лечения конкретного больного.
Предварительно проведен анализ размаха варьирования параметров ЦПЗ повторных измерений (n=119). Выявлено, что разность показаний времени сенсомоторной реакции (ВСМР) начального и последующего исследований менее вариабельна по сравнению с разностями абсолютных и относительных скотом [2,5].
Размах варьирования параметров ЦПЗ повторных измерений определялся по формуле:
R = AX AX
л '-^max lA/vmin,
где AX — разность значений параметра ЦПЗ (ВСМР, количества относительных или абсолютных скотом) при начальном и повторном измерениях.
Относительный размах:
Я„ш=М0§ (%),
max
где Xmax — максимальное значение параметра ЦПЗ.
Как показали расчеты, самую низкую вариабельность (8,7%) имеет ВСМР повторных измерений, вариабельность относительных и абсолютных скотом — 56 и 45%, соответственно. Так, при оценке изменения состояния ЦПЗ наиболее достоверным будет анализ времени сенсомоторной реакции.
Наличие вариабельности параметров повторных исследований ЦПЗ диктует необходимость ее выявления и анализа в клинических исследованиях.
Для оценки согласованности результатов повторных измерений проведено сравнение
' 46 ! ! ! ! ■ ■ 1 1 1 ■ ■ ■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i i i i i rT~TJ ■■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i 11,, ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ ■ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
I/IT и диагностика
возможностей некоторых методов вероятностной статистики. На первый взгляд кажется, что ничего не мешает применить регрессионный анализ или рассчитать коэффициент корреляции. Но эти очевидные действия могут привести к ложным выводам [1,7].
Рассчитанные коэффициенты корреляции по Спирману между параметрами начального и повторного измерения ЦПЗ пациентов: для ВСМР составили 0,953 (р<0,001); для относительных скотом — 0,913 (р<0,001) и для абсолютных — 0,844 (р<0,001).
Высокое значение коэффициента корреляции говорит о тесной линейной связи. Однако для оценки согласованности результатов повторных измерений этого недостаточно, так как даже весьма высоким коэффициентам корреляции соответствует довольно значительная неопределенность предсказания независимой переменной.
На результаты регрессионного анализа влияет выбор переменной. Данные начального и повторного измерений заведомо зависят друг от друга. Следовательно, нельзя принять за зависимую или независимую переменную ни одно из измерений. При повторных исследованиях одним и тем же прибором нет возможности считать одно из измерений эталонным, поэтому регрессионный анализ в данном случае неприменим.
Поэтому для решения данной задачи ни один из рассмотренных методов не может быть использован. Предлагается воспользоваться описательным методом оценки — методом Блэнда—Алтмана, при применении которого были получены следующие результаты:
1. Средняя разность ВСМР повторных измерений ЦПЗ равна 0,004, что говорит о незначительном систематическом расхождении.
2. Стандартное отклонение разностей ВСМР составило 0,02, что невелико по сравнению с самими значениями измеряемой величины (от 0,38 до 1,5 сек.), и позволяет судить о малой степени разброса результатов повторных испытаний.
www.idmz.nu 2007, № 5
3. Отсутствует зависимость разности ВСМР повторных измерений от величины ВСМР.
Итак, данные, полученные последующими измерениями ЦПЗ, хорошо согласуются друг с другом с учетом некоторой изменчивости параметров ЦПЗ. Исходя из предположения, что состояние зрительных функций подвержено системным, ритмичным колебаниям относительно постоянного уровня и кратковременным изменениям случайного характера, необходимо учитывать факт наличия этих колебаний при оценке динамики состояния ЦПЗ. Выявленное наличие изменчивости параметров ЦПЗ было определено как естественная изменчивость зрительных функций, так как она проявляется в отсутствие лечебных воздействий. Анализ данных начального и последующего измерений по критерию Вилкоксона подтвердил достоверное их различие с р < 0,05.
Количественное выражение изменчивости можно определить, суммировав величину систематического расхождения (средняя разность) с величиной степени разброса (стандартное отклонение). Так были определены диапазоны изменений параметров, характеризующих состояние ЦПЗ, в которых их оценка оказывается недостоверной. В качестве примера в таблице приведены значения диапазонов параметров ЦПЗ больных с заболеваниями сетчатки и зрительного нерва разной степени тяжести (Таблица 1).
Результаты использования метода Блэн-да—Алтмана являются полезными при принятии решений на разных уровнях лечебно-диагностического процесса: от выбора тактики лечения конкретного больного до формирования рекомендаций по назначению наиболее эффективных лечебных мероприятий больным с определенной патологией сетчатки и зрительного нерва.
Научная значимость полученных результатов сводится к совершенствованию методов анализа данных исследования ЦПЗ и повышению надежности клинических оценок изменений патологических состояний.
■ 1 1 1 1 1 1 ■ ■ 1 1 1 ■ ■ ■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i i i i i 1 1 ■■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i ГГТ , ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ 47" !!!!!!!!!!!!!! ! ! !
1 и информационные
технологии
ИТ и диагностика
Таблица 1
щж Диапазоны изменчивости параметров ЦПЗ повторных измерений
Заболевание Изменение ВСМР (сек.) Изменение отн. скотом Изменение абс. скотом
Глаукома I степени ±0,03 ±9 ±0
II степени ±0,02 ±6 ±1
III степени ±0,01 ±3 ±2
Гипертензия глаза ±0,02 ±6 ±0
Подозрение на глаукому ±0,03 ±10 ±1
Диабетическая ретинопатия ±0,03 ±9 ±3
Здоров ±0,02 ±2 ±0
Результаты сравнения методов вероятностной статистики, применяемых при оценке согласованности данных повторных измерений, позволяют сделать выводы:
Корреляционный анализ подтверждает лишь наличие тесной взаимосвязи между данными повторных измерений, так как измеряется одна и та же величина. Регрессионный метод не может быть применен, так как при повторных измерениях ни одно из данных не может быть принято как эталонное;
Метод Блэнда—Алтмана позволяет не только анализировать согласованность результатов повторных измерений, но и расширяет возможности своего применения.
С его помощью определена величина естественной изменчивости зрительных функций пациентов с разными начальными уровнями развития патологического процесса в сетчатке и зрительном нерве. Определен диапазон параметров, где оценка их изменений оказывается недостоверной. Метод может быть использован для анализа данных изме-
рений любого количественного показателя, что позволит увеличить достоверность оценки изменений функционального состояния пациента, тем самым улучшить оценку эффективности лечебных мероприятий.
Итак, применение нового подхода к анализу данных исследования позволило ответить на все три вопроса:
— оценена достоверность результатов исследования ЦПЗ;
— выявлена и определена естественная изменчивость зрительных функций;
— определены критерии для оценки эффекта проведенного лечения конкретного больного.
Практическая значимость результатов данной работы сводится к оптимизации диспансерного наблюдения больных с патологией сетчатки и зрительного нерва по следующим направлениям:
— обеспечение объективной оценки изменений ЦПЗ в мониторинге больных с патологией сетчатки и зрительного нерва;
— оптимизация лечебных мероприятий с использованием наиболее эффективных воз-
' 48 ! ! ! ! ■ ■ 1 1 1 ■ ■ ■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i i i i i rT~TJ ■■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i 11,, ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ ■ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
I/IT и диагностика
www.idmz.nu 2007, № 5
действий и оперативной коррекции лечебных мероприятий;
— повышение надежности и эффективности метода исследования центрального поля зрения в мониторинге состояния зрительных функций.
Предложенный подход может быть использован в различных клинических исследова-
ниях, что позволит увеличить надежность оценки контролируемых количественных показателей в динамике. Поиск новых подходов при решении задач анализа данных исследования может оказаться перспективным и полезным для повышения надежности оценки изменений функционального состояния больных с различными патологиями.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГланцСт. Медико-биологическая статистика — М.: «Практика», 1999. — 460 с.
2. Ендритховский С.Н. Время сенсомоторной реакции в исследовании зрительных функций/В кн. Клиническая физиология зрения. Сб. научных трудов — М., 1993.
— С. 261-276.
3. Зарубина Т.В., КантаржиН.П, Листопадова Н.А. Анализ сопоставимости результатов повторных исследований центрального поля зрения больных с патологией сетчатки и зрительного нерва//Вестник новых медицинских технологий. (Тула) — 2006. — Т. XIII. — № 3. — С. 50-54.
4. Карп В.П., Никитин А.П. О приемах интеллектуального анализа «грязных» данных на примере задачи микробиологического мониторинга//Врач и информационные технологии. — 2004. — № 7. — С. 48-54.
5. Немцеев Г.И. Временные параметры проводимости зрительного пути в норме и при его заболеваниях. — Дисс. докт. мед. наук. — Харьков, 1970.
6. НестерюкЛ.И. Цветовая кампиметрия: новые методы ранней диагностики глау-комы/В кн. Материалы 6-й Научно-практической конференции офтальмологов Республики Беларусь. — Минск, 1996. — С. 62-63.
7. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA.— М.: «МедиаСфера», 2003. — 312 с.
8. Шамшинова А.М., Нестерюк Л.И, Ендриховский С.Н. и др. Цветовая кампиметрия в диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва//Вестн. офтальмол.
— 1995. — № 2.— С. 24-28.
■ 1 1 1 1 1 1 ■ ■ 1 1 1 ■ ■ ■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i i i i i 1 1 ■■■ ■ ■ ■ i i i i i i i i i ГГТ , ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 49" !!!!!!!!!!!!!! ! ! !
