Патент на изобретение №2381751

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ У ЖЕНЩИН СТАРШЕ 60-ти ЛЕТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии и ревматологии. Определяют наличие следующих факторов риска: индекс массы тела (ИМТ) меньше 20 кг/м² в 25 лет и в настоящее время; низкую двигательную активность – ходьба пешком менее получаса в день после 50 лет и в настоящее время; ранняя менопауза до 45 лет, предыдущие переломы предплечья, голени и ребер; начальное образование; инсульт после 50 лет; наличие инвалидности; недостаточное потребление кальция с пищей; климакс до 45 лет; количество родов; энтерит; гастрит. Устанавливают их градации и числовые значения, после чего прогностические коэффициенты F₁ и F₂ определяют по формулам: F₁=-3.86-1.15*a₁-0.54*а₂-0.67а₃+0.60*а₄-0.54*а₅-0.55*а₆-0.53*а₇-0.60*a₈-0.67*а₉-0.56*а₁₀-0.54*а₁₁-0.71*

а₁₂-0.57*a₁₃+0.48*а₁₄-0.37*a₁₅; F2=0.70+0.44*a₁+0.21*а₂+0.25*a₃-0.22*а₄+0.20*а₅+0.21*а₆+0.22*а₇+0.23*a₈+0.26*a₉+0.20*а₁₀+0.20*а₁₁+0.28*a₁₂+0.22*a₁₃-0.19*a₁₄+0.13*a₁₅, соответственно, где a_1-5 – градации и числовые значения факторов риска: a₁ – индекс массы тела в настоящее время меньше 20 кг/м²: 0 – нет, 1 – есть; а₂ – ходьба пешком в настоящее время менее получаса в день: 0 – нет, 1 – есть; а₃ – предыдущие переломы предплечья: 0 – нет, 1 – есть; а₄ – недостаточное потребление кальция с пищей: 0 – нет, 1 – есть; а₅ – индекс массы тела в возрасте 25 лет меньше 20 кг/м: 0 – нет, 1 – есть; а₆ – предыдущие переломы ребер: 0 – нет, 1 – есть; a₇ – энтерит: 0 – нет, 1 – есть; а₈ – гастрит: 0 – нет, 1 – есть; а₉ – предыдущие переломы голени: 0 – нет, 1 – есть; а₁₀ – начальное образование: 0 – нет, 1 – есть; а₁₁ – инсульт после 50 лет: 0 – нет, 1 – есть; а₁₂ – ходьба пешком менее получаса в день после 50 лет: 0 – нет, 1 – есть; а₁₃ – ранняя менопауза: 0 – нет, 1 – есть; а₁₄ – трое и более родов: 0 – нет, 1 – есть; a₁₅ – наличие инвалидности: 0 – нет, 1 – есть. При F₁ больше F₂ прогнозируют высокий риск, а при F₁ меньше F₂ – низкий риск возможности переломов позвонков у пациентки. Способ обеспечивает возможность оценки риска развития остеопоротических переломов позвонков с точностью 94,4% и, тем самым, позволяет повысить эффективность и целенаправленность профилактических и лечебных мероприятий в группах пациентов с высоким риском возможности переломов. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к терапии и ревматологии, и может быть использовано для прогнозирования развития переломов позвонков у женщин старше 60 лет.

Переломы позвонков – частое осложнение остеопороза, которые составляют у женщин в возрасте 50 лет и старше 39% от всех остеопоротических переломов [EPOS. When Should the Doctor Order a Spine X-Ray? Identifying Vertebral Fractures for Osteoporosis Care: Results From the European Prospective Osteoporosis Study (EPOS) J. Bone and Mineral Research Volume 19, Number 12, 2004].

Известен способ прогнозирования развития остеопороза и переломов, включающий определение факторов риска внутренней и внешней среды. Наибольшее прогностическое значение у женщин имели следующие факторы: возраст 75 лет и старше, прем глюкокортикостероидов более трех месяцев, длительная (более двух месяцев) иммобилизация, нерегулярный менструальный цикл, ранняя менопауза, двухсторонняя овариэктомия до 50 лет, наличие трех и более беременностей, закончившихся родами, недостаточная двигательная активность (ходьба пешком менее получаса в день) [Ершова О.Б. Клинико-эпидемиологическая характеристика остеопороза: автореф. Дис д-ра мед. наук: 14.00.39 / Ярославль, 1998, с.17-27].

К недостаткам данного способа следует отнести то, что рассматриваемые факторы риска позволяют прогнозировать переломы в целом, но не являются критериями переломов позвонков, в частности.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ прогнозирования остеопоротических переломов позвонков путем выявления следующих факторов риска: низкий индекс массы тела (ИМТ), курение, использование кортикостероидов, семейный анамнез переломов, предыдущие низкоэнергетические переломы, низкое потребление молока во время беременности, низкий уровень ежедневной физической активности, склонность к падениям, регулярное использование алюминийсодержащих антацидов и измерение минеральной плотности костной ткани (МПКТ) [Nevitt МС, Cummings SR, Stone KL, Palermo L, Black DM, Bauer DC, Genant HK. Risk factors for a first-incident radiographic vertebral fracture in women > or = 65 years of age: the study of osteoporotic fractures. J Bone Miner Res. 2005 Jan.; Vol. 20(1): P.131-140].

Сущность известного способа включает измерение МПКТ путем рентгеновской абсорбциометрии и выявления факторов риска: использование кортикостероидов, возраст, предыдущие низкоэнергетические переломы предплечья и бедра, ИМТ, вредные привычки: курение, алкоголь, семейный анамнез переломов, употребление кальция).

Авторами известного способа установлено, что женщины с более низкой МПКТ и с пятью или больше факторами риска имели в 12 раз больший риск перелома позвонка, чем женщины с более высокими показателями МПКТ и наличием от нуля до трех факторов риска.

К недостаткам данного способа следует отнести низкую точность прогноза, так как в прогнозе не учитывают роль репродуктивного анамнеза и полового статуса женщины, а также количество беременностей и родов, период лактации, влияние которых на костную систему женщины большинство исследователей относят к негативным.

Недостатком данного способа является и то, что авторы не учитывают влияние сопутствующих заболеваний: сахарный диабет, бронхиальная астма, инсульт, атеросклероз, энтерит, и др.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа прогнозирования остеопоротических переломов позвонков у женщин старше 60 лет.

Технический результат заявляемого способа заключается в повышении точности раннего прогноза переломов позвонков у женщин 60-ти лет и старше.

Технический результат заявляемого способа прогнозирования переломов позвонков у женщин старше 60 лет включает определение факторов риска из анамнеза жизни: индекс массы тела, низкий уровень ежедневной физической активности, предыдущие переломы, недостаточное употребление кальция с пищей.

Отличие способа заключается в том, что из анамнеза жизни и данных объективного обследования больной дополнительно определяют ИМТ меньше 20 кг/м² в 25 лет и в настоящее время; низкую двигательную активность (ходьба пешком менее получаса в день) после 50 лет и в настоящее время; предыдущие низкоэнергетические переломы предплечья, голени и ребер; начальное образование; инсульт после 50 лет; наличие инвалидности; климакс до 45 лет; количество родов; энтерит; гастрит.

Отличие способа заключается и в том, что установленным факторам риска присваивают градации (a₁₁₅),

где a_1-15 – градации и числовые значения факторов риска:

а₁ – индекс массы тела в настоящее время меньше 20 кг/м²;

а₂ – ходьба пешком в настоящее время менее получаса в день;

а₃ – предыдущие переломы предплечья;

а₄ – недостаточное потребление солей кальция с пищей;

а₅ – индекс массы тела в возрасте 25 лет меньше 20 кг/м²;

а₆ – предыдущие переломы ребер;

а₇ – энтерит;

a₈ – гастрит;

а₉ – предыдущие переломы голени;

a₁₀ – начальное образование;

а₁₁ – инсульт после 50 лет;

a₁₂ – ходьба пешком менее получаса в день в возрасте после 50 лет;

а₁₃ – ранняя менопауза (до 45 лет);

a₁₄ – трое и более родов;

a₁₅ – наличие инвалидности.

Отличие способа также заключается в том, что прогностические коэффициенты F₁ и F₂ определяют по формулам

F1=-3.86-1.15*a₁-0.54*а₂-0.67* а₃+0.60*а₄-0.54*а₅-0.55*а₆-0.53*а₇-0.60*a₈-0.67*a₉-0.56*а₁₀-0.54*а₁₁-0.71*a₁₂-0.57*a₁₃+0.48*a₁₄-0.37* a₁₅

F2=-0.70+0.44*a₁+0.21*a₂+0.25а₃-0.22*a₄+0.20*a₅+0.21*а₆+0.22*а₇+0.23*a₈+0.26*a₉+0.20*а₁₀+0.20*а₁₁+0.28*

a₁₂+0.22*a₁₃-0.19*a₁₄+0.13*a₁₅.

Авторами предлагаемого способа установлено, что если величина F₁ больше величины F₂, то прогнозируют высокий риск переломов позвонков у лиц женского пола старше 60 лет, а и при F₁ меньше F₂ – риск низкий.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного вышеуказанными приемами и, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Проведенный авторами анализ специальной и патентной литературы показал, что предлагаемый способ имеет признаки, отличающие его не только от прототипа, но и от других технических решений в данной и смежных областях медицины. В доступной литературе авторами не выявлено способа раннего прогноза остеопоротических переломов позвонков у женщин 60-ти лет и старше по установленным факторам риска. Клинические наблюдения, проведенные авторами, показали, что предлагаемый способ позволяет с высокой степенью точности (94,4%) осуществить ранний прогноз возникновения переломов позвонков у лиц женского пола старше 60 лет. Клинические наблюдения авторов заявляемого способа показали возможность осуществления прогноза переломов позвонков по установленным факторам риска в ближайший 2-летний период. Следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Способ, составляющий изобретение, предназначен для использования в здравоохранении. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке приемами и средствами. Заявляемый способ обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно – обеспечение точности раннего прогноза развития переломов позвонков у женщин 60-ти лет и старше, что соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Заявляемый способ прогнозирования переломов позвонков у женщин старше 60 лет осуществляют следующим образом. При опросе и осмотре обследуемой, при изучении его медицинской документации выявляют факторы риска. Проводят измерение антропометрических показателей: роста, веса и рассчитывают индекс массы тела (ИМТ).

На основании полученных данных установленным факторам риска присваивают соответствующие градации и числовые значения. Перед расчетом величин прогностических коэффициентов F₁ и F₂ факторы риска a₁-a₁₅ стандартизируют. Единицы средних значений и стандартных отклонений факторов риска представлены в таблице 1.

Для прогнозирования развития низкоэнергетических переломов позвонков у лиц женского пола старше 60 лет был применен метод линейного дискриминантного анализа.

Таблица 1
Градации факторов риска, единицы средних значений и стандартных отклонений
Факторы риска (независимые переменные)	Градации	Среднее значение ()	Стандартное отклонение (s)
Индекс массы тела меньше 20 кг/м2 в настоящее время	a1	1.77	0.418
Ходьба пешком менее получаса в день в настоящее время	a2	3.22	2.471
Предыдущие переломы предплечья	а3	1.87	0.331
Недостаточное потребление кальция с пищей	а4	1.88	0.722
Индекс массы тела меньше 20 кг/м2 в 25 лет	a5	1.74	0.739
Предыдущие переломы ребер	а6	1.97	1.179
Энтерит	a7	1.77	0.42
Гастрит	a8	1.79	0.40
Предыдущие переломы голени	а9	1.9	0.293
Начальное образование	а10	2.37	1.093
Инсульт после 50 лет	а11	2.9	0.293
Ходьба пешком менее получаса в день в 50 лет	a12	4.4	0.634
Ранняя менопауза (до 45 лет)	a13	1.7	0.419
Роды (трое и более)	a14	1.84	0.991
Наличие инвалидности	a15	1.7	0.473

Для прогнозирования развития низкоэнергетических переломов позвонков у лиц женского пола старше 60 лет был применен метод линейного дискриминантного анализа. С помощью статистических критериев указанного анализа установлены наиболее значимые факторы риска и определены коэффициенты дискриминантной функции [Наследов А.Д. «Компьютерный анализ данных в психологии и социальных науках» – СПб.: Питер, 2005. – С.213-248]. В результате авторами заявляемого способа были выделены существенные признаки, которые в наибольшей степени отличали группу пациенток с переломами позвонков от группы пациенток без переломов. В табл. 2 приведены характеристики признаков и коэффициенты дискриминантной функции.

Таблица 2
Коэффициенты независимых переменных (факторов риска)
	Факторы риска	Градации	K1j	K2j
1	Индекс массы тела меньше 20 кг/м2 в настоящее время	0 – нет, 1 – есть	-1.15	0.44
2	Ходьба пешком менее получаса в день сейчас	0 – нет, 1 – есть	-0.54	0.21
3	Предыдущие переломы предплечья	0 – нет, 1 – есть	-0.67	0.25
4	Недостаточное потребление кальция с пищей	0 – нет, 1 – есть	0.60	-0.22
5	Индекс массы тела меньше 20 кг/м2 в 25 лет	0 – нет, 1 – есть	-0.54	0.20
6	Предыдущие переломы ребер	0 – нет, 1 – есть	-0.55	0.21
7	Энтерит	0 – нет, 1 – есть	-0.53	0.22
8	Гастрит	0 – нет, 1 – есть	-0.60	0.23
9	Предыдущие переломы голени	0 – нет, 1 – есть	-0.67	0.26
10	Начальное образование	0 – нет, 1 – есть	-0.56	0.20
11	Инсульт после 50 лет	0 – нет, 1 – есть	-0.54	0.20
12	Ходьба пешком менее получаса в день в 50 лет	0 – нет, 1 – есть	-0.71	0.28
13	Ранняя (до 45 лет) менопауза	0 – нет, 1 – есть	-0.57	0.22
14	Роды (трое и более)	0 – нет, 1 – есть	0.48	-0.19
15	Наличие инвалидности	0 – нет, 1 – есть	-0.37	0.13

С помощью дискриминантного анализа авторами также установлены и значения констант для F₁ и F₂, равные – 3.86 и – 0.70, соответственно.

Определение величин прогностических коэффициентов F₁ и F₂ по вышеприведенным формулам позволяет провести сравнение их числовых характеристик, которые и являются оценочными критериями риска возникновения остеопоротических переломов позвонков у женщин 60-ти лет и старше.

Так, если величина F₁ больше таковой F₂, то обследуемой прогнозируют высокий риск возможности остеопоротических переломов позвонков, что позволяет обоснованно назначать более интенсивные лечебно-профилактические мероприятия.

При значении F₁ меньше F₂, у пациентки прогнозируют низкий риск возможности остеопоротических переломов позвонков.

Предложенный способ прогнозирования остеопоротических переломов позвонков у лиц женского пола старше 60 лет поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Пациентка М., 72-х лет обследована в Госпитале Ветеранов Войн в 2004 году. Из анамнеза жизни установлены следующие факторы риска: индекс массы тела в настоящее время меньше 20 кг/м² (a₁=1), ходьба пешком в настоящее время менее получаса в день (а₂=1), предыдущие переломы предплечья (а₃=1), достаточное потребление кальция с пищей (а₄=0), индекс массы тела в возрасте 25 лет больше 20 кг/м² (а₅=0), предыдущие переломы ребер – нет (а₆=0), энтерит (а₇=1), гастрит (a₈=1), предыдущие переломы голени (а₉=1), начальное образование (а₁₀=1), инсульт после 50 лет нет (а₁₁=0), ходьба пешком менее получаса в день после 50-ти лет – нет (a₁₂=0), ранняя менопауза до 45 лет (a₁₃=0), трое родов (a₁₄=1), наличие инвалидности (a₁₅=1).

F1=-3.86-1.15*a₁-0.54*а₂-0.67 а₃-0.53*а₇-0.60*a₈-0.67a₉-0.56*а₁₀+0.48*a₁₄-0.37*a₁₅=-8,47

F2=-0.70+0.44*a₁+0.21*а₂+0.25а₃+0.22*a₇+0.23*a₈+0.26*a₉+0.20*a₁₀-0.19*a₁₄+0.13*a₁₅=1,05

F1 меньше F2, риск перелома позвонков низкий. При повторном обследовании в 2006 году (проведение рентгеноморфометрии грудного и поясничного отделов позвоночника) деформаций позвонков не выявлено.

Пример 2. Пациентка К. 74 года, обследована в 2004 году в Госпитале Ветеранов Войн. При расспросе установлены следующие факторы риска: a₁=0, а₂=0, а₃=0, а₄=0, а₅=0, предыдущие переломы ребер (а₆=1), а₇=0, а₈=0, а₉=0, начальное образование (а₁₀=1), а₁₁=0, a₁₂=0, а₁₃=0, трое родов (a₁₄=1), наличие инвалидности (a₁₅=1).

F1=-3.86-0.55*а₆-0.56*а₁₀+0.48*a₁₄-0.37*а₁₅=-4.86

F2=-0.70+0.21*а₆+0.20*а₁₀-0.19a₁₄+0,13*a₁₅=-0,35

В этом случае F₁ больше F₂, следовательно, данной пациентке прогнозируют низкий риск возможности переломов позвонков. В 2006 году (при повторном обследовании) у больной на рентгенограммах грудного отдела позвоночника был выявлен компрессионный перелом тела Th 8 (падение с высоты собственного роста).

Клинические исследования заявляемого способа проведены на базе Госпиталя Ветеранов Войн с 2004 по 2006 год. Всего обследовано 180 женщин. Основная группа состояла из 51 пациентки с переломами позвонков. В группу контроля были включены 129 женщин. Обе группы стандартизированны по возрасту. Точность прогноза при проведении дискриминантного анализа составила 94,4%.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает прогноз возможности остеопоротических переломов позвонков у лиц женского пола старше 60-ти лет с точностью 94,4%. Это позволяет проводить «угрожаемым» пациенткам активную профилактику, включающую коррекцию таких факторов риска, как иммобилизация, двигательная активность, недостаточное потребление кальция с пищей, низкая масса тела и проведение комплекса лечебно-профилактических мероприятий, что позволит снизить уровень развития переломов позвонков и повлечет за собой значительный социально-экономический эффект.

Формула изобретения

Способ прогнозирования переломов позвонков у женщин старше 60-ти лет, включающий определение факторов риска из анамнеза жизни, отличающийся тем, что определяют наличие следующих факторов риска: индекс массы тела (ИМТ) меньше 20 кг/м³ в 25 лет и в настоящее время; низкую двигательную активность – ходьба пешком менее получаса в день после 50 лет и в настоящее время; ранняя менопауза до 45 лет, предыдущие переломы предплечья, голени и ребер; начальное образование; инсульт после 50 лет; наличие инвалидности; недостаточное потребление кальция с пищей; климакс до 45 лет; количество родов; энтерит; гастрит, устанавливают их градации и числовые значения, после чего прогностические коэффициенты F₁ и F₂ определяют по формулам:
F1=-3,86-1,15·a₁-0,54·a₂-0,67а₃+0,60·а₄-0,54·а₅-0,55·а₆-0,53·а₇-0,60·a₈-0,67·а₉-0,56·а₁₀-0,54·а₁₁-0,71·a₁₂-0,57·a₁₃+0,48·a₁₄-0,37·a₁₅;
F2=0,70+0,44·a₁+0,21·a₂+0,25·а₃-0,22·a₄+0,20·a₅+0,21·a₆+0,22·a₇+0,23·a₈+0,26·a₉+0,20·а₁₀+0,20·а₁₁+0,28·a₁₂+0,22·a₁₃-0,19·a₁₄+0,13·a₁₅ соответственно, где а_1-15 – градации и числовые значения факторов риска:
a₁ – индекс массы тела в настоящее время меньше 20 кг/м²: 0 – нет, 1 – есть;
а₂ – ходьба пешком в настоящее время менее получаса в день: 0 – нет, 1 есть;
а₃ – предыдущие переломы предплечья: 0 – нет, 1 – есть;
a₄ – недостаточное потребление кальция с пищей: 0 – нет, 1 – есть;
а₅ – индекс массы тела в возрасте 25 лет меньше 20 кг/м²: 0 – нет, 1 – есть;
а₆ – предыдущие переломы ребер: 0 – нет, 1 – есть;
а₇ – энтерит: 0 – нет, 1 – есть;
а₈ – гастрит: 0 – нет, 1 – есть;
а₉ – предыдущие переломы голени: 0 – нет, 1 – есть;
а₁₀ – начальное образование: 0 – нет, 1 – есть;
a₁₁ – инсульт после 50 лет: 0 – нет, 1 – есть;
a₁₂ – ходьба пешком менее получаса в день после 50 лет: 0 – нет, 1 – есть;
a₁₃ – ранняя менопауза: 0 – нет, 1 – есть;
a₁₄ – трое и более родов: 0 – нет, 1 – есть;
a₁₅ – наличие инвалидности: 0 – нет, 1 – есть,
и при F₁ больше F₂ прогнозируют высокий риск, а при F₁ меньше F₂ – низкий риск возможности переломов позвонков у пациентки.