CC BY
34
Здоровье, вопросы практического здравоохранения
& МИХАЙЛОВА J1.A., ВЯТКИНА Г .Я. -
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПОДХОДА
Л. А. Михайлова, Г.Я. Вяткина.
(Красноярская государственная медицинская академия, ректор - д.м.п., проф. В.И. Прохоренков, кафедра физиологии, зав. - д.м.п., проф. Ю.И. Савченков, кафедра медицинской и биологической физики, зав. -д.б.н. В.Г. Суховольский)
Резюме. Исследованы параметры внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы на аппаратно-программном комплексе "Valenta+" у 225 здоровых детей 7-12 лет. Проведенный факторный анализ (метод главных компонент) с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 5.0 позволил выделить 2 главные компоненты Первая главная компонента определяется антропометрическими и спирометрическими показателями ребенка. Вторая главная компонента описывает ритмичность работы сердца ребенка и характеризует особенности вегетативной нервной системы. Распределение здоровых детей младшего и среднего школьного возраста в координатах этих двух главных компонент представляет собой единый массив с его определенными границами. Это свидетельствует об отсутствии значимых половых и возрастных отличий детей 7-12 лет и адекватности проведенного математического анализа.
Ключевые слова: здоровые дети, кардиореспираторная система,факторный и кластерный анализ.
Современный уровень развития физиологии и медицины позволяет получить широкий спектр физиологических показателей, на основе которых дается оценка функционального состояния организма. Особое значение в настоящее время придается анализу функционального взаимодействия различных его систем. Общеизвестна связь системы кровообращения и дыхания в обеспечении энергетических потребностей организма [5,8]. Указанные системы являются подсистемами единой функциональной системы транспорта и потребления кислорода - ФСТПК. Изменения в уровне функционирования любого из составных ее звеньев (легочная вентиляция, кровообращение, эритрон, тканевое дыхание) приводит к перестройке работы этих подсистем, обеспечивая достижение полезного результата - адекватного снабжения тканей кислородом. Использование показателей кардиореспираторной системы и оценка степени напряженности ее работы позволяют оценить функциональное состояние этой системы в конкретных условиях существования [7]. С целью получения интегральной оценки исследуемой системы нами был проведен статистический анализ ряда диагностических параметров, характеризующих ее работу.
Материалы п методы
Было проведено обследование 225 детей обоих полов 7-12 лет, проживающих в одном из районов г.Красноярска. Обследованные дети не имели хронических заболеваний кардиореспираторной системы и в последние 3 месяца не болели ОРВИ. Показатели внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы были получены на аппаратно-
программном комплексе "Valenta+". Состояние ритмологических характеристик сердца были изучены с использованием метода кардиоинтервало-графии (КИГ) и клиноортостатической пробы (КОСИ) по А.М. Баевскому [3]. Из всего набора снятых и расчетных показателей были отобраны 36 наиболее информативных характеристик, описывающих показатели антропометрических, спирометрических, электрокардиографических, гемо-динамических и ритмографических исследований. Полученный массив данных содержал значения возраста, массы, длины тела, дыхательных объемов в покое и при дыхательных нагрузках, артериального давления, минутного объема кровообращения, длительности среднего сердечного цикла в покое и после ортостатической пробы, числовые характеристики вариационных ЭКГ до и после пробы. Использование функциональных нагрузочных проб при исследовании кардиореспираторной системы (кардиоинтервалография (КИГ) и проба с задержкой дыхания) позволяют выявить функциональные резервы данной системы и оценить степень напряженности ее работы. Использование данных вариационной пульсометрии позволило сделать вывод о состоянии регуляторных систем организма [3].
Для выявления определяющих показателей, характеризующих функциональное состояние рассматриваемой системы, и исключения дублирующих параметров, был проведен факторный анализ данных с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 5.0. Для обработки полученных результатов обследования был выбран метод главных компонент. В данном методе
при оценивании факторных нагрузок в качестве критерия оптимальности используется минимум расхождения между ковариационной матрицей исходных признаков и той, которая получается после оценивания нагрузок [4].
Для точного воспроизведения корреляции й дисперсии между переменными необходимо было найти все компоненты в новых координатах [2]. С целью определения маркеров оценки функционального состояния кардиореспираторной системы ребенка требовалось выделить меньшее число общих факторов и сделать так, чтобы выделенные факторы как можно точнее приближали наблюдаемые параметры. Максимальное число факторов было выбрано нами равным трем, а минимальное - собственное значение равным одному. Из анализа были исключены все данные, имеющие пропущенные значения любой из анализируемых переменных.
Результаты и обсуждение
Проецирование массива исходных данных на полученное трехмерное пространство делает их наглядными, дает возможность классификации и сравнительного анализа исследуемых объектов [1]. Анализ изменения собственных чисел ковариационной матрицы позволяет сделать вывод о возможности сокращения размерности анализируемого пространства до N=3. Выделенные три компоненты объясняют 82,5% общей дисперсии рассматриваемых вариант.
Для интерпретации полученного решения результаты факторного анализа были представлены на графике (рис.1).
В первом выделенном факторе значимыми являются показатели, определяющие функционирование системы внешнего дыхания ребенка, значения которых являются зависимыми от антропометрических показателей обследуемого, что хорошо согласуется с результатами исследований ряда ученых [7]. Относительно второго фактора можно сказать, что весомый вклад в его определение вносят величины, характеризующие ритмичность работы сердца.
Важной характеристикой главных компонент, полученных в результате анализа, является матрица "нагрузок". При построении главных компонент для предварительно центрированных и нормированных анализируемых переменных, элементы матрицы нагрузок определяют степень тесноты парной линейной связи между полученными главными компонентами и исходными признаками. Одновременно значения нагрузочных коэффициентов определяют удельный вес влияния нормированной главной компоненты на данный признак [6]. Из вида построенной в результате компонентного анализа матрицы факторных нагрузок следует, что первая главная компонента наиболее тесно
связана с показателями антропометрического обследования и спирометрии: массой (а=0,77), длиной тела (а=0,85), жизненной емкостью легких, измеренной на выдохе (ЖЕЛвыд) (а=0,78), резервным объемом вдоха (РОвд) (а=0,73), объемом форсированного выдоха (ОФВ1) (а=0,80), пиковой объемной скоростью воздушного потока (ПОС) (а=0,82), пиковой объемной скоростью воздушного потока измеренной при вдохе (ПОСвд) (а=0,79), значением емкости легких при форсированном вдохе (ФЖЕЛ) (а=0,75). Характер приведенных переменных дает возможность считать, что первая главная компонента, характеризует состояние респираторной системы ребенка. Наряду с дыхательными объемами важную роль в значение первой главной компоненты вносят характеристики дыхательной системы, полученные при дыхательных нагрузках, что позволяет судить о ее резервах [8].
Вторая главная компонента связана с длительностью кардиоинтервала в покое (Ш11) (а=-0,87), длительностью кардиоинтервала после ортостатической пробы (Ш12) (а=-0,83), наиболее часто встречаемое значение кардиоинтервала в покое (Мо1) (а=-0,8). Данная компонента интерпретируется как характеризующая ритмичность работы сердца.
Полученные результаты позволяют рассчитывать первую главную компоненту следующим уравнением:
Р1 =0,0948*М+0,1084*Р+0,1016*ЖЕЛвыд+ +0,0921 *Р0вд+0,1112*ОФВ 1+0,1 Ю8*ПОС+ +0,1071 *ПОСвд-Ю, 1053 *ФЖЕЛ
где М - масса тела: Р - длина тела (рост); ЖЕЛвыд - жизненная емкость легких, измеренная при выдохе: РОвд - резервный объем вдоха; ОФВ1 - объем форсированного выдоха; ПОС -пиковая объемная скорость воздушного потока, ПОСвд - пикозая объемная скорость воздушного потока, определяемая при форсированном вдохе, ФЖЕЛ - жизненная емкость легких определяемая при форсированном вдохе (все величин берутся нормированными).
Галеї 1>е л1пд*. Г«е4ог 1 V*. Рлс^ог 2 ЯоМюг» \Zjrimjx гл/и ЕхІ-асОоп: РгіпсірлІ сотропепЬ
Рас*ог 1
Рис. I. Факторное решение для анализа данных работы кардиореспираторной системы здоровых детей
Вторая компонента может быть рассчитана из уравнения:
Р2 = 0,2082*Ш1 1 + 0,1960*11112+ 0,1891 *Мо 1 где 1Ш1 - длительность кардиоинтервала в покое; 1Ш2 - длительность кардиоитервала при клиноортостатической пробе; Мо1 - значение наиболее часто встречаемого кардиоинтервала в покое (все величины берутся нормированными).
На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что функциональное состояние кар-диореспираторной системы ребенка определяется дыхательными объемами, значения которых зависят от его антропометрических показателей и характеризуют состояние системы внешнего дыхания, а также стабильностью сердечного ритма.
Переход к меньшему числу переменных, осуществленный в результате линейного преобразования исходных переменных, позволил получить проекцию ста наблюдений 36-мерных характеристик на плоскость первых двух главных компонент, построенным по исходным 36 признакам. Построение проекции массива проведенных 36мерных наблюдений на плоскость первых двух главных компонент показало, что все обследованные дети составляют единое множество и не разделяются в новых координатах на группы. Это дает возможность говорить об области значений целого ряда параметров, позволяющих судить о состоянии кардиореспираторной системы детей 712 лет.
Определяя границы данной области, мы рассчитали расстояние - г от центра координат до каждой из полученных точек, представляющих обследованных детей.
Результаты представлены на рисунке 2 в 98% случаев дети находились в области г=2,7. Положение каждого из обследованных определялось целым рядом показателей систем, как внешнего дыхания, так и сердечно-сосудистой и его вегетативным статусом, что позволило, на наш взгляд, говорить о комплексной оценке состояния кардиореспираторной системы. Анализ "положения ребенка" в новых координатах может быть ис-
пользован для определения уровня функционирования данной системы.
Рис.2. Распределение детей, определяемое значениями главных компонент, выделенных при анализе
Таким образом, использование метода главных компонент для оценки состояния функциональных систем организма дает важную информацию о влиянии конкретных параметров этих систем на состояние организма в целом. Выделены 2 главные компоненты, характеризующие функционирование кардиореспираторной системы. Первая главная компонента определяется антропометрическими и спирометрическими показателями ребенка. Вторая главная компонента описывает ритмичность работы сердца ребенка и характеризует особенности вегетативной нервной системы. При решении обратной задачи для каждого ребенка получена своя координата (Р1; ¥2), которая зависит от его антропометрических данных, параметров внешнего Дыхания и кровообращения, Распределение здоровых детей младшего и среднего школьного возраста в координатах полученных двух главных компонент представляет собой единый массив с его определенными границами. Это свидетельствует об отсутствии значимых половых и возрастных отличий детей 7-12 лет, а также об адекватности проведенного математического анализа.
Авторы выражают благодарность заведующему кафедрой медицинской и биологической физики КрасГМА д.б.н. В.Г. Суховольскому за участие в обсуждении результатов исследовании.
ESTIMATION OF THE CONDITION OF RESPIRATORY AND CARDIOVASCULAR SYSTEMS IN HEALTHY CHILDREN ON THE BASIS OF THE STATISTICAL APPROACH
L.A. Mikhajlova, G.JA. Vyatkina (Krasnoyarsk State Medical Academy)
Parameters of external breath and cardiovascular system on a hardware-software complex " Valenta + " in 225 healthy children of 7-12 years old have been investigated. The conducted factorial analysis (method of main components) with use of package of applied programs STATISTICA 5.0 allowed to allocate 2 main components. The first main component is defined by anthropometrical and spirometric parameters of a child. The second main component describes rhythm of work of heart of a child and characterizes features of vegetative nervous system. Distribution of healthy children of younger and average school age in coordinates of these two main components represents uniform massif with its certain borders. It shows the absence of significant sexual and age differences in children of 7-12 years old and adequacy of the conducted mathematical analysis.
Литература
1. Айвазян С,Л., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Ме-шалкин Д.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 607 с.
2. Лфифи Л., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. Пер. с англ. - М.: Мир, 1982.-488 с.
3. Баевский P.M., Кириллов О.И., Клсцкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 222 с.
4. Боровиков В. STAT1ST1CA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. -СПб.: Питер, 2001. т 656 с.
5. Колчинская А.З. Кислородные режимы организма ребенка и подростка. - Киев: Паукова Думка, 1973. -320 с.
6. Карпман B..IL, Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.
7. Михайлова Л.А. Система транспорта и потребления кислорода у детей на Крайнем Севере // Физиология человека. 2001. - Т.27, Х«6. - С.38.
8. Розенблат В В., Малафеева С.П., Поводатор А.М. и др. Два типа адаптации кардиореспираторных показателей человека к физической нагрузке // Физиология человека. -985. - Т. 11, Л'« 1. - С. 102.
<0 ХАНТАЕВА Н.С. -
МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЕЗОМ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
Н. С. Хашпаева.
(Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.б.н., проф. А.А. Майборода, кафедра общественного здоровья н здравоохранения ИГМУ, зав. - д.м.н., проф. Г.М. Гайдаров)
Резюме. Анализ данных литературных источников свидетельствует о нарастании социальной обусловленности туберкулеза в России. В статье представлены комплексная медико-социальная характеристика контингента больных и анализ медико-социальных факторов, влияющих на заболеваемость туберкулезом легких.
Ключевые слова: туберкулез, социальная дезадаптация, медико-социальные факторы риска заболеваемости.
Интенсивная урбанизация в России н в бывшем СССР, как процесс коренных изменений в образе її условиях жизни большинства населення страны, была связана с массовой миграцией населення, изменением структуры занятости, перестройкой семейных отношений, что сопровождалось необходимостью адаптации к непривычным условиям жнзнн. Социокультурная адаптация порождает свои огромные нагрузки, которые не могут остаться без последствий для здоровья 11 жнзнн людей [5,8].
Основными эпидемиологическими характеристиками течения туберкулезной ннфекцнн в регионе следует считать негативную динамику эпидемиологических показателей, повышение роли экзогенной ннфекцнн при увеличении резервуара эндогенной ннфекцнн, рост эпидемиологического значення "групп риска" в отношении заболевания туберкулезом, изменение Структуры контингентов больных туберкулезом. Клинические проявлення туберкулеза отличают рост острых, деструктивных її распространенных форм, высокий удельный вес первичной її вторичной лекарственной устойчивости, снижение эффективности терапии, рост частоты хронических сопутствующих заболеваний [9].
Опасность положення определяется еще тем, что наибольшую распространенность эти формы туберкулеза получили в группах населення, которых невозможно в полной мере осуществлять эпидемиологический надзор. "Соцнально-отяго-щенные лица" являются одной нз наиболее важных групп риска заболевания туберкулезом. К этой группе относятся прибывшие из учреждений УИН МЮ РФ, лица злоупотребляющие алкоголем, наркоманы, безработные, мигранты, лица БОМЖ, неквалифицированные рабочие. Чнслен-
ность данных категорий больных постоянно увеличивается в связи с падением уровня жнзнн н притоком мигрантов нз стран СНГ [1,6].
Значение мигрантов в распространении туберкулезной ннфекцнн и ухудшении эпидемиологической ситуации в последние годы значительно возросло. Высокая заболеваемость туберкулезом лиц, принадлежащих к категории "мигрант", невозможность контроля медицинскими службами этих особенно опасных очагов инфекции приводит к дальнейшему распространению туберкулеза. Контакт с большим числом здоровых людей, высокая миграционная подвижность этих больных, сложность их диспансерного наблюдения является причиной их большой эпидемиологической опасности, чем бациллярных больных туберкулезом - постоянных жителей. Изучение социального статуса, клинической и возрастно-половой структуры впервые выявленных и зарегистрированных больных туберкулезом - мигрантов позволяет определить особенности распространения и организовать выявление и лечение туберкулеза. Отработка системы учета и регистрации, проведение доступных противоэпидемиологических мероприятий среди различных групп мигрантов позволит ограничить распространение туберкулезной инфекции в городе [1,7].
В условиях изменившейся социально-экономической обстановке в городе и в целом по стране, появилась новая эпидемиологически значимая категория населения - лица, вышедшие из заключения. Заболев туберкулезом в местах лишения свободы, часто лекарственно-устойчивыми формами, они несут болезнь в общество. Проблема выявления и излечения туберкулеза на свободе у данной категории больных на сегодня очень актуальна.
