Статтю опубліковано на с. 7-16
Вступ
Математизація сучасної біології та медицини, широке застосування статистичних методів для обробки експериментальних і клінічних даних, перевірки висунутих гіпотез і обґрунтування математичних моделей різних явищ і процесів — усе це є характерною рисою розвитку медичної науки. У той же час статистична обробка результатів і оцінка ефективності лікування не завжди є легким завданням. Недостатній обсяг спостережень, значна варіабельність показників досліджуваних ознак внаслідок впливу різних факторів суттєво ускладнюють проведення математичної обробки та аналізу отриманих результатів. Тому підбір адекватних оптимальних методів математичної обробки й аналізу отриманих даних в експериментальних і клінічних дослідженнях є важливим і актуальним, особливо у зв’язку з вимогами доказової медицини.
Метою нашої роботи є визначення адекватних оптимальних методів математичної обробки й аналізу результатів комплексного лікування хворих з ішемічною контрактурою кисті й стопи та оцінка ефективності застосованого лікування.
Матеріали та методи
Для обробки й аналізу взято результати комплексного лікування 123 хворих з ішемічною контрактурою кисті та 74 хворих з ішемічною контрактурою стопи. До комплексного відновлювального лікування входили як хірургічні та мікрохірургічні втручання різного роду залежно від особливостей пошкоджень, так і реабілітаційні заходи. Функціонально-клінічний стан кінцівок оцінювали за загальноприйнятими показниками: нижня кінцівка — оцінка функції в балах, верхня — за відсотком втрати функції. Оцінка ефективності лікування визначалась за різницею між первинними (до лікування) та кінцевими (після лікування) показниками. Також враховували максимальний рівень відновлення функції кінцівки, досягнутий у результаті лікування.
Оскільки до завдань роботи поряд з оцінкою ефективності лікування відносили також визначення основних факторів, що впливали на ефективність лікування, то обробку й аналіз результатів виконували в декілька етапів і по кожній кінцівці окремо.
Враховуючи результати наших експериментальних досліджень, до основних факторів впливу ми попередньо віднесли ступінь тяжкості ішемії, час — періоди післятравматичного процесу, складність (тяжкість) ізольованого чи поєднаного пошкодження кінцівки. За тяжкістю ішемії розрізняли три ступені: легкий, середній та тяжкий; виділяли 3 періоди: гострий, реактивно-відновлювальний і резидуальний. За складністю травми виділяли 7 (6) груп: ізольоване пошкодження кісток (або суглобів), пошкодження опорно-рухового апарату (ОРА) (поєднана травма кісток або суглобів з пошкодженням сухожилків або м’язів), травма опорно-рухового апарату, поєднана з пошкодженням нервів, травма ОРА разом з пошкодженням судин, травма ОРА, поєднана з травмою нервів і судин разом, пошкодження м’яких тканин, травми з гнійно-некротичними ускладненнями. При аналізі результатів лікування нижньої кінцівки група ізольованої травми кісток була об’єднана в одну групу з травмою ОРА (середні показники груп були майже однаковими). Визначення середніх показників проводили за загальноприйнятою методикою [2], порівняння групових середніх проводили як попарним порівнянням груп, так і за допомогою дисперсійного аналізу. Для визначення зв’язку кінцевих результатів з первинним станом застосували кореляційний аналіз [2, 3]. Вірогідність різниці середніх різних груп визначали як за параметричним критерієм Фішера — Стьюдента, так і за непараметричним критерієм U (Вілкоксона — Манна — Уїтні) [1].
Результати й обговорення
Для визначення ефективності лікування нами застосовувались бальна оцінка функції нижньої кінцівки та відсоток втрати функції верхньої кінцівки шляхом порівняння середніх первинних (до лікування) та кінцевих (після комплексного лікування) показників.
Після перевірки крайніх варіант в обох порівнюваних групах на невідповідність (так звані вистрибуючі варіанти) та виключення вистрибуючої нульової варіанти (ампутація) були розраховані середні арифметичні показники та їх середнє квадратичне відхилення в усіх групах обстеження (переважно за методом розмаху), а також помилка середньої. Порівняння середніх результатів первинних та кінцевих показників виконували за Стьюдентом — Фішером [2, 3]. Отримані результати подані в табл. 1.
Як видно з табл. 1, отримані результати свідчать про ефективність проведеного комплексного лікування нижньої й верхньої кінцівки: кінцевий середній показник у 2,5 раза перевищує первинний рівень функції нижньої кінцівки (у балах), а середній відсотковий кінцевий показник втрати функції верхньої кінцівки на 14 % краще (менше) від первинного показника (до початку лікування) з високим ступенем вірогідності.
Подальша статистична обробка отриманих результатів була спрямована на визначення основних факторів, що впливають на ефективність комплексного відновлювального лікування.
Передусім був досліджений зв’язок кінцевого результату з первинним функціонально-клінічним станом кінцівки. Проведений для цього кореляційний аналіз показав наявність сильного позитивного кореляційного зв’язку між первинним показником функції нижньої кінцівки (у балах) та кінцевим результатом: коефіцієнт кореляції становив r = 0,750 ± 0,078 (p < 0,001), що свідчить про залежність кінцевого результату лікування від первинного (до лікування) стану травмованої кінцівки.
Дослідження кореляційного зв’язку між первинним показником стану верхньої кінцівки (за відсотком втрати функції) та кінцевим результатом (відсоток втрати функції) виявив слабкий позитивний кореляційний зв’язок між цими показниками: коефіцієнт кореляції становив r = 0,310 ± 0,087 (p < 0,001), що вказує на незначний вплив первинного функціонального стану верхньої кінцівки (до лікування) на ефективність лікування.
Верхня кінцівка. Результати проведеного дослідження ефективності лікування травмованої верхньої кінцівки при різних ступенях ішемії в різні періоди післятравматичного процесу за показниками різниці між відсотками первинного рівня втрати функції верхньої кінцівки (до лікування) та відсотками кінцевого рівня втрати її (після комплексного лікування) подані в табл. 2.
Як видно із табл. 2, майже в усіх періодах ішемії спостерігалась однакова чітка тенденція динаміки показників: найбільша ефективність лікування відмічена при легкому та середньому ступені тяжкості ішемії. У зв’язку із значною різницею між максимальними та мінімальними показниками в групах та малою кількістю спостережень у гострому періоді середні показники в групах різної тяжкості вірогідно не відрізнялись, як і сумарні середні (усіх періодів) показники (р > 0,05). Тільки у двох випадках — при тяжкому та легкому ступені ішемії — показник ефективності лікування був вірогідно вищим у резидуальному періоді порівняно з реактивно-відновлювальним періодом (р < 0,05) та в гострому періоді ефективність лікування порівняно з реактивно-відновлювальним була більшою при середньому ступені тяжкості ішемії (р < 0,01).
З огляду на встановлені тенденції щодо змін ефективності при різних ступенях тяжкості ішемії та в різних періодах для уточнення вірогідності середніх та впливу цих факторів на ефективність лікування нами був проведений дисперсійний аналіз.
Відомо, що в основі дисперсійного аналізу лежить щільний зв’язок між відмінністю у вибіркових групових середніх та співвідношеннях двох видів дисперсій — вибіркової та залишкової. Процедура проведення дисперсійного аналізу детально викладена в багатьох посібниках [2, 3]. Тому ми наводимо тільки результати дисперсійного аналізу впливу факторів тяжкості ішемії та часу на показники ефективності при лікуванні верхньої кінцівки. Результати подані в табл. 3.
Отримані результати показали, що в усіх трьох групах тяжкості ішемії факторна дисперсія більша за залишкову, що свідчить про певну залежність показників ефективності від фактора тяжкості, але статистична вірогідність її недостатня (менша від 95 %).
Отримані результати аналізу впливу часу — періодів післятравматичного процесу — свідчать, що в гострому й реактивно-відновлювальному періодах фактор часу впливає на ефективність лікування, особливо в реактивно-відновлювальному періоді, коли цей вплив статистично вірогідний (Р < 0,05). Розглядаючи результати дисперсійного аналізу (табл. 3) та результати попарного порівняння середніх показників у групах різної тяжкості та в різні періоди, слід відзначити, що дисперсійний аналіз підтвердив вірогідність середніх показників груп при лікуванні верхньої кінцівки.
З метою визначення оцінки ефективності лікування залежно від інших факторів нами були досліджені показники лікування у хворих семи груп з окремою та поєднаною травмою верхньої кінцівки. Результати досліджень подані в табл. 4 і 5.
Аналізуючи отримані результати, слід відмітити, що, по-перше, ефективність лікування підвищується при лікуванні більш складних поєднаних ушкоджень; так, при пошкодженні всіх структур опорно-рухового апарату разом з нервами і судинами верхньої кінцівки показник ефективності значно вищий порівняно з переломом кісток (або суглобів) та інших окремих пошкоджень структур опорно-рухового апарату; по-друге, в більшості досліджуваних груп показник ефективності лікування більший при середній тяжкості ішемії, ніж при легкій чи тяжкій, до того ж середній показник ефективності вірогідно вищий при середній тяжкості ішемії порівняно з легкою (Р < 0,01).
Крім оцінки ефективності лікування за різницею кількості відсотків втрати функції верхньої кінцівки до і після лікування, нами для оцінки функціонального стану та ефективності лікування верхньої кінцівки було зроблено порівняння показників груп різної складності травми (та оперативних втручань) за максимальним рівнем збереження функцій кінцівки у відсотках (найбільшим зменшенням показника втрати функції), досягнутим в результаті комплексного відновлювального лікування. Результати цього порівняння подані в табл. 6.
Як видно з табл. 6, найнижчі показники втрати функції верхньої кінцівки після лікування (найбільша ефективність) були відмічені переважно в групах з ізольованими пошкодженнями: травмами м’яких тканин, кістково-м’язового апарату при поєднаній травми кістково-м’язового апарату й судин кінцівки. Утім різниця між первинним і кінцевим показниками серед цих груп була вірогідною тільки в групах з травмами кісток (суглобів) та сухожилків (м’язів) — перша група (Р < 0,01). Слід відзначити, що в цих групах і первинні показники були найменшими.
При найбільш тяжких поєднаних пошкодженнях: травмах кістково-м’язових структур із пошкодженнями нервів і судин, а також при травмі кісток і нервів та при гнійно-некротичних ускладненнях ефективність лікування за різницею первинного та кінцевого показників була досить високою, у двох перших — 14 і 13,6 % відповідно, при гнійно-некротичних ускладненнях — 9,4 %.
Для визначення впливу деяких інших факторів на ефективність лікування ми перевірили наявність впливу кількості проведених операцій. Порівняли ефективність лікування двох груп хворих: одна група мала 1–2 операції, друга — 3 і більше (від 3 до 6) операцій, але результати в різні періоди вірогідно не відрізнялись (табл. 7).
Ми провели аналогічну перевірку впливу на ефективність лікування хворих з різною кількістю зроблених операцій при різному ступені тяжкості ішемії. Для більш детальних розрахунків ми розділили 1-шу групу на дві: хворі з однією і хворі з двома операціями. Результати наведені в табл. 8.
Як видно з табл. 8, при легкій та середній тяжкості ішемії різниця між показниками ефективності усіх трьох груп з різною кількістю операцій не є вірогідною (р < 0,05). Тільки при тяжкій ішемії відмічена вірогідна різниця між середніми показниками групи «2 операції» та групи «3–6 операцій» (р < 0,05). Але при об’єднанні груп з однією та двома операціями різниця між усіма групами стає, як ми перевіряли, невірогідною (р > 0,05). Тому можна зробити висновок, що кількість зроблених хворому операцій за період лікування суттєво не впливає не кінцевий результат лікування (не впливає на ефективність лікування).
Нижня кінцівка. Було обстежено 74 хворих із кінцевим діагнозом «ішемічна контрактура стопи» до і після проведення комплексного лікування. Оцінка ефективності проводилась за різницею результатів оцінки функцій стопи первинної та кінцевої в балах [3, 4]. Результати поданні в табл. 1 та 9.
Як ми вже відмічали (табл. 1), отримані результати свідчать про високу ефективність проведеного комплексного лікування ішемічної контрактури стопи, при якому середній кінцевий показник у 2,5 раза перевищує первинний рівень функції нижньої кінцівки (у балах).
Подальший аналіз отриманих результатів показав (табл. 9), що ефективність лікування закономірно підвищувалась в усіх періодах ішемічного процесу при збільшені ступеня тяжкості ішемії (крім гострого періоду, там для статистичної обробки замало хворих — 3). Також ефективність лікування при легкій та тяжкій ішемії вірогідно була вищою в реактивно-відновлювальному періоді порівняно з резидуальним (р < 0,05). Отже, аналіз ефективності лікування за ступенем тяжкості ішемії та періодами ішемічного процесу за середніми результатами показав їх певну залежність від тяжкості ішемії та фактора часу — періодів процесу, але якщо підвищення тяжкості ішемії супроводжувалось покращенням результатів, підвищенням ефективності, то при оцінці впливу часу слід відмітити, що ефективність лікування була вірогідно вищою тільки в реактивно-відновлювальному періоді при легкій та тяжкій ішемії порівняно з іншими періодами.
Далі був проведений однофакторний дисперсійний аналіз для визначення впливу факторів тяжкості ішемії та часу (періодів процесу) на ефективність лікування. Двофакторний дисперсійний аналіз не проводили, тому що наші дані не задовольняли усім вимогам для його виконання. Результати дисперсійного аналізу наведені в табл. 10.
Як видно з табл. 10, розраховані факторні дисперсії в обох групах спостереження (тяжкість і періоди ішемії), більші за свої залишкові, а розраховані критерії Фішера F також вірогідно вищі за свої табличні критичні значення.
Це підтверджує, що встановлені середні бальні показники ефективності лікування суттєво залежать від тяжкості ішемії та часу — періоду післятравматичного процесу, а ці фактори впливають на ефективність лікування.
Подальші розрахунки η2 — показника сили впливу фактора на результативну ознаку (оцінку ефективності) визначили, що цей вірогідний вплив основних факторів (тяжкості ішемії та часу — періодів процесу) не дуже значний порівняно із впливом залишкових (випадкових) факторів.
Як відомо, η2 — показник сили впливу фактора розраховується за формулою: η2 = Sфак/Sзаг — для впливу основного фактора і η2зал. = Sзал/S заг — для залишкових (випадкових) факторів. За нашими розрахунками, у групі «Тяжкість ішемії» цей показник становив силу впливу тяжкості ішемії η2фак. = 32 367/162 553 = 0,199, тоді коли показник впливу інших факторів був: η2зал. = = 130 186/162 553 = 0,80, що свідчить про більш значний вплив залишкових факторів.
Аналогічні розрахунки сили впливу фактора часу (періодів процесу) показали також більш значний вплив випадкових (залишкових) факторів: η2фак. = 0,11 проти η2зал. = 0,89. Слід додати, що при такому варіанті розрахунків до залишкових (випадкових) факторів потрапляє відповідно і тяжкість ішемії, і, як в попередньому розрахунку, час (період післятравматичного процесу).
Для визначення впливу інших факторів на ефективність лікування ми провели аналіз змін показника ефективності у хворих шести груп з окремою та поєднаною травмою нижньої кінцівки:
— 1-ша — пацієнти з переломами тільки кісток та суглобів;
— 2-га — хворі з переломами кісток (суглобів) та ушкодженнями сухожилків і м’язів (травми й операції на опорно-руховому апараті);
— 3-тя — хворі з поєднаною травмою опорно-рухового апарату та судин кінцівки;
— 4-та — хворі з поєднаною травмою опорно-рухового апарату і нервів кінцівки;
— 5-та — поєднанні пошкодження кісток (суглобів), сухожилків (м’язів), нервів та судин нижньої кінцівки;
— 6-та — пошкодження кісток, ускладнені гнійно-некротичними проявами.
Результати цього аналізу подані в табл. 11 і 12.
Як видно з табл. 11, середні показники ефективності лікування в усіх групах (які були статистично оброблені) підвищувались зі зростанням тяжкості ішемії, особливо у 2-й та 3-й групах, де різниця між легкою й тяжкою ішемією була статистично вірогідною (р < 0,05). Слід також відмітити, що ефективність лікування підвищувалась при ускладненні, зростанні тяжкості пошкоджень. Так, при тяжкому ступені ішемії показник ефективності лікування хворих із переломами кісток (суглобів) був вірогідно нижчим порівняно з ефективністю лікування поєднаних пошкоджень опорно-рухового апарату з травмою судин і нервів кінцівки (1-ша та 5-та групи) (р < 0,05). Також ефективність лікування пацієнтів з переломами кісток, ускладненими гнійно-некротичним процесом, була вища при тяжкій ішемії порівняно з легким ступенем (р < 0,05) — 6-та група (табл. 11).
Якщо вплив фактора тяжкості ішемії при лікуванні груп хворих різної складності травм проявився досить чітко, то при дослідженні впливу фактора часу — періодів лікування відмічено інший характер змін (табл. 12).
Так, найбільша ефективність лікування спостерігалась в реактивно-відновлювальному періоді; підвищення показників ефективності відмічаємо також з ускладненням поєднаних травм, особливо в резидуальном періоді, коли показник ефективності поєднаної травми опорно-рухового апарату з пошкодженням судин і нервів нижньої кінцівки був вірогідно вищим, ніж при переломах кісток (р < 0,01).
Крім оцінки ефективності лікування за різницею кількості балів (оцінка функцій кінцівки) між первинним рівнем (до лікування) та кінцевим (після лікування) нами для оцінки функцій нижньої кінцівки було проведено порівняння показників груп різної складності травм (і оперативних втручань) за максимальним кінцевим рівнем функціонального стану кінцівки, досягнутим в результаті комплексного відновлювального лікування. Ці результати подані в табл. 13.
Як видно з табл. 13, найнижчий первинний показник функцій нижньої кінцівки був у групі з найбільш складною поєднаною травмою структур опорно-рухового апарату та судин і нервів кінцівки. Кінцевий показник ефективності лікування цієї групи також був найменшим незважаючи на те, що різниця між первинним і кінцевим результатами була найбільшою серед показників усіх груп. Більш значні максимальні рівні кінцевих результатів були в групах з окремими пошкодженнями та в групі з поєднаною травмою кісток і пошкодженням нервів кінцівки, результат якої становив 339,0 ± 13,8 бала проти 268,8 ± 21,2 бала в групі складної поєднаної травми (Р < 0,05)
Отже, хоча, за нашими результатами, ефективність комплексного лікування підвищувалась з ускладненням пошкоджень та була найбільш значною при лікуванні найбільш складної поєднаної травми, досягнути максимального рівня функціонального стану нижньої кінцівки в цьому випадку нам не вдалося. Дуже низький первинний рівень функції кінцівки (дуже значна втрата функцій внаслідок травм) не дозволив нам максимально відновити функції нижньої кінцівки, хоча в цілому результати були добрими (більше ніж задовільними).
Оскільки групу з гнійно-некротичними ускладненнями становили пацієнти, які входили до інших груп, ми не порівнювали цю групу з іншими групами за середніми показниками (це було б некоректно). Але ми перевірили вплив гнійно-некротичних ускладнень на ефективність лікування шляхом порівняння середніх даних наших груп, які розподілили на дві підгрупи: одна — це пацієнти, які не мали гнійно-некротичних ускладнень, друга — хворі, у яких були ці ускладнення. Для порівняння й аналізу були взяті групи, у яких було не менше трьох пацієнтів з гнійно-некротичними проблемами. Результати цього дослідження подані в табл. 14.
Як видно з табл. 14, ефективність лікування в підгрупах з гнійно-некротичними ускладненнями і без них була неоднаковою. Якщо в групах з травмою опорно-рухового апарату (кістки, суглоби + сухожилки, м’язи) і поєднаної травми опорно-рухового апарату з пошкодженням судин спостерігається вірогідне підвищення ефективності лікування при гнійно-некротичних ускладненнях порівняно з хворими, які не мали цих ускладнень, то в інших двох групах: переломи кісток (суглобів) і поєднані травми опорно-рухового апарату з пошкодженням нервів та судин кістки — спостерігається тенденція до більш ефективного лікування у хворих без гнійно-некротичних ускладнень (підвищення невірогідне, р > 0,05). У цілому спостерігається поступове підвищення ефективності лікування з ускладненням, збільшенням тяжкості травми у хворих як з гнійно-некротичними ускладненнями, так і без них.
Висновки
Аналізуючи отримані результати оцінки ефективності комплексного лікування, впливу різних факторів на кінцевий результат лікування, слід відмітити:
1. Комплексне лікування ішемічних контрактур кисті та стопи має високу ефективність для покращення функціонального стану травмованих кінцівок, особливо нижньої, у якої кінцевий середній показник у 2,5 раза вірогідно перевищує первинний рівень функції нижньої кінцівки.
2. Дослідження впливу різних факторів на ефективність лікування показало, що при лікуванні верхньої та нижньої кінцівки основними факторами впливу були: тяжкість ішемії, час — періоди післятравматичного процесу, складність (тяжкість) поєднаної травми.
Кінцевий результат відновлювального лікування суттєво пов’язаний з первинним (до лікування) станом нижньої кінцівки; що стосується верхньої кінцівки, то тут зв’язок первинного функціонального стану з кінцевим показником є слабким і суттєвого впливу на ефективність лікування не має.
При лікуванні верхньої кінцівки тяжкість ішемії та час — період післятравматичного процесу впливають на ефективність лікування, але вірогідність цієї залежності недостатня при трьох ступенях тяжкості та двох періодах часу (менша від 95 %). Тільки в реактивно-відновлювальному періоді вплив на ефективність лікування, за даними дисперсійного аналізу, вірогідний.
Дослідження впливу складності поєднаної травми на ефективність лікування показало парадоксальний, на перший погляд, результат: ефективність лікування була вищою при складних (тяжких) поєднаних травмах порівняно з показниками ефективності при окремих, ізольованих пошкодженнях.
При дослідженні нижньої кінцівки також відмічено підвищення ефективності лікування із збільшенням ступеня тяжкості ішемії та більш високими показниками ефективності в реактивно-відновлювальному періоді.
Порівняно з результатами дослідження верхньої кінцівки при лікуванні нижньої кінцівки ступінь тяжкості ішемії та час — період післятравматичного процесу — вірогідно впливають на ефективність лікування (за даними дисперсійного аналізу).
При дослідженні впливу складності (тяжкості) травми на ефективність лікування нижньої кінцівки також відмічено підвищення ефективності в міру збільшення тяжкості ішемії, а також складності (тяжкості) поєднаної травми.
Оцінюючи в цілому результаті лікування хворих з ішемічною контрактурою кисті та ішемічною контрактурою стопи, слід відзначити, що більш значна ефективність проведеного комплексного лікування пошкоджень нижньої кінцівки порівняно з верхньою може бути обумовлена більш складними функціями верхньої кінцівки, для відновлення яких наших методів лікування в окремих випадках може не вистачити.