ПРОГНОЗ ДИНАМИКИ ДЕПРЕССИВНЫХ СИНДРОМОВ
В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ СОТРЯСЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА
ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ПЕРВИЧНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ
(С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОГИКО-СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ)

И.В. Доровских, О.В. Сенько*, А.В. Кузнецова**, О.Ю. Реброва***

1586 Окружной военный клинический госпиталь, Вычислительный центр РАН*, Институт биохимической физики РАН**, НИИ неврологии РАМН***

Введение.

Успехи современной нейротравматологии позволяют сохранить в жизни больных, тяжесть поражения мозга которых считалась несовместимой с продолжением жизни еще несколько десятилетий тому назад. Это привело к смещению основного внимания исследователей на расширяющееся изучение тяжелой черепно-мозговой травмы (ЧМТ), часто сопровождающейся комой, иногда длительной. Всё меньшим оказывается исследовательский интерес к легкой ЧМТ, в частности, сотрясению головного мозга (СГМ). Между тем, согласно последним эпидемиологическим исследованиям, СГМ составляет 81-90% всех ЧМТ /Непомнящий В.П., Ярцев В.В.,1994/. Поэтому следует считать далеко неоправданным то обстоятельство, что СГМ изучается незначительным числом авторов. Оно оказалось на втором плане, при возрастающей актуальности специальных исследований этой формы ЧМТ.

Именно об этом свидетельствует частота нарушений психики пострадавших в остром периоде СГМ. У 90-92% наблюдаются различные психические расстройства, как правило, не психотические /Нягу А.И., 1980; Разумовская-Молукало Л.П., 1984/. Среди них основное место занимают аффективные нарушения. Так, М.Taylor /1999/ отмечал легкую депрессию у 60% пациентов с “незначительной” ЧМТ. Патогенез депрессивного реагирования в данном случае кроется в “реакции почвы” /Schneider K., 1927/. Изучая психогенные расстройства у лиц, перенесших СГМ он обнаружил “повышенную депрессивную реактивность, которая возникает как следствие постоянных вазомоторных расстройств, головных болей и головокружений после коммоций. Эта реакция не является непосредственным выражением изменения, обусловленного поражением мозга, но служит выражением появившихся на почве органического изменения ЦНС характерологических особенностей”. Такая склонность к депрессивному реагированию, по-видимому, связана с большей сохранностью личности больных с СГМ по сравнению с более тяжелыми травмами. Тревожная (суб)депрессия как более целостная, более тонкая, связанная с большей интрапсихической переработкой психотравмирующих влияний, возникает у более сохранных лиц с СГМ.

Целью данной работы было: 1) определить высоко информативные признаки, отличающие группу больных с СГМ с положительной динамикой от группы больных с СГМ без улучшения депрессивных расстройств; 2) по найденным признакам создать метод прогнозирования динамики депрессии у больных с СГМ по данным первичного обследования.

Материалы и методы

Первичное обследование включало клинико-психопатологическую оценку 29 анамнестических, 229 феноменологических признаков, а также исследование функциональной асимметрии, чувства времени, когнитивной деятельности, личностной и ситуационной тревожности у 50 военнослужащих, у которых в остром периоде СГМ имели место депрессивные расстройства.

Оценка выраженности депрессивного расстройства производилась на основании исследовательских диагностических критериев (МКБ-10). Выделенные синдромы гипотимии соответствуют критериям легкого депрессивного эпизода (2 основных и 2-3 дополнительных симптома). Кроме того при оценке и систематизации синдромов аффективных нарушений острого периода СГМ нами использовались нозологически неспецифические, универсальные диагностические подходы к распознаванию депрессивного состояния, выработанные О.П. Вертоградовой и соавт. /1992/. По их мнению, среди симптомов, отражающих собственно депрессивные нарушения, наибольшего внимания заслуживают и имеют наибольшую распространенность гипотимия, ангедония и эмоциональная лабильность. По данным О.П. Вертоградовой /1992/, опора на вышеописанные диагностические критерии “особенно эффективна на начальном этапе формирования депрессивного состояния и в случаях со стертой или “маскированной” формой депрессивного расстройства, когда объективные признаки депрессивного синдрома (триадные характеристики, пантомимика, поведение) недостаточно выражены, скрыты за сенесто-алгической, вегетативно-соматической симптоматикой”.

При первом обследовании больных выявлены тревожный и астенический варианты (суб)депрессии, как наиболее неспецифические реакции личности на травму и сопутствующие ей психотравмирующие обстоятельства.

Для обработки полученных данных был использован программный комплекс, включающий алгоритмы поиска и статистической верификации оптимальных разбиений в многомерном пространстве признаков, алгоритм статистически взвешенных синдромов (СВС) и программу поиска множественных конъюнкций признаков (ПМК) [4-7].

Алгоритм распознавания формируется путем анализа реального массива данных (так называемая процедура обучения на массиве данных). На первом этапе производится разбиение областей значений признаков на подобласти, содержащие максимум объектов одной из сравниваемых групп при минимуме объектов другой группы. С использованием перестановочного теста производится верификация, выявленных с помощью метода оптимальных разбиений закономерностей, и далее с помощью эксперта формируется предварительный набор признаков, входящих в статистически значимые закономерности.

На втором этапе осуществляется поиск набора наиболее информативных признаков для максимально точного распознавания объектов сравниваемых групп с применением пошаговой процедуры, заключающейся в постепенном наращивании числа признаков в наборе путем добавления на каждом шаге очередного признака из предварительного набора, способного максимально увеличить точность распознавания. Для оценки точности распознавания используется процедура скользящего контроля, которая заключается в последовательном удалении одного наблюдения из массива данных, после чего проводится обучение на оставшемся массиве, и далее удаленный объект классифицируется по созданному решающему правилу. Так поступают со всеми без исключения объектами массива. Следует отметить, что при классификации объекта наряду со случаем отнесения объекта к определенному классу возможна также ситуация отказа от распознавания, когда числовая оценка вероятности принадлежности объекта к определенному классу попадает в область неопределенности. Для оценки точности распознавания могут быть использованы проценты точных прогнозов без учета и с учетом отказов. В первом случае это процент верных распознаваний во всей исследуемой группе. Во втором случае под процентом правильных прогнозов понимается процентная доля верных прогнозов в группе после вычета числа отказов.

Программа ПМК (поиска множественных конъюнкций как сочетаний интервалов признаков), позволяет выявлять подмножества (подгруппы) в многомерном пространстве признаков с преобладанием объектов одной из групп (до четвертого порядка, т. е. на сочетаниях от 2 до 4 признаков).

Результаты

Для решения задачи прогноза динамики депрессивных синдромов в остром периоде СГМ из вышеуказанных признаков с помощью метода статистически взвешенных синдромов (СВС) был выделен набор четырех наиболее информативных показателей. В него вошли (в порядке убывания информативности): 1) Результаты измерения коэффициента правого уха (Кпу); 2) Ситуационная тревога; 3) Психотравмирующее событие в предшествующий травме период; 4) Травма затылочной области.

Таблица 1.

ОПТИМАЛЬНЫЕ ГРАНИЦЫ ГРАДАЦИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ДЛЯ ПРОГНОЗА ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ДИНАМИКИ
ДЕПРЕССИВНЫХ СИНДРОМОВ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ СГМ

ПОКАЗАТЕЛЬ

Min

Преимущественное преобладание

Max

в 1-м интервале динамика

Граница градации

во 2-м интервале динамика

1. Травма затылочной области

0

Есть

0,5

Нет

1

2. Психотравмирующее событие в предшест-вующий травме период

1

Есть

1,5

Нет

2

3. Ситуационная тревога (дискретный показатель)

0

Есть

1,5

Нет

2

4. Коэффициент правого уха (Кпу)

-51,5

Нет

12,37

Есть

70,3

Оптимальные границы градации области определения показателей представлены в таблице 1. У всех признаков была определена одна граница градации, которая автоматически выбиралась таким образом, чтобы в интервал попадало наибольшее число наблюдений из одной группы и наименьшее из другой. В таблице указано преимущественное преобладание наблюдений исследуемых групп в каждом из интервалов.

Рисунок 1 наглядно иллюстрирует различия в распределениях значений показателя ситуационной тревоги и коэффициента правого уха в группах пациентов с отрицательной и положительной динамикой. Видно, что в область (базовое множество) II попали только значения, соответствующие пациентам без видимых изменений их состояния, а в область III попали преимущественно значения, соответствующие пациентам с положительной динамикой. Статистическая значимость выявленных различий между группами больных (p<0,005) рассчитана с помощью перестановочного теста.

По осям X и Y отложены соответственно показатель наличия ситуационной тревоги и коэффициент правого уха. "+" соответствует пациентам без видимых изменений их состояния и "о" соответствует пациентам с положительной динамикой.

Таблица 2.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСПОЗНАВАНИЯ МЕТОДОМ СТАТИСТИЧЕСКИ ВЗВЕШЕННЫХ СИНДРОМОВ
ДВУХ ГРУПП БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНОЙ ДИНАМИКОЙ ДЕПРЕССИИ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ СГМ

Группа без улучшения

Группа с положительной динамикой

И/б

Прогноз N группы

Истинный N группы

Результат прогноза

И/б

Прогноз N группы

Истинный N группы

Результат прогноза

2

0,970

1,0

1

1

1,947

2,0

2

5

1,145

1,0

1

3

1,320

2,0

1 Ошибка

7

0,980

1,0

1

4

1,730

2,0

2

11

1,145

1,0

1

6

1,947

2,0

2

12

1,318

1,0

1

8

1,730

2,0

2

14

1,827

1,0

2 Ошибка

9

1,672

2,0

2

15

0,899

1,0

1

10

1,730

2,0

2

17

1,502

1,0

0 Отказ

13

1,730

2,0

2

21

1,849

1,0

2 Ошибка

16

1,947

2,0

2

22

1,162

1,0

1

18

1,320

2,0

1 Ошибка

23

1,318

1,0

1

19

1,672

2,0

2

25

0,979

1,0

1

20

1,553

2,0

0 Отказ

26

0,979

1,0

1

24

1,730

2,0

2

27

1,162

1,0

1

30

1,672

2,0

2

28

1,279

1,0

1

33

1,947

2,0

2

29

1,730

1,0

2 Ошибка

34

1,730

2,0

2

31

1,145

1,0

1

35

1,947

2,0

2

32

1,145

1,0

1

37

1,553

2,0

0 Отказ

36

1,279

1,0

1

41

1,947

2,0

2

38

1,162

1,0

1

42

1,295

2,0

1 ошибка

39

0,899

1,0

1

43

1,947

2,0

2

40

0,979

1,0

1

45

1,947

2,0

2

44

0,899

1,0

1

46

1,947

2,0

2

47

1,502

1,0

0 Отказ

49

1,730

2,0

2

48

1,725

1,0

2 Ошибка

 

 

 

 

50

1,331

1,0

1

 

 

 

 

В таблице 2 приведены результаты распознавания объектов двух исследуемых групп при проведении скользящего контроля. На 26 человек в группе без положительной динамики (клинически и синдромологически оформленные депрессии) 20 прогнозов верные, 4 ошибки и 2 неопределенных прогноза (отказа). Процент правильных прогнозов в группе составил 84%., после вычета и 2 отказов - процент правильных прогнозов составил 85%.

На 24 человека в группе с положительной динамикой (субдепрессии, разрешившиеся в течение острого периода СГМ) 19 прогнозов было верными, 3 ошибочных прогноза и 2 отказа. Процент правильных прогнозов с учетом отказов - 87%, без учета отказов - 86%.

Общая точность прогноза для двух групп составила 86% с учетом отказов и 85% без учета отказов.

Таблица 3.

МАТРИЦА КЛАССИФИКАЦИИ

РЕЗУЛЬТАТ

РАСПОЗНАВАНИЯ

Группа без динамики

(26 человек)

Группа с положительной динамикой (24 человека)

Число верных прогнозов

20

19

Число ошибок

4

3

Число неопределенных прогнозов (отказов)

2

2

Применение программы ПМК позволило для выявленных показателей определить так называемые базовые множества (БМ) в области значений каждого признака с достоверным преобладанием объектов одной из двух групп: группы больных с хорошей динамикой депрессии после СГМ и группы больных без динамики.

Полная информация о существующих различиях по всему набору 4-х информативных признаков представлена ниже в таблице 4.

Достоверное преобладание на одном признаке было найдено для нижнего интервала признака Коэффициент правого уха. В группе с положительной динамикой 11 человек из 17 (64%) имели значение в данном интервале, тогда как в группе без динамики такое значение было только у 2 из 20 (10%). Достоверность различия p<0,01.

Для конъюнкций второго порядка (на парах признаков) получено 3 базовых множества с достоверным преобладанием наблюдений одной из исследуемых групп.

При оптимальном делении области значений признака N2 (Психотравмирующее событие в предшествующий травме период) на два интервала с границей 1,5 и признака N3 (Ситуационная тревога) с такой же границей в нижний интервал по обоим признакам попадает 79% наблюдений из группы больных с положительной динамикой (19 человек из 24), в то время как из группы без динамики в него попадает только 15% (4 из 26). Имеет место достоверное преобладание (p<0,001).

Таблица 4.

БАЗОВЫЕ МНОЖЕСТВА С ДОСТОВЕРНЫМ ПРЕОБЛАДАНИЕМ НАБЛЮДЕНИЙ
ГРУПП БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНОЙ ДИНАМИКОЙ
ДЕПРЕССИВНОГО СИНДРОМА В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ СГМ

Номер показателя из таблицы 1 и

Динамика депрессивного синдрома

Нет динамики

Положительная

Номер интервала в квадратных скобках

Число наблюдений в группе* (то же - в данном интервале)**, %***

p<

Достоверное преобладание на одном признаке

4 [1]

20 (2) - 10%

17 (11) - 64%

0,01

Достоверное преобладание на двумерных конъюнкциях

2 [1] - 3 [1]

26 (4) - 15%

24 (19) - 79%

0,001

2 [2] - 4 [1]

20 (1) - 5%

17 (10) - 58%

0,01

3 [2] - 4 [1]

20 (0) - 0%

17 (9) - 52%

0,01

Достоверное преобладание на трехмерных конъюнкциях

1 [1] - 2 [1] - 3 [1]

26 (1) - 3%

24 (16) - 66%

0,001

1 [1] - 2 [1] - 4 [1]

20 (0) - 0%

17 (8) - 47%

0,01

2 [1] - 3 [1] - 4 [1]

20 (0) - 0%

17 (9) - 52%

0,01

Достоверное преобладание на четырехмерных конъюнкциях

1 [1] - 2 [1] – 3 [1] - 4 [1]

20 (0)- 0%

17 (7)- 41 %

0,01

Примечание: * - число наблюдений в группе по данным признакам; ** - число наблюдений в данном базовом множестве; *** - доля значений, вошедшая в базовое множество.

Конъюнкции 3 порядка (на 3-х признаках) с достоверным преобладанием наблюдений из группы больных с положительной динамикой депрессии выявлены на 3-х БМ. Они сформированы теми же интервалами, что и БМ на 2-х сочетаниях. Наибольший интерес вызывает достоверное преобладание значений из группы больных с положительной динамикой депрессии (66%) в БМ, образованном нижними интервалами трех признаков (N1, N2, N3). В этом БМ только одно наблюдение из группы без динамики, уровень значимости p<0,001. Еще 47% и 52% наблюдений из группы больных с положительной динамикой находились в базовых множествах, образованных нижними интервалами по всем признакам. Из 26 наблюдений группы без динамики в этих интервалах находилось только 1 наблюдение (3%). Достоверность преобладания в данном случае достигала 0,01. На этих же интервалах сформировано четырехмерное БМ, в нем находился 41% наблюдений из группы больных с положительной динамикой (7 наблюдений из 17) и ни одного наблюдения из группы без динамики.

Таким образом, использование метода выявления достоверных базовых множеств подтверждает достоверность разделения группы больных с выраженной положительной динамикой и группу лиц с замедленным темпом восстановления по выделенным признакам.

Кроме найденных информативных признаков достаточную информативность при разделении данных групп показали также следующие признаки: ощущение пульсации в голове, белый дермографизм, максимальный минутный объем сердца, тест на арифметический счет, профиль функциональной асимметрии. При использовании их в дополнении к основному набору точность прогнозирования методом СВС можно повысить еще на 10%.

Как видно из таблицы 5 оптимальная граница градаций также у всех дополнительных признаков одна. Каждый из двух интервалов содержит преобладающее число наблюдений одной из исследуемых групп. Кроме того, в таблице для каждого признака указано есть положительная динамика или ее нет для значений в каждом интервале.

Таблица 5.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ, ПОВЫШАЮЩИЕ ТОЧНОСТЬ РАСПОЗНАВАНИЯ,
И ИХ ОПТИМАЛЬНЫЕ ГРАНИЦЫ ГРАДАЦИЙ

ПОКАЗАТЕЛЬ

MIN

Преобладание наблюдений из групп; динамика

MAX

в 1 интервале

ГРАНИЦА

во 2 интервале

 

5. ощущение пульсации в голове

0

есть

1,5

нет

2

6. белый дермографизм

0

есть

0,5

нет

2

7. максимальный минутный объем сердца

1,84

нет

2,77

есть

20,0

8. тест на арифметический счет (MMAX)

33

есть

62,5

нет

582

9. ситуационная тревога (непрер.)

23

есть

35,5

нет

56

10. профиль функциональной асимметрии

1

нет

1,25

есть

2

Обсуждение

Оценка депрессии, как клинически и типологически завершенного синдрома (F 06.32 Органическое депрессивное расстройство), имеет значительные трудности, а именно:

а) выраженная подвижность гипотимии; длительность этих состояний менее 2 недель у основной части больных;

б) большинство дополнительных критериев легкого депрессивного эпизода могут отражать не только аффективные нарушения, но и принадлежать астении, вследствие СГМ;

в) феномен предъявления жалоб аффективного регистра пострадавшими в остром периоде СГМ и отрицания ими депрессивного расстройства, как диагностического суждения.

г) разнородность спектра депрессивных нарушений, от субдепрессий до клинически оформленных депрессий;

д) значительная представленность психогенных влияний в структуре депрессий.

Вариабельность динамики гипотимии, синдромокинез, во многом определяется превалированием тех или иных этиологических факторов (собственно СГМ, наличия и личной значимости психотравмирующих обстоятельств, предшествующих травме или развившихся вторично, вслед за ней), а также выраженностью конституциональных биологических и психологических особенностей, астенических явлений. Каждый из указанных факторов по-своему влияет на формирование, структуру, течение и исход депрессивного расстройства травматического происхождения.

Ввиду сочетания нескольких вышеописанных факторов, различной их представленности, наличия поля интерференции, в ряде случаев не всегда удается четко провести межсиндромальную грань. В этих случаях мы руководствовались наличием превалирующего и формирующего клинику депрессии фактора, а также динамикой синдрома. Вышеописанные обстоятельства делают актуальным поиски прогностических моделей динамики депрессивных синдромов острого периода СГМ уже при первичном обследовании пациента. С использованием традиционных статистических методов сделать это не представляется возможным из-за большого количества анализируемых признаков, сложного нелинейного характера взаимосвязей между ними и относительно небольшого объема сопоставляемых групп.

Проведенные исследования с использованием новых математических методов (метод статистически взвешенных синдромов - СВС) позволяют выявить наиболее информативные показатели для разделения выборки больных с депрессией в остром периоде СГМ на две группы: с положительной динамикой после СГМ и без нее. Набор таких показателей в порядке убывания информативности: 1) Коэффициент правого уха; 2) Ситуационная тревога; 3) Психотравмирующее событие в предшествующий травме период; 4) Травма затылочной области.

С помощью данного набора признаков можно осуществлять прогноз динамики депрессивных синдромов в остром периоде СГМ со степенью надежности распознавания 86%. Прогноз производится автоматически с помощью программы, осуществляющей распознавание на обучающей выборке и затем формирующей прогноз для конкретного больного (метод СВС). Предварительный прогноз можно делать и без вычислительной техники по таблице интервалов показателей с преобладанием наблюдений одной из групп.

Выводы.

1. Таким образом, анализ анамнестических, клинических и параклинических данных первичного обследования больных в остром периоде СГМ выявил достоверные наборы информативных признаков, прогнозирующих дальнейшую динамику депрессивных синдромов.

2. С использованием метода поиска конъюнкций установлены наиболее информативные с точки зрения разделения двух групп больных депрессией сочетания признаков, которые могут быть полезны врачу при отсутствии под рукой вычислительной техники.

3. Использованный программный комплекс может быть рекомендован для анализа данных в случае большого количества признаков в обучающих выборках, плохо структурированных признаков и пропусков в данных, что характерно для медико-биологических исследований.

Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ.

Выражение признательности.

Благодарим за помощь в обсуждении данной работы профессора Краснова В.Н., д.м.н. Немцова А.В.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Кузнецова А.В. Диагностика и прогнозирование опухолевого роста по иммунологическим данным с помощью методов синдромного распознавания. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 1995. - 23 с.
  2. Кузнецов В.А., Сенько О.В., Кузнецова А.В. и др. Распознавание нечетких систем по методу статистически взвешенных синдромов и его применение для иммуногематологической нормы и хронической патологии. //Химическая физика, 1996, т.15.- №1.- С. 81-100.
  3. Непомнящий В.П., Ярцев В.В. Эпидемиология ЧМТ //Справочник “Нейротравматология”.-М., 1994.- С.221-223.
  4. Структура, критерии выявления, диагностическая оценка и терапия аффективных нарушений в общесоматической поликлинике //Методические рекомендации под ред. О.П.Вертоградовой-М.,1992.-26с.
  5. Шнайдер К. Клиническая психопатология. //Киев: Сфера, 1999. 236 с.
  6. Jackson A.N., Ivshina A.V., Senko O., Kuznetsova A., Sundan A., O'Donnel M.A., Clinton S., Alexandroff A.B., Selby P.J., James K. and Kuznetsov V.A. Prognosis of Intravesical Bacillus Calmette-Guerin Therapy for Superficial Bladder Cancer by immunological Urinary Measurements: Statistical Weighted Sindromes Analysis. //J. Urology, 1998, Vol.159. N3. P.1054-1063.
  7. Kuznetsova A.V., Sen’ko O.V., Matchak G.N., Vakhotsky V.V., Zabotina T.N., Korotkova O.V. The Prognosis of Survivance in Solid Tumor Patients Based on Optimal Partitions of Immunological Parameters Ranges. //Journal Theoretical Medicine, 2000, Vol. 2, pp.317-327.
  8. Taylor M.A. The Fundamentals of Clinical Neuropsychiatry. //New York, Oxford University Press, 1999.-519p.
  9. Zhirnova I.G., Kuznetsova А.В., Rebrova O.Yu., Labunsky D.A., Komelkova L.V., Poleshchuk V.V., Sen’ko O.V. Logical and Statistical Approach for the Analysis of Immunological Parameters in Patients with Wilson’s Disease. //Russian Journal of Immunology, 1998. Vol.3, N 2, pp.174-184.
Сайт создан в системе uCoz