Диагностические возможности дисперсии ЭКГ

Диагностические возможности характеристик дисперсии ЭКГсигнала при инфаркте миокарда (по данным ЭКГ-анализатора
«КардиоВизор-06с»).
Г.Г.Иванов1, С.Б.Ткаченко2, Р.М.Баевский3, И.А.Кудашова2.
1 -Московская медицинская академия им.И.М.Сеченова,
2 -Российская медицинская академия последипломного образования,
3 – Институт медикобиологических проблем3
Проблемы диагностики нарушений электрофизиологических свойств миокарда
являются основной предпосылкой разработки новых технологий анализа ЭКГ. Среди
новых методов, которые в настоящее время все шире используются в научных
исследованиях и повседневной клинической практике, можно отметить: ЭКГ высокого
разрешения,
дипольную
электрокардиотопографию
спектрально-
(ДЭКАРТО),
временное картирование, “wavelate” анализ, показатели дисперсий временных и
амплитудных параметров кардиоцикла (P-QRS-T).
Прибор “КардиоВизор-06с” реализует одну из новых технологий анализа ЭКГсигнала,
базирующуюся
на
оценке
существующих
в
норме
и
патологии
низкоамплитудных (10-30 мкВ) колебаний (дисперсий) сигнала от цикла к циклу
(“beat-to-beat”), которые можно выявить на всем протяжении кардиоцикла в заданных
и сопоставляемых фрагментах [1]. Полученные результаты дисперсий колебаний
амплитуд де-и реполяризации предсердий и желудочков отображаются на поверхности
квазиэпикарда с использованием предложенной авторами новой электродинамической
модели миокарда [2,3]. Подтверждением обоснованности использования анализа
небольших
колебаний
являются
многочисленные
исследования
дисперсии
длительности и амплитуд Р и Т зубцов, QRS-комплекса, интервала QT по данным
стандартной ЭКГ и ортогональных отведений.
В зарубежной литературе при оценке колебаний ЭКГ-сигнала широко
представлены данные анализа «beat-to-beat», который используется, в основном, для
диагностики электрической нестабильности миокарда [4, 5, 6, 7]. Наиболее
информативными в этом плане показали себя данные дисперсионных характеристик Т
зубца [8, 9]. Это обусловлено большой ролью данного феномена в оценке
реполяризационных нарушений и использовании в качестве прогностического маркера
ЖТ. Отмечается также, что эти показатели не уступают традиционным для диагностики
ЭКГ-признаков ишемии. Исследования показали, что в их основе лежат различные
электрофизиологические изменения миокарда: удлинение потенциала действия,
снижение уровня плато и замедление реполяризации -фазы 3 потенциала действия.
Несмотря на широкий интерес к этим исследованиям за рубежом в нашей стране к
сожалению практически отсутствуют работы, анализирующие дисперсию амплитудных
и временных показателей де-и реполяризации.
Целью
настоящего
исследования
явилось
изучение
диагнстических
возможностей метода дисперсионного картирования у больных с острым инфарктом
миокарда в динамике наблюдения по данным ЭКГ-анализатора «КардиоВизор-06сИ»
Материал и методы исследования.
В исследование были включены данные 48 больных с острым ИМ (ОИМ)
различной локализации с Q-зубцом, обследованных в 1 и 15-20 сутки заболевания.
(средний возраст -55,5+1,6 лет). Диагноз ставили на основании данных клиникоинструментальных методов: ЭКГ-12, увеличения уровня креатинфосфокиназы и КФКМВ, Эхо-КГ (наличия и локализации зон а-, гипо-и дискинезии миокарда ЛЖ).
Контрольную группу составили 47 условно здоровых лиц без каких либо
анамнестических и ЭКГ-признаков заболеваний сердца (ср. возраст - 38,3+1,8 лет).
Расчет и трехмерная визуализация дисперсий на поверхности квазиэпикарда
проводится на основании анализа регистрации с ипользованием 4 электродов от
конечностей (Патент DE 199 33 277 A1) [1,2]. Метод основан на информационнотопологической модели малых колебаний ЭКГ. Амплитуда этих колебаний (дисперсия
колебаний) составляет 3-5% от амплитуды зубца R. Для выявления таких случайных
колебаний необходимо синхронизировать несколько последовательных циклов (рис.
1). Дисперсионные характеристики, соответствующие отдельной группе отклонений,
имели вид функций времени, характеризующих усредненные амплитудные вариации
на определенных участках кардиоинтервала.
Рисунок 1. I -низкоамплитудные колебания ЭКГ в последовательных QRST-комплексах
здорового сердца. II -у больного при ИМ (a -отдельный комплекс; b- 7
синхронизированных комплексов.)
Таблица 1. Группы отклонений дисперсионных характеристик.
Группа
Показатели групп анализируемых
дисперсий
Используемые обозначения
показателей групп
G1
Деполяризация правого предсердия
DisРRA
G2
Деполяризация левого предсердия
DisPLA
G3
Деполяризация правого желудочка
DQRSEND –RV
G4
Деполяризация левого желудочка
DQRSEND –LV
G5
Реполяризация правого желудочка
DisTRV
G6
Реполяризация левого желудочка
DisTLV
G7
Симметрия деполяриз. желудочков
Не анализировались
G8
Внутрижелудочковые блокады
Не анализировались
G9
Гипертрофия желудочков
Не анализировалась
Дисперсионные
характеристики
в
программе
рассчитывались
по
9
анализируемым группам отклонений (таблица 1). В группах G1-G7 анализировались
дисперсии,
отражающие
степень
выраженности
и
локализацию
электрофизиологических нарушений в миокарде предсердий и желудочков в фазы деи реполяризации. Разграничение нормы и патологии проводилось на основе
стандартной процедуры обучения автоматического классификатора на группе
здоровых лиц и больных с верифицированными клиническими диагнозами,
включающими гипертоническую болезнь, различные формы ИБС, пороки сердца и
др. В результате, для каждой из групп G1-G9 были разработаны границы нормы для
дисперсий Р-зубца, QRS комплекса и T зубца [1].
Пример двух рассчитанных дисперсионных функций (1) и (2) для двух групп
дисперсионных
характеристик
G3
(DQRSEND–RV)
и
G4
(DQRSEND–LV)
соответствующих разной локализации анализируемой области миокарда, изображены
на рис.2. На графиках границы нормы изображены: верхняя -красным, нижняя –
зеленым цветом, средняя представляет собой рассчитанную дисперсионную функцию
больного (синяя линия). Если отклонений от диапазона нормальных значений нет, то
дисперсионная кривая, выделенная синим цветом, располагается между границами
нормальных значений. При наличии патологических изменений соответствующие
фрагменты дисперсионной линии пациента выходят за верхние или нижние границы
нормы степень выраженности которых используется для выработки заключений. Чем
больше площадь этих областей, тем больше отклонение от нормы. Кроме того,
оценивается амплитуда и направление смешения дисперсионных колебаний (вверх (+)
или вниз – (-)) для верхнего и нижнего диапазона осцилляций.
Так, на рис. 2 представлены графики двух дисперсионных функций для двух
показателей
(для
площади
и
амплитуды)
DQRSEND–RV
и
DQRSEND–LV
соответствующих задне-боковой и передне-перегородочной области желудочков
сердца. Количество используемых дисперсионных кривых в разных группах (G1-G9)
колеблется от 2 до 30.
Рисунок 2. Дисперсионные функции (1, 2) в группах показателей G3,G4 при патологии
(горизонтальная ось соответствует 20-ти моментам времени «усредненного» QRSкомплекса Области выхода за границы нормальных диапазонов выделены заливкой.
По каждой из групп оценок дисперсионных изменений (G1-G9) в зависимости от
наличия и величины площади отклонения от нормы, проводился их анализ и давался
один из вариантов оценок: «О- “нормa”», «S – “верхняя граница нормы”», «L –
“граница нормы и патологии”», а также значения в баллах, определяющие
выраженность отклонений.
Суммарная величина площади всех групп (G1-G9) дисперсионных отклонений
представляется интегральным показателем, который обозначается термином
«миокард». «Миокард» изменяется в диапазоне от 0 до 100 %, как показатель величины
отклонения от нормы. По его значениям формируется цветовая гамма «квазиэпикарда».
Индикаторный показатель «Ритм» рассчитывается по значениям показателей
вариабельности сердечного ритма: Мо (Мода), отношение длительность RRmax/RRср,
и длительность RRmin/RRср.
Шкала для формирования цвета «квазиэпикарда» и оценки показателей «Ритм»
и «Миокард» представлена в таблице 2.
Таблица 2. Шкала выделенных диапазонов значений индикаторов “миокард” и ”ритм”,
которые используются программой при классификации состояния
Цвет на
Величина индикаВеличина индика«квазиэпикарде»
тора “миокард”, % тора “ритм”, %
Состояние
Значимых отклонений нет
Зеленый
< 16
< 15
Пограничное состояние
Желтый
16 – 19
15- 50
Невыраженная патология
Желтый
20- 23
51 – 80
Коричневый
24 – 47
Красный
> 47
Патология
Выраженная патология
> 80
Информация о дисперсионных изменениях выводится в виде «портрета сердца»,
который представляет собой реконструкцию дисперсионных отклонений на
поверхности «квазиэпикарда». Примеры портретов сердца здорового человека и при
инфаркте миокарда представлены на рисунке 3.
Рисунок 3. Пример дисперсионной карты здорового (А) и больного ИМ (Б).
Портрет сердца формируется в двух видах: со стороны правого предсердия и
правого желудочка (на рисунках слева), и со стороны левого предсердия и левого
желудочка (на рисунках справа). Эти два вида не соответствуют анатомическому
положению сердца в грудной клетке. “Портрет сердца” в области желудочков отражает
интегральную
картину
дисперсионных
изменений,
рассчитанную
как
для
деполяризации, так и реполяризации миокарда. Дисперсионные изменения на
“портрете сердца” в области предсердий соответствуют только фазе деполяризации.
Цвет
портрета
изменяется
как
при
отклонениях
амплитуды
дисперсионных
характеристик, так и при запаздывании или опережении дисперсионных характеристик,
коррелирующих с величинами интервалов P-Q, Q-T, QRS. При различных отклонениях
от нормы цвет в области изменений меняется до желтого или красного.
Для разработки количественных критериев изменений флюктуаций для показателей
G3-G6 при остром инфаркте миокарда были выбраны следующие параметры:
-площадь дисперсионных отклонений ЭКГ-сигнала при завершении деполяризации
правого (DQRSEND–RV) и левого (DQRSEND–LV) желудочков и их реполяризации
(DTLV и DTRV)
-координаты расположения максимальных (+) и отрицательных (-) значений
дисперсии завершения деполяризации DQRSEND–LV и реполяризации миокарда левого
желудочка (DTLV),
-значения максимальных положительных (+) и отрицательных (-) показателей
дисперсии завершения деполяризации DQRSEND–LV.и DQRSEND–RV.
На рисунке 4 представлена дисперсионная карта завершения деполяризации
(DQRSEND–LV) (А.) и реполяризации (DisTLV) (Б) левого желудочка. Дисперсионная
карта DQRSEND–LV (выделена серым цветом) разделена меридианами А, B, C, и
широтами 1,2,3,4 на 12 квандрантов, Аналогично представлена дисперсионная карта
реполяризации - DisTLV (обозначена желтым цветом), которая разделена меридианами
A, B, C, D и широтами 1, 2, 3, 4, 5, 6 на 24 отдельных поля. Рисунок 4. Расположение
цифровых полей флюктуаций завершения деполяризации (DQRSEND–LV) и
реполяризации (DisTLV) на квазиэпикарде левого желудочка.
Помимо локализации, проведен анализ значений амплитуд дисперсий ЭКГсигнала, которые могли иметь как положительные (+), так и отрицательные (-) значения
в зависимости от расположения относительно верхнего или нижнего предела диапазона
нормальных
значений.
Таким
образом,
значения
амплитуд
оценивались
по
квандрантам, на «квазиэпикарде» и с учетом знака (+ или -) (рис 2).
Для регистрации ЭКГ использовались технические средства, состоящие из
специализированной платы ввода сигнала, выносного блока для съема ЭКГ-сигнала
«KARDI–2» и персонального компьютера с пакетом прикладных программ для
исследований сердца «КардиоВизор-06с», разработанные MCS- BIOSS (г. Зеленоград).
Анализ полученных данных проведен с помощью методов статистики в
программах Microsoft Excel 2000; Primer of Biostatistics 4.03. Оценивался критерий t
Стьюдента для связанных и несвязанных выборок. Для оценки значимости различий
между данными исследования в разных группах больных использован t-критерий
Стьюдента с и без коэффициента Уайта. Все данные в таблицах представлены в форме
"среднее значение + стандартная ошибка". Различия считались достоверными при
p<0,05.
Результаты и обсуждение.
Полученные средние значения интегральных показателей «миокард» и «ритм»
представлены в таблице 3. Можно отметить, что только в группе больных с ОИМ
передней стенки в 1 сутки заболевания выявлено превышение порогового значения
“патология” (более 24%) по интегральному показателю “миокард”. Нами не выявлено
наличие значительных (до 100%) отклонений интегрального показателя “миокард” при
ОИМ (Q-типе). Таблица 3. Значения показателей «миокард» и «ритм» в обследованных
группах.
Обследованные группы
Здоровые (n=47)
ОИМ задней стенки (n=23)
ОИМ (20-25с) задней стенки(n=23)
ОИМ передней стенки (n=25)
ОИМ (20-25с) передней стенки (n=25)
«миокард», %
12,9 + 0,6
22,3 + 2,2*
21,7 + 3,3*
28.2 + 3.2*
23,7 + 2,7*
«ритм», %
24,3 + 1,8
47,0 + 6,4*
40,0 + 6,1*
33.0 + 4.5*
44,4 + 4,9*
Примечание: *-достоверность различий с контрольной группой (P<0,05).
Несмотря на невысокие цифры увеличения средних значений показателя
«миокард» у больных с инфарктом миокарда (10-15%) при сравнении со здоровыми
лицами, были выявлены высокие значения чувствительности (61 – 87 %) для разных
стадий и локализаций ИМ (табл. 4), что совпадает с данными других исследователей
[13, 15]. Вместе с тем, вероятно предстоит уточнять отражением каких процессов
является увеличение значений показателя “миокард” при ОИМ, а также значения
диапазона “диагностического коридора” показателя “миокард”, разделяющего группу
здоровых и больных ОИМ.
Таблица 4. Диагностическая ценность показателя «миокард» для больных ОИМ.
Обследованные
группы
ОИМ задней стенки
(n=23)
ОИМ задней стенки
(20 сут).
ОИМ передней
стенки (n=25)
ОИМ передней
стенки (20 сут).
Чувствительность
87,0
Специифичность
51,0
Предсказ. ценность положит.
р-та.
14,8
Предсказ.
ценность
отриц. р-та
97,6
Общая
предсказ.
ценность
54,4
83,0
53,2
21,3
95,0
56,6
83,3
50,0
11,0
97,6
52,2
61,0
50,0
23,4
84,0
52,2
Проанализированы значения площади дисперсионных отклонений ЭКГ-сигнала (рис. 2)
показателей деполяризации QRSEND–RV и QRSEND–LV, а также реполяризации
миокарда желудочков DisТRV
и DisТLV. (обозначена заливкой оранжевого цвета).
Результаты средних значений
таблице 5.
площади дисперсионных отклонений представлены в
Таблица 5. Средние значения площади дисперсионных отклонений
флуктуаций 2”) комплекса QRS и зубца Т (G3-G6) в обследованных группах.
(“вектор
Здоровые (n=47)
Площадь дисперсионных отклонений, мкВ x мс
DQRSEND–
DQRSENDR
DisTRV
DisTLV
V
LV
7,7 + 2,8
16,0 + 2,7
10,1 + 1,9
13,5 +1,8
ОИМ задней стенки
(n=23)
ОИМ задней стенки
(20-25 сут)
ОИМ передней стенки
(n=25)
ОИМ передней стенки
(20-25сут)
186,6 +
62,1 + 4,7*
59,3 + 7,8*
18,8*
208,8 +
115,0 + 61,8 + 2,9*
23,3*
12,7*^
29,0 + 4,2*# 85,5 + 9,0*
117,8 +
16,1*#
106,3+14,3* 64,9 + 3,0*#
106,5 +
^#
13,6*#
Группы
126,8 +14,0*
46,0 + 3,3*^
132,3 + 14,9*
137,6 +8,0*#
*--различия с контр. гр. (P<0,05). ^- то же с подострой стадией
ИМ, #-то же с ИМ передней и задней стенки.
Площадь дисперсионных отклонений показателя DQRSEND–RV (186,6 + 18,8
мкВ x мс) в группе с ОИМ задней стенки в несколько раз превышала значения
аналогичных показателей в группе здоровых лиц (7,7 + 2,8 мкВ x мс) и в группе с ОИМ
передней стенки (29,0 + 4,2 мкВ x мс). Для показателя DQRSEND–LV при ОИМ задней
стенки была сходная динамика, но при ОИМ передней стенки повышение было как в 1
сутки, так и на 15-20 сутки (64,9 + 3,0 мкВ x мс)
При переходе ОИМ в подострую стадию показатели площади дисперсионных
отклонений DQRSEND–RV и DQRSEND–LV продолжали увеличиваться, а DisTLV –
снижались. При ОИМ передней стенки значения DQRSEND–RV и DQRSEND–LV также
повышались, однако к 15-20 суткам средние значения DQRSEND–RV продолжали
повышаться, а DQRSEND–LV – снижались. Так же можно отметить, что площадь
дисперсионных отклонений реполяризации правого и левого желудочков при
локализации ИМ в передней стенке ЛЖ оставалась высокой.
Координаты максимумов положительных и отрицательных значений дисперсии
завершения деполяризации миокарда левого желудочка в динамике наблюдения у
больных ОИМ задней стенки представлен в таблице 6. Таблица 6. Встречаемость
максимумов положительных и отрицательных значений дисперсии завершения
деполяризации (DQRSEND–LV) на квазиэпикарде ЛЖ в обследованных группе ОИМ
задней стенки.
Мередиан /
параллель
Встречаемость
4
(+) , %
5
6
Встречаемость
4
(-), %
5
6
Здоровые
(n=47)
A-B
C-D
81
19
94
6
ОИМ задней стенки (n=23)
1 сутки
15-20 сутки
A-B
C-D
A-B
C-D
20
60
80
40
44
56
63
37
В первые сутки ОИМ наблюдалось смещение зон регистрации максимумов и
минимумов дисперсии при оценке DQRSEND–LV. К 20 суткам эти изменения
приближались к исходным значениям. Аналогичная динамика встречаемости зон
регистрации выявлена у больных ОИМ передней стенки, что свидетельствует о
неспецифичности изменений показателя DQRSEND–LV для различной локализации
ОИМ. В тоже время, устойчивость данной динамики подтверждает возможность
использования показателя дисперсии QRSend. для диагностики.
Таблица 7. Встречаемость максимумов положительных и отрицательных значений
дисперсии реполяризации (DisTLV ) в выделяемых квандрантах на квазиэпикарде
левого желудочка в обследованных группах.
Мередиан/
параллель
Встречаемость
(+), %
1-3
Здоровые
(n=47)
A-B
C-D
11
11
4-6
Встречаемость
(-), %
1-3
4-6
11
67
4
61
4
ОИМ задней стенки
1 сутки
A-B
C-D
0
44
31
33
18
ОИМ передней. Стенки
1 сутки
A-B
C-D
17
67
23
0
18
0
9
55
16
17
50
33
В первые сутки ОИМ наблюдалось снижение частоты регистрации минимумов
положительных значений дисперсии в зоне (А-В) x (4-6) как при переднем (с 67 до
33%), так и заднем ОИМ (до 0%). Увеличение встречаемости положительных
максимумов дисперсий при ИМ передней и задней локализации наблюдалось в разных
зонах: С-D при задней и А-В при передней локализации ИМ. Однако частота
регистрации отрицательных дисперсий увеличивалась только в зонах (А-В) x (4-6) и не
зависела от локализации ИМ. Анализ на 20 сутки выявил нормализацию имеющихся
изменений и приближение к значениям в группе здоровых лиц (табл.7).
Анализ
максимальных
положительных
и
отрицательных
значений
дисперсионных отклонений показателей DQRSEND–RV и DisTLV в верхнем и нижнем
диапазоне дисперсий при различной локализации и стадии ИМ представлен в табл. 8.
(значения были отрицательными, если они были меньше значений ограниченных
зеленой линией (верхний диапазон) и положительными, если их превышали) (рис.2).
Значения, ограниченные красной линией оценивались идентично
Таблица 8. Положительные и отрицательные значения максимальных и минимальных
показателей DQRSEND–LV и DisTLV в верхнем и нижнем диапазоне колебаний в
обследованных группах.
Группы
Здоровые (n=47)
ОИМ задней ст. (n=23)
ОИМ задней ст.
(20 сутки)
ОИМ передней
ст.(n=25).
ОИМ передней ст.
(20 сутки)
DQRSEND–LV
Верхний
Нижний
диапазон
диапазон
(+)
(-)
(+)
(-)
13,8+ 13,0+ 8,0+ 24,6+
2,0
2,3
1,1
3,7
30,7+ 23,0+
41,5+
4,9*
4,0*
5,38*
16,1+ 5,3+
1,5+ 26,8+
1,7^
0,8^
0,6
4,8^
27,8+ 22,0+ 9,5+ 36,7+
1,6 4,5*
5,8*
3,3*
16,9+ 5,9+
24,5+
2,8^
1,5^
3,5^
DisTLV
Верхний
диапазон
(+)
(-)
32,7+
6,6+
3,4
1,6
23,2+
25,0+
4,0
3,5*
40,0+
7,0+
1,6^
6,9
6,5+
24,7+
0,9
2,3*
70,6+
24,2+
6,7*^# 3,5*
Нижний
диапазон
(+)
(-)
5,8+
17,4+
1,2
3,5
53,7+
7,5*
5,5+
29,8+
1,2
5,7*^
61,2+
9,1*
55,3+
35,7+
8,9*^# 4,3*^
*--достоверность различий с контрольной группой (P<0,05). ^-то же в группе с подострой стадией ИМ, по сравнению с группой
в острой стадии ИМ. #-то же в группе с ИМ передней стенки, по сравнению с группой при ИМ задней стенки.
Значимые отклонения средних величин максимальных значений DQRSEND–LV у
больных от группы здоровых лиц наблюдались только в острую фазу ИМ и не зависели
от его локализации. Для максимальных значений DQRSEND–LV у больных характерно
увеличение как положительных, так и отрицательных значений (т.е. увеличивался
разброс колебаний “peak-to-peak” положительных и отрицательных колебаний между
верхним и нижним диапазоном). Следует отметить, что в нижнем диапазоне
увеличивались только отрицательные значения, составляя для ОИМ задней стенки
41,5+5,4 мкВ и 36,7+4,5 мкВ для ОИМ передней стенки.
При оценке данных DisTLV было отмечено, что при переходе ОИМ передней
локализации в подострую стадию положительные значения максимумов и минимумов
дисперсии DisTLV увеличивались и значительно превышают таковые для условно
здоровых лиц (для максимума – в среднем в 2 раза, для минимума -в 10 раз).
Отрицательные значения отклонений снижались при переходе в подострую стадию
ОИМ, приближаясь к показателям контрольной группы. При ОИМ передней стенки в
подострой стадии выявлено резкое увеличение положительных значений как
максимумов,
так
и
минимумов
дисперсий
(70,6+6,7
мкВ
и
55,3+8,9
мкВ
соответственно).
Обсуждение
Изначально метод был предложен для решения скрининговых задач при
выявлении сердечно-сосудистой патологии. Относительно небольшая стоимость,
отсутствие специальной подготовки пациента, простота использования и время
исследования, составляющее всего 2-3 минуты (включая наложение электродов), как
нельзя лучше способствуют решению задач скрининга [1,10,11]. Однако многие
исследователи
отмечали,
что
дисперсионная
карта
не
обладает
достаточной
специфичностью для выявления причины и характера изменений в миокарде.
Например, вид “портрета”, соответствующий «ишемизированному» миокарду мог быть
у больных с сахарным диабетом, причем выраженность его изменений коррелировала с
уровнем глюкозы крови. При этом отмечается информативность и целесообразность
наблюдения за дисперсионной картой в динамике или при проведении нагрузочных
проб [1,10,12], так как во многих случаях на вид “портрета” влияло даже
эмоциональное состояние пациента, что значительно снижало диагностические
возможности метода при однократном исследовании.
Предполагается, что метод «дисперсионного картирования ЭКГ» предназначен для
регистрации, анализа, расчета и трехмерной визуализации электромагнитного
излучения миокарда по параметрам амплитудной дисперсии стандартного ЭКГ-сигнала
от конечностей, а в его основе лежат следующие принципы формирования
анализируемых сигналов: 1) нелинейная динамика ионных каналов сократительных
кардиомиоцитов, rjnjhst вызывают флуктуации ПД и электромагнитного излучения
миокарда в последовательных кардиоциклах; 2) флуктуация излучения, порождающая
соответствующие флуктуации поверхностных потенциалов; 3) расчет процента
отклонений от нормы на основе анализа флуктуаций поверхностных потенциалов
представленный в виде интегрального показателя «миокард». В связи с тем, что
колебания амплитуды ЭКГ-сигнала от цикла к циклу очень малы, для их регистрации
использована
новая,
отличная
от
дипольной,
возникновения поверхностных потенциалов.
электродинамическая
модель
Анализируемые
дисперсионные
характеристики
амплитуды
и
площади
отклонений процессов де-и реполяризации ЭКГ-сигнала определяют выраженность
изменений и формируют дисперсионную карту, т.е. карту отклонений флуктуаций от
нормы. Далее дисперсионная карта проецируется на квазиэпикард “портрета сердца”, в
виде изменений цветовой гаммы (без строгой анатомической привязки).
Генез низкоамплитудных осцилляций достаточно известен. Процессы де-и
реполяризации миокарда обеспечиваются функционированием ионных каналов в
мембранах кардиомиоцитов. Изменение рH, уровня внеклеточных ионов Са+ и др.
факторы влияют на изменение порога потенциала действия [13,14,15]. Реакции каналов
мембраны
на
изменения
фармакологические
средства
состава
различны
внеклеточной
[16].
среды,
Следствием
медиаторы
наличия
тонких
или
и
чувствительных механизмов физиологических колебаний данных процессов является
то, что даже в здоровом сердце периодические процессы де-и реполяризации миокарда
при каждом сокращении имеют незначительные колебания амплитуд, величина
которых (дисперсия) может быть измерена. Вероятно, что изменения коронарного
кровотока, уровня метаболизма, состава внеклеточной среды и др. при различных
процессах ведет к увеличению амплитуды таких колебаний и чем лучше и устойчивее
состояние – тем эти колебания меньше.
Можно предполагать что, одной из основных составляющих дисперсий ЭКГ
является состояние энергетического обмена клеток, в частности целостностью
электронно-транспортной цепи митохондрий – основного производителя АТФ и
возможной анизотропией этих изменений в различных зонах миокарда. Коронарная
недостаточность сопровождается быстро развивающимися физиологическими и
метаболическими изменениями в миокарде. Колебания коронарного кровотока
происходят постоянно, и диссонанс между кровоснабжением и функцией происходит
часто (например, при физических нагрузках). Сдвиг энергетического обмена от
аэробного к анаэробному происходит через несколько секунд после исчерпания
кислорода, содержащегося в миокардиальной ткани в форме оксигемоглобина и
оксимиоглобина. Одновременно с этим уменьшается мембранный потенциал клеток. В
течение первых 30 с ишемии содержание фосфокреатина снижается до 10% от
исходного. Причем наиболее сильно нарушается функция сократительного аппарата –
основного потребителя энергии.
Мембранные ионные насосы характеризуются относительно более низкой
потребностью в энергии и более устойчивы к условиям недостатка кислорода. Уровень
сократительной функции падает при гипоксии также очень быстро, в пределах 30 с,
примерно до 10% от исходного значения, в то время как уровень макроэргических
фосфатов, особенно АТФ, снижается умеренно. Изменения стандартной ЭКГ,
вызванные ишемией, исчезают в среднем через 1-2 мин артериальной реперфузии и
содержание АТФ восстанавливается до 90%. Пик развивающейся активной гиперемии
достигает в течение первых 5 минут реперфузии. В течение последующих 10-20 минут
реперфузии артериальный кровоток возвращается к исходным значениям. Начало
реперфузии характеризуется генерацией избытка свободных радикалов кислорода,
максимум которой приходится на 4-7 минуту. Этот процесс инициирует перекисное
окисление липидов, которое в значительной степени нарушает ультраструктуру
кардиомиоцитов. Миокардиальный рН возвращается к физиологическим значениям в
течение первых 2 минут реперфузии.
Таким образом, можно предполагать, что основу выявленных быстрых и
динамичных изменений низкоамплитудных дисперсий ЭКГ-сигнала в данной методике
составляют
нарушения
кардиомиоцитов)
и
ионтранспортной
структуры
функции
клеточных
(ионного
мембран,
гомеостаза
митохондриального
энергообразования, которые, в свою очередь, отражают короткие периоды ишемии и
реперфузии, и заметные изменения в активности ферментов и метаболизме.
Как нам представляется, в первой версии “КардиоВизор-06с” авторы не
избежали частой ошибки разработчиков новых технологий, заключающейся в
завышении
диагностических
возможностей
метода.
Полученные
результаты
диагностических заключений показали, что часто они не соответствовали клиническим
данным, хотя в ряде случаев и имелась корреляция [17]. Очевидно, что патология
миокарда гораздо более сложна и многогранна, а “ишемия миокарда” (один из
ключевых диагностических признаков первой версии) далеко не однородна по своим
морфологическим и электрофизиологическим проявлениям (острый коронарный
синдром, “оглушенный”, “спящий” миокард и т.д.). Необходима количественная
раздельная оценка получаемых дисперсионных характеристик де-и реполяризации с
выработкой нормативных значений по полу, возрасту, диапазонам их изменений при
функциональных пробах, анализом ближайшей и отдаленной воспроизводимости и т.д.
Только на основе надежных базовых положений и анализе первичных данных реальных
измерений со статистической обработкой возможен переход к исследованиям
тщательно отобранных “узких” клинических патологий.
Представленные в настоящем исследовании данные показали, что имеются
достоверные различия ряда показателей дисперсионных характеристик у больных с
инфарктом миокарда, при сравнении с группой контроля, таких параметров как:
площадь дисперсионных отклонений ЭКГ-сигнала, значений максимумов и минимумов
дисперсионных
отклонений
QRSEND
и
DisTLV;
распределения
экстремумов
дисперсионных характеристик ЭКГ-сигнала на поверхности «квазиэпикарда».
При «передней» и «задней» локализации инфаркта миокарда левого желудочка
наблюдалась, как правило, однонаправленность изменений изучаемых параметров, по
сравнению с группой условно здоровых лиц, исключение составило лишь различное
распределение экстремумов дисперсии на «квазиэпикарде» при реполяризации
миокарда левого желудочка, но это наблюдалось тольков острой фазе инфаркта
миокарда.
Выявлены параметры, средние значения которых меняются при переходе ОИМ в
подострую стадию. Хотя, большинство из них при переходе острой стадии в подострую
приближается к показателям, полученным для группы контроля, есть и такие,
изменения которых становятся более выраженными.В целом можно заключить, что
анализ изучаемых параметров, при его разработке и внедрении в клиническую
практику, может расширить диагностические возможности, как в плане выявления
нарушений электрофизитологических свойств миокарда, наблюдения за динамикой
развития инфаркта миокарда и контроля проводимой лекарственной терапии, так и для
определения
локализации
патологического
процесса
в
миокарде
желудочков.
Несомненно, что диагностические возможности представляемой методики достаточно
широки и вполне возможен их выход за пределы решения только скрининговых задач.
Важно отметить, что при этом могут сохраняться характеристики «прибора для
скрининга» - быстрота, простота, мобильность, доступность и т.д.
Основными ограничениями работы являются следующие положения:
Во-первых,
существует
проблема
неоднозначности
морфофункциональной
характеристики “ишемия миокарда” и ее представления с точки зрения ЭКГ изменений.
Это может быть снижение амплитуды Т зубца, инверсия с отрицательной фазой. К
понятию “ишемии” при проведении стресс-теста относят и смещение сегмента S-T. До
сих пор не существует общепринятого определения ишемии, что обусловлено,
вероятно, различиями биохимических и электрофизиологических критериев ишемии.
Существует трудность строгого разделения состояния “ишемии” и ”повреждения”
миокарда как с точки зрения биохимического подтверждения (особенно в случае
пограничных значений), так и с точки зрения разграничения зон в миокарде (по
поверхности и глубине). В настоящее время остается открытым вопрос -какой из
ишемических форм и зон поражения миокарда (повреждения и некроза) соответствует
наличие максимальных дисперсионных отклонений. При этом такие формы ишемии
как “спящий” и ”оглушенный” миокард, феномены - “гибернации” и ”станнинга” также
могут иметь свои характеристики дисперсии.
Во-вторых.
Отсутствуют
строго
очерченные
анатомические
привязки
на
поверхности квазиэпикарда (например, к коронарным сосудам) с вытекающими отсюда
проблемам: а) по локализации выявляемых и отображаемых изменений, б) по
совпадению зоны максимального поражения (некроза) с зоной максимальных
изменений дисперсионных характеристик.
В третьих -не ясна интерпретация изменений при наличии сочетанных переднезадних поражений, изменений дисперсионных характеристик при наличии рубцов с
одной стороны миокарда и ишемии с другой. Существуют ли частотно-зависимые (от
ЧСС) изменения величины дисперсий и как они изменяются у здоровых и больных.
Имеется ли влияние временных составляющих дисперсий P-QRS-T на амплитудные.
И,
наконец,
-чему
соответствуют
термины
и
показатели
применяемой
электродинамической модели миокарда, на основании которой представляются
результаты, и и как они соотносятся с традиционными электрокардиографическими
характеристиками и терминами. Представляется недостаточной и регистрация ЭКГ
сигнала только в одной плоскости, что может делать проблемными как топику, так и
полнота анализируемой информации.
Литература.
1. Рябыкина Г.В., Сула Ф.С. Использование прибора КардиоВизор-06с для
скрининговых обследований.// Пособие для врачей. Москва. 2004. C.34.
2. Soula A., Gillessen W., Kitashine Y.
Патент DE 198 01 240: Verfahren und
Vorrichtung zur Darstellung und Uberwachung von Funktionsparametern eines
physiologischen Systems, 1999.
3. Soula A., Kitashine Y., Gillessen W. Патент DE 199 52 645: Verfahren und
Vorrichtung zur visuellen Darstellung und Uberwachung physiologischen
Funktionsparameter, 2001.
4. Lewis T. Notes upon alternation of the heart// Q.J. Med. 1910; 4: 141-144.
5. Schwartz P.J., Malliani A. Electrical alternation of the T-wave: clinical and
experimental evidence of its relationship with the sympathetic nervous system and with the
long Q-T syndrome// Am.Heart J. 1975; 89: 45-50.
6. Raeder E.A., Rosenbaum D.S., Bhasin R., Cohen R.J. Alternating morfology of the
QRST complex preceding sudden death// N. Engl. J. Med. 1992; 326: 271-272.
7. Lepeschkin E. Electrocardiographic observations on the mechanism of electrical
alternans of the heart //Cardiologia. 1959; 16: 278-287.
8. Smith J.M., Clancy E.A., Valeri C.R., Ruskin J.N., Cohen R.J. Electrical alternans
and cardiac electrical instability// Circulation. 1988; 77: 110-121.
9. Rosenbaum D.S., Jackson L.E., SmithJ.M., Garan H., Ruskin J.N., Cohen R.J.
Eiectrical alternans and vulnerability to ventricular arrythmias// N. Engl. J. Med. 1994;
330:235-241.
10. Сула А.С., Рябыкина Г.В., Гришин В.Г. ЭКГ-анализатор КардиоВизор-06с:
новые возможности выявления ишемии миокарда при скрининговых обследованиях
и перспективы использования в функциональной диагностике// Функциональная
диагностика. 2003. № 2. С. 69-77.
11. Ласкаржевская М.А. Оптимизация диагностики сочетанной
атеросклеротической патологии магистральных артерий шеи и коронарных артерий
в амбулаторных условиях // Ангиодоп-2005. Тезисы XI международной
конференции. г. Сочи. 2005г. С. 78-83
12. Дудник Е.Н., Глазачев О.С., Гуменюк В.А., Судаков К.И., Бузиашвили Ю.И.,
Асымбекова Э., Бакерия Л.А., Сула А.С., Рева М.П. Возможности использования
ЭКГ-анализатора «КардиоВизор-06с» в функциональной диагностике и
прогнозировании ишемии миокарда // Функциональная диагностика. 2005. № 1. С. 814.
13. Helle B. Ionic channels of excitable membranes. Sunderland, Mass., Sinauer Assoc.,
1984.
14. Neumcke B., Stampfli R. Heterogeneity of external surface charges hear sodium
channels in the nodal membrane of frog nerve. Pflugers Arch., 401, 125-131 (1984).
15. Ulbricht W. Kinetics of drug action and equilibrium results at the node of
Ranvier.// Physiol. Rev., 61, 785-828 (1981).
16. Hamill O.P., Marty A., Neher E., Sakmann B., Sigworth F.J. Improved patch clamp
techniques for high resolution current recording from cells and cell-free mtmbrane patches.
Pflugers Arch., 391, 85-100 (1981).
17. Кудашова И.А. Анализ воспроизводимости результатов при работе с
программным
обеспечением
«КардиоВизор-06сИ»//
Диагностика
и
лечение
нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы. Тезисы к седьмой научнопрактической конференции. г. Москва 2005. С. 78-83.
Аннотация
Приведены результаты исследований диагностических возможностей нового метода
анализа ЭКГ-сигнала. В основе метода лежит оценка низкоамплитудных
дисперсионных характеристик различных участков кардиоцикла с. последующем
отображением на квазиэпикарде. Обследовано 48 больных с острым инфарктом
миокарда и 47 здоровых. Показано, что имеются различия характеристик амплитуды и
площади дисперсионных отклонений у больных по сравнению с группой контроля.
Выявлена динамика их изменений при переходе в подострую стадию инфаркта
миокарда. Обсуждаются возможные механизмы электрофизиологических изменений.
The summary
Diagnostic opportunities of characteristics dispersion of the ECG-signal in the
patient with myocardial infarction (according to ECG-analyzer "CardioVision06").
Ivanov G.G., Tkachenko S.B., Baevsky R.M., Kudashova I.A.
The evaluation of the results of diagnostic possibilities a new method of the analysis
the ECGsignal was performed in 48 patients with myocardial infarction and 47 healthy. In a
basis of a method the estimation low amplitude dispersive characteristics of various fragments
of cardiocycles. The subsequent display on cvasiepicardium. It is shown, that there are
distinctions of characteristics of amplitude and the area of dispersive deviations for patients in
comparison with group of the control. Dynamics of their changes is revealed at transition in
subacuter a stage of a myocardial infarction. Possible mechanisms of electrophysiological
changes are discussed.