Автореферат и диссертация по медицине (14.01.05) на тему:Клиническая эффективность метода неинвазивной вычислительной электрофизиологической диагностики желудочковых аритмий

005537664

На правах рукописи

ХЛЫНИН МИХАИЛ СЕРГЕЕВИЧ

КЛИНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА НЕИНВАЗИВНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЖЕЛУДОЧКОВЫХ АРИТМИЙ

14.01.05 - кардиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 4 пи;; ¿013

Томск-2013

005537664

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский институт кардиологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, г. Томск.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук,

профессор, член-корр. РАМН Попов Сергей Валентинович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Гарганеева Алла Анатольевна, руководитель отделения общеклинической кардиологии и эпидемиологии сердечно - сосудистых заболеваний ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН (г. Томск);

доктор медицинских наук Зенин Сергей Анатольевич, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Новосибирской области «Новосибирский областной клинический кардиологический диспансер», отделение хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции, заведующий (г. Новосибирск).

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение

«Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Санкт-Петербург.

Защита диссертации состоится «_»_2013 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 001.036.01 на базе ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН по адресу: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН

Автореферат разослан «_»_2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор

Ворожцова Ирина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Желудочковые нарушения ритма сердца (НРС) - это гетерогенная группа расстройств, приводящая к ремоделированию миокарда, результатом которого может быть внезапная смерть или формирование аритмогенной кардиомиопатии с развитием в конечном итоге сердечной недостаточности со значительным снижением качества жизни пациентов [Bayes de Luna et al., 1989; Пармон Е.В. и др., 2003; Ревишвили А.Ш. и др., 2004].

Присутствие или отсутствие заболевания сердца, лежащего в основе желудочковой аритмии, во многом определяет характер ее естественного течения. У большинства пациентов с анатомически и морфологически нормальным сердцем желудочковые НРС могут быть классифицированы как «благоприятные» или идиопатические. Этот диагноз подразумевает низкую вероятность возникновения серьезных заболеваний сердца и соответственно благоприятный прогноз течения. Однако проблема идиопатических желудочковых аритмий заключается в том, что констатировать первичный характер этого вида нарушения ритма сердца с определенной долей уверенности не всегда представляется возможным. Данная ситуация складывается по причине того, что не всегда возможно проследить дебют заболевания и истинную длительность существования процесса, а также зачастую из-за невозможности проведения полного спектра диагностических процедур. Для возникновения летальных аритмий определяющим условием признается наличие структурной патологии сердца, которая превращается в нестабильный субстрат под действием различных функциональных факторов. В качестве таких структурных изменений, предопределяющих развитие желудочковых тахиаритмий, могут выступать инфаркт миокарда, гипертрофия и дилатация желудочков, воспаление и отек миокардиальной ткани. Эти изменения, по данным многих исследователей, составляют анатомический субстрат для возникновения желудочковых тахикардии (ЖТ) с различными механизмами [Wit A.L., Janse M.J 1992].

На современном этапе развития медицины в арсенале клинициста существует несколько методов лечения пациентов с желудочковыми НРС. В последние годы набирает силу метод радиочастотной аблации (РЧА) субстрата аритмии, поскольку с внедрением методов интервенционной аритмологии во многих случаях появилась возможность радикального устранения НРС без последующего приема антиаритмических препаратов. Широкое внедрение катетерных методик в клиническую практику привело к накоплению достаточно большого опыта успешного устранения аритмогенных очагов, локализованных как в правом, так и в левом желудочках сердца [Dixit S, Ashar A et al., 2001; Ревишвили А.Ш. и др., 2000; Вайнштейн А.Б. и др. 2004; Ляджина О.С. и др., 2009].

Однако, для успешного применения последних технологий необходима точная топическая диагностика аритмогенного очага - определение

1

- i

i' J

локализации субстрата для интервенционного или хирургического воздействия в миокарде. Существующие методики, основанные на анализе 12-канальной электрокардиограммы (ЭКГ), применении поверхностной

магнитокардиографии, тканевого доплеровского картирования, равновесной томовентрикулографии с меченными эритроцитами, показывают достаточно высокую специфичность и чувствительность в плане определения принадлежности аритмогенного фокуса к тем или иным анатомическим зонам желудочков. Однако, размер этих зон достаточно большой, и поэтому точно локализовать аритмогенный фокус невозможно.

Новые возможности диагностики сердечных аритмий открывают методы, основанные на вычислительной реконструкции электрофизиологических процессов сердца, в частности, на решении обратной задачи электрокардиографии. Суть данной методики заключается в том, чтобы по данным многоканальной регистрации ЭКГ с поверхности грудной клетки создать вычислительную реконструкцию электрограмм на эпикардиальной поверхности сердца и, таким образом, построить изопотенциальную эпикардиальную карту [Plonsey R, 1967; Ревишвили А.Ш. и др., 2008]. Несмотря на определенные успехи, достигнутые в этом направлении рядом научно-исследовательских групп, остаются актуальными задачи разработки более эффективных методов решения обратной задачи электрокардиографии и совершенствования методов электрофизиологической диагностики на ее основе, поскольку по поверхностным эпикардиальным картам при некоторых локализациях желудочковых НРС можно определить только принадлежность аритмогенной зоны к желудочкам сердца. Для этих целей в 2006-20Юг. в ФГБУ ЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН был разработан российский программно-аппаратный комплекс "Амикард" для неинвазивного ЭФИ сердца, который позволяет проводить реконструкцию потенциала электрического поля сердца не только на эпикардиальной поверхности сердца, но и на эндокардиальной поверхности предсердий и желудочков.

Таким образом, на фоне уже имеющихся представлений о прогнозе течения желудочковых НРС, подходов к обследованию, а также медикаментозному и интервенционному лечению значительный научный и практический интерес могут представлять пути совершенствования инновационных неинвазивных методов топической диагностики аритмий, поскольку она может повысить точность предоперационной топической диагностики НРС и соответственно улучшить прогнозирование и эффективность катетерного лечения.

Цель исследования

Изучить диагностическую ценность и усовершенствовать топическую диагностику желудочковых аритмий на основе неинвазивного вычислительного электрофизиологического исследования сердца.

Задачи

1. Изучить точность топической диагностики желудочковых аритмий на основе сравнительного анализа результатов, полученных с помощью неинвазивного вычислительного и данных инвазивного эндокардиального ЭФИ.

2. Изучить диагностическую ценность совместного неинвазивного эпи-эндокардиального картирования по сравнению с отдельным эпикардиальным картированием.

3. Оценить клиническую эффективность применения данной методики в программе предоперационного обследования пациентов с желудочковыми аритмиями, разработать рекомендации по ее дальнейшему применению в клинической практике.

Научная новизна исследования

Выполнено комплексное клиническое исследование метода неинвазивного активационного поверхностного картирования сердца, основанного на решении обратной задачи электрокардиографии и предполагающего совместного использования системы многоканального поверхностного ЭКГ-картирования и спиральной компьютерной томографии у пациентов с желудочковыми аритмиями различной этиологии и локализации:

• изучена точность вычислительной реконструкции на эпикардиальной и эндокардиальной поверхностях сердца;

• определена разрешающая способность метода при определении локализации аритмогенных зон в различных отделах желудочков сердца у пациентов с желудочковыми НРС.

Впервые проведено сравнение диагностической ценности сочетанного эпи-эндокардиального и эпикардиального картирования у пациентов с желудочковыми аритмиями, а также определены чувствительность и специфичность метода.

Впервые изучена диагностическая ценность совместного эпи-эндокардиального картирования для предоперационной топической диагностики желудочковых аритмий, и показаны преимущества данного исследования над другими неинвазивными диагностическими методами с целью успешного интервенционного лечения желудочковых аритмий.

Практическая значимость работы

Благодаря применению исследуемого метода, появилась возможность без инвазивных вмешательств визуализировать процесс возникновения и распространения возбуждения в миокарде желудочков не только на эпикардиальной, но и на эндокардиальной поверхностях сердца. В работе убедительно представлены диагностические характеристики: точность, чувствительность и специфичность данного метода в различных отделах желудочков у пациентов с желудочковыми НРС.

Разработаны рекомендации по применению неинвазивного активационного картирования сердца, что позволит повысить качество

топической диагностики желудочковых аритмий на дооперационном этапе, что в свою очередь даёт возможность получить большую эффективность интервенционного лечения НРС.

Дальнейшее применение исследуемого метода в клинической практике расширяет понимание об электрофизиологических процессах сердца в разных клинических ситуациях.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Метод неинвазивного вычислительного активационного картирования сердца, основанный на решении обратной задачи электрокардиографии, показал высокую точность реконструкции процессов распространения возбуждения по эпикардиальной и эндокардиальной поверхностях сердца и определения области ранней активации миокарда.

2. Алгоритм эпи-эндокардиального картирования обладает лучшей диагностической ценностью в сравнении с эпикардиальным исследованием, о чем свидетельствует более высокая точность, чувствительность и специфичность метода.

3. Создание так называемых «обрезанных» вексельных трехмерных моделей и реконструкции изопотенциальных и изохронных карт на их поверхности приводит к увеличению точности выявления источника аритмии у пациентов с желудочковыми НРС из приточных отделов правого желудочка и левого желудочков.

Внедрение полученных результатов

Результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отделения хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН и могут быть использованы в отделениях, занимающихся обследованием и лечением пациентов с желудочковыми аритмиями.

Апробация работы

Основные положения диссертации изложены и обсуждены на 14-м конгрессе международного общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрокардиологии, Москва, 26-28 апреля 2011 г.; 4-м всероссийском съезде аритмологов, Москва, 16-18 июня 2011 г.; 10-м международном славянском конгрессе по электрокардиостимуляции и клинической электрофизиологии сердца «Кардиостим», Санкт-Петербург, 16-18 февраля 2012г.; the 11th international dead sea symposium on cardiac arrhythmias and device therapy, Jerusalem, 26-29 February 2012; на отчетной научной сессии ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН, Томск, 13-14 марта 2012г.; 8-й региональной научно-практической конференции с международным участием «Клиническая электрофизиология и интервенционная аритмология», Томск 2425 мая 2012г.; European society of cardiology congress 2012, Munich, 25-29 august 2012; 5-м всероссийском съезде аритмологов, Москва, 13-15 июня 2013 г.;

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованном ВАК Минобрнауки России для публикации основных результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в определении цели и задач исследования, в работе с первичным материалом исследования, базой данных, статистической обработке материала, анализе и интерпретации полученных данных, определении практической значимости полученных результатов и разработке практических рекомендаций.

Структура и объём диссертации

Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит введение, 4 главы, выводы, практические рекомендации и список литературы, включающий 205 источников, из них 39 отечественных и 166 зарубежных, иллюстрирована 17 таблицами и 24 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

В исследование было включено 94 пациента в возрасте от 20 до 67 лет (средний возраст 43,5 ± 11,7), которые находились на обследовании и лечении в Отделении хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН (г. Томск) в период 2010-2012 гг.

Критерии включения в исследование:

• Наличие у пациента по данным ЭКГ и холтеровского мониторирования электрокардиограммы (ХМ ЭКГ) желудочковой экстрасистолии/ тахикардии;

• Отсутствие признаков воспаления по данным общего и биохимического анализов крови;

• Стабильный уровень эктопической активности по данным динамического наблюдения;

• Наличие показаний для проведение внутрисердечного ЭФИ и РЧА желудочковой аритмии.

Критерии исключения из исследования:

• Противопоказания для проведения внутрисердечного ЭФИ и РЧА;

• Отказ пациента от процедуры катетерного лечения желудочковых НРС;

• Наличие аллергических реакций на внутривенное введение йодсодержащего контрастного вещества (Омнипак, Ксенетикс).

При поступлении всем пациентам проводилось общеклиническое обследование, включавшее: сбор жалоб (перебои в работе сердца, приступы учащенного сердцебиения, наличие эпизодов головокружения, синкопе, одышка, боли в области сердца, повышение артериального давления (АД), анамнеза (наличие связи аритмии с воспалительным процессом, длительность

течения заболевания, эффективность медикаментозной антиаритмической терапии), общий анализ крови и мочи, биохимический анализ крови, коагулограмма, регистрация ЭКГ в 12 отведениях, ХМ ЭКГ, эхокардиография (ЭхоКГ), коронаровентрикулография (КВГ) (по показаниям), спиральная компьютерная томография (СКТ) сердца, неинвазивное вычислительное электрофизиологическое исследование сердца на программно-аппаратном комплексе «Амикард».

В дальнейшем пациентам выполнялось внутрисердечное ЭФИ и РЧА очага желудочковой аритмии. После процедуры катетерного лечения проводилось повторная запись ЭКГ, ХМ ЭКГ. В среднем длительность госпитализации составляла 5-7 дней.

Группу контроля составляли все включенные в исследование пациенты.

В соответствии с поставленными задачами был сформирован дизайн

Рисунок 1. Дизайн исследования

В зависимости от количества и характера желудочковых НРС по данным ХМ ЭКГ структура пациентов, включенных в исследование, была представлена следующим образом (табл. 1):

• Пациенты с редкой желудочковой экстрасистолией (менее 5 тыс. желудочковых экстрасистол (ЖЭС) за период мониторирования)

• Пациенты с количеством ЖЭС от 5 до 10 тыс./сутки

• Пациенты с количеством ЖЭС от 10 до 20 тыс./сутки

• Пациенты с количеством ЖЭС более 20 тыс./сутки

• Пациенты с сочетанием ЖЭС и ЖТ

Среди пациентов с желудочковыми аритмиями преобладали те, у которых по данным суточного мониторирования ЭКГ было документировано от 10 до 20 тысяч ЖЭС (N=38). У 3 пациентов (3,2%) было менее 5 тысяч ЖЭС по данным ХМ ЭКГ, однако, в виду выраженной клинической симптоматики данным пациентам было проведено РЧА эктопического очага.

Таблица 1

Возрастная характеристика пациентов_

Группа пациентов Возраст Всего

20-30 лет 31-40 лет 41-50 лет 51-60 лет Старше 61 года

ЖЭС до 5 тыс./сутки N=2 N=1 - - - N=3 (3,2%)

ЖЭС 5-10 тыс./сутки N=6 N=4 N=4 N=4 N=2 N=20 (21,3%)

ЖЭС 10-20 тыс./сутки N=7 N=11 N=7 N=7 N=6 N=38 (40,4%)

ЖЭС более 20тыс./сутки N=3 N=3 N=8 N=5 N=1 N=20 (21,3%)

ЖЭС + ЖТ N=1 N=2 N=5 N=5 - N=13 (13,8%)

Всего N=19 (20,2%) N=21 (22,3%) N=24 (25,6%) N=21 (22,3%) N=9 (9,6%) N=94 (100%)

Сочетание экстрасистолии с пробежками ЖТ диагностировано в 13 случаях, причем у 2 пациентов из этой группы документированы пароксизмы фасцикулярной ЖТ. Разные возрастные группы были представлены приблизительно одинаковым количеством пациентов, а удельный вес пациентов старше 61 года составлял 9,6% (N=9).

Специфическими для желудочковых НРС являются такие симптомы как ощущение перебоев в работе сердца, сердцебиения, головокружения, а также синкопальные состояния. К неспецифическим относятся жалобы на боли или дискомфорт в области сердца, слабость, быстрая утомляемость, одышка. Данные симптомы могут быть обусловлены как аритмией, так и течением основного заболевания. Среди специфических симптомов наиболее распространенной жалобой при поступлении в стационар было ощущение перебоев в работе сердца (N=71, 75,5%), приступы сердцебиения отмечали 14 пациентов (14,9%), эпизодическое головокружение беспокоило 13 пациентов

(13,8%), а у 3 пациентов в анамнезе были синкопальные состояния (3,2%). Наиболее распространенным неспецифическим симптомом была одышка при ФН (N=25, 26,6%), жалобы на слабость и быструю утомляемость предъявляли 18 пациентов (19,1%). Таким образом, в подавляющем большинстве случаев (80,9%) аритмия была симптомная, и пациенты обращались к врачу по месту жительства в связи с имеющимися у них жалобами на состояние здоровья. Остальные 18 пациентов (19,1%) никаких жалоб при поступлении в стационар не предъявляли, и НРС у них было выявлено случайно при прохождении профилактического осмотра, при этом у 15 пациентов из этой группы по данным ХМ ЭКГ регистрировалось более 10 тысяч одиночных, парных и групповых ЖЭС за период мониторирования.

Во всех группах пациентов преобладала продолжительность заболевания более 3 лет, при этом у 7 пациентов (7%) в течение всего времени регистрировались не только одиночные ЖЭС, но пароксизмы ЖТ по данным суточного мониторирования ЭКГ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Оценивая полученные результаты, можно сказать, что наиболее аритмогенной зоной является выводной отдел правого желудочка (ВОПЖ), здесь локализовано 61,7% исследуемых нами желудочковых аритмий, в выводном отделе левого желудочка (ВОЛЖ) локализовано 12,8%, а в приточных отделах ЛЖ и ПЖ - 17% и 8,5% соответственно. Наиболее вероятной причиной развития НРС у всех групп пациентов на наш взгляд является развитие миокардитического кардиосклероза (МК), как следствие перенесенного воспалительного процесса в сердце (рис. 2). Данный диагноз был поставлен 38,3% (N=36). Другие заболевания сердца у включенных в исследование пациентов выявлялись значительно реже, и доля каждой патологии в общей структуре не превышала 20%.__

25 N

10

22

ВОПЖ

ВОЛЖ

Пр1ггочный отдел ПЖПрнгочный отдел ЛЖ

Рисунок 2. Структура основной патологии в зависимости от локализации аритмогенного фокуса.

Сравнивая результаты неинвазивной топической диагностики желудочковых НРС из ВОПЖ, полученные методом эпикардиального картирования, с данными внутрисердечного электрофизиологического исследования (ВСЭФИ), мы показали, что в целом точность диагностики аритмий данной локализации составляет 82,76% и может варьировать (от 75% до 100%) в зависимости от локализации аритмогенного фокуса (рис. 3).

передне-боковая передняя передне-сешальная септальная задне-септальная

■ эндокардиальное картирование ■ эпикардиальное картирование 6Н эпи-эндокардиальное картирование

Рисунок 3. Диагностическая точность неивазивного ЭФИ сердца при желудочковых аритмиях из ВОПЖ.

Данный факт, на наш взгляд, можно объяснить анатомическим строением сердца и топографическим расположением ВОПЖ. Известно, что свободная, передне-боковая, передняя стенки ВОПЖ не «прикрыты» другими структурами сердца, таким образом, на данные поверхности ВОПЖ возможно осуществить гармоническое продолжение потенциала электрического поля сердца от поверхности грудной клетки и, соответственно, точно определить место выхода аритмии. Что же касается септальной, передне-перегородочной и задне-септальной стенок, то они находятся «внутри» сердца, и тем самым осуществить продолжение потенциала электрического поля сердца от поверхности торса на данные локализации ВОПЖ, используя эпикардиальное картирование, не представляется возможным. В данном случае по эпикардиальным картам мы можем увидеть лишь место выхода аритмии на поверхность воксельной модели сердца и, тем самым, предположить, что аритмогенный фокус располагается в септальной части ВОПЖ.

Неивазивное эндокардиальное ЭФИ лишено вышеописанного недостатка, свойственного эпикардиальному, что позволяет приблизительно с одинаковой точностью производить картирование всех стенок ВОПЖ, за исключением задне-септальной локализации, где точность по нашим данным составляет всего 50% (в 2 случаях из 4 мы получили расхождения). При этом, у 1 пациента, где согласно эндокардиальному картированию аритмогенный фокус должен был располагаться в проекции правого синуса Вальсальвы, эпикардиальное картирование точно показало задне-септальную локализацию источника

аритмии, что совпало с данными ВСЭФИ и РЧА. На наш взгляд, данная ошибка связана с тем, что эндокардиальная поверхность задней и задне-септальной стенок ВОПЖ топографически достаточно близко расположена к эндокардиальной поверхности ВОЛЖ, и расстояние между ними невелико, в результате этого эндокардиальное картирование может ошибочно показывать расположение аритмогенного фокуса в ВОЛЖ, особенно если глубина вдоха во время многоканальной записи ЭКГ отличается от таковой при проведение СКТ вентрикулографии. В целом точность эндокардиального картирования НРС из ВОПЖ составляет 94,83%.

Совместное неинвазивное эпи-эндокардиальное ЭФИ обладает максимальной диагностической ценностью (совпадение результатов в 96,55% случаев) и включает в себя последовательное эпикардиальное, а затем эндокардиальное картирование сердца, что позволяет с одинаковой точностью определять локализацию аритмогенного фокуса, имеющего как субэндокардиальное, так и субэпикардиальное расположение.

Сравнивая результаты неинвазивной топической диагностики желудочковых НРС из приточного отдела ПЖ, полученные методом эпикардиального картирования, с данными ВСЭФИ, мы показали, что в целом точность диагностики аритмий данной локализации составляет всего 37,5% (рис. 4).

120%

Парагасиальная локализация Свободная стенка МЖП

■ эндокардиальное картирование ■ эпикардиальное картирование Ш эпи-эндокардиальное картирование

Рисунок 4. Диагностическая точность неивазивного ЭФИ сердца при желудочковых аритмиях из приточного отдела ПЖ.

Наиболее проблематичным является картирование желудочковых аритмий парагисиальной локализации (только в 1 из 4 случаев нам удалось определить аритмогенный фокус). При этом у 2 пациентов согласно данным эпикардиального ЭФИ аритмогенный фокус должен был располагаться на свободной стенке ПЖ, а у 1 - в ВОЛЖ. На наш взгляд этот факт также можно объяснить топографическим расположением межжелудочковой перегородки (МЖП) и соответственно невозможностью осуществить гармоническое продолжение потенциала электрического поля сердца от поверхности грудной

клетки на данную область приточного отдела ПЖ. Построение полостных моделей и проведение картирования на эндокардиальной поверхности увеличивает точность неинвазивного ЭФИ с 25% до 75%. Однако, и при эндокардиальном ЭФИ существуют «подводные камни». Для того чтобы добиться точности в 75% необходимо было производить редактирование вексельных моделей сердца с построением так называемых «обрезанных» воксельных трехмерных моделей и реконструкции изопотенциальных и изохронных карт на их поверхности. Обычно осуществлялся «разрез» целой воксельной модели на уровне выводных отделов ПЖ и ЛЖ, то есть «визуально» на уровне клапанов аорты и легочной артерии и осуществлялись «разрезы» от середины трикуспидального и митрального клапанов до верхушки ПЖ и ЛЖ соответственно, тем самым отсекались боковые стенки обоих желудочков и, в конечном итоге, оставалась воксельная трехмерная модель МЖП. В целом данное редактирование позволяло провести точное сопоставление расчетных полигональных моделей сердца с реальными воксельными моделями, получаемые по данным СКТ и, тем самым, с большей точностью производить диагностику желудочковых аритмий парагисиальной локализации.

Диагностика желудочковых НРС со свободной стенки ПЖ также вызывает определенные трудности, особенно используя отдельное эпикардиальное картирование, так как точность метода для данной локализации невелика и составляет всего 33,33% (N=1). Объяснить данный факт достаточно сложно, учитывая небольшое количество пациентов, включенное в исследование. Однако стоит отметить, что и устранить полностью аритмию данной локализации с помощью РЧА тоже удалось только у 1 пациента, у которого, кстати, и было совпадение данных неинвазивной диагностики и ВСЭФИ. Применяя эндокардиальное картирование, удалось повысить точность предоперационного обследования до 66,66% (N=2). В дополнение к вышеописанному случаю, еще у 1 пациента было совпадение результатов (зона максимальной стимуляционной идентичности при ВСЭФИ совпала с зоной наиболее ранней активации по данным неинвазивного картирования), однако, устранить аритмию с помощью РЧА у этого пациента не удалось. В случае, когда мы получили расхождения результатов неинвазивного эпи-эндокардиальгого ЭФИ (средние отделы МЖП, передней стенки ПЖ) и ВСЭФИ (свободная стенка ПЖ), полностью устранить аритмию не удалось, но достигнуто значительное уменьшение эктопической активности, что проявлялось в уменьшении количества ЖЭС и отсутствии пробежек ЖТ по данным контрольного ХМ ЭКГ.

В целом, точность как эндокардиального, так и сочетанного эпи-эндокардиального картирования желудочковых НРС из приточного отдела ПЖ была одинакова и составляла 75%.

Сравнивая результаты неинвазивной топической диагностики желудочковых аритмий из ВОЛЖ, полученные методом эпикардиального картирования, с данными ВСЭФИ, мы показали, что в целом точность

диагностики аритмий данной локализации составляет 58,3% и может варьировать в зависимости от локализации аритмогенного фокуса и составлять 0% при НРС из области правого синуса Вальсальвы и 80% - при аритмиях из области левого синуса Вальсальвы.

Неивазивное эндокардиальное ЭФИ желудочковых НРС из ВОЛЖ обладает значительно большей диагностической ценностью и в целом точность составляет 83,3%, варьируя от 60% (область левого синуса Вальсальвы) до 100% (другие локализации). При использовании совместного эпи-эндокардиального картирования точность неинвазивной вычислительной электрофизиологической диагностики достигает 91,66% (рис. 5).

левый синус Вальсальвы правый синус Вальсальвы граница правого и левою некоронарогснный синус

синусов Вальсальвы Вальсальвы

■ эндокардиальное картирование ■ эпикардиальное картирование ЕЕ эпи-эндокардиальное картирование

Рисунок 5. Диагностическая точность неивазивного ЭФИ сердца при желудочковых аритмиях из ВОЛЖ.

При желудочковых НРС из области правого синуса Вальсальвы методом эпикардиального картирования, нам удалось определить только принадлежность аритмогенного фокуса к ВОЛЖ. Столь низкий уровень диагностических возможностей метода для данной локализации объяснить достаточно трудно, также в виду незначительного количества пациентов включенных в исследование (N=2). С одной стороны, можно говорить, о топографическом расположение ВОЛЖ и, соответственно, трудностях в осуществлении гармонического продолжения потенциала электрического поля сердца от поверхности грудной клетки в область правого синуса Вальсальвы. Но, с другой стороны, область левого синуса Вальсальвы также находится «внутри» сердца, а, тем не менее, точность диагностики в данной локализации методом эпикардиального картирования составляет 80% и превышает таковую у эндокардиального ЭФИ (60%). Топографической близостью задней и задне-септальной стенок ВОПЖ к структурам ВОЛЖ, на наш взгляд, можно объяснить и те факты, что, во-первых, у 1 пациента с аритмией из области границы правого и левого синусов Вальсальвы нам не удалось методом эпикардиального картирования определить принадлежность аритмогенного

фокуса к ВОЛЖ или ВОПЖ, тем самым, точность диагностики в данной локализации составила 50%, а, во-вторых, что у другого пациента с НРС из области левого синуса Вальсальвы нам не удалось методом эндокардиального ЭФИ также определить принадлежность аритмогенного фокуса к ВОЛЖ или ВОПЖ, в то время как по средствам эпикардиального картирования мы точно локализовали источник аритмии.

В целом же, точность диагностики желудочковых НРС при помощи программно-аппаратного комплекса «Амикард» из ВОЛЖ методом совместного эпи-эндокардиального картирования составляет 91,66% и является стабильно высокой во всех его областях.

Сравнивая результаты неинвазивной топической диагностики желудочковых НРС из приточного отдела ЛЖ с данными ВСЭФИ, мы показали, что в целом точность диагностики аритмий данной локализации составляет всего 62,5%, и может варьировать (от 0% до 100%) в зависимости от локализации аритмогенного фокуса (рис. 6). При этом точность эпикардиального, эндокардиального и соответственно эпи-эндокардиального картирования была одинаковой.

Базальные отделы Базальные отделы Назальные отделы Базальные отделы МЖП Папиллярные

передняя стенка свободная стенка задняя стенка ЛЖ заднс-септальная мышцы

ЛЖ ЛЖ стенка ЛЖ

■ нсинвазивное ЭФИ

Рисунок 6. Диагностическая точность неивазивного ЭФИ сердца при желудочковых аритмиях из приточного отдела ЛЖ.

Желудочковые аритмии из папиллярных мышц ЛЖ являются наиболее сложными с точки зрения неинвазивного картирования, а данная локализация, пожалуй, единственная, где точность диагностических алгоритмов по 12 -канальной ЭКГ значительно превосходят неинвазивное ЭФИ, основанное на решении обратной задачи электрокардиографии, поскольку по средствам последнего топическая диагностика НРС из папиллярных мышц ЛЖ вообще не представляется возможной. Объяснить данный факт можно тем, что в трехмерной модели сердца, построенной по данным СКТ (в нашем исследовании мы использовали сканер SOMANTOM Sensation 4 фирма «Siemens»), мы вообще не визуализируем папиллярные мышцы и, тем самым, не можем найти аритмогенный фокус, поскольку не видим «анатомического

субстрата» аритмии. По эпикардиальным и эндокардиапьным картам в данном случае мы можем лишь увидеть асинхронное сокращение желудочков сердца. Предположить, что ЖЭС или ЖТ из папиллярной мышцы можно в том случае, когда по построенным картам вообще не удается найти точку начала возбуждения миокарда, а на эндограммах как на эпикардиальной, так и эндокардиальной поверхностях воксельной модели сердца нет характерного паттерна «С)8», свойственного началу возбуждения миокарда в момент желудочковых НРС.

Диагностика аритмий из задне-септальной позиции базальных отделов ЛЖ также представляется достаточно проблематичной, поскольку точность в данной локализации составляет всего 33,33%. У 2 пациентов из 3 нам не удалось найти источник аритмии, при этом, в первом случае мы вообще не смогли определить зону наиболее ранней активации, а во втором - мы могли лишь предположить, что аритмогенный фокус находиться в базальных отделах ЛЖ. Причина данного факта в настоящее время нам не известна и требует дополнительного исследования.

Картирование желудочковых НРС из других локализаций приточного отдела ЛЖ не вызвало у нас особых трудностей и проходило согласно классической схеме неивазивного ЭФИ.

В целом, точность топической диагностики желудочковых аритмий по средствам неинвазивного вычислительного электрофизиологического исследования сердца методом совместного эпи-эндокардиального картирования составляет 88,3%, отдельного эндокардиального и эпикардиального исследования - 86,2% и 72,3% соответственно (рис. 7).

I 120,00%__:___________—_____у-—;.-________• .............................

100,00% 96.55%. —----—---- 0» Лй«Ч . .. —-

80,00% г 60,00% ~

40,00% 20,00% -0,00% Р

ВОПЖ приточный отдел ПЖ ВОЛЖ приточный отдел ЛЖ вобщем

I

а эндокардиальное картирование ■ эпикардиальное картирование й] эпи-эндокардиальное картирование

I_

Рисунок 7. Диагностическая точность неивазивного ЭФИ сердца.

При этом, точность представленного электрофизиологического метода в первую очередь определяется применяемым вычислительно-математическим алгоритмом реконструкции электрического поля сердца. Однако следует учитывать и другие возможные причины погрешности методики активационного картирования: глубина вдоха при регистрации ЭКГ и во время

проведения СКТ-исследования, вследствие которого может отличаться позиция сердца при поверхностном ЭКГ-картировании и СКТ-сканировании. Также имеет значение «чистота» исходных ЭКГ-данных - возможный дрейф изолинии и наличие «наводок» при записи ЭКГ в 240 отведениях, поэтому следует стараться достичь максимально «чистой» записи ЭКГ. Антропометрические данные, в частности ожирение I и более степеней, выставленное согласно индекса массы тела, тоже могут оказать негативное влияние на точность топической диагностики. Стоит отметить, что важное значение имеет и количество отведений при поверхностной записи ЭКГ. Так, в нашем исследовании мы использовали 240-канальное картирование, однако существуют методики и с меньшим количеством отведений (в частности 80-полюсная система «Cardiag 128.1» Чехия), что также негативно может сказываться на топической диагностике желудочковых НРС.

Чувствительность неинвазивного ЭФИ сердца методом совместного эпи-эндокардиального картирования составляет 95,4%, отдельного эндокардиального и эпикардиального исследования - 95,23% и 80% соответственно. Несмотря на высокую точность и чувствительность метода, его специфичность не превышает 63,7% в случае эпи-эндокардиального и 69,2% в случае эндокардиального картирования, а вот у эпикардиального исследования специфичность всего 34.6% (табл.2).

Таблица 2

Характеристики метода неинвазивного ЭФИ сердца

Характеристика метода Совестное эпи-эндокардиальное картирование Эндокардиальное картирование Эпикардиальное картирование

Ас 88,3% 86,2% 72,3%

Se 95,4% 95,3% 80%

Sp 63,7% 69,2% 34,6%

LR+ 2,63 3,1 1,22

LR- 0,07 0,07 0,58

Примечание: Ac (Accuracy) - точность метода; Se (Sensitivity) -

чувствительность метода; 8р (8реай1у) - специфичность метода; и ЬЯ- -положительное и отрицательно отношения правдоподобия метода.

Эффективность РЧА по данным различных отечественных и мировых центров, оборудованных электрофизиологическими лабораториями и имеющих достаточный опыт для выполнения подобных процедур, в отношении желудочковых аритмий колеблется в пределах 50-88% [Ревишвили А.Ш. и др., 2000; Бокерия Л.А. и др., 2002; Покушалов Е.А. и др., 2004; Лебедев Д.С. и др.,

2004; Hildegard Tanner et al., 2005; Попов C.B. и др., 2006]. По нашим данным эффективность РЧА составила в целом у пациентов с желудочковыми НРС 86,17%, что вполне укладывается в общемировые стандарты (рис. 8).

120%

-100%—

100% — ...... -91738% .............:...... ________

80% • 75% л.. •:: г—=

60% 50% :

40% •• —— ЕЕЕЕНЕ

20% Шй щ _________ :: -

-.....— — -----------

--- - ■ '.

ВОЛЖ ВОПЖ Приточный отдел ЛЖ Приточный отдел ПЖ Общая

!

Я эффективность РЧА j

Рисунок 8. Эффективность РЧА у пациентов с желудочковыми НРС.

Наиболее часто очаг аритмии у наших пациентов располагается в ВОПЖ (61,7%), значительно реже в других отделах сердца: в приточном отделе ЛЖ -17%, в ВОЛЖ - 12,8%, в приточном отделе ПЖ - 8,5%, что также укладывается в общепринятые представления о желудочковых НРС.

Наиболее низкая эффективность РЧА была у пациентов с расположением очага аритмии в приточном отделе ПЖ — всего 50%. При этом, наиболее сложной с точки зрения аблации была парагисиальная локализация. Из 4 пациентов только у 1 удалось полностью устранить аритмию, еще у 1 -добились урежения активности эктопического очага, а у 2 - катетерная аблация вообще оказалась неуспешной. Причиной столь низкой эффективности является близкое расположение аритмогенного фокуса к нормальной проводящей системе и соответственно развитие ускоренного узлового ритма в момент нанесения РЧА, что служило причиной к прекращению аблации. Трудности при проведении катетерного лечения также могут возникнуть и у пациентов с желудочковыми НРС со свободной стенки: ПЖ. Так, по данным литературы, РЧА в этой зоне успешна не более чем в 50% случаев, что объясняется вероятным субэпикардиальным расположением источника аритмии [Ардашев A.B., 2009]. Согласно нашим данным, эффективность аблации в данной области составляет 66,7% (из 3 пациентов у 1 полностью устранена аритмия, и еще у 1 добились значительного уменьшения активности эктопического фокуса, о чем свидетельствовало трехкратное уменьшение количества ЖЭС и отсутствие пробежек ЖТ по данным контрольного ХМ ЭКГ).

Эффективность РЧА очага аритмии в приточном отделе ЛЖ составляет 75%. В 4 случаях данная процедура была неуспешной. Это 2 пациента с ЖЭС и

ЖТ из верхушечных отделов МЖП и 2 пациента с желудочковыми НРС из базальных отделов ЛЖ передней и боковой стенок соответственно. Неэффективность РЧА, на наш взгляд, связана с субэпикардиальным расположением аритмогенного фокуса, а также техническими сложностями в позиционировании электрода в данных локализациях. У 1 пациента с ЖЭС из папиллярной мышцы достигнуто уменьшение активности аритмогенного фокуса, однако, полностью устранить НРС не удалось, что также на наш взгляд связано с техническими сложностями в позиционировании электрода в данной области. Эффективность катетерной аблации очага аритмии в выводных отделах, как правого, так и левого желудочков сердца очень высока и составляет 91,38% в ВОПЖ, достигая 100% в ВОЛЖ.

Таким образом, метод РЧА является высокоэффективным способом лечения пациентов с желудочковыми НРС различной этиологии и локализации.

ВЫВОДЫ

1. Исследование метода неинвазивного вычислительного активационного картирования сердца, основанного на решении обратной задачи электрокардиографии, в сравнении с данными «эталонного» внутрисердечного электрофизиологического исследования показало высокую точность реконструкции процессов распространения возбуждения по эпикардиальной и эндокардиальной поверхностях сердца и определения области ранней активации миокарда.

2. Точность топической диагностики желудочковых аритмий зависит от локализации аритмогенного фокуса и достигает 96,55% и 91,66% в выводных отделах правого и левого желудочков соответственно, составляя только 62,5% в приточном отделе левого желудочка.

3. Алгоритм эпи-эндокардиального картирования обладает большей диагностической ценностью в сравнении с эпикардиальным исследованием, о чем свидетельствует более высокая точность (88,3% и 72,3% соответственно), чувствительность (95,4% и 80% соответственно) и специфичность (63,7% и 34,6% соответственно) диагностики.

4. Эффективность радиочастотной катетерной аблации желудочковых НРС составляет 86,17% и зависит от локализации очага аритмии. Большая эффективность наблюдается в выводных отделах левого и правого желудочков (100% и 91,38% соответственно), меньшая в приточном отделе правого желудочка (50%).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется использовать метод вычислительного активационного картирования, основанного на решении обратной задачи электрокардиографии для точной неинвазивной топической диагностики желудочковых НРС.

2. Необходимо проводить всем пациентам реконструкцию распространения возбуждения в миокарде желудочков не только на эпикардиальной, но и на эндокардиальной поверхности сердца, поскольку сочетанное эпи-эндокардиальное картирование обладает максимальной диагностической ценностью.

3. Для большей точности топической диагностики желудочковых НРС из приточных отделов обоих желудочков рекомендовано производить редактирование вексельных моделей сердца с построением так называемых «обрезанных» вексельных трехмерных моделей и реконструкции изопотенциальных и изохронных карт на их поверхности, что особенно полезно у пациентов с аритмиями парагисиальной локализации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Хлынин М.С. Неинвазивное электрокардиографическое картирование желудочковых нарушений ритма сердца / М.С.Хлынин, Р.Е. Баталов, С.В. Попов, С.Н. Криволапов // Сибирский медицинский журнал (Томск). - 2013. - Т. 28, № 2. - С. 28-31.

2. Хлынин М.С. Неинвазивная топическая диагностика желудочковых нарушений ритма сердца. / М.С.Хлынин, Р.Е.Баталов, С.В.Попов, С.Н.Криволапов // Вестник аритмологии. - 2013. - №73. - С. 49-53.

3. Хлынин М.С. Предоперационная диагностика желудочковых аритмий с использованием программно-аппаратного комплекса «Амикард» / М.С. Хлынин, С.В. Попов, Р.Е. Баталов, С.Н. Криволапов // Материалы четвертого всероссийского съезда аритмологов, 16-18 июня 2011 г., Москва. Анналы аритмологии. Приложение. - 2011. — № 2. - С.29.

4. Хлынин М.С. Неинвазивная топическая диагностика желудочковых аритмий с использованием программно-аппаратного комплекса «Амикард» / М.С. Хлынин, С.В. Попов, Р.Е. Баталов, С.Н. Криволапов // Вестник аритмологии. Приложение А. - СПб., 2012. - 16-18 февраля. - С.15.

5. Khlynin Mikhail. Single-beat noninvasive imaging of cardiac eltctrophysiology in patients with ventricular arrhythmias / Mikhail Khlynin, Sergey Popov, Roman Batalov, Sergey Krivolapov // the 11th international dead sea symposium, February 26-29, 2012, Jerusalem. Program & Abstracts. - P. 108.

6. Хлынин М.С. Топическая диагностика некоронарогенных желудочковых нарушений ритма сердца с использование программно-аппаратного комплекса «Амикард» / М.С. Хлынин, С.В. Попов, Р.Е. Баталов, С.Н. Криволапов // Материалы отчетной научной сессии 13-14 марта 2012 г., Томск. - Томск, 2012. - С. 105

7. Хлынин М.С. Неинвазивное картирование желудочковых нарушений ритма сердца с использованием программно-аппаратного комплекса «Амикард» / М.С. Хлынин, С.В. Попов, Р.Е. Баталов, С.Н. Криволапов // Материалы VIII региональной научно-практической конференции с международным участием «Клиническая электрофизиология и интервенционная аритмология» 24-25 мая 2012 г., Томск. - Томск, 2012. - С. 39

8. Khlynin M.S. Noninvasive mapping of cardiac electrophysiology in patients with ventricular arrhythmias / M.S. Khlynin, S.V. Popov, R.E. Batalov, S.N. Krivolapov // European society of cardiology congress, august 25-29, 2012 Munich, Germany. Abstracts. - P. 314

9. Хлынин М.С. Эпи-эндокардиальное картирование желудочковых аритмий с использованием программно-аппаратного комплекса «Амикард» / М.С. Хлынин, С.В. Попов, Р.Е. Баталов, С.Н. Криволапов, С.Н. Бочаров, Д.А. Баландин // Материалы пятого всероссийского съезда аритмологов, 13-15 июня 2013 г., Москва. Анналы аритмологии. Приложение. - 2013. - № 2. -С.50.

Список сокращений

АД артериальное давление

АДПЖ аритмогенная дисплазия правого желудочка

волж выводной отдел левого желудочка

ВОПЖ выводной отдел правого желудочка

ВПС врожденный порок сердца

ВСЭФИ внутрисердечное электрофизиологическое исследование

ГБ гипертоническая болезнь

ДКМП дилатационная кардиомиопатия

ЖТ желудочковая тахикардия

ЖЭС желудочковая экстрасистолия

ИБС ишемическая болезнь сердца

ИНРС идиопатические нарушения ритма сердца

квг коронаровентрикулография

ЛЖ левый желудочек

мжп межжелудочковая перегородка

мк миокардитический кардиосклероз

НРС нарушения ритма сердца

пж правый желудочек

РЧА радиочастотная аблация

СКТ спиральная компьютерная томография

ХМ ЭКГ холтеровское мониторирование электрокардиограммы

ЭКГ электрокардиограмма

ЭФИ электрофизиологическое исследование

ЭхоКГ эхокардиография