Перейти к основному содержанию

Научно-практический рецензируемый ежемеcячный журнал. Орган Министерства здравоохранения Республики Беларусь
Входит в Перечень научных изданий Республики Беларусь для опубликования результатов диссертационных исследований по медицинским и биологическим наукам. Журнал включен в систему Российского научного цитирования.
Журнал издается с 1924 года.

Классификация гемодинамических состояний на основе суточного мониторирования артериального давления

Цель исследования. Разработать классификацию гемодинамических состояний пациентов по индивидуальным показателям линейной регрессии параметров АД при суточном мониторировании артериального давления (СМАД) в дифференцированных интервалах наблюдения (день, ночь, сутки) с помощью SVM-алгоритма интеллектуального анализа данных и представить ее в виде диагностических номограмм.

Материал и методы. Изучали ряды величин АД, полученных при СМАД за дневной, ночной и суточный периоды у 214 пациентов: из них 121 — практически здоровые нормотензивные лица, SO — обследованные с впервые выявленной артериальной гипертензией (АГ) I—II степени до начала лечения, 43 — с вторичной гипотонией на фоне тяжелых основных заболеваний (данные о них взяты из электронной базы MIMIC II Clinical Database). Проводили регрессионное моделирование параметров АД у каждого пациента при помощи количественного анализа связей параметров АД (КАСПАД), к индивидуальным коэффициентам регрессии применяли машинный SVM-алгоритм интеллектуального анализа данных, строили диагностические номограммы.

Результаты. Для создания SVM-классификатора гемодинамических состояний (классы) использовали различные сочетания параметров регрессии {Q, a, А, В}, отобран лучший из классификаторов — на основе 2 коэффициентов {Q, a}. Определены границы параметров регрессии, адекватные нормотензивному гармоническому кровообращению, расположение их вне этих границ указывает на патологическое изменение гемодинамики сердечно-сосудистой системы, свойственное АГ или гипотензии (с разными КАСПАДтипами, как гармоническим, так и дисфункциональными), либо нормотензии, но с латентными гемодинамическими нарушениями в виде дисфункциональных КАСПАД-типов или квази-АГ. Квази-АГ — впервые выявленный класс среди нормотензивных лиц, гемодинамические характеристики которого сходны с таковыми при АГ. По результатам SVM-классификации построены диагностические номограммы для дневного, ночного и суточного периодов измерения АД: графическое изображение системы координат с разделяющими прямыми, определенные области которой характерны для различных гемодинамических состояний (классы).
Применение номограммы расширяет диагностические возможности СМАД, в том числе для выявления клинически латентных нарушений сердечно-сосудистой системы у нормотензивных лиц.

Артериальная гипертензия (АГ) остается важнейшей проблемой кардиологии ввиду ее ключевой роли в сердечно-сосудистом континууме и растущей распространенности, в том числе среди молодых людей. При этом, несмотря на очевидную простоту диагностики (измерение АД), заболевание у значительного числа пациентов диагностируется поздно, уже при наличии поражения органов-мишеней или развитии тяжелых сердечно-сосудистых осложнений, поскольку часто АГ в своем развитии имеет длительный бессимптомный период. В этой связи большое внимание исследователей уделяется поиску наиболее информативных предикторов развития АГ, приемлемых для применения в клинической практике, а также для ранней диагностики данного состояния.

При величинах АД, незначительно и/или непостоянно превышающих принятую для этого параметра норму, настоятельной необходимостью становится использование различных форм динамического мониторирования АД: измерение медицинским персоналом каждые 3 ч («профиль АД») в течение 1 —2 дней или в ином режиме, самоконтроль пациентом в домашних условиях, функциональные нагрузочные тесты, в процессе которых неоднократно измеряется АД, суточное мониторирование (СМАД) стандартизованными аппаратными средствами.

Широкое использование СМАД в популяционных исследованиях позволило не только адекватно выявлять АГ, но и выделять различные ее варианты, требующие дифференцированного подхода к ведению пациентов: «истинная гипертензия» (true hypertension); «гипертензия белого халата» (white coat hypertension); «скрытая (маскированная) гипертензия» (masked hypertension) по Т. G. Рickering и соавт. [17].

Однако оценка результатов данного исследования у конкретного пациента нередко вызывает значительные трудности, хотя на групповом уровне подавляющее большинство используемых показателей СМАД существенно различаются у нормотензивных и у гипертензивных лиц, что и является основой применения метода для диагностики АГ.

Несмотря на длительный период клинического использования СМАД (несколько десятилетий), остаются не до конца решенными некоторые вопросы анализа и оценки результатов исследования. В частности, необходима международная унификация нормативов ряда показателей, актуален выбор наиболее информативных индексов, особенно для диагностики ранних (доклинические) стадий АГ, тем более что традиционные показатели СМАД при изолированном применении имеют в данной ситуации низкую информативность и др. Поэтому в настоящее время ведется активный поиск эффективных многомерных статистических методов анализа, в том числе статистическое моделирование, включая нейросетевые технологии. Предлагаемые модели пока не нашли широкого применения в клинической практике (сложны для клинической интерпретации, ограничены трудно выполнимыми условиями и др.), однако возможности статистического моделирования далеко не исчерпаны.

В частности, был применен методологический подход, предполагающий рассмотрение параметров АД—систолического давления (S), диастолического (D) и пульсового (W, где W=S-D) — в получаемом при неоднократных измерениях ряду их величин в качестве объектов функциональной системы, деятельность которой (как и любой функциональной системы по П. К. Анохину [1]) характеризуют не только взаимодействующие объекты, но и связи между ними. Обоснование гемодинамической роли W и использование его в качестве аргумента в линейных зависимостях от него S и D позволяют получить статистическую (регрессионную) модель индивидуального кровообращения, коэффициенты которой характеризуют кровообращение как процесс сердечно-сосудистого взаимодействия в продвижении крови [8, 9]. Регрессионная модель кровообращения, получаемая по ряду величин АД пациента в желаемом интервале времени наблюдения, в общем аналитическом виде выглядит как сопряженные линейные уравнения: S=Q+aW, D=Q+(a-1)W, где коэффициенты a и Q имеют индивидуальные числовые значения. По существу получаемой регрессии постоянная Q имеет смысл величины давления в области затухающей пульсовой волны, а соотношение прессорного (a) и депрессорного (a-1) коэффициентов определяет гемодинамический тип.

Нами обоснованы граничные значения коэффициента a регрессионной модели, на основе которых дифференцируются функциональные гемодинамические типы [8, 9, 11].

Гармонический тип кровообращения (норма) предполагает, что 0<a<1 при D<Q<S и означает, что участие сердца (его пропульсивная работа) в обеспечении циркуляции крови составляет большую часть, а участие сосудов, соответственно, меньшую, причем отрицательно направленную, поскольку (a-1)<0.

Значение параметра a>1 указывает на возникновение противоположно направленной составляющей в диастолическом давлении (уравнение D=Q+(a-1)W) и на чрезмерное возрастание роли систолической составляющей (то есть работы сердца) в процессе кровообращения при соответствующем снижении роли его диастолической (сосудистая) составляющей. Это диастолический дисфункциональный тип (диастолическая дисфункция кровообращения), для которого справедливо неравенство Q<D<S при 1<a<2. [5].

Значения постоянной a<0 определяют область диаметрально противоположной, но тоже патологической организации гемодинамики, выражающейся в чрезмерном возрастании роли сосудов («периферическое сердце») при снижении роли сердца и справедливости неравенства D<S<Q при -1<a<0 (по аналогии — систолический дисфункциональный тип) [6].

Применение индивидуальной линейной регрессии параметров АД мы обозначили как способ КАСПАД — количественный анализ связей параметров АД, который может использоваться в качестве способа функциональной диагностики гемодинамики для определения гемодинамического типа (КАСПАД-тип) и величины давления в области затухающей пульсовой волны Q.

Описанные выше возможные КАСПАД-типы, характеризующие кровообращение как взаимодействие сердца и сосудов в процессе продвижения крови, могут наблюдаться у людей с разными уровнями измеряемого АД — как с нормальным, так и с патологическим (высокое, низкое), и при этом имеют разную величину давления Q. Например, при АГ в начальных стадиях в подавляющем большинстве случаев отмечается гармонический гемодинамический тип и высокое (более 100 мм рт. ст.) значение Q, на фоне лечения обычно формируется диастолический дисфункциональный тип (у 60—70%), сопровождающийся снижением его величины, причем порой чрезмерным. Дисфункциональные типы, наиболее частым из которых является диастолический, отмечаются и у практически здоровых нормотензивных людей (15% и более) [7—10]. Определенным диагностическим потенциалом обладает и регрессионная модель, отражающая зависимости между такими параметрами АД, как S и D, имеющая вид S=B+AD, где коэффициентами регрессии являются В и A. В частности, для анализа результатов СМАД предложен так называемый амбулаторный индекс жесткости артерий (AASI), определяемый по линейной регрессии D на S, поскольку была показана корреляция коэффициентов этой регрессии со скоростью распространения пульсовой волны [14, 16].

Поэтому идентификация индивидуальной гемодинамики с помощью КАСПАД может быть дополнена при совместном учете полного набора параметров регрессии посредством современных информационных технологий, в частности, технологий интеллектуального анализа данных (Data Mining). Они основаны на поиске в базе данных скрытых закономерностей или шаблонов информации, действующих на основе правил, формализующих экспертные знания, в то время как традиционные статистические методы анализа данных ориентированы в основном на проверку заранее сформулированных гипотез.

Ранее была предложена классификация гемодинамических состояний на основе параметров регрессионного моделирования при СМАД за дневной период наблюдения величин АД с использованием одного из алгоритмов Data Mining, в частности, Support Vector Machine (SVM — машина опорных векторов), который является одним из эффективных алгоритмов с простой математической постановкой задачи и не страдает от «переобучения» (влияние частных закономерностей в обучающей выборке) в отличие от нейронных сетей [2, 4]. Была показана возможность функциональной диагностики нарушений кровообращения, в том числе клинически латентных [12]. Однако наличие циркадных ритмов в динамике АД требует дифференцированного подхода к оценке результатов СМАД, что выполняется при традиционном анализе показателей данного исследования. Поэтому предложенную классификацию гемодинамических состояний целесообразно проводить также с учетом периода наблюдения при СМАД: не только за день, но и за ночь, и суммарно за сутки, применив использованный ранее путь решения данной задачи.

Цель настоящего исследования — разработать классификацию гемодинамических состояний пациентов по индивидуальным показателям линейной регрессии параметров АД при СМАД в дифференцированных интервалах наблюдения (день, ночь, сутки) с помощью SVM-алгоритма интеллектуального анализа данных и представить ее в виде диагностических номограмм.

  • Я только что вернулся с большого международного форума врачей и ученых, проходившего в Санкт-Петербурге. На нем обсуждались вопросы совершенствования диагностики и лечения хронического миелолейкоза. Мы теперь уже добились того, что продолжительность жизни таких больных увеличилась в четыре раза, в России уже живут, радуются жизни и трудятся люди, излеченные от этого тяжелого заболевания... На форуме наряду с отечественными клиницистами выступали гематологи из Хьюстона (США), Турина (Италия), Мангейма (Германия).
  • Я вспоминаю свои беседы с больными — преподавателями медицинского института, профессорами. Что говорить, трудно с ними работать! Трудно с ними говорить и действовать, как со всеми остальными пациентами...Что еще характерно для заболевшего врача в психологическом плане? Частенько такой пациент напрочь забывает не только действие препаратов, но и время их приема, хотя сам в своей жизни неоднократно назначал их.
  • При осмотре мы прежде всего также уделяем особое внимание кожному покрову. Нормальная кожа и изменения ее при различных заболеваниях довольно подробно представлены в учебниках и монографиях. Здесь мне хочется лишь привести некоторые сведения, которые будут интересны врачам различных специальностей и позволят понять, почему кожа претерпевает изменения. Известно, что кожа — это полноценный орган, который дополняет и дублирует функции различных внутренних органов. Она активно участвует в процессе дыхания, выделения, обмене веществ.
  • Я никогда не заканчиваю расспроса-беседы с больным без того, чтобы выяснить хотя бы ориентировочно состояние взаимоотношений в семье. Полипрагмазия — бич современной медицины, клиники внутренних болезней. На обходах часто приходится видеть, как больным назначают 13—16 препаратов, нередко с взаимоисключающими фармакологическими свойствами.
  • Изучив сотни диагностических ошибок, сотрудники нашего коллектива убедились, что в ходе диагностического процесса практические врачи нарушают даже самые элементарные правила логики. Например, они неправильно применяют методы аналогии, индукции, дедукции.
  • А в настоящее время мне самому приходилось и в поликлиниках, и в стационарах слышать такие «уважительные и милые» обращения медицинских работников (и даже студентов, которые берут со старших пример!!!), как «голубушка», «бабуля», «золотце», «милочка», «голубчик», «бабуся», «дедуся», «дедуля», «женщина», «человек», «старик», «папаша», «мамаша», «отец», «мать», «барышня», «мужик», «тетя», «дядя» и т. д. Многие из таких слов для больных обидны, полны презрения, как правило, задевают самолюбие пациентов и их родственников.
  • Он редко выслушивал до конца доклад о больном, часто сразу же задавал вопросы, уточняющие характер течения болезни, особенности жизни. Удивительно, что вслух он мог сказать: «Что-то тут мне не ясно. Чего-то не хватает в истории болезни». И начинал сам собирать и выяснять эти «недостающие звенья».
© Редакция журнала «Здравоохранение» - 1924 - 2014гг.
Разработка сайта - doktora.by - сайт для врачей Беларуси