CC BY
45
ш
bvj
УДК 614.8:571+319.52(464)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТРОГО САЛЬПИНГООФОРИТА ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КРОВИ, МОЧИ И ИММУНИТЕТА
С.Н. ГОНТАРЕВ1
A.П. ЯКОВЛЕВ1 Л.В. ШУЛЬГЙ1
B.Д. ИВАНОВ2
Юго-Западный государственный университет, г. Курск
Курский государственный университет
e-mail: [email protected]
Представлены математические модели, обеспечивающие дифференциальную диагностику больных острым сальпннгоофо-ритом и здоровых женщин по ведущим гематологическим показателям, параметрам мочи, клеточного и гуморального иммунитета. Удельный вес случаев безошибочной дифференциации по разработанным математическим моделям составляет от 85,996 при использовании показателей общего анализа мочи до 92,296 - параметров гуморального иммунитета. Для диагностики острого саль-пингоофорита построены также сетевые модели, включающие ведущие показатели гемограммы, мочи и иммунитета.
Ключевые слова: гематологические показатели, общий анализ мочи, клеточный иммунитет, гуморальный иммунитет, острый сальпингоофорит, здоровые женщины.
Дифференциально-диагностические критерии как острого, так и хронического сальпингоофорита до настоящего времени недостаточно разработаны [2, 5, 9]. Считается, что важными критериями при дифференциальной диагностике сальпингоофорита являются гематологические и иммунологические показатели [6, 8]. Исходя из инфекционной природы воспалительных заболеваний придатков матки, при дифференциальной диагностике должны приниматься во внимание кандидоз женских половых органов, вульвовагинит, которые могут протекать без характерных симптомов [ю]. Дифференцировать сальпингоофорит следует также с эндометритом, тазовым актино-микозом, с синдромом поликистозных яичников [l, 4, 7, 11]. Необходима разработка математических моделей, позволяющих дифференцировать данную патологию придатков матки от здоровых органов у женщин по показателям общего анализа крови, мочи и иммунологическим параметрам.
В связи с указанным выше проведено дифференциально-диагностическое обследование 132 пациенток с острым сальпингоофоритом (второй класс) и 117 здоровых женщин (первый класс). Показатели общего анализа крови изучали с использованием автоматического гематологического анализатора Quintus (Швеция). Параметры клеточного иммунитета определяли в периферической крови, используя моноклональные антитела. Уровень иммуноглобулинов в крови исследовали методом радиальной иммунодиффузии посредством набора ООО НЦП «Медицинская иммунология» (г. Москва). Математические модели строились дискриминантным методом при ис-пользованиии программы «Statistica 6.0». Достоверность моделей определялась по расстоянию Махаланобиса.
Построение математических моделей по результатам общего анализа крови осуществляется на основе включения количества палочкоядерных нейтрофилов (х4), лимфопении (х5) и СОЭ (хб). Обработка дискриминантным методом указанных диагностически значимых гематологических показателей позволила получить следующие значения коэффициентов классификационных функций (табл. 1). Поэтому математическая модель для больных острым сальпингоофоритом описывается выражением у4 = 28,131X1 + 11,413X2 + 6,659X3 - 766,926 И ДЛЯ здоровых женщин Уз = 38,125X1 + 15,036X2 + 4,886X3 - 921,630.
Установив расстояние Махаланобиса (табл. 2), получили, что количество ошибочно классифицированных больных с данной патологией составляет 12,8%. Число здоровых женщин, ошибочно отнесенных к группе больных с острым сальпингоофоритом, равно 10,4%. Результаты контрольных испытаний показали приемлемое каче-
ство срабатывания созданных математических моделей и возможность эффективного применения в диагностическом процессе.
Таблица 1
Коэффициенты классификационных функций гематологических показателей
Классифицируемые параметры крови Коэффициенты функций
G 1:0 G 2:1
Палочкоядерные нейтрофилы, х4 38,125 28,131
Лимфопения, х5 15,036 П,413
СОЭ, хв 4,886 6,659
Constant -921,630 -766,926
Таблица 2
Расстояние Махаланобиса между исследуемыми классами
Код признака Observed G_l:0 G_2:l
1 G_l:0 1,6292 173,3592
2 G_l:0 2,6749 156,1994
3 G_l:0 2,4072 136,3771
4 G_l:0 1,4883 149,7165
5 G_l:0 1,4804 140,9565
6 G_l:0 2,2720 139,8927
7 G_l:0 4,3319 105,2554
8 G_l:0 5,0833 187,3576
9 G_l:0 1,8234 173,8756
10 G_l:0 0,3989 161,6001
11 G_2:l 140,2035 2,1925
12 G_2:l 107,0835 6,4564
13 G_2:l 163,9475 2,6312
14 G_2:l 179,3774 2,5086
15 G_2:l 160,2224 2,3354
16 G_2:l 191,3112 3,9931
17 G_2:l 147,3032 3,9797
18 G_2:l 140,5202 1,1256
19 G_2:l 169,5769 2,9232
20 G_2:l 131,8652 2,2648
Используя диагностически значимые параметры общего анализа мочи для разработки математических моделей и классификации пациенток с острым сальпингоофоритом и здоровых женщин, рассчитали коэффициенты классификационных функций для микрогематурии (х7) и протеинурии (хв). Они соответственно составили для второго и первого класса 7,443; 19,001 и 1,514; 0,819. Величина константы в обоих случаях являлась отрицательной и составила для второго класса -26,690, а для первого класса равна -1,239. Проведение дискриминантного анализа позволило получить для больных острым сальпингоофоритом статистическую модель Уб = 7,443Х7 + 19,001X8 - 26,690 И здоровых женщин у5 = 1,514X7 + 0,819X8 -1,239.
Результаты дискриминантного анализа свидетельствуют об ошибочной классификации представителей второго класса, отнесенных к первому классу, в 11,8%
случаев. Количество ошибочно классифицированных здоровых женщин посредством предложенной модели и расстояния Махаланобиса (табл. з) составило 14,1%.
Таблица 3
Расстояние Махаланобиса при классификации исследуемых объектов по диагностически значимым параметрам мочи
Код признака Observed G_l:0 G_2:l
1 G_l:0 0,07978 41,77814
2 G_l:0 0,02527 40,17411
3 G_l:0 0,00186 40,05572
4 G_l:0 0,04004 39,27164
5 G_l:0 0,11029 37,06510
6 G_l:0 0,00878 38,97173
7 G_l:0 0,02370 41,99071
8 G_l:0 0,07527 42,86454
9 G_l:0 0,11036 37,42880
10 G_l:0 0,01479 41,25454
11 G_2:l 56,57942 4,07702
12 G_2:l 37,90795 0,02967
13 G_2:l 69,51442 7,36753
14 G_2:l 14,33958 6,50200
15 G_2:l 22,76961 5Д3016
16 G_2:l 38,09366 2,82321
17 G_2:l 60,26635 3,33513
18 G_2:l 62,15014 5,29761
19 G_2:l 41,61857 0,10393
20 G_2:l 32,63505 0,84359
Моделирование диагностического процесса по данным общеклинических лабораторных исследований свидетельствует о том, что рациональным для диагностики острого сальпингоофорита является определение количества палочкоядерных нейтрофилов и СОЭ (рис. 1). Эти показатели, наряду с общим анализом крови, представляют узлы сетевой модели Петри. Последняя в качестве функциональных значений позиций включает общий анализ мочи, микрогематурию и протеинурию. Исследование микрогематурии и протеинурии следует считать приоритетным для оценки общего анализа мочи в контексте выявления острого воспаления придатков матки.
Таблица 4
Величины коэффициентов классификационных функций для показателей клеточного иммунитета в периферической крови
Классифицируемые параметры клеточного иммунитета Коэффициенты функций
G 1:0 G 2:1
Натуральные киллеры, х К)''/л, х9 302,321 206,149
Т-хелперы, Х109/л, Хш 154,409 108,559
Т-хелперы, 96, Xu 27,785 20,239
Constant -684,452 -359,274
Для ведущих параметров клеточного иммунитета, отражающих патологические изменения на системном уровне при остром сальпингоофорите, получены следующие
величины коэффициентов классификационных функций (табл. 4). С учетом параметров классификационных функций и констант синтезированы математические модели для второго класса (больные) ув = 206,149x9+108,559x10+20,239x11-359,274 и для первого класса (здоровые) у7 = 302,321x9+157,409x10+27,785x11-684,452.
Ь3
Рис. 1. Сетевая модель рациональной диагностики острого сальпингоофорита на основании общего анализа крови и общего анализа мочи:
Ъо - начало диагностического процесса острого сальпингоофорита,
1>1 - проведение общего анализа крови,
Ъ2 - проведение общего анализа мочи,
Ъ3 - определение палочкоядерных нейтрофилов в крови,
Ъ4 - выявление микрогематурии,
Ъ5 - определение СОЭ,
Ъб - выявление протеинурии,
Ъ7 - оценка результатов исследования и постановка диагноза острого сальпингоофорита
На основе расчетных значений расстояния Махаланобиса (табл. 5) установили, что полученные математические модели обеспечивают безошибочную классификацию больных острым сальпингоофоритом в 91,0% случаев. Процент женщин первого класса, ошибочно отнесенных ко второму классу, невысок и составляет 9,0%.
Диагностически значимые показатели гуморального иммунитета на системном уровне, отражающие проявления острого воспалительного процесса в придатках матки, в результате обработки дискриминантным методом, в отличие от показателей клеточного иммунитета, имеют преимущественно отрицательные значения классификационных функций (табл. 6).
Таблица 5
Расстояние Махаланобиса между исследуемыми классами по параметрам клеточного звена иммунитета на системном уровне
Код признака Observed G_l:0 G_2:l
1 G_l:0 0,07978 41,77814
2 G_l:0 0,02527 40,17411
3 G_l:0 0,00186 40,05572
4 G_l:0 0,04004 39,27164
5 G_l:0 0,11029 37,06510
6 G_l:0 0,00878 38,97173
7 G_l:0 0,02370 41,99071
8 G_l:0 0,07527 42,86454
9 G_l:0 0,11036 37,42880
10 G_l:0 0,01479 41,25454
11 G_2:l 56,57942 4,07702
12 G_2:l 37,90765 0,02967
13 G_2:l 69,51442 7,36753
14 G_2:l 14,33958 6,50200
15 G_2:l 22,76961 5Д3016
16 G_2:l 38,09366 2,82321
17 G_2:l 60,26635 3,33513
18 G_2:l 62,15014 5,29761
19 G_2:l 41,61857 0,10393
20 G_2:l 32,63505 0,84359
Применяя обозначения показателей гуморального звена иммунитета в крови в соответствии с табл. 6 и результаты дискриминантного анализа, получаем математическую модель ую = - 34,77x12 - 6,91x13 + 67,03x14 - 2402,78 для пациенток с острым саль-пингоофоритом и у9 = - 44,95x12 - 5;77х1з + 58,59х14 ■ 1611,06 для первого класса.
Таблица 6
Коэффициенты классификационных функций параметров гуморального иммунитета в основной группе и контроле на системном уровне
Классифицируемые показатели Коэффициенты показателей
G_l:0 G_2:l
Ig G, X12 -44,95 -34,77
Ig M, Xi3 -5,77 -6,91
ЦИК, xi4 58,59 67,03
Constant -1611,06 -2402,78
Ошибочно классифицированных объектов, как показывают результаты по определению расстояния Махаланобиса, отнесенных к классу больных острым саль-
пингоофоритом, всего 7,8% (табл. 7). Количество представителей второго класса, ошибочно включенных в первый класс - 9,2%. Следовательно, полученные математические модели обеспечивают безошибочную классификацию по показателям гуморального иммунитета в крови в 90,8-92,2% случаев, что является приемлемым в подобных задачах.
Компьютерное моделирование показателей клеточного и гуморального иммунитета на системном уровне (в периферической крови) позволило разработать сетевую модель рациональной диагностики острого сальпингоофорита с учетом их диагностической значимости (рис. 2).
Рис. 2. Модель рациональной диагностики острого сальпингоофорита по ведущим показателям клеточного иммунитета и гуморального иммунитета в крови.
В качестве узлов данной модели выступали функциональные позиции и переходы. Функциональными значениями позиций при рационализации диагностического процесса по ведущим параметрам клеточного и гуморального иммунитета рассматривались:
Ъо - начало обследования женщин,
Ьі - изучение параметров клеточного иммунитета в периферической крови,
Ъ2 - изучение параметров гуморального иммунитета в периферической крови,
Ъ3 - определение абсолютного числа натуральных киллеров,
Ъ4 - определение Ід О,
Ъ5 - абсолютное число Т-хелперов,
Ъб - определение Ід М,
Ъ7 - относительное содержание Т-хелперов,
Ъв - циркулирующие иммунные комплексы,
Ъ9 - постановка диагноза
Таблица 7
Расстояние Махаланобиса при дифференциации классов по ведущим параметрам гуморального иммунитета в крови
Код признака ОЬзепесІ С_і:0 6_2:1
1 С_і:0 ОД3545 41,78812
2 С_і:0 0,11885 41,87421
3 С_і:0 ОД3452 40,05672
4 С_і:0 0,00865 38,37164
5 С_і:0 0,24352 36,06670
6 С_і:0 0,35457 39,94173
7 С_і:0 0,78921 41,99571
8 С_і:0 2,54261 41,86254
9 С_і:0 3,57812 38,43880
10 С_і:0 10,25146 44,26454
її 6_2:1 46,57842 4,08702
12 6_2:1 39,91765 1,02067
13 6_2:1 60,51742 7,35753
14 6_2:1 12,33058 5,50300
15 6_2:1 12,46971 5,43026
16 6_2:1 28,19356 3,82324
17 6_2:1 64,26435 3,33513
18 6_2:1 6і,45ПЗ 6,49762
19 6_2:1 51,62858 0,40793
20 6_2:1 42,68505 0,94350
С целью выработки возможных дифференциально-диагностических критериев, не требующих применения инвазивных методик, изучено состояние неспецифической защиты и некоторые факторы гуморального иммунитета у 122 пациенток с установленными на основании лапароскопии диагнозом: хроническим сальпингоофоритом (1-я группа), варикозным расширением вен малого таза (2-я группа), спаечным процессом в малом тазу и брюшной полости (з-я группа), наружным и экстрагенитальным эндометриозом (4-я группа) и отсутствием патологии гениталий (5-я группа) [6]. Анализ активации системы комплемента позволяет получить новые данные для дифференциальной диагностики. Однако оценка фагоцитарной активности нейтрофилов крови не выявила достоверных различий у больных с хроническим сальпингоофоритом и больных других групп. У пациенток с хроническим сальпингоофоритом (1-я группа) отмечено повышение уровня ^ О с ю,47±о,6 г/л до 13,39+0,8 г/л (р<о,1). Установлено снижение показателей функциональной активности системы комплемента. Самые низкие показатели отмечены у больных хроническим сальпингоофоритом.
По данным другого исследования [3], показатели фагоцитарной и кислородза-висимой активности нейтрофилов следует использовать для дифференциальной диагностики варианта хронического сальпингоофорита без использования инвазивных лапароскопических методик.
Разработанные математические модели по диагностически значимым показателям гемограммы, мочи, клеточного и гуморального иммунитета осуществляют с не-
обходимым качеством дифференциацию больных острым сальпингоофоритом и здоровых женщин. Сетевые модели способствуют совершенствованию выявления больных острым сальпингоофоритом и могут применяться в гинекологической практике.
Литература
1. Иванов, А.В. Классификационные модели для острого сальпингоофорита / В А. Иванов // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2012. - № 2, ч. 2. - С. 282-286.
2. Иванов, В.А. Математическое прогнозирование распространенности патологии придатков матки / В.А. Иванов // Известия Юго-Западного государственного университета. -2012. - № 2, ч. 2. - С. 200-204.
3. Конопля, А.А. Иммунотерапия больных сальпингоофоритом в послеоперационном периоде / А.А. Конопля, В.А. Демиденко, В.Ф. Ликов, А.В. Караулов // Иммунология. - 2008. -Т. 29, № 5. - С. 302-305.
4. Михнина, Е.А. Особенности системного иммунитета и иммуноморфология эндометрия у женщин с синдромом поликистозных яичников (СПЯ) / Е.А. Михнина, Н.И. Давыдкова Е.К. Комаров и др. // Журнал акушерства и женских болезней. - 2008. - Т. LVII, № 4. - С. 96-102.
5. Печеникова, В. А. Клинико-морфологические и морфофункциональные особенности эндометриоза яичников / В.А. Печеникова, Е.Н. Дурасова, Д.Ф. Костючек // Журнал акушерства и женских болезней. - 2010. - Т. LIX, № 5. - С. 110-117.
6. Прозоровская, К.Н. Оценка функциональной активности системы комплемента в дифференциальной диагностике хронического сальпингоофорита / К.Н. Прозоровская, Л.В. Антонова, Г.В. Ляменова, И.Б. Гундарева // Акушерство и гинекология. - 1990. - № ю. - С. 38-417. Сидорова, И.С. Принципы лечения воспалительных заболеваний внутренних половых
органов / И.С. Сидорова, НА. Шемукова // Акушерство и гинекология. - 2007. - № 4. - С. 65-68.
8. Шульга, Л.В. Математическое обоснование базовой медикаментозной терапии у больных острым сальпингоофоритом матки / Л.В. Шульга, И.В. Будник, В.Н. Снопков // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2012. - № (41), ч. 1 - С. 35-40.
д. Яковлев, А.П. Дискриминантный метод в выявлении больных острым сальпингоофоритом матки / А.П. Яковлев // Известия Юго-Западного государственного университета. -2012. - № 2, ч. 2. - С. 209-215.
10.Mylonas, I. Infektionserkrankungen der Vulva und Vagina / I. Mylonas // Der Gynakologie. - 2010. - B. 43, H.5. - P. 429-438.
11. Vural, P. Tumor of necrosis factor a (-308), interleukin-6 (-174) and interleukin-io(-io82) gene polymorphismis in polycystic ovary syndrome / P. Vural, S. Degirmencioglu, N.Y. Saral, C. Akgffl // European Journal of Obstetrics and Gynecology and Reproductive Biology. - 2010. - Vol. 150, № 1. -P. 61-65.
MATHEMATICAL MODEL FOR THE DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF ACOTE SALPINGOOPHORITIS ON INDICATORS DLOOD, ORINE AND IMMONOTIES
S.N. GONTAREV A.P. YAKOVLEV1 L.V. SHIILGA1 VA IVANOV2
^South-West State University, Kursk s>Kursk State University e-mail: [email protected]
Mathematical models that provide the differential diagnosis of patients with acute salpingoophoritis and healthy women in the leading hematology parameters, the parameters of urine, cellular and humoral immunity. The proportion of cases of error-free differentiation in the developed mathematical models ranges from 85.996 for performance of urinalysis to 92.296 - the parameters of humoral immunity. For the diagnosis of acute sal-pingooforita also constructed network models, including leading indicators blood counts, urine and immunities.
Key words: hematology, urinalysis, cellular immunity, humoral immunity, acute salpingopingooforit, healthy women.
