С.П. Марченко, Н.Н. Шихвердиев, Г.Г. Хубулава,

М.В. Резванцев, Е.Н. Пухова П.С. Кальной

Прогнозирование вероятности выполнения гемодинамически эффективной реконструкции митрального клапана

Резюме. В исследовании разработана система эффективного прогнозирования вероятности выполнения гемодинамически эффективной реконструкции МК на основе определенных диагностических критериев, позволяющей уточнять показания к операции у пациентов с патологией атриовентрикулярных клапанов. Разработанная математическая модель позволяет с точностью прогноза 97,9% на дооперационном этапе прогнозировать вероятность выполнения гемодинамически эффективной реконструкции митрального клапана.Ключевые слова: митральный клапан, пластика митрального клапана, прогнозирование.

Стандартных и общепринятых критериев выполнимости пластики

митрального клапана (МК) сегодняшний день не разработано, все

основывается на опыте оперирующего хирурга, ввиду трудностей

дооперационной оценки точных анатомических причин митральной

недостаточности (МН). Это подчеркивает важность изучения

функциональной анатомии МК для принятия решения о необходимости

выполнения раннего оперативного вмешательства у пациентов, не имеющих

клинических проявлений МН и левожелудочковой дисфункции [1, 3].

Цель исследования: Разработка системы эффективного

прогнозирования вероятности выполнения гемодинамически эффективной

реконструкции МК на основе определенных диагностических критериев,

позволяющей уточнять показания к операции у пациентов с патологией

атриовентрикулярных клапанов.

С целью установления показаний к своевременной клапансохраняющей

коррекции и оптимизации вариантов вмешательств определена задача

разработки математической модели прогнозирования вероятности

выполнения гемодинамически эффективной реконструкции митрального

клапана. В соответствии с поставленной задачей прогностическая модель

должна определять индивидуальный прогноз вероятности выполнения

гемодинамически эффективой реконструкции митрального клапана после

выполнения мультиплановой транспищеводной ЭХОКГ и обеспечивать

возможность изучения степени влияния учтенных факторов на вероятность

успешной пластики МК.

Материалы и методы: Матрица обучающей информации для

создания математической модели прогноза гемодинамически эффективной

реконструкции митрального клапана включала данные комплексного

клинического обследования 143 больных, которым выполнена

клапансохраняющая операция на МК. У 143 пациентов группы применена 21

хирургическая технология реконструкции МК. Ревматический митральный

стеноз, потребовавший ОМКТ отмечен у 21 пациента. Наиболее

распространенной патологией задней створки у пациентов с мезенхимальной

дисплазией (МД) являлся пролапс одного из сегментов, наблюдавшийся у 60

пациентов с МД. Пролапс сегмента Р1 не наблюдался ни у одного пациента с

МН при МД. Наиболее часто имел место пролапс сегмента Р2,

наблюдавшийся у 54 пациентов. Наличие патологии передней створки

определяло вариант вмешательства на МК при МД. Разрыв опорных хорд

передней створки обусловил невозможность выполнения пластики у 23

пациентов, исключенных из группы исследования. Так как кольцо МК в

проекции Р2 и Р3 чрезвычайно податливо в смысле пликации, то выполнение

слайдинг-пластики потребовалось лишь у 1 пациента. Самой

распространенной патологией среди пациентов с ИЭ являлись наличие

вегетаций и перфораций створок. Локализованные вегетации наблюдались у

31 (28,4%) пациента. Вегетэктомия с резекцией соответствующего сегмента

задней и передней створок была выполнена у 12 (11%) и 6 (5,5%),

соответственно. Из 41 пациента ИЭ, которым выполнена пластика МК,

перфорации передней створки имели место у 7 (17,1%), задней створки у 12

(29,3%). Для закрытия перфораций передней створки использовались ауто-

или ксеноперикардиальные заплаты, так как ушивание П-швами может

приводить к деформации и нарушению кинетики створки и коаптации.

Критическим моментом при оценке возможности выполнения

клапансберегающей операции являлась сохранность опорных хорд.

Преимущественно дихотомический характер предиктных признаков, а

также признака отклика явился веским аргументом при выборе математико-

статистического метода моделирования вероятности сохранения годовой

ремиссии в пользу логистического регрессионного анализа [2].

Результаты: Основой построения модели стали клинические и

инструментальные признаки, характеризующие этиологию, объем и характер

поражения створок, объем и характер поражения хордального аппарата,

наличие неадаптивного ремоделирования ЛЖ, технологию выполненной

операции (имплантационная/безимплантационная), осложнения после

выполнения реконструкции МК (резидуальная МН, прорезывание швов,

летальный исход в госпитальном и отдаленном периодах). Из них в модель

включены только признаки с уровнем значимости не менее 90%.

Получена статистически достоверная (χ2=99,7; df=8; p<0,00001)

логистическая регрессионная модель. Признаки, включенные в неё, их

градации и коэффициенты приведены в таблице 1.

Таблица 1. Признаки, включенные в логистическую регрессионную модель

Наименованиепризнака

Уровни признаков

Код признака Коэфф. (В)

Этиологияналичие ИЭ - 1

Х1 -1,02598отсутствие ИЭ - 0

Патология передней створки МК

нет - 0 Х2 -0,666150

патология

одного сегмента - 1

патология двух сегментов - 2

патология трех сегментов - 3

Патология задней створки МК

нет - 0

Х3 -0,342541

патология одного сегмента

- 1

патология двух сегментов - 2

патология трех сегментов - 3

Патология хорд

передней створки по

сегментам – 0,1,2,3

Х4 -0,88617

задней створки по сегментам –

0,1,2,3передне-

латеральной комиссуры - 0,1

задне-медиальной

комиссуры – 0,1Дилатация кольца

МКнет - 0

Х5 -1,16442есть - 1

Индекс сферичности ЛЖ

> 0,6 - 0 Х6 -1,25784< 0,6 - 1

Опыт хирурга

менее 20 успешных

пластик МК при ИЭ и МД – 0

Х7 4,40080более 20

успешных пластик МК при

ИЭ и МД - 1

Повторная пластика Нет – 0 Х8 -4,12471

МКДа - 1

Модель имеет вид:

=exp(1,917751-Х11,02598-Х20,666150-Х30,342541-Х40,88617-

Х51,16442-Х61,25784+Х74,40080-Х84,12471)/

(1+exp(1,917751-Х11,02598-Х20,666150-Х30,342541-Х40,88617-

Х51,16442-Х61,25784+Х74,40080-Х84,12471).

Подставляя в уравнение значения признаков, выявленных у

конкретного больного, рассчитывается « » – вероятности выполнения

гемодинамически эффективной реконструкции митрального клапана. Если

рассчитанное значение « » равно или больше 0,5, то данного больного

следует отнести в группу больных, которым целесообразно выполнить

реконструктивную операцию, и она будет эффективна как в госпитальном,

так и в отдаленном периодах. Если же рассчитанное значение « » меньше

0,5, то данного больного следует отнести в группу больных, у которых

реконструктивная операция на митральном клапане не будет успешной

вследствие развития резидуальной МН 2 и более степени. Статистическая

значимость модели оказалась вполне достаточной (p<0,00001).

Информационная способность модели определялась по результатам

классификации обучающей выборки и для вероятности выполнения

гемодинамически эффективной операции составила 98,5%, а для неуспешной

пластики - 88,9% (табл.2).

Таблица 2. Классификационная таблица обучающей информации по модели

Результатоперации

Результаты прогноза Процент совпаденияУспешная

пластикаНеуспешная

пластикаУспешная пластика

134 2 98,5%

Неуспешная пластика

9 1 88,9%

Всего 143 3 97,9%

Общая точность прогноза вероятности гемодинамически эффективной

пластики МК по разработанной модели составила 97,9%, ошибочный прогноз

2,1%.

Более высокую прогностическую способность модель демонстрирует в

отношении группы больных, у которых операция была успешной.

Адекватность модели данным исследования оценена по характеристике

разностей, наблюдавшихся гемодинамически успешных операций и

прогнозируемых вероятностей выполнения этих успешных операций по

данным обучающей матрицы (остатков) и, в частности, соответствие их

распределения нормальному закону. На рисунке 1 представлен график

соответствия распределения остатков нормальному закону. Когда

распределение остатков точно соответствует нормальному закону, то они

симметрично ложатся относительно прямой, что мы и наблюдаем в нашем

случае. Это свидетельствует об адекватной реализации полученной

математической моделью закономерностей, выявленных в ходе медико-

статистического наблюдения.

Рис. 1. - График остатков на нормальной вероятностной бумаге.

Таким образом, разработанная на основе методов многомерного

математического моделирования прогностическая модель позволяет с

высокой надежностью (97,9%) прогнозировать вероятность выполнения

гемодинамически успешной реконструктивной операции на МК.

Для удобства использования и обеспечения наглядности разработанной

модели прогноза в программе “MS Excel 2007” на основе полученной

экспоненциальной функции создан калькулятор под названием

«SPB_MITRAL_SCORE», позволяющий применять разработанную

программу на любом компьютере с установленным пакетом офисных

программ MS Office 2003 и выше. На рисунке 2 изображен интерфейс

предложенного калькулятора.

Рис. 2. Калькулятор рассчета вероятности выполнения гемодинамически

эффективной реконструкции митрального клапана.

Программа калькулятор «SPB_MITRAL_SCORE» для расчета вероятности

выполнения гемодинамически эффективной реконструкции митрального

клапана доступна для использования на сайте

http://www.cardioschool.ru/for-specialists/gr-336/article-349/122/

Выводы:

1) Разработанная математическая модель позволяет с точностью

прогноза 97,9% на дооперационном этапе прогнозировать вероятность

выполнения гемодинамически эффективной реконструкции митрального

клапана.

2) При установлении показаний к выполнению клапансберегающей

операции на МК необходимо рассчитывать вероятность успешности ее

выполнения по разработанной модели прогноза.

Литература

1. Шихвердиев, Н.Н. Основы реконструктивной хирургии

клапанов сердца / Н.Н. Шихвердиев, С.П. Марченко. – СПб.: Дитон, 2007. –

270 с.

2. Юнкеров, В.И. Математико-статистическая обработка данных

медицинских исследований, 2-е изд., доп. / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев.–

СПб.: ВМедА, 2005. - 292 с.

3. ACC/AHA 2006 practice guidelines for the management of patients

with valvular heart disease // J. Am. Coll. Cardiol. – 2006. – Vol. 48, N 4. – P.

598-675.

S.P. Marchenko, N.N. Shikhverdiev, G.G. Khubulava,

M.V. Rezvantsev, E.N. Pukhova, P.S. Kalnoi

Forecasting of probability of the hemodynamically effective mitral valve repair

Abstract. The system of effective forecasting of probability of the

hemodynamically effective mitral valve repair was developed. The diagnostical

criteria used in this study allowed us to specify the indications for the

reconstructive operations on the mitral valve. The program allows to forecast the

probability of the hemodynamically effective mitral valve repair during

preoperative examination using transoesophagus echocardiography.

Key words: mitral valve, mitral valve repair, forecasting.