4.2. Разработка схемы совместного использования контурной периметрии и ретинотомографии с комплексной оценкой основных диагностических параметров HRT для повышения точности диагностики начальной глаукомы

     Следующим этапом исследования было выявление группы тех параметров ретинотомографии в зависимости от сектора ДЗН, наличие патологических отклонений в которых может говорить о наличии начальной стадии глаукомы, связанных с патологическими отклонениями в контурной периметрии, с последующей комплексной оценкой этих параметров и разработкой схемы для диагностики начальной стадии глаукомы. Для реализации этого этапа был проведен комплексный анализ данных HRT у пациентов II-б группы с позиций отнесения индивидуальных параметров пациента к патологическим изменениям, согласно найденным предельным значениям точек отсечения ROC-анализа параметров НRT, показавших наиболее значимые коэффициенты корреляции. Определена также последовательность проведения исследований и разработана методика при диагностике начальной стадии глаукомы.

    4.2.1. Определение патологических изменений по данным ретинотомографии при начальной стадии глаукомы

    Проводилась обобщенная оценка 7 основных параметров, получивших наилучшую оценку диагностической информативности по результатам ROC-анализа: площадь экскавации/площадь диска зрительного нерва (Cup/disk area ratio) верхневисочного сектора; площадь нейроретинального пояска/площадь диска зрительного нерва (Rim/disc area ratio) верхневисочного сектора; объем экскавации (Cup volume) верхневисочного сектора; объем нейроретинального пояска (Rim volume) верхневисочного сектора; средняя глубина экскавации (Mean cup depth) нижненосового сектора; максимальная глубина экскавации (Maximum cup depth) нижненосового сектора; разность высот наиболее выстоящей и наиболее углубленной точек на контурной линии (Height variation contour) по всем секторам. Значения признаков согласно соответствующим величинам точек отсечения сводились к бинарным, где 1 - болен, 0 - здоров. Чем больше отклонений в изучаемых показателях, тем больше патологических изменений, т. е. большая вероятность наличия заболевания. Далее сравнивали число полученных патологических изменений с реальным значением признака болен/здоров. Результаты данного анализа представлены в таблице 13.

    Выявлено, что если отклонения от предельных значений имелись одновременно в 4 признаках, что было выявлено в 164 глазах, то 139 глаза действительно имели признаки начальной стадии глаукомы. Специфичность такой оценки составила 85%. Если выходящих за предельные значения признаков 5, то из 132 глаз, где они суммарно встречались, у 126 пациентов имелся диагноз начальной стадии глаукомы (специфичность 95%). Если суммарно 6 признаков отклонялись от нормы, то все 112 глаз, где они были выявлены, действительно имели признаки глаукомы (специфичность 100%). Аналогичной была ситуация, когда все 7 признаков свидетельствовали о наличии заболевания, и в 80 глазах, где наблюдались такие отклонения, всем 80 был поставлен диагноз начальной стадии глаукомы (специфичность 100%).

    В целом, чем больше патологических изменений одновременно наблюдалось у пациента, тем выше специфичность метода и с большей точностью можно поставить диагноз. Анализируя данные таблицы 13, наиболее применимым в диагностической практике является постановка положительного диагноза при наличии 5 патологических изменений по данным ретинотомографии, где специфичность составляет 95%.

    4.2.2. Клиническая схема совместного использования контурной периметрии и ретинальной томографии в диагностике начальной стадии глаукомы

    После проведенного исследования и анализа полученных результатов было выявлено, что совместное использование гейдельбергской контурной периметрии и ретинального томографа повышает точность диагностики начальной стадии глаукомы. В конечном итоге составлена схема диагностики пациентов для практического применения результатов исследования, которая представлена на рисунке 14.

    В соответствии с предлагаемой схемой, вначале всем пациентам проводится стандартное офтальмологическое обследование и гейдельбергская контурная периметрия. Если показатель МD/HEP, будет выше минус 2,37 dB, то диагноз глаукомы не ставится. И пациента наблюдают в течение года.

    Если показатель МD/HEP, будет ниже минус 2,37 dB, то выполняют гейдельберскую ретинотомографию с оценкой патологических изменений по данным HRT.

    Если патологических изменений оказывается менее 5, то в этом случае диагноз глаукомы не подтверждается. И пациентам повторяются исследования через 3-6 месяцев.

    Если патологических изменений 5 и более, то пациентам ставится диагноз начальной стадии глаукомы, назначается соответствующее лечение и динамическое наблюдение.

     Следовательно, применяя представленную схему при обследовании пациентов с подозрением на глаукому, устанавливается определенный порядок ведения пациентов, уменьшается необходимость в проведении дополнительных исследований, сокращается время диагностики.

    4.2.3 Методика комплексной оценки основных диагностических параметров HRT

    Представленный ранее ROC-анализ данных HRT, показавших наиболее значимые коэффициенты корреляции, выявил, что его показатели обладали высокой диагностической информативностью для выявления начальной стадии глаукомы.

    Построенные в результате анализа математические модели позволили выделить 7 критических параметров (точек отсечения) для прогнозирования начальной стадии глаукомы, которые в дальнейшем были отнесены к патологическим изменениям наличия глаукомы. Эти параметры имели разные характеристики диагностической информативности, поэтому возникла необходимость создания методики комплексной оценки всех представленных параметров.

    Для разработки данного методики выявления начальной стадии глаукомы применялся метод бинарной логистической регрессии («0» - патология отсутствует, «1» - наличие патологии). Выбор предикторов осуществляли по результатам анализа операционных кривых согласно точкам отсечения (таблица 14). При этом каждая величина результатов HRT пациента сравнивалась с полученными критическими значениями и принималось, что она равна «0» если значение предиктора находится в пределах нормы и равна «1» если выходила за пределы критического значения. Модель строили с пошаговым включением переменных методом Вальда.

    Проведенный анализ позволил получить ряд характеристик математического прогноза, представленных в таблице 15.

    Согласно представленным в таблице 15 данным, получена математическая модель в виде уравнения для оценки вероятности (р) наличия начальной стадии глаукомы, которое выглядит следующим образом:

    р=1/1+е^Z, где Z=-1,838+2,226•X1+1,002•Х2+1,527•Х3+1,142•Х4, а -1,838 - свободный член уравнения;

    X1 - независимая переменная «Площадь экскавации/площадь ДЗН (Cup/disc area ratio) верхневисочного сектора, у.е. у.е. >0,3 (1/0)»;

    X2 - независимая переменная «Объем НРП (Rim volume) верхневисочного сектора, мм 3 ≤0,05 (1/0)»;

    X3 - независимая переменная «Средняя глубина экскавации (Mean cup depth) нижненосового сектора, мм >0,1 (1/0)»;

    X4 - независимая переменная «Разность высот наиболее выстоящей и наиболее углубленной точек на контурной линии (Height variation contour) по всем секторам, мм ≤0,43 (1/0)». Для удобства использования полученного уравнения разработана программа для ЭВМ, куда вносятся необходимые параметры, и производится расчет значения переменной, необходимый для определения прогноза наличия заболевания. Программа зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, свидетельство № 2022611316 от 24.01.2022 г. В итоге в математическую модель вошли 4 переменных из 7, все коэффициенты независимых переменных, были статистически значимыми, наиболее весомым из них, согласно значениям отношения шансов наличия заболевания (Exp (B)), оказался параметр «Площадь экскавации/площадь ДЗН (Cup/disc area ratio) верхневисочного сектора» (Exp (B)=9,264). Наименьший вклад в прогнозирование начальной стадии глаукомы вносил параметр «Объем НРП (Rim volume) верхневисочного сектора» (Exp (B)=2,724). Параметры «Средняя глубина экскавации (Mean cup depth) нижненосового сектора» и «Разность высот наиболее выстоящей и наиболее углубленной точек на контурной линии (Height variation contour) по всем секторам» показали среднее значение в определении прогноза: Exp (B)=4,606 и Exp (B)=3,132 соответственно. Модель описывала 75,6% экспериментальных значений (R-квадрат=0,756) и правильность предсказания по полученной формуле составила 82,6%.

    Предсказываемые значения для зависимой переменной больше или равны 0 и меньше или равны 1 при любых значениях независимых переменных. При р >0,5 принималось, что имелась высокая вероятность наличия диагностируемого заболевания.

    Проверка адекватности (cross-validation) математической модели осуществлялась путем применения процедуры «скользящего экзамена» («jack-knife») - поочередного временного удаления части наблюдений (20%) и последующего пересчета. Результаты проверки показали, что, несмотря на поочередное удаление части данных, перечень предикторов модели не менялись. Параметры точности модели представлены в таблице 16, они характеризовали модель как достаточно стабильную, отличия полученных величин точности прогноза не превышали 2,2% от результатов в целой выборке.

    Итак, разработанная методика комплексной оценки основных диагностических параметров HRT в виде полученного уравнения, может применяться совместно с разработанной ранее схемой для диагностики начальной стадии глаукомы, что упрощает использование данной схемы и позволяет с высокой точностью прогнозировать наличие начальной стадии глаукомы.

    Применение полученного прогноза начальной стадии глаукомы по параметрам HRT.

    Клинический случай №1.

    Пациентка A., 1974 г/р. Диагноз: начальная стадия открытоугольной глаукомы. Результаты HRT: Площадь экскавации/площадь ДЗН (Cup/disc area ratio) верхневисочного сектора = 0,38 (переменная больше порогового значения, принимает значение «1»), Объем НРП (Rim volume) верхневисочного сектора = 0,05 (переменная равна пороговомузначению, принимает значение «1»), Средняя глубина экскавации (Mean cup depth) нижненосового сектора = 0,38 (переменная больше порогового значения, принимает значение «1»), Разность высот наиболее выстоящей и наиболее углубленной точек на контурной линии (Height variation contour) по всем секторам = 0,45 (переменная больше порогового значения, принимает значение «0»).

    При математическом моделировании вероятности наличия начальной стадии глаукомы получена следующая функция:

    р=1/1+е ^{(-1,838+2,226•1+1,002•1+1,527•1+1,142•0)} = 0,949

     Полученное значение переменной р>0,5; прогнозируем наличие заболевания. Прогноз совпадает.

    Клинический случай №2.

    Пациентка A., 1957 г/р. Диагноз: здорова. Результаты HRT: Площадь экскавации/площадь ДЗН (Cup/disc area ratio) верхневисочного сектора = 0,06 (переменная меньше порогового значения, принимает значение «0»), Объем НРП (Rim volume) верхневисочного сектора = 0,1 (переменная больше порогового значения, принимает значение «0»), Средняя глубина экскавации (Mean cup depth) нижненосового сектора = 0,15 (переменная больше порогового значения, принимает значение «1»), Разность высот наиболее выстоящей и наиболее углубленной точек на контурной линии (Height variation contour) по всем секторам = 0,61 (переменная больше порогового значения, принимаетзначение «0»).

    При математическом моделировании вероятности наличия начальной глаукомы получена следующая функция:

    р=1/1+е ^{(-1,838+2,226•0+1,002•0+1,527•1+1,142•0)} = 0,422

    Полученное значение переменной р<0,5; прогнозируем отсутствие заболевания. Прогноз совпадает.

    Taким образом, при разработке схемы совместного использования контурной периметрии и ретинотомографии были выявлены патологические изменения, которые говорили о вероятности наличия глаукомы. Чем больше данных патологических изменений одновременно наблюдалось у пациента, тем выше специфичность метода и c большей точностью можно поставить диагноз. Haиболее применимым в диагностической практике является постановка положительного диагноза при наличии 5 факторов риска, где специфичность составляет 95%. Выработанный схема диагностики повышает эффективность выявления начальной стадии заболевания, устанавливает порядок проведения исследований пациентам, сокращает время обследования, отменяет необходимость в некоторых случаях прохождения дополнительных методов диагностики. Разработанная методика комплексной оценки основных диагностических параметров HRT, отклонения в которых предполагает наличие заболевания, упрощает пользованием данной схемой и позволяет с высокой точностью прогнозировать наличие начальной стадии глаукомы. По данным проведенного исследования подана заявка на патент № 2021138960 от 27.12.2021 г. «Способ диагностики начальной стадии первичной открытоугольной глаукомы» и зарегистрирована программа для ЭВМ № 2022611316 от 24.01.2022 г. «Диагностика начальной стадии открытоугольной глаукомы».