В Российской Федерации острые нарушения мозгового кровообращения являются одной из важнейшей медицинской и социальной проблемой [1, 2, 3]. Это обусловлено большой распространенностью, высокой смертностью и тяжелыми последствиями. В России происходит 400 – 450 тыс. новых случаев инсульта в год.
К одним из причин цереброваскулярных заболеваний относят факторы внешней среды, в том числе процессы, происходящие в атмосфере – метеорологические факторы, солнечная активность и климат в целом. Метеорологические и гелиомагнитные факторы могут оказывать негативное влияние на возникновение, течение и исходы цереброваскулярных заболеваний, в том числе на острое нарушение мозгового кровообращения [4, 5].
Цель исследования. Установить зависимость развития и исходов острых нарушений мозгового кровообращения от показателей солнечной активности.
Материалы и методы исследования
Солнечная активность – комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей. Солнечные пятна – это области на поверхности Солнца, которые темнее окружающей их фотосферы, так как в них сильное магнитное поле подавляет конвекцию плазмы и снижает ее температуру примерно на 2000 градусов.
Одним из самых распространенных показателей солнечной активности является число Вольфа. Число Вольфа («международное число солнечных пятен») – это числовой показатель количества солнечных пятен. Число Вольфа для данного дня вычисляется по формуле W=k(f+10g), где W число Вольфа, f – количество наблюдаемых пятен, g – количество групп наблюдаемых пятен, k – нормировочный коэффициент. Нормировочный коэффициент k выводится для каждого наблюдателя и телескопа, что позволяет совместно использовать числа Вольфа, найденные разными наблюдателями.
Методом анализа в данной работе является корреляционный анализ, позволяющий установить взаимосвязь между медицинскими показателями и солнечной активностью в форме чисел Вольфа.
Выполнен корреляционный анализ на различных временных сдвигах с оценкой значимости результатов.
В нашем исследовании проведено сравнение ряда ежемесячных чисел Вольфа со стандартными отчетными показателями деятельности неврологического отделения ПСО №2 ГУЗ ЦК МСЧ г. Ульяновск за период с 2011 г. по март 2014 г. Сравнивались такие показатели как: общее число госпитализированных больных с острым нарушением мозгового кровообращения, в том числе с ишемическим инсультом, и с геморрагическим инсультом; общее число умерших больных с инсультом, в том числе с геморрагическим и с ишемическим инсультами (в первые 24 часа, в первые 7 суток с момента развития заболевания); число больных с острым нарушением мозгового кровообращения, независимых в повседневной жизни к концу стационарного лечения (оценка по шкале Рэнкин не более 2 баллов).
Для проведения корреляционного анализа были выбраны все выше перечисленные медицинские показатели. Сама величина корреляции оценивалась по формуле Пирсона [6, 7]. Для анализа изменчивости коэффициентов корреляции между медицинскими показателями и рядом чисел Вольфа в зависимости от сдвига по времени между ними величина корреляционной функции оценивалась по формуле:
(1)
где i – номер временного отсчета, N – длина ряда, mi – значение медицинского показателя с номером ј, на момент времени i, Wi – значение числа Вольфа на момент времени i, τ – временной сдвиг, выраженный в числе временных отсчетов,
(2)
– средние значения соответствующих рядов. Для анализа значимости коэффициента корреляции на соответствующем сдвиге проводилось его сравнение с критическим значением коэффициента корреляции Кi(τ), вычисляемого на основе критерия Пирсона (1)
, (3)
где Тα – критическое значение распределения Стьюдента для уровня значимости α. Поскольку величина α при уровне значимости α =0,05 не сильно отличается от значения 2, то формула (3) приводится к соотношению
. (4)
Эта величина и определяла уровень значимости коэффициента корреляции на сдвиге τ, т.е. согласно нулевой гипотезе, значимыми признавались такие значения коэффициента корреляции, которые превышали критическое значение, вычисленное по формуле (4).
Результаты исследования и их обсуждение
По данным нашего исследования за период с января 2011г. по март 2014 г. в неврологическое отделение ПСО №2 ГУЗ ЦК МСЧ г. Ульяновска было госпитализировано 2688 больных с острым нарушением мозгового кровообращения. Из них с транзиторной ишемической атакой – 1253 больных, с ишемическим инсультом – 1222 человека, с геморрагическим инсультом – 213 пациентов. Соотношение ишемических инсультов к геморрагическим инсультам в данном стационаре составило 5,7:1.
За данный период времени в неврологическом отделении ПСО №2 ГУЗ ЦК МСЧ умерло 225 больных с инсультом, из них 79 человек – с геморрагическим и 146 пациентов – с ишемическим инсультом.
Число больных с ОНМК, независимых в повседневной жизни к концу стационарного лечения (оценка по шкале Рэнкин не более 2 баллов) – 448 человек.
Ряд ежемесячных значений чисел Вольфа за период с октября 2009г. по март 2014 г. представлен на рис. 1.
Рис. 1. Ряд чисел Вольфа с октября 2009 г. по март 2014 г.
График чисел Вольфа на рис. 1 приведен с более раннего момента времени, чем начало набора данных медицинских показателей. Это сделано для того, чтобы указать на то, что обнаруживающиеся в дальнейшем корреляционные связи между числами Вольфа и медицинскими показателями, по всей видимости, возникают в значимой области лишь во время достижения солнечной активности некоторого порогового уровня.
Как показал анализ корреляционных функций, четыре из медицинских показателей имеют значения на каких-то временных сдвигах, превышающие критические значения. На рис. 2. приведены графики изменчивости четырех основных параметров, для которых были выявлены корреляционные связи с рядом чисел Вольфа.
Рис. 2. Изменение медицинских показателей за период с января 2011г. по март 2014 г.
Для показателей: число госпитализированных больных с геморрагическим инсультом, число умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения, число госпитализированных больных с субарахноидальным кровоизлияние и внутримозговой гематомой, число умерших больных с ишемическим инсультом в первые 24 часа выявлена значимая корреляционная связь между ними и рядом чисел Вольфа на сдвигах около 6-7 месяцев. Наиболее важным является наличие корреляционной связи между параметром – число умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения (всего). Положительная корреляция на сдвиге 6 месяцев, а затем еще более значительная на сдвиге 12-14 месяцев, указывают на то, что процесс воздействия со стороны солнечных вспышек на сосудистую систему головного мозга развивается не в момент самой вспышки, а лишь спустя полгода – год. На нулевом сдвиге величина корреляции не значима, что как раз и подтверждает длительный характер воздействия.
Аналогичные выводы с некоторой коррекцией справедливы и для параметра – число умерших больных с ишемическим инсультом в первые 24 часа. Значимый максимум корреляционной функции для этого параметра так же приходится на сдвиг в 6 месяцев, но отсутствует на сдвигах 12-14 месяцев, как это имеет место для параметра – общее число умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения. При анализе параметра – число умерших больных с ишемическим инсультом, значимой корреляции не выявлено, хотя общий вид корреляционной функции похож.
Общий анализ всех корреляционных функций показывает, что, по всей видимости, основной вклад в корреляционную связь между общим числом умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения с числами Вольфа вносит корреляционная связь между числом умерших больных с ишемическим инсультом, причем в основном умерших в первые 24 часа.
Соотношение ишемических инсультов к геморрагическим инсультам в неврологическом отделении ПСО №2 ГУЗ ЦК МСЧ составило 5,7:1. Данные сопоставим с данными Регистров инсульта в различных городах России, где данное соотношение в среднем составляет 5:1.
Заключение
Выявлена значительная корреляционная связь между числом госпитализированных больных с геморрагическим инсультом, числом госпитализированных больных с субарахноидальным кровоизлиянием и внутримозговой гематомой, числом умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения, особенно с числом умерших больных с ишемическим инсультом в первые 24 часа от момента развития заболевания и солнечной активностью.
Представленные результаты получены в рамках выполнения Ульяновским государственным университетом государственного задания Минобрнауки России.