Автореферат и диссертация по медицине (14.01.05) на тему:Комплекс новых методов ЭКГ-диагностики (магнитокардиография и дисперсионное картирование) в оценке нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией

4859459

Кузнецова Светлана Юрьевна

КОМПЛЕКС НОВЫХ МЕТОДОВ ЭКГ-ДИАГНОСТИКИ (МАГНИТОКАРДИОГРАФИЯ И ДИСПЕРСИОННОЕ КАРТИРОВАНИЕ) В ОЦЕНКЕ НАРУШЕНИЙ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МИОКАРДА У БОЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ

14.01.05- КАРДИОЛОГИЯ

1 о НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2011

4859459

Работа выполнена на кафедре госпитальной терапии медицинского факультета Российски университета дружбы народов

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор медицинских наук, профессор Иванов Геннадий Георгиевич

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор А.Н. Бритов

Доктор медицинских наук, профессор АЛ.Сыркин

Ведущая организация:

Институт кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ и СР РФ Защита диссертации состоится "24 " ноября 2011 г.

в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.18 в Российском университе дружбы народов (117292, г. Москва, ул. Вавилова 61, клиническая больница N 64).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университ дружбы народов (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6.)

Автореферат разослан "21 " октября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д.м.н. медицинских наук, профессор Г.К. Киякбаев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Актуальность проблемы гипертрофии левого желудочка тесно связана с изучением клинического течения, лечения и прогноза таких сердечнососудистых заболеваний, как артериальная гипертония и ишемическая болезнь сердца. В настоящее время установлено, что наличие гипертрофии левого желудочка является независимым фактором риска тяжелых сердечно-сосудистых осложнений и смертности, как для больных страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы [Casale et ill., 1993; Kornreich et al., 1990], так и в общей популяции. Среди способов диагностики увеличения массы левого желудочка можно отметить электрокардиографию, эхокардиографию, компьютерную и MP-томографию, вентрикулографию, причем наиболее доступными практическому врачу остаются только первые два метода.

Стандартная электрокардиография способна оценить процесс развитая гипертрофии миокарда качественно, и дает лишь ориентировочное предсгаштение о массе левого желудочка [Юреньев А.П. и др., 1994], позволяя диагностировать ГЛЖ по трем основным градациям: отсутствие ГЛЖ, умеренная ГЛЖ, выраженная ГЛЖ. При этом нужно отметить, что применяемые во врачебной практике признаки и алгоритмы для определения синдрома ГЛЖ являются эмпирико-морфологическими [Рябыкина Г.В. и др., 2010], что, несомненно, отражается на диагностических возможностях метода ЭКГ, которые, в целом, ниже, чем у ЭхоКГ.

Выявление ГЛЖ, наряду с другими признаками поражения органов мишеней, существенным образом влияет на клинические решения и может служить основой для инициации гипотензивной терапии у пациентов с "мягкой" артериальной гипертонией. Поэтому своевременное выявление гипертрофии ЛЖ имеет не только диагностическое, но и важное прогностическое значение. В настоящее время все чаще используется термин «ремоделиро-вание миокарда», как более широкое понятие, чем собственно гипертрофия ЛЖ, и она рассматривается как частный случай ремоделирования структуры сердца, возникающего у больных с АГ. Артериальная гипертония в силу социальной значимости, распространенности и мультипатогенеза оказалась одним из главных объектов изучения [Моисеев B.C. и др., 1995]. При наличии АГ, независимо от степени повышения АД, риск смерти выше, чем при нормальном АД (<120/80 мм.рт.ст.) [Кобалава ЖД. и др., 2008]. Помимо гемодинамических факторов, развитие гипертрофии предположительно связано с прямым действием нервных и гуморальных факторов (нейромедиаторов и гормонов) [Юреньев А.П.и др., 1997].

Основным и наиболее доступным методом диагностики в течение длительного времени была электрокардиография (ЭКГ), но с применением эхокардиографии стали очевидны ограничения ЭКГ в распознавании синдрома ГЛЖ. Чувствительность этих методов неодинакова. Чувствительность ЭКГ в зависимости от стадии ГЛЖ составляет 15-57%, а ЭхоКГ - 57-98% [Devereux, 1990, 1987]. По данным литературы, при показателе специфичности равном 95%, чувствительность стандартной ЭКГ обычно не превышает 40-45% [Molloy et al., 1992]. Результаты предшествующих экспериментальных и клинических исследований (Сулла A.C. и др., 2007) позволяют утверждать, что развитие гипертензивной ГЛЖ ассоциируется с нарастанием гетерогенности как де-, так и реполяризационнных процессов, что отражается в увеличении показателей дисперсии QRS комплекса, вариабельности QT^-, Я^- и Тзрех-ы- интервалов стандартной ЭКГ.

3

ЭКГ и ЭхоКГ определение гипертрофии JDK основано на различных принципах диагностики, в связи с этим возникает вопрос: имеет ли ГЛЖ, выявленная с помощью ЭхоКГ, корреляции с данными новых методов ЭКГ-диагностики - методами дисперсионного картирования (ДК) и магнитокардиографии (MKT), какой вклад могут привнести новые методы ЭКГ в раннюю диагностику поражения миокарда при артериальной гипертонии. Широкое развитие компьютерных технологий, современных методов цифровой обработки данных и вышеуказанные клинические задачи обусловили разработку и начало использования в повседневной практике компьютерных ЭКГ-систем, позволяющих получать качественно иную информацию, недоступную при традиционном, визуальном анализе ЭКГ-сигнала.

Метод дисперсионного картирования ЭКГ (ДК ЭКГ) разработан недавно и его клиническое значение активно изучается. Показано, что в настоящее время он может использоваться преимущественно при скрининге для выделения лиц, подлежащих углубленному обследованию. Однако область его диагностического применения может быть значительно увеличена, т.к. существует возможность изолированной оценки показателей микроальтернаций всего кардиоцикла, анализ которых не доступен при использовании других методов [Иванов Г.Г., 2009]. Имеющийся в настоящее время опыт свидетельствует, что среди неинвазивных, простых в эксплуатации и доступных для широкой клинической практики методов контроля, метод дисперсионного картирования ЭКГ имеет хорошие показатели по чувствительности к метаболическим изменениям в миокарде любого генеза. Более того, в отношении преходящих функциональных нарушений, являющихся предвестниками патологии, указанная технология во многих случаях, возможно, даст уникальную информацию.

Мс ни магнитокардиографии известен более 30 лет, он основан на регистрации изменений во времени магнитно]! составляющей электродвижущей силы сердца. Как следует из теории электромагнетизма, строение источника тока в электропроводящей среде (организме) и неоднородность самой этой среды по-разному отражаются на распределении магнитных и электрических полей. Некоторые виды биоэлектрической активности проявляют себя преимущественно в электрическом поле, давая слабый магнитный сигнал, другие - наоборот. Поэтому есть много электрофизиологических процессов в миокарде, наблюдение которых мапнтмрафически предпочтительнее. Несмотря на длительное исследование метода, масштабные многоцентровые исследования с его использованием до сих пор организованы не были. Однако, как указано в обзоре [Fenici et а!., 2005], проведено уже несколько десятков одноцентровых исследований, показавших возможности магнитокардиографии, например, в диагностике ишемической болезни сердца, при этом средняя точность метода в покое в диагностике ишемии составляет примерно 75%. Индукция магнитного поля, как вектор, характеризуется как абсолютной величиной, так и направлением, что также может давать дополнительную полезную информацию. Не следует полагать, что дисперсионное картирование и стандаршая ЭКГ-12, а также электро- и магнитографические методы, конкурируют между собой. Наоборот, именно их комбинация даст наиболее полную информацию об исследуемых процессах [Масленников Ю.В., 2011]. Для каждого из методов есть области, где применение какого-либо одного из них предпочтительнее [Будник H.H., Чайковский И.А., 2005]. Мап1итокардио1рафия предпочтительнее для точного определения локализации места биоэлектрической активности. В перспективе для магнитокардиографии могут быть использованы не только криогенные магнитометрические системы, но и системы на основе оптических или ядерных магнитометров, работающие при комнатной температуре.

Изучение взаимосвязи показателей новых ЭКГ-методов с данными традиционных технологий выявления нарушений электрофизиологических свойств миокарда и прогностических признаков представляется важным направлением исследования течения артериальной гипертонии. Есть основания предполагать, что новые ЭКГ-методы, такие как магнито-кардиография, в комплексе с методом дисперсионного картирования позволят улучшить диагностику электрофизиологического ремоделирования миокарда у больных артериальной гипертонией, выделять пациентов с гипертрофией ЛЖ на основании новых критериев. В связи с этим исследование комплекса новых методов диагностики (мапштокардиография и дисперсионное картирование) в оценке нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией представляется актуальным.

Цель исследования - оценка диагностических возможностей методов мапштокар-диографии и дисперсионного картирования в выявлении гипертрофии левого желудочка и электрофизиологического ремоделирования у больных артериальной гипертонией.

Задачи исследования:

1. Сопоставить диагностические характеристики стандартных критериев гипертрофии левого желудочка по данным ЭКГ-12 и ЭхоКГ с параметрами ЭКГ, основанными на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей в группе больных артериальной гипертонией.

2. Изучить де- и реполяризационные показатели дисперсионного картирования и магнито-кардиограммы у пациентов с артериальной гипертонией и оценить их диагностические возможности для выявления электрической гетерогенности миокарда и сопостав1гть с методом стандартной электрокардиографии.

3. Провести анализ наиболее информативных параметров магнитокардиограммы, разделяющих группы "условной нормы" и "артериальной гипертонии". Оценить характеристики маркеров вегетативной регуляции в группе больных с АГ и группе контроля.

4. Разработать критерии диагностики гипертрофии левого желудочка по параметрам дисперсионного картирования и магнитокардиографии; определить их диагностическую ценность у больных артериальной гипертонией.

Научная новизна. Впервые проведены клинические исследования с использованием комплекса неинвазивных методов для изучения диагностических возможностей метода магнитокардиографии с целью выявления гипертрофии ЛЖ у пациентов с артериальной гипертонией и нарушений электрофизиологических свойств миокарда. Аналогичные исследования проведены с помощью метода дисперсионного картирования для анализа диагностических возможностей различных параметров де- и реполяризации желудочков. Полученные критерии гипертрофии левого желудочка, основанные на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей, по своим диагностическим характеристикам не уступают критериям Соколова-Лайона и превосходят критерий Корнелла в чувствительности.

Клинически изучены диагностические возможности показателей, объединяющих амплитудные и временные характеристики, полученные методом магнитокардиографии, для определения гипертрофии ЛЖ. Доказано, что в качестве критериев можно использовать показатели: а) характеризующие направление токов процесса реполяризации желудочков; б) топологии распределения векторов плотности тока в комплексе (^118; в) синхронности и корреляции мапштокардиограмм в 36 точках измерений в прекардиальной плоскости, оцененных на ЯТ-Т интервале; г) средней вариабельности величин магнитного поля сердца за период реполяризации желудочков. Впервые разработано решающее правило, основанное

на интегральном использовании четырех показателей, вычисленных и обработанных во время проведения исследования с использованием созданного коллективом авторов (При-мин М.А. и др., 2010) программного обеспечения, которое разграничивает группы здоровых и больных артериальной гипертонией с чувствительностью 86% и специфичностью 98%. Практическое использование Полученные результаты показали возможность диагностики гипертрофии левого желудочка с помощью методов магнитокардиографии и дисперсионного картирования, расширили возможности метода ЭКГ и показали возможность использования еще одного неинвазивного диагностического метода для выявления гипертрофии ЛЖ и нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией. При необходимости углубленной диагностики и раннего выявления поражения миокарда и невозможности по каким-либо причинам выполнить эхокардиографшо применение метода магнитокардиографии становится хорошей альтернативой. Практическое значение выявленных изменений параметров МКГ состоит в том, что наряду с другими изменениями миокарда они могут служить маркерами поражения органа-мишени при артериальной гипертонии (АГ). Следовательно, становится возможным использовать данные МКГ и ДК для стратификации риска сердечно-сосудистых осложнений при АГ. Положения, выносимые на защиту

1. Методы магнитокардиографии и дисперсионного картирования можно использовать для диагностики гипертрофии левого желудочка и нарушений электрофизиологических свойств миокарда.

2. В качестве критериев гипертрофии левого желудочка для метода магнитокардиографии могут быть использованы показатели: а) характеризующие направление токов процесса реполяризации желудочков; б) топологии распределения векторов плотности тока в комплексе QRS; в) синхронности и корреляций магнитокардиограмм в 36 точках измерений в прекардиальной плоскости, оцененных на ST-T интервале; г) средней вариабельности величин магнитного поля сердца за период реполяризации желудочков.

3. Критерии гипертрофии левого желудочка, основанные на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей (Disp JTend-T-интеграл 300 мс*мВ и Adj Disp JTend-T-интеграл >120 мсхмВ), по своим диагностическим характеристикам не уступают критериям Соколова-Лайона и превосходят критерий Корнелла по чувствительности;

4. Критерии гипертрофии левого желудочка для магнитокардиографии по диагностическим характеристикам превосходят лучшие известные критерии стандартной ЭКГ-12.

5. Предложено решающее правило, основанное на интегральном использовании четырех показателей магнитокардиографии, для разграничения групп здоровых и больных артериальной гипертонией с чувствительностью 86% и специфичностью 98% для разделения, разработано соответствующее программное обеспечение.

Апробация диссертации. Материалы диссертации доложены 1 февраля 2011 года на расширенном заседании кафедры госпитальной терапии медицинского факультета РУДН с участием сотрудников городской больницы N 53 и отдела кардиологии НИЦ ММА им. И.М.Сеченова. Материалы диссертации были представлены на: X юбилейном Конгрессе Российского общества холтеровского моииторирования и неннвазивной электрофизиологии (РОХМиНЭ) 3-го Всероссийского Конгресса «Клиническая электрокарднология», 28-29 апреля 2011 г, г. Москва. Материалы диссертации были представлены на конференции "Здоровый образ жизни и полезные для здоровья факторы" Санкт-Пегербург 2010 16-17 декабря. 14th Congress of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology

(ISHNE2011) 26-28 Apnl 201!, Moscow, Russia.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в изданиях, входящих в перечень изданий, рекомендованных экспертным советом ВАК. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 50 работ отечественных и 1И зарубежных авторов. Диссертация содержит 28 таблиц и 17 рисунков. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Общая характеристика обследованных групп. В исследование было включено 162 человека (99 женщин и 63 мужчин) в возрасте от 35 до 65 лет. Из них 73 здоровых участника (МУЖ - 50У23, средний возраст 47,3+0,66) и 89 пациентов с АГ (49/40, средний возраст 57,3+0,63). У условно здоровых участников отсутствовали в анамнезе указания на какие-либо перенесенные заболевания, они не предъявляли жалоб, и по результатам клинического и лабораторно-инструментального обследования у них не было каких-либо значимых отклонений от нормы со стороны сердечно-сосудистой системы) (рис. 1).

Рис. 1 Состав групп пациентов с АГ, включенных в исследование.

Критерии включения: отбирались пациенты, наблюдаемые в поликлинике №3 ЦКБ РАН в связи с АГ в соответствии со следующими критериями: возраст старше 35 лет, оптимальная эхокардиографическая визуализация, возможность измерения показателей релоля-ризации не менее, чем в 9 отведениях стандартной ЭКГ-12 и отсутствие клинически значимых признаков ИБС и тяжелой сопутствующей патологии.

Наличие артериальной гипертонии верифицировалось на основании повторных измерений АД в условиях стационара, анамнестических указаний на повышения АД, суточного мониторирования АД, биохимического анализа крови, осмотра окулиста, а в некоторых случаях исследования активности ренина и концентрации альдостерона гшазмы крови. В группу с АГ вошли пациенты с давностью АГ от 1,5 до 12 лет (4,6±0,22 лет), у всех из них АД превышало 145/90 мм рт. ст. Наличие сопутствующей ИБС верифицировалось на основании клинической картины типичного ангинозного приступа при физической нагрузке, купирующегося приемом нитратов, изменений ишемического типа на ЭКГ при пробе с физической нагрузкой, а также по необходимости выполнялась стресс-ЭхоКГ, сцинтиграфия с нагрузкой, коронарография с вентрикулографией.

Критериями исключения из исследовании были, блокады ножек пучка Гиса, кри-зовое течение АГ, постоянный прием антиаритмиков (III класса), хронический обструктив-ньгй бронхит, неадекватная визуализация по ЭхоКГ, документированный анамнез инфаркта миокарда и клинически значимой ИБС, наличие патологических зубцов Q на ЭКГ-12, на-

рушения локальной кинетики левого желудочка, дилатационная кардиомиоиатия, клапанные пороки сердца, гипертрофия и/или дилатация правого желудочка, постоянная форма мерцательной аритмии. В исследование не включались больные: с выраженной сердечной недостаточностью (III-IV ФК по классификации NYHA), тяжелой артериальной гипертонией, почечной и печеночной недостаточностью, сахарным диабетом, больные с пороками сердца и ДКМП, а также больные с онкологическими заболеваниями.

В связи с тем, что данные о корреляции вольтажа QRS ЭКГ-12 и "вольтажных" критериев с такими анатомическими характеристиками ЛЖ, как ММЛЖ или ИММЛЖ и толщиной стенок носят противоречивый характер, обладают различными диагностическими и прогностическими возможностями, результаты обследования по данным ЭКГ-12 и ЭХОКГ интерпретировались нами в 2-х вариантах - как ГЛЖ (+) при наличии признаков как ЭКГ-12, так и ЭхоКГ и (+/-) при наличии признаков ГЛЖ но данным одного из методов. Кроме того известно, что степень гипертрофических изменений со стороны миокарда не всегда соответствует тяжести гипертонической болезни, уровню АД и длительности гипертензии, а ЭХОКГ также имеет достаточно высокую вариабельность результатов измерений.

Эхо-КГ-исследование выполнялось на аппарате «TOSHIBA APLIO XG» в В- и М-режимах (табл. 1). Для определения ММЛЖ применялся метод Devereux RB, критерием ГЛЖ являлся ИММЛЖ > 134 г/м1 для мужчин и > 110 г/м2 для женщин [Devereux RB, 1987]. Тип ГЛЖ определялся в соответствии с классификацией Ganau et al. [1992]. Измерения КДО и КСО ЛЖ проводилось в верхушечной 4-х-камерной позиции по методу "площадь-длина" или методом дисков Simpson, ФВ ЛЖ рассчитывалась по формуле ФВ ЛЖ=

(кдо-ксоукдо.

ЭКГ регистрировалась на аппарате «SCHILLER CARDIOV1T AT-102» (табл. 1) со скоростью 25-50 мм/с и усилением 1-2 мВ/см. Измерения ЭКГ-параметров проводили визуально не менее чем в трех кардиоциклах, с последующим расчетом средних значений. Методы измерения и расчета реполяризационных показателей представлены на рисунке 2.

Таблица 1. Инструментальные методы исследования

Методы Название аппаратуры

1. Мапштокардиография «МАГ-СКАН-09» (ООО «НПО КРИОТОН», РФ)

2. ЭКГ покоя Cardiomax FX 326U "Fukuda Denshi" Япония

3. Дисперсионное картирование ЭКГ Выносной блок для регистрации ЭКГ- сигнала «KARDI-2» и пакет прикладных программ «КардиоВизор-ОбсИ», МИЭТ, Россия

4. ЭхоКГ "Toshiba aplio XG", Япония

5. СМАД «SCHILLER BR - 102 plus»

6. Холтеровское мониторир. «SHILLERMT-101»

Дисперсионные характеристики регистрировались прибором «Кардиовизор». Основным назначением прибора «КардиоВизор» является анализ случайных низкоамплитудных колебаний электрокардиосигиала от цикла к циклу - дисперсионное картирование ЭКГ (ДК ЭКГ) с последующим расчетом и трехмерной визуализацией электромагнитного излучения миокарда по параметрам амплитудной дисперсии стандартного ЭКГ-сигнала от конечностей. Для дисперсионного картирования ЭКГ-сигнала использовали технические и программные средства, разработанные ТОО «Медицинские компьютерные системы»: вынос-

8

ной блок для регистрации ЭКГ-сигнала "КАК01-2" и пакет прикладных программ «Кар-дноВизор-ОбсИ» (г. Зеленоград, «Медицинские компьютерные системы»). Дисперсионные характеристики, при возникновении патологии миокарда, начинают изменяться раньше, чем зубцы ЭКГ. Поэтому, при их контроле можно получить информацию о патологическом процессе уже на ранних стадиях его развития. Амплитуда анализируемых колебаний очень мала и для их количественного анализа невозможно использование общепринятой (диполь-ной) модели возникновения поверхностных потенциалов, поэтому применяется качественно новая модель.

Выраженность отклонений оценивается интегральным показателем, который получил наименование «Миокард» или индекс электрофизиологических изменений миокарда. Индекс микроальтернаций «Миокард» изменяется в относительном диапазоне от 0 до 100% и выводится на экран дисплея, как относительный показатель величины отклонения от нормы. Индекс микроапьтернаций «Миокард», равный 0%, соответствует полному отсутствию каких-либо значимых отклонений, т.е. положению всех дисперсионных линий внутри границ нормы. При отсутствии клинически значимых изменений показатель «Миокард» имеет величину 0-15% и чем больше значение индикатора, тем больше отклонение от нормы. По его значениям формируется и цветовая гамма «квазиэпикарда».

ОТепй

Г епс! -»1

Т арех

Т арех

Рис. 2. Измерение временных, амплитудных и вольтажно-временных реполяризационных показателей __

Показатель Способ измерения

<ЗТсп(1-интервал, мс От начала комплекса ОЯЭ до окончания Т-волны

ОТарсх-интервал, мс От начала комплекса СЖЗ до вершины Т-волны

.ГГсп[Гинтервал, мс От точки I до окончания Т^-волны

•Пара-интервал, мс От ТОЧКИ I ДО Тарсх-ВОЛНЫ

Тарсх-шгинтервал, мс От вершины до окончания Т-волны

Амплитуда Т-зубца (!»,„.), мВ От изолинии Т-Р до вершины Т

Вольтажно-временное произведение Т-зубца (ВВП Т), мВхмс ВВП Т=Тамп (мВ) хЯта(мс)

Исследуемыми параметрами являлись: интегральные показатели «Миокард» и «Ритм» [Иванов Г.Г., Сулла А.С., 2009], а также значения дисперсионных отклонений элек-трокардиосигнала при завершении процесса деполяризации миокарда предсердий (С1-С2), значения дисперсионных отклонений показателя симметрии деполяризации в средней части комплекса (ЖЭ (07); показатель симметрии деполяризации в начальной части комплекса ОИБ (09), значения дисперсионных отклонений показателей окончания деполяризации правого (03) и левого (04) желудочков. Помимо этого оценивали автоматизированное табличное представление результатов анализа альтернации Т-зубца в трех точках: 1„ачало,

^машшуш кжжчаше ■

Индикатор «Ритм» характеризует выраженность изменений вариабельности 11-11 интервалов и изменяется в диапазоне от 0 до 100%.

В группах 01-09 анализируются дисперсии, отражающие степень выраженности и локализацию электрофизиологических нарушений в миокарде предсердий и желудочков в фазы де- и реполяризации. Используются ранговые (интервальные) критерии изменений флюкгуаций показателей РСЖБТ, которые представлены следующими параметрами1: значения площади дисперсионных отклонений ЭКГ-сигнала при деполяризации правого (Ок/як) и левого предсердия (ОгяР^), т.е. (01 и 02), значения площади дисперсионных отклонений ЭКГ-сигнала при завершении деполяризации правого (~60.. .90 мс СЖ5) и левого (-60...90 мс (ДО) желудочков и (<¿^N0^^), т.е. {вЗ и 04), их реполяризации

(РЫГм) и ), т.е.(£75 и йб), показатель симметрии (симметрия деполяризации желудочков ~ 30.. .70 мс (ДО) деполяризации в средней части комплекса (ДО ((¿КБмелы-КУ-ЬУ) - С1, показатель нарушения внутрижелудочкового проведения (несинхронность деполяризации ЛЖ-ПЖ ~ 0.. .90 мс ОКБ) - 08, показатель симметрии (несинхронность начала деполяризации ~ 0...40 мс <3118) деполяризации в начальной части комплекса (ДО) ((-

09 (рис.3).

А (Б)

Рис. 3. А - исходная ЭКГ и соответствующие ей интервалы расчета амплитуд микроколебаний ЭКГ-сигнала по группам 01-09, а также области фронта активации желудочков. Б -дисперсионная карта представленная на квазиэпикарде.

Суть технологии магнитокардиографии (МКГ) заключается в неинвазивной и бесконтактной регистрации магнитного поля сердца в заданных точках пространства над грудной клеткой пациента с помощью высокочувствительной магнитометрической аппаратуры, где в качестве датчиков поля использованы СКВИДы (СКВИД - сверхпроводниковый квантовый интсрферометрический датчик). Электрическая деполяризация и реполяри-зация сердечной мышцы сопровождается прохождением тока ионов как внутри, так и снаружи каждой клетки миокарда. Эти ионные токи порождают электрическое и магнитное поля, описываемые законами электромагнитной индукции. Электрическое и магнитное поля могут быть зарегистрированы в области тела человека или вне его. При этом магнитное поле направлено тангенциально относительно фронта электрического возбуждения. МКГ исследует электрическую активность сердца посредством анализа магнитного поля, генерируемого в результате электрического возбуждения миокарда (рис. 4).

При электрофизиологических исследованиях установлено, что практически любая патология миокарда связана с изменением плотности тока ионов через мембрану кардио-миоцитов. Изменение этой плотности рассматривается как проявление начальных функциональных нарушений. Таким образом, МКГ чувствительная, главным образом, к внутри-и внеклеточным ионным токам, управляющим миокардом, может давать более раннюю диагностическую информацию, чем известные методы, измеряющие наведенные токи на поверхности тела (электрокардиография - ЭКГ; картирование поверхностных потенциалов тела - КППТ). МКГ содержит дополнительную информацию, отсутствующую на стандартной ЭКГ, так как магнитные сигналы не искажаются тканями человеческого тела.

(А)

(Б)

В - Вектор индукции мапптгсго вопя

J - Вектор плотности ток» в миокарде

расположены приемные витки градиентометров

(В)

Рис. 4. Схема распространения ЭКГ регистрации с использованием униполярной MKT (А), распределение электрического и магнитного полей (Б), магнитное поле тангенциально к направлению токов в миокарде (В).

MKT-комплексы серии «МАГ-СКАН» [Масленников Ю.В., 2011] работают в обычных клинических условиях без дополнительной магнитной экранировки. Диагностический комплекс «МАГ-СКАН-09» содержит 9 каналов регистрации магнитокардиосигналов (МКС) и 3 референтных, которые используются в системе электронного подавления помех. Девять измерительных каналов размещены в узлах квадратной сетки (3Х3) с шагом 40 мм между центрами приемных градиометров (рис. 5). Каждое из четырех 9-канальных измерений занимает около минуты для накопления 30-60 кардиоциклов, т.е. полное время регистрации МКГ - около 5 минут. Пациента перемещают из одной позиции в другую на подвижном столе под неподвижным криостатом с измерительными зондами (рис. 5).

Рис. 5. Внешний вид магнитокардиографа (а); принцип регистрации магнитного сигнала сердца (б) и область сканирования (в).

Рис. 6. (а) результат MKT при усреднении, (б) различия ЭКГ и MKT на протяжении комплекса QRS при усреднении у 17 здоровых лиц.

Усреднение (накопление) PQRST магнитокардиоциклов предполагает их синхронизацию относительно некоторого опорного момента времени в каждом повторяющемся QRS комплексе (рис. 6). Так как МКГ и ЭКГ обусловлены одними и теми же электрофизиологи-

ческими источниками, то опорные моменты времени и границы кардиоциклов можно выбрать, имея запись второго стандартного отведения ЭКГ.

Программное обеспечение для анализа МКГ-сигнала и его источников [Примин М.А., 2010] включало программы: исследования усредненных кардиоциклов, гомогенности процесса реполяризации желудочковой системы сердца, решения обратной задачи магнитостатики для дипольной модели источника кардиомагнитного сигнала, решения обратной задачи магнитостатики для источника поля в виде плоской системы токов распределенной в плоскости (или N плоскостях), параллельной плоскости измерений, рассчитывало более 100 параметров, характеризующих зарегистрированное распределение магнитного поля сердца пациентов и восстановленное, после решения обратной задачи, распределение векторов плотности тока в миокарде.

При исследовании усредненных кардиоциклов использовали показатель синхронности и корреляций (ПСК) MKT, который характеризует синхронность и корреляцию MKT во всех 36 точках плоскости измерений MKT на ST-T интервале (рис. 7).

Блок программ исследования гомогенности процесса реполяризации желудочковой системы сердца выполняет анализ MKT на ST-T интервале кардиокомплекса. При этом, последовательно, для каждого момента времени исследуемого интервала усредненного кар-диоцикла в плоскости измерений определяют величину интенсивности градиента магнитного поля сердца человека в заданных точках отрезка прямой, соединяющей точки положительного NT и отрицательного М~ экстремумов. Также сравниваются изменения градиента магнитного поля в различные моменты времени на сегменте ST-T. Изменения интенсивности градиента магнитного поля во времени и в пространстве на заданном сегменте кардиокомплекса характеризуются показателем средней вариабельности магнитного поля (ПСВМП). Графическое изображение интенсивности градиента магнитного поля называют линиями спектра, а последовательность этих линий, построенных по специальному алгоритму для исследуемого интервала кардиоцикла, - пространственным спектром магнито-кардаосигнала (рис. 7).

При анализе последовательности карт магнитного поля на сегменте ST-T также определяется угол 9 между перпендикуляром (лучем) к отрезку, соединяющему точки tvT и М-, и осью координат ОХ для каждого момента времени интервала исследований. Поскольку направление этого перпендикуляра совпадает с направлением вектора плотности токов, данная характеристика, рассчитанная на сегменте ST-T, получила наименование показателя направления токов (ПНТ) гомогенности реполяризации желудочков.

Для численной оценки топологии пространственного распределения векторов плотности тока в миокарде использовано вычисление параметра «энтропии», который характеризует различие распределений вектора плотности тока в случае «нормы» и «патологии», полученных в один и тот же момент времени. Анализируемые параметры для диагностики АГ при проведении MKT представлены на рис 7.

Анализируемые параметры для диагностики АГ при проведении МКГ

1. Показатель направления токов (ПНТ) ST-T

(Анализируется парта распределения мап-шшого поля для определения направления вектора плотности тока на сегменте ST-T);

2. Параметр «энтропия» (ПЭ) QRS

(ПЭ характеризует степень отличия пространственного распределения векторов плотное™ токов на интервале QRS в «норме» и у обследуемого пациента)

3. Показатель синхронности и корреляций МКГ (ПСК)

ПСК характеризует синхронность и корреляцию МКГ во всех 36 точках плоскости измерений МКГ на ST-T интервале ST-T

4. Показатель средней вариабельности магнитного поля (ПСВМП)

(на сегменте ST-T ПСВМП характеризует гомогенность амплитуды процесса реполяризации желудочков. ST-T

Рис. 7 Анализируемые параметры для диагностики АГ при проведении МКГ.

Статистическая обработка

Для статистического анализа использовался пакет прикладных программ "STATISTICA 6.0" (StatSoft) и "NCSS2000-PASS2000". Для оценки достоверности межгрупповых различий применялся двусторонний критерий Манна-Уитни. Для оценки корреляции между ИММЛЖ и показателями ГРЖ применялся коэффициент корреляции рангов Спирмена. При регрессионном анализе применялась процедура общей множественной пошаговой регрессии. Для определения достоверности различий количества пациентов в подгруппах по бинарным признакам применялся критерий Брандта-Снедеккора, точный двусторонний критерий Фишера или критерий jf2. Показатели чувствительности и специфичности ЭКГ-критериев ГЛЖ рассчитывались стандартным способом [Флетчер и др., 1998]. Сравнение диагностических характеристик ЭКГ-критериев ГЛЖ проводили с использованием критерия МакНемара, анализа площади под ROC-кривыми и анализа чувствительности при фиксированных уровнях специфичности 90, 95 и 98%. Для решения задачи классификации использовали линейный пошаговый дискриминантный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полученные данные ЭХОКГ свидетельствуют о достоверно более высоких показателях ММЛЖ и ИММЛЖ, а также тенденции к более высоким показателям МЖП, ЗСЛЖ и КДР в группе больных АГ по сравнению с контрольной группой (табл. 2).

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что гипертрофия левого желудочка достаточно распространена у больных с АГ и встречается в общей группе больных в 47,1% случаев, причем в нашем исследовании ГЛЖ встречается в 55,7 % случаев у мужчин и в 45,3 % у женщин. В группе больных АГ достоверно выше были показатели систолического и диастолического артериального давления. Других достоверных отличий показателей гемодинамики выявлено не было.

Не выявлено достоверных различий антропометрических и биохимических показателей в группах с ГЛЖ и без ГЛЖ как у мужчин, так и у женщин. ИММЛЖ, как и ожидалось, был достоверно большим в группах пациентов с ГЛЖ. Кроме того, у женщин с ГЛЖ были достоверно увеличены КДО и КСО ЛЖ. У мужчин с ГЛЖ был достоверно увеличен КСО и снижена ФВ ЛЖ.

Таблица 2. Эхокардиографические параметры в группе с АГ (п-89)

Показатель Мужчины (п=49) Женщины (п=40)

МЖП, см 1,4±1,0 1,2±0,2

ЗСЛЖ, см 1,4±0,1 1,3±0,2

КДР.см 5,4±2,5 5,1±0,2

ММЛЖ, г 262,5±40,5 210,3±25,7

Б, м2 1,9±0,1 1,8±0,1

ИММЛЖ г/м2 125,1±14,5 107,6±11,4

Примечание: * - ( р<0.05) достоверность различий между подгруппами ИММЛЖ+ и ИММЛЖ-

Полученные данные о вариабельности ритма показывают, что имеются различия средних значений маркеров вегетативной регуляции в исследованных группах. В группе больных АГ общая регуляторная активность ниже по сравнению с группой контроля. Об этом, в первую очередь, свидетельствуют достоверно более низкие показатели общей мощности спектра (ТР) в группе больных АГ. Также в этой группе отмечались более низкие показатели, отражающие симпатический тонус (УЦ) - в диапазоне очень низкочастотных колебаний и (Щ - в диапазоне низкочастотных колебаний. Показатели, характеризующие парасимпатическую активность (Мо, ОТ) не имели достоверных отличий между группами, однако имелась тенденция к более высоким показателям в группе контроля.

Показатели гипертрофического ремоделирования (ГРЖ) ЛЖ в группе пациентов с ГЛЖ были увеличены в сравнении с группой без ГЛЖ, но различия достигали статистической достоверности только для показателей Дисп.ОТ^-, СКО ОТ^- и СКО Ла1Г интервалов и для показателя Дисп.ЯщгИНтервалов. У мужчин все временные показатели ГРЖ в группе пациентов с ГЛЖ были достоверно увеличены в сравнении с группой без ГЛЖ. Амплитудные и ВВП Т для ЭКГ-12 и отведений У,-У6 были увеличены у пациентов с ГЛЖ, однако межгрупповые различия были достоверными только при анализе этих показателей для отведений У1-У6.

Стандартные показатели чувствительности (Бе) и специфичности (Бр) критериев Со-колова-Лайона и Корнелла и комбинированных критериев представлены в таблице 4.

Как следует из таблицы 4, у женщин в качестве ЭКГ-критериев ГЛЖ с оптимальными диагностическими характеристиками можно рассматривать СКО Л"СП1) >23 мс и комбинированный критерий "СКО ГГы>23 мс или 81.3+Ка\ъ>',7 мВ".

У мужчин представленные комбинированные критерии обладают достаточно высокой специфичностью (90-93%), не уступающей специфичности стандартных критериев ГЛЖ. В то же время чувствительность этих критериев (50-54%) превосходит чувствительность стандартных критериев ГЛЖ - критерия Соколова-Лайона (36%), критерия Корнелла

(8%). Оптимальные диагностические характеристики выявлены у показателя Асу Ог?р.ГГеп(1-Т-интеграл>120 мсхМв (табл. 3).

Таблица 3. Диагностическая ценность критериев ГЛЖ, полученных методами ЭКГ-12 и ДК.

Критерий Мужчины (п=49) Женщины (п=40)

Se (%) Sp(%) Se(%) Sp(%)

Стандартные критерии

Критерий Соколова-Лайона 36 92 9 100

Критерий Корнелла 8 100 19 98

Комбинированные критерии

СКО Я„р> 23 мс или Sv3+RAVL>1,7 мВ 52 93 29 93

СКО Т1М1,.-12 > 0.21 мВ или Sv,+Rv5.6> 1,7 мВ 54 90 48 91

Из обследованных больных с АГ была сформирована груша пациентов с ГЛЖ по данным ЭКГ-12 и Эхо-КГ (п=31), которым была выполнена MKT и ДК. Средние значения интегральных показателей ИММ («Миокард») и «Ритм» для данной группы пациентов составили 18,2+0,96 и 43,5+7,3, соответственно, что достоверно выше таковых в группе контроля («Миокард» - 12,9+0,6%, «Рига» - 24,3+1,8). В таблице 4 представлены значения площади отклонения от нормы дисперсионных характеристик при деполяризации и реполя-ризации желудочков.

Таблица 4. Средние значения площади дисперсионных отклонений комплекса СЖЭ, зубца Т (йЗ-Сб) и интегральных показателей «Миокард» и «Ритм» в обследованных группах лиц.

Показатели Обследованные группы

Здоровые лица (п=73) Пациенты с АГ и ГЛЖ (п=31)

Индекс «Миокард», % 12,9+0,07 18,2+0,17*

Индекс «Ритм», % 24,3+0,21 43,5+1,31*

Площадь дисперсионных отклонений, мкВхмс DQRSt№-RV-(G3) 7,7+0,33 76,0+1,65*

DQRSend-LV-{G4) 16,0+0,32 15,8+0,34

DisTRV-(G5) 10,1+0,22 17,6+0,52*

DisTLV- G6) 13,5+0,21 30,6+0,97*

Примечание: *- достоверность различий с контрольной группой (Р<0,05).

Как следует из приведенных данных, значения площади отклонения дисперсий у больных с гипертрофией миокарда ЛЖ при процессе деполяризации левого желудочка (С4) не превышают показатели группы контроля (16,0±0,32мкВхмс и 15,8±0,34мкВхмс соответственно), но достоверно выше при процессе деполяризации ПЖ (03 - 76,0±1,65 мкВхмс) и реполяризации ЛЖ (С6). Причем, значения отклонения дисперсий реполяризации желудочков превышают таковые для группы контроля не более чем в два раза, тогда как отклонения дисперсионных характеристик процесса деполяризации ПЖ увеличены больше.

Значения площади отклонения дисперсий у больных с гипертрофией миокарда ЛЖ при процессе деполяризации левого желудочка (б9) превышают показатели группы кон-

троля (66,5 ±1,62 мкВ х мс), а также ОП, йЗ-4 С8 - достоверно выше при процессе деполяризации и реполяризации ЛЖ (табл. 5). Причем значения отклонения дисперсий реполяриза-ции желудочков превышают таковые для группы контроля не более чем в два раза, тогда как значения отклонения дисперсионных характеристик процесса деполяризации ПЖ увеличены больше.

Таблица 5. Показатели микроальтернации QRS в обследованных группах больных АГ

Обследованные группы Показатели микроальтернации в разные временные интервалы ORS комплекса, мкВ х мс

0-40 мс 30-70 мс 60-90 mc(G3-4) Весь QRS (G8)

АГ(п=31) 66,5± 1,62* 94,5± 1,62* 82,3± 1,62* 87,7±1,62*

35-50 лет п=38 Контроль 18,8±0,75 21,4±0,84 28,2±0,81 16,6±0,73

51-65 лет п=35 30,3± 1,08 69,6± 1,59 25,5±0,90 44,7±1,61

Примечание: *- достоверность различий с контрольной группой (Р<0,05).

При анализе показателей MKT у пациентов с гипертонической болезнью сердца при магнитокардиографическом обследовании программный комплекс автоматически рассчитывал более 100 параметров, характеризующих зарегистрированные распределения магнитного поля сердца пациентов и восстановленные, после решения обратной задачи, распределения векторов плотности тока в миокарде. Были выделены 4 наиболее значимых показателя для диагностики ГЛЖ у больных АГ по данным магнитокардиографии. Первичная классификация результатов показала различие выбранных параметров (характеристики распределения магнитного поля, вектора максимальной плотности электрического тока в данный момент сердечного цикла) у пациентов с АГ по сравнению с данными контрольной группы. Нами был проведен анализ показателей MKT и определены с использованием построения ROC-крнвых пороговые значения, разделяющие «норму» и «патологию» у обследованных пациентов по указанным выше параметрам MKT, которые обладают наибольшей чувствительностью и специфичностью в отношении диагностической ценности во всех представленных характеристиках МКГ.

Решающее правило включало следующие параметры: 1) показатель направления токов (ПНТ), характеризующий гомогенность процесса реполяризации желудочков; 2) параметр «энтропия» (ПЭ), который характеризует степень отличия пространственного распределения векторов плотности токов на интервале QRS в «норме» и у обследуемого пациента; 3) параметр синхронности и корреляций (ПСК) MKT во всех 36 точках плоскости измерений на ST-T интервале; 4) показатель оценки средней вариабельности магнитного поля (ПСВМП) за период реполяризации желудочков (табл. 6).

Таблица 6. Средние значения анализируемых показателей MKT и пределы их варьирования в обследованных группах

Параметры Группы Статистическая значимость (p-value) чувствительность/ специфичность

Группа нормы 73 чел. Группа АГ с ГЛЖ 31 чел.

ПНТ -0,306+13,19 10,687-50,403 1,8 х К)"10 72.73%

6,442 30,545 90.38%

ПЭ 0,163-0,533 0,097 + 0,443 4,9 х Ю~5 63.63%

0,348 0,270 57.69%

пек 0,72 + 0,542 0,058 + 0,20 3,3хю~5 81.82%

0,307 0,071 53.85%

ПСВМП 0,145+1,519 0,549 + 3,743 2,3 х 10" 59.09%

0,832 2,146 88.46%

Примечание: над чертой пределы варьирования показателей, под чертой - средние значения.

Интегральный анализ выделенных 4 параметров показал, что для решения поставленной задачи наиболее подходящим являются линейные дискриминантные функции (использован пошаговый дискриминантный анализ). Для данных исследуемых групп пациентов было найдено решающее правило в виде функции, имеющей вид:

Группа «1»- «норма» (группа контроля) А,= -4,51942 +(-0,063)хПНТ(3) + 14,01631 хПЭ(23) +8,9358хПСК(2)-Ю,50272хПСВМП (3)

Группа «2» - «не норма» (группа с АГ) А2= -5,81248 + 0,18202 хПНТ(3)+ 2,66091 хПЭ(23) +(-0,21667)хПСК(2) +1,8657хПСВМП (3) Название параметров для первой и второй групп в этой функции одинаковы - различны их значения и соответствующие коэффициенты. Результаты оценки диагностической ценности суммы четырех показателей MKT в обследованной группе больных с АГ приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Результаты автоматической классификации групп с использованием 4 показателей

Результаты автоматической классификации групп

Sensitivity Se TP\(TP+FN) 86.36%

Positive Predictivity +P TP\(TP+FP) 95.00%

Specificity Sp TN\(TN+FP) 98.07%

False Positive Rate FPR FP\(TN+FP) 1.93%

Negative Predictivity -P TN\(TN+FN) 94.44 %

Проведенные исследования позволили расширить спектр диагностических методов (магнитокардиографии и дисперсионного картирования), а также повысить их эффективность. Разработанное программное обеспечение позволяет оценивать ряд параметров МКГ, разделяющих группу АГ и здоровых с чувствительностью 86% и специфичностью 98%.

18

выводы

1. Методы магнитокардиографии и дисперсионного картирования можно использовать для диагностики гипертрофии левого желудочка, нарушений электрофизиологических свойств и электрической гетерогенности миокарда.

2. Критерии гипертрофии левого желудочка, основанные на индексах дисперсии интегральных реполяризационньгх показателей (Disp JTend-T-интсграл 300 мс*мВ и Adj Disp JTend-T-интсграл >120 мсхмВ), по своим диапюстическим характеристикам не уступают критериям стандартной ЭКГ-12 - Соколова-Лайона (чувствительность 48% и специфичность 91%) и превосходят критерий Корнелла в чувствительности (29%).

3. В группе пациентов с ГЛЖ (по данным ЭхоКГ) на фоне АГ значения индекса микроальтернаций "миокард" и показателя "ритм" составили 18,2+0,96 и 43,5+7,3, что достоверно выше таковых в группе контроля («Миокард» -12,9+0,6 %, «Ритм»-24,3+1,8

4. В качестве критериев гипертрофии левого желудочка для метода магнитокардиографии наиболее эффективны показатели: а) характеризующие направление токов процесса ре-поляризации желудочков (ШГГ<15,0); б) топологии распределения векторов в комплексе QRS (параметр «энтропия» - ПЭ>0,3); в) синхронности и корреляций мапштокардио-грамм в 36 точках измерений в прекордиальной плоскости, оцененных в ST-T интервале (ПСК>0,15); г) средней вариабельности величин магнитного поля за период релоляриза-ции желудочков (СВП<2,0). Чувствительность этих показателей составляет 75%, 88%, 88%, 71%, а специфичность 90%, 56%, 87%, 87%. соответственно.

5. Интегральное использование четырех показателей с помощью разработанного про. граммного обеспечения повышает чувствительность и специфичность метода МКГ для

разграничения групп здоровых и больных артериальной гипертонией до 86% и 95% соответственно.

6. При сравнении диагностических характеристик критериев гипертрофии левого желудочка для магнитокардиографии и реполяризационных показателей ЭКГ-12 можно заключить, что предложенные критерии превосходят известные критерии для стандартной ЭКГ. В порядке убывания чувствительности и специфичности эти методы располагаются следующим образом: МКГ, ДК, ЭХО-КГ, ЭКГ-12.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В связи с высокой чувствительностью и специфичностью полученные магнитокардио-графические критерии рекомендуется использовать для ранней диагностики гипертрофии левого желудочка в группах больных АГ, в том числе для выделения субклинических форм.

2. Результаты исследования пациентов методом ДК рекомендуется использовать для стратификации риска сердечно-сосудистых осложнений при АГ.

3. В условиях практического здравоохранения при ограниченных возможностях использования эхокарднографии рекомендуется использование МКГ для дополнительной оценки гипертрофии миокарда левого желудочка у пациентов с АГ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Vasnev A.V., Maslennikov Yu.V., Primin M.A., Sitnikova O.V., Kuznetsova S.Yu., Nogo-vitsin A.V., Gulyaev Yu.V. Magnetocardiographic parameter for transition point j determination in healthy young individuals with early repolarization sindrom// //Elektrocardiology. Abstracts of the 36h International Congress on Electrocardiology and 50h International Symposium on Vectorcardiography. Wroclav, Poland.2009. P. 115-119.

2. Vasnev A.V., Maslennikov Yu.V., Primin M.A., Sitnikova O.V., Kuznetsova S.Yu.,, Gulyaev Yu.V. Magnetocardiographic assessment of j-wave morphology in subjects with early repolarization sindrom //Elektrocardiology. Abstracts of the 36h International Congress on Electrocardiology and 50h International Symposium on Vectorcardiography. Wroclav, Poland.2009. P. 121-129.

3. Vasnev A.V., Maslennikov Yu.V., Primin M.A., Nedayvoda I., Sitnikova O.V., Kuznetsova S.Yu.,, Gulyaev Yu.V. 2010. Magnetocardiographic Assessment of TP Segment Morphology in Mitral Regurgitation Due to Mitral Valve Prolapse. Abstracts of the 37-th International Congress on Electrocardiology. June 3-5. Lund. Sweden.2010. P. 19.

4. Иванов Г.Г., Стрельникова Ю.Н., Дворников B.E., Кузнецова С.Ю., Александрова М.Р. Диагностические возможности метода дисперсионного картирования у больных с осгрм коронарным синдромом при реваскуляризации миокарда// Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2010г. №6.С. 4-8.

5. Иванов Г.Г., Александрова М.Р., Кузнецова С.Ю., Ещерекоева Е.Б., Дворников В.Е. 2010. Метод дисперсионного картирования в системе донозологического контроля// До-нозология. Материалы шестой международной научной конференции 16-17 декабря 2009 г. С. 161-163.

6. Ahmed Elgaili Ahmed, Dvomikov V.E., Aleksandrova M.R., Kuznetsova S.Yu., Ivanov G.G. Diagnostic opportunities of dispersion mapping in estimation of infringement coronary blood-flow and electrophysiological properties of myocardium at patients with coronary artery disease// Bulletin of Peoples Friendship University of Russia.2011. №1. P. 95-99.

7. Кузнецова С.Ю., Ещерекоева Е.Б., Дворников B.E., Александрова М.Р., Иванов Г.Г. Дисперсионное картирование в донозологической диагностике// Вестник РУДН. 2011. №1. С. 159-162.

8. Maha A., Ahmed Elgaili Ahmed, Dvomikov V.E., Aleksandrova M.R., Kuznetsova S.Yu., Agafoshina E.V., Ivanov G.G. The use of high resolution ECG and heart rate variability methods in diagnosing of myocardial electrical instability in patients with acute coronary syndrome// Bulletin of Peoples Friendship University of Russia.2011. №2. P. 17-28.

9. Ivanov G.G., Dvomikov V.E., Bulanova N.A., Kuznetsova S.Yu., Aleksandrova M.R., Escheryakocva E.B. Analysis of the new findings in microaltemance index myocardium monitoring in patients with coronary artery disease (on the basis of dispersion mapping data)// Book of abstracts of 14-th Congress of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology (ISHNE2011). 26-28 April 2011, Moscow, Russia.2011. P. 18-19.

10. Иванов Г.Г., Агафошина E.B., Кузнецова С.Ю., Халаби X. 2011. Комплексный анализ показателей ЭКГ-12 и дисперсионного картирования при проведении тредмил-теста // Функциональная диагностика .2011. № 1. С. 7.

11. Кузнецова С.Ю., Примин М.А., Невойда И.В., Масленников Ю.В., Иванов Г.Г. Автоматическая классификация пациентов с гипертонической болезнью сердца при магнито-кардиографическом обследовании // Функциональная диапгастика.2011. №1. С.34.

Кузнецова Светлана Юрьевна Комплекс новых методов ЭКГ-диагностики (мапштокардиографпя и дисперсионное картирование) в оценке нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией

Проведена оценка диагностических возможностей методов дисперсионного картирования и магнитокардиографии в выявлении гипертрофии левого желудочка и элсктрофи-зиологического рсмоделирования но результатам исследования 162 человек из них 89 больны артериальной гипертонией.

Установлено, что методы магнитокардиографии и дисперсионного картирования можно использовать для диагностики гипертрофии левого желудочка, нарушений электрофизиологических свойств и электрической гетерогенности миокарда.

Показано, что метод дисперсионного картирования по своей чувствительности и специфичности превосходит таковые ЭКГ-12, но уступает методу магнитокардиографии.

Установлено, что в качестве критериев гипертрофии левого желудочка для метода магнитокардиографии можно использовать показатели: а) характеризующие направление токов процесса реполяризации желудочков (ПНТ<15,0); б) топологии распределения векторов в комплексе QRS (параметр <онтропия» - ПЭ>0,3); в) синхронности и корреляций маг-нитокардиограмм в 36 точках измерений в прекордиалыюй плоскости оцененных в ST-T интервале (ПСК>0,15); г) средней вариабельности величин магнитного поля за период реполяризации желудочков (чувствительность 75%, 88%, 88%, 71% и специфичность 90%, 56%, 87%, 87%. соответственно). Интегральное использование четырех показателей с помощью разработанного программного обеспечения повышает чувствительность и специфичность метода MKT для разграничения групп здоровых и больных артериальной гипертонией до 86% и 95% соответственно.

Svetlana Kuznetsova

The complex new methods of ECG diagnosis (Magnetocardiography and dispersion mapping) in the assessment of violations of the electrophysiological properties of the myocardium

in hypertensive patients

An assessment of diagnostic possibilities and methods for dispersion mapping magnetocardiography in detecting left ventricular hypertrophy and electrophysiological remodeling of the study 162 of them 89 patients with hypertension.

It is established that the methods of magnetocardiography and the dispersion map can be used to diagnose left ventricular hypertrophy, electrophysiological properties of the disturbances and electrical heterogeneity of the myocardium.

Shown that the method of dispersion mapping on its sensitivity and specificity superior to those of ECG-12, but inferior to the method of magnetocardiography.

It is established that as the criteria for left ventricular hypertrophy magnetocardiography method can be used indicators: a) characterizing the current direction of the process of ventricular repolarization (PNT <15.0) and b) the topology of the distribution of vectors in the complex QRS (option "entropy" - PE> 0,3) a) synchrony and correlations in 36 points magnitokardiogramm measurements in the plane of the precordium evaluated in ST-T interval (UCS> 0.15), and d) the average variability of the magnetic field for the period of ventricular repolarization (sensitivity 75%,

88%, 88 %, 71 % and specificity 90%, 56%, 87%, 87%. respectively). Integral use of four indicators with the help of the developed software increases the sensitivity and specificity of ICG to differentiate groups of healthy and hypertensive patients to 86% and 95% respectively.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АГ- артериальная гипертония

ВСС - внезапная сердечная смерть.

ВРС - вариабельность ритма сердца.

ГРЖ - гипертензивное ремоделирование желудочков

ДК - дисперсионное картирование.

ЖЭ - желудочковая экстрасистолия.

ИБС - ишемическая болезнь сердца.

КМП - кардиомиопашя.

ЛЖ - левый желудочек.

МКГ-магнитокардиограмма

ХСН - хроническая сердечная недостаточность.

ОИМ - острый инфаркт миокарда.

ЭКГ-BP - электрокардиография высокого разрешения.

DQRStND-RV (G3) - дисперсия деполяризации правого желудочка.

DQRSbjd-LV (G4) - дисперсия завершения деполяризации левого желудочка.

DisTRv (G5)- дисперсия реполяризации правого желудочка.

DisTLV (G6) - дисперсия реполяризации левого желудочка.

Подписано в печать 20.10.2011 г. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Усл. п.л. 3 Заказ № 347 Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии «Нефтсгаз»

Актуальность проблемы. Актуальность проблемы гипертрофии левого желудочка тесно связана с изучением клинического течения, лечения и прогноза таких сердечно-сосудистых заболеваний, как артериальная гипертония и ишемическая болезнь сердца. В настоящее время установлено, что наличие гипертрофии левого желудочка является* независимым фактором риска тяжелых сердечно-сосудистых осложнений и смертности, как для больных страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы [65,110], так и в общей популяции. Среди способов диагностики увеличения массы левого желудочка можно отметить электрокардиографию, эхокардиографию, компьютерную и МР-томографию, вентрикулографию, причем наиболее доступными практическому врачу остаются только первые два метода.

Стандартная электрокардиография способна оценить процесс развития гипертрофии миокарда качественно, и дает лишь ориентировочное представление о массе левого желудочка [50], позволяя диагностировать ГЛЖ по трем основным градациям: отсутствие ГЛЖ, умеренная ГЛЖ, выраженная ГЛЖ. При этом нужно отметить, что применяемые во врачебной практике признаки и алгоритмы для определения синдрома ГЛЖ являются эмпирико-морфологическими, что, несомненно, отражается на диагностических возможностях метода ЭКГ, которые, в целом, ниже, чем у ЭхоКГ.

Выявление ГЛЖ, наряду с другими признаками поражения органов мишеней, существенным образом влияет на клинические решения и может служить основой для инициации гипотензивной терапии у пациентов с "мягкой" артериальной гипертонией. Поэтому своевременное выявление гипертрофии ЛЖ имеет не только диагностическое, но и важное прогностическое значение. В настоящее время все чаще используется термин «ремоделирование миокарда», как более широкое понятие, чем собственно гипертрофия ЛЖ, и она рассматривается как частный случай ремоделирования структуры сердца, возникающего у больных с АГ. Артериальная гипертония в силу социальной значимости, распространенности; и мультипатогенеза оказалась одним из главных объектов изучения [22]. При наличии АР, независимо от степени повышения АД, риск смерти- выше; чем при нормальном АД" (<120/80 мм.рт.ст.) [17]. Помимо гемодинамических: факторов, развитие гипертрофии предположительно- связано с прямым действием нервных: и гуморальных факторов-(нейромедиаторов шгормонов) [50];

Основным; и наиболее доступным методом.; диагностики в течение длительного времени была1 электрокардиография!: (ЭКГ), но с применением эхокардиографии; стали очевидны; ограничения ЭКГ в распознавании синдрома ГЛЖ. Чувствительность этих методов неодинакова. Чувствительность ЭКГ в зависимости; от стадии ГЛЖ составляет 15-57%, а ЭхоКГ - 57-98% [77]. По данным литературы, при показателе специфичности равном 95%, чувствительность стандартной ЭКГ обычно не превышает 4045%. [131]. Результаты предшествующих экспериментальных- и клинических исследований;-[37][позволяют утверждать, .что развитие гипертензивной;ГЛЖ-ассоциируется с нарастанием гетерогенности^ как де-, так и реполяризационнных процессов, что отражается в; увеличении показателей дисперсии* С)Я8 комплекса, вариабельности РТеПсГ5 Л^шг и; Тарехет1 -интервалов ¡стандартной ЭКГ.

ЭКГ и. ЭХОКГ определение гипертрофии ЛЖ основано; на различных принципах; диагностики,, в« связи с этим возникает вопрос: имеет ли ГЛЖ, выявленная,с помощью ЭХОКГ, корреляции<с;данными новых методов ЭКГ-диагностики; - методами? дисперсионного картирования (ДК) и магнитокардиографии (МКГ), какой вклад; могут привнести новые методы ЭКГ в раннюю диагностику поражения, миокарда1 при артериальной гипертонии. Широкое развитие компьютерных технологий, современных методов цифровой обработки данных и вышеуказанные клинические задачи обусловили разработку и начало^ использования в повседневной практике компьютерных ЭКГ-систсм, позволяющих получать качественно иную информацию, недоступную при традиционном, визуальном анализе ЭКГ-сигнала.

Метод дисперсионного картирования ЭКГ (ДК ЭКГ) разработан недавно и его клиническое значение активно изучается. Показано, что в настоящее время он может использоваться преимущественно при скрининге для выделения лиц, подлежащих углубленному обследованию. Однако область его диагностического применения может быть значительно увеличена, т.к. существует возможность изолированной оценки показателей микроальтернаций всего кардиоцикла, анализ которых не доступен при использовании других методов [15]. Имеющийся в настоящее время опыт свидетельствует, что среди неинвазивных, простых в эксплуатации и доступных для широкой клинической практики методов контроля, метод дисперсионного картирования ЭКГ имеет хорошие показатели по чувствительности к метаболическим изменениям в миокарде любого генеза. Более того, в отношении« преходящих функциональных нарушений, являющихся предвестниками' патологии, указанная технология во многих случаях, возможно, даст уникальную информацию.

Метод магнитокардиографии более 30 лет, он основан на регистрации изменений во времени магнитной составляющей электродвижущей силы сердца. Как следует из теории электромагнетизма, строение источника тока в электропроводящей среде (организме) и неоднородность самой этой среды по-разному отражаются на распределении магнитных и электрических полей. Некоторые виды биоэлектрической активности проявляют себя преимущественно в электрическом поле, давая слабый магнитный сигнал, другие - наоборот. Поэтому есть много электрофизиологических процессов в миокарде, наблюдение которых магнитографически предпочтительнее. Несмотря на длительное исследование метода, масштабные многоцентровые исследования с его использованием до сих пор организованы не были. Однако, как указано в обзоре [83], проведено уже несколько десятков одноцентровьтх исследований показавших возможности магнитокардиографии, например, в диагностике ишемической болезни сердца, при этом средняя точность метода в покое в диагностике ишемии составляет примерно 75%. Индукция магнитного поля (как вектор) характеризуется как абсолютной величиной, так и направлением, что также может давать дополнительную полезную информацию. Не следует полагать, что дисперсионное картирование, электро- и магнитографические методы, а также стандартная ЭКГ-12 конкурируют между собой. Наоборот, именно их комбинация даст наиболее полную информацию об исследуемых процессах [19]. Для каждого из методов есть области, где применение какого-либо одного из них предпочтительнее. [40]. Магнитокардиография предпочтительнее для точного определения локализации места биоэлектрической активности. В1 перспективе для магнитокардиографии могут быть использованы» не только криогенные магнитометрические системы, но и системы на основе оптических или ядерных магнитометров, работающие при комнатной температуре.

Изучение взаимосвязи, показателей новых ЭКГ-методов с данными традиционных технологий выявления нарушений электрофизиологических свойств миокарда и прогностических признаков представляется важным направлением, исследования течения артериальной гипертонии. Есть основания предполагать, что новые ЭКГ-методы, такие как магнитокардиография, в комплексе с методом дисперсионного картирования позволят улучшить диагностику электрофизиологического ремоделирования миокарда у больных артериальной гипертонией, выделять пациентов с гипертрофией ЛЖ на основании новых критериев. В связи с этим исследование. комплекса новых методов ЭКГ-диагностики (магнитокардиография и дисперсионное картирование) в оценке нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией представляется актуальным.

Цель исследования - оценка диагностических возможностей методов магнитокардиографии и дисперсионного картирования в выявлении гипертрофии левого желудочка и электрофизиологического ремоделирования у больных артериальной гипертонией.

Задачи исследования:

1. Сопоставить диагностические характеристики стандартных критериев гипертрофии левого желудочка по данным ЭКГ-12 и ЭХОКГ с параметрами, полученными методом МКГ, и параметрами, основанными на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей в группе больных артериальной гипертонией.

2. Изучить магнитокардиограммы у пациентов с артериальной гипертонией и их де- и реполяризационные показатели при дисперсионном картировании, оценить диагностические возможности обоих методов для раннего выявления электрофизиологического ремоделирования и электрической гетерогенности миокарда, сопоставить их с результатами, полученными методом стандартной электрокардиографии.

3. Оценить связь показателей Эхо-КГ с параметрами магнитокардиограммы и параметрами дисперсионного картирования у больных с артериальной гипертонией.

4. Провести анализ наиболее информативных параметров магнитокардиограммы, разделяющих группы "условной нормы" и "артериальной гипертонии". Оценить характеристики ' маркеров вегетативной регуляции в обследованных группах больных (группа с АГ и группа контроля).

5. Разработать критерии диагностики гипертрофии левого желудочка по параметрам дисперсионного картирования и магнитокардиограммы; определить их диагностическую ценность у больных артериальной гипертонией.

Научная новизна.

Впервые проведены клинические исследования с использованием комплекса неинвазивных методов для изучения диагностических возможностей метода магнитокардиографии с целью выявления гипертрофии ЛЖ у пациентов с артериальной гипертонией и нарушений электрофизиологических свойств миокарда. Аналогичные исследования проведены с помощью метода дисперсионного картирования для анализа, диагностических возможностей различных параметров де- и реполяризации. Полученные критерии гипертрофии левого желудочка, основанные на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей, по своим диагностическим характеристикам, не уступают критериям Соколова-Лайона и превосходят критерий Кориелла в чувствительности.

Клинически изучены диагностические возможности показателей, объединяющих амплитудные и временные характеристики, полученные методом магнитокардиографии, для определения гипертрофии ЛЖ. Доказано, что в качестве критериев можно использовать показатели: а) характеризующие направление токов процесса реполяризации желудочков; б) топологии распределения векторов плотности тока в комплексе С^Б; в) синхронности и корреляции магнитокардиограмм в 36 точках измерений в прекардиальной плоскости, оцененных на БТ-Т интервале; г) средней вариабельности величин магнитного поля сердца за период реполяризации желудочков. Впервые разработано решающее правило,, основанное на интегральном использовании четырех показателей, вычисленных и обработанных во время проведения исследования, с использованием созданного коллективом авторов [33] программного обеспечения, которое разграничивает группы здоровых и больных артериальной гипертонией с чувствительностью 86% и специфичностью 98%.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Полученные результаты показали возможность диагностики гипертрофии левого желудочка с помощью методов магнитокардиографии и дисперсионного картирования, расширили возможности метода ЭКГ и показали возможность использования еще одного неинвазивного диагностического метода для выявления гипертрофии ЛЖ и нарушений электрофизиологических свойств миокарда у больных артериальной гипертонией. При необходимости углубленной диагностики и раннего выявления поражения миокарда и невозможности по каким-либо причинам выполнить эхокардиографию применение метода магнитокардиографии становится хорошей альтернативой. Практическое значение выявленных изменений, параметров MKT состоит в том, что наряду с другими j изменениями миокарда они могут служить маркерами поражения органа-мишени при артериальной гипертонии (АГ). Следовательно, становится возможным • использовать данные MKT и ДК для стратификации риска сердечно-сосудистых осложнений при АГ.

Положения, выносимые на защиту

1. Методы магнитокардиографии и дисперсионного картирования можно использовать для диагностики гипертрофии левого желудочка и нарушений электрофизиологических свойств миокарда. *

2. В качестве критериев гипертрофии левого желудочка для метода магнитокардиографии могут быть использованы показатели: а) характеризующие направление токов процесса реполяризации желудочков; б) топологии распределения векторов плотности тока в комплексе QRS; в) синхронности и корреляций магнитокардиограмм в 36 точках измерений в прекардиальной плоскости, оцененных на ST-T интервале; г) средней вариабельности величин магнитного поля сердца за период реполяризации желудочков.

3. Критерии гипертрофии левого желудочка, основанные на индексах дисперсии интегральных реполяризационных показателей (Disp JTend-T-интеграл 300 мсхмВ и Adj Disp JTend-T-интеграл >120 мс*мВ), по своим диагностическим характеристикам не уступают критериям Соколова-Лайона и превосходят критерий Корнелла по чувствительности^

4. Критерии гипертрофии левого желудочка для магнитокардиографии-по диагностическим характеристикам превосходят лучшие: известные критерии для стандартной 3KF-12.

5. Предложено решающее правило; основанное на интегральном использовании четырех показателей магнитокардиографии, для. разграничения групп здоровых и больных: артериальной; гипертонией с чувствительностью 86% и? специфичностью 98%для разделения и разработано соответствующее программное обеспечение:

Апробация диссертации. Материалы диссертации доложены: 1 февраля 2011 года на расширенном заседании; кафедры госпитальной.терапии медицинского; факультета РУДН с участием; сотрудников? городской» больницы N 53 и отдела* кардиологии НИЦ ММ А им; И.М.Сеченова. Материалы диссертации^ были, представлены, на: Х- юбилейном Конгрессе Российского общества, холтеровского мопигорирования и неинвазивной электрофизиологии;; (РОХМиИЭ) 3-го Всероссийского Конгресса «Клиническая электрокардиология», 28-29 апреля 2011г, г. Москва. Материалы диссертации были представлены на; конференции "Здоровый образ жизни'и полезные длягздоровья факторы" Санкт-Петербург 2010 16-17 декабря. 14th Congress of the International Society for Holter, and Noninvasive Electrocardiology (ISHNE2011) 26-28 April 2011, Moscow, Russia;:

Публикации. По теме диссертации-опубликовано 11 печатных работ,, из них 4 в. изданиях,, входящих, в перечень изданий^ рекомендованных экспертным советом ВАК.

Объем и структура диссертации; Диссертация изложена на 128 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственного исследования,

2. Результаты исследования пациентов методом ДК рекомендуется использовать для стратификации риска сердечно-сосудистых осложнений при АГ и эффективного контроля проводимого лечения.

3. В условиях практического здравоохранения при ограниченных возможностях использования эхокардиографии рекомендуется использование MKT для скрининговой оценки гипертрофии миокарда левого желудочка у пациентов с АГ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В связи; с высокой; чувствительностью и специфичностью полученные магнитокардиографические критерии рекомендуется использовать для диагностики гипертрофии левого желудочка в группах больных АГ в том числе для выделения субклинических форм.