В Украине существует проблема организации медицинской помощи при массовых отравлениях ядовитыми грибами [1 -3 ]. Наиболее неблагоприятно протекают отравления бледной поганкой. Содержащиеся в бледной поганке аманитотоксины приводят к развитию тяжелой печеночной недостаточности, которая чаще всего является причиной гибели пострадавших. Период острого гастроэнтерита и мнимого благополучия могут длиться до шести суток с момента употребления грибов [ 4 ]. Прогнозирование тяжести и исходов отравления в этот период является актуальным как для построения программы лечения, так и для организации медицинской помощи при массовых отравлениях ядовитыми грибами. [ 5 ]

Современные исследователи крупного российского центра при диагностике отравлений бледной поганкой проводят параллели между тяжестью гепатопатии и степенями отравления ядовитыми грибами [ 4 , с.33]. Существуют различные градации тяжести отравления грибами в зависимости от величины указанных показателей, однако либо эти шкалы созданы на основе простого эмпирического опыта без строгих статистических доказательств [ 1, 6 ], либо не определяется значимость данных критериев для прогнозирования отравления [ 4 , 7 ]. Единичные исследования по прогнозированию исходов отравлений ядовитыми грибами не определяют решающего правила, по которому пострадавших можно отнести к группе риска [8]. Различные классификации тяжести отравлений ядовитыми грибами по разному трактуют степени тяжести отравления [1, 4, 6, 9 ], а согласованные решения по этому вопросу до сих пор не выработаны.

Известно, что в период мнимого благополучия перед развитием печеночной недостаточности существует расхождение между клиническими и биохимическими характеристиками тяжести отравления [1, 4 с.31]. Поэтому в этих случаях при диагностике целесообразно отдавать предпочтение биохимическим показателям. Референтными биохимическими критериями степени тяжести отравления бледной поганкой являются концентрация билирубина, аланин- и аспартататаминотртансфераз (АлАТ, АсАТ), уровня протромбинового индекса (ПТИ), содержания белка в плазме крови [ 4 , 6 ].

При лечении отравлений ядовитыми грибами наряду с другими методами интенсивной терапии используется гипербарическая оксигенация (ГБО) [ 4 , с.293]. В предыдущих работах нами было показано, что существует взаимосвязь между референтными характеристиками отравления ядовитыми грибами и особенностями динамики различных показателей вариабельности ритма сердца (ВРС) во время ГБО [10]. Результаты этих исследований позволяют предположить, что мониторинг показателей ВРС во время ГБО является не только средством профилактики вероятных токсических эффектов ГБО. Исходя из физиологических закономерностей, можно предположить, что особенности реактивности к лечебной гипероксии во время ГБО по данным показателей ВРС связаны с прогнозом отравления ядовитыми грибами. Построение модели прогнозирования отравлений ядовитыми грибами на основе функциональных характеристик реактивности к гипероксии может стать высокотехнологичным диагностическим дополнением.

Целью данного исследования явилась разработка и сравнение биохимической и функциональной моделей прогнозирования отравлений ядовитыми грибами.

Дизайн исследования и методы статистического анализа

Выполнено ретроспективное обсервационное поисковое исследование на клиническом материале, который был получен при лечении 90 отравлений ядовитыми грибами в Луганском токсикологическом центре за период 1999-2003 годы. В исследование включены только те клинические случаи, при которых использовалась ГБО и осуществлялся мониторинг показателей ВРС во время баротерапии. В нашей клинике ГБО является одним из компонентов стандартизированной терапии при указанной патологии [9], а мониторинг показателей ВРС во время ГБО осуществляется у всех без исключения. Поэтому вероятность систематической ошибки, которая связана с включением наблюдений в исследование, является минимальной.

Исследование является поисковым, так как в литературе не обнаружено данных о сравнительной диагностической ценности различных референтных биохимических критериев прогноза отравления ядовитыми грибами. Также нет исследований о прогностической ценности показателей ВРС во время ГБО. Общей задачей поискового исследования является обнаружение наиболее вероятных закономерностей среди множества клинических характеристик [11, с.88].

Общий план исследования включал решение следующих основных задач:

1. Разработка математической модели раннего прогнозирования исходов отравлений ядовитыми грибами на основе анализа динамики референтных биохимических критериев гепатопатии.

2. Проверка соответствия уровня прогностического биохимического коэффициента в клинических наблюдениях с неблагоприятным исходом характеристикам реактивности к гипероксии во время ГБО по данным показателей ВРС.

3. Выделение функциональных критериев нарушений реактивности к гипероксии во время ГБО по данным показателей ВРС, как возможных маркеров неблагоприятного исхода отравления.

4. Создание математической модели прогнозирования исхода отравления по данным различных особенностей динамики показателей ВРС во время ГБО в группах с разными исходами.

5. Сопоставление биохимической и функциональной математических моделей прогнозирования исходов отравлений ядовитыми грибами.

В исследовании принят критический уровень значимости р проверяемых статистических гипотез равным 0,05. Показатели M и m в исследовании означают выборочное среднее и стандартную ошибку среднего, показателем n обозначается объем выборки. Характеристики выборочных средних в работе представлены как М± m.

При проведении статистического анализа использовались следующие методы и инструменты. Для разведочного анализа при проведении множественных сравнений использовался однофакторный дисперсионный анализ (пакет программ ANOVA). Для определения коэффициентов математических моделей использовался регрессионный анализ. Все вычисления выполнялись при помощи пакета программ STATISTICA 6.0.

Материалы и методы

В последние годы при организации оказания медицинской помощи особое внимание было уделено раннему выявлению и госпитализации пострадавших в специализированный центр, как наиболее важному фактору эффективности терапии [5, 12]. Все пострадавшие были доставлены из отделений интенсивной терапии городов и районов Луганской области в областной токсикологический центр в первые трое суток с момента употребления ядовитых грибов. В общей группе летальность составила 13,2%. Распределение больных по полу и возрасту в группах с различными исходами отравления позволяет свести к минимуму влияние этих факторов на уровень систематической ошибки (табл.1).

Таблица 1.

Общая характеристика клинических наблюдений

Примечание: 0 –летальные исходы; 1 – выздоровление.

Терапия пострадавших осуществлялась в соответствии со стандартизированным алгоритмом, который учитывал период и тяжесть отравления [8]. После восполнения ОЦК в этот алгоритм включалась ГБО в максимальном режиме 0,2 мПа по 40 мин ежедневно. Доза ГБО подбиралась на основании мониторинга реального времени по данным показателей ВРС по ранее изложенным принципам [13].

В качестве референтных характеристик тяжести отравления были использованы следующие биохимические показатели крови и плазмы: концентрация общего билирубина, АлАТ, АсАТ, протромбиновый индекс, фибриноген, общий белок. Все эти показатели ежедневно контролировались на протяжении пребывания пациентов в токсикологическом центре.

Мониторинг показателей ВРС осуществлялся по стандартизированной сертифицированной технологи, которая подробно описана в специальной публикации [14]. Кроме мониторинга реального времени данная технология позволяет провести сравнительный ретроспективный анализ динамических рядов тридцати известных показателей ВРС в изучаемых группах.

Результаты исследования

Известные данные и предварительный анализ показывают, что наиболее вероятными ранними сроками для прогнозирования исходов отравлений ядовитыми грибами являются 3-6 сутки с момента употребления ядовитых грибов. Для проведения статистического анализа с целью снижения влияния случайных факторов были вычислены средние значения соответствующих биохимических показателей у каждого пациента на 3-4, 4-5 и 5-6 сутки отравления. Динамика средних значений и соответствующих 95% доверительных интервалов биохимических показателей в эти дни отравления при различных исходах представлена на рис.1.

Визуальный анализ указанных графиков и дисперсионный однофакторный анализ в группах с различными исходами в разные дни отравления показал, что все биохимические критерии отравления, кроме концентрации общего белка в плазме крови существенно различаются в группах с различными исходами отравления по мере прогрессирования гепатопатии. Поэтому эти пять показателей были использованы при проведении регрессионного анализа, результаты которого представлены в табл 2.

Таблица 2.

Результаты регрессионного анализа определения прогностической значимости различных биохимических критериев гепатопатии, возраста и пола при отравлениях ядовитыми грибами в разные сроки отравления.

Уровень значимости коэффициентов математической модели показывает, что уже на 4-5-ые сутки отравления для данной выборки возможно статистически достоверное прогнозирование летальных исходов по данным концентрации общего билирубина и фибриногена. На 5-6-ые сутки отравления не появляется других статистически значимых прогностических критериев, но увеличивается диагностическая значимость показателей. Пол и возраст не оказывают статистически значимого влияния на исход отравления ядовитыми грибами. Исходя из этих данных, для построения окончательной биохимической модели выбраны два указанных биохимических показателя.

Таблица 3.

Результаты регрессионного анализа прогнозирования исходов отравлений ядовитыми грибами по данным концентрации билирубина и содержания фибриногена в крови на 5-6 сутки отравления ядовитыми грибами.

Уровень коэффициента детерминации модели (R 2 >0,05) и уровень значимости (p<<0,05) указывает на то, что модель информативна и статистически значима. Математическая модель вычисляет биохимический коэффициент (КБ) вероятности выздоровления (КБ=1) или летального исхода (КБ=0) при отравлениях ядовитыми грибами и выглядит следующим образом:

КБ = 0,731 - 0,0044* Билирубин 5-6 сутки (мкмоль/л) + 0,11 *Фибриноген 5-6 сутки (г/л)

Для изучаемой выборки среднее значение КБ при летальном исходе равно 0,52±0,05, 95% доверительный интервал составляет 0,41-0,61. При благоприятном исходе среднее значение коэффициента равно 0,95±0,02, 95% доверительный интервал составляет 0,91-0,998.

Следующая задача состояла в проверке гипотезы о том, что созданная математическая модель отражает функциональные характеристики реактивности организма к гипероксии во время ГБО. Для этого все клинические наблюдения с летальным исходом ранжированы по уровню КБ и разделены на две группы с границей разделения 0,61 балла. Затем в этих группах изучена динамика показателей ВРС. В рамках данного исследования на рис. 2 представлена динамика трех показателей ВРС: средней длительности кардиоинтервалов (meanR_R), мощности спектра сердечного ритма в высокочастотном (HF_128) и низкочастотном (LF_128) диапазонах.

Анализ графиков показывает, что в группе неблагоприятных исходов отравлений ядовитыми грибами при менее выраженных нарушениях метаболизма и лучшей выживаемости определяется более отчетливая реактивность к гипероксии (meanR_R, HF_128), и относительно более высокий тонус парасимпатического (HF_128) и симпатического (LF_128) отделов вегетативной нервной системы. Полученные результаты свидетельствуют в пользу гипотезы о том, что базовый уровень показателей ВРС и характеристики вегетативной реактивности к гипероксии по данным этих показателей во время ГБО отражают функциональное состояние организма.

В продолжение проверки вышеуказанной общей гипотезы следующей задачей исследования была проверка частной гипотезы о том, что определенные характеристики реактивности к гипероксии во время ГБО по данным ВРС позволят прогнозировать исход отравления ядовитыми грибами. Для этих целей было проведено сравнительное изучение динамических рядов тридцати показателей ВРС в группах с летальным и благоприятным исходами отравлений ядовитыми грибами. В результате визуального анализа динамики тридцати показателей ВРС в группах с различными исходами и разведочных статистических вычислений с помощью дисперсионного анализа были выделены три основных прогностических признака неблагоприятного исхода (рис.3).

Первый прогностический признак ( 1_meanR_R) по данным показателя meanR_R характеризует среднюю исходную длительность кардиоинтервалов, которая с высоким уровнем вероятности устойчиво различается в группах погибших и выживших пострадавших.

Второй и третий прогностический признак отражают категорию реактивности к гипероксии. Изменение HF_128 на девятом этапе ГБО (см.рис.3), когда еще маловероятны токсические эффекты гипероксии, по отношению к начальным значениям этого показателя характеризует уровень реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Предполагается, что более высокий реактивный ответ связан с лучшим прогностическим результатом. Этот показатель измеряется как доля прироста HF _128 с первого по девятый этапы ГБО и обозначается как 1-9_ HF _128.

Динамика первого значения автокорреляционной функции ( K 1_ AKF ), в соответствии с математическим и физиологическим смыслом этого показателя отражает синхронность регуляторных механизмов адаптации. При напряжении этих механизмов значение K 1_ AKF повышается, и, наоборот, при благоприятном действии ГБО эмпирически определено снижение K 1_ AKF на 5-11 этапах ГБО. Нами предполагается, что в прогностически неблагоприятных случаях этот показатель после его снижения на 8 этапе будет увеличиваться. В качестве этого третьего прогностического критерия принята относительная разница K 1_ AKF с восьмого по одиннадцатый этапы ГБО. Этот показатель обозначен как 8-11_ K 1_ AKF . Оба вышеуказанных показателя измеряются долью от целого.

В результате регрессионного анализа указанных показателей в каждом клиническом наблюдении в зависимости от исхода отравления получены следующие результаты (табл.4).

Таблица 4.

Результаты регрессионного анализа определения прогностической значимости некоторых критериев реактивности к гипероксии во время ГБО при отравлениях ядовитыми грибами .

Эти результаты получены на выборке 79 клинических наблюдений (9 неблагоприятных исходов). Выключение остальных наблюдений из исследования было вызвано неполным объемом обследования.

Характерно, что, несмотря на существование отчетливых различий между средней ЧСС при разных исходах отравлений, критерий 1_meanR_R имеет в модели наиболее высокое значение p, хотя существенно ниже принятого критического (см. табл.4). Этот факт говорит о том, что характерные изменения реактивности (два других критерия модели) более вероятны при неблагоприятных исходах чаще, чем тахикардия.

Математическая модель вычисляет функциональный коэффициент (КФ) вероятности выздоровления (КБ=1) или летального исхода (КБ=0) при отравлениях ядовитыми грибами и выглядит следующим образом:

КФ = 0,509 + 0,000556 * 1_meanR_R(мсек) + 0,09 * 1-9_ HF _128(1/ед) - 0,055*8-11_ K 1_ AKF (1/ед) .

В соответствии с этой моделью для изучаемой выборки среднее значение КФ при летальном исходе равно 0,538±0,052, 95% доверительный интервал составляет 0,434 - 0,642. При благоприятном исходе среднее значение коэффициента равно 0,931±0,018, 95% доверительный интервал составляет 0,894 - 0,969.

Заключительной задачей явилось сопоставление эффективности двух разработанных моделей на выборке из 79 наблюдений (9 неблагоприятных исходов). Точность прогнозирования исхода отравления ядовитыми грибами при использовании указанных двух моделей показана на рис. 4.

Доверительные интервалы (95%) вычисленных коэффициентов для двух исходов не пересекаются, что дает основание сделать вывод об адекватности обеих моделей. По точности оценки прогноза модели сопоставимы. Для указанной выборки верхняя граница 95% доверительного интервала КБ при неблагоприятном исходе составила 0,533. Исходя из этого граничного критерия, чувствительность КБ составила 0,555, а специфичность - 1. Для функционального коэффициента верхняя граница 95% доверительного интервала КБ при неблагоприятном исходе составила 0,643. Соответственно чувствительность КФ при этом уровне разграничения равна 0,88, а специфичность – 0,91. Для сопоставления указанных характеристик двух коэффициентов для КБ принят иной граничный уровень равный 0,66. В этом случае чувствительность КБ составила 0,77, а специфичность - 0,94.

Сопоставление двух разработанных моделей для прогнозирования неблагоприятных исходов отравлений ядовитыми грибами показывает, что для данной выборки КФ обладает некоторым преимуществом перед КБ. По крайней мере, можно утверждать, что характеристики реактивности к гипероксии во время ГБО обладают прогностической ценностью сравнимой с ценностью референтных биохимических критериев. То есть подтверждается предположение, что динамические ряды показателей ВРС являются адекватными характеристиками функционального состояния организма. В свою очередь эта цепочка логических утверждений позволяет использовать динамику отдельных показателей ВРС для подбора безопасных максимальных доз ГБО.

Анализ содержательной характеристики указанных моделей не позволяет сделать окончательных выводов о их практической ценности для выработки клинических рекомендаций. В работе мы неоднократно указывали, что модели адекватно описывают изучаемую выборку. В нашей биохимической модели в соответствии с данными статистических расчетов получена низкая прогностическая значимость таких важных показателей как АлАТ и ПТИ. Мы предполагаем, что в данном случае существует вероятность систематической ошибки, которая связана с особенностями забора крови и биохимической лаборатории. Этот вопрос требует дополнительного исследования. То есть созданная биохимическая модель прогнозирования требует проверки на иных выборках.

Высокая информативность функциональной модели прогнозирования исходов отравлений ядовитыми грибами по данным показателей ВРС во время ГБО имеет целый ряд следствий. Наиболее важное из них это то, что показатели ВРС адекватно отражают интегральные характеристики функционального состояния организма, что утверждает методику динамического контроля ВРС во время ГБО как референтный метод мониторинга с целью оценки эффективности каждого сеанса ГБО и для предотвращения патогенных эффектов лечебной гипероксии. Второй аспект этой модели позволяет шире взглянуть на диагностическую ценность показателей ВРС во время ГБО как критерия реактивности организма, которая, в свою очередь, является основной характеристикой адаптационных ресурсов организма. Исследования этих аспектов перспективно с точки зрения создания высокотехнологичных методов диагностики и определения прогноза.

Выводы

1. Из ряда биохимических критериев печеночной недостаточности при отравлениях ядовитыми грибами концентрация билирубина и фибриногена в плазме крови в 5-6 сутки после употребления грибов позволяют с высокой вероятностью прогнозировать неблагоприятный исход. Эта закономерность описывается математической моделью прогноза с чувствительностью 0,77, специфичностью 0,94.

2. В группе с неблагоприятными исходами отравлений ядовитыми грибами при более высоком неблагоприятном прогностическом риске по данным разработанной модели определяются более выраженные нарушения реактивности к гипероксии во время ГБО по данным показателей ВРС. Эти нарушения проявляются в снижении тонуса обоих отделов вегетативной нервной системы и уменьшении реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

3. Средняя длительность кардиоинтервалов, с тепень увеличения мощности спектра сердечного ритма в низкочастотном диапазоне на тридцатой минуте изопрессии и степень увеличения первого значения автокорреляционной функции во второй половине изопрессии составляют критерии функциональной модели прогнозирования.

4. Функциональная модель прогнозирования имеет более высокую эффективность, чем биохимическая. Чувствительность модели равна 0,88, а специфичность – 0,91. Подтверждается гипотеза о том, что динамический контроль показателей ВРС во время ГБО является адекватным методом оценки функционального состояния организма при отравлениях ядовитыми грибами.

5. Предложен алгоритм разработки моделей прогнозирования исхода отравлений ядовитыми грибами. Для проверки эффективности разработанных моделей необходимо дальнейшие исследования на иных выборках с тщательным обеспечением контроля качества биохимического мониторинга.

Литература

1. Курапов Е.П., Минина К.З., Иващенко О.В. и соавт. (2000) Интенсивная терапия отравлений грибами и веществами, содержащимися в них. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 1(д), 109-111.
2. Семенюк Ю.С., Мельничук А.В., Семенчик К.П. (2001) Отруєння блідою поганкою - шляхи реального прогресу. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 2(д), 66-70.
3. Бойчук Б.Р. (1997) Отруєння грибами. Тернопіль: Укрмедкнига, 200с.
4. Мусселиус С.Г., Рык А.А. (2002) Отравление грибами. М, 312с.
5. Митник З.М., Волошинський О.В., Легун О.М. (2000) Організація спеціалізованої допомоги при отруєннях грибами. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 1(д), 124-125.
6. Малыш И.Р., Макарук В.А., Олешко В.А., Никонова Е.М. (2001) Шкала оценки тяжести состояния и интенсивная терапия пострадавших с отравлениями ядовитыми грибами в острейший период. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 2(д), 47-50.
7. Бойчук Б.Р., Семків А.Л. (2000) інформаційно-пошукова система діагностики отруєнь грибами. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 1(д), 126-128.
8. Львович Я.Е., Леженина Н.Ф., Родионов В.Н. и соавт. (2000) Математическая оценка тяжести состояния больных с острыми отравлениями грибами. Тезисы докладов VII Всероссийского сьезда анестезиоллогов и реаниматологов, СПб, с.161-162
9. Малыш И.Р., Макарук В.А., Цепляев В.И. (2000) Алгоритмы дифференцированной интенсивной терапии пациентов с отравлением гепатотропными грибами. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 1(д), 128-130.
10. Воробьев К.П. (2000) Изменения реактивности к гипероксии при экстремальных состояниях во время гипербарической оксигенации. Бiль, знеболювання i iнтенсивна терапiя, №4, 54-67.
11. Власов В.В. (2002) Введение в доказательную медицину М: Медиасфера, 392с.
12. Курапов Е.П., Минина К.З., Иващенко О.В. и соавт. (2001) Эффективность интенсивной терапии экзо- и эндотоксикозов, связанных с употреблением грибов. Біль, знеболювання і інтенсивна терапія, № 2(д), 61-62.
13. Воробьев К.П.(2001) Стратегия и тактика гипербарической оксигенации при экстремальных состояниях. Бiль, знеболювання i iнтенсивна терапiя, №1, 58-69.
14. Воробьев К.П. (2000) Методология и технология оценки функционального состояния организма во время ГБО. Бiль, знеболювання i iнтенсивна терапiя, №3, 65-74.