Математическая модель скорости ходьбы при неврологических заболеваниях. Часть 1.

При ознакомлении с медицинской статистикой возникает весьма противоречивое чувство. С одной стороны - многие математические модели объясняют 2-7% дисперсии (пример - генетические изменения при СДВГ), с другой стороны - вдруг всплывают корреляции 70-90% есть подозрения, что это нарисованное умеют же корректно посчитать!!!

Какие данные взяли?

Для построения модели взяли доступные данные. 2486 измерений. Измеряли время ходьбы на 10 метров, потом интегрировали дифференцировали умножали делили получили как-то скорость ходьбы в м/с. Далее построили модель по 40 показателям, среди которых возраст, пол, количество посещений, типы процедур, время процедур, клиническая симптоматика, и так далее.

Что получили?

Получили регрессионная модель характеризуется коэффициентом корреляции rxy = 0,504, что соответствует заметной тесноте связи по шкале Чеддока. Модель была статистически значимой (p < 0,001). Полученная модель объясняет 25,4% наблюдаемой дисперсии показателя "Скорость".

Сюрприз: модель работает только для мужчин. У женщин не более 1,6% дисперсии. Скорее всего, у женщин работают другие механизмы. Будем искать.

Формирование пола с точки зрения генетики, биохимии и физиологии
Лаборатория биомеханики25 апреля 2023
Мужчины VS женщины. Кто рациональнее?
Лаборатория биомеханики16 февраля 2022

Формула модели

Y = 1,133 - 0,004*X1 + 0,112*X2 + 0,161*X3 + 0,047*X4 - 0,041*X5 - 0,267*X6 - 0,065*X7 - 0,138*X8 + 0,005*X9 - 0,063*X10 + 0,175*X11 + 0,182*X12 - 0,198*X13 - 0,181*X14 + 0,033*X15 + 0,016*X16 - 0,003*X17 - 0,050*X18 + 0,042*X19 - 0,020*X20 + 0,004*X21 - 0,006*X22 + 0,007*X23 + 0,008*X24

где Y – величина показателя "Скорость".

Спойлер: если трудно читать, то листаем дальше, где "Выводы".

Можно обсудить результаты не читая здесь.

Составные части формулы

X1 – Возраст. При увеличении возраста на 1 год, скорость уменьшается на 0,004м/с (то есть на 4мм/секунду).

X2 – Наличие или отсутствие диагноза «ЦВБ, Хроническая ишемия головного мозга» (0 – да, 1 – нет), при отсутствии этого диагноза скорость ходьбы увеличивается на 0,112 м/с.

X3 – Показатель «Нет кортико-нуклеарной недостаточности (слева)» (0 – нет, 1 – да), при отсутствии неврологического дефицита VII и XII черепных нервов слева скорость ходьбы увеличивается на 0,161 м/с.

X4 – Показатель «Нет кортико-нуклеарной недостаточности (слева)» (0 – не указано, 1 – нет), при наличии неврологического дефицита слева скорость ходьбы в формуле увеличивается на 0,047 м/с. То есть разница между наличием и отсутствием дефицита неврологического дефицита составляет 0,114м/с. Обращает на себя внимание, что неврологический дефицит VII и XII черепных нервов справа никак не влиял на скорость ходьбы.

X5 – Показатель «Повышения тонуса нет (справа)» (0 – не указано, 1 – да), при изменении категории показателя "Повышения тонуса нет (справа)" на да. следует ожидать уменьшение показателя "Скорость" на 0,041

X6 – Показатель «Повышения тонуса нет (справа)» (0 – не указано, 1 – нет). При повышении мышечного тонуса скорость ходьбы уменьшается на 0,267 м/с.

X7 – Показатель «Повышения тонуса нет (слева)» (0 – не указано 1 – да), при изменении категории показателя на «да» скорость ходьбы уменьшается на 0,065 м/с. Это скорее всего связано с тем, что отсутствие/наличие повышенного тонуса с какой либо стороны отмечают у пациентов, у которых есть изменения тонуса с другой стороны. И если изменение тонуса с какой-либо стороны не отмечено, то скорее всего у пациента этого повышения тонуса нет.

X8 – Показатель «Повышения тонуса нет (слева)» (0 – не указано, 1 – нет), при повышении мышечного тонуса скорость ходьбы уменьшается на 0,138м/с. Обращает разная сила влияния повышения мышечного тонуса слева и справа. Повышенный мышечный тонус справа влияет более значимо на скорость ходьбы.

X9 – Показатель «Нет чувствительных нарушений (слева)» (0 – не указано, 1 – да), при отсутствии чувствительных нарушений слева скорость ходьбы увеличивается на 0,005 м/с.

X10 – Показатель «Нет чувствительных нарушений (слева)» (0 – не указано, 1 – нет), при наличии чувствительных нарушений слева скорость уменьшается на 0,063 м/с.

X11 – Показатель «Нет атаксии (справа)» (0 – не указано, 1 – да), при изменении категории показателя "Нет атаксии (справа)" на да. следует ожидать увеличение показателя "Скорость" на 0,175

X12 – Показатель «Нет атаксии (справа)» (0 – не указано, 1 – нет), при изменении категории показателя "Нет атаксии (справа)" на нет. следует ожидать увеличение показателя "Скорость" на 0,182

X13 – Показатель «Нет атаксии (слева)» (0 – не указано, 1 – да), при изменении категории показателя "Нет атаксии (слева)" на да. следует ожидать уменьшение показателя "Скорость" на 0,198

X14 – Показатель «Нет атаксии (слева)» (0 – не указано, 1 – нет), при изменении категории показателя "Нет атаксии (слева)" на нет. следует ожидать уменьшение показателя "Скорость" на 0,181,

X15 – Номер курса, при увеличении показателя номер курса на 1 скорость ходьбы увеличивается на 0,033 м/с. То есть результат лечения с помощью биологической обратной связью остаётся от курса к курсу.

X16 – Рабочий день курса, при увеличении показателя "Рабочий день курса" на 1. следует ожидать увеличение показателя "Скорость" на 0,016.

X17 – Рабочий день абсолютный, при увеличении показателя "Рабочий день абсолютный" на 1. следует ожидать уменьшение показателя "Скорость" на 0,003,

X18 – Количество сеансов в измерения скорости ходьбы внутри курса (не включает количество сеансов в других курсах), каждый сеанс БОС внутри курса увеличивает скорость ходьбы на 0,050 м/с.

X19 – Абсолютное количество сеансов БОС до измерения скорости ходьбы (включая количество сеансов в других курсах). Каждый сеанс увеличивает скорость ходьбы на 0,042 м/с.

X20 – Показатель количества сеансов на планшете в КУРСЕ ДО измерения скорости ходьбы. Каждое занятие на планшете внутри курса увеличивает скорость ходьбы на 0,020 м/с.

X21 – Абсолютное количество занятий на планшете (все занятия на планшете за время наблюдения, включая и другие курсы). Каждое из занятий увеличивает скорость ходьбы на 0,004 м/с.

X22 – Общее время всех сеансов БОС до измерения скорости ходьбы (то есть время всех занятий, включая предыдущие курсы). Каждые 100 секунд занятий на БОС увеличивает скорость ходьбы на 0,006 м/с.

X23 – Общее время всех сеансов БОС до измерения скорости внутри курса (не включает время занятий джойстиках в предыдущих курсах), при увеличении времени занятий на 100 секунд занятий на БОС скорость ходьбы увеличивается на 0,007 м/с (то есть на 7мм/с). Таким образом, эффект занятий БОС имеют накопительный характер.

X24 – Общее время всех планшетов до измерения скорости ходьбы внутри курса (не включает время занятий в предыдущих курсах), при увеличении показателя на каждые 100 секунд занятий на планшете скорость ходьбы увеличивается на 0,008м/с (то есть на 8мм/с).

При ознакомлении с медицинской статистикой возникает весьма противоречивое чувство.

Выводы

В целом, ожидаемо: наличие неврологической симптоматики в разной степени ухудшает скорость ходьбы, регулярные занятия скорость ходьбы улучшают. При этом есть улучшение скорости ходьбы после занятий на мелкую моторику (занятия на планшете).

Главный вопрос: почему модели ходьбы мужчин и женщин так сильно различаются? (Напоминаю, что данная математическая модель работает только на мужчинах - 25,4% дисперсии, у женщин - 1,6%).

Математическая модель скорости ходьбы при неврологических заболеваниях. Часть 2.
Лаборатория биомеханики17 июля 2023

Будем искать... Обсудить результаты можно здесь: https://t.me/biokibernetika