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

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.

Уже на заре применения рГР исследователи пытались найти маркеры и разработать математические модели индивидуального прогнозирования эффективности лечения СТГ-дефицита. Основными требованиями к этим моделям являются достаточная точность прогнозирования и удобство в применении. Основными недостатками разработанных ранее моделей являются ограниченные горизонты прогнозирования, недостаточная точность и необходимость использования специфических, не всегда доступных в рутинной практике предикторов, что делает их неудобными для применения клиницистами.

Нами была создана математическая модель для прогнозирования КДР и его SDS у детей с дефицитом гормона роста.

 Имея возможность прогнозирования эффективности терапии рГР у пациентов можно 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. 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.

Используемые клинико-лабораторные показатели:

  1. Пол (м/ж).
  2. Хронологический возраст (ХВ) на момент диагностики СТГ-дефицита (годы, с точностью до месяца. 1 месяц равен приблизительно 0,08 года).
  3. Пубертатный статус (допубертатный/пубертатный) определялся согласно классификации Таннера.
  4. 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.
  5. Максимальный стимулированный уровень СТГ при проведении теста с клофелином и/или инсулином (нг/мл).
  6. 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:

  1. 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).
  2. 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.
  3. SDS генетически прогнозируемого роста рассчитывается с использованием данных о росте родителей пациента с помощью приложения Auxology.
  4. 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.
  5. Отношение «костный возраст/хронологический возраст» (КВ/ХВ) на момент диагностики СТГ-дефицита был рассчитан математически.
  6. КДР (см) - конечный достигнутый рост.
  7. SDS КДР - коэффициент стандартного отклонения конечного достигнутого роста.

Данные модели искусственных нейронных сетей продемонстрировали высокую точность при прогнозировании КДР (среднеквадратическая ошибка - 4,4 см, доля объясняемой дисперсии - 76%) и более низкую точность при прогнозировании SDS КДР (среднеквадратическая ошибка - 0,601 SDS, доля объясняемой дисперсии - 42%).