Xây dựng phương trình dự đoán đa biến giúp chẩn đoán phân biệt viêm màng não mủ và viêm màng não siêu vi

XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH DỰ ĐOÁN ĐA BIẾN GIÚP CHẨN ĐOÁN PHÂN BIỆT VIÊM MÀNG NÃO MỦ VÀ VIÊM MÀNG NÃO SIÊU VI Lê Văn Minh*, Nguyễn Trần Chính** TÓM TẮT Những bệnh nhân viêm màng não thông thường phải được nhập viện và được chỉ định kháng sinh phổ rộng trước khi có kết quả nuôi cấy, bởi vì phân biệt viêm màng não mủ (VMNM) và viêm màng não siêu vi (VMNSV) thường khó khăn. Mục tiêu: Xây dựng phương trình dự đoán đa biến đơn giản giúp chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV ở người lớn. Thiết kế nghiên cứu: Hồi cứu, phân tích. Kêt quả: Với thang điểm A: Chúng tôi xác định điểm ngưỡng tốt nhất để giúp chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV là 0. Khi thang điểm ≥ 0 khả năng dự đoán VMNM với độ nhạy, độ chuyên, giá trị tiên đoán dương, giá trị tiên đoán âm và diện tích dưới đường cong ROC là: 100%, 98,39%, of 98,51%, 100% và 0,998. Với thang điểm B Chúng tôi cũng xác định điểm ngưỡng tốt nhất để giúp chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV là 0. Khi thang điểm ≥ 0 khả năng dự đoán VMNM với độ nhạy, độ chuyên, giá trị tiên đoán dương, giá trị tiên đoán âm và diện tích dưới đường cong ROC là: 95,45%, 90,32%, 91,30%, 94,92% và 0,927. Kết luận: Cả hai thang điểm có điểm ngưỡng tốt nhất là 0. Hai thang điểm đơn giản và dễ dàng sử dụng. ABSTRACT DEVELOPMENT OF A MULTIVARIABLE PREDICTIVE MODEL TO DISTINGUISH BACTERIAL FROM VIRAL MENINGITIS Le Van Minh, Nguyen Tran Chinh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 13 - Supplement of No 1 - 2009: 419 - 423 The patients with meningitis are routinely admitted to the hospital and administered broad-spectrum antibiotics pending culture results because distinguishing bacterial meningitis (BM) from viral meningitis (VM) is often difficult. Objective: To develop a simple multivariable model to distinguish bacterial meningitis from viral meningitis in adults. Design: Retrospective, analysis study. Patients: 128 adults, including 66 with confirmed BM and 62 with VM. Results: With A scale: We have identified the best cut off for distinguishing bacterial meningitis from viral meningitis was 0. The A scale ≥ 0 predicted bacterial meningitis with the sensitivity, specificity, positive preditive value (PPV), negative predictive value (NPV) and receiver operating characteristic (ROC) curve were 100%, 98,39%, of 98,51%, 100% và 0,998. With B scale: We have also identified the best cut off for distinguishing bacterial meningitis from viral meningitis was 0. The B scale ≥ 0 predicted bacterial meningitis with the sensitivit y, specificity, PPV, NPV and ROC curve were 95,45%, 90,32%, 91,30%, * Bộ Môn Tâm Thần Kinh, ĐHYD Cần Thơ ** Bộ Môn Nhiễm, ĐHYD TP. HCM 94,92% và 0,927. Conclusions: The cut off of both scale was 0. Both the scale are simple and easy to use. ĐẶT VẤN ĐỀ Phân biệt VMNM với VMNSV trong giai đoạn sớm thường rất khó khăn. Điều này khiến cho một số bác sĩ có khuynh hướng điều trị kháng sinh đối với mọi trường hợp viêm màng não, dù chưa xác định được tác nhân là vi trùng. Các xét nghiệm chẩn đoán xác định VMNM thường được sử dụng là: cấy DNT tìm vi khuẩn gây bệnh, nhuộm gram hay tìm kháng nguyên hòa tan trong DNT. Những xét nghiệm này có độ chuyên cao nhưng độ nhạy thấp, đặc biệt là các trường hợp đã được điều trị kháng sinh trước đó(9,10,11,13). Bên cạnh những xét nghiệm này, còn có những xét nghiệm có thể gợi ý nguyên nhân VMN là do vi trùng hay siêu vi như công thức bạch cầu trong máu, CRP máu và DNT, công thức cùng số lượng bạch cầu trong DNT, lactate trong DNT, nồng độ protein và đường trong DNT. Tuy nhiên, độ nhạy và độ chuyên của từng chỉ số xét nghiệm riêng lẽ này không cao nên chúng chỉ có tính chất gợi ý chẩn đoán. Trước những thực tế này, đã có vài công trình nghiên cứu nhằm xây dựng mô hình chẩn đoán phân biệt giữa VMNM và VMNSV bằng cách xây dựng các chỉ số pABM (công thức dự đoán khả năng VMNM) hay các thang điểm. Các chỉ số pABM và các thang điểm có độ nhạy và độ chuyên khá cao để giúp chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV. Tuy nhiên, cách tính của các chỉ số pABM và các thang điểm này khá phức tạp, khó áp dụng trong thực tế lâm sàng. Với những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này nhằm xây dựng một mô hình chẩn đoán mới, đơn giản, phù hợp với các đặc điểm của người Việt Nam. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thiết kế nghiên cứu Hồi cứu, cắt ngang phân tích. Đối tượng nghiên cứu Những bệnh nhân ≥ 16 tuổi được chẩn đoán là VMNM và VMNSV tại Bệnh viện Bệnh nhiệt đới từ ngày 01/1/2002 đến ngày 31/12/2004 và có các tiêu chuẩn chọn bệnh sau: Tiêu chuẩn chọn vào nhóm VMNM Khi có đủ 2 tiêu chuẩn sau: 1. Lâm sàng có dấu hiệu gợi ý VMN. 2. Khi có ít nhất một trong các điều kiện sau(12) Cấy DNT có vi trùng mọc. Nhuộm gram DNT dương tính. Phản ứng latex tìm kháng nguyên hòa tan của vi khuẩn (+) cho N. meningitidis. ≥ 10 bạch cầu/mm3DNT và cấy máu (+) với H. influenzae type b, S. pneumoniae, N. meningitidis Tiêu chuẩn chọn vào nhóm VMNSV Khi bệnh nhân có đủ các tiêu chuẩn sau(2): 1. Lâm sàng có dấu hiệu gợi ý viêm màng não. 2. Bạch cầu trong DNT có ít nhất 7 tb/mm3. 3. Cận lâm sàng DNT không có bất kỳ tiêu chuẩn nào của nhóm bệnh VMNM. 4. Diễn tiến tự hồi phục không cần điều trị kháng sinh. Tiêu chuẩn loại ra Khi bệnh nhân có bệnh lý khác phối hợp làm thay đổi dịch não tủy như: viêm màng não do lao, nấm, chấn thương sọ não, hậu phẫu thần kinh, xuất huyết não màng não, nhiễm HIV. Chọc DNT chạm mạch hoặc bệnh nhân được phẫu thuật cắt lách hay dùng thuốc UCMD. Phân tích số liệu Bước 1: Phân tích đơn biến để chọn ra những biến nào có tầm quan trọng trong việc phân biệt VMNM với VMNSV để đưa vào bước tiếp theo. Bước 2: Phân tích hồi quy đa biến logistic. Đầu tiên chúng tôi thành lập được phương trình biểu hiện sự liên quan của các biến độc lập với biến phụ thuộc (VMNM và VMNSV) – đó là phương trình hồi quy logistic có dạng như sau: Y= b+ a1X1 + a2X2+ +aiXi (4) Sau đó, từ phương trình Y này, chúng tôi sẽ xây dựng nên một công thức tính điểm (thang điểm) để chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV. Bước 3: Aùp dụng thang điểm vừa được thành lập lên mẫu nghiên cứu. Từ đây chúng tôi xác định điểm ngưỡng nào là tối ưu nhất để chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Phân tích đơn biến Bảng 1: Tóm tắt kết quả phân tích đơn biến Biến VMNM VMNSV p Giới tính(nam %) 77,3 64,5 P > 0,05 Tuổi 42,8 ± 1,9 29 ± 1,7 P < 0,0001 Nhiệt độä(0C) 38,3 ± 0,2 38 ± 0,1 P < 0,05 Tam chứng màng não(%) 77,3 79 P > 0,05 Dấu hiệu LS nặng(%) 68,2 50 P < 0,05 Đường trong DNT (mg/dL) 29,27 ± 2,41 69,09 ± 3,12 P < 0,0001 Tỉ số đường DNT/đường máu 0,24 ± 0,02 0,59 ± 0,02 P < 0,0001 Protein trong DNT(mg/dL) 240,21 ± 16,04 62,76 ± 3,97 P < 0,0001 Lactate trong DNT(mmol/L) 10,33 ± 0,73 2,58 ± 0,12 P < 0,0001 Chlor trong DNT(mEq/L) 111,91 ± 1,35 114,57 ± 1,03 P > 0,05 BC trong DNT(tb/mm3) 2475 ± 522 112 ± 15 p < 0,0001 BC lymphocytes trong DNT(tb/mm3) 267 ± 39 192 ± 30 P > 0,05 BC neutrophils trong DNT(tb/mm3) 2220 ± 508 53 ± 11 p < 0,001 BC trong máu(x103 tb/mm3) 17,42 ± 0,95 11,64 ± 0,59 p < 0,0001 BC neutrophils trong máu(x103tb/mm3) 15,19 ± 0,90 8,66 ± 0,57 p < 0,0001 Trong bước phân tích đơn biến, có 11 biến có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm VMNM và VMNSV (bảng 1). Trong 11 biến này có ba cặp biến có giá trị trùng lập với nhau (bảng 2) nên chúng được so sánh để chọn ra biến nào có giá trị hơn để đưa vào bước phân tích tiếp theo. So sánh diện tích dưới đường cong ROC của một số cặp biến Bảng 2: So sánh các cặp biến về diện tích dưới đường cong ROC Biến Diện tích dưới đường cong Roc Đường trong DNT Tỉ số đường DNT/đường máu 0,919 0,929 BC neutrophils trong DNT BC trong DNT 0,880 0,907 BC trong máu BC neutrophils trong máu 0,737 0,782 Xác định ngưỡng chẩn đoán của biến định lượng Bảng 3: Xác định ngưỡng chẩn đoán của các biến định lượng Biến Ngưỡng Độ nhạy(%) Độ chuyên(%) ROC Tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4 81,82 93,55 0,877 Protein trong DNT(mg/dL) ≥ 120 80,30 96,77 0,885 Lactate trong DNT(mmol/L) ≥ 4 90,91 93,55 0,922 BC trong DNT(tb/mm3) ≥ 310 77,27 85,48 0,814 BC neutrophils trong máu (x103tb/mm3) ≥ 12 57,58 87,1 0,723 Phân tích hồi quy đa biến logistic Qua các bước phân tích trên, chúng tôi chọn ra được 8 biến có giá trị để đưa vào phân tích hồi quy đa biến logistic. Các biến đó là: tuổi, nhiệt độ, dấu hiệu lâm sàng nặng, tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4, protein trong DNT ≥ 120 mg/dL, bạch cầu trong DNT ≥ 310 tb/mm3, lactate trong DNT ≥ 4 mmol/L, bạch cầu neutrophils trong máu ≥ 12(x103tb/mm3). Do xét nghiệm lactate trong DNT không được phổ biến nhiều nên trong phần phân tích này chúng tôi đưa ra hai trường hợp. Một trường hợp có xét nghiệm lactate trong DNT, và một trường hợp không có xét nghiệm lactate trong DNT. Khi có xét nghiệm nồng độ lactate trong DNT Sau khi phân tích hồi quy đa biến logistic 8 biến nói trên, chúng tôi thành lập được phương trình hồi quy logistic có dạng như sau: Phương trình 3.(7) Y’ = -56,568 + 37,62(tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 37,652(BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) + 37,65(lactate trong DNT ≥ 4 mmol/L) + 19,609 (protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) Để đơn giản, ta chia cả hai vế của phương trình Y’ cho 19,609 và làm tròn số ta có phương trình mới như sau: Phương trình 3.(1) Y = Y’/19,609 = -3 + 2(tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 2(BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) + 2(lactate trong DNT ≥ 4 mmol/L) + 1(protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) Dựa vào phương trình hồi quy trên (phương trình 3.(1)), chúng tôi lập ra công thức tính điểm số như sau và đặt tên là thang điểm A: Thang điểm A: Điểm số = -3 + 2 (nếu tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 2 (nếu BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) + 2 (nếu lactate trong DNT ≥ 4 mmol/L) + 1 (nếu protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) Xác định ngưỡng thang điểm a Khi áp dụng thang điểm A lên dân số nghiên cứu. Chúng tôi xác định điểm ngưỡng tốt nhất phân biệt VMNM với VMNSV là ≥ 0. Khi đó, giá trị của thang điểm tại điểm ngưỡng này với độ nhạy, độ chuyên, giá trị tiên đoán dương, giá trị tiên đoán âm khi dự đoán khả năng VMNM là: 100%, 98,39%, 98,51%, 100%. Khi không có xét nghiệm nồng độ lactate trong DNT Kết quả từ phân tích hồi quy đa biến logistic, chúng tôi xây dựng được phương trình hồi quy logistic có dạng như sau: Phương trình 3. (2) G’ = -4,52 + 5(protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) + 4,43(tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 3,26(BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) Để đơn giản, ta nhân cả hai vế của phương trình G’ cho 0,8849 và làm tròn số. Khi đó, ta có phương trình mới như sau: Phương trình 3.(4) G = G’(0,8849) = -4 + 5(protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) + 4(tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 3(BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) Dựa vào phương trình hồi quy trên (phương trình 3.(4)), ta suy ra công thức tính điểm số như sau và đặt tên là thang điểm B: Thang điểm B: Điểm số = -4 + 5 (nếu protein trong DNT ≥ 120 mg/dL) + 4 (nếu tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4) + 3 (nếu BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3) Xác định ngưỡng của thang điểm B Khi áp dụng thang điểm B lên dân số nghiên cứu. Chúng tôi nhận thấy điểm ngưỡng tốt nhất phân biệt VMNM với VMNSV là ≥ 0. Khi đó, giá trị của thang điểm tại điểm ngưỡng này với độ nhạy, độ chuyên, giá trị tiên đoán dương, giá trị tiên đoán âm khi dự đoán khả năng VMNM là: 95,45%, 90,32%, 91,30%, 94,92%. So với các chỉ số pABM hay các thang điểm của các tác giả khác (bảng4), hai thang điểm chúng tôi có giá trị tương đương thậm chí tốt hơn dù chênh lệch này không nhiều (đối với thang điểm A). Hơn nữa, cách tính thang điểm của chúng tôi đơn giản và dễ nhớ hơn. Bảng4: Giá trị các chỉ số pABM hay thang điểm theo các tác giả Tác giả Độ nhạy Độ chuyên PPV NPV Phan Việt Hưng(1) 90,24% 98,9% 97,37% 95,54% Bonsu và cs (2) 98% 62% Hoen và cs (5) 97% 82% 85% 99% Leblebicioglu và cs (6) 100% 82% 90,5% 100% Nigrovic và cs(7) 100% 97% 69% Thang điểm A Thang điểm B 100% 95,45% 98,39% 90,32% 98,51% 91,30% 100% 94,92% So sánh hai thang điểm với các xét nghiệm khác về khả năng chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV Bảng5: Tóm tắt giá trị từng xét nghiệm Xét nghiệm Độ nhạy Độ chuyên PPV NPV ROC Thang điểm A Thang điểm B 100% 95,45% 98,39% 90,32% 98,51% 91,30% 100% 94,92% 0,998 0,927 Lactate trong DNT ≥ 4 mmol/L 90,91% 93,55% 93,75% 90,63% 0,922 Protein trong DNT ≥ 120 mg/dL 80,30% 96,77% 96,36% 82,19% 0,885 Tỉ số đường DNT/đường máu ≤ 0,4 81,82% 93,55% 93,10% 82,86% 0,877 BC trong DNT ≥ 310 tb/mm3 77,27% 85,48% 85,00% 77,94% 0,814 BC neutrophils trong máu ≥ 12x103 tb/mm3 57,58 % 87,1% 82,61% 65,85% 0,723 KẾT LUẬN 1. Dựa vào hai phương trình hồi quy logistic, chúng tôi xây dựng được hai thang điểm giúp chẩn đoán phân biệt VMNM với VMNSV. Chúng tôi gọi đó là thang điểm A và thang điểm B. 2. Ngưỡng tốt nhất để phân biệt VMNM với VMNSV của hai thang điểm là ≥ 0. 3. Hai thang điểm A và B đơn giản, dễ sử dụng và có giá trị hơn so với các chỉ số pABM hay thang điểm của các tác giả khác khi được sử dụng để chẩn đoán nguyên nhân của VMN do vi trùng hay siêu vi. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bonsu B K, Harper M B (2004). Differentiating acute bacterial meningitis from acute viral meningitis among children with cerebrospinal fluid pleocytosis: a multivariable regression model. Pediatr Infect Dis J, 23(6): 511-7. 2. Brivet F G, Ducuing S, Jacobs F, Chary I, Pompier R, Prat D, et al. (2005). Accuracy of clinical presentation for differentiating bacterial from viral meningitis in adults: a multivariate approach. Intensive Care Med, 31(12): 1654-60. 3. Dawson-Saunder B, Trapp RG (1994). Statistical Methods for Multiple Variebles, 2nd ed, Appleton & Lange, pp: 210 - 231. 4. Hoen B, Viel J F, Paquot C, Gerard A, Canton P (1995). Multivariate approach to differential diagnosis of acute meningitis. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 14(4): 267-74. 5. Leblebicioglu H, Esen S, Bedir A, Gunaydin M, Sanic A (1996). The validity of Spanos' and Hoen's models for differential diagnosis of meningitis. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 15(3): 252-4. 6. Nigrovic L E, Kuppermann N, Malley R (2002). Development and validation of a multivariable predictive model to distinguish bacterial from aseptic meningitis in children in the post-Haemophilus influenzae era. Pediatrics, 110(4): 712-9. 7. Phan Việt Hưng (2005). Giá trị của công thức tính xác xuất viêm màng não do vi trùng trong chẩn đoán phân biệt viêm màng não do vi trùng và do siêu vi ở trẻ em. Luận văn Thạc sĩ Y khoa. Đại học Y dược TP. Hồ Chí Minh. 8. Saunders BD, Trapp RG (1994). Evaluating diagnostic procedures. 2 ed, Basic and clinical biostatistics, ed. Vol. 39. New York, A Lange medical book, Applenton & Lange, pp: 229 - 244. 9. Seehusen D A, Reeves M M, Fomin D A (2003). Cerebrospinal fluid analysis. Am Fam Physician, 68(6): 1103-8. 10. Tunkel AR, Scheld W M (2005). Acute meningitis. 6th ed, Principles and Practice of Infectious Diseaes, ed. Vol. 1. New York, Churchill Livingstone Inc, 1083 - 1125. 11. Tunkel A R, Hartman B J, Kaplan S L, Kaufman B A, Roos K L, Scheld W M, et al. (2004). Practice guidelines for the management of bacterial meningitis. Clin Infect Dis, 39(9): 1267-84. 12. World_Health_Organization (2001). Comparison of 5 vs 10 days of ceftriaxone therapy for bacterial meningitis in children. WHO/CAH ID 98011, p. 19. 13. Wright J P, Ford H L (1995). Bacterial meningitis in developing countries. Trop Doct, 25(1), p. 5-8.