Программный калькулятор расчета конечного достигнутого роста и его SDS у пациентов с СТГ-дефицитом на основе математических моделей искусственных нейронных сетей

Программный калькулятор расчета конечного роста и его коэффициента стандартного отклонения у пациентов с дефицитом гормона роста российской популяции на основе математических моделей нейронных сетей.

Соматотропная недостаточность (СТГ-дефицит) – заболевание, вызванное нарушением синтеза, секреции, регуляции и биологического эффекта соматотропного гормона (СТГ). С 1985 г. общепризнанным средством для лечения низкорослости, обусловленной СТГ-дефицитом, является рекомбинантный гормон роста (рГР). Данная терапия является высокоэффективной, однако длительной и дорогостоящей.  Ответ на лечение у разных детей может значительно отличаться.

Прогнозирование эффективности терапии рГР у пациентов с СТГ-дефицитом позволяет осуществлять персонализированный подход лечению: рекомендовать тщательное соблюдение режима и дозировки препарата, оценивать эффективность терапии в различных группах пациентов, наглядно демонстрировать факторы, от которых зависит показатель конечного роста.

Сотрудниками Эндокринологического научного центра создана математическая модель прогнозирования конечного достигнутого роста (КДР)  и его коэффициента стандартного отклонения у детей с дефицитом гормона роста российской популяции. На основе этой модели разработан программный интернет калькулятор. В его создании принимали участие: А.Е. Гаврилова, Е.В. Нагаева, О.Ю. Реброва, Т.Ю. Ширяева, В.А. Петеркова, И.И. Дедов. В разработке программного калькулятора оказали поддержку компания StatSoft Russia и Фонд "КАФ".

Калькулятор создан с использованием данных 121 пациента, наблюдавшегося в Институте детской эндокринологии ФГБУ ЭНЦ в период с 1978 по 2016 гг. с диагнозом СТГ-дефицит и получавшего рГР от момента установки диагноза до достижения конечного роста. Он учитывает ауксологические особенности пациентов российской популяции и доступен для широкого использования.

Основными преимуществами этой модели по сравнению с предыдущими являются расширенные горизонты прогнозирования, точность и использование доступных в рутинной практике предикторов, что упрощает применение калькулятора клиницистами.

Разработанные модели искусственных нейронных сетей продемонстрировали высокую точность прогнозирования КДР (среднеквадратическая ошибка - 4,4 см, доля объясняемой дисперсии - 76%).  Точность при прогнозировании SDS КДР несколько ниже (среднеквадратическая ошибка - 0,601 SDS, доля объясняемой дисперсии - 42%). В перспективе исследование планируется использование более крупных баз данных для моделирования, что позволит улучшить качество прогнозирования эффективности терапии рГР.

Используемые клинико-лабораторные показатели:

• Пол (м/ж).
• Хронологический возраст (ХВ) на момент диагностики СТГ-дефицита (годы, с точностью до месяца. 1 месяц равен приблизительно 0,08 года).
• Пубертатный статус (допубертатный/пубертатный) определялся согласно классификации Таннера.
• Форма заболевания (ИДГР/МДГА) устанавливалась на основании лабораторных исследований: при изолированном дефиците СТГ пациенту устанавливался диагноз ИДГР, при дефиците двух и более гормонов аденогипофиза (ТТГ, АКТГ, пролактина, ЛГ, ФСГ) – диагноз МДГА.  
• Максимальный стимулированный уровень СТГ при проведении теста с клофелином и/или инсулином (нг/мл).
• Регулярность терапии рГР (РТ) (да/нет) оценивается путем опроса пациентов. Перерыв в лечении препаратами рГР суммарно не более 1 месяца в год оценивается как регулярная терапия, суммарно более 1 месяца – как нерегулярная.

Ауксологические показатели:

• SDS роста при рождении  - рассчитывается по формуле: SDS роста=(х–Х)/SD, где х - рост ребенка, Х – средний рост для данного хронологического возраста и пола, SD – стандартное отклонение роста для данного хронологического возраста и пола (при рождении для мальчиков Российской популяции SD = 2,02 см, Х=54,79 см, для девочек SD = 2,02 см, Х=53,71 см).
• SDS роста для хронологического возраста и пола на момент диагностики СТГ-дефицита: измерение длины тела проводится при помощи механического ростомера с точностью до 0,1 см. Степень отклонения роста пациента от среднего в популяции рассчитывается по формуле: SDS роста=(х–Х)/SD, где х - рост ребенка, Х – средний рост для данного хронологического возраста и пола, SD – стандартное отклонение роста для данного хронологического возраста и пола (нормы представлены на сайте ВОЗ http://www.who.int/childgrowth/standards/ru/) или с помощью приложения Auxology.
• SDS генетически прогнозируемого роста рассчитывается с использованием данных о росте родителей пациента с помощью приложения Auxology.
• Костный возраст пациента (КВ) на момент диагностики СТГ-дефицита (годы, с точностью до 6 месяцев). Оценка степени дифференцировки скелета («костного возраста») проводилась по методу Greulich&Pyle по рентгенограмме кистей рук с лучезапястными суставами.
• Отношение «костный возраст/хронологический возраст» (КВ/ХВ) на момент диагностики СТГ-дефицита был рассчитан математически.
• КДР (см) - конечный достигнутый рост.
• SDS КДР - коэффициент стандартного отклонения конечного достигнутого роста.