Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Неинвазивная топическая диагностика желудочковых нарушений ритма сердца у детей

Актуальность проблемы

В детской кардиологии нарушения ритма сердца являются одной из наиболее актуальных проблем и регистрируются у 50-70% детей с заболеваниями сердечнососудистой системы (Школьникова М.А., 1999). Аритмии могут являться ведущим симптомом заболевания или осложнять течение других патологических состояний. Именно они нередко становятся основным прогностически неблагоприятным фактором и определяют раннюю инвалидизацию детей и подростков (Белоконь H.A., 1987). Особую опасность представляют жизнеугрожающие аритмии, сопряженные с высоким риском внезапной сердечной смерти (Bigger J., 1984; Zardini М., 1994; Школьникова М.А., 2001). Разработка эффективной терапии основана, прежде всего, на ранней диагностике и всестороннем изучении патогенеза и прогноза заболевания. В этой связи перспективна оценка возможностей неинвазивных методов исследования электрофизиологических свойств миокарда у детей с угрожающими жизни аритмиями.

Адекватная оценка электрофизиологической функции миокарда приобретает особое значение в клинической кардиологии у детей, так как в подавляющем большинстве случаев в этом возрасте даже тяжелые и прогностически неблагоприятные изменения сердечнососудистой системы могут до определенного времени не сопровождаться специфическими клиническими проявлениями и не иметь четкого морфологического субстрата (Школьникова М. А., 1999).

Одним из методов лечения жизнеугрожающих аритмий, применяемых при отсутствии эффекта от медикаментозной антиаритмической терапии, является непосредственное воздействие на миокард в области возникновения аритмии, предусматривающее использование различных физических факторов или изоляцию аритмогенпых зон (Бокерия JI.A., 2002). Для интервенционного лечения аритмий необходимо иметь точное представление о топике аритмогенной зоны и особенностях электрофизиологического процесса в сердце.

Признанным в кардиологии методом диагностики различных видов нарушений ритма является исследование электрической активности сердца. Постоянный интерес вызывает вопрос о возможности оценки электрофизиологических свойств миокарда неинвазивным путем (Бокерия Л.А., Голухова Е.З., 2005). Однако, традиционные амплитудно-временные методы анализа общепринятых 12 отведений ЭКГ обладают относительно низкой информативностью при диагностике аритмий, позволяя определять классы нарушений, но не оценивая значительного числа индивидуальных вариаций (Белоконь H.A., 1987;

Кушаковский М.С., 1999). Поэтому актуальной является проблема поиска новых, более совершенных способов оценки электрической активности миокарда и разработки новых методов анализа электрического поля сердца, позволяющих получить максимально полную информацию об электрофизиологических процессах, на основании которой можно было бы повысить точность диагностики и улучшить прогнозирование развития патологических состояний миокарда.

Неинвазивные методы диагностики, основанные на анализе электрических потенциалов миокарда получили в последние два десятилетия существенное развитие, благодаря внедрению в медицину компьютерных методов обработки и анализа данных, новым фундаментальным исследованиям в сочетании с современными техническими возможностями. Они позволяют получить обширную достоверную информацию о состоянии миокарда и проводящей системы сердца на основании оценки электрических потенциалов, регистрирующихся с поверхности грудной клетки (Потапова Н.П., 1997; Титомир Л.И., 2001; Ghanem R., 2005).

Одним из перспективных методов топической диагностики аритмий и изменений миокарда в настоящее время является метод поверхностного электрокардиографического картирования, который позволяет анализировать не только временное, но и пространственное распределение поверхностных потенциалов, полученных с многочисленных отведений на грудной клетке, выявляя нарушения электрофизиологического процесса в сердце, имеющие локализованный или неоднородный характер (De Ambroggi L., 1999; Medvegy M., 2002).

Наиболее подробно изучено значение поверхностного картирования в оценке ишемических изменений миокарда. Метод нашел достаточно широкое применение у взрослых пациентов в диагностике различных форм гипертрофии миокарда, ишемической болезни сердца, а также некоторых видов нарушений сердечного ритма - синдрома Вольфа-Паркиисона-Уайта, желудочковых нарушений ритма у больных ишемической болезнью сердца (Полякова И.П., 1999; Голухова Е.З., 1998, 2001; Nirei Т., 2001; van Dessel P., 2002). Однако, экстраполяция критериев, разработанных для взрослых пациентов, на детский возраст требует дополнительного исследования в силу небольшого количества работ в области поверхностного ЭКГ картирования у детей (Kozlikova К., 2004).

Метод поверхностного картирования имеет ряд важных преимуществ по сравнению с традиционной электрокардиографией (Flowers N.,1990). Поверхностные карты отображают структуру комплексного распределения полей потенциалов. События, распознать которые сложно с применением обычной ЭКГ, могут быть выделены во времени и пространстве путем анализа поверхностных карт. Карты поверхностного распределения электрических потенциалов позволяют повысить точность топической электрокардиографической диагностики. Эти карты в настоящее время фактически являются единственным неинвазивным способом получения подробной информации о распределении электрического поля сердца (Бе АтЬп^ Ь., 1999).

В связи с необходимостью развития информативных неинвазивных методов исследования электрических процессов в сердце, способных предоставить клиницистам необходимую для принятия решений информацию, представляется актуальной разработка принципов и критериев оценки поверхностного картирования сердца у детей с нарушениями сердечного ритма, что будет способствовать ранней диагностике электрической нестабильности миокарда, уточнению прогноза и объективной оценке последствий проводимого интервенционного лечения. Точное знание локализации патологического процесса также играет важную роль в повышении эффективности хирургической коррекции нарушений сердечного ритма методом радиочастотной абляции при различных клинико-электрокардиографических вариантах аритмий.

Все выше изложенное позволяет считать поставленную проблему актуальной и сформулировать цель настоящего исследования.

Цель исследования

Повышение эффективности диагностики и лечения различных клинико-электрокардиографических вариантов желудочковых аритмий у детей на основании комплексной оценки электрофизиологической функции миокарда методом поверхностного картирования.

Задачи исследования

1. Разработать методику проведения поверхностного электрокардиографического картирования и параметры для оценки процессов деполяризации и реполяризации миокарда желудочков в детском возрасте.

2. Определить критерии нормального и патологического распределения потенциалов электрического поля сердца на поверхности грудной клетки у детей методом поверхностного электрокардиографического картирования.

3. Оценить электрофизиологические свойства миокарда желудочков у детей с различными клинико-электрокардиографическими вариантами желудочковых аритмий на синусовом ритме.

4. Разработать алгоритмы топической диагностики желудочковых аритмий у детей, позволяющие определить выбор тактики лечения.

5. Установить критерии диагностики вариантов синдрома удлиненного интервала для обоснования дифференцированной тактики лечения детей с высоким риском внезапной сердечной смерти.

Научная новизна

Впервые показано, что для нормального распределения потенциалов сердца, регистрируемых с поверхности грудной клетки у детей, характерны: дипольная картина с наличием одного положительного и одного отрицательного экстремума потенциала; движение экстремумов в ходе деполяризации, соответствующее проекции нормального движения волны электрофизиологического возбуждения по отделам сердца; отсутствие смещения экстремумов и увеличения площади области отрицательных потенциалов в ходе реполяризации.

Установлены характерные особенности распределения потенциалов электрического поля сердца у детей при различных клинико-электрокардиографических вариантах желудочковых нарушений ритма сердца. Выявлены нарушения процесса реполяризации миокарда желудочков в ходе нормального синусового сокращения в проекции аритмогенных зон у детей с идиопатическими желудочковыми аритмиями.

Установлены специфические нарушения процессов деполяризации (увеличенная площадь области отрицательных потенциалов, дополнительные отрицательные экстремумы) и реполяризации (увеличенная площадь и аномальное смещение области отрицательных потенциалов, дополнительные положительные и отрицательные экстремумы потенциала) у больных с синдромом удлиненного интервала (¡)Т.

Определены характерные паттерны распределения потенциалов электрического поля сердца у больных с различными вариантами синдрома удлиненного интервала <3'Г. У больных с 1 вариантом синдрома (КСК^1) при поверхностном картировании определяются дополнительные отрицательные экстремумы потенциала в ходе деполяризации и дополнительные положительные экстремумы в ходе реполяризации. Для больных со 2 вариантом синдрома (НЕБЮ) характерны: увеличенная площадь области отрицательных потенциалов в ходе деполяризации и аномальное смещение с увеличением площади области отрицательных потенциалов преимущественно в проекции правых отделов сердца в ходе реполяризации.

Практическая значимость

На основании метода поверхностного электрокардиографического картирования определены критерии нормального и патологического распределения потенциалов сердца, регистрируемых с поверхности грудной клетки у детей.

Топическая диагностика клинико-электрокардиографических вариантов аритмий у детей возможна на основании выявления локализации неоднородностей электрического поля сердца при неинвазивной оценке электрофизиологических свойств миокарда желудочков. Показано преимущество метода поверхностного картирования в сравнении с другими неинвазивными методами электрокардиографической диагностики.

Определены критерии диагностики аритмогенных зон у детей с желудочковыми аритмиями из выводных отделов желудочков, миокарда свободной стенки желудочков и фасцикулярными аритмиями на основании оценки параметров поверхностных карт распределения электрического потенциала сердца.

Разработан алгоритм топической диагностики аритмогенных зон миокарда у детей с желудочковыми нарушениями ритма сердца, включающий оценку количества экстремумов и их амплитуды, направления и скорости движения экстремумов потенциала, площади, занимаемой отрицательными и положительными областями потенциалов, направление интегральных векторов деполяризации и реполяризации.

Установлены электрокардиографические критерии диагностики первичного синдрома удлиненного интервала у детей и критерии дифференциальной диагностики 1 (КСК(}1) и 2 (НЕ1Ю) вариантов синдрома.

Применение в клинической практике предложенных диагностических критериев при различных клинико-электрокардиографических вариантах желудочковых аритмий позволяет оптимизировать тактику ведения детей с учетом специфических сочетанных изменений деполяризации и реполяризации миокарда желудочков и локализации аритмогенных зон.

Внедрение в практику

Полученные в ходе исследования результаты внедрены в практику:

- Детского научно-практический центра нарушений сердечного ритма на базе ФГУ МНИИ педиатрии и детской хирургии Росздрава.

- Отдела наследственных заболеваний сердечно-сосудистой системы ФГУ МНИИ педиатрии и детской хирургии Росздрава,

- отделения неинвазивной аритмологии Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН.

Публикации

Результаты диссертационного исследования опубликованы в 15 печатных работах.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и конгрессах:

- Всероссийский конгресс «Детская кардиология 2002» (Москва, 29-31 мая 2002 г.),

- Всероссийский конгресс «Детская кардиология 2004» (Москва, 26-28 мая 2004 г.),

- Первый Всероссийский съезд аритмологов (Москва, 16-18 июня 2005 г.),

- 9-й Интернациональный симпозиум по нарушениям ритма сердца (Венеция, 25 октября 2005 г.),

- Российский национальный конгресс кардиологов (ВНОК) «Перспективы Российской кардиологии» (Москва, 18-20 октября 2005 г.),

- IV Российский конгресс «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 25-27 октября 2005 г.).

Выводы

1. Поверхностное электрокардиографическое картирование, основанное на регистрации множества электрокардиографических отведений с поверхности грудной клетки, является информативным неипвазивным методом диагностики желудочковых аритмий, позволяющим проводить оценку характера и степени выраженности изменений электрофизиологической функции миокарда желудочков.

2. Критериями дифференцировки нормального и патологического распределения потенциалов электрического поля сердца на поверхности грудной клетки у детей являются оценка количества положительных и отрицательных экстремумов (диполыюсть - мультипольность), времени возбуждения различных отделов сердца, локализации, траектории движения и амплитуды экстремумов в течение сердечного цикла по данным изопотенциальных и изоинтегральных поверхностных карт.

3. Исследование процесса реполяризации на синусовом ритме методом поверхностного электрокардиографического картирования в 62% случаев у детей с желудочковыми аритмиями позволяет выявить нарушения в области проекции аритмогенной зоны, определяющие локальную уязвимость миокарда к желудочковым тахиаритмиям.

4. Разработанный алгоритм топической диагностики при различных клинико-электрокардиографических вариантах желудочковых аритмий у детей, основанный на анализе изопотенциальных карт распределения поверхностного потенциала в ходе внеочередного желудочкового сокращения, позволяет определять локализацию аритмогенной зоны с точностью от 68 до 100%, что превышает возможности других неинвазивных методов благодаря комплексному анализу электрического поля сердца и его аномалий. Диагностическая точность алгоритма топической диагностики носит селективный характер и зависит от локализации источника аритмии.

5. Поверхностное электрокардиографическое картирование позволяет выявить специфические нарушения электрофизиологической функции миокарда желудочков у детей с синдромом удлиненного интервала (^Т в ходе процессов де- и реполяризации.

6. Характерными электрофизиологическими особенностями больных с 1 клинико-электрокардиографическим вариантом синдрома удлиненного интервала С>Т являются: наличие одного и более дополнительных отрицательных экстремумов потенциала на передней поверхности грудной клетки во второй половине деполяризации и дополнительных положительных экстремумов потенциала, в целом повторяющих расположение дополнительных отрицательных экстремумов при оценке деполяризации, в ходе реполяризации.

7. Характерными электрофизиологическими особенностями больных со 2 клинико-электрокардиографическим вариантом синдрома удлиненного интервала (^Т являются: широкая область отрицательных потенциалов на передней поверхности грудной клетки во второй половине деполяризации и аномальное смещение с увеличением площади области отрицательных потенциалов преимущественно в проекции правых отделов сердца в ходе реполяризации.

Практические рекомендации

1. Метод поверхностного электрокардиографического картирования рекомендуется включать в протокол неинвазивного электрокардиографического исследования детей с 5 лет при окружности грудной клетки, позволяющей осуществлять наложение достаточного числа электродов для полноценной записи потенциалов электрического поля сердца, которое определяется требованиями конкретной системы регистрации.

2. Для определения тактики лечения больных с желудочковыми аритмиями и при подготовке к операции радиочастотной абляции рекомендуется включить в план обследования топическую диагностику аритмогенной зоны методом поверхностного электрокардиографического картирования.

3. Для выявления нарушений процесса реполяризации на синусовом ритме при поверхностном картировании рекомендуется оценивать смещение отрицательных экстремумов и увеличение области отрицательных потенциалов на изопотенциальных и изоинтегральных картах. Для диагностики и динамического наблюдения за изменениями процесса реполяризации рекомендуется применение разностных карт с оценкой значений индекса разности и процентной представленности зон отрицательных отклонений.

4. Для повышения точности топической диагностики аритмогенных зон методом поверхностного картирования у детей с желудочковыми аритмиями рекомендуется применение следующих критериев: 1) локализация отрицательных и положительных экстремумов потенциала в первые 20 мс процесса деполяризации желудочков и соотношение их амплитуд, 2) траектория движения экстремумов в течение начальных 50-70 мс, 3) время распространения волны возбуждения на различные отделы сердца в соответствии с их проекциями на поверхность грудной клетки, 4) положение начального положительного экстремума реполяризации при внеочередном желудочковом сокращении, 5) направление интегральных векторов комплекса (ЗЯБ и интервала БТ-Т во фронтальной и горизонтальной плоскостях. Диагностическая точность алгоритма зависит от локализации аритмогенной зоны.

5. Результаты поверхностного картирования у больных с синдромом удлиненного интервала С)Т рекомендуется использовать в качестве дифференциально-диагностического критерия для 1 и 2 клинико-генетических вариантов синдрома, что позволяет определить тактику лечения и прогноз заболевания.