Результаты применения факторного анализа при оценке этиопатогенетических аспектов фурункула лица у военнослужащих

Полный текст

АКТУАЛЬНОСТЬ

Актуальность изучения гнойно-воспалительных заболеваний челюстно-лицевой области обусловлена ростом количества пациентов, отягощённым их течением, стертостью клинической картины и сложностями при диагностике и выборе тактики лечения. По данным исследований одним из ведущих неодонтогенных воспалительных заболеваний является фурункул лица [1-4].

Гнойное воспаление кожи и подкожно-жировой клетчатки в Вооруженных силах Российской Федерации (ВС РФ) является одной из проблем,  характеризующейся высоким уровнем заболеваемости, стоящей в одном ряду с болезнями органов дыхания, пищеварения, кровообращения, а также травмами, отравлениями и инфекционными заболеваниями [5-7]

При изучении любого заболевания всегда возникает вопрос об этиологических аспектах и причинно-следственных связях, влияющих на развитие патологического состояния.

Фурункул, являющийся гнойно-некротическим воспалением волосяного фолликула и окружающей подкожно-жировой клетчатки, относится к гнойничковым заболеваниям кожи, а именно к стафилодермиям, основным возбудителем которых является S. aureus (в 95%), реже S. albus (5%) [3, 4, 8]. Доказано, что микробиологический компонент является ведущим в этиологии фурункула.

Однако с появлением новых исследований, методов диагностики и лечения большинство авторов склоняются к тому, что фурункул возникает в результате ряда способствующих обстоятельств [9-11]. На возникновение фурункула лица оказывают влияние как общие (перегревание, переохлаждение, неблагоприятные метеорологические условия, наличие сопутствующей патологии, физическое и нервное переутомление, снижение резистентности организма и т.д.), так и местные факторы (нарушение барьерной функции кожи, ее загрязнение, несоблюдение правил личной гигиены) [5, 12-14]. Стоит отметить, что в имеющихся исследованиях приводятся результаты одномерного анализа. Для оценки множества перекрёстных взаимосвязей между изучаемыми предикторами целесообразнее использовать метод факторного анализа.

На сегодняшний день в источниках литературы нами не обнаружено работ, содержащих результаты применения факторного анализа при рассмотрении этиопатогенетических аспектов фурункула челюстно-лицевой области. Мы посчитали необходимым изучение данного вопроса.

ЦЕЛЬ – изучение причин развития фурункула лица у военнослужащих, а также факторов, способствующих его появлению, определение характера взаимосвязи между ними с помощью факторного анализа.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

В период с 2019 по 2021 гг. в клинике кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Минобороны России нами было проведено обследование и лечение 53 пациентов с фурункулом лица в стадии абсцедирования (группа клинического исследования). Критерием включения пациентов в исследование явилось наличие клинически установленного диагноза «Абсцедирующий фурункул лица» (МКБ–10). Алгоритм их обследования и лечения соответствовал приказу Минздравсоцразвития России от 11.02.2005 №126 «Об утверждении стандарта медицинской помощи пациентам с абсцессом кожи, фурункулом и карбункулом». При поступлении проводились клинические (выяснение жалоб, сбор анамнеза, оценка местного статуса, определение типа кожи лица, ее состояние) и лабораторные исследования (общий и биохимический анализы крови, иммунологическое исследование, бактериологический анализ: определение состава микрофлоры и её чувствительности к антибиотикам).

Кроме этого, нами были обследованы 30 практически здоровых лиц в возрастном диапазоне от 18 до 25 лет (группа клинического контроля).

Для создания математической модели использовался биноминальный регрессионный анализ (логистическая регрессия), предметом прогнозирования которой являлось развитие фурункула челюстно-лицевой области у военнослужащих.

В качестве переменных факторов оценивались: возраст, срок службы, сезон развития заболевания, глюкоза в сыворотке крови, лимфоциты, лейкоциты, CD3+, CD4+, CD8+, IgA, IgG, IgM, регуляторные Т-хелперные клетки, обладающие иммуносупрессорной функцией (CD4+CD25brightCD45+) (% от всех Т-хелперов), тип кожи и микробный состав кожи ЧЛО.

Электронная база данных исследования была создана с помощью редактора электронных таблиц Microsoft Office Excel 2017 по условиям, которые предъявляются к современным матрицам. Статистическая обработка осуществлялась с помощью специализированного пакета прикладных программ – RStudio 2021.09.0 Build 351 © 2009-2021 Studio, PBC и R version 4.1.2 (2021-11-01) -- "Bird Hippie"  Copyright (C) 2021 The R Foundation for Statistical Computing Platform: x86_64-apple-darwin17.0 (64-bit) и R – бесплатное программное обеспечение для анализа данных с открытым исходным кодом, являются основой для инновационной важной работы в науке и образовании, широко применяются во всем мире.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

Согласно полученным данным все пациенты группы клинического исследования являлись лицами мужского пола в возрастном периоде от 18 до 25 лет. Среди них военнослужащие по призыву составили 72% (38 человек), военнослужащие по контракту 28% (15 человек).  34 % пациентов поступили на 3-4 месяце службы, 11,3% на шестом. За медицинской помощью зимой обратились 34%, весной 28%. Летом число обращений составило 15%, осенью период отмечалось постепенное его увеличение -  23%.

В 96% случаев пациенты поступали в стационар на 2-3 сутки от начала развития заболевания. Помимо сбора жалоб и анамнеза заболевания пациентам было предложено ответить на вопросы разработанной нами анкеты, касающейся состояния кожи, характера питания и личной гигиены. По результатам опроса и осмотра выяснилось, что у пациентов основной группы преобладает жирный (26%) и комбинированный (41%) типы кожи лица. Для 19% обследованных был характерен нормальный тип, для 6% - сухой. 8% затруднились ответить на этот вопрос.

Среди пациентов группы клинического контроля преобладали нормальный и комбинированный типы кожи лица – 40% и 30% соответственно. У 20% наблюдался сухой тип и лишь у 10% - жирный. У пациентов с одиночным фурункулом лица средние показатели глюкозы крови составили 4,5 ± 0,44 ммоль/л.

Ниже представлена таблица с основными показателями изучаемых предикторов обоих групп, а именно количество лимфоцитов, лейкоцитов, CD3+, CD4+, CD8+, IgA, IgG, IgM, регуляторных Т-хелперных клеток, обладающие иммуносупрессорной функцией (CD4+CD25brightCD45+) (% от всех Т-хелперов) и микробный состав кожи челюстно-лицевой области (Таблицы 1, 2, 3).

 

Таблица 1- Показатели изучаемых переменных факторов пациентов основной и контрольной групп.

Table 1 - Indicators of the studied side effects of the main and control groups.

Показатель	Группа клинического контроля, n=30 (18-25 лет)	Группа клинического исследования, n=54 (18-25 лет)	Показатели нормы
Лейкоциты, х109/л	5,8±0,17	9,75,8±0,15	3,6-9,4
Лимфоциты, %	28,4±1,33	20,3±1,03	19-37
CD3+, %	65,32 ±4,09	68,5±1,71	53-80
CD4+%	36,4±1,45	48,8±0,75	31-50
CD8+, %	31,3 ±1,41	18,6±1,03	20-30
IgA, г/л	1,54±0,08	2,02 ±0,79	0,4-4,1
IgM, г/л	1,30±0,08	1,85±0,83	0,4-2,3
IgG, %	11,0±0,31	10,15±0,7	6,3-18,6
Регуляторные Т-хелперные клетки, обладающие иммуносупрессорной функцией (CD4+CD25brightCD45+)(% от всех Т-хелперов), %	3,8 ± 1,43	4,6 ±1,51	1,65-5,75
Уровень глюкозы в крови, ммоль/л	4,6± 0,72	4,5 ± 0,44	3,8-6,2

 

 

Таблица 2- Микробный состава здоровых участков кожи у здоровых лиц и у пациентов с фурункулом челюстно-лицевой области.

Table 2 - Microbial composition of healthy skin areas in healthy individuals and in patients with a boil of the maxillofacial region.

Вид микроорганизма	Группа клинического контроля, n=30 (18-25 лет)	Группа клинического исследования, n=54 (18-25 лет)
S. epidermidis	88,1%	58%
S. saprophyticus	40%	33%
Str. haemoliticus	25,3%	10%
S. Aureus	4%	4%
Malassezia	10%	-
Candida	12%	5%
Propionibacterium acnes	-	30%

 

Таблица 3- Микробный состав раневого отделяемого при фурункуле челюстно-лицевой области.

Table 3 - Microbial composition of the wound discharge with a boil of the maxillofacial region.

 

 

Вид микроорганизма	Частота встречаемости, %
Staph. Aureus виде монокультуры	87%
Staph. saprophyticus+ Staph. aureus	4%
Staph.aureus+Pseudomonas aeruginoza	3%
Staph. epidermidis в виде монокультуры	5%
Staph.aureus+Klebsiella oxytoca	1%

 

Из представленных таблиц можно сделать вывод, что приведенные лабораторные показатели у пациентов обеих групп находятся в пределах нормы. Имелись некоторые различия в микробном составе здоровых участков кожи лица у пациентов группы клинического контроля и группы клинического исследования, что позволило предположить наличие изменения микробиоценоза кожи лица у пациентов с фурункулом лица, что способствовало развитию заболевания. Основной причиной возникновения фурункула лица являлись S. аureus (87%) виде монокультуры. В 4% случаев - в ассоциации с S. saprophyiticus, в 3 % - с Pseudomonas aeruginoza, в 1 % - в ассоциации Klebsiella oxytoca, в 5%   S. epidermidis в виде монокультуры.

Далее с помощью пошаговой регрессии было подобран оптимальный набор независимых предикторов. Их сочетание объясняет 60% всей выборки (R²=0,6). (Таблица 4).

 

 

     Таблица 4– Показатели соответствия математической модели предсказания фурункула лица. 

Table 4 - Correspondence indicators of the mathematical model for predicting the furuncle of the face.

 

Модель	Девиантность	AIC	R²McF
1	43.4	55.4	0.6

 

В качестве прогностических коэффициентов были отобраны следующие переменные: тип кожи, относительное количество лимфоцитов, относительное количество IgG.

Первая переменная имела 3 степени свободы. За основное состояние был взят жирный тип кожи, так как в таком состоянии возрастала значимость и уровень влияния предиктора на модель.

Второй (β=-0,492; p=< ,001) и третий (β=-1,622; p=< 0,01) предикторы имели высокий бета коэффициент и уровень значимости, поэтому подлежат дальнейшему использованию в построении математической модели (Таблица 5).

 

    Таблица 6 – Коэффициенты математической модели возможности развития фурункула челюстно-лицевой области.

Table 6 - The coefficients of the mathematical model of the possibility of developing a furuncle in the maxillofacial region.

Предиктор	Вес	SE	Z	p	Отношение шансов
Константа	31,897	8,506	3,75	< ,001	7,12E+13
Тип кожи:
комбинированный – жирный	-0,845	1,164	-0,726	0,46	0,4294
норм – жирный	-2,487	1,349	-1,843	0,05	0,0831
сухой – жирный	-2,523	1,302	-1,937	0,05	0,0802
Лимфоциты, %	-0,492	0,134	-3,667	< ,001	0,6115
IgG, %	-1,622	0,661	-2,452	0,01	0,1975

 

Из полученных значений было построено уравнение множественной регрессии, для получения коэффициента регрессии. Стоит отметить, что при умножении коэффициента одного из типов кожи, выставляется 1, а к остальным 0, так как один тип кожи противоречит наличию другого. Если у пациента жирный тип кожи, то множителем для всех коэффициентов типов кожи ставится 0.

 

Ф = 31,897 + ( –845 _* К) + (– 2,487 _* Н) + ( –2,523 _* С) + ( – 0,492 _* L)

+ (–1,622 _* IgG)

Уравнение множественной линейной регрессии
Ф – фурункул; К – комбинированный тип кожи; Н – нормальный тип кожи; С – сухой тип кожи; L – относительное количество лимфоцитов в крови; IgG – относительное содержание IgG.

 

Multiple Linear Regression Equation

F-furuncle; K-combination skin type; H-normal skin type; C-dry skin type; L is the relative number of lymphocytes in the blood; IgG-relative content of IgG.

 

Для подсчета вероятности развития фурункула используется уравнение логит-преобразования, результатом которого будет являться значение, располагающееся в интервале от 0 до 1.

 

Логит-преобразование
P - вероятность того, что возникнет фурункул; e - основание натуральных логарифмов 2,71…; Ф – уравнение множественной линейной регрессии.

P is the probability that a furuncle will occur; e - base of natural logarithms 2.71…; Ф - equation of multiple linear regression

 

После создания формулы была произведена проверка эффективности модели и найдено пороговое значение вероятности.

Значение отсечки является числом, расположенным в месте перекреста максимального числа истинно положительных (88,7%) и истинно отрицательных значений (90%). (Таблица 7). Для данной модели оно составило 0,565. (Рисунок 1). Следовательно, если значение P будет больше значения отсечки, то можно сказать, что у пациента возникнет фурункул.

  

 

 Таблица 7– Таблица значений ложноположительных и ложноотрицательных результатов тестирования модели на исследуемой выборке пациентов.

Table 7 - Table of values ​​of false positive and false negative results of testing the model on the studied sample of patients.

 

	Предсказанный
Наблюдаемый	0	1	% Правильных
0	27	3	90
1	6	47	88,7

Рисунок 1– График пересечения истинно положительных и истинно отрицательных значений с определением порогового значения (P). Если значение P будет больше 0,565 (пунктирная линия), то у пациента высокий риск развития фурункула. Figure 1 - Graph of the intersection of true positive and true negative values ​​with the definition of the threshold value (P). If the P value is greater than 0.565 (dashed line), then the patient is at  high risk of developing a boil.

 

 

 

При рассмотрении графика и результатов ROC-анализа, видно, что численный по

казатель площади под кривой (AUC=0,95) занимает 95%, от общей площади истинно положительных и истинно отрицательных значений можно сказать, что построенная модель имеет высокий уровень прогнозирования. (Таблица 8, рисунок 2).

    Таблица 8– Значения (прогностические меры), которые применялись в формуле для построения ROC-кривой.

Table 8 - Values ​​(prognostic measures) that were used in the formula for constructing the ROC curve.

 

Точность	Специфичность	Чувствительность	AUC
0,89	0,9	0,887	0,95

Рисунок 2– ROC-кривая соотношения диагностической чувствительности и специфичности при определении риска развития фурункула лица типу кожи лица, содержания лимфоцитов и IgG в крови (площадь под красной линией показывает число правильных результатов (95%)). Figure 2 - ROC-curve of the ratio of diagnostic sensitivity and specificity in determining the risk of developing a facial furuncle, type of facial skin, the content of lymphocytes and IgG in the blood (the area under the red line shows the number of correct results (95%)).

 

Обсуждение

О необходимости учета влияния природных и социально-бытовых факторов на развитие заболевания выдающийся ученый, философ и врач Средней Азии и Арабского Востока Абу Али Ибн-Сина (известный на Западе как Авиценна) подробно изложил в своем научном труде «Канон врачебной науки». Кроме того, Ибн-Сина достаточно подробно изложил рекомендации, необходимые для сохранения здоровья в тех или иных климатогеографических и социальных условиях.

Поступая на военную службу молодые воины попадают в новую социально-бытовую среду, характеризующаяся сменой окружения, условиями проживания, распорядка дня, характера питания, банно-прачечного обслуживания, увеличением физических нагрузок и присутствием определенного психоэмоционального напряжения, поскольку утрачивается привычная психологической обстановка, происходит временный разрыв эмоционально близких отношений со значимым окружением (семья, друзья, близкие родственники). Кроме того, стоит учитывать тот факт, что большинство военнослужащих направляются служить в регионы, в которых климатогеографические условия значительно отличаются от таковых условий места рождения. Поэтому, по мнению исследователей Вязицкого А.В., Паклина Р.В. первые полгода военной службы являются наиболее напряженными, поскольку именно в этот период идет процесс адаптации к службе (биологической, профессиональной, психологической и социальной) [15, 16].

По результатам клинических и лабораторных методов нашего исследования у военнослужащих с фурункулом челюстно-лицевой признаки соматической патологии не выявлены. Характер питания со слов опрашиваемых оценивался достаточно сбалансированным, бытовые условия достаточно благоприятными для прохождения военной службы. Но, тем не менее, заболевания кожи и подкожно-жировой клетчатки являются одними из актуальных по частоте обращаемости за медицинской помощью.

Сегодня благодаря развитию научно-технического прогресса процесс изучения этиопатогенетических аспектов заболевания более совершенен, поскольку имеются возможности учитывать совокупное влияние как внешних, так и внутренних механизмов и факторов, определяющих здоровье человека. Одним из методов, позволяющих выявить скрытие факторы, объясняющих структуру корреляций внутри набора полученных в ходе наблюдения переменных является факторный анализ. Он позволяет конструировать на основе имеющихся показателей более сложные, интегрированные признаки, которые компактно несут в себе гораздо больший объем информации, нежели каждый из исходных признаков в отдельности.

 

Заключение

Изучение причин и факторов, способствующих развитию фурункула лица у военнослужащих с определением характера взаимосвязи между ними с помощью факторного анализа, позволило установить наиболее значимые из них. Так сочетание жирного типа кожи лица с определенными показателями лимфоцитов (20,3±1,03%) и IgG (10,15±0,7%) в большем проценте случаев приводит к развитию фурункула челюстно-лицевой области.

Факторный анализ позволяет оценить скрытые и не доступные для непосредственного измерения характеристики исследуемых процессов и явлений.

Об авторах

Ирина Ивановна Бородулина

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: borodulina59@mai.ru
ORCID iD: 0000-0003-1036-6455
SPIN-код: 3067-6777

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Россия, 194044, г. Санкт-Петербург,ул. Академика Лебедева, д.6Ж

Валентин Васильевич Чернегов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vchernegov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9191-4016
SPIN-код: 9301-4984

кандидат медицинских наук, доцент

Россия, Россия, 194044, г. Санкт-Петербург,ул. Академика Лебедева, д.6Ж

Татьяна Вячеславовна Петрова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: tanya-petrova-1995@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9079-1149

кандидат медицинских наук, преподаватель кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии ВМедА им. С.М. Кирова

Список литературы

Дополнительные файлы