Автореферат и диссертация по медицине (14.01.05) на тему:Диэлектрическая Фурье-спектроскопия в диагностике острой ишемии миокарда

На правах рукописи

Андина Лилия Александровна

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ОСТРОЙ ИШЕМИИ МИОКАРДА

14.01.05 - Кардиология, медицинские науки

Автореферат на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

■.. I си И

005549125

Красноярск - 2014

005549125

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации на кафедре терапии ИПО

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Гринштейн Юрий Исаевич Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Суховольский Владислав Григорьевич Официальные оппоненты:

Куимов Андрей Дмитриевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой факультетской терапии ГБОУ ВПО "Новосибирский государственный медицинский университет" Минздрава России

Кушнаренко Наталья Николаевна - доктор медицинских наук, доцент, заведующая кафедрой внутренних болезней педиатрического и стоматологического факультетов ГБОУ ВПО "Читинская государственная медицинская академия" Минздрава России

Ведущая организация: ФГБУ "Научно-исследовательский институт кардиологии" СО РАМН, г. Томск.

Защита состоится «29» мая 2014 года в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 208.037.01, созданного на базе ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения России по адресу: 660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения России. Автореферат разослан «й^Г » апреля 2014 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208.037.01

доктор медицинских наук, доцент Штарик Светлана Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования

Болезни системы кровообращения составляют 18,8% в общей структуре заболеваний, занимая первое место. Среди заболеваний сердечно-сосудистой системы, являющихся причинами смерти, лидирует ишемическая болезнь сердца (ИБС) [Чазов Е. И. и др., 2011, Руда М. Я., 2011, Оганов Р. Г. и др. 2011, Braunwald Е., 2005, Costa F. M., et al., 2013]. Одной из главной причин сердечно-сосудистой смертности является острый коронарный синдром (ОКС) [Эрлих А. Д., 2009, Daniel M., 2009]. Частота ежегодных госпитализаций пациентов с ОКС составляет в среднем 3 человека на 1000 населения [Fox К. A., et al., 2010, Yeh R.W. et al., 2010].

Самыми распространенными составляющими ОКС являются нестабильная стенокардия (НС) и острый инфаркт миокарда без зубца Q, которые на начальном этапе своего развития обозначают в клинической практике как ОКС без подъема сегмента ST (БП ST). Причиной ОКС БП ST является нарастающая ишемия миокарда, вызванная острым нарушением коронарного кровоснабжения, в основе которого в подавляющем большинстве случаев лежит атеротромбоз с неполной окклюзией коронарной артерии (КА) [Yeh R.W. et al., 2010, Braunwald E., 2013, Libby P., 2013].

За последнее время достигнуты успехи в диагностике острых и хронических форм ИБС, что в значительной степени обусловлено разработкой и внедрением в клиническую практику целого ряда современных лабораторных методов исследования [Бойцов С. А., Довгалевский П. Я., Гриднев В. И. и др., 2010, Рябов В. В., Суслова Т. Е., Марков В. А. 2010, Терещенко С. Н. 2013]. Наиболее перспективными считают биомаркеры, отражающие процессы сосудистого воспаления и оксидативного стресса. Высокочувствительные и специфичные маркеры повреждения и некроза миокарда - тропонины и миоглобин - с 2000 года входят в диагностические стандарты обследования при ОКС [Jaffe A. S., 2012]. В новых европейских рекомендациях предлагается использовать высокочувствительные реактивы для определения уровня тропонина в крови, что позволит диагностировать некроз миокарда в первые часы ОКС [Steg Ph., James S., Atar D. et al., 2012].

Более проблематичной остается диагностика острой ишемии миокарда. Диагностика ОКС БП ST, помимо лабораторных показателей, основана на клинических проявлениях и электрокардиографических (ЭКГ) признаках: транзиторном смещении, чаще депрессии сегмента ST и/или изменении зубца Т на фоне приступа стенокардии. Вместе с тем, изменения на ЭКГ не всегда присутствуют у пациентов с ОКС БП ST; маркеры некроза миокарда, как правило, отсутствуют в первые 1-2 часа заболевания, а при НС являются отрицательными, что не исключает острой ишемии миокарда и снижает возможности известных способов диагностики ОКС.

Другие способы диагностики ишемии миокарда, а именно сцинтиграфия миокарда, стресс-эхокардиография (ЭХОКГ) неприемлемы для экспресс-диагностики ОКС. Поэтому весьма актуальным остается поиск новых высокочувствительных маркеров ишемии миокарда при ОКС БП ST.

з

Хорошо известно, что кровь выполняет в организме человека целый ряд жизненно-важных функций. Изменение реологических свойств эритроцитов является одним из важных патогенетических факторов в формировании многих тяжёлых заболеваний [Колесникова И. В. и др., 2009]. Нарушение агрегационной способности красных клеток крови сопровождает заболевания сердечно-сосудистой системы [Ганелина И. Е. 2000, Зарубина Е. Г. и др., 2013]. Учитывая, что адаптационные механизмы и их нарушения в организме сопровождаются биохимическими, а также биофизическими сдвигами, следует предположить, что это отразится и на электрических свойствах исследуемого объекта [Малахов М. В., 2010], а именно клеток крови. Известно, что при агрегации эритроцитов заметно изменяется диэлектрический спектр цельной крови [Авали К., е1 а1., 2007]. Согласно научной гипотезе нашей работы, острая ишемия миокарда может привести к изменению диэлектрических характеристик мембран клеток крови. Поэтому нам представлялось важным выяснить, в какой мере острая ишемия миокарда приводит к изменению сопротивления клеточных мембран и изменяет диэлектрические свойства крови при ОКС БП БТ.

Цель работы: изучить особенности диэлектрических свойств крови у пациентов с ОКС БП БТ и разработать оригинальный экспресс-тест диагностики острой ишемии миокарда. Задачи исследования:

1. Изучить диэлектрические свойства крови у пациентов ОКС БП БТ и негативным тропонином Т.

2. Исследовать динамику изменений диэлектрических свойств крови на фоне проводимой терапии у пациентов с НС.

3. Разработать метод экспресс - диагностики острой ишемии миокарда у пациентов с НС.

4. Определить диагностическую ценность изменений диэлектрических свойств крови у пациентов с НС и гипертонической болезнью, имеющих исходную депрессию сегмента БТ, обусловленную гипертрофией левого желудочка (ГЛЖ).

5. Предложить практическому здравоохранению новые оригинальные способы экспресс - диагностики острой ишемии миокарда с использованием метода Фурье - спектроскопии крови.

Научная новизна:

Впервые изучены диэлектрические параметры крови у пациентов с ОКС БШТ и негативным тропонином Т. Показано, что изменение диэлектрических свойств крови является маркером острой ишемии миокарда. Посредством Фурье - спектроскопии крови впервые разработаны дополнительные критерии диагностики острой ишемии миокарда у пациентов с гипертонической болезнью и депрессией сегмента БТ, обусловленной ГЛЖ. Впервые исследована динамика изменений диэлектрических параметров крови у пациентов с НС, что позволило разработать оригинальные критерии оценки эффективности проводимой терапии.

Практическая значимость:

Предложен новый способ диагностики острой ишемии миокарда, улучшающий экспресс-диагностику ишемии миокарда при ОКС БП ST в первые часы заболевания у пациентов с отрицательными маркерами некроза миокарда. Патент на изобретение № 2482488 «Способ диагностики острого коронарного синдрома без подъема сегмента ST на ЭКГ» Гринштейн Ю. И., Андина Л. А., Суховольский В.Г., Ковалев A.B. Опубликовано 20.05.2013 Бюл. № 14. Предложен способ диагностики острой ишемии миокарда у пациентов с НС и гипертонической болезнью (ГБ), имеющих исходную депрессию сегмента ST, обусловленную ГЛЖ (заявка изобретения на патент РФ № 2014105035, приоритет от 11 февраля 2014 г.).

Положения, выносимые на защиту:

1. Диэлектрические параметры крови у пациентов ОКС БП ST (нестабильной стенокардии) при негативном тропонине Т отличаются от таковых в контроле. Разработан оригинальный способ экспресс - диагностики острой ишемии миокарда, улучшающий диагностику ОКС БП ST в первые 3 часа заболевания у пациентов с отрицательными маркерами некроза миокарда.

2. Динамическое исследование диэлектрических параметров крови позволяет оценить эффективность проводимой терапии у пациентов с НС.

3. Изучение диэлектрических параметров крови позволяет диагностировать острую ишемию миокарда у пациентов с НС и артериальной гипертонией (АГ), имеющих исходную депрессию сегмента ST обусловленную ГЛЖ.

Внедрение результатов работы:

По теме диссертационного исследования в работу кардиологического отделения, отделения реанимации и интенсивной терапии КГБУЗ «Красноярская краевая больница №2» (ККБ) внедрен способ диагностики острого коронарного синдрома без подъема сегмента ST на ЭКГ, а также способ, позволяющий диагностировать острую ишемию миокарда у пациентов с НС и АГ, имеющих исходную депрессию сегмента ST, обусловленную ГЛЖ.

В учебный процесс кафедры терапии Института последипломного образования (ИПО) ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России внедрены методические рекомендации по диагностике острой ишемии миокарда для кардиологов, терапевтов, клинических интернов и ординаторов, обучающихся по специальностям 14.01.05 - Кардиология, 14.01.04 - Внутренние болезни.

Апробация работы.

Материалы диссертации представлены на национальных конгрессах кардиологов РФ (Москва 2011, 2012 гг., Санкт-Петербург, 2013 г.); на Всероссийской конференции «Неотложная кардиология», (Москва, 2011, 2013 гг.); на II международном Евразийском конгрессе кардиологов (Минск, 2011 г.); на Всероссийской научно-образовательной конференции терапевтов с международным участием (Красноярск, 2012 г.); XV Краевой конференции кардиологов (Красноярск, 2013 г.); на заседании проблемной комиссии по внутренним болезням и кардиологии ГБОУ ВПО КрасГМУ имени профессора

В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения РФ (Красноярск, 2013 г.); на IV Сибирском конгрессе «Человек и лекарство» (Красноярск, 2014 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 работ в центральной печати, из них 3 в научных журналах и приравненных к ним изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией. Одна статья принята к публикации в журнале ВАК. Получен патент на изобретение (Патент РФ № 2482488; 2013 г).

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 151 страницах машинописного текста, содержит введение, обзор литературы, главу с описанием материалов и методов исследования, две главы собственных исследований, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы, приложения; иллюстрирована 31 таблицами, 42 рисунками, 10 клиническими примерами. Список литературы представлен 180 источниками, из них 71 отечественных, 109 - иностранных.

Личный вклад автора.

Автор самостоятельно включала в исследование пациентов, собирала материал и проводила изучение диэлектрических свойств крови методом Фурье - спектроскопии, а также участвовала в расчете параметров импеданс -годографов. В течение всего исследования наблюдала за пациентами, исследовала характеристики диэлектрического спектра крови. Провела статистическую обработку материала и дала интерпретацию полученных результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследование было выполнено с разрешения Локального этического комитета ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого (Протокол № 25 от 11.06.2010).

Материалы и методы исследования

Настоящее исследование выполнено в ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России (ректор - доктор медицинских наук, профессор И. П. Артюхов) в рамках приоритетного научного направления «Диэлектрическая Фурье-спектроскопия в диагностике острой ишемии миокарда» (№ гос. регистрации - 01200709662, № РК 662-04) на кафедре терапии ИПО (заведующий кафедрой - доктор медицинских наук, профессор Ю.И. Гринштейн).

Исследование диэлектрических свойств крови пациентов с ОКС БП БТ проводилось в отделениях реанимации и интенсивной терапии (зав. отделением И.В. Шестопалова) и кардиологии (зав. отделением Л.В. Калейчик) КГБУЗ ККБ №2 г. Красноярска.

Под нашим наблюдением находились 96 пациентов в возрасте от 44 до 88 лет (средний возраст 66,1 ±10,52), из них 40 пациентов с диагнозом при поступлении ОКС БП БТ с изменениями ишемического характера по ЭКГ (косонисходящая депрессия сегмента 8Т на ЭКГ ниже изолинии > 1-2 мм, снижение сегмента БТ на 0,1 мВ в точке, отстоящей на 80 мс от 3), (средний возраст 70,55± 9,26); из них 16 мужчин (40%) и 24 женщины (60%). У 21

б

пациента диагностирован ОКС без изменений на ЭКГ (средний возраст 69,47± 7,64) из них 15 мужчин (71%) и 6 женщин (29%). Из 40 пациентов с предварительным диагнозом ОКС БП ST у 36 была сопутствующая АГ, причем 12 из них имели с исходную депрессию сегмента ST. Тропониновый тест у всех пациентов был (-). Первая группа сравнения представлена 22 пациентами с изолированной АГ, средний возраст 55±6,286; из них 17 (77%) женщин и 5 (23%) мужчин. Вторая группа сравнения представлена пациентами со стабильной стенокардией напряжения П ф.к. (п=13), средний возраст 62,72±10,22; из них 46% (6) женщин и 54% (7) мужчин. Контрольная группа состояла из 30 здоровых доноров.

Критерии включения пациентов в исследование: пациенты в возрасте 4090 лет мужского и женского пола с диагнозом ОКС БП ST и негативным тропонином Т, подписавшие информационное согласие.

Критерии исключения пациентов из исследования: наличие злокачественных заболеваний; беременность: беременные женщины или кормящие грудью; нарушение функции печени; почечная недостаточность (клубочковая фильтрация по клиренсу креатинина < 50 мл/мин.).

Методы исследования:

Клиническо-анамнестическая характеристика групп представлена в таблице 1. Группы пациентов с ОКС по основным клиническим характеристикам были сопоставимы по возрасту, количеству перенесенных ИМ, наличию АГ в анамнезе, нарушениям ритма и проводимости сердца, но были выявлены отличия по частоте выявления мультифокального атеросклероза, а также по частоте встречаемости сахарного диабета, нарушения мозгового кровообращения, сопутствующим заболеваниям в анамнезе. По сравнению с пациентами с ОКС БП ST в группе пациентов без изменений ЭКГ реже встречались сахарный диабет и отягощенная наследственность. Гиперхолестеринемия и избыточная масса тела регистрировалась у пациентов всех групп.

Таблица 1.

Распределение пациентов по клинико-анамнестическим характеристикам

№ Признак ОКС БП ST (п=40) ОКС без изменений ЭКГ (п=21) Группа сравнения №1 (п=22) Группа сравнен ия №2 (п=13)

1 2 3 4 5 6

1. Возраст, лет (М±вО) 70,55± 9,26 69,47± 7,64 55±6,286 62,72±10, 22

2. Пол: мужской, 11 (%) женский, п (%) 16(40%) 24(60%) 15 (71%) 6 (29%) 17(77%) 5 (23%) 7(54%) 6(46%)

3. ИМ в анамнезе, п (%) 9(23%) 9 (43%) - 5(38%)

4. Бронхиальная астма, п (%) 3(8%) - 1 (5%) 1(7%)

5. Желчнокаменная болезнь,п (%) 3(8%) - - 4(30%)

6. Узловой зоб, п (%) 10(25%) 3 (14%) - 4(30%)

1 2 3 4 5 6

7 Эрозивный гастрит, п (%) 2(5%) 1(5%) 3 (14%) 3(23%)

8. Облитериругащий атеросклероз нижних конечностей, п (%) 4(10%) - - 3(23%)

9. Установленный стеноз брахиоцефальных артерий, п (%) 10(25%) 6(29%) - 3(23%)

10. Фракция выброса < 50%, п (%) 3(8%) 2 (10%) - -

11. ГБ в анамнезе, о (%) 36 (90%) 21 (100%) 22 (100%) -

12. ХСН в анамнезе, п (%) 40 (100 %) 21 (100%) 17 (77%) 13(100%)

13. Нарушения ритма в анамнезе, о (%) 20 (50%) 9 (43%) - 10(76%)

14. Инсульт в анамнезе, п (%) 2(5%) - - -

15. СД в анамнезе, п (%) 8 (20%) 1 (5%) - 2(15%)

16. Отягощенная наследственность, п(%) 40 (100 %) 18 (85%) 16(72%) 10(76%)

17. Курение, п (%) 6 (15%) 6 (29%) - 7(53%)

18. Индекс массы тела, кг/м2 29,4±8,2 28,3±7,2 26,4±7,3 28,3 Ш,4

19. Гиперхолестеринемия, п (%) 40(100%) 17(80%) 22 (100%) 12(92%)

20. ЧКВ/АКШ, п (%) б(15%)/1(3%) 4 19%)/1(5%) - 1(7%)/-

В течение госпитализации все пациенты проходили стандартное клинико-инструментальное обследование, включающее осмотры, клинические и биохимические анализы крови, ЭКГ в стандартных отведениях, ЭХОКГ.

Ферментная диагностика по исключению острого некроза миокарда осуществлялась на основании определения в плазме крови активности МВ-фрахции креатинфосфокиназы оптимизированным кинетическим иммунологическим методом, тропонина Т - иммунохимическим методом. Маркеры некроза миокарда у всех пациентов были отрицательные.

Всем пациентам несколько раз в сутки проводилась регистрация ЭКГ, на основании чего пациенты дифференцировались по основным группам. Также производилась степень оценки возможных ишемических изменений, выявление нарушений ритма сердца. С помощью ЭХОКГ оценивалась общая сократимость левого желудочка (ЛЖ) по величине фракции выброса ЛЖ, а также осуществлялась диагностика степени ГЛЖ (толщина задней стенки ЛЖ, межжелудочковой перегородки).

36 (59%) пациентам с предварительным диагнозом ОКС (п=61) проведена коронароангиография (КАГ), причем у 28 (45%) выявлены гемодинамически значимые изменения КА (пример: сбалансированный тип кровоснабжения миокарда. Критический стеноз 1/3 передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии (ПМЖВ ЛКА) 70%, стеноз средней трети ПМЖВ ЛКА 90%. Стеноз правой коронарной артерии в месте перехода в горизонтальную часть 50%).

Диэлектрические параметры крови пациентов изучались посредством метода Фурье-спекгроскопии. Суть метода заключалась в следующем: у пациента забиралась кровь из кубитальной вены в объеме 1,0 мл,

в качестве антикоагулянта добавлялся 0,1 мл гепарина. Далее, используя диэлектрический Фурье - спектрометр, пропуская через образец крови короткий импульс тока с последующей регистрацией функции спада поляризации образца, выполняли Фурье - преобразование этой функции и расчет параметров импеданс - годографов в диапазоне частот 0.1 кгц - 125 кгц, и, при значениях хотя бы одного из параметров диэлектрических характеристик крови: г0, хО, уО импеданс-годографа, выходящих за пределы нормы, диагностировали ОКС БП ST.

Оригинальный диэлектрический Фурье - спектрометр (авторы прибора -проф., д.б.н. Суховольский В. Г., к.т.н. Ковалев А. В.) включает специальную пластиковую кювету, в которую помещают образец крови, взятый у пациента, электродную систему для пропускания импульса напряжения и регистрации отклика суспензии на импульс, электронную систему, включающую генератор прямоугольных импульсов и усилитель (плата NI USB 6211 производства фирмы National Instruments). Для управления процессом измерений и обработки сигналов использовали программу, написанную в среде Lab View 8.6.

После Фурье - преобразования осуществляется расчет параметров импеданс - годографов. Диэлектрические характеристики крови были описаны с помощью трех так называемых «коуловских» параметров (г0, хО, уО). (Коул, К.С., 1968 г.). «Коуловские» параметры импеданс-годографа отдельного образца крови вычислялись по данным измерений с использованием стандартного алгоритма метода наименьших квадратов - оценки параметров нелинейной регрессии (Лоллард, Дж., 2012).

При исследовании контрольной группы доноров были рассчитаны параметры нормы для 95% доверительного интервала (см. табл. 1).

Таблица 1

Параметры импеданс - годографов в усл.ед. и допустимые отклонения, рассчитанные для контрольной группы (п=30)

параметр импеданс- годографа среднее значение и 95% доверительный интервал отклонений от среднего

гО 4,30910,079

хО 0,876±0,017

yo -0,048±0,004

Для расчетов использовалась встроенная функция пакета ЬаЬМе'И' 8.6. Процесс измерения и обработки полностью автоматизирован и занимает не более 1 секунды. Этот способ позволяет оценить свойства мембран, пропуская через суспензию клеток переменный электрический ток различных частот. Регистрируемый сигнал подвергается Фурье - преобразованию и вычисляется диэлектрический спектр крови. Характеристики диэлектрического спектра используют в качестве диагностических показателей ишемии миокарда для ранней диагностики ОКС БП БТ. Прибор полностью автоматизирован и сопряжен с персональным компьютером через стандартный шЬ - разъем.

Статистические методы исследования:

По результатам исследования в пакете электронных таблиц MS Exel была сформирована база данных, на основе которой с помощью пакета Statistica 6.0 осуществлялся статистический анализ, который включал сравнение средних, оценку доверительных интервалов, вычисление ошибок первого и второго рода, сравнение теоретической и эмпирической функций плотности распределения, вычисление параметров нелинейных регрессионных уравнений. Результаты статистической обработки сведены в таблицах и использованы в рисунках. Достоверность различий между выборками оценивалась по t-критерию Стьюдента. Для выявления влияния расчетных параметров на итоговую классификацию применяли методы дисперсионного анализа (ANOVA - от англ. ANalysis Of VAriance). Связь признаков оценивалась по коэффициенту ранговой корреляции Спирмена. Приношу искреннюю благодарность за помощь в статистической обработке материала старшему научному сотруднику Международного научного центра исследования экспериментальных состояний организма, к.т.н. Ковалеву А. В.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Диэлектрические характеристики крови были изучены у 40 пациентов с диагнозом при поступлении ОКС без подъема сегмента ST, имеющих изменения ишемического характера по ЭКГ (средний возраст 70,55± 9,26), из них 16 мужчин (40%) и 24 женщин (60%). У всех пациентов тропонин Т был отрицательным при неоднократном определении.

Установлено, что у 33 из 40 пациентов диэлектрические параметры крови были отличны по сравнению с контролем в первые часы приступа стенокардии, что подтверждало ишемический характер депрессии сегмента ST (см. рис. 1). В пользу этого свидетельствовала хотя бы одна из трех интегральных характеристик импеданс - годографа, выходящая за пределы нормы. Изменения диэлектрических параметров крови согласовывались с имеющейся у пациентов депрессией сегмента ST, подтверждая ее ишемический характер. Данный результат, подтверждающий острую ишемию миокарда, имеет важное прогностическое значение, так как известно, что длительность ишемии, способная привести к некрозу составляет 2-4 часа. Это зависит от наличия коллатералей в ишемизированной зоне, стойкой или интермиттирующей окклюзии КА, чувствительности клеток миокарда к ишемии, феномена ишемического прекондиционирования, индивидуальной потребности в кислороде и нутриентах (Thygesen К., et al., 2007).

Отличия показателей импеданс - годографов у пациентов, поступающих с предварительным диагнозом ОКС БП ST, имеющих на ЭКГ депрессию сегмента ST в первые 3 часа от начала болевого синдрома по сравнению с нормой, представляют диагностическую ценность, особенно учитывая тот факт, что у пациентов из этой группы тропониновый тест дал отрицательный результат. Особенно это касается пациентов с сопутствующей АГ и изменениями конечной части желудочкового комплекса за счет ГЛЖ.

ю

Анализ показывает, что отклонения от нормы для различных характеристик импеданс - годографов являются сопряженными. В группе наблюдаются пациенты с типом отклонений, характеризуемых вектором (А,В,С), где каждый из компонентов может принимать одно из трех возможных значений -1 (меньше нормы), 0 (в пределах нормы) и +1 (больше нормы). Изменения различных диэлектрических характеристик крови при НС связаны друг с другом, что облегчает диагностику ишемии миокарда.

В норме диэлектрические характеристики крови изменяются в очень узких пределах (табл. 1), тогда как у пациентов наблюдаются значительные отклонения от нормы, по которым возможно очень быстро оценить степень выраженности ишемии миокарда. Таким образом, из 40 случаев, 33 (82%) -значимо отличаются от нормы, 7(18%) - не отличаются.

При исследовании диэлектрических характеристик крови у здоровых доноров и пациентов со стабильной стенокардией напряжения II ФК было выяснено, что диэлектрический показатели этих групп значимо не отличаются, в то же время присутствуют убедительные отличия диэлектрических показателей от пациентов с ОКС БП 8Т (см. рис. 1).

2,5 3 3,5 4 4.5 5 5.5 б 6.5 7

0

-0,02 -0,04 -0,06 5 -0,08 -0,1

>

-гр;........т -

А Д ^ А л

-0,12 -0,14 -0,16

Я (усл.ед.)

♦ контроль (п=30) Днестабнльная стенокардия (п=40) Остабнльная стенокардии (п=13)

Рис. 1. Диэлектрические показатели крови (усл. ед.) у пациентов с ОКС и депрессией -сегмента 8Т (п=40) в сравнении с группой пациентов со стабильной стенокардией (п=13) и группы контроля (п=30).

Примечания: Я - радиус импеданс - годографа на плоскости; У - центр импеданс - годографа на плоскости.

Если исходить из того, что у пациента можно диагностировать ишемию миокарда в случае, если хотя бы одна из трех интегральных характеристик импеданс - годографа выходит за пределы нормы, то только у 7 из 40 пациентов все три характеристики импеданс - годографа не выходят за пределы нормы. В тоже время у 27 из 30 доноров контрольной группы характеристики импеданс -годографов не выходят за пределы нормы. Таким образом, рассчитываются чувствительность (82,5%) и специфичность (90%) данного метода (см. табл. 2).

Таблица 2

Расчет чувствительности и специфичности метода.

Подлинный статус

Результат теста: Патология Норма

отклонение 33 3

норма 7 27

чувствительность 0,825

специфичность 0,9

Из 33 пациентов с НС, отличающихся от нормы по диэлектрическим показателям, у 17 (51%) была проведена КАГ, по результатам которой у всех пациентов были выявлены гемодинамически значимые изменения КА, требующие эндопротезирования КА или аортокоронарного шунтирования. Это убедительно подтвердило высокую значимость показателей диэлектрической активности крови как маркера острой ишемии миокарда, развивающейся на фоне изначальных стенозов КА атеросклеротического генеза.

Из 7 (18%) пациентов, не отличающихся от нормы по диэлектрическим показателям, 5 была проведена КАГ: в 4 случаях стенты оказались проходимы, а в другом случае КА не изменены. Диагноз ОКС и впоследствии НС не был подтвержден. Причиной дискомфорта в грудной клетке у 5 пациентов было повышение артериального давления (АД), сопровождающееся кардиалгиями. В дальнейшем при проведении у этих пациентов велоэргометрической пробы микроваскулярная стенокардия была исключена.

Полученные результаты по диагностической ценности метода Фурье-спектроскопии как маркера острой ишемии миокарда были запатентованы в РФ. Патент на изобретение № 2482488 «Способ диагностики острого коронарного синдрома без подъема сегмента 5Т на ЭКГ», приоритет от 05 марта 2012 г. (Авторы Гринштейн Ю. И., Андина Л. А., Суховольский В. Г., Ковалев А. В.).

Важным представлялось оценить динамику изменений диэлектрических показателей крови у пациентов с НС. Из 33 пациентов у 13 (39%) удалось зарегистрировать динамику диэлектрических показателей через 24, 48, 36 ч, а также у 23 (69%) пациентов через 5-8 дней после лечения. Таким образом, пациенты условно разделились на две группы.

Было установлено, что из 13 пациентов у 7 (54%) диэлектрические показатели нормализовались в первые 4 суток, причем у 2 (15%) - через 24 часа, еще у 2 (15%) - через 36 часов, у 2 (15%) пациентов через 48 часов и у 1 (7%) пациента через 72 часа. У остальных 6 (46%) наблюдались изменения диэлектрических показателей крови в течение 2-7 суток, свидетельствующие о сохраняющейся ишемии миокарда (см. рис. 2). В 76% случаев изменения диэлектрических параметров крови коррелировали с клинической картиной и изменениями ЭКГ.

о -2

-0.05 --0.1 --0.15 -

СГ

а? -0,2 -с; о >.

>--0,25 -0,3 --0.35 -

3,5

5,5

6,5

К ( усл.ед.)

Рис. 2. Траектории динамики изменения параметров йиУ импеданс-годографов (усл. ед.) пациентов нестабильной стенокардией и депрессией сегмента ЭТ на ЭКГ при поступлении, через 24, 36, 48, 72 часов, а также через 5-7 дней на фоне лечения (п=13). Примечания: Я - радиус импеданс - годографа на плоскости; У - центр импеданс - годографа на плоскости; 1- при поступлении; 2 - через 24 часа; 3 - через 36 часов; 4 - через 48 часов; 5 -через 72 часа; 6 - пятые сутки; 7 - шестые сутки; 8 - седьмые сутки.

При исследовании динамики изменений диэлектрических свойств форменных элементов крови на фоне проводимой терапии НС на 5-8 сутки выяснилось, что изменения диэлектрических показателей сохранялись к 7-8 суткам у 11 пациентов (47%), у 4 (17%) показатели нормализовались на 5 сутки и у 7 (30%) - на 7-8 сутки (см. рис 3). В 74% случаев изменения диэлектрической активности крови коррелировали с клинической картиной и изменениями ЭКГ, причем у ХА пациентов диэлектрические показатели крови достигали нормы позже восстановления сегмента БТ на изолинии.

Рис. 3. Траектории динамики изменения параметров Я и У импеданс - годографов (усл.ед.) у пациентов нестабильной стенокардией и депрессией сегмента ЭТ на ЭКГ на фоне лечения через 5-8 дней (п=23).

Примечания: И. - радиус импеданс - годографа на плоскости; У - центр импеданс - годографа на плоскости; 1 - при поступлении; 5 - пятые сутки; 6 - шестые сутки; 7 - седьмые сутки; 8 -восьмые сутки.

Анализ полученных результатов показывает, что диэлектрические показатели крови отражают обратное развитие острой ишемии миокарда на фоне проводимой терапии и в то же время являются более чувствительным маркером ишемии миокарда, чем традиционная ЭКГ-диагностика, основанная на изменении конечной части желудочкового комплекса (депрессия сегмента БТ, инверсия зубца Т).

Особое значение имеют результаты исследования диэлектрической активности крови у пациентов, поступивших с диагнозом ОКС, но не имевших изменений на ЭКГ. Так, под нашим наблюдением находился 21 пациент с ОКС без изменений на ЭКГ (средний возраст 69,47± 7,64) из них 15 мужчин (71%) и 6 женщин (29%). У всех пациентов тропонин Т был отрицательным. Пациентам была проведена диагностика диэлектрического спектра крови. У 18 (86%) из 21 пациентов диэлектрические показатели крови значимо отличались от нормы, и у 3 (14%) - не отличались от нормы. Из 18 пациентов, отличающихся от нормы по диэлектрическим показателям, у 12 была проведена КАГ, по результатам которой у 11 человек (91%) были выявлены гемодинамически значимые изменения КА, требующие эндопротезирования КА или аортокоронарного шунтирования и 1 пациенту (9%) рекомендована консервативная терапия, динамика КАГ через 6 месяцев. Из 3 пациентов, не отличающихся от нормы по диэлектрическим показателям, 2 была проведена КАГ, в том и другом случае ранее имплантированные стенты были проходимы, гемодинамических

14

значимых стенозов КА нет. Диагностированная посредством метода Фурье-спектроскопии острая ишемия миокарда подтверждена впоследствии морфологическим субстратом, а именно наличием гемодинамически значимых стенозов на КАГ. У двух пациентов, не имевших изменений на ЭКГ, учитывая клиническую картину, данные КАГ и результаты диэлектрического спектра крови, предварительный диагноз ОКС был пересмотрен.

Следующая задача, которую предстояло решить, была связана с экспресс диагностикой острой ишемии миокарда у пациентов с сопутствующей АГ и ГЛЖ, имеющих исходную депрессию сегмента ЯТ на ЭКГ.

ГЛЖ в большинстве случаев является следствием АГ и может проявляться на ЭКГ депрессией сегмента БТ (ЭКГ). Депрессия сегмента БТ также свойственна острой ишемии миокарда у пациентов ИБС, в частности, при НС. Учитывая частое сочетание АГ и ИБС, как показывает практика, ГЛЖ нередко обнаруживается у пациентов с ИБС. При диагностике возникает дилемма: чем обусловлена депрессия сегмента БТ - ишемией миокарда или выраженной ГЛЖ. Особые трудности возникают при отсутствии предшествующих ЭКГ у пациентов с диагнозом ОКС БП БТ (депрессия БТ на ЭКГ), отрицательным тропонином Т и сопутствующей АГ с выраженной ГЛЖ.

В эту часть исследования были включены 40 пациентов, поступивших с предварительным диагнозом ОКС БП БТ (дискомфорт за грудиной, депрессия сегмента ЭТ, отрицательный тропонин Т), из них 36 (90%) пациентов страдали АГ, причем 12 имели признаки ГЛЖ по данным ЭКГ и ЭХОКГ. Группа сравнения состояла из 22 пациентов с изолированной АГ (без ИБС), из них 12 пациентов имели признаки ГЛЖ по данным ЭКГ и ЭХОКГ. В контрольную группу были включены 30 доноров.

Установлено, что у 33 из 40 пациентов с диагнозом ОКС БП БТ и сопутствующей АГ с признаками ГЛЖ диэлектрические показатели крови были изменены по сравнению с контролем в первые часы приступа стенокардии, что подтверждало ишемический характер депрессии сегмента БТ. У 29 из 33 пациентов, отличающихся от нормы по диэлектрическим показателям, ГЛЖ была далее подтверждена по данным ЭКГ и ЭХОКГ.

У 7 пациентов, не отличающиеся от нормы по диэлектрическим показателям крови, также отмечалась АГ с признаками ГЛЖ по данным ЭКГ и ЭХОКГ. Очевидно, что у этих пациентов депрессия сегмента БТ не связана с ишемией миокарда, боль в сердце обусловлена не стенокардией, а кардиалгией иного генеза, в частности, повышенным артериальным давлением. При коронарографии у данных пациентов нет стенозов и окклюзий КА. Микроваскулярная стенокардия была исключена тестом с физической нагрузкой на велоэргометре.

Пациенты с не ишемической депрессией сегмента БТ, обусловленной ГЛЖ и ошибочным диагнозом ОКС БП БТ, существенно не отличаются от группы пациентов с изолированной АГ и ГЛЖ по диэлектрическим показателям и от нормы. В то же время у пациентов с не ишемической депрессией сегмента БТ наблюдаются достоверные отличия диэлектрических

показателей крови от группы пациентов с НС и депрессией сегмента БТ ишемического генеза (см. рис. 4).

3,9 4 4,1

4,2

4,3 4,4 4,5 4,6 4,7

> -0,11 -0,13 -0,15

ж

Ж

ж

ж

* #.............

-..........................................................Ж..........*.....Щ-.....................................

*

ж

Е. (уел.ед.)

■ контрольная группа (п=Э0) <4 изолированная АГ с ГЛЖ (п=12) ♦ ошибочный диагноз нестабильной стенокардии (п=7) ж нестабильная стенокардия с ГЛЖ <п 29)

Рис. 4. Сравнение диэлектрических показателей крови пациентов с нестабильной стенокардией (п=29), пациентов с ошибочным диагнозом нестабильной стенокардии (п=7), пациентов с изолированной АГ и ГЛЖ (п=12), контрольной группой (п=30). Примечания: К - радиус импеданс - годографа на плоскости; У - центр импеданс - годографа на плоскости.

Таким образом, было установлено, что изменения диэлектрических параметров крови позволяют убедительно диагностировать ишемию миокарда в спорных ситуациях, а именно при наличии депрессии сегмента 8Т обусловленной ГЛЖ. Это еще раз подчеркивает более высокую чувствительность метода Фурье-спектроскопии в диагностике острой ишемии миокарда по сравнению с традиционной ЭКГ. По результатам исследования подготовлена заявка изобретения на патент РФ № 2014105035 «Способ ранней диагностики ишемии миокарда при гипертрофии левого желудочка» (приоритет от 11 февраля 2014 г.).

Таким образом, в результате проведенного исследования показана значимая роль диэлектрических параметров крови в диагностике острой ишемии миокарда у пациентов с предварительным диагнозом ОКС БП ЭТ на ЭКГ и отрицательном тропонине Т. Изменение диэлектрических параметров крови является дополнительным диагностическим маркером ишемии миокарда у пациентов с острой коронарной патологией, протекающей без признаков некроза миокарда. Изучены возможности диэлектрической Фурье-спектроскопии в динамической оценке состояния пациента с НС по определению обратного развития ишемии миокарда на фоне проводимой терапии. Показано, что метод диэлектрической Фурье-спектроскопии может с успехом использоваться для исключения ишемии миокарда у пациентов с кардиалгиями различного генеза, а также для исключения ишемического

характера депрессии сегмента БТ у пациентов с выраженной ГЛЖ и

изменениями конечной части желудочкового комплекса на ЭКГ.

ВЫВОДЫ

1. Диэлектрические параметры крови определенные методом Фурье-спектроскопии, у пациентов с диагнозом ОКС БП БТ, в первые три часа от начала приступа стенокардии, достоверно отличаются от контрольных значений.

2. Изменение диэлектрических параметров крови является маркером острой ишемии миокарда у пациентов, поступивших с диагнозом ОКС БП БТ на ЭКГ и отрицательным тропонином Т.

3. Показано, что диэлектрическая Фурье-спектроскопия является более чувствительным методом в диагностике острой ишемии миокарда, чем традиционная ЭКГ-диагностика. В пользу этого свидетельствует отклонение диэлектрических показателей крови от контрольных значений у пациентов с ОКС без изменений на ЭКГ.

4. Изменение диэлектрических параметров крови является дополнительным критерием диагностики острой ишемии миокарда у пациентов с гипертонической болезнью и изначальной депрессией сегмента БТ обусловленной ГЛЖ.

5. Изучение характера динамических изменений диэлектрических параметров крови позволяет оценить выраженность обратного развития ишемии миокарда на фоне проводимой антиангинальной терапии у пациентов с НС. У части пациентов диэлектрические показатели крови восстанавливаются позже по сравнению с положительной динамикой возвращения сегмента БТ на изолинию.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Апробирован и предложен практическому здравоохранению «Способ диагностики острого коронарного синдрома без подъема сегмента БТ на ЭКГ» Патент РФ №2482488. Приоритет изобретения 05 марта 2012 г. Данный экспресс - способ позволяет, используя оригинальный Фурье-спектрометр и забранный у пациента 1 мл крови, быстро подтвердить, наряду с клинической картиной, наличие острой ишемии миокарда при подозрении на ОКС.

2. Предложен «Способ ранней диагностики ишемии миокарда при гипертрофии левого желудочка». Определение диэлектрических параметров крови позволяет убедительно подтвердить наличие острой ишемии миокарда в спорных ситуациях, а именно при наличии депрессии сегмента БТ обусловленной ГЛЖ. Подана заявка изобретения на патент РФ № 2014105035, приоритет от 11 февраля 2014.

3. Изучение диэлектрических параметров крови позволяет определить динамику обратного развития ишемии миокарда при НС, что, наряду с клинической картиной и ЭКГ мониторингом, улучшит как диагностику, так и оценку эффективности проводимой терапии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Применение диэлектрической импульсной Фурье - спектроскопии в диагностики ишемии миокарда у пациентов с ОКС без подъема сегмента БТ и (-) тропонине Т / Ю. И. Гринштейн, Л. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский // Материалы Всероссийской конференции «Неотложная кардиология 2011». - М., 2011. - С. 8.

2. Диагностика ишемии миокарда у пациентов с ОКС без подъема сегмента БТ посредством диэлектрической импульсной Фурье-спектроскопии / Ю. И. Гринштейн, Л. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2011. - № 10, Прил. Материалы Российского национального конгресса кардиологов 2011 г. - С. 85-86.

3. Экспресс диагностика ишемии миокарда у пациентов с ОКС без подъема сегмента БТ и (-) тропонине Т посредством диэлектрической импульсной фурье - спектрокопии / Ю. И. Гринштейн, Л. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский // Российский национальный конгресс кардиологов. - М., 2012.-С. 129.

4. Диэлектрический импульсный Фурье - спектрометр для оценки состояния больных ишемической болезнью сердца по характеристикам крови / А. В. Ковалев, Ю. И. Гринштейн, Л. А. Андина, А. А. Косинова, В. Г. Суховольский // V Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине». - Троицк, 2012. - С. 362-363.

5. Диэлектрическая импульсная Фурье-спекгроскопия форменных элементов крови / А. В. Ковалев, А. А. Косинова, Л. А. Андина, Ю. И. Гринштейн // Сложные системы в экстремальных условиях : XVI симпозиум с междунар. участием. - Красноярск: Красноярский научный Центр РАН, 2012. — С. 53.

6. Способ экспресс-диагностики ишемии миокарда / Л. А. Андина, А. В. Ковалев, Ю. И. Гринштейн, В. Г. Суховольский // Российский национальный конгресс кардиологов «Кардиология: от науки к практике» : материалы конгресса. 25-27 сентября, 2013 г. Санкт-Петербург. - СПб. : РКО, 2013. - С. 53.

7. Диагностика острой ишемии миокарда у больных с исходной депрессией сегмента БТ / Ю. И. Гринштейн, Л. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский // VI Всероссийский форум неотложная кардиология - 2013. «Современные подходы к лечению острого коронарного синдрома» : тез. М, 2013.-С. 10.

8. Диэлектрическая Фурье-спектроскопия в экспресс диагностике острого коронарного синдрома без подъема сегмента 8Т на ЭКГ при отрицательном тропониновом тесте / Л. А. Андина, А. В. Ковалев, Ю. И. Гринштейн, В. Г. Суховольский // Сиб. мед. обозрение. - 2013. - № 1. -С. 32-36.

9. Новый способ диагностики ишемии миокарда / Л. А. Андина, А. В. Ковалев, Ю. И. Гринштейн, В. Г. Суховольский // Возможности современной кардиологии в рамках модернизации: тез. Всерос. конф. по неотложной кардиологии. - М., 2013. - С. 22-23.

10. Динамика диэлектрических параметров крови у пациентов нестабильной стенокардией / Ю. И. Гринштейн, JI. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский, И. Ю. Гринштейн // Сиб. мед. обозрение. -2014. -№1.- С. 35-39. 11 .Диэлектрическая Фурье-спектроскопия в экспресс диагностике ишемии миокарда / Ю. И. Гринштейн JI. А. Андина, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский // Фундаментальные исследования. - 2014 (принято к публикации в номер 4 (часть 3)). 12.Dielectric pulse fourier spectroscopy as a method of diagnosis of blood cells in patients with myocardial ischemi / Yu. I. Grinshteyn, L. A. Andina, A. V. Kovalev, V. G. Suhovolskiy // Кардиология в Беларуси. - 2011. - № 5. - С. 339-340.

Патенты на изобретения по теме диссертации:

1. Пат. 2482488 С1 Российская Федерация, МПК G01N 33/49 Способ диагностики острого коронарного синдрома без подъема сегмента ST на ЭКГ / Гринштейн Ю.И., Андина JI.A., Суховольский В. Г., Ковалев А. В. ; заявитель и патентообладатель ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого. - № 2012108346/15 ; заявл. 05.03.2012 ; опубл. 20.05.2013.-Бюл.№ 14.

2. Заявка на пат., Российская Федерация. Способ экспресс - диагностики ишемии миокарда при гипертрофии левого желудочка / Гринштейн Ю. И., Андина Л. А., Суховольский В. Г., Ковалев А. В., Гринштейн И. Ю. ; заявитель ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого. - № 2014105035; приоритет 11.02.2014.

Методические рекомендации: 1. Диэлектрическая Фурье - спектроскопия крови в диагностике ишемии миокарда: метод, рекомендации для кардиологов, терапевтов, клинических интернов и ординаторов / JI. А. Андина, Ю. И. Гринштейн, А. В. Ковалев, В. Г. Суховольский, И. Ю. Гринштейн. - Красноярск: тип. КрасГМУ, 2014. -18 с.

Список условных сокращений:

АГ - артериальная гипертония АД - артериальное давление

ОКС БП ST - острый коронарный синдром без подъема сегмента ST

ГЛЖ - гипертрофия левого желудочка

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИПО - Институт последипломного образования

КАГ - коронароангиография

КА - коронарные артерии

ККБ - Красноярская краевая больница

ЛЖ - левый желудочек

НС - нестабильная стенокардия

ПМЖВ ЛКА - передняя межжелудочковая ветвь левой коронарной артерии ЭКГ - электрокардиография ЭХОКГ - эхокардиография

/ л* ./-«л * У ¿з^*?^

Заказ №/сУ^'.'Тираж Экз.

Отпечатано: ООО «Новые компьютерные технологии» 660049 г. Красноярск, ул. К.Маркса, 62, офис 120 тел.: (391)226-31-31,226-31-11