способ дифференциальной диагностики бронхиальной астмы, хронического бронхита и хронической обструктивной болезни легких

Формула изобретения

Способ дифференциальной диагностики бронхиальной астмы (БА), хронического бронхита (ХБ) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), включающий обследование больного, отличающийся тем, что с помощью математической модели на основе 5 достоверных информативных показателей: возраст, объем форсированного выдоха за 1 с, цитоз индуцированной мокроты, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте и факт курения - осуществляют комплексную математическую оценку показателей с расчетом на первом этапе регрессионных функций по формулам

f_{БА/ХОБЛ} =7,099176+а·(-0,10366)+b·(0,114298)+с·(-1,05833)+d·(-0,11193)+е·(-2,51857);

f_{ХБ/ХОБЛ}=-9,95967+a·(-0,11273)+b·(0,228438)+с·(-0,01994)+d·(-0,03066)+е·(-0,38734),

где а - возраст пациента (лет);

b - объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), (%)

с - цитоз индуцированной мокроты (10⁶/мл);

d - содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте (%);

е - курение: 1 - курит, 0 - не курит,

на втором этапе вычисляют вероятности наличия БА, ХБ и ХОБЛ по формулам

p_{БА/ХОБЛ} =_ef_{БА/ХОБЛ}/(1+ _ef_{БА/ХОБЛ})

p _{ХБ/ХОБЛ}=_ef_{ХБ/ХОБЛ} /(1+_ef_{ХБ/ХОБЛ}),

где р_{БА/ХОБЛ} - вероятность наличия у больных БА по отношению к ХОБЛ;

р_{ХБ/ХОБЛ} - вероятность наличия у больных ХБ по отношению к ХОБЛ;

е=2,718 - основание натурального логарифма,

и при значении р_{БА/ХОБЛ} или р_{ХБ/ХОБЛ} 0,5 больше вероятность наличия БА или ХБ по отношению к ХОБЛ, а при значении р_{БА/ХОБЛ} или р _{ХБ/ХОБЛ}<0,5 больше вероятность наличия ХОБЛ, по результатам расчета проводят оценку полученных данных путем их сравнения и устанавливают диагноз того заболевания - БА, ХБ или ХОБЛ, вероятность наличия которого наибольшая.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано в клинической практике для дифференциальной диагностики бронхиальной астмы (БА), хронического бронхита (ХБ) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

Дифференциальная диагностика БА, ХБ и ХОБЛ является актуальной проблемой пульмонологии. В основе патогенеза этих заболеваний лежит воспаление и обструкция респираторного тракта. Однако патогенетические механизмы, приводящие к развитию воспаления при БА, ХБ и ХОБЛ, различные, что диктует и различные подходы к их терапевтической коррекции. На практике не всегда имеется возможность применения информативных методов диагностики, позволяющих определить характер воспаления. Одним из таких методов является бронхоскопия со взятием биопсии слизистой бронхов или смывов со слизистой бронхов. Поскольку эти методы являются инвазивными и дорогостоящими, они не находят широкого применения в практике.

Известен способ дифференциальной диагностики хронических обструктивных заболеваний легких [1], включающий получение бронхиального смыва из бронхиального дерева с последующим исследованием функциональной активности фагоцитирующих клеток методом люминолзависимой хемилюминесценции. Бронхиальную астму диагностируют при значениях максимума свечения спонтанной хемилюминесценции в диапазоне от 2731 до 6200 усл.ед., хронический обструктивный бронхит - от 6201 усл.ед. и выше.

Способ не является достаточно информативным и предназначен для дифференциальной диагностики только двух бронхолегочных заболеваний - хронического обструктивного бронхита и бронхиальной астмы.

Известен также способ дифференциальной диагностики хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы [2], включающий спирографическое исследование проходимости бронхов с определением функции мукоцилиарной системы прямым неинвазивным методом in vivo в фазе ремиссии заболевания. При выявлении нарушений функции мукоцилиарной системы и проходимости бронхов с отрицательной провокационной пробой диагностируют хроническую обструктивную болезнь легких, а при нормальных значениях функции мукоцилиарной системы и нарушении проходимости бронхов, в том числе под влиянием провокационной пробы, диагностируют бронхиальную астму.

Известный метод также недостаточно информативен, применим только в фазе ремиссии заболевания и предназначен для дифференциальной диагностики лишь двух заболеваний бронхолегочной системы - ХОБЛ и БА.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится способ того же назначения, заключающийся в оценке мокроты и объема форсированного выдоха [3].

Задачей изобретения является разработка неинвазивного способа, обеспечивающего эффективную дифференциальную диагностику трех хронических заболеваний бронхолегочной системы (БА, ХБ и ХОБЛ) в стадии обострения, что позволит своевременно определить тактику патогенетически обоснованной терапии.

Задача достигается путем создания математической модели, включающей 5 достоверных информативных признаков, характеризующих: данные анамнеза (возраст и факт курения); функцию внешнего дыхания (объем форсированного выдоха за 1 секунду); клеточный профиль индуцированной мокроты (цитоз и содержание нейтрофилов). Установлено, что для данной категории больных эти параметры являются важными критериями дифференциальной диагностики. Исследование мокроты и спирография являются безопасными, быстровыполнимыми, недорогими методами и рекомендуются медицинскими стандартами в качестве скрининговых. Каждый из этих методов в отдельности не является высокоинформативным и достаточным для проведения дифференциальной диагностики данных клинически схожих заболеваний. Построенная математическая модель позволяет учитывать комплекс 5-и информативных показателей и проводить эффективную дифференциальную диагностику БА, ХБ и ХОБЛ.

Сущность способа заключается в том, что у обследуемых определяют 5 показателей, входящих в математическую модель: возраст, объем форсированного выдоха за 1 секунду, цитоз индуцированной мокроты, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте и факт курения. С помощью математической модели осуществляют комплексную математическую оценку показателей с расчетом по формулам регрессионных функций и вероятностей наличия заболевания (БА, ХБ или ХОБЛ). В зависимости от значений рассчитанных вероятностей устанавливают диагноз того заболевания, вероятность которого наибольшая.

Способ осуществляется следующим образом.

Больного с подозрением на БА, ХБ или ХОБЛ обследуют. Определяют цифровые значения 5 информативных показателей, входящих в математическую модель: возраст, объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1), цитоз и содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте, факт курения. Производят необходимые расчеты.

Первый этап: расчет регрессионных функций по формулам:

f_{БА/ХОБЛ}=7,099176+а·(-0,10366)+b·(0,114298)+с·(-1,05833)+d·(-0,11193)+е·(-2,51857);

f_{ХБ/ХОБЛ}=-9,95967+а·(-0,11273)+b(0,228438)+с·(-0,01994)+d·(-0,03066)+е·(-0,38734),

где а - возраст пациента (лет);

b - объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1), (%);

с - цитоз индуцированной мокроты (10⁶/мл);

d - содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте (%);

е - курение (1 - курит, 0 - не курит),

Второй этап: расчет вероятностей наличия БА и ХБ по отношению к ХОБЛ по формулам:

р _{БА/ХОБЛ}=_еf_{БА/ХОБЛ} /(1+_еf_{БА/ХОБЛ})

р_{ХБ/ХОБЛ}=_еf _{ХБ/ХОБЛ}/(1+_ef_{ХБ/ХОБЛ} ),

где р_{БА/ХОБЛ} - вероятность наличия у больных БА по отношению к ХОБЛ;

р_{ХБ/ХОБЛ} - вероятность наличия у больных ХБ по отношению к ХОБЛ;

е=2,718 - основание натурального логарифма.

При значении р_{БА/ХОБЛ} или р_{ХБ/ХОБЛ} 0,5 больше вероятность наличия БА или ХБ по отношению к ХОБЛ, а при значении р_{БА/ХОБЛ} или р _{ХБ/ХОБЛ}<0,5 больше вероятность наличия ХОБЛ.

Рассчитанные вероятности сравнивают и устанавливают диагноз того заболевания (БА, ХБ или ХОБЛ), вероятность которого наибольшая.

Заявляемый способ можно продемонстрировать на следующих примерах:

Пример 1.

Больная Д., 52 года. Поступила с жалобами на приступообразный кашель, приступы удушья, сопровождающиеся дистанционными хрипами. Анамнез - не курит. Предварительный диагноз: БА смешанной формы, стадия обострения, средней степени тяжести. Проведено обследование больной по предлагаемому способу, в результате которого получены следующие показатели: ОФВ1 - 65%, цитоз индуцированной мокроты - 1,3×10⁶/мл, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте - 25,4%.

Расчет регрессионных функций:

f_{БА/ХОБЛ}=7,099176+52·(-0,10366)+65·(0,114298)+1,3·(-1,05833)+25,4·(-0,11193)+0·(-2,51857)=4,92

f_{ХБ/ХОБЛ}=-9,95967+52·(-0,11273)+65·(0,228438)+1,3·(-0,01994)+25,4·(-0,03066)+0·(-0,38734)=-1,78

Расчет вероятностей наличия БА и ХБ по отношению к ХОБЛ:

р_{БА/ХОБЛ}=2,718^4,92 /(1+2,718^4,92)=99,3%

р _{ХБ/ХОБЛ}=2,718^-1,78/(1+2,718 ^-1,78)=14,4%

Диагноз БА по отношению к ХОБЛ вероятен на 99,3%, а диагноз ХБ по отношению к ХОБЛ - на 14,4%. Полученные данные позволяют установить диагноз БА.

Диагностика с использованием данных морфометрического и цитологического исследования биоптатов и брашбиоптатов слизистой бронхов подтвердила диагноз БА.

Пример 2.

Больной П., 65 лет. Поступил с жалобами на кашель, одышку. Анамнез - курит. Предварительный диагноз: ХОБЛ II степени, стадия ремиссии. Проведено обследование больного по предлагаемому способу, в результате которого получены следующие показатели: ОФВ1 - 70%, цитоз индуцированной мокроты - 3,9×10 ⁶/мл, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте - 88%.

Расчет регрессионных функций:

f _{БА/ХОБЛ}=7,099176+65·(-0,10366)+70·(0,114298)+3,9·(-1,05833)+88·(-0,11193)+1·(-2,51857)=-8,13

f_{ХБ/ХОБЛ}=-9,959674+65·(-0,11273)+70·(0,228438)+3,9·(-0,01994)+88·(-0,03066)+1·(-0,38734)=-4,46

Расчет вероятностей наличия БА и ХБ по отношению к ХОБЛ:

р_{БА/ХОБЛ}=2,718^-8,13 /(1+2,718^-8,13)=0,03%

р _{ХБ/ХОБЛ}=2,718^-4,46/(1+2,718 ^-4,46)=1,14%

Диагноз БА вероятен по отношению к ХОБЛ на 0,03%, диагноз ХБ по отношению к ХОБЛ - на 1,14%, то есть вероятность ХОБЛ составляет 99,97% и 98,86% соответственно. Таким образом, полученные данные позволяют установить диагноз ХОБЛ.

Диагностика с использованием данных морфометрического и цитологического исследования биоптатов и брашбиоптатов слизистой бронхов подтвердила диагноз ХОБЛ.

Пример 3.

Больной А., 60 лет. Поступил с жалобами на кашель по утрам, одышку при физической нагрузке. Анамнез - курит. Предварительный диагноз: ХБ, стадия обострения. Проведено обследование больного по предлагаемому способу, в результате которого получены следующие показатели: ОФВ1 - 97%, цитоз индуцированной мокроты - 2,8×10⁶/мл, содержание нейтрофилов в индуцированной мокроте - 71%.

Расчет регрессионных функций:

f_{БА/ХОБЛ}=7,099176+60·(-0,10366)+97·(0,114298)+2,8·(-1,05833)+71·(-0,11193)+1·(-2,51857)=-1,46

f_{ХБ/ХОБЛ}=-9,95967+60·(-0,11273)+97·(0,228438)+2,8·(-0,01994)+71·(-0,03066)+1·(-0,38734)=2,81

Расчет вероятностей наличия БА и ХБ по отношению к ХОБЛ:

р_{БА/ХОБЛ}=2,718^-1,46 /(1+2,718^-1,46)=18,8%

р _{ХБ/ХОБЛ}=2,718^2,81/(1+2,718 ^2,81)=94,3%

Диагноз ХБ вероятен по отношению к ХОБЛ на 94,3%, а диагноз БА по отношению к ХОБЛ - на 18,8%. Таким образом, полученные данные позволяют установить диагноз ХБ.

Диагностика с использованием данных морфометрического и цитологического исследования биоптатов и брашбиоптатов слизистой бронхов подтвердила диагноз ХБ.

Математическая модель разработана с использованием статистического пакета программ SPSS 11.5. Проверка модели производилась на группе из 106 больных (38 больных БА, 44 больных ХБ, 24 больных ХОБЛ). Были рассчитаны операционные характеристики для каждой патологии: чувствительность (Se) (БА - 84,2%; ХБ - 77,3%; ХОБЛ - 87,5%); специфичность (Sp) (БА - 85,3%; ХБ - 96,8%; ХОБЛ - 91,5%); диагностическая эффективность (DE) (БА - 84,9%; ХБ - 88,7%; ХОБЛ - 90,6%).

Разработанный неинвазивный способ обеспечивает эффективную дифференциальную диагностику БА, ХБ и ХОБЛ и позволяет своевременно назначать терапию в соответствии с установленным диагнозом.

Источники информации

1. Способ дифференциальной диагностики хронических обструктивных заболеваний легких. RU 2262095 С1, дата публ. 10.10.2005.

2. Способ дифференциальной диагностики хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы. RU 2003125519 А, дата публ. 20.02.2005.

3. Хронический обструктивный бронхит. Современные представления. Под ред. Акад. РАМН А.Б.Зборовского. Учебное пособие для студентов 6 курса лечебного факультета и врачей-интернов. Волгоград. 2003.