Способ оценки вероятности наличия внутритазовых анастомозов верхней ягодичной артерии у людей

Разработка и внедрение расходных эндоваскулярных материалов, обладающих различными физическими характеристиками и возможностями проникать в артерии мелкого, среднего и большого калибра, значительно расширили возможности внутрисосудистых оперативных приемов [1][2]. В результате стали достижимыми для хирургических вмешательств периферические артерии, которые являются труднодоступными при выполнении стандартных оперативных приемов [3]. Вместе с тем в специализированных литературных источниках сообщается, что воздействие окольного кровотока через артериальные анастомозы на расходный эндоваскулярный материал, размещенный в про-свете определенного сосуда, может негативно влиять на исход операции [4]. Авторы современных научных публикаций указывают на тот факт, что без глубоких знаний анатомии анастомозов артерии, на которой будет производиться эндоваскулярная операция, в ряде случаев не удается достичь приемлемого результата [5].

Исследования анатомии анастомозов артерий таза на протяжении длительного периода времени сводились лишь к получению информации, которая давала представление специалистам какие именно сосуды связаны между собой артериальными соустьями [6][7]. Затем появились печатные работы, в которых приводились отрывочные сведения по частоте встречаемости (наличия) отдельных анастомозов таза [7]. Несмотря на появление современных работ, описывающих топографию, частоту встречаемости и морфометрические характеристики анастомозов верхней ягодичной артерии (ВЯА) у людей обоего пола, до сих пор отсутствуют публикации, излагающие алгоритмы по прогнозированию таких параметров, как наличие или отсутствие анастомотических ветвей этого сосуда.

Известно, что ВЯА является ветвью внутренней подвздошной артерии, которая наиболее часто повреждается при переломах костей таза [3]. Вследствие этого в полости малого таза возникает быстрорастущая гематома. В такой ситуации до проведения селективного оперативного приема на ВЯА, который обеспечит надежный гемостаз, необходимо собрать максимум информации о внутритазовых коллатералях этой артерии [5]. Затем в ходе операции исключить из кровотока ту часть русла ВЯА, в которой идентифицированы ее анастомотические ветви. В противном случае может развиться повторное кровотечение [7].

Таким образом, остаются актуальными научные работы, направленные на разработку математических моделей, прогнозирующих вероятность наличия внутритазовых анастомозов ВЯА у мужчин и женщин.

Цель исследования – с помощью дискриминантного анализа разработать математические модели для определения вероятности наличия или отсутствия внутритазовых анастомозов ВЯА у мужчин и женщин.

Материалы и методы

Числовые данные для проведения дискриминантного анализа были получены в результате проведенных исследований на нефиксированных трупах (132 трупа мужчин в возрасте от 40 до 60 лет и 60 трупов женщин в возрасте от 35 до 74 лет). Весь комплекс работ с биологическим материалом был одобрен этическим комитетом Гомельского государственного медицинского университета (протокол №1 от 15.05.2019 г.). При формировании вариационных рядов, необходимых для анализа показателей независимых признаков линейной дискриминантной функции (ЛДФ), были отобраны следующие морфометрические параметры: длина тела трупа и его соматотип [6], плечевой индекс (расстояние между крайними точками акромионов лопаток), длина ВЯА, диаметр ВЯА.

Измерение длины, а затем диаметра ВЯА у мужчин и женщин осуществляли после препарирования париетальных и висцеральных артериальных сосудов таза. Для повышения уровня визуализации внутритазовых анастомозов этой артерии на этапе выделения дистальной части аорты и ее ветвей вводили 60 мл раствора красной туши.

Оценку коэффициентов всех полученных математических моделей производили для уравнения следующего вида: y = C + a₁x₁ + a₂x₂ + a₃x₃ + … + a_nx_n, где x_i – наиболее информативные из анализируемых признаков; a_i – коэффициенты; C – константа.

При разделении мужчин на группы с высокой вероятностью наличия внутритазовых анастомозов ВЯА и группы с низкой вероятностью аналогичного признака была сформирована матрица наблюдений (выборка, в которой изначально проводилась оценка точности математической модели) в количестве 84 человека (первая группа). Для тестирования полученных математических моделей произвели отбор 48 мужчин (не входивших ранее в матрицу наблюдений) в отдельную выборку (вторая группа).

У женщин выборка для оценки точности математических моделей состояла из 34 человек (первая группа), а для тестирования полученных моделей – из 24 человек (вторая группа).

Математическое моделирование осуществляли в среде пакета статистических программ «Statistica» 13.0 (Trial-версия).

Результаты исследования

При проведении оценки независимых показателей для получения математических моделей, прогнозирующих высокую или низкую вероятность наличия внутритазовых анастомозов ВЯА у мужчин, установлено, что статистически значимыми переменными-предикторами для ЛДФ являются значения длины и диаметра этой артерии. Статистика переменных, включенных в модель для людей мужского пола, представлена в виде таблицы (табл. 1).

Фиксацию результатов классификации значимых переменных-предикторов ЛДФ у мужчин для ВЯА производили при следующих параметрах: Wilks, Lambda = 0,226, F-remove – F (2,129) = 220,72, значимость модели – p < 0,001. Вместе с тем не имеющие значительного влияния независимые переменные на признак наличия или отсутствия внутритазовых анастомозов ВЯА у мужчин не вошли в модель. К таковым относились длина тела трупа и его соматотип, а также плечевой индекс.

Для наиболее значимых переменных-предикторов ЛДФ у людей мужского пола были рассчитаны стандартизованные коэффициенты (табл. 2).

При проведении программного анализа по классификации параметров (наличие или отсутствие внутритазовых анастомозов ВЯА) в первой группе у мужчин установлено, что в выборке, включающей 20 человек с наличием одного или более одного анастомозов, корректное определение присутствия артериальных соустий составило 17 случаев. В выборке с отсутствием анастомозов ВЯА, состоящей из 64 человек мужского пола, было корректно определено отсутствие коллатералей в 62 случаях. Таким образом, точность математической модели составила 94,1%. Для проверки работоспособности полученной модели задействовали вторую группу мужчин, состоящую из 26 людей с наличием внутритазовых анастомозов ВЯА и 22 человек без аналогичных артериальных соустий. В выборке людей мужского пола, включающей 26 человек с наличием одной или более одной внутритазовой коллатерали ВЯА, корректное определение присутствия анастомозов составило 23 случая. В выборке мужчин с отсутствием анастомозов ВЯА, состоящей из 22 человек, было корректно определено отсутствие коллатералей в 22 случаях. Точность модели во второй группе составила 93,8%.

Отнесение каждого нового случая исследования к группе лиц мужского пола с высокой или низкой вероятностью наличия внутритазовых анастомозов ВЯА может быть рассчитано по следующим формулам: y₀=-11,174+1,465x₁+5,139x₂ и y₁=-31,459+4,101x₁+6,436x₂, где x₁ – значение диаметра ВЯА для каждого нового случая, x₂ – значение длины ВЯА для каждого нового случая. Если y₀ > y₁, то мужчина относится к группе с низкой вероятностью наличия внутритазовых анастомозов ВЯА, если y₀ < y₁, то – к группе людей мужского пола с высокой вероятностью наличия аналогичных внутритазовых соустий.

При проведении оценки независимых показателей для получения математических моделей, прогнозирующих высокую или низкую вероятность наличия внутритазовых анастомозов ВЯА у женщин, установлено, что статистически значимыми переменными-предикторами для ЛДФ являются значения длины и диаметра ягодичных артерий. Статистика переменных, включенных в модель для людей женского пола, представлена в виде таблицы (табл. 3).

Анализ и фиксацию результатов классификации значимых переменных-предикторов ЛДФ у женщин для ВЯА производили при следующих параметрах: Wilks, Lambda = 0,339, F-remove – F (4,55) = 26,797, значимость модели – p < 0,001.

Определенные в программной среде показатели как не имеющие значительного влияния независимые переменные на признак наличия или отсутствия внутритазовых анастомозов ВЯА у женщин не вошли в модель. К этим показателям относились длина тела трупа и его соматотип, а также плечевой индекс. Для наиболее значимых переменных-предикторов ЛДФ у людей женского пола были рассчитаны стандартизованные коэффициенты (табл. 4).

В ходе проведения программного анализа по классификации таких параметров, как наличие или отсутствие внутритазовых анастомозов ВЯА в первой группе у женщин, установлено, что в выборке, включающей 5 человек с наличием одного или более одного анастомозов, корректное определение присутствия артерильных соустий составило 5 случаев. Дальнейшая оценка показала, что в выборке с отсутствием анастомозов ВЯА, состоящей из 31 женщин, было корректно определено отсутствие коллатералей в 30 случаях. Таким образом, точность математической модели составила 94,6%. С целью проверки работоспособности полученной модели задействовали вторую группу женщин, состоящую из 11 людей с наличием внутритазовых анастомозов ВЯА и 13 человек без аналогичных артериальных соустий. В выборке людей женского пола, включающей 11 человек с наличием одной или более одной внутритазовой коллатерали ВЯА, корректное определение присутствия анастомозов составило 10 случаев. В выборке женщин с признаком отсутствия анастомозов ВЯА, состоящей из 13 человек, было корректно определено отсутствие коллатералей в 12 случаях. Точность модели во второй группе составила 91,7%.

Отнесение каждого нового случая исследования к группе лиц женского пола с высокой или низкой вероятностью наличия внутритазовых анастомозов ВЯА может быть рассчитано по следующим формулам: y₀ = -99,896 + 1,821x₁ + 2,964x₂ и y₁ = -103,737 + 3,685x₁ + 3,493x₂, где x₁ – значение диаметра ВЯА для каждого нового случая, x₂ – значение длины ВЯА для каждого нового случая. Если y₀ > y₁, то женщина относится к группе с низкой вероятностью наличия внутритазовых анастомозов ВЯА, если y₀ < y₁, то – к группе людей женского пола с высокой вероятностью наличия аналогичных внутритазовых соустий.

Обсуждение полученных результатов

Разработанные в ходе настоящего исследования формулы для определения вероятности наличия или отсутствия внутритазовых анастомозов ВЯА, обладают рядом положительных качеств. Одним из них является небольшое количество переменных, необходимых для проведения нужных расчетов. Этот факт значительно влияет на скорость сбора числовых данных для проведения дальнейшего анализа. Необходимо подчеркнуть, что измерение таких параметров, как длина и диаметр ВЯА в ходе выполнения компьютерной томограммы с ангиоконтрастированием и применения соответствующих программных приложений не составляет большого труда для среднестатистического врача-диагноста [8][9]. Вторым положительным качеством предложенных формул является их простота и содержание крайне ограниченного количества арифметических действий. Вследствие этого предлагаемый метод можно рекомендовать широкому кругу специалистов.

Важной закономерностью полученных результатов нашего исследования является то, что, несмотря на содержание малого количества переменных-предикторов, входящих в предложенные математические модели, сохраняется высокая точность (более 90%) корректно определяемых искомых признаков у мужчин и женщин для каждого нового анализируемого случая.

Учитывая тот факт, что на сегодня в специализированных литературных источниках отсутствуют описания моделей для определения наличия и отсутствия внутритазовых анастомозов ВЯА, изложенный в настоящей работе способ оценки этих признаков позволит расширить арсенал методов исследования у врачей с рентгенохирургическим или рентгенодиагностическим профилем работы.

Заключение

Разработанные математические модели с достаточно высокой точностью могут прогнозировать наличие или отсутствие внутритазовых анастомозов ВЯА у мужчин и женщин. Установлено, что значимыми переменными-предикторами для полученных моделей являются значения длин и диаметров ВЯА.

Конфликт интересов: авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источники финансирования: авторы заявляют о финансировании проведенного исследования из собственных средств.