Способ прогнозирования риска госпитальной летальности у больных новой коронавирусной инфекцией COVID-19 Российский патент 2022 года по МПК A61B5/00 G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике, которая может быть использована для прогнозирования риска госпитальной летальности у больных с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19).

Инфекционное заболевание COVID-19, вызванное коронавирусом 2-го типа с развитием острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), продолжает распространяться, влияя на здоровье и судьбы миллионов людей по всему миру [1]. В России на 5 марта 2022 г подтверждено более 16,4 млн случаев заболевания и более 347 тысяч случаев летального исхода [2].

В настоящее время известны клинические и лабораторные факторы, существенно влияющие на исходы коронавирусной инфекции, основными из которых являются пожилой и старческий возраст, сердечно-сосудистые заболевания в анамнезе, сахарный диабет, ожирение и ряд лабораторных показателей: низкие значения лимфоцитов, повышенный С-реактивный белок (СРБ), ферритин, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), D-димер, тропонин и др. [3].

В недавно проведенных исследованиях установлено, что повреждения миокарда у госпитализированных пациентов с COVID-19 связаны с повышенным риском смертности. Так, в исследовании Shi S. et al. (2020), включавшем 416 пациентов с подтвержденным COVID-19, у 82 (19,7%) были обнаружены повреждения миокарда, а также более высокий уровень лейкоцитов, низкие уровни лимфоцитов и тромбоцитов [4]. В другом исследовании проанализированы факторы риска развития ОРДС и смерти среди 201 пациента с COVID-19-ассоциированной пневмонией. Повышенный риск развития ОРДС оказался достоверно связан с увеличением уровня нейтрофилов (нейтрофилией) и снижением количества лимфоцитов. Нейтрофилия была также сопряжена с повышенным риском летального исхода [5].

Однако информация о течении инфекции COVID-19 продолжает накапливаться, и выявляются новые предикторы неблагоприятного прогноза при этой патологии.

В условиях пандемии новой коронавирусной инфекции врачи нуждаются в инструментах, способных с высокой точностью оценивать тяжесть заболевания, прогноз, эффективность проводимой терапии. Эти инструменты должны не только обладать высокой чувствительностью и специфичностью, но и быть доступными, экономичными и удобными в применении.

Известен способ прогнозирования риска летального исхода у больных сахарным диабетом 2 типа (СД 2 типа) в сочетании с COVID-19 (патент № 2764954 от 24.01.2022), при котором определяют лабораторные показатели: уровень мочевины, креатинина, аспартатаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, С-реактивного белка, международного нормализированного отношения, Д-димера, лактатдегидрогеназы, лейкоцитов, скорости оседания эритроцитов и в последующем их используют для прогнозирования риска летального исхода у больных СД 2 типа и COVID-19.

Недостатком способа является то, что способ прогнозирует риск развития летального исхода у узкой категории больных с СД 2 типа в сочетании с COVID-19.

Известен способ прогнозирования тяжести COVID-19 путем клинического и лабораторного обследования пациента с регистрацией его пола, возраста, количественного содержания СРБ и лимфоцитов в крови, а также уровня насыщения крови кислородом [6].

Недостатком данного способа является прогнозирование степени тяжести СОVID-19, но не госпитальной летальности.

Известен способ клинико-лабораторного прогнозирования тяжести COVID-19 (патент №2754776 от 07.09.2021) путем определения клинико-лабораторных показателей крови и продолжительности заболевания.

Недостатком данного способа также является прогнозирование степени тяжести СОVID-19 и невозможность прогнозирования госпитальной летальности.

В проанализированной патентной и научно-медицинской литературе адекватного прототипа не обнаружено.

Задачей изобретения является создание способа прогнозирования риска госпитальной летальности у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19.

Для решения поставленной задачи проведен ретроспективный пошаговый линейный дискриминантный анализ 40 различных качественных и количественных клинико-лабораторных показателей у 151 пациента с COVID-19, позволивший выделить предиктор, наиболее точно отражающий прогнозирование госпитальной летальности.

Технический результат достигается тем, что у больного COVID-19 определяют количество нейтрофилов в сыворотке крови, и осуществляют расчет степени риска по формуле:

,

где p - вероятность риска развития госпитальной летальности;

е - математическая константа, равная 2,72 (экспонента);

y - значение дискриминантной функции, которое определяют по формуле:

y=-В0+В1* - количество нейтрофилов в сыворотке крови, %

В0 - коэффициент уравнения, равный -8,283

В1 - коэффициент уравнения, равный 0,077

и при значении Р больше 0,079 прогнозируют высокий риск развития госпитальной летальности.

Разработку способа осуществляют с использованием логистической регрессии. Статистическую значимость оценивают с использованием критерия хи-квадрат.

При проведении анализа была определена переменная, вносящая достоверные различия в дифференциацию групп с риском госпитальной летальности у больных с COVID-19.

В результате пошаговой процедуры исключения факторов, в формулу вошел следующий показатель (таблица 1):

Таблица 1 - Результаты логистической регрессии: отношение шансов Переменные Коэффициенты уравнения ОШ 95% доверительный интервал р χ² для модели в целом р для модели в целом Количество нейтрофилов в сыворотке крови, % B0=-8,283
В1=0,077 9,26 [4,5;14,1] 0,025 6,212 0,013

Новым в предлагаемом способе является то, что на основе определения количества нейтрофилов в сыворотке крови прогнозируют высокий риск развития госпитальной летальности у больных, госпитализированных с COVID-19.

Предлагаемый в качестве изобретения способ прост в использовании, в нем задействованы лабораторные показатели, которые определяют всем пациентам при поступлении в стационар, что упрощает его практическое использование.

Разработанный способ дает возможность прогнозировать исход у пациентов с COVID-19, что повышает точность диагностики, и влияет на тактику лечения.

Значимость для врача практического здравоохранения заключается в том, что способ дает возможность получить индивидуальный профиль риска конкретного пациента, что позволит клиницистам заблаговременно определить пациентов с высоким риском развития госпитальной летальности, требующих повышенного внимания и проведения более активных диагностических и лечебных мероприятий.

Существенные признаки, характеризующие изобретение, проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники и не являющиеся очевидными для специалиста.

Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе.

Предлагаемый способ может быть использован в практическом здравоохранении для уточнения прогноза у наиболее тяжелых больных с целью предупреждения госпитальной летальности, включая полную коррекцию факторов риска и применение более агрессивной тактики ведения пациентов, несмотря на высокую отягощенность коморбидными заболеваниями, что позволит обеспечить низкие показатели госпитальной смертности.

Исходя из вышеизложенного, следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенной к нему фигуры.

На фиг. 1 изображена характерологическая кривая (ROC-кривая) чувствительности и специфичности риска госпитальной летальности у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19. По оси абсцисс отложены значения специфичности (%), по оси ординат - чувствительности (%). По данным анализа следует, что площадь под кривой составила 0,719 (95%ДИ 0,549-0,889; р=0,012), что говорит о хорошем качестве модели, найден оптимальный порог отсечения (Р больше 0,079), при чувствительности 66,7% и специфичности 73,4%.

Способ осуществляют следующим способом: у обследуемого пациента забирают натощак образцы сыворотки крови и определяют уровень нейтрофилов.

После чего для расчета риска развития госпитальной летальности осуществляют расчет числовых значений по предложенной формуле:

,

где p - вероятность риска развития госпитальной летальности;

е - математическая константа, равная 2,72 (экспонента);

y - значение дискриминантной функции, которое определяют по формуле:

y=-В0+В1* - количество нейтрофилов в сыворотке крови, %

В0 - коэффициент уравнения, равный -8,283

В1 - коэффициент уравнения, равный 0,077

Полученные нами результаты основаны на данных историй болезни госпитализированных пациентов в респираторный госпиталь с подтвержденным диагнозом COVID-19 путем обнаружения нуклеиновых кислот SARS-CoV-2 в мазках из зева методом полимеразной цепной реакции. В исследование включен 151 пациент, медиана возраста - 66,2 (50-92) лет.

Примеры конкретного выполнения:

Пример 1.

Пациент К., 75 лет. Основной диагноз: 1. Коронавирусная инфекция, вирус идентифицирован (подтвержден лабораторным тестированием независимо от тяжести клинических признаков или симптомов). 2. Внебольничная двусторонняя пневмония, средней степени тяжести. КТ 2.

В 1 сутки госпитализации взяты общий анализ крови с определением количества нейтрофилов. Объективный осмотр при поступлении: Состояние средней степени тяжести. T тела 37,5°C. В легких дыхание жесткое, ослаблено в нижних отделах с обеих сторон, влажные мелкопузырчатые хрипы. ЧДД 23 в мин., SpO₂ - 92% на атмосферном воздухе. Тоны сердца приглушены, ритмичные. ЧСС 110 уд/мин, АД 100/70 мм рт. ст. Живот мягкий, безболезненный. Отеков нет.

Общий анализ крови: нейтрофилы - 80,2%.

Для оценки риска развития госпитальной летальности у больных с COVID-19 был использован разработанный способ:

y=-8,283+0,077*80,2=-2,1076

р=0,108

С учетом полученных показателей риск госпитальной летальности высокий.

На фоне проводимого лечения на 5 день пребывания в стационаре - летальный исход. Диагноз заключительный: U07.1. Новая коронавирусная инфекция COVID-19 (подтвержденная), тяжелое течение. Внебольничная двусторонняя пневмония, средней степени тяжести. КТ 2. ДН 2 ст. Отек легких. Отек головного мозга.

Пример 2.

Пациентка А., 86 л. поступила с жалобами на слабость, кашель с мокротой светлого цвета, повышение температуры до 37,5°C.

Сопутствующие заболевания: Гипертоническая болезнь около 20 лет, получает эналаприл 10 мг/сут.

Объективный осмотр: Состояние удовлетворительное. T тела 37,8°C. В легких дыхание жесткое, ослаблено в нижних отделах с обеих сторон, единичные влажные мелкопузырчатые хрипы. ЧДД 18 в мин. SpO₂ - 97% на атмосферном воздухе. Тоны сердца приглушены, ритмичные. ЧСС 78 уд/мин, АД 140/90 мм рт. ст. Живот мягкий, безболезненный. Отеков нет.

Общий анализ крови: нейтрофилы - 74%.

Назначено лечение: противовоспалительная (глюкокортикоиды), противовирусная терапия, антикоагулянты, отхаркивающие, гипотензивные.

Для оценки риска развития госпитальной летальности был использован разработанный способ:

y=-8,283+0,077*74=-2,585

р=0,070

Соответственно пациента можно отнести к группе низкого риска развития госпитальной летальности.

И действительно, пациентка выписана из стационара в удовлетворительном состоянии.

Предлагаемый в качестве изобретения способ апробирован на 62 больных, и позволяет достоверно определить риск летального исхода на госпитальном этапе.

Литература

1. Сваровская, А.В. Индекс коморбидности Чарлсона в прогнозировании летальных исходов у пациентов с COVID-19 / А.В. Сваровская, А.О. Шабельский, А.В. Левшин // Российский кардиологический журнал. - 2022. - Т. 27. - № 3. - С. 26-31. - DOI 10.15829/1560-4071-2022-4711.

2. Коронавирус COVID-19: Официальная информация о коронавирусе в России на портале - стопкоронавирус.рф 30 (xn--0aesfpebagmfblc0a.xn--p1ai).

3. He F, Luo Q, Lei M, Fan L, Shao X, Huang G, Zeng J, Zhao Z, Qin S, Yang Z, Yu N, Yang L, Cao J. Risk factors for severe cases of COVID-19: a retrospective cohort study. Aging (Albany NY). 2020;12(15):15730-15740. https://doi.org/10.18632/aging.103803.

4. Shi S. et al. Association of Cardiac Injury With Mortality in Hospitalized Patients With COVID-19 in Wuhan, China. JAMA Cardiol., Mar. 2020, doi: 10.1001/jamacardio.2020.0950.

5. Wu C. et al. Risk Factors Associated With Acute Respiratory Distress Syndrome and Death in Patients With Coronavirus Disease 2019 Pneumonia in Wuhan, China. JAMA Intern. Med., Mar. 2020, doi: 10.1001/jamainternmed.2020.0994.

6. Li X, Marmar T, Xu Q, Tu J, Yin Y, Tao Q, Chen H, Shen T, Xu D. Predictive indicators of severe COVID-19 independent of comorbidities and advanced age: a nested case-control study. Epidemiol Infect. 2020;148:e255. doi: 10.1017/S0950268820002502.

Изобретение относится к медицине, а именно к прогнозированию риска развития госпитальной летальности у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19. У больных при госпитализации определяют количество нейтрофилов в сыворотке крови и осуществляют расчет степени риска Р по формуле. При значении Р больше 0,079 прогнозируют высокий риск развития госпитальной летальности. Способ позволяет прогнозировать исход у пациентов с COVID-19, что повышает точность диагностики, и влияет на тактику лечения. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Способ прогнозирования риска развития госпитальной летальности у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19, характеризующийся тем, что у больных при госпитализации определяют количество нейтрофилов в сыворотке крови и осуществляют расчет степени риска по формуле:

,

где p - вероятность риска развития госпитальной летальности;

е - математическая константа, равная 2,72 (экспонента);

y - значение дискриминантной функции, которое определяют по формуле:

y=-В0+В1* - количество нейтрофилов в сыворотке крови, %,

В0 – коэффициент уравнения, равный -8,283,

В1 – коэффициент уравнения, равный 0,077,

и при значении Р больше 0,079 прогнозируют высокий риск развития госпитальной летальности.