Possibilities of inocardiography for defining systolic left ventricular function when screening of military personnel

全文:

Важная роль в профилактике сердеч- но-сосудистых заболеваний отводится проведению скрининговых углубленных обследований различных контингентов. В зависимости от поставленных перед медицинским персоналом задач и количества обследуемых оснащенность врачей медицинским оборудованием может варьировать. Однако большинство высокотехнологичных методик не могут быть использованы при массовых обследованиях по причине больших материальных и временных затрат на одно исследование. Это и определяет высокую потребность военно-медицинских организаций в оборудовании, с одной стороны, недорогом, надежном и мобильном, а с другой - позволяющем оперативно и с высокой степенью достоверности оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы с целью ранней диагностики заболеваний, контроля за эффективностью проводимого лечения, мониторинга состояния здоровья военнослужащих. В большинстве современных скрининговых диагностических комплексах используются методика электрокардиографии (ЭКГ), обладающая высокой информативностью при изучении электрической активности сердца и позволяющая оценить состояние вегетативной регуляции, а также измерение уровня артериального давления (АД), дополняющее информацию о пациенте. Вместе с тем у больных ухудшение сократимости миокарда часто предшествует изменениям ЭКГ и не отражается на уровне АД. Стандартом в определении сократительной способности миокарда является эхокардиография (ЭхоКГ) [5], но из-за высокой стоимости оборудования и длительности исследования она в скринингах практически не используется. Таким образом, оценка насосной функции сердца при такого рода обследованиях проводится лишь физикально. В этой связи несомненный интерес представляет метод регистрации механической активности сердца опосредованно, через измерение силы колебаний тела человека, возникающих при каждом сердечном сокращении (баллистокардиография) [1, 3, 4]. Технические решения созданных в 1970-1980 гг. приборов оказались сложными, дорогостоящими и малочувствительными, что не позволило методу стать широко используемым в медицинской практике. Нами совместно с сотрудниками конструкторского технологического бюро «Биофизприбор» (Санкт-Петербург) метод был модифицирован за счет использования вертикальной схемы преобразования силы, связанной с сердечным толчком, с целью минимизации погрешности трансформации сердечного сокращения в электрический сигнал. Оригинальная методика получила название количественной вертикальной модифицированной баллистокардиографии, или инокардиографии (ИКГ). Метод заключается в регистрации колебаний вертикальной составляющей силы, вызванной движением сердца в пространстве у пациента, сидящего на динамометрической платформе. Положение сидя в покое обеспечивает жесткую и постоянную по величине связь тела обследуемого с измерительной платформой. Отличием метода является исключение влияния массы тела на показатели, зависящие от величины сердечного выброса. Эффект компенсации массы обеспечивается нормированием этих параметров по отношению к весу обследуемого человека. Важной особенностью является также возможность статической калибровки преобразователя силы. Вместе с тем, несмотря на привлекательность подхода, клинических исследований по сопоставлению параметров ИКГ с другими методами, используемыми в клинической практике для определения фракции выброса, до сих пор не проводилось. Цель исследования Изучить диагностическую ценность инокардиографии в определении сократительной функции миокарда. Материал и методы Чувствительность и специфичность ИКГ изучались при сопоставлении данных с результатами ЭхоКГ. Всего обследовано 230 пациентов, находившихся в стационаре, из них 160 мужчин и 70 женщин в возрасте 19-92 года (средний - 60,7±14,5 года). На основании данных ЭхоКГ пациенты были распределены в 3 группы: в группу 1 вошли 126 пациентов (55%) с нормальной систолической функцией левого желудочка - ЛЖ (фракция выброса, по данным ЭхоКГ, 55-75%), в группу 2 - 76 пациентов (33%) с умеренно сниженной систолической функцией ЛЖ (фракция выброса 35-54%), в группу 3 - 28 пациентов (12%) с резко сниженной систолической функцией ЛЖ (фракция выброса менее 35%). В качестве контрольного метода определения насосной функции сердца использовался эхокардиографический модифицированный двухплоскостной метод Симпсона на аппарате Acuson Sequoia 512. Непосредственно после ЭхоКГ всем обследуемым была выполнена ИКГ с использованием аппаратно-программного комплекса «Инокард», предоставленного для проведения исследований конструкторским технологическим бюро «Биофизприбор» (Санкт-Петербург). Для регистрации физиологических показателей обследуемый пациент размещался в одежде и обуви в кресле с наложением электродов на конечности для регистрации стандартных отведений ЭКГ. Продолжительность регистрации в зависимости от частоты сердечных сокращений пациента составляла в среднем 3-4 мин. После автоматической обработки динамического ряда ко-лебательных кривых получали усредненный ИКГ-комплекс, в котором по оси ординат отражалась динамика силы давления, а по оси абсцисс - время основных фаз сердечного цикла (рис. 1). Волны ИКГ трактовали следующим образом [2, 6]. Пресистолические волны (регистрируются только при брадикардии): F - систола предсердий; G - удар крови из предсердий о стенки желудочков. Систолические волны: Н - изометрическое сокращение желудочков; I - начало фазы быстрого изгнания крови из желудочков; J - среднесистолический выброс, удар крови о дугу аорты и бифуркацию легочной артерии; К - замедление скорости тока крови в нисходящей аорте и удар пульсовой волны о бифуркацию аорты. Диастолические волны: L - изометрическое расслабление, отдача после опорожнения содержимого предсердий, замедление скорости венозного притока в больших венах в начале диастолы; М - возникает в фазе быстрого наполнения желудочков, соответствует раскрытию атриовентрикулярного клапана и удару крови о стенки желудочков; N - «гидравлический удар» при прекращении быстрого наполнения желудочков; О - послеколебания. Впервые при интерпретации и оценке инокардиограммы использовался количественный анализ волн. Измерения проводились в международной системе единиц (СИ): ньютонах (N) и секундах (S). Измерялись такие характеристики волн, как амплитуда волны (а), время (t) и площадь волны (s), с последующим формированием обучающей выборки. Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 7.0. Выполнялся дискриминантный анализ, где номинативной переменной выступали группы с различной, по данным ЭхоКГ, величиной фракции выброса, а независимыми переменными являлись признаки ИКГ. Из отобранных наиболее информативных признаков осуществлялось построение решающего правила с вычислением обобщенного показателя состояния сократительной функции миокарда. По полученным величинам проводилась интерпретация различий между группами с проверкой непротиворечивости выбранной классификации по степени нарушения сократимости миокарда - нормальной, умеренно и резко сниженной. Результаты и обсуждение После предварительной оценки совокупности признаков ИКГ были отобраны амплитудные и временные характеристики систолических волн H, I, J, K (табл. 1) как наиболее информативные переменные в нашей модели. По выбранным признакам максимальный уровень критерия значимости составил F=24,69 при p<0,0001, что свидетельствует о высокой чувствительности сформированной модели. Анализ структуры взаимосвязи между группами также подтвердил высокое качество ее классификации (табл. 2). При определении решающего правила были рассчитаны линейные классификационные функции (ЛКФ) по формулам: ЛКФ 1 = -16,1625-3,238ґН(t)-0,614ґH(a)-0,2122ґH(s)+6,9115ґI(t)+ 0,1509ґI(a)-0,0058ґI(s)+19,2128ґJ(t)+ 2,6264ґJ(a)-0,0176ґJ(s)+28,97ґK(t)-1,6371ґK(a)+0,198ґK(s) ЛКФ 2 = -17,2237-51,2275ґН(t)-2,82ґ H(a)-0,1586ґH(s)+13,9ґI(t)+2,0662ґI(a)-0,0422ґI(s)+47,8644ґJ(t)-6,4049ґJ(a)-0,0025ґJ(s)+33,1849ґK(t)+1,5422ґ K(a)+0,0624ґK(s) ЛКФ 3 = -18,9848-76,6044ґН(t)-0,6951ґH(a)-0,1864ґH(s)+38,999ґI(t)-0,0238ґI(a)-0,016ґI(s)+29,5508ґJ(t)-6,6574xJ(a)-0,026ґJ(s)+48,9237ґK(t)+ 1,2343ґK(a)+0,0353ґK(s) Данные проверки чувствительности решающих правил дискриминации как дополнительная мера оценки различий между группами свидетельствуют о хорошей разделительной способности выбранной модели (табл. 3). Для выяснения природы дискриминации был проведен канонический анализ, в ходе которого применили две канонические функции (КЛДФ) с суммарным вкладом в дисперсию признаков 83,27 и 100% соответственно. КЛДФ 1 = 2,925269+1,175764ґН(t)-0,277875ґH(a)-0,194573ґH(s)-0,4087ґI(t)-0,1863ґI(a)+0,17017 ґI(s)-0,584177ґJ(t)+1,5033ґJ(a)-0,092ґJ(s)-0,3418ґK(t)-0,5366ґ K(a)+0,8515ґK(s); КЛДФ 2 = 0,5878+0,4506ґ Н(t)+0,68096ґH(a)-0,218073ґ H(s)-0,8132ґI(t)+0,5004ґI(a)-0,268136ґI(s)+0,808611ґJ(t)-0,302447ґJ(a)+0,383350ґJ(s)-0,693879ґK(t)-0,203678ґK(a)+ 0,018068xK(s). В табл. 4 представлены координаты центроидов, а на рис. 2 - график положения объектов трех групп в координатах первой и второй канонических КЛДФ. Дискриминирование между группами отчетливое. Заключение Инокардиография обладает диагностической ценностью для определения систолической функции левого желудочка. Разработанные решающие правила позволяют ИКГ с высокой степенью достоверности распределять обследуемых на группы с нормальной, умеренно сниженной и резко сниженной сократительной способностью миокарда. Данный подход к оценке систолической функции левого желудочка и аппарат для регистрации ИКГ могут использоваться в современных скрининговых диагностических комплексах.

作者简介

P. Surzhikov

Email: surj.md@gmail.com

V. Kitsyshin

T. Lokshina

参考

补充文件