Способ прогнозирования риска летального исхода у пациентов с различной степенью тяжести COVID-19 инфекции Российский патент 2024 года по МПК A61B8/13 A61B5/145 A61B5/08 G01N33/49 

Изобретение относится к области медицины, а именно к клинической и лабораторной диагностике, интенсивной терапии, и может использоваться для прогнозирования летального исхода у пациентов со среднетяжёлой, тяжёлой и крайне тяжёлой степенью тяжести COVID-19 инфекции.

На сегодняшний день в мире зарегистрировано более 768 миллионов случаев заболевания COVID-19 инфекцией и более 6,9 миллиона смертей [1]. Особого внимания требуют случаи COVID-19 с летальным исходом, поскольку летальность пациентов является важнейшим показателем результативности медицинской организации [2]. Наибольшая летальность от новой коронавирусной инфекции приходится на людей пожилого и старческого возраста [2, 3]. Вирус SARS-CoV-2 может вызывать различные клинические проявления - от кашля, насморка, головной боли и повышения температуры до жизнеугрожающих осложнений в виде пневмонита, дыхательной недостаточности, острого респираторного дистресс-синдрома, шока и полиорганной недостаточности [4]. Прогрессирующая системная гипоксия является важной патофизиологической особенностью, характерной для пациентов со средней, тяжёлой и крайне-тяжёлой формой COVID-19 инфекцией [5, 6]. Для оценки эффективности респираторной поддержки у пациентов с COVID-19 инфекцией может быть исследован индекс частоты дыхания - оксигенации (англ.  respiratory rate-oxygenation; ROX), который определяется как отношение SpO₂/FiO₂ (фракция кислорода во вдыхаемом воздухе) к частоте дыхания (ЧДД) [7]. Компьютерная томография органов грудной клетки является одним из наиболее эффективных методов первичной диагностики и оценки степени тяжести заболевания COVID-19 инфекции [8, 9].

К настоящему времени известна методика прогнозирования риска летального исхода у больных сахарным диабетом 2 типа (СД) в сочетании с COVID-19 [Способ прогнозирования риска летального исхода у больных сахарным диабетом 2 типа в сочетании с COVID-19 (RU 2764954) опубликован в 2022 г.]. У больных определяют уровни мочевины, креатинина, аланинаминотрансферазы (АЛАТ), аспартатаминотрансферазы (АСАТ), С-реактивного белка (СРП), международного нормализированного отношения (MHO), Д-димера, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), лейкоцитов, скорость оседания эритроцитов (СОЭ). При сочетании таких факторов, как уровень мочевины более 10,15 ммоль/л, креатинина более 105,4 мкмоль/л, АЛАТ выше 20,8 Ед/л, АСАТ выше 36,7 Ед/л, СРП выше 98,2 мг/л, лейкоцитов более 10,7×10⁹/л, СОЭ выше 33,6 мм/ ч, MHO выше 1,02, Д-димера выше 295,15 мкг/л, ЛДГ выше 516,09 Ед/л, - прогнозируют летальный исход у больных СД 2 типа от COVID-19. Недостатком метода является то, что риск определяется только у больных с сопутствующим СД 2 типа, но не с другими патологиями.

Наиболее близким по своей сущности к методу, предлагаемому в данном изобретении, является способ прогнозирования исхода вирусной пневмонии при COVID-19 [Способ прогнозирования исхода вирусной пневмонии при COVID-19 (RU 2764002) опубликовано в 2021 г.]. У больных определяют значения оксигенации, общего белка и мочевины крови. При значениях сатурации менее 77,5 без кислородной поддержки, общего белка менее 55,5 г/л, мочевины крови более или равно 8,98 мМоль/л прогнозируют неблагоприятный исход вирусной пневмонии при COVID-19. Недостатком метода является то, что у больных не учитывается возраст и степень поражения легочной ткани по данным компьютерной томографии.

Технический результат настоящего изобретения заключается в разработке, простого и эффективного способа прогнозирования рисков летального исхода у пациентов различной степенью тяжести COVID-19 инфекции.

Преимущество способа - возможность применения в большинстве стационаров, метод основан на использовании рутинных данных анамнеза, показателях лабораторной и инструментальной диагностики, может использоваться для всех пациентов, поступающих на лечения в ковидный госпиталь.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

1. У пациента, поступившего с диагнозом, коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV2 (COVID-19), определяется возраст.

2. Определяется степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки следующим образом: 0 - КТ-0, 1 - КТ-1, 2 - КТ-2, 3 - КТ-3, 4 - КТ-4.

3. Вычисляют индекс ROX по формуле: SpO₂/FiO₂/ЧДД.

4. Определяют по общему анализу крови уровень тромбоцитов.

Технический результат предлагаемого изобретения подтвержден клиническими испытаниями: обследовано 100 пациентов (49 мужчин, 51 женщина) с диагнозом коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV2 (COVID-19). Возраст обследуемых - 65 [55,5;70,5] лет. На этапе включения в исследование определяют возраст, степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки, индекс ROX и уровень тромбоцитов при госпитализации.

При проведении статистического анализа использовались программы Jamovi 2.3., GraphPad Prism 9.0. Проведен ROC-анализ с построением ROC-кривой. Результаты сравнения рассматривали как статистически значимые при p<0,05.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 ROC-кривая, характеризующая прогностическую модель при пороге классификации 0,5.

Для оценки возможности прогнозирования риска летального исхода применялся метод логистической регрессии.

При пороге классификации 0,5 чувствительность модели - 78,4 %, специфичность - 81%, точность - 80%.

R-квадрат Макфаддена составил 0,318 (R²=0,318).

Площадь под кривой (AUC) 0,856.

Значимость модели составила <0,001 (p<0,001).

Уравнение регрессии

Z= -1,3650+0,0495×Х₁+0,8273×Х₂-0,1318×Х₃-0,0132×Х₄

где Х₁ - возраст;

Х₂ - степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки, причем Х₂ = 0 - КТ-0, 1 - КТ-1, 2 - КТ-2, 3 - КТ-3, 4 - КТ-4;

Х₃ - индекс ROX;

Х₄ - уровень тромбоцитов.

Расчет вероятности развития летального исхода

где Р - значение вероятности летального исхода;

e - константа, основание натурального логарифма (число Эйлера: 2,718);

Z - значение, полученное в уравнении регрессии.

Если P<0,5, то риск летального исхода пациента определяют, как низкий, а при P>0,5 риск летального исхода пациента определяют, как высокий.

Пример 1.

Пациентка 1, женщина, диагноз: коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV2 (COVID-19). Возраст 69 лет, степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки - КТ-1, индекс ROX - 26,9, уровень тромбоцитов - 196*10⁹/л.

Подставим значения в уравнение регрессии:

Z = -1,3650+0,0495×69+0,8273×1 - 0,1318×26,9-0,0132×190

Z = -3,17562

Вероятность развития летального исхода:

Р=0,24674, это меньше 0,5, что соответствует низкому риску летального исхода.

На фоне проводимого лечения была отмечена положительная динамика, пациентка была выписана. При наблюдении через месяц после выписки было отмечено, что реабилитация проходила благополучно.

Пример 2.

Пациент 2, мужчина, диагноз: коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV2 (COVID-19). Возраст 69 лет, степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки - КТ - 2, индекс ROX - 14,84, уровень тромбоцитов - 192*10⁹/л.

Вероятность смерти была рассчитана по формуле:

Z = -1,3650+0,0495×69+0,8273×2 - 0,1318×14,84-0,0132×192

Z = -0,785212

Вероятность развития летального исхода:

Р=0,56121, это больше 0,5, что соответствует высокому риску летального исхода.

При анализе истории болезни в течение последующих суток пациент был переведен в ОРИТ в связи с прогрессивным нарастанием дыхательной недостаточности, далее через 16 суток переведен на ИВЛ, впоследствии скончался, несмотря на всю проводимую терапию. Расчетный прогноз соответствует реальному исходу заболевания.

Список литературы:

1. World Health Organization. (2023, July 20). COVID-19 Weekly Epidemiological Update. Retrieved from https://www.who.int/publications/m/item/weekly-epidemiological-update-on-covid-19---20-july-2023.

2. Фомин В.В., Роюк В.В., Решетников В.А., Волкова О.С., Коршевер Н.Г., Козлов В.В. Анализ внутрибольничной летальности у пациентов с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) Клинического центра Сеченовского университета // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2023. - Т. 31. - №3. - C. 381-389. doi: 10.17816/PAVLOVJ569334.

3. Гуськова О.Н., Доминикан И.Е., Володько С.Н. Статистика смертности, госпитальной летальности и танатологический анализ летальных исходов у больных новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) в Тверской области // Верхневолжский медицинский журнал. 2021. Т. 20, № 4. С. 8-13.

4. Prompetchara E., Ketloy C., Palaga T. Immune responses in COVID-19 and potential vaccines: Lessons learned from SARS and MERS epidemic. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020;38(1):1-9. doi:10.12932/AP-200220-0772.

5. Serebrovska Z.O., Chong E.Y., Serebrovska T.V., et al. Hypoxia, HIF-1α, and COVID-19: from pathogenic factors to potential therapeutic targets // Acta pharmacologica Sinica. 2020; 41(12): 1539-1546. doi:10.1038/s41401-020-00554-8.

6. Любавин А. В., Котляров С. Н. Особенности течения острого коронарного синдрома у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19 // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2022. Т. 10, № 1. С. 101-112. https://doi.org/10.23888/HMJ2022101101-112.

7. Roca, O., Caralt, B., Messika, J., Samper, M., Sztrymf, B., Hernández, G., García-de-Acilu, M., Frat, J. P., Masclans, J. R., & Ricard, J. D. An Index Combining Respiratory Rate and Oxygenation to Predict Outcome of Nasal High-Flow Therapy // American journal of respiratory and critical care medicine. 2019 199(11), 1368-1376. doi:10.1164/rccm.201803-0589OC.

8. Кудрявцев Ю.С., Берегов М.М., Бердалин А.Б. и соавт. Сравнение основных шкал оценки тяжести поражения лёгких при COVID-19 по данным компьютерной томографии и оценка их прогностической ценности. Вестник рентгенологии и радиологии. 2021; 102(5): 296-303. https://doi.org/10.20862/0042-4676-2021-102-5-296-303.

9. Временные методические рекомендации: Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19), версия 10 от 08.02.2021. from: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/054/662/original/Временные_МР_COVID-19_%28v.10%29.PDF.

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической и лабораторной диагностике, интенсивной терапии. Определяют возраст пациента, степень поражения легочной ткани по данным компьютерной томографии органов грудной клетки, индекс ROX и уровень тромбоцитов. По оригинальной формуле определяют риск летального исхода (P). При получении P больше 0,5 прогнозируют высокий риск летального исхода. При получении P меньше 0,5 прогнозируют низкий риск летального исхода. Способ позволяет спрогнозировать риск летального исхода, используя рутинные данные анамнеза, показатели лабораторной и инструментальной диагностики, что в свою очередь дает возможность обследовать пациентов с различной степенью тяжести COVID-19 инфекции. 1 ил., 2 пр.

Способ прогнозирования риска летального исхода у пациентов с различной степенью тяжести COVID-19 инфекции, включающий определение при госпитализации возраста пациента, степени поражения легочной ткани по данным компьютерной томографии органов грудной клетки, индекса ROX и уровня тромбоцитов, с последующим расчетом вероятности летального исхода по формуле:

где Р - значение вероятности летального исхода;

e - число Эйлера, равное 2,718;

Z - значение, полученное в уравнении регрессии;

Z = -1,3650+0,0495×Х₁+0,8273×Х₂-0,1318×Х₃-0,0132×Х₄

где Х₁ - возраст;

Х₂ - степень поражения лёгких по данным компьютерной томографии органов грудной клетки, причем Х₂ = 0 - КТ-0, 1 - КТ-1, 2 - КТ-2, 3 - КТ-3, 4 - КТ-4;

Х₃ - индекс ROX;

Х₄ - уровень тромбоцитов,

при P меньше 0,5 прогнозируется низкий риск летального исхода, при P больше 0,5 прогнозируется высокий риск летального исхода.