vitjВрач и информационные технологииMedical Doctor and Information Technologies1811-01932413-5208Pirogov National Medical and Surgical Center10.25881/18110193_2024_2_68vitj-51Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHМатематическая модель для прогнозирования снижения расчетной скорости клубочковой фильтрации через 12 месяцев после паратиреоидэктомии у пациентов с первичным гиперпаратиреозомA mathematical model for predicting the decline in estimated glomerular filtration rate at 12 months after parathyroidectomy in patients with primary hyperparathyroidismЕлфимоваА. Р.ElfimovaA. R.ainetdinova.alina@endocrincentr.ruЕремкинаА. К.EremkinaA. K.

к.м.н.

PhD

eremkina.anna@endocrincentr.ruРеброваО. Ю.RebrovaO. Yu.

д.м.н.

DSc

o.yu.rebrova@gmail.comКовалеваЕ. В.KovalevaE. V.

к.м.н.

PhD

kovaleva.elena@endocrincentr.ruМокрышеваН. Г.MokryshevaN. G.

д.м.н., профессор, член-корр. РАН

DSc, professor, Corresponding Member of the RAS

mokrisheva.natalia@endocrincentr.ruГНЦ РФ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава РоссииРоссияEndocrinology Research CentreRussian FederationГНЦ РФ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РоссииРоссияEndocrinology Research Centre; Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «N.i. Pirogov Russian National Research Medical University» of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202402082024026881Copyright © Елфимова А.Р., Еремкина А.К., Реброва О.Ю., Ковалева Е.В., Мокрышева Н.Г., 20242024Елфимова А.Р., Еремкина А.К., Реброва О.Ю., Ковалева Е.В., Мокрышева Н.Г.Elfimova A.R., Eremkina A.K., Rebrova O.Y., Kovaleva E.V., Mokrysheva N.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vit-j.ru/jour/article/view/51

Актуальность. Первичный гиперпаратиреоз (ПГПТ) – эндокринное заболевание, характеризующееся избыточной продукцией паратгормона (ПТГ) и повышенным или верхненормальным уровнем кальция крови, обусловленного первичной патологией околощитовидных желез (ОЩЖ). «Классическим» осложнением ПГПТ является снижение фильтрационной функции почек. Паратиреоидэктомия (ПТЭ) снижает риски дальнейшего ухудшения фильтрационной функции, однако в ряде случаев этого не достигается.Цель. Разработать математическую модель для прогнозирования ухудшения расчетной скорости клубочковой фильтрации (рСКФ) через 12 месяцев после ПТЭ у пациентов с ПГПТ, выполнить её программную реализацию. Материалы и методы. Ретроспективное исследование включало 140 пациентов с ПГПТ, которым была проведена ПТЭ в 1993–2010 и 2018–2020 гг. в ГНЦ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России. Анализировались пол, возраст, показатели фосфорно-кальциевого, пуринового, липидного, углеводного обменов, наличие осложнений ПГПТ, прием терапии по поводу ПГПТ, гистологическое исследование удаленной ткани ОЩЖ, развитие послеоперационной гипокальциемии и транзиторного гипопаратиреоза, терапия послеоперационной гипокальциемии. Для построения математической модели использовали метод случайный лес.Результаты. Для прогнозирования снижения рСКФ построена модель, использующая 24 предиктора: пол, возраст, индекс массы тела, ПТГ, кальций ионизированный, щелочная фосфатаза, фосфор, мочевина, рСКФ, общий холестерин, диастолическое артериальное давление, SD(T-кр.)<-2,5/SD(Z-кр.)<-2,0, ХБП, длительность нефролитиаза, прием блокаторов рецепторов ангиотензина-II и ангиотензинпревращающего фермента, предоперационный прием колекальциферола и цинакальцета, гиперплазия/аденома ОЩЖ, послеоперационная гипокальциемия, доза альфакальцидола и препаратов кальция, послеоперационный прием колекальциферола. Полученная модель (http://194.87.111.169/cfr) прогнозирует снижение рСКФ у пациентов с ПГПТ после ПТЭ с вероятностью 56,8–86,3% и исключает с вероятностью 85,6–97,7%.Выводы. Разработана математическая модель для прогнозирования снижения рСКФ через 12 мес. после ПТЭ у пациентов с ПГПТ, общая точность которой составила 88%, 95% ДИ(79%; 93%). Модель программно реализована в виде калькулятора, который может использоваться в рутинной клинической практике

Background. Primary hyperparathyroidism (PHPT) is an endocrine disease characterized by excessive production of parathyroid hormone (PTH) and elevated or high-normal blood calcium levels caused by primary pathology of the parathyroid glands. The "classic" complication of PHPT is a decrease in the kidneys filtration function. Parathyroidectomy (PTE) reduces the risks of further deterioration in filtration function; however, in some cases, this is not achieved.Aim. To develop a mathematical model to predict the decline in estimated glomerular filtration rate (eGFR) 12 months after PTE in patients with PHPT, and implement it as a software.Methods. Retrospective study included 140 patients with PHPT who underwent PTE in 1993–2010 and 2018–2020 at the National Medical Research Center of Endocrinology. Analyzed variables included sex, age, indicators of calciumphosphorus, purine, lipid, and carbohydrate metabolism, presence of PHPT complications, treatment for PHPT, histological examination of removed parathyroid tissue, development of postoperative hypocalcemia and transient hypoparathyroidism, therapy for postoperative hypocalcemia. The random forest method was used to build the mathematical model.Results. To predict the decline in eGFR, a model using 24 predictors was built: sex, age, body mass index, PTH, ionized calcium, alkaline phosphatase, phosphorus, urea, eGFR, total cholesterol, diastolic blood pressure, SD(T-score)<-2.5/ SD(Z-score)<-2.0, CKD, duration of nephrolithiasis, use of angiotensin II receptor blockers and angiotensin-converting enzyme inhibitors, preoperative use of cholecalciferol and cinacalcet, parathyroid hyperplasia/adenoma, postoperative hypocalcemia, dose of alfacalcidol and calcium supplements, postoperative use of cholecalciferol. The resulting model (http://194.87.111.169/cfr) predicts a decline in eGFR in patients with PHPT after PTE with a probability of 56.8–86.3% and excludes – with a probability of 85.6–97.7%.Conclusion. A mathematical model to predict the decline in eGFR 12 months after PTE in patients with PHPT was developed, with an overall accuracy of 88%, 95% CI (79%; 93%). The model was implemented as a calculator that can be used in routine clinical practice

первичный гиперпаратиреозскорость клубочковой фильтрациипаратиреоидэктомиямоделированиеprimary hyperparathyroidismglomerular filtration rateparathyroidectomymodelingСтатья опубликована в рамках выполнения государственного задания «Оптимизация Российского электронного реестра пациентов с первичным гиперпаратиреозом» НИОКТР 121030100032-7 при финансовой поддержке Министерства здравоохранения Российской ФедерацииReferencesМокрышева Н.Г. Околощитовидные железы. – Медицинское информационное агентство, 2019.Mokrysheva N.G. Okoloshchitovidnye zhelezy. Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo, 2019 (In Russ.)Рубрикатор клинических рекомендаций. Первичный гиперпаратиреоз. Доступно по: http://cr.rosminzdrav.ru/schema/88_4.Rubrikator klinicheskih rekomendacij. Pervichnyj giperparatireoz. Available from: http://cr.rosminzdrav.ru/schema/88_4. (In Russ.)Мокрышева Н.Г., Рожинская Л.Я., Перетокина Е.В., и др. Анализ основных эпидемиологических характеристик первичного гиперпаратиреоза в России (по данным регистра) // Проблемы эндокринологии. – 2012. – Т.58. – №5. – С.16-20. (In Russ.)] doi: 10.14341/probl201258516-20.Mokrysheva NG, Rozhinskaia LI, Peretokina EV, et al. The results of analysis of the major epidemiological characteristics of primary hyperparathyroidism in Russia based on the registry data. Problems of Endocrinology. 2012; 58(5): 16-20. (In Russ.) doi: 10.14341/probl201258516-20.Walker MD, Nickolas T, Kepley A, et al. Predictors of renal function in primary hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2014; 99(5): 1885-92. doi: 10.1210/jc.2013-4192.Walker MD, Nickolas T, Kepley A, et al. Predictors of renal function in primary hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2014; 99(5): 1885-92. doi: 10.1210/jc.2013-4192.KDIGO 2020 Clinical Practice Guideline for Diabetes Management in Chronic Kidney Disease. Kidney int. 2020; 98(4S): S1-115. doi: 10.1016/j.kint.2020.06.019.KDIGO 2020 Clinical Practice Guideline for Diabetes Management in Chronic Kidney Disease. Kidney int. 2020; 98(4S): S1-115. doi: 10.1016/j.kint.2020.06.019.Levey AS, de Jong PE, Coresh J, et al. The definition, classification, and prognosis of chronic kidney disease: a KDIGO Controversies Conference report. Kidney int. 2011; 80(1): 17-28. doi: 10.1038/ki.2010.483.Levey AS, de Jong PE, Coresh J, et al. The definition, classification, and prognosis of chronic kidney disease: a KDIGO Controversies Conference report. Kidney int. 2011; 80(1): 17-28. doi: 10.1038/ki.2010.483.GBD CKD. Global, regional, and national burden of chronic kidney disease, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2020; 395(10225): 709-733. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30045-3.GBD CKD. Global, regional, and national burden of chronic kidney disease, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2020; 395(10225): 709-733. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30045-3.Рубрикатор клинических рекомендаций. Остеопороз. Доступно по: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/87_4.Rubrikator klinicheskih rekomendacij. Osteoporoz. Available from: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/87_4. (In Russ.)Nelson HD, Haney EM, Chou R, et al. Screening for Osteoporosis: Systematic Review to Update the 2002 US Preventive Services Task Force Recommendation. Rockville (MD): Agency for Healthcare Research and Quality (US); 2010 Jul. Report No.: 10-05145-EF-1.Nelson HD, Haney EM, Chou R, et al. Screening for Osteoporosis: Systematic Review to Update the 2002 US Preventive Services Task Force Recommendation. Rockville (MD): Agency for Healthcare Research and Quality (US); 2010 Jul. Report No.: 10-05145-EF-1.Bonnick S. Bone Densitometry in Clinical Practice. Humana Press; 2004.Bonnick S. Bone Densitometry in Clinical Practice. Humana Press; 2004.WHO Scientific Group Technical Report. Assessment of osteoporosis at the primary health-care level. Technical Report. 2007. Available from: https://frax.shef.ac.uk/FRAX/pdfs/WHO_Technical_Report.pdf.WHO Scientific Group Technical Report. Assessment of osteoporosis at the primary health-care level. Technical Report. 2007. Available from: https://frax.shef.ac.uk/FRAX/pdfs/WHO_Technical_Report.pdf.Рубрикатор клинических рекомендаций. Хроническая болезнь почек (ХБП). Доступно по: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/469_2.Rubrikator klinicheskih rekomendacij. Hronicheskaya bolezn' pochek (HBP). Available from: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/469_2. (In Russ.)Molnar C. Interpretable Machine Learning. A Guide for Making Black Box Models Explainable. 2023.Molnar C. Interpretable Machine Learning. A Guide for Making Black Box Models Explainable. 2023.Seibel MJ. Biochemical markers of bone turnover: part I: biochemistry and variability. Clin Biochem Rev. 2005; 26(4): 97-122.Seibel MJ. Biochemical markers of bone turnover: part I: biochemistry and variability. Clin Biochem Rev. 2005; 26(4): 97-122.Walker MD, Dempster DW, McMahon DJ, et al. Effect of renal function on skeletal health in primary hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2012; 97(5): 1501-7. doi: 10.1210/jc.2011-3072.Walker MD, Dempster DW, McMahon DJ, et al. Effect of renal function on skeletal health in primary hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2012; 97(5): 1501-7. doi: 10.1210/jc.2011-3072.Tassone F, Guarnieri A, Castellano E, et al. Parathyroidectomy Halts the Deterioration of Renal Function in Primary Hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2015; 100(8): 3069-73. doi: 10.1210/jc.2015-2132.Tassone F, Guarnieri A, Castellano E, et al. Parathyroidectomy Halts the Deterioration of Renal Function in Primary Hyperparathyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 2015; 100(8): 3069-73. doi: 10.1210/jc.2015-2132.Nair CG, Babu M, Jacob P, et al. Renal dysfunction in primary hyperparathyroidism; effect of Parathyroidectomy: A retrospective Cohort Study. Int J Surg. 2016; 36(Pt A): 383-7. doi: 10.1016/j.ijsu.2016.11.009.Nair CG, Babu M, Jacob P, et al. Renal dysfunction in primary hyperparathyroidism; effect of Parathyroidectomy: A retrospective Cohort Study. Int J Surg. 2016; 36(Pt A): 383-7. doi: 10.1016/j.ijsu.2016.11.009.Daumé H. A Course in Machine Learning. Self-published; 2015.Daumé H. A Course in Machine Learning. Self-published; 2015.Fallah F. Hierarchical Quadratic Random Forest Classifier. 2023. arXiv:2306.01893.Fallah F. Hierarchical Quadratic Random Forest Classifier. 2023. arXiv:2306.01893.Marco TR, Sameer S, Carlos G. Why Should I Trust You? Explaining the Predictions of Any Classifier. 2016. arXiv:1602.04938.Marco TR, Sameer S, Carlos G. Why Should I Trust You? Explaining the Predictions of Any Classifier. 2016. arXiv:1602.04938.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.