Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРТЕНЗИЯ  
Том 09/N 4/2003 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Диагностическая эффективность пространственных показателей компьютерной векторкардиографии для оценки гипертрофии левого желудочка сердца


С.А.Бойцов, С.Л.Гришаев, И.Г.Ласточкин, А.Н.Пинегин*

Российская военно-медицинская академия, Санкт-Петербургский государственный университет*

Резюме. В статье изучены возможности пространственных показателей кардиосигнала, полученного при регистрации сигнал-усредненной ЭКГ высокого разрешения для диагностики гипертрофии левого желудочка.
Ключевые слова: гипертрофия левого желудочка, векторкардиография, сигнал-усредненная ЭКГ
Diagnostic effectiveness of spatial indices of computed vectorocardiography for evaluation of left ventricular hypertrophy
S.A. Boitsov, S.L. Gizhayev, I.G. Lastochkin, A.N. Pinegin
Summary.
The paper shows how the spatial indices of a cardiac signal obtained from recording high-performance signal-average ECG may be useful in diagnosing left ventricular hypertrophy.
Key words: left ventricular hypertrophy, vectorocardiography, signal-averaged ECG

Введение
   
Широкая распространенность артериальной гипертензии (АГ) обусловливает тот факт, что данное заболевание является одной из ведущих причин трудопотерь, инвалидизации и смертности населения промышленно развитых стран. Благодаря эпидемиологическим работам получило развитие представление о факторах, с которыми ассоциируется наибольшая заболеваемость и смертность при соответствующем заболевании. Наличие гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) сердца является независимым фактором риска всех осложнений АГ и внезапной смерти. По данным Фремингемского исследования, смертность больных с ГЛЖ составляет около 40% в течение 5 лет, уменьшение степени ГЛЖ может существенно улучшить прогноз (Г.Г.Иванов, 1994; D.Lacroix, 1995).
   В условиях страховой медицины особое значение приобретает внедрение новых скрининговых методов диагностики, не требующих больших материальных затрат и специальной подготовки персонала, в то же время не уступающих по информативности эхокардиографическому исследованию и позволяющих выявлять на ранних стадиях и проводить динамическое наблюдение за степенью ГЛЖ сердца. Одним из таких доступных неинвазивных методов может стать компьютерная векторкардиография (ВКГ), диагностические возможности которой находятся на стадии изучения (А.Д.Калвелис, 1997; Л.И.Титомир, 1980).
   Электрокардиография (ЭКГ) и ВКГ определяют фактически одно и то же электрофизиологическое явление, основанное на теории диполя. Метод пространственной ВКГ берет начало с 1920 г., когда G.Mann в Нью-Йорке из двух стандартных отведений ЭКГ графически получил кривую, названную им монокардиограммой. В 1936 г. Schellong в Германии, а в 1938 г. Wilson и Jonston в США сумели получить эту фигуру на экране электронно-лучевой трубки. Они отказались от термина монокардиограмма и назвали ее векторкардиограммой. В дальнейшем на протяжении второй половины XX века предпринимались неоднократные попытки усовершенствования ВКГ-метода путем улучшения техники регистрации сигналов, стандартизации системы отведений и точек наложения электродов, разработки критериев для основных диагностических категорий нормы, гипертрофий и инфарктов миокарда (З.З.Дорофеева, 1963; М.И.Кечкер, 1970; В.И.Маколкин, 1973).
   Необходимо отметить, что широкого распространения и внедрения в клиническую практику метод не получил, что связано с субъективным недоверием к возможности достаточно точных диагностических заключений, трудоемкостью освоения специальных способов наглядного графического изображения данных, характерных для ВКГ, отсутствием признанной единой системы параметров и критериев для интерпретации получаемых данных.
   Новым толчком к развитию ВКГ явился разработанный в последнее время метод сигнал-усредненной ЭКГ, базирующийся на современных достижениях вычислительной техники и теории обработки сигналов, позволяющий осуществлять анализ пространственного распространения возбуждения в миокарде по трем ортогональным отведениям (Л.И.Титомир, 1990; P.Okin, 1996).   

Материалы и методы исследования
   
Обследованы 61 человек (40 мужчин и 21 женщина в возрасте от 19 до 72 лет, средний возраст 46±3,2 года), которые в соответствии с задачами исследования были разделены на 2 группы.
   В первую группу вошли 34 человека в возрасте от 19 до 55 лет (средний возраст 37±4,3 года), здоровых в отношении сердечно-сосудистой системы и не имеющих ГЛЖ. В состав второй группы вошли 27 человек в возрасте от 28 до 72 лет (средний возраст 51±4,8 года), с наличием АГ I–III степени (ВОЗ, 1999), у которых имелась ГЛЖ (по данным эхокардиографии). Длительность АГ составила 14,6±2,12 года. Критерием отнесения ко второй группе был индекс массы миокарда ЛЖ (ММЛЖ) 134 г/м2 для мужчин и 110 г/м2 для женщин. ММЛЖ рассчитывали на основании данных эхокардиографии по формуле R.Devereux, 1994. В исследование не включали лиц с очаговыми поражениями миокарда, WPW-синдромом, блокадами ножек пучка Гиса, АВ-блокадами, мерцательной аритмией.
   ЭКГ высокого разрешения (ВР) регистрировали с помощью аппаратуры фирмы "Geolink-Electronics" (Швеция). Эти сигналы снимали в корригированной системе отведений Франка, полоса частот усилительного тракта составляла 0,5–300 Гц. Усреднение 250–300 кардиоциклов проводили в режиме усреднения по комплексу QRS. Использовали двунаправленный цифровой низкочастотный фильтр Баттерворта 4-го порядка. Частота дискретизации ЭКС составляла 1,5 кГц. Уровень шума не превышал 0,5 мкВ. Обработку сигналов с ортогональных отведений ЭКГ проводили с помощью оригинального пакета компьютерных программ для векторной электрокардиографии "Cardio Analyser", разработанного сотрудниками Санкт-Петербургского государственного университета и Военно-медицинской академии. Амплитудные показатели комплекса QRS интегрировали по полной продолжительности комплекса QRS в диапазоне 100 мс. Рассчитывали и анализировали следующие параметры векторкардиограммы:
   Аx, Аy, Аz – площади (интегралы) от исходных компонент Х, Y, Z ортогональной ЭКГ (в мкВ ґ мс).
   Dmax – максимальная длина вектора в пределах выделения (в мкВ).
   Р – полярный вектор петли (площадь проекции ее на плоскость в мкВ2 ґ мс).
   S – истинная площадь петли (площадь, ометаемая вектором в пределах данного выделения в мкВ2 ґ мс).
   Р/S – соотношение истинной и проекционной площадей – показатель степени плоскости петли (индекс Сатмари).
   Для анализа данных ЭКГ использовали количественные показатели, наиболее часто применяемые для идентификации ГЛЖ – индекс Соколова–Лайона и Корнельский индекс. Ультразвуковое исследование сердца осуществляли на аппарате Sigina-Iris 880 фирмы "Contron" в М- и D-режимах. Определяли следующие показатели: конечно-систолический размер ЛЖ (КСРЛЖ), конечно-диастолический размер ЛЖ (КДРЛЖ), толщина межжелудочковой перегородки (ТМЖП) и толщина задней стенки ЛЖ (ТЗСЛЖ).
   Статистическую обработку результатов проводили с помощью разведочного, корреляционного, регрессионного и дисперсионного методов анализа с помощью пакета прикладных статистических программ "Statistica for Windows".   

Результаты исследования
   
Анализируемые характеристики компьютерных векторкардиограмм можно подразделить на две группы. К первой относятся величины, определяемые по трем отведениям X, Y, Z скалярной электрокардиограммы, ко второй – данные математической обработки собственно ВКГ-петель, как плоских, так и пространственных.
   Интегральные характеристики первой группы – это векторы, компонентами которых являются интегралы по времени синхронных скалярных составляющих ортогональной электрокардиограммы, т.е. площади скалярных ортогональных ЭКГ на заданном временном интервале [t1, t2].


   Вектор А[t1, t2] с такими компонентами, размерность которых выражается произведением единицы потенциала на единицу времени, указывает суммарную интенсивность действия биоэлектрических сил, с учетом их абсолютной величины и продолжительности за интервал интегрирования [t1, t2].
   Для анализа петли векторкардиограммы применяют скалярные и интегральные величины. К наиболее часто используемым скалярным характеристикам относятся моментные вектора, которые описывают геометрические свойства ВКГ-петли в целом. Из таких моментных векторов наиболее важным является максимальный моментный вектор Dmax пространственной ВКГ-петли, характеризующей ее общие размеры и ориентацию. К характеристикам ВКГ-петли интегрального типа относятся величины, определяемые по площадям собственно ВКГ-петель. Исходя из утверждения, что пространственная ВКГ-петля является замкнутой, ее проекции на координатные плоскости XOY, YOZ, ZOX можно рассчитывать по формулам:   

  где символами XY, YZ, ZX обозначены замкнутые контуры плоских ВКГ-петель, на соответствующих координатных плоскостях.
   Здесь подразумевается, что при вычислении криволинейных интегралов обход пространственной ВКГ-петли осуществляется в направлении движения конца вектора. Если при этом обход плоской петли направлен против часовой стрелки (при наблюдении с положительной стороны перпендикулярной к ней оси координат), то площади плоской петли можно приписать положительный знак, если же обход направлен по часовой стрелке – то отрицательный знак. Такие алгебраические значения площадей проекций ВКГ-петли можно рассматривать как компоненты некоторого вектора Р по соответствующим осям координат, причем сам этот вектор будет равен по абсолютной величине площади проекции пространственной ВКГ-петли на такую плоскость, которая обеспечивает максимальное значение этой площади (иногда ее называют собственной плоскостью ВКГ-петли или просто плоскостью ВКГ-петли), и направлен так, что при наблюдении с его конца вращение вектора сердца происходит против часовой стрелки. Указанный интегральный вектор, получивший название полярного вектора, особенно удобен для описания пространственной ВКГ-петли, когда она мало отклоняется от одной плоскости (такова характерная форма петли QRS у здоровых людей). Полярный вектор можно рассчитать как интеграл векторной скорости изменения площади VS(t) на протяжении всей замкнутой ВКГ-петли.
   Поскольку реальная ВКГ-петля не лежит в одной плоскости, для оценки степени отклонения ее формы от плоской или ее изогнутости применяются различные количественные характеристики. Наиболее часто используется отношение площади проекции петли на соответствующую плоскость (модуля полярного вектора) к истинной площади S пространственной петли – индекс Сатмари. Это отношение отражает степень несовпадения пространственной ВКГ-петли с собственной плоскостью. При этом истинная площадь петли вычисляется как интеграл от модуля векторной скорости изменения площади (VS):  

 
  Изучалась сила корреляционных связей пространственных показателей компьютерной векторкардиографии (Аx, Аy, Аz, Dmax, P, S, P/S) c показателями эхокардиографии, характеризующими степень ГЛЖ, в том числе с рассчитанной по стандартной методике ММЛЖ.
   Проведенный корреляционный анализ выявил следующие значимые связи:
   • сильная прямая корреляционная связь между интегральным вектором Ax и ТЗСЛЖ;
   • умеренные прямые корреляционные связи между АX и ТМЖП, Ax и ММЛЖ, Ax и ИММ; между интегральным вектором Ay и ТЗСЛЖ, Ay и ММЛЖ; между моментным вектором Dmax и ТЗСЛЖ, Dmax и ТМЖП, Dmax и ММЛЖ, Dmax и ИММ;
   • умеренные обратные корреляционные связи между индексом Сатмари (P/S) и КДРЛЖ, P/S и ТЗСЛЖ, P/S и ТМЖП, P/S и ММЛЖ, P/S и ИММ.
   Была проведена статистическая проверка гипотез о различиях средних значений показателей векторкардиограммы (Ax, Ay, Az, Dmax, P, S, P/S) между группами 1 и 2. Единственные значимые различия средних величин в двух группах были у индекса Сатмари (P/S), при этом отмечено уменьшение его величины в группе больных с ГЛЖ (96,8±0,2) по сравнению с группой здоровых лиц (91,9±0,5), уровень значимости р<0,05. Таким образом, индекс Сатмари оказался наиболее информативным показателем для диагностики ГЛЖ среди анализируемых векторных характеристик кардиосигнала.
   Используя критерии, которые при анализе корреляционной матрицы обнаружили уровень значимости связей с показателем ММЛЖ<0,05, была создана регрессионная модель для прогностической оценки ММЛЖ. В создание регрессионной модели были включены Ax, Ay, D, P/S, возраст пациента.
   Полученная регрессионная модель для оценки ММЛЖ имеет следующий вид:
   

ММЛЖ=495,0477–0,00006 ґ Ax + 0,0015 ґ Ay+0,446 ґ Dmax–3,9734 ґ P/S+1,8173 ґ Возраст.
   
   Из уравнения следует, что в наибольшей степени прогнозируемая величина ММЛЖ будет зависеть от таких параметров, как P/S (обратная зависимость) и возраст (прямая зависимость). Для оценки информационной способности и значимости модели был проведен ее дисперсионный анализ. По F-критерию модель оценена как значимая (уровень значимости p<0,001). Коэффициент множественной корреляции R=0,876>0,7, а коэффициент детерминации R2=0,768>0,5. Поэтому модель является достаточно информативной и может быть использована для прогноза.
   Степень влияния факторов на параметр ММЛЖ оценивали по величине коэффициента К (%), рассчитываемого с использованием стандартизованных коэффициентов регрессии (ВЕТА):
   K=100R2 (BETA) / (BETA). Величина К для фактора Ах была 3,26%, Ау – 7,23%, Dmax – 5,57%, P/S – 25,44%, Возраст – 35,2%. Таким образом, наибольшее влияние на прогностическую величину ММЛЖ имеет индекс Сатмари и возраст пациента, наименьшее – Ax, Ay, Dmax. Учитывая высокое влияние на параметр ММЛЖ фактора возраста, без которого модель становится малоинформативной, необходимо проведение дополнительных исследований с целью корректировки модели для различных возрастных групп. Исследуя предложенную модель на ранних стадиях заболевания и в процессе динамического наблюдения, планируется оценить в дальнейшем возможность ее использования для прогноза.
   Для сравнительной оценки возможностей ВКГ и стандартной электрокардиографии в диагностике ГЛЖ из параметров стандартной ЭКГ были выбраны наиболее часто используемые для этих целей индекс Соколова–Лайона и Корнельский индекс.
   Сравнительный анализ средних величин индекса Соколова–Лайона и Корнельского индекса в группах 1 и 2 не показал достоверных различий этих показателей между группами. Таким образом, можно утверждать, что пространственные показатели ВКГ обнаружили более высокую информативность в диагностике ГЛЖ по сравнению со стандартными ЭКГ-критериями.   

Выводы
   
1. Существуют значимые корреляционные связи между отдельными параметрами векторкардиограммы и параметрами эхокардиографии, характеризующими размеры миокарда ЛЖ сердца, в том числе сильная прямая корреляционная связь между Ax и ТЗСЛЖ
   2. Получена корреляционная модель для прогностической оценки ММЛЖ, которая является значимой и информативной.
   3. Выявлен единственный показатель векторкардиограммы – индекс Сатмари, различия которого у здоровых лиц и больных с ГЛЖ сердца являются значимыми, при этом, если ГЛЖ прогрессирует, то величина этого показателя уменьшается.
   4. Компьютерная ВКГ является более информативным методом для диагностики ГЛЖ по сравнению со стандартными количественными ЭКГ-критериями.   

Литература
1. Дорофеева З.З. Принципы векторкардиографии. М.: Медгиз, 1963.
2. Иванов Г.Г., Сметнев А.С., Сандриков В.А. и др. Электрокардиография высокого разрешения: некоторые итоги 4-летних исследований. Кардиология. 1994; 5–6: 22–5.
3. Калвелис А.Д.. Зикмане Т.О. Информативность ортогональной ЭКГ в диагностике гипертрофии левого желудочка сердца. Кардиология. 1977; 17 (2): 56–68.
4. Кечкер М.И. Векторкардиография. Справочник по функциональной диагностике. М.: Медицина, 1970; 56–68.
5. Маколкин В.И. Электрокардиография и векторкардиография в диагностике пороков сердца. М.: Медицина, 1973.
6. Титомир Л.И. Электрический генератор сердца. М.: Наука, 1980.
7. Титомир Л.И., Рутткай-Недецкий И. Анализ ортогональной электрокардиограммы. М.: Наука, 1990.
8. Lacroix D, Nader MA, Savoye C. Determination of the left ventricular mass in systemic hypertension: comparison of standart and signal averaged electrocardiography. Br Heart J 1995 Sep.; 74 (3): 277–81.
9. Okin PM, Roman MJ, Devereux RB et al. Electrocardiographic diagnosis of left ventricular hypertrophy by the time-voltage integral of the QRS Complex. J Am Coll Cardiol 1994 Jan.; 23 (1): 133–40.
10. Okin PM, Roman MJ, Devereux RB et al. Time-voltage area of the QRS for identification of left ventricular hypertrophy. Hypertension 1996 Feb.; 27 (2): 251–8.



В начало
/media/gyper/03_04/142.shtml :: Sunday, 19-Oct-2003 21:18:39 MSD
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster