Разработка цифровой системы оценки психоэмоционального стресса, умственных и когнитивных способностей у лиц экстремального профиля служебной деятельности (медицинский персонал)

Процесс цифровизации работы медиков приобретает все большую значимость и постепенно от создания электронных вариантов документооборота приближается к более широкому внедрению математических методов в диагностику заболеваний и оценке эффективности лечения, которая основана не только на практическом опыте врача. В полной мере эта проблема коснулась синдрома профессионального выгорания (СПВ), поскольку, во-первых, он в основном встречается у медицинских работников, непосредственно контактирующих с пациентами [1—3], во-вторых, его этиопатогенетические характеристики весьма многогранны [4, 5], в-третьих, для лечения СПВ требуется применение комплекса лечебных процедур [6], потому что в случае лекарственной терапии полипрагмазия рано или поздно может привести к многочисленным побочным эффектам [7].

Определенной альтернативой фармацевтическим препаратам могут стать методы восстановительной медицины, в частности физиотерапия, многие факторы которой обладают антистрессорным потенциалом [8—10] (а хронический стресс является основой развития СПВ [11, 12]) и практически нет побочных эффектов. Дополнительным плюсом комбинированной физиотерапии является тот факт, что в этом случае зачастую наблюдается взаимопотенцирующее (супрааддитивное) лечебное влияние факторов различной физической природы и места их воздействия [13]. Однако научных исследований по разработке цифровой системы для повышения качества диагностики СПВ и оценке динамики его основных патогенетических характеристик в процессе курсового применения нескольких физиофакторов практически нет.

Не вызывает сомнений, что в основе такой цифровизации должна лежать комплексная математическая оценка как СПВ, так и динамики его проявлений в ходе лечения. Для этого необходимо применить методы статистического анализа, включая не только традиционную базовую оценку средних величин (или медиан), характера варьирования, но и корреляционный, регрессионный и дискриминантный анализ, причем как в параметрическом, так и в непараметрическом варианте.

Ранее нами была установлена высокая эффективность комбинированной физиотерапии у медицинских работников с СПВ. Методический арсенал этих исследований был достаточно высоким, и оценка антистрессорного потенциала терапии, умственных и когнитивных способностей медицинского персонала включала результаты многочисленных опросников и тестов, гормональных и метаболических показателей, параметров состояния системы перекисного окисления липидов и вегетативной нервной системы [14, 15]. Это означает, что метод априори был избыточным и финансово нагрузочным. Поэтому можно предположить, что статистический анализ позволит выделить основные параметры СПВ и его динамики при лечении, существенно сократив их количество.

Цель исследования — осуществить комплексное использование статистического анализа для создания цифровой модели СПВ и динамики его основных проявлений при применении комбинированной физиотерапии у медицинских работников.

Выполнено проспективное контролируемое рандомизированное исследование с параллельными группами. Дизайн исследования предусматривал сравнительный анализ состояния медицинских работников с СПВ и без него, а также двукратное обследование пациентов с СПВ: исходно (до начала коррекции) и непосредственно после завершения курса применения комбинированной физиотерапии. Исследование проведено на базе Научно-клинического центра 1 ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского». В исследование включено 25 медицинских работников (10 мужчин и 15 женщин) в возрасте от 30 до 65 лет (средний возраст 44,2±0,61 года), имеющих признаки профессионального выгорания различной степени выраженности, и 25 врачей и медсестер (9 мужчин и 16 женщин) в возрасте от 28 до 60 лет (средний возраст 42,5±0,57 года) без этого синдрома.

Критерии включения: подписанное информированное добровольное согласие; возраст 28—65 лет; для пациентов с СПВ диагностированные признаки профессионального выгорания (сумма баллов по опроснику MBI ≥50); стаж работы в медицинской организации не менее 3 лет; способность посещать все запланированные процедуры и визиты.

Критерии невключения: соматические заболевания в стадии декомпенсации; обострение хронических заболеваний; нейродегенеративные заболевания центральной нервной системы; тяжелые психические расстройства (шизофрения, биполярное аффективное расстройство в стадии обострения); острые воспалительные заболевания; лихорадка; наличие костных протезов; индивидуальная непереносимость физиотерапевтических методов; туберкулез, онкологические заболевания, аутоиммунные болезни, кожные заболевания (псориаз, экзема, атопический дерматит); ВИЧ-инфекция, вирусные гепатиты B и C; прием иммунодепрессантов или системных глюкокортикостероидов в течение последних 6 мес.

Критерии исключения: отказ пациента от продолжения участия; одновременное участие в других клинических исследованиях; возникновение нежелательных явлений, препятствующих продолжению терапии.

Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского» (Протокол №7 от 15.05.2025). Все участники подписали добровольное информированное согласие на участие, обработку персональных данных и публикацию результатов (в соответствии с ГОСТ Р 52379-2005).

Для оценки эффективности коррекции использовали следующий комплекс психометрических, гормональных, биохимических и инструментальных методик, направленных на углубленную оценку личностных изменений и других проявлений СПВ [15—19]:

— опросник профессионального выгорания MBI (Maslach Burnout Inventory) в русскоязычной адаптации [5] — для оценки по трем субшкалам: эмоциональное истощение, деперсонализация и редукция личных достижений, а также определен итоговый индекс выгорания;

— шкала депрессии, тревоги и стресса DASS-21 [16] — для оценки уровня негативных эмоциональных состояний;

— шкала психологического стресса PSM-25 [16] — для измерения выраженности стрессовых переживаний;

— личностный опросник «Большая пятерка» (BFI-2) [17] — для оценки пяти факторов личности (нейротизм, экстраверсия, открытость опыту, доброжелательность, добросовестность) с целью выявления динамики личностных черт под влиянием коррекции;

— методика диагностики копинг-стратегий (тест Э. Хайма) [19] — для анализа изменений в поведенческих, когнитивных и эмоциональных стратегиях преодоления стресса.

Дополнительно для оценки состояния вегетативной регуляции определяли показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР). Регистрацию проводили в покое в положении лежа в течение 5 мин с использованием комплекса Поли-Спектр-8/Е («Нейрософт», Россия) с последующим расчетом временных и частотных показателей (SDNN, RMSSD, HF, LF, LF/HF) в соответствии с рекомендациями Европейского кардиологического общества. Величину ВСР использовали как объективный индикатор адаптационных резервов организма и стрессоустойчивости.

Кроме того, анализировали биохимические и гормональные маркеры стресса: концентрацию в крови глюкозы и неэстерифицированных жирных кислот, инсулина и кортизола, а также показатели оксидативного стресса — малонового диальдегида и активности каталазы и супероксиддисмутазы. Расчетным образом определяли индекс оксидативного стресса [10].

Эффективность комбинированной физиотерапии оценивали по динамике всех перечисленных выше показателей, разносторонне характеризующих СПВ, которые определяли до и после окончания курсового воздействия. Алгоритм лечения был следующим.

Пациенты получали базовую коррекцию, включающую физические упражнения: ежедневные 30-минутные занятия лечебной гимнастикой (сочетание аэробных и силовых упражнений под контролем инструктора, 5 раз в неделю на протяжении всего курса, в среднем 3 нед), и психологическую коррекцию (групповые сеансы когнитивно-поведенческой терапии, направленные на формирование осознанности, эмоциональной регуляции и выработку адаптивных копинг-стратегий, 2 раза в неделю, всего 8 сеансов).

Базовую коррекцию дополняли преформированными физическими факторами. К ним относились:

— общая воздушная криотерапия (ОВКТ) на аппарате Ice Queen (ООО «Гранд-Крио», Россия) при температуре –150 °C, продолжительность процедуры 2 мин, 10 сеансов через день;

— общая магнитотерапия (ОМТ) на аппарате Магнитотурботрон (ООО НПФ «Реабилитационные технологии», Россия) с вращающимся импульсным магнитным полем (индукция 3 мТл), по 30 мин, 15 процедур (5 раз в неделю);

— гипокси-гиперокситерапия (ГГТ) на аппарате OXYTERRA (ООО «ОКСИТЕРРА», Россия) с чередованием гипоксической (O₂ 10—12%) и нормоксической фаз, по 4 цикла за процедуру, 12—14 сеансов;

— водородотерапия (ингаляции активной формой водорода) на аппарате SUISONIA («Suisonia Co., Ltd.», Япония) через носовую канюлю, по 90 мин ежедневно, 10 процедур.

Комплексное воздействие объединяло четыре физиотерапевтические методики в режиме чередования: в один день проводили ОВКТ+водородотерапию, на следующий — ОМТ+ГГТ, меняя пары через день. Общая продолжительность курса составляла 4 нед.

Статистический анализ выполнен с использованием пакетов программ Statistica 12.0 («TIBCO Software Inc.», США) и MedCalc v. 20.013 («MedCalc Software Ltd», Бельгия). Проверка нормальности распределения проводилась по критерию Шапиро—Уилка. Для внутригрупповых и межгрупповых сравнений применяли t-критерий Стьюдента. Корреляционный анализ выполняли с использованием коэффициента Пирсона и коэффициента бисериальной корреляции. Регрессионный и дискриминантный анализ проведен в параметрическом и непараметрическом вариантах. Кроме того, проанализированы ROC-кривые для выявления доли влияния каждого из предикторов эффективности комбинированной физиотерапии. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Известно, что СПВ характеризуется множественными патологическими реакциями, но основные из них в той или иной степени связаны с хроническим стрессом, который проявляется на различных уровнях в виде изменения психометрических характеристик человека, его когнитивных и умственных способностей, активацией гормональных и биохимических маркеров метаболического неблагополучия. Этот факт подтверждается выявленными нами достоверными изменениями 21 показателя, которые значительно отличаются от соответствующих значений у медицинских работников без признаков СПВ (табл. 1).

Таблица 1. Психометрическая, гормонально-биохимическая и инструментальная характеристика психоэмоционального стресса, умственных и когнитивных способностей у медицинских работников с синдромом профессионального выгорания и без него

При этом отметим, что если показатели, характеризующие стрессорные, когнитивные и умственные компоненты по тестам и опросникам, у пациентов с СПВ превышают такие же значения у практически здоровых медработников (т.е. без признаков СПВ) в 3—6 раз, то гормонально-биохимические и инструментальные маркеры стресса — только в 1,5—2 раза.

Однако следует обратить внимание на тот факт, что не у всех пациентов с СПВ различные параметры, характеризующие хронический стресс, встречались всегда. Так, из 25 медработников с этим синдромом безусловными лидерами были уровень кортизола в крови и индекс окислительного стресса, которые выявлены у 24 (96%) человек (табл. 2). Справедливости ради укажем, что для определения этих параметров требуются специальное диагностическое оборудование и реактивы. В то же время относительно простые параметры (тесты и опросники), которые позволяют оценить степень нарушения когнитивных и умственных способностей пациентов с СПВ, а также выраженность психологического стресса, лишь немного уступали в этом плане гормонально-биохимическим маркерам стресса (за исключением когнитивных копинг-стратегий), частота их выявления варьировала от 84 до 92%.

Таблица 2. Частота выявления маркеров синдрома профессионального выгорания у 25 медицинских работников

Примечание. СПВ — синдром профессионального выгорания.

Завершая описательную часть подготовки к созданию цифрового психоэмоционального портрета СПВ и оценке его валидности, мы провели специальный тест оценки взаимосвязи разных параметров с дихотомическим признаком (есть или нет у пациентов СПВ). Для этого применен алгоритм расчета коэффициента бисериальной корреляции.

Установлено, что, если не считать очень высокое значение этого коэффициента для итогового индекса тяжести СПВ (а это было вполне ожидаемо, поскольку диагноз СПВ устанавливали на основании этого признака), то более всего коррелировали три параметра, отражающие выраженность психологического стресса (PSM-25), оценку когнитивных функций (MoCA) и эмоционального интеллекта (табл. 3). Полагаем, что эти относительно простые показатели в большей степени, чем другие, могут лечь в основу цифрового портрета СПВ.

Таблица 3. Межгрупповая взаимосвязь параметров, характеризующих синдром профессионального выгорания, с его наличием или отсутствием

Примечание. Статистическая значимость коэффициентов корреляции: * — p<0,05; ** — p<0,01; *** — p<0,001. СПВ — синдром профессионального выгорания.

Для создания цифрового портрета СПВ с акцентом на психометрические характеристики стресса, умственные и когнитивные способности медицинских работников использован дискриминантный анализ с построением уравнения разграничительной функции, которая приобрела следующий вид:

Y=–45,88+0,52·X₁+0,73·X₂+0,59·X₃,

где X₁ — оценка психологического стресса (PSM-25); X₂ — оценка когнитивных функций по Монреальской шкале (MoCA); X₃ — оценка эмоционального интеллекта (тест Е.А. Сергиенко).

Адекватность и достоверность данного уравнения подтверждаются критериями: Wilk`s Lambla=0,1062647; F_(3,46)=128,9; p=0,00000.

Точность определения принадлежности пациента к группе здоровых составила 100%, к группе с СПВ — 96%.

Если материализовать это уравнение, то интегрально у пациентов без СПВ сумма составила 51,8±0,67 балла, тогда как у медицинских работников с этим синдромом — только 44,1±0,50 балла (p<0,001). Примечательно, что дискриминантный анализ позволил «определить» наличие СПВ у 24 пациентов из 25, т.е. в 96% случаев.

После курсового применения комбинированной физиотерапии у пациентов с СПВ отмечались статистически значимые изменения показателей всех трех психометрических тестов: на 59,6% снизилась выраженность психологического стресса, тогда как оценки когнитивной функции и эмоционального интеллекта увеличились соответственно на 80 и 163% (табл. 4).

Таблица 4. Эффективность применения комбинированной физиотерапии по динамике выраженности психоэмоционального стресса, нарушений умственных и когнитивных способностей у лиц с синдромом профессионального выгорания

Одновременно увеличилась сумма баллов, рассчитанная по уравнению разграничительной функции, с 44,1±0,50 до 48,2±0,57 (p<0,01). Особо отметим, что между снижением индекса профессионального выгорания и изменением психометрических характеристик фиксировалась высоко статистически значимая корреляционная зависимость, которая составила: для психологического стресса — r=+0,656; p<0,001, для когнитивных функций — r=–0,448; p<0,01, для эмоционального интеллекта — r=+0,570; p<0,01.

Полученные факты обусловливают вопрос о возможности использования указанных параметров в качестве предикторов эффективности комбинированной физиотерапии при лечении медицинских работников с СПВ. Проведение регрессионного анализа в его традиционном варианте (множественная линейная регрессия) выявило проблемы, связанные с неадекватностью уравнения в силу очень небольшой величины коэффициента детерминации (R²):

Уравнение множественной линейной регрессии:

Y=120,6–0,69·X₁–2,54·X₂+0,30·X₃,

где Y — динамика тяжести СПВ в процессе лечения; X₁ — оценка психологического стресса (PSM-25); X₂ — оценка когнитивных функций по Монреальской шкале (MoCA); X₃ — оценка эмоционального интеллекта (тест Е.А. Сергиенко). R²=0,2841.

В то же время применение логистической регрессии показало прекрасные результаты, подтвержденные достоверными значениями критерия и площадью кривой AUC, которая максимально приближалась к единице.

Уравнение множественной логистической регрессии:

Logit(p)=ln(p/(1–p))=29,5–0,35·X₁+0,31·X₂+0,09·X₃,

где Logit(p) — логарифм отношения шансов наступления события (увеличение эффективности лечения); p — вероятность увеличения эффективности лечения; X₁ — оценка психологического стресса (PSM-25); X₂ — оценка когнитивных функций по Монреальской шкале (MoCA); X₃ — оценка эмоционального интеллекта (тест Е.А. Сергиенко). χ²=20,498; p<0,0001, AUC=0,967.

Анализ ROC-кривых для каждого параметра логистической регрессии показал, что, несмотря на достоверность каждого из них, на роль ведущего предиктора однозначно претендует показатель «психологический стресс» по шкале PSM-25 (см. рисунок).

ROC-кривые предикторов эффективности воздействия комбинированной физиотерапии у пациентов с синдромом профессионального выгорания.

Таким образом, шансы пациентов с ПСВ попасть в группу с максимальной эффективностью комбинированной физиотерапии возрастают при менее выраженном психологическом стрессе на фоне минимальных отклонений когнитивных и умственных способностей.

В целом полученные результаты наглядно продемонстрировали целесообразность применения методов статистической математики для создания цифровой модели заболевания, в данном случае — синдрома профессионального выгорания. Несмотря на то что применены достаточно сложные статистические алгоритмы, их реализация практически не занимает существенного времени. Более того, они позволяют оптимизировать количество независимых переменных, которые в полной мере описывают основные патогенетические механизмы и на их основе позволяют с высокой степенью достоверности анализировать терапевтические эффекты. Нами исследовано более 20 показателей, характеризующих хронический стресс — одну из основных причин развития синдрома профессионального выгорания. Выяснилось, что, несмотря на определенную научную значимость такого подхода, в практическом плане он малопродуктивен в силу финансового обременения (высокая стоимость диагностического оборудования и реактивов) и объема трудозатрат. Применение ряда статистических процедур позволило выявить три психометрических показателя, изменение которых точно диагностирует стрессорную компоненту синдрома профессионального выгорания. Эти же показатели могут выступать в качестве предикторов эффективности комбинированной физиотерапии. Полагаем, что такая методология создания цифровой модели заболевания на основе сочетанного применения корреляционного, регрессионного и дискриминантного анализа имеет большие перспективы, особенно в медицинских учреждениях практического профиля.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Котенко К.В.

Сбор и обработка материала — Корчажкина Н.Б.

Статистический анализ данных — Фролков В.К.

Написание текста — Нагорнев С.Н.

Редактирование — Котенко К.В.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.