O возможности превентивной диагностики ишемической дисфункции левого желудочка по данным динамики ЭКГ

Опубликовано в журнале:

"Российский кардиологический журнал"

»» N 5 2004

Амиянц В.Ю., Уткин В.А.
Пятигорский uосударственный НИИ курортологии МЗ РФ;
Кисловодская клиника

Резюме

Изучались результаты мониторирования ЭКГ во время физических тренировок и нагрузочных тестов у больных

ИБС. Анализировалась частота сердечных сокращений, величины площади волны Р, сегмента PQ, депрессии сегмента ST в динамике. Применялся кластерный и дискриминантный анализ по выборке из 59 замеров, агломерированных в евклидовой метрике. По разработанной авторами формуле рассчитывался индекс дисфункции левого желудочка (ИДЛЖ), позволяющий ЭКГ-методом проводить превентивную диагностику развития острой ишемической дисфункции левого желудочка и опасных для жизни нарушений ритма при выполнении физических нагрузок.

Индекс ИДЛЖ может найти широкое распространение в практике, благодаря простоте измерений и расчетов предлагаемых параметров.

Ключевые слова: ишемическая дисфункция левого желудочка, диагностика, физические тренировки.

Abstract

Results of ECG monitoring (dynamics of heart rate, P-wave area, PQ length, ST depression) during physical training and exercise stress tests were analyzed in patients with coronary heart disease (CHD). Cluster and discriminative analysis in a sample of 59 measurements, agglomerated in Euclid metric, was used. By original formula, developed by authors, left ventricular dysfunction index (LVDI) was calculated. This index gave an opportunity for preventive diagnostics of left ventricular acute ischemic dysfunction and life-threatening arrhythmias during physical stress. LVDI could be widely used in clinical practice, as all its parameters are simple to measure and calculate.

Keywords: left ventricular ischemic dysfunction, diagnostics, physical training.

Известно, что ишемия миокарда, в результате развития каскада метаболических и электролитных нарушений, приводит к возникновению нарушений ритма, депрессии сократительной функции миокарда, усугублению энергодефицита, альтерации мембран и ферментов кардиоцитов, нарушению механизмов регуляции их функций [1].

Современные электрокардиографические методы контроля реакции на физические нагрузки (ФН) у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) преследуют цель диагностики и оценки выраженности ишемии миокарда во время проведения диагностических нагрузочных тестов и физических тренировок для адекватного дозирования диагностических и тренирующих нагрузок. Актуальность этих исследований объясняется тем, что одним из тяжелейших осложнений транзиторной ишемии миокарда является нарушение насосной функции левого желудочка (ЛЖ) – его ишемическая дисфункция, приводящая к внезапному падению артериального давления и (или) нарушениям ритма сердца, иногда фатальным. Еще J.B. Irving and R.A.Bruce [2] описано развитие 6 случаев фибрилляции желудочков у больных с клинически диагностированной ИБС при проведении пробы с физической нагрузкой на тредмиле. У этих больных наблюдалось снижение или недостаточное повышение систолического АД при физической нагрузке.

Авторы полагают, что недостаточное увеличение сердечного выброса при ФН связано с регионарной ишемией миокарда, способствующей развитию желудочковой аритмии.

Позднее установлено, что риск смерти от ИБС во время нагрузки проявляется сочетанием депрессии сегмента ST, частых и сложных желудочковых экстрасистол (ЖЭ) на фоне низкой толерантности к физическим нагрузкам (ТФН), а для больных с повышенным риском повторного инфаркта миокарда (ИМ) характерно появление депрессии сегмента ST при отсутствии низкой ТФН, а также возникновение приступа стенокардии или падения АД на 10 мм рт. ст. и более [3].

Описаны и различные типы изменения внутрисердечной гемодинамики: в частности, при 1-м варианте повышается конечно-диастолическое давление в ЛЖ при сохраненном ударном объеме (УО). Нарушение сократительной способности миокарда при ишемии при этом компенсируется включением механизма Франка3Старлинга, что способствует сохранению УО и даже его повышению. При 2-м варианте изменений приспособительные возможности механизма Франка-Старлинга исчерпаны уже в покое (более высокая величина КДО и при этом более распространенная ишемия), поэтому при нагрузке УО падает [4].

Трудно переоценить значение ЭКГ – исследований в оценке ишемической болезни сердца. Традиционно оценка тяжести ишемии миокарда опирается на показатели изменения сегмента ST. Известно также, что для оценки тяжести ишемии миокарда используется индекс ST/HR, учитывающий в качестве исходных параметров как показатели величины смещения сегмента ST на ЭКГ, так и частоту сердечных сокращений (HR) [5]. Однако, констатируя ишемию миокарда, индекс ST/HR не отражает сократительную функцию левого желудочка. Кроме того, глубина ишемии миокарда, фиксируемая таким образом на электрокардиограмме, хоть и способна сигнализировать о возможности развития угрожающих жизни нарушений сердечной деятельности, но последние не всегда связаны именно со степенью депрессии сегмента ST, и наличие такой корреляции носит непостоянный характер. И обеспечить своевременную диагностику развивающейся ишемической дисфункции ЛЖ, отслеживая динамику электрической активности миокарда таким образом, не всегда возможно.

Отметим, что широко известные методы диагностики функционального состояния ЛЖ (вентрикулография, радиоизотопная сцинтиграфия миокарда, эходопплеркардиография, в том числе нагрузочная), несмотря на их высокую информативность, не могут применяться в качестве метода динамического контроля за состоянием функции ЛЖ непосредственно во время проведения физических тренировок, хотя бы по причине громоздкости оборудования.

Но диагностика ишемической дисфункции ЛЖ особенно важна именно в ходе выполнения физических нагрузок для своевременного проведения лечебных мероприятий, которые, как известно, в стадии развернутой клинической картины ишемической дисфункции ЛЖ, запаздывают. Поэтому необходима диагностика ранних стадий, а, точнее, предвестников такого осложнения.

Между тем, известно, что при транзиторной ишемии, в результате нарушения сократительной функции ЛЖ, повышается и конечное диастолическое давление в его полости. Это создает дополнительную нагрузку на левое предсердие. В итоге возникает острая перегрузка последнего, что проявляется транзиторным увеличением продолжительности и амплитуды волны Р на ЭКГ.

По данным экспериментальных и клинических работ [6], продолжительность зубца Р является одним из критериев начальной стадии сердечной недостаточности. Установлено, что есть закономерная тенденция к увеличению продолжительности зубца Р параллельно повышению диастолического давления в ЛЖ, и что этот показатель может быть использован для его оценки и, следовательно, для раннего выявления снижения миокардиального резерва [7]. Изучая изменения зубца Р на ЭКГ при артериальной гипертензии, R. Sandry (1976) пришел к выводу, что изолированное изменение зубца Р указывает на «неадекватность кровообращения». Для оценки состояния левого предсердия, по данным ЭКГ, используется индекс Макруза (Macrus R., 1958), определяемый как отношение продолжительности зубца Р к продолжительности сегмента PQ. Показано, что увеличение индекса Макруза более 2,78 является признаком недостаточности миокарда ЛЖ [1].

При анализе данных мониторирования ЭКГ во время физических тренировок и нагрузочных тестов у больных ИБС, мы обратили внимание на то обстоятельство, что в процессе выполнения физических нагрузок на ЭКГ отмечаются транзиторные изменения не только положения сегмента ST и зубца Т, но нередко отмечаются изменения волны Р.

Целью нашего исследования была разработка способа ранней ЭКГ-диагностики угрожающих жизни состояний, обусловленных ишемической дисфункцией ЛЖ в ходе выполнения физических нагрузок.

Материал и методы

Изучались результаты мониторирования ЭКГ во время физических тренировок и нагрузочных тестов (велоэргометрии) у больных ИБС, верифицированной методом коронаровентрикулографии. Всем больным проводились велоэргометрия и холтеровское мониторирование ЭКГ. Анализировались частота сердечных сокращений, величины площади волны Р, сегмента PQ, депрессии сегмента ST в динамике. Перечень и методика измерений комплекса регистрируемых на ЭКГ параметров приведены на рис. 1.

Диагностическая значимость названных параметров была оценена нами с применением кластерного и дискриминантного анализа [8] по выборке из 59 замеров, агломерированных в евклидовой метрике, а затем разделенных на 5 групп (47 наблюдений). Сгруппированные наблюдения параметров, характеризующих состояние больных ИБС в покое и при физической нагрузке, представлены в табл. 1. Исходя из перечисленных величин, по разработанной нами формуле [9], вычисляли индекс дисфункции ЛЖ (ИДЛЖ). Отрицательной динамикой считается увеличение этого индекса. Способ позволяет выявлять предвестники или начало развития дисфункции ЛЖ.

Результаты и обсуждение

Установлено, что в тех случаях, когда у больных ИБС, во время физических тренировок и нагрузочных тестов, ишемия миокарда приводит к развитию опасных для жизни симптомов левожелудочковой недостаточности, сопровождающихся падением АД и желудочковой экстрасистолией высоких градаций, на ЭКГ, помимо депрессии сегмента ST, выявляется транзиторное увеличение не только продолжительности, но и амплитуды волны Р, которое не определяется у лиц без признаков дисфункции ЛЖ.

Следовательно, диагностика угрожающих жизни состояний вследствие ишемической дисфункции ЛЖ, на наш взгляд, должна строиться, исходя не только и не столько из изменений сегмента ST и частоты сердечных сокращений при нагрузке, а опираясь на более широкий комплекс регистрируемых на ЭКГ параметров. Для изучения диагностической значимости и возможности практического применения предложенного нами алгоритма анализа ЭКГ [9], мы, используя кластерный и дискриминантный анализ, провели классификацию параметров, характеризующих состояние больных ИБС в покое и при различных типах реакции на физические нагрузки. В результате этого были выделены 5 групп наблюдений параметров: 1 группа – условная норма в покое; 2 группа – условная норма реакции на нагрузку; 3 группа – ЖЭ высоких градаций (по Lown); 4 группа – ишемическая дисфункция ЛЖ с падением АД; 5 группа – отдых после нагрузки. Эти данные представлены в табл. 1, в которой соответственно обозначены: P1 – ширина основания зубца P (mm); P2 – ширина вершины зубца Р (mm); PH – высота зубца Р (mm); PQ – продолжительность сегмента PQ (mm); HR (heart rate) – частота сердечных сокращений (b/min); ΔST – степень депрессии сегмента ST (mm).

В табл. 2 приведены результаты дискриминантного анализа выделенных таким образом групп наблюдений (состояний электрической активности миокарда), из которых видно, что достоверность и высокое качество дискриминации не вызывает сомнений: найдено 4 канонических дискриминантных функции, из которых 1-я имеет значимость p<0,001, а 2–я и 3-я – p<0,05. Корреляционное отношение для 1-й функции t = 0,722, доля дискриминации – d = 0,675, остаточная дискриминация – ∇ = 0,299, значимость по Уилксу – p<0,01, при эффективности простых классифицирующих функций – 59,6% (p<0,001).

Изучая полученные результаты, мы сочли возможным исключить из рассмотрения V группу (табл. 3), полагая, что итогом отдыха после нагрузки должна оказаться «условная норма покоя». И это раскрыло еще более высокое качество дискриминантых возможностей анализа названных параметров: дискриминация сведена к 3-м каноническим дискриминантным функциям, из которых значимы 2 первых (p<0,001 и p<0,05). При этом доля дискриминации 1-й функции оказалась еще более высокой (d = 0,757) при остаточной дискриминации ∇ = 0,343, а эффективность простых классифицирующих функций – 68,3% (p<0,001).

Но и в том, и в другом случае можно видеть (структурные коэффициенты дискриминации), что роль показателя смещения сегмента ST не столь велика, как высоты зубца P и величины ЧСС при нагрузке. Для более точной диагностики, по-видимому, должны быть учтены и другие параметры, характеризующие зубец Р, а именно – ширина его основания и вершины. В самом деле, исключение из рассмотрения параметра ST существенно не ухудшает качества канонических дискриминантных и простых классифицирующих функций (табл. 4), причем роль 1-й дискриминантной функции оказывается еще более высокой (d =0,800), а эффективность простых классифицирующих функций существенно не снижается, составляя 65,9%.

Чтобы показать, сколь важную роль играют параметры, характеризующие зубец Р вкупе с показателем ЧСС, мы проанализировали дискриминантные возможности лишь ширины и высоты зубца Р в сочетании с величиной ЧСС (табл. 5). Но и при этом качество дискриминации оказывается вполне убедительным. Получены 3 канонических дискриминантных функции, из которых столь же значимы две первых, причем доля дискриминации, приходящаяся на 1-ю функцию, d = 0,811, а эффективность простых классифицирующих функций – 53,7% (p<0,001).

Таким образом, полученные результаты подтверждают наши предположения о том, что возникновение транзиторного увеличения зубца Р на ЭКГ в момент развития ишемии миокарда при нагрузке отражает транзиторное снижение сократительной способности миокарда левого желудочка – его острую ишемическую дисфункцию. Зная это, удается не только диагностировать возникновение ишемии миокарда в результате нагрузки, но и выявить динамику развития ишемической дисфункции ЛЖ и риска возникновения опасных для жизни нарушений ритма сердца. Приведем пример применения индекса ИДЛЖ в сравнении с общепринятым индексом ST/HR. На рис. 2 представлены данные, полученные при велоэргометрии больного А.С. А-ц, 59 лет. В анамнезе – перенесенный инфаркт миокарда, после которого тяжесть течения ИБС приняла характер IV класса NYHA. Во время велоэргометрического теста у данного пациента при нагрузке 50 wt развивался ангинозный приступ с одышкой, головокружением и падением АД. На ЭКГ на высоте нагрузки были зарегистрированы депрессия сегмента ST, а также увеличение волны P. Из рисунка видно, что индекс IDLV (верхняя линия), более чувствителен и динамичен, чем общепринятый индекс ST/HR (нижняя линия).

У больного диагностирована ишемическая дисфункция ЛЖ. Больной был направлен на обследование в кардиохирургическое отделение Российского Научного Центра Хирургии РАМН (Москва) где при велоэргометрическом тесте возникло обморочное состояние, а при коронарографии выявлен стенозирующий атеросклероз 3-х артерий.

Полученные нами данные нашли отражение в изобретении «Способ ЭКГ-диагностики угрожающих жизни состояний, обусловленных ишемической дисфункцией левого желудочка» [9]. Опыт нашей работы показал, что увеличение индекса ИДЛЖ является весьма чувствительным предиктором развития ишемической дисфункции ЛЖ и опасных для жизни нарушений ритма. В то же время, индекс ИДЛЖ может найти широкое распространение в практике, благодаря простоте измерений и расчетов предлагаемых параметров. По нашему мнению, применение индекса ИДЛЖ актуально в следующих ситуациях: а) во время проведения диагностических нагрузочных проб для выделения группы риска среди больных ИБС; б) предлагаемый индекс может оказаться весьма ценным для оценки адекватности нагрузок во время физических тренировок, широко применяемых в процессе реабилитации больных после инфаркта миокарда и после операции коронарного шунтирования. Мы полагаем, что расчет индекса ИДЛЖ возможно проводить автоматически, встроив нашу формулу в программу обработки ЭКГ Холтеровского монитора. В перспективе есть возможность использовать простые решающие правила в виде модуля с самонастраивающейся на пациента программой. Это дало бы возможность автоматически диагностировать ишемическую дисфункцию ЛЖ и своевременно предупреждать пациентов о необходимости корригировать тренирующую нагрузку, а, следовательно, существенно снизить риск выполнения физических нагрузок у больных ИБС.

Выводы

1. Диагностика угрожающих жизни состояний вследствие ишемической дисфункции ЛЖ при физической нагрузке,должна строиться не только и не столько на основе изменений сегмента ST и частоты сердечных сокращений, но также включать и амплитудно-временные параметры зубца Р и сегмента PQ.

2. Увеличение индекса ИДЛЖ является весьма чувствительным предиктором развития ишемической дисфункции левого желудочка и опасных для жизни нарушений ритма.

3. Индекс ИДЛЖ может найти широкое распространение в практике, благодаря простоте измерений и расчетов предлагаемых параметров.

Литература
1. Ольбинская Л.И., Литвицкий П.Ф. Коронарная и миокардиальная недостаточность// М. – 1986. – 272 C.
2. Irving J.B., Bruce R.A. Exertional Hypotension and Postexertional Ventricular Fibrillation in Stress Testing//Am. J. Cardiol.
1977;39(6):849-851.
3. Иванова Л.А., Мазур Н.А., Смирнова Т.М. и др. Результаты теста с физической нагрузкой у больных с хронической ишемической болезнью сердца// Кардиология.– 1982;7:52-57.
4. Яновский Г.В., Стаднюк Л.А., Воронков Л.Г. и др. Конечная часть желудочкового комплекса ЭКГ и внутрижелудочковая гемодинамика при физической нагрузке у больных ишемической болезнью сердца и гипертонической болезнью//Кардиология.– 1983;6:50-55.
5. Де Луна А.Б. Руководство по клинической ЭКГ. М., Медицина, 1993, с. 636-646.
6. Poplawska W. Zachowanie sie zalamkov P elektrokardiogramu u doswiadczalnum zatorozo tetnic wiencowich// Kardiol. Pol.– 1972, vol. 15 p.207-214.
7. Nellins D., Schulz J., Spronger J. et al. Ьber die Beziefungen von P. – Zackendoner und Blutdruckte//Dtsch. Gesundh., 1972, Bd 27,
S. 170-172.
8. Ким Джейн3Он, Мьюллер Чарльз У., Клекка Уильям Р. и др. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ / Пер. c англ. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 214 С.
9. Амиянц В.Ю., Уткин В.А. Способ ЭКГ-диагностики угрожающих жизни состояний, обусловленных ишемической дисфункцией левого желудочка. / Патент РФ на изобретение №2180187 от 10.03.2002. 12 С.

Поступила 25/02/2004

Комментарии