Способ прогнозирования риска развития инфекции области хирургического вмешательства при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей в связи с диафизарными переломами
Владельцы патента RU 2682869:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии. У пациента до, во время и после операции оценивают 15 показателей с присвоением каждому из них балльной оценки. При сумме полученных баллов 14 и более прогнозируют низкий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей (МОС ДТК) в связи с их диафизарными переломами. При сумме баллов от (-14) до (+14) - средний риск. При сумме баллов (-14) и менее - высокий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при МОС ДТК. Способ позволяет упростить диагностику, сократить время ее выполнения, а также обеспечить возможность осуществления прогноза в отдаленные сроки - до года после операции. 5 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии и может использоваться для прогнозирования риска развития инфекции области хирургического вмешательства (ИОХВ) при металлоостеосинтезе (МОС) длинных трубчатых костей (ДТК) в связи с диафизарными переломами.
Известен способ прогнозирования риска развития ИОХВ как в раннем, так и в позднем периоде травматической болезни на основании локализации перелома и определения времени, прошедшего от травмы до проведения вмешательства [1]. По мнению авторов данного способа, максимальный риск развития ИОХВ отмечается при переломах большеберцовой кости (10,7%), а частота развития местных гнойных осложнений у пострадавших, оперированных на первой неделе после травмы, в 3 раза меньше, чем у перенесших МОС на второй неделе.
К недостаткам описанного способа относятся: ограниченная область применения (авторы сообщают только о закрытых переломах длинных трубчатых костей) и отсутствие сведений об апробации метода, т.е. проспективного исследования.
В статье Мироманова A.M. с соавторами [2] сообщается о способе прогнозирования ИОХВ при металлоостеосинтезе ДТК, заключающемся в определение генотипа - 589Т/Т гена IL-4 и генотипа - 308А/А гена TNFα, являющихся информативными показателями развития воспалительных осложнений.
К недостаткам этого способа относятся сложность и длительность его выполнения. К недостатку данного аналога следует также отнести его высокую стоимость, связанную с выполнением дорогостоящих клинико-лабораторных исследований, таких как выявление генотипов, а также клинические, биохимические и иммунологические анализы показателей красной и белой крови.
К прогностическим критериям риска развития ИОХВ при лечении переломов длинных трубчатых костей многие авторы относят возраст пострадавших (старше 60 лет), алиментарную белковую недостаточность, ожирение, сопутствующие заболевания (сахарный диабет, декомпенсированную патологию дыхательной и сердечнососудистой систем, наличие очагов дремлющей инфекции), локализацию перелома в дистальных отделах нижней конечности, время, прошедшее от момента перелома до операции [3, 4].
К недостаткам этих способов относится отсутствие информации о весомости каждого из прогностических факторов риска развития ИОХВ, выраженной в количественном эквиваленте. В большинстве своем описанные этими авторами критерии характеризуют либо общее состояние пострадавшего, либо организационные параметры, отражающие доступность оказания специализированной ортопедотравматологической помощи.
В качестве прототипа по наиболее близкой технической сущности нами выбран способ прогнозирования риска развития ИОХВ у пострадавших с диафизарными переломами ДТК при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей путем оценки в предоперационном периоде таких факторов риска, как повышенный, по сравнению с референсными значениями, уровень С-реактивного белка в плазме крови, интерлейкинов (ИЛ-6 и ИЛ-10) и уровня прокальцитонина в сыворотке крови, а также увеличение содержания среди субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови, CD3+CD4+ Т-клеток и достоверное снижение уровня общего иммуноглобулина Е (IgE) [5].
Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является сложность и длительность его выполнения, а также высокая стоимость способа, связанная с выполнением дорогостоящих клинико-лабораторных исследований, таких как определение уровня интерлейкинов (ИЛ-6 и ИЛ-10) и уровня прокальцитонина в плазме крови, а также определение субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови, CD3+CD4+ Т-клеток и уровня IgE, а также выполнение клинических, биохимических и иммунологических анализов для определения показателей красной и белой крови, что требует наличия высококвалифицированных специалистов. К недостатку способа прототипа следует также отнести невозможность осуществлять прогноз в отдаленные, то есть до года после операции, сроки.
Техническим результатом изобретения является упрощение проведения способа, сокращение времени его выполнения, снижение его стоимости, а также возможность осуществлять прогноз в отдаленные, то есть до года после операции, сроки.
Технический результат изобретения достигается тем, что оценивают 15 показателей с присвоением каждому из них балльной оценки: пол - мужской - (+2,2) балла, женский - (-2,2) балла; возраст - 18-29 лет - (+4,1) балла, 30-44 - 0 баллов, 45-59 - (+1,2) балла, 60-74 - (+0,3) балла, 75-89 - (-3,6) балла; данные о наличии сопутствующей патологии - сердечно-сосудистой системы: есть ишемическая болезнь сердца и гипертоническая болезнь (ИБС, ГБ) -(-5,4) балла, нет ИБС, ГБ - (+6,6) балла; пищеварительной системы: есть хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) - (-4,2) балла, нет хронических заболеваний ЖКТ - (+1,3) балла; эндокринной системы: сахарный диабет есть - (-4,3) балла, сахарного диабета нет - (+0,8) балла, выделительной системы: хронический пиелонефрит есть - (-10,1) балла хронического пиелонефрита нет - (+0,8) баллов; повышение уровня С-реактивного белка есть - (-5,7) балла, нет - (+1,9) балла; вид перелома - открытый - (-8,4 балла), закрытый - (+0,9) балла; локализация перелома: плечо - (+8,5) баллов балла, предплечье - (-0,5) балла, бедро - (-3,0) балла, голень - (-5,1) балла; тип перелома: поперечный - (+3,7) балла, винтообразный - (+2,0) балла, многооскольчатый - (-2,9) балла, вколоченный - (-4,0) балла; сезон проведения вмешательства: зима -(+2,8) балла, весна (- 6,1) балла, лето - (-1,9) балла, осень - (+4,6) балла; длительность периода предоперационной подготовки: до 1 дня - (+5,5) балла; 2-3 дня (-2,1) балла, 4-15 дней - (-3,5) балла, 16 и более - (-2,4) балла; риск анестезии: ASA 2 - (+5,0) балла ASA 3 - (-4,0) балла; вид металлоостеосинтеза: накостный - (+0,4) балла; интрамедуллярный - (-1,9) балла, внеочаговый - (+3,1) балла; очередность в операционной: I - (+2,9) балла, II - (+1,6) балла, III - (-0,1) балла; в нерабочее время - (-6,9) балла; длительность операции: до 1 часа - (+3,8) балла, от 1 до 2 часов - (+1,9) балла, свыше 2 часов - (-4,7) балла; объем интраоперационной кровопотери - до 0,5 л -(+2,8) балла, от 0,5 до 1 л - (-7,7) балла, свыше 1 л - (-7,9) балла; режим в послеоперационном периоде: постельный (I) - (-6,7) балла, активный (II-III) - (+3,9) балла, и при сумме 14 баллов и более прогнозируют низкий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей в связи с их диафизарными переломами, при сумме баллов от (-14) до (+14) -средний риск, а при сумме баллов (-14) и менее - высокий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при МОС ДТК.
Способ осуществляется следующим образом:
После проведения метал лоостеосинтеза ДТК у пациента оценивают прогностические показатели с присвоением каждому из них балльной оценки. При этом учитывают дооперационные, интраоперационные и послеоперационный критерии (табл.1-3).
При определении степени риска развития ИОХВ используют таблицу 4.
Отличительные существенные признаки изобретения и причинно-следственная связь между ними и достигаемым техническим результатом:
К отличительным существенным признакам изобретения относится оценка прогностических критериев, выявляемых как до оперативного вмешательства, так и во время, и после него. В дооперационном периоде, помимо общего критерия с прототипом (повышение уровня С-реактивного белка в плазме крови), дополнительно оценивают 9 прогностических критериев, а также в интраоперационном периоде - 4 и в послеоперационном периоде - 1 прогностический критерий с последующим присвоением каждому из 15 критериев балльной оценки. (Таблицы 1-3). При сумме 14 баллов и более прогнозируют низкий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при МОС ДТК, при сумме (-14)-(+14) - прогнозируют средний риск, а при сумме баллов -14 и менее - высокий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при МОС ДТК.
При построении программы прогноза применен метод последовательного анализа А. Вальда (1960). Основными преимуществами этого метода являются близость к алгоритму врачебного мышления, выполнение прогноза по комплексу ведущих признаков, возможность прогноза по неполному набору признаков. Согласно этому методу, при наличии А и Б состояний, характеризующихся одними и теми же признаками (симптомами), путем последовательного суммирования логарифмов (I) соотношений вероятности появления отдельных симптомов при состоянии А и вероятности их появления при состоянии Б, можно постепенно накопить информацию, позволяющую с заданной точностью дифференцировать эти состояния. Если за величину ошибки при диагностике состояния А принять d, а за величину ошибки при диагностике состояния Б - b, то при сумме логарифмов указанных соотношений, большей, чем In (I-d/b), с установленным уровнем надежности можно диагностировать состояние А, при сумме логарифмов меньшей, чем In (d/I-b), - состояние Б, при сумме логарифмов внутри указанного диапазона делается вывод о неопределенной оценке для заданного уровня надежности. Для удобства в расчетах показатели увеличиваются десятикратно.
В качестве примера приводим данные о распределении пациентов с учетом локализации перелома, как одного из факторов риска развития ИОХВ (таблица 5).
Как следует из данных таблицы 5, в группе с неосложненным течением послеоперационного периода пациентов с переломами плечевой кости было 39,6%, а среди больных с развившейся впоследствии ИОХВ случаев перелома плечевой кости - 17,1%, т.е. в 2,3 раза меньше. Обратная ситуация наблюдается при переломе костей голени. Среди пациентов с благоприятным послеоперационным периодом таких наблюдений было 24,3%, а среди больных с инфекционными осложнениями -40%.
При статистическом анализе определено, что число степеней свободы равно 3. Значение критерия X2 составляет 14,206. Критическое значение X2 при уровне значимости p<0.01 составляет 11,345. Связь между факторным и результативным признаками статистически значима при уровне значимости p<0.01. Таким образом, локализация перелома учитывалась при разработке математической модели прогноза ИОХВ. Подобным образом были отобраны и другие критерии прогноза развития местных инфекционных осложнений.
После формирования полного списка прогностических факторов осуществлялось вычисление индекса соотношения и коэффициента прогноза. Индекс соотношения представлял собой частное между частотой встречаемости признака в группе пациентов с благоприятным течением послеоперационного периода и частотой встречаемости его же среди больных с ИОХВ. Коэффициент прогноза представлял собой натуральный логарифм (In) индекса соотношения, увеличенный для удобства подсчетов в 10 раз. В результате коэффициент прогноза при переломе плечевой кости составил «+8,5», при переломах костей предплечья «-0,5», бедренной кости «-3,0», костей голени «-5,1». Это позволило сделать вывод о степени повышения риска развития ИОХВ при локализации перелома в нижней конечности.
Пример расчета коэффициента прогноза (КП1) при переломе плечевой кости: КП1=In(39,6:17,1)×10=8,5
Пример расчета коэффициента прогноза (ИП2) при переломе костей предплечья: КП2=In(19,4:20)×10=-0,5
Пример расчета коэффициента прогноза (ИП3) при переломе бедра: КП3=In(16,7:22,9)×10=-3,0
Пример расчета коэффициента прогноза (ИП4) при переломе костей голени: КП4=In(24,3:40)×10=-5,1
Подобным же образом определены коэффициенты прогноза для всех остальных факторов риска развития ИОХВ при металлоостеосинтезе ДТК.
Приводим примеры из клинической практики:
Пример 1. Больной Б.,
Оценка 10-ти дооперационных прогностических критериев: Мужчина (+2,2 балла). 34 года (0 баллов). Госпитализирован в клинику травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО СЗГМУ им. И.И.Мечникова 05.11.2015 г. - осень (+4,6 балла) С диагнозом: «Закрытый (+0,9 балла) поперечный (+3,7 балла) перелом правой большеберцовой (-5,1 балла) кости». Рентгенограмма представлена на Фиг. 1.
Сопутствующая патология сердечно-сосудистой системы нет (+6,6 балла), мочевыделительной системы нет (+0,8 балла), пищеварительной системы нет (+1,3 балла), эндокринной системы нет (+0,8 балла). Показатели С-реактивного белка в норме (+1,9 балла). Риск анестезии по ASA-2 - (+5,0 баллов). Оперирован в день поступления (+5,5 балла). Сумма баллов 10-ти дооперационных прогностических критериев составила (+28,2 балла).
Оценка 4-х интраоперационных прогностических критериев: Продолжительность операции составила 1 ч. 30 мин. - (+1,9 балла). Кровопотеря во время операции - 900 мл - (-7,7 балла). Интраоперационно общих и местных осложнений не было. Объем вмешательства - интрамедуллярный металлоостеосинтез - (-1,9 балла). Оперирован в нерабочее время (-6,9 балла). Рентгенограммы больного после операции представлены на Фиг. 2.
Сумма баллов 4-х интраоперационных прогностических критериев составила (-14,6).
Оценка послеоперационного прогностического критерия:
В раннем послеоперационном периоде передвигался самостоятельно, с помощью костылей, II режим - (+3,9 балла).
Сумма по всем 15 критериям [28.2+(-14,6)+3,9] составила 17,5 балла. Прогноз благоприятный. Низкий риск развития инфекции области хирургического вмешательства.
Послеоперационый период проходил без особенностей. Металлоконструкция удалена через 6 мес.(Фиг. 3). Консультирован амбулаторно через 3, 6 и 12 мес. ИОХВ не выявлено. Прогноз оправдался.
Пример 2. Больной С.,
Оценка 10-ти дооперационных прогностических критериев:
Мужчина (+2,2 балла). 56 лет (+0,3 балла). Госпитализирован в клинику травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО СЗГМУ им. И.И.Мечникова 16.12.2015 г. - зима (+2,8 балла) С диагнозом: «Закрытый (+0,9 балла) поперечный (+3,7 балла) перелом правых большеберцовой и малоберцовой костей (-5,1 балла)». Рентгенограмма представлена на Фиг. 4.
Сопутствующая патология сердечно-сосудистой системы: ИБС, ГБ II ст. (-5,4 балла), мочевыделительной системы нет (+0,8 балла), пищеварительной системы нет (+1,3 балла), эндокринной системы: сахарный диабет II типа (-4,3 балла). Показатели С-реактивного белка в норме (+1,9 балла). Риск анестезии по ASA-3 - (-4,0 балла). Оперирован на 2-е сутки после поступления (-2,1 балла). Сумма баллов 10-ти дооперационных прогностических критериев составила (-7,0) баллов.
Оценка 4-х интраоперационных прогностических критериев: Продолжительность операции составила 2 ч. 30 мин. - (-4,7 балла). Кровопотеря во время операции - 700 мл - (-7,7 балла). Интраоперационно общих и местных осложнений не было. Объем вмешательства - накостный металл оостеосинтез пластиной с винтами - (+0,4 балла). Оперирован в рабочее время во вторую очередь (+1,6 балла). Рентгенограммы больного после операции представлены на Фиг. 5.
Сумма баллов 4-х интраоперационных прогностических критериев составила (-10,4).
Оценка послеоперационного прогностического критерия:
В раннем послеоперационном периоде передвигался самостоятельно, с помощью костылей, II режим - (+3,9 балла).
Сумма по всем 15 критериям [(-7,0)+(-10,4)+(+3,9+] составила (-13,5) балла. Прогноз неблагоприятный. Высокий риск развития инфекции области хирургического вмешательства.
На 14-е сутки послеоперационного периода у пациента появились признаки развития глубокой ИОХВ: во время перевязки из зоны разреза появилось серозно-геморрагическое отделяемое. Края раны разведены. Эвакуировано около 20 мл мутной жидкости. Бактериологическое исследование выявило рост MSSA. Прогноз оправдался.
Проводилось комплексное лечение: антибиотикотерапия, симптоматическое лечение, инфузионная терапия. 18.01.2016 - операция: санация и дренирование очага инфекции. Удаление металлоконструкции (Фиг. 6). Рана заживала вторичным натяжением. Последующий послеоперационый период проходил без особенностей. Общий койко-день - 45 суток. Консультирован амбулаторно через 3, 6 и 12 мес. ИОХВ не выявлено.
Представленные клинические примеры демонстрируют правильность выбора прогностических критериев.
Общее кол-во обследованных пациентов - 179. При апробации заявляемого способа было спрогнозировано 32 наблюдения ИОХВ, точность прогноза составила 91,4%, так как ИОХВ развилась в 35 случаях.
Таким образом, заявляемый способ, по сравнению со способом прототипом, упрощает проведение способа, снижает его стоимость и сокращает время его выполнения, благодаря отсутствию необходимости выполнения дорогостоящих клинико-лабораторных исследований. Преимуществом способа является также возможность ИОХВ прогнозирования у пострадавших с диафизарными переломами ДТК после проведения МОС не только в ближайшем послеоперационном периоде, но и в отдаленном, то есть в течение года после операции. Необходимо при этом отметить, что заявляемый способ обладает высокой точностью прогноза.
Список литературы:
1. Писарев, В.В. Частота и характер осложнений в зависимости от сроков оперативного вмешательства при металлоостеосинтезе закрытых переломов длинных трубчатых костей / В.В. Писарев, С.Е. Львов, Ю.А. Ошурков и др. // Вестн. Ивановской мед. академии. - 2009. - Т. 14, Прил. - С. 70.
2. Мироманов, A.M. Персонализированные аспекты развития воспалительных осложнений при переломах костей конечностей / A.M. Мироманов, М.В. Трубицын, О.Б.Миронова, Н.А. Мироманова // Политравма. - 2017. - №2. - С. 37-41.
3. Nahm, N.J. Use of two grading systems in determining risks associated with timing of fracture fixation / N.J. Nahm, T.A. Moore, H.A. Vallier // J. Trauma Acute Care Surg. - 2014. - Vol. 77, №2. - P. 268-279.
4. Kempegowda, H. Obesity is associated with high perioperative complications among surgically treated intertrochanteric fracture of the femur / H. Kempegowda, R. Richard, A. Borade et al. // J. Orthop. Trauma - v 2017. - Vol. 31, №7. - P. 352-357.
5. Деркачев, B.C. Иммунологические предикторы ранних послеоперационных гнойно-воспалительных осложнений у пациентов с переломами длинных трубчатых костей / В.С. Деркачев, С.А. Алексеев, Ж.А. Ибрагимова, М.П. Потапнев, В.Н. Бордаков, А.В. Гончарик, С.Е. Семерихина, Л.В. Картун // Новости хирургии. - 2016. - Т. 24., №6. - С. 561-567. doi: 10.18484/2305-0047.2016.6.561.
Способ прогнозирования риска развития инфекции области хирургического вмешательства при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей в связи с диафизарными переломами, включающий оценку в дооперационном периоде повышения уровня С-реактивного белка в плазме крови, отличающийся тем, что у пациента дополнительно оценивают 14 показателей с присвоением каждому из 15 показателей балльной оценки, в дооперационном периоде: пол - мужской - (2,2) балла, женский - (-2,2) балла; возраст - 18-29 лет - (4,1) балла, 30-44 - 0 баллов, 45-59 - (1,2) балла, 60-74 - (0,3) балла, 75-89 - (-3,6) балла; данные о наличии сопутствующей патологии - сердечно-сосудистой системы: есть ишемическая болезнь сердца и гипертоническая болезнь (ИБС, ГБ) - (-5,4) балла, нет ИБС, ГБ - 6,6 балла; пищеварительной системы: есть хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) - (-4,2) балла, нет хронических заболеваний ЖКТ - 1,3 балла; эндокринной системы: сахарный диабет есть - (-4,3) балла, сахарного диабета нет - 0,8 баллов балла, выделительной системы: хронический пиелонефрит есть - (-10,1) балла, хронического пиелонефрита нет - 0,8 баллов; повышение уровня С-реактивного белка есть - (-5,7) балла, нет - 1,9 балла; вид перелома - открытый - (-8,4 балла), закрытый - 0,9 балла; локализация перелома: плечо - 8,5 баллов балла, предплечье - (-0,5) балла, бедро - (-3,0) балла, голень - (-5,1) балла; тип перелома: поперечный - 3,7 балла, винтообразный - 2,0 балла, многооскольчатый - (-2,9) балла, вколоченный - (-4,0) балла; сезон проведения вмешательства: зима - 2,8 балла, весна (-6,1) балла, лето - (-1,9) балла, осень - 4,6 балла; длительность периода предоперационной подготовки: до 1 дня - 5,5 балла; 2-3 дня - (-2,1) балла, 4-15 дней - (-3,5) балла, 16 и более - (-2,4) балла; риск анестезии: ASA 2 - 5,0 балла ASA 3 - (-4,0) балла; в интраоперационном периоде: вид металлоостеосинтеза: накостный - 0,4 балла; интрамедуллярный - (-1,9) балла, внеочаговый - 3,1 балла; очередность в операционной: I - 2,9 балла, II - 1,6 балла, III - (-0,1) балла; в нерабочее время - (-6,9) балла; длительность операции: до 1 часа - 3,8 балла, от 1 до 2 часов - 1,9 балла, свыше 2 часов - (-4,7) балла; объем интраоперационной кровопотери - до 0,5 л - 2,8 балла, от 0,5 до 1 л - (-7,7) балла, свыше 1 л - (-7,9) балла; в послеоперационном периоде: режим в послеоперационном периоде: постельный (I) - (-6,7) балла, активный (II-III) - 3,9 балла, и при сумме 14 баллов и более прогнозируют низкий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при металлоостеосинтезе длинных трубчатых костей в связи с их диафизарными переломами, при сумме баллов от -14 до +14 - средний риск, а при сумме баллов (-14) и менее - высокий риск развития инфекции области хирургического вмешательства при МОС ДТК.
