Мобильная версия

Журнал «Медицина неотложных состояний» 2 (81) 2017

Лабораторные предикторы прогноза у больных с острым инфарктом миокарда, сочетанным с неалкогольной жировой болезнью печени

Авторы: Белая И.Е., Коломиец В.И., Мусаева Э.К.
Государственное учреждение «Луганский государственный медицинский университет», Украина

Рубрики: Медицина неотложных состояний

Разделы: Клинические исследования

Мета: апробувати математичну модель прогнозування перебігу гострого періоду інфаркту міокарда (ІМ) із зубцем Q у поєднанні зі стеатозом печінки (СП) або неалкогольним стеатогепатитом (НАСГ). Матеріали та методи. Обстежено 74 хворих на гострий Q-позитивний ІМ лівого шлуночка різної локалізації, сполучений із СП (67 хворих) і НАСГ (7 пацієнтів), віком від 36 до 88 років (середній вік — 64 ± 1 рік). Серед них 35 жінок і 39 чоловіків. Для прогнозування наслідків гострого періоду ІМ, сполученого із СП або НАСГ, був використаний підхід, який ґрунтується на інтелектуальному аналізі даних (Data Mining) із застосуванням математичних засобів методу «дерево рішень». Результати. За допомогою алгоритму дерева рішень виділені лабораторні показники (атрибути), що в подальшому використані як вхідні дані. Адекватність класифікації цих атрибутів визначена побудовою таблиці сполученості. Оцінка точності отриманих результатів розрахунків дала в підсумку 98,65 %. Дерево рішень виділило три найбільш значущих лабораторних показники: аспартатамінотрансферазу (АСАТ), вік і вміст еритроцитів. Значущість АСАТ становить 60,9 %, показника «вік» — 25,8 %, еритроцитів — 13,3 %. На візуалізаторі «Правила» з достатньою довірою можна ставитися тільки до першого правила, в якому вірогідність досягає 100 %, а вплив на факт смерті (підтримка) — 52,9 %. Висновки. За допомогою алгоритму дерева рішень виявлені прогностично значущі маркери перебігу гострого ІМ та неалкогольної жирової хвороби печінки: АСАТ і вік. Установлено, що коли у хворих АСАТ менше 0,546 ммоль/л, а вік менше 81 року, то прогнозується сприятливий результат із точністю 98,65 %.

Цель: апробировать математическую модель прогнозирования течения острого периода инфаркта миокарда (ИМ) с зубцом Q в сочетании со стеатозом печени (СП) или неалкогольным стеатогепатитом (НАСГ). Материалы и методы. Обследовано 74 больных с острым Q-позитивным ИМ левого желудочка различной локализации, сочетанным со СП (67 больных) и НАСГ (7 пациентов), в возрасте от 36 до 88 лет (средний возраст — 64 ± 1 год). Среди них 35 женщин и 39 мужчин. Для прогнозирования исходов острого периода ИМ, сочетанного со СП или НАСГ, был использован подход, основанный на интеллектуальном анализе данных (Data Mining) с применением математических средств метода «дерево решений». Результаты. С помощью алгоритма дерева решений выделены лабораторные показатели (атрибуты), которые в дальнейшем использованы в качестве входных данных. Адекватность классификации этих атрибутов определена построением таблицы сопряженности. Оценка точности полученных результатов расчетов дала в итоге 98,65 %. Дерево решений выделило три наиболее значимых лабораторных показателя: аспартатаминотрансферазу (АСАТ), возраст и содержание эритроцитов. Значимость АСАТ составила 60,9 %, показателя «возраст» — 25,8 %, эритроцитов — 13,3 %. На визуализаторе «Правила» с достаточным доверием можно относиться только к первому правилу, в котором достоверность достигает 100 %, а влияние на факт смерти (поддержка) — 52,9 %. Выводы. С помощью алгоритма дерева решений выявлены прогностически значимые маркеры течения острого ИМ и неалкогольной жировой болезни печени: АСАТ и возраст. Установлено, что если у больных АСАТ менее 0,546 ммоль/л, а возраст менее 81 года, то прогнозируется благоприятный исход с точностью 98,65 %.

The aim of the study was to test a mathematical model for predicting the course of acute myocardial infarction period (MI) with Q wave, combined with hepatic steatosis (HS) or non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Materials and methods. The study involved 74 patients with acute Q-positive left ventricular MI of different location, combined with HS (67 patients) and NASH (7 patients), aged 36 to 88 years (average age 64 ± 1 years). Among them there were 35 women and 39 men. To predict the outcome of acute MI period, combined with HS or NASH, we used an approach based on data mining (Data Mining) with mathematical tools of the decision tree method. Results. The decision tree algorithms allowed determine the laboratory parameters (attributes) and then use them as input data. Construction of contingency tables determined the adequacy of classification of these attributes. The accuracy of the calculation results is 98.65 %. Decision tree highlighted three most important laboratory parameters: aspartate aminotransferase (ASAT), age and red blood cells concentration. The significance of ASAT was 60.9 %, age — 25.8 %, and red blood cells — 13.3 %. With regard to Rules of visual analyzer, only the first rule earns confidence, in which the accuracy reaches 100 %, and the influence on the death (support) — 52.9 %. Conclusions. The decision tree algorithm identified important prognostic markers of acute MI and non-alcoholic fatty liver disease: ASAT and age. It determined that if patient’s ASAT level is less than 0.546 mmol/l, and age is less than 81, then a favorable outcome can be predicted with 98.65% accuracy.

Ключевые слова

гострий період інфаркту міокарда; стеатоз печінки; неалкогольний стеатогепатит; лабораторні показники; прогноз

острый период инфаркта миокарда; стеатоз печени; неалкогольный стеатогепатит; лабораторные показатели; прогноз

acute period of myocardial infarction; hepatic steatosis; non-alcoholic fatty liver disease; laboratory parameters; prediction

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-0586.2.81.2017.99705

Введение

В Луганской области кардиоваскулярная патология лидирует в структуре смертности, летальности и инвалидизации пациентов. Показатель летальности для инфаркта миокарда (ИМ) составляет около 10 % [1]. Неалкогольная жировая болезнь печени (НЖБП) занимает важное место в структуре не только гастроэнтерологической, но и кардиологической патологии. Не вызывает сомнения тот факт, что возникновение НЖБП ассоциировано с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний и уменьшением продолжительности жизни пациентов. Отложение липидов в печени является первым этапом развития болезни, что приводит к эффекту липотоксичности и инициации воспаления [2–4]. Сопутствующая патология печени в виде стеатоза (СП) или неалкогольного стеатогепатита (НАСГ) протекает зачастую без существенной клинической симптоматики, но при этом может ухудшать течение основного заболевания [5].

Определенные трудности возникают при дифференциальной диагностике СП и НАСГ. Основным отличием этих нозологий, доступным в клинической практике, может быть выраженность биохимического синдрома цитолиза. Однако отсутствие изменений лабораторных показателей, характеризующих функциональное состояние печени, не исключает наличия воспалительно-деструктивного процесса и фиброза [6]. При этом дистрофические изменения гепатоцитов могут приводить к их гибели, активации перекисного окисления липидов и развитию вторичного воспаления и/или фиброза [7, 8]. Наряду с этим отечественными исследователями НАСГ трактуется как воспалительная инфильтрация печени на фоне жировой дистрофии гепатоцитов при стойкой гипертрансаминаземии с соотношением аланинаминотрансферазы (АЛАТ) к аспартатаминотрансферазе (АСАТ) более единицы [9]. Для верификации стадии СП используются ультразвуковое исследование, компьютерная томография и магнитно-резонансная томография. Однако все визуализационные методы диагностики, несмотря на достаточно высокую информативность, не позволяют оценить наличие признаков НАСГ, степень его активности и стадию фиброзных изменений в печени [6]. И только гистологическая картина дает возможность получить необходимую информацию для правильного установления диагноза, однако инвазивность пункционной биопсии сдерживает внедрение этого метода в практику [10].

Согласно протоколу оказания медицинской помощи больным с острым коронарным синдромом с элевацией сегмента ST (инфарктом миокарда с зубцом Q), базисная терапия этого состояния включает применение статинов. При этом возможно бессимптомное повышение уровня печеночных ферментов АЛАТ и АСАТ в крови в 3 раза и более в сравнении с верхней границей нормы, а также щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы и билирубина. Это может быть связано с изменением липидных компонентов мембраны гепатоцитов, приводящих к повышению ее проницаемости с последующей «утечкой» печеночных ферментов и проникновением в кровь [11]. В большинстве случаев трансаминит (феномен отклонения печеночных ферментов при отсутствии гепатотоксичности) исчезает без необходимости отмены статинов, по-видимому, вследствие адаптации или толерантности [12].

Диагностический алгоритм ИМ включает в себя как клинические и электрокардиографические, так и лабораторные данные. При его сочетании с НЖБП спектр тестов значительно расширяется. Поэтому чтобы объективизировать перечень общедоступных, но наиболее значимых общеклинических и биохимических показателей, рационально использовать математический анализ. Для осуществления прогнозирования коморбидного течения острого периода ИМ и НЖБП целесообразно использовать метод прогноза, обладающий достаточно высокой точностью, с легко интерпретируемой классификационной моделью и алгоритмом, выбирающим наиболее значимые параметры из любого их количества [13]. К такому методу анализа относится алгоритм дерева решений.

Цель работы: апробировать математическую модель прогнозирования течения острого периода инфаркта миокарда с зубцом Q в сочетании со СП или НАСГ.

Материалы и методы

В условиях инфарктного отделения Луганской городской клинической многопрофильной больницы № 1 обследовано 74 больных с острым Q-позитивным ИМ левого желудочка различной локализации, сочетанным со СП (67 больных) и НАСГ (7 пациентов), в возрасте от 36 до 88 лет (средний возраст — 64 ± 1 год). Среди них 35 женщин и 39 мужчин.

Больные госпитализированы в первые 24 часа от начала заболевания. Диагноз ИМ был установлен в соответствии с рекомендациями Европейского общества кардиологов по клиническим данным, оценке биохимических маркеров некроза миокарда, результатам электрокардиограммы в динамике [14].

СП диагностировали по ультразвуковым признакам жировой дистрофии печени и отрицательным серологическим маркерам вирусного гепатита B и C, отсутствию злоупотребления алкоголем и приема гепатотоксических медикаментов. Диагноз НАСГ дополнительно устанавливали на основании устойчивой гипертрансаминаземии при соотношении АЛАТ к АСАТ более единицы.

Для реализации основной цели исследования в прогнозировании исходов ИМ, сочетанного со СП или НАСГ, был использован подход Data Mining, а именно — алгоритм дерева решений, реализованный в программном пакете Deductor Studio Academic, который является полноценной аналитической платформой, поддерживающей технологии Data Mining (процесс построения моделей и поиска закономерностей).

Протокол исследования был одобрен этическим комитетом ГУ «Луганский государственный медицинский университет». До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Результаты и обсуждение

Для верификации стадии СП проведено ультразвуковое исследование. У 39 больных (52,7 %) с ИМ, сочетающимся со СП или НАСГ, диагностирован СП I стадии, у 35 (47,3 %) — II стадии. У 7 больных с НАСГ (9,46 %) зарегистрирован СП только II стадии.

С помощью алгоритма дерева решений выделены существенные для прогноза лабораторные данные (атрибуты): показатели клинического анализа крови; маркеры некроза миокарда (тропонин I, МВ-изофермент креатинфосфокиназы); липиды и липопротеины (общий холестерин (ХС), ХС липопротеинов высокой плотности, ХС липопротеинов низкой плотности, ХС липопротеинов очень низкой плотности, триглицериды); фракции билирубина, АЛАТ, АСАТ; метаболиты оксида азота (нитрит- и нитрат-анионы); данные коагулограммы (протромбиновый индекс, протромбиновое время, международное нормализированное отношение, тромботест, толерантность плазмы к гепарину, время рекальцификации плазмы, фибриноген, фибриноген В); С-реактивный белок; глюкоза плазмы крови; электролиты крови (натрий и калий сыворотки крови); мочевина и креатинин. Результаты лабораторного исследования были использованы в качестве входных данных. Целевым полем является поле «Смерть», принимающее значение «да» (True) или «нет» (False).

Для оценки качества модели использовался визуализатор «Таблица сопряженности». На основании его анализа определена правильность классификации данных. Дерево правильно классифицировало исходы течения заболеваний у 73 больных, один пациент ложно отнесен к выжившим (рис. 1). Ошибочно было распознано 1,35 % выборки. Следовательно, верный результат получен с точностью 98,65 %.

Основными визуализаторами для данного алгоритма являются вкладки «Дерево решений» и «Правила». «Дерево решений» выделило три лабораторных показателя с определенными условиями: АСАТ, возраст и содержание эритроцитов (рис. 2). Остальные показатели были «отсечены», что означает их минимальное влияние или его отсутствие на факт смерти.

На визуализаторе «Правила» изображено 6 правил (рис. 3). Показатели представлены с различными пределами их значений, согласно которым можно отнести пациента к классу выживших или умерших. С достаточным доверием можно относиться только к первому правилу, в котором достоверность достигает 100 %, а влияние на факт смерти (поддержка) — 52,86 %. Так, если АСАТ менее 0,546 ммоль/л, а возраст менее 81 года, то прогнозируется благоприятный исход.

С помощью вкладки «Значимость атрибутов» можно определить, насколько сильно выходное поле (в данном случае — «жизнь» или «смерть») зависит от каждого атрибута. Значимость АСАТ составила 60,9 %, показателя «возраст» — 25,8 % (рис. 4).

Поэтому при наличии биохимического синдрома цитоза у больных с ИМ, сочетанным с НЖБП, и/или гипертрансаминаземии на фоне приема статинов, когда уровень АСАТ не превышает 0,546 ммоль/л, с учетом возрастного ценза, в 98,65 % вероятно благоприятное течение заболевания.

Выводы

1. С помощью Data Mining с использованием алгоритма дерева решений выявлены прогностически значимые лабораторные маркеры коморбидного течения острого инфаркта миокарда и неалкогольной жировой болезни печени.

2. Установлено, что если у больных АСАТ менее 0,546 ммоль/л, а возраст менее 81 года, то прогнозируется благоприятный исход с точностью 98,65 %.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии какого-либо конфликта интересов при подготовке данной статьи.

Список литературы

1. Тыць С.Н., Гуков А.Г., Пархомчук Д.С., Перцова Ю.Г. Региональная система организации и оказания экстренной медицинской помощи больным с острым коронарным синдромом в Луганской области // Український кардіологічний журнал. — 2014. — № 6. — С. 78-82.

2. Вялов С.С. Неалкогольная жировая болезнь печени как компонент метаболического синдрома: жировая печень и атеросклероз // Consilium Medicum. — 2012. — Т. 14, № 5. — С. 41-45.

3. Gu L.F., Wang Y.Q., Fan J.G. Research advances in the impact of nonalcoholic fatty liver disease on cardiac structure and function // Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. — 2016 Jun. — Т. 24, № 6. — С. 461-464. — doi: 10.3760/cma.j.issn.1007-3418.2016.06.015.

4. Sîrbu O., Floria M., Dăscălița P., Şorodoc V., Şorodoc L. Non-alcoholic fatty liver disease-From the cardiologist perspective // Anatol. J. Cardiol. — 2016 Jul. — Vol. 16, № 7. — Р. 534-41. — doi: 10.14744.

5. Колесникова Е.В. Современный пациент с заболеванием печени и патологией сердечно-сосудистой системы: какой выбор сделать? // Сучасна гастроентерологія. — 2014. — Т. 76, № 2. — С. 85-94.

6. Мехтиев С.Н., Гриневич В.Б., Кравчук Ю.А., Бращенкова А.В. Неалкогольная жировая болезнь печени: клиника, диагностика и лечение // Лечащий врач. — 2008. — № 2. — С. 29-32.

7. Шульпекова Ю.О. Алгоритм обследования и лечения пациентов с гепатитами и гепатозами // Сучасна гастроентерологія. — 2009. — Т. 46, № 2. — С. 101-107.

8. Vecchione G., Grasselli E., Voci A. et al. Silybin counteracts lipid excess and oxidative stress in cultured steatotic hepatic cells // World J. Gastroenterol. — 2016 Jul. — Vol. 22, № 26. — Р. 6016-6026. — doi: 10.3748/wjg.v22.i26.6016.

9. Ткач С.М. Распространенность, течение, диагностика и стратегия лечения неалкогольной жировой болезни печени // Здоров’я України. — 2009. — № 1–2. — С. 63-65.

10. Golabi P., Locklear C.T., Austin P. et al. Effectiveness of exercise in hepatic fat mobilization in non-alcoholic fatty liver disease: Systematic review // World J. Gastroenterol. — 2016 Jul. — Vol. 22, № 27. — Р. 6318-6327. — doi: 10.3748/wjg.v22.i27.6318.

11. Calderon R.M., Cubeddu L.X., Goldberg R.B., Schiff E.R. Statins in the Treatment of Dyslipidemia in the Presence of Elevated Liver Aminotransferase Levels: A Therapeutic Dilemma // Mayo Clin. Proc. — 2010. — Vol. 85, № 4. — Р. 349-356.

12. Argo C.K., Loria P., Caldwell S.H., Lonardo A. Statins in liver disease: A molehill, an iceberg, or neither? // Hepatology. — 2008. — Vol. 48, № 2. — Р. 662-669.

13. Барсегян А.А., Куприянов М.С., Степаненко В.В., Холод И.И. Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 336 с.

14. Ph. Gabriel Steg, Stefan K. James, Dan Atar et al. The Task Force on the management of ST-segment elevation acute myocardial infarction of the European Society of Cardiology // Eur. Heart J. — 2012. — № 33. — P. 2569-2619. — doi:10.1093/eurheartj/ehs215.