Введение

Измеренные значения, которые считаются относительно нормальными для конкретного медицинского анализа. В медицине и смежных областях здравоохранения эталонный диапазон или эталонный интервал – это диапазон или интервал значений, которые признаются нормальными для физиологического измерения у здоровых людей (например, концентрация креатинина в крови или парциальное давление кислорода). Он служит основой для сравнения, позволяющей врачу или другому медицинскому работнику интерпретировать результаты анализов конкретного пациента. Важными эталонными диапазонами в медицине являются эталонные диапазоны для анализов крови и эталонные диапазоны для анализов мочи. Стандартное определение эталонного диапазона (обычно используемое, если не указано иное) основано на наиболее часто встречающихся значениях в эталонной группе, отобранной из общей популяции. Это общий эталонный диапазон. Однако существуют также оптимальные диапазоны для здоровья (диапазоны, которые, по-видимому, оказывают наиболее благоприятное воздействие на здоровье) и диапазоны для определенных состояний или ситуаций (например, эталонные диапазоны уровня гормонов при беременности). Значения, находящиеся в пределах эталонного диапазона (WRR), соответствуют нормальным значениям (WNL). Границы этого диапазона называются верхним пределом эталонного диапазона (URL) или верхним пределом нормы (ULN) и нижним пределом эталонного диапазона (LRL) или нижним пределом нормы (LLN). В публикациях, связанных со здравоохранением, в руководствах по стилю иногда предпочтительно использовать слово «эталонный», а не «нормальный», чтобы избежать смешения нетехнического значения слова «нормальный» с его статистическим значением. Значения, выходящие за пределы эталонного диапазона, не обязательно свидетельствуют о патологии и не обязательно являются аномальными в каком-либо смысле, кроме статистического. Тем не менее, они указывают на вероятное наличие патологического процесса. Иногда причина этого очевидна, в других случаях требуется тщательная дифференциальная диагностика для определения проблемы и, следовательно, выбора метода лечения. Пороговое значение или предел – это граница, используемая для бинарной классификации, в основном для разделения нормального и патологического (или вероятного патологического) состояния. Методы установления пороговых значений включают использование верхней или нижней границы эталонного диапазона.

Стандартное определение

Стандартное определение референсного диапазона для конкретного измерения определяется как интервал, в пределах которого находятся 95% значений референсной популяции, таким образом, что в 2,5% случаев значение будет ниже нижней границы этого интервала, а в 2,5% случаев – выше верхней границы, независимо от распределения этих значений. Референсные диапазоны, определяемые таким образом, иногда называют стандартными диапазонами. Поскольку диапазон – это определенная статистическая величина (Range (statistics)), описывающая интервал между минимальным и максимальным значениями, многие, включая Международную федерацию клинической химии, предпочитают использовать термин «референсный интервал» вместо «референсный диапазон». В отношении целевой популяции, если не указано иное, стандартный референсный диапазон обычно относится к значениям, полученным у здоровых людей или лиц без каких-либо известных состояний, которые непосредственно влияют на устанавливаемые диапазоны. Эти диапазоны также устанавливаются на основе референсных групп, состоящих из здоровых людей, и иногда называются нормальными диапазонами или нормальными значениями (а иногда – «обычными» диапазонами/значениями). Однако использование термина «нормальный» может быть нецелесообразным, поскольку не все, кто находится за пределами интервала, являются ненормальными, и люди с определенным заболеванием могут все равно попадать в этот интервал. Тем не менее, референсные диапазоны могут быть установлены на основе выборки из всей популяции, как с заболеваниями и состояниями, так и без них. В некоторых случаях в качестве популяции рассматриваются пациенты с заболеваниями, что позволяет установить референсные диапазоны для лиц, страдающих конкретным заболеванием или состоянием. В идеале, для каждой подгруппы населения, имеющей факторы, влияющие на результаты измерения, должны быть определены отдельные референсные диапазоны, например, отдельные диапазоны для каждого пола, возрастной группы, расы или любого другого общего определяющего фактора.

Методы установления

Методы установления референсных интервалов могут основываться на предположении о нормальном или логнормальном распределении, либо непосредственно на процентилях, как подробно описано в последующих разделах. При установлении референсных интервалов для билатеральных органов (например, зрения или слуха) можно использовать результаты, полученные у одного и того же человека для обоих органов, однако необходимо учитывать внутриличностную корреляцию.

Лог-нормальное распределение

В действительности, биологические параметры, как правило, имеют логнормальное распределение, а не нормальное или гауссово распределение. Объяснение этого логнормального распределения для биологических параметров заключается в том, что вероятность того, что значение выборки будет вдвое меньше среднего или медианы, почти равна вероятности того, что значение выборки будет вдвое больше среднего или медианы. Кроме того, только логнормальное распределение может учитывать невозможность того, что большинство биологических параметров могут принимать отрицательные значения (по крайней мере, при измерении в абсолютных единицах). Это приводит к тому, что верхняя граница для экстремальных значений не определена, но значения не могут быть меньше нуля, что обуславливает положительную асимметрию. Как показано на диаграмме справа, этот эффект относительно невелик, если стандартное отклонение (по сравнению со средним) невелико, поскольку в этом случае логнормальное распределение приближается к нормальному. Таким образом, для удобства нормальное распределение может быть более подходящим при небольших стандартных отклонениях, а логнормальное – при больших. В логнормальном распределении геометрическое стандартное отклонение и геометрическое среднее точнее оценивают 95%-й интервал прогнозирования, чем их арифметические аналоги.

Из логарифмизированных значений выборки

Метод оценки референсного интервала для параметра с логнормальным распределением заключается в логарифмировании всех измерений по произвольному основанию (например, e), вычислении среднего и стандартного отклонения этих логарифмов, определении логарифмов, находящихся (для 95% предсказательного интервала) на 1,96 стандартных отклонений ниже и выше этого среднего, и последующем возведении в степень, используя эти два логарифма в качестве степеней и то же основание, что использовалось при логарифмировании. Два полученных значения будут нижним и верхним пределом 95% предсказательного интервала. Следующий пример применения этого метода основан на тех же значениях глюкозы плазмы натощак, что и в предыдущем разделе, с использованием e в качестве основания, что соответствует вероятности 0,5% того, что результат отклонится от среднего как минимум настолько в отсутствие заболевания.

Оптимальный диапазон здоровья

Оптимальный (для здоровья) диапазон или терапевтическая цель (не путать с биологической мишенью) – это референсный диапазон или предел, основанный на концентрациях или уровнях, связанных с оптимальным здоровьем или минимальным риском связанных осложнений и заболеваний, а не стандартный диапазон, основанный на нормальном распределении в популяции. Он может быть более уместен, например, для фолиевой кислоты, поскольку приблизительно 90 процентов жителей Северной Америки могут в той или иной степени страдать от дефицита фолиевой кислоты, но только 2,5 процента с самыми низкими уровнями окажутся ниже стандартного референсного диапазона. В этом случае фактические диапазоны фолиевой кислоты, соответствующие оптимальному здоровью, значительно выше стандартных референсных диапазонов. Витамин D демонстрирует аналогичную тенденцию. В отличие от этого, для, например, мочевой кислоты, уровень, не превышающий стандартный референсный диапазон, все равно не исключает риска развития подагры или камней в почках. Более того, для большинства токсинов стандартный референсный диапазон обычно ниже уровня токсического воздействия. Проблема оптимального диапазона для здоровья заключается в отсутствии стандартного метода его определения. Пределы могут быть установлены как те, при которых риски для здоровья превышают определенный порог, но из-за различных профилей риска для разных показателей (например, фолиевой кислоты и витамина D) и даже различных аспектов риска для одного и того же показателя (например, дефицит и токсичность витамина А) стандартизация затруднена. Следовательно, оптимальные диапазоны для здоровья, предоставляемые разными источниками, имеют дополнительную вариабельность из-за различных определений параметра. Также, как и в случае стандартных референсных диапазонов, должны существовать отдельные диапазоны для различных факторов, влияющих на значения, таких как пол, возраст и т.д. В идеале, следует оценивать оптимальное значение для каждого конкретного человека, учитывая все значимые факторы, влияющие на его состояние – задача, которую сложно решить с помощью исследований, но длительный клинический опыт врача может сделать этот подход предпочтительнее использования референсных диапазонов.

Односторонние предельные значения

Во многих случаях обычно представляет интерес только одна сторона диапазона, например, при использовании маркеров патологии, таких как раковый антиген 19-9, где значения ниже общепринятых в популяции, как правило, не имеют клинического значения. Поэтому для таких показателей часто указывается только один предел референсного диапазона, и строго говоря, эти значения скорее являются граничными или пороговыми. Они могут отражать как стандартные диапазоны, так и диапазоны оптимального здоровья. Кроме того, они могут представлять собой подходящее значение для разграничения здорового человека и конкретного заболевания, хотя это вносит дополнительную вариабельность из-за различий между разными заболеваниями. Например, для NT-proBNP используется более низкий пороговый уровень для дифференциации здоровых младенцев от младенцев с ацианотическими пороками сердца, чем для дифференциации здоровых младенцев от младенцев с врожденной негемолитической анемией.