Способ определения массы миокарда левого желудочка сердца у больных неосложненной артериальной гипертензией при помощи усредненной электрокардиографии

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно кардиологии и функциональной диагностике, и может быть использовано для количественного определения массы миокарда левого желудочка сердца по электрокардиограмме.

Определение массы миокарда левого желудочка сердца у пациентов кардиологического профиля связано с необходимостью выявления гипертрофии левого желудочка сердца, которая является сильным предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и смертности [Levy D., Garrison R.J., Savage D. et al. Prognostic implications of echocardiographically determined left ventricular mass in the Framingham Heart Study. N Engl J Med 1990; 322(22): 1561-1566; Schillaci G., Verdecchia P., Porcellati C. et al. Continuous relation between left ventricular mass and risk in essential hypertension. Hypertension 2000; 35: 580-586; Vakili В., Okin P., Devereux R. Prognostic implications of left ventricular hypertrophy. Am Heart J 2001; 141: 334-341].

Известны способы определения массы миокарда левого желудочка сердца с использованием визуализирующих методов - эхокардиографии, магнитно-резонансной томографии [Devereux R.D., Alonso D.R., Lutas E.V. et al. Echocardiographic assessment of left ventricular hypertrophy: comparison to necropsy findings. Am J Cardiol. 1986; 57 (6): 450-458.; Natori S., Lai S., Finn J.P., et al. Cardiovascular function in multi-ethnic study of atherosclerosis: normal values by age, sex, and ethnicity. Am J Roentgenol. 2006; 186 (6 Suppl 2): S357-365.].

Указанные методики являются дорогостоящими, не всегда доступными, требуют высокой квалификации специалиста, проводящего исследование.

Известны электрокардиографические критерии для диагностики гипертрофии левого желудочка сердца, основанные на вольтажных и временных показателях желудочкового комплекса QRS, зарегистрированного в 12 электрокардиографических отведениях (традиционная ЭКГ) [Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство». 1997 г. ]. В исследованиях продемонстрирована низкая чувствительность этих показателей при выявлении гипертрофии миокарда левого желудочка сердца [Verdecchia P., Dovellini E.V., Gorini M. et al. Comparison of electrocardiographic criteria for diagnosis of left ventricular of left ventricular hypertrophy in hypertension: the MAVI study. Ital Heart J. 2000; 1(3): 207-215; Devereux R.B., Casale P.N., Eisenberg R.R. et al. Electrocardiographic detection of left ventricular hypertrophy using echocardiographic determination of left ventricular mass as the reference standart. Comparison of standart criteria, computer diagnosis and physician interpretation. J Am Coll Cardiol. 1984; 3(1): 82-87]. Кроме того, ошибки определения вольтажных и временных характеристик могут быть связаны с особенностями самого метода электрокардиографии, такими как: значительное влияние внешних помех, вариабельность электрического сигнала, связанная с дыхательными движениями и изменениями положения сердца в грудной клетке, субъективизмом в выборе кардиоцикла для анализа, что подтверждает ряд исследований [De Bruyne М.С., Kors J.A., Visentin S. et al. Reproducibility of computerized ECG measurements and coding in a nonhospitalized elderly population. J Electrocardiol. 1998; 31(3): 189-195; Van Den Hoogen J.P., Mol W.H., Kowsoleea A. et al. Reproducibility of electrocardiographic criteria for left ventricular hypertrophy in hypertensive patients in general practice. Eur Heart J. 1992; 13(12): 1606-1610; Farb Α., Devereux R.B., Kligfield P. Day-to-day variability of voltage measurements used in electrocardiographic criteria for left ventricular hypertrophy. J Am Coll Cardiol. 1990; 15(3): 618-623.].

Эти недостатки позволяют устранить метод, основанный на длительной непрерывной компьютерной регистрации электрокардиограммы с последующей суммацией (усреднением) кардиоциклов по каждому каналу (усредненная ЭКГ) [Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011616724 HR ECG от 29.08.2011].

Даже с учетом устранения приведенных недостатков предложенные электрокардиографические критерии не позволяют проводить количественную оценку массы миокарда левого желудочка сердца. Предпринимались попытки разработки способов определения массы миокарда по данным традиционной электрокардиограммы в 12 отведениях [de Vries S.О., Heesen W.F., Beltman F.W. et al. Prediction of the left ventricular mass from the electrocardiogram in systemic hypertension. Am J Cardiol. 1996; 77(11); 974-978; Wolf H.K., Burggraf G.W., Cuddy E. et al. Prediction of left ventricular mass from the electrocardiogram. J Electrocardiol 1991; 24: 121-127], однако они демонстрируют относительно невысокую корреляцию с массой миокарда, определяемой по эхокардиографии (R²=0,16-0,42).

В качестве прототипа для определения массы миокарда левого желудочка сердца у больных неосложненной артериальной гипертензией был использован известный способ, основанный на электрокардиографических показателях традиционной электрокардиограммы в 12 отведениях [de Vries S.O., Heesen W.F., Beltman F.W. et al. Prediction of the left ventricular mass from the electrocardiogram in systemic hypertension. Am J Cardiol. 1996; 77(11); 974-978].

Согласно данному методу определение массы миокарда левого желудочка осуществляют в соответствии с уравнением линейной регрессии, учитывающим пол, возраст, площадь поверхности тела, продолжительность терминальной фазы зубца Ρ в отведении V1, амплитуду зубца S в отведениях V1 и V4.

Недостатком данного способа является достаточно невысокая прогностическая значимость модели в отношении массы миокарда по данным эхокардиографии (R=0,65 и R²=0,42).

Задачей предлагаемого изобретения является предложить способ определения массы миокарда левого желудочка сердца у больных неосложненной артериальной гипертензией на основе показателей усредненной электрокардиограммы, зарегистрированной 12 общепринятых отведениях.

Поставленная задача достигается тем, что в отличие от способа определения массы миокарда левого желудочка сердца на основе уравнения линейной регрессии, учитывающего пол, возраст, площадь поверхности тела, продолжительность терминальной фазы зубца Ρ в отведении V1, амплитуду зубца S в отведениях V1 и V4 традиционной электрокардиограммы, масса миокарда левого желудочка сердца определяется путем расчета по формуле, при этом формула для расчета массы миокарда левого желудочка сердца такова:

ММ ЛЖ = -10,523 + 0,706 × возраст - 32,698 × пол + 2,197 × ИМТ + 596,973 × Pd + 23,213 × (RAVL + SV3) + 21,860 × (TV1 - TV6) (1),

где ММ ЛЖ - масса миокарда левого желудочка сердца (граммы);

Возраст - возраст пациента (годы);

Вес - вес пациента (килограммы);

Пол - пол пациента (0 - мужчины, 1 - женщины);

ИМТ - индекс массы тела (кг/м²);

Pd - максимальная продолжительность зубца Р усредненной ЭКГ (секунды);

RAVL - амплитуда зубца R в отведении AVL усредненной ЭКГ (мВ);

SV3 - амплитуда зубца S в отведении V3 усредненной ЭКГ (мВ);

TV1 - амплитуда зубца Τ в отведении V1 усредненной ЭКГ (мВ);

TV6 - амплитуда зубца Τ в отведении V6 усредненной ЭКГ (мВ).

Суть предлагаемого способа заключается в следующем:

Для определения массы миокарда левого желудочка сердца необходимо получить данные о поле, возрасте, росте, весе обследуемого, рассчитать индекс массы тела (ИМТ) по формуле Кетле: ИМТ = вес(кг)/рост(м²), зарегистрировать электрокардиограмму в 12 общепринятых отведениях в течение 5 минут, выполнить усреднение электрокардиосигнала и разметку кардиоциклов по каждому отведению при помощи программы HR ECG, после чего произвести расчет массы миокарда левого желудочка сердца согласно формуле (1).

Предлагаемый способ определения массы миокарда левого желудочка сердца позволяет предсказывать массу миокарда левого желудочка сердца на основании показателей усредненной электрокардиограммы, зарегистрированной в 12 общепринятых отведениях с учетом индекса массы тела, пола и возраста.

Пример 1.

Для определения возможности расчета массы миокарда левого желудочка сердца при использовании показателей усредненной электрокардиограммы анализ данных проводился в объединенной группе, включающей больных неосложненной артериальной гипертензией, отсутствие ассоциированных клинических состояний и сопутствующего сахарного диабета) (n=108) и лиц с нормальным уровнем артериального давления (n=77) в возрасте от 35 до 65 лет. Протокол исследования включал: антропометрию (рост, вес), расчет индекса массы тела (ИМТ) по формуле Кетле: ИМТ (кг/м²) = вес (кг)/рост (м²) и площади поверхности тела (ППТ) по формуле Мостеллера: ППТ (м²) = (вес (кг) × рост (см)/3600)^½, измерение артериального давления (АД), регистрацию электрокардиограммы в 12 общепринятых отведениях, эхокардиографическое исследование по стандартному протоколу с расчетом массы миокарда левого желудочка сердца по формуле Devereux R.D. и соавт.: ММЛЖ (г) = 0,8 × (1,04⋅[(КДР (см) + ТЗСд (см) + ТМЖПд (см))³ - (КДР (см))³] + 0,6, где ММЛЖ - масса миокарда левого желудочка сердца, КДР - конечный диастолический размер левого желудочка сердца, ТЗСд - толщина задней стенки левого желудочка сердца в диастолу, ТМЖПд - толщина межжелудочковой перегородки в диастолу. Регистрация электрокардиограммы проводилась с помощью компьютеризированного многоканального электрокардиографа ЭК9Ц-01-КАРД («Медицинские компьютерные системы», Россия). Усреднение электрокардиосигнала по каждому отведению проводилась с помощью компьютерной программы «HR ECG».

На первом этапе анализа было отобрано 66 электрокардиографических параметров, включающих индексы гипертрофии левого желудочка сердца (Соколова-Лайона, Корнельский вольтаж, Корнельское произведение, TV1-TV6), для которых выявлялись значимые корреляции с массой миокарда левого желудочка сердца по данным эхокардиографии. Помимо того были выявлены значимые корреляции массы миокарда левого желудочка сердца с полом, возрастом, весом, площадью поверхности тела, индексом массы тела. На следующем этапе данные параметры включались в модель множественной линейной регрессии с пошаговым исключением незначимых переменных.

Результаты пошагового регрессионного анализа в отношении зависимой переменной - масса миокарда левого желудочка сердца по данным эхокардиографии представлены в таблице 1.

В качестве значимых независимых предикторов массы миокарда левого желудочка сердца были определены: возраст, индекс массы тела, пол, максимальная продолжительность зубца Р, сумма зубцов R в отведении AVL и S в отведении V3, разница амплитуд зубцов Τ в отведениях V1 и V6, определявшие 67% вариабельности массы миокарда левого желудочка сердца (R=0,82; R²=0,67, p<0,001).

На основе полученных при математическом анализе данных, для лиц в возрасте 35-65 лет с нормальным уровнем артериального давления и неосложненной артериальной гипертензией масса миокарда левого желудочка может рассчитываться на основании уравнения линейной регрессии:

ММ ЛЖ = -10,523 + 0,706 × возраст - 32,698 × пол + 2,197 × ИМТ + 596,973 × Pd + 23,213 × (RAVL + SV3) + 21,860 × (TV1 - TV6) (1),

где ММ ЛЖ - масса миокарда левого желудочка (граммы);

Возраст - возраст пациента (годы);

Вес - вес пациента (килограммы);

Пол - пол пациента (0 - мужчины, 1 - женщины);

ИМТ - индекс массы тела (кг/м²);

Pd - максимальная продолжительность зубца Ρ усредненной ЭКГ (секунды);

RAVL - амплитуда зубца R в отведении AVL усредненной ЭКГ (мВ);

SV3 - амплитуда зубца S в отведении V3 усредненной ЭКГ (мВ);

TV1 - амплитуда зубца Τ в отведении V1 усредненной ЭКГ (мВ);

TV6 - амплитуда зубца Τ в отведении V6 усредненной ЭКГ (мВ).

При использовании полученного уравнения регрессии средние по выборке фактические (по данным эхокардиографии) и предсказанные по формуле значения массы миокарда левого желудочка составили 170,2±44,8 г против 171,4±37,5 г (р=0,70), соответственно.

График рассеяния для значений массы миокарда левого желудочка по данным эхокардиографии и предсказанных на основании математической модели в обследованной выборке представлен на фиг. 1.

Пример 2.

Для оценки возможности определения массы миокарда левого желудочка сердца предложенным способом при использовании традиционной (неусредненной) электрокардиографии нами обследована независимая выборка, включающая больных неосложненной артериальной гипертензией (n=120) и лиц с нормальным уровнем артериального давления (n=48) в возрасте от 35 до 65 лет. Протокол обследования включал оценку антропометрических показателей, регистрацию электрокардиограммы в 12 общепринятых отведениях и эхокардиографическое исследование по стандартному протоколу. Масса миокарда левого желудочка сердца по данным неусредненной электрокардиограммы рассчитывалась по полученному ранее уравнению линейной регрессии:

ММ ЛЖ = -10,523 + 0,706 × возраст - 32,698 × пол + 2,197 × ИМТ + 596,973 × Pd + 23,213 × (RAVL+SV3) + 21,860 × (TV1 - TV6) (1),

где ММ ЛЖ - масса миокарда левого желудочка (граммы);

Возраст - возраст пациента (годы);

Вес - вес пациента (килограммы);

Пол - пол пациента (0 - мужчины, 1 - женщины);

ИМТ - индекс массы тела (кг/м²);

Pd - продолжительность зубца Ρ неусредненной ЭКГ (секунды);

RAVL - амплитуда зубца R в отведении AVL неусредненной ЭКГ (мВ);

SV3 - амплитуда зубца Sb отведении V3 неусредненной ЭКГ (мВ);

TV1 - амплитуда зубца Тв отведении V1 неусредненной ЭКГ (мВ);

TV6 - амплитуда зубца Τ в отведении V6 неусредненной ЭКГ (мВ).

Средние по выборке фактические (по данным эхокардиографии) и предсказанные по формуле значения массы миокарда левого желудочка составили 179,3±45,1 г против 176,7±32,6 г (р=0,45), соответственно. Масса миокарда левого желудочка сердца, рассчитанная предложенным способом при использовании неусредненной электрокардиографии, объясняла 50% вариабельности массы миокарда левого желудочка сердца по данным эхокардиографии (R=0,71; R²=0,50; р<0,001), что значительно ниже в сравнении с усредненной электрокардиографией, но выше, чем при использовании формулы-прототипа.

График рассеяния для значений массы миокарда левого желудочка сердца по данным эхокардиографии и предсказанных на основании предложенной математической модели применительно к неусредненной электрокардиограмме в обследованной выборке представлен на фиг. 2.