Комплексный подход к профилактике внезапной сердечной смерти, разработанный в лаборатории биотехнических систем и технологий Военного инновационного технополиса «Эра»

Полный текст

Введение. В последнее время в Вооруженных силах Российской Федерации (ВС РФ), как и в целом по России, регистрируется ежегодное снижение летальности, обусловленной заболеваниями системы кровообращения. В то же время в структуре летальных исходов отмечается увеличение количества случаев внезапной сердечной смерти (ВСС). Данной проблеме руководство Министерства обороны Российской Федерации (МО РФ) и Главного военно-медицинского управления (ГВМУ) МО РФ всегда уделяло и продолжает уделять пристальное внимание. В марте

2017 г. МО РФ утвержден разработанный ГВМУ МО РФ план мероприятий, направленный на повышение качества медицинского обследования и освидетельствования граждан, поступающих на комплектование войск (сил), и снижение смертности военнослужащих от сердечно-сосудистых заболеваний. Данный план включает мероприятия по совершенствованию медицинского освидетельствования граждан, призываемых на военную службу, внесение изменений в план диспансерного динамического наблюдения за военнослужащими в целях выявления ранних признаков сердечно-сосудистых заболеваний, дополнительные образовательные программы для врачей-специалистов военно-врачебных комиссий военных комиссариатов субъектов РФ, создание патолого-анатомической лаборатории для изучения молекулярно-генетических предикторов внезапной сердечной смерти и целый ряд других важных мероприятий.

Достоверно оценить ежегодное количество ВСС в российской популяции в настоящее время не представляется возможным, так как данные официальных статистических отчетов в РФ не содержат информации относительно ВСС в структуре смертности населения России. При использовании расчетных значений, полученных с применением коэффициентов, выведенных по данным зарубежных исследований, доли ВСС в структуре общей и кардиоваскулярной смертности этих стран демонстрируют широкий диапазон колебаний – от 142 до 460 тыс. человек в год [1]. При этом не со 100% охватом проводится аутопсия, встречаются ошибки оформления медицинской документации, недостаточно активно осуществляется диагностический поиск при установлении причины смерти [6].

Цель исследования. Обосновать необходимость комплексного подхода к профилактике ВСС у военнослужащих МО РФ.

Материалы и методы. Основу исследования составили данные отчетов, директив, постановлений и других руководящих документов МО РФ. Использованы исторический, математический, статистический и другие виды анализов.

Результаты и их обсуждение. При анализе проблемы ВСС следует чётко понимать смысл основных понятий:

«Внезапная смерть» (ВС) – непредвиденное смертельное событие, не связанное с травмой и возникающее в течение 1 ч с момента появления симптомов у практически здорового человека. Если смерть произошла без свидетелей, о ВС говорят в том случае, если погибший находился в удовлетворительном состоянии за 24 ч до смерти [2].

Термин «внезапная сердечная смерть» (ВСС) используется в следующих случаях:

1. Погибший при жизни имел врожденное или приобретенное, потенциально опасное для жизни заболевание сердца.
2. При аутопсии обнаружено заболевание сердца или сосудов, которое могло быть причиной ВС.
3. При вскрытии не выявлено других внесердечных причин смерти, и предполагается, что смерть могла быть вызвана аритмией [2].

«Внезапная аритмическая смерть» (ВАС) – патолого-анатомическое и токсикологическое исследования не позволяют установить причину смерти, сердце не имеет структурной патологии при макроскопическом и гистологическом исследованиях, внесердечные причины исключены [2]. Данная формулировка соответствует понятиям, рубрифицируемым в Международной классификации болезней 10-го пересмотра (МКБ-10) как «внезапная сердечная смерть» (I46.1) [4].

Известно, что структура ВСС в ВС РФ отличается от общей популяции, так как имеются значимые различия по возрастным и половым характеристикам. В 2009 г. А.Н. Кучмин и др. [3] провели анализ 436 случаев ВСС у военнослужащих МО РФ, средний возраст которых составил 42,0±5,6 года (от 28 до 52 лет). Было установлено, что наибольшее количество ВСС военнослужащих, проходящих службу по контракту, приходилось на возраст 41–45 лет. Основной при- чиной ВСС у военнослужащих, проходивших службу по контракту, являлся инфаркт миокарда (ИМ), который составил 39,4%, второе место занимал спазм коронарных артерий на фоне их атеросклеротической трансформации – 25,4%, а у 23% умерших не выявлено органической патологии, что могло свидетельствовать о наличии каналопатий как причин фатальных осложнений. В 77,2% случаев ВСС развивалась вне лечебно-профилактического учреждения и чаще всего (46,5 %) наступала в домашних условиях. При этом в 34,8% случаев наиболее частым событием, предшествующим ВСС, был конфликт в семье, второе место (25%) занимал конфликт с командованием, третье место (23,5%) – употребление алкоголя. Причиной ВСС в 12,9% случаев явились физические нагрузки, в 3,8% – другие причины. Наименьшее количество ВСС отмечено у летчиков и моряков, что объясняется более тщательным отбором данных специалистов и более пристальным медицинским контролем за их здоровьем.

Заметим, что в течение последних лет структура ВСС в ВС РФ несколько изменилась. Так, в настоящее время более чем в половине случаев по данным аутопсии среди военнослужащих МО РФ не выявляется структурная патология системы кровообращения, способная потенциально быть причиной смерти, и отсутствуют ее экстракардиальные причины. В этой связи у данной категории умерших военнослужащих причиной летального исхода, вероятнее всего, явились наследственные каналопатии. Значительно более редкими причинами летальных исходов от болезней системы кровообращения являются ишемическая болезнь сердца (ИБС) и различные виды кардиомиопатий, что, вероятно, обусловлено повышением эффективности проводимых профилактических мероприятий со стороны медицинской службы и командования. В то же время наиболее часто (более половины случаев) ВСС развивается у военнослужащих в возрасте до 35 лет.

Таким образом, с учетом достаточно эффективно построенной профилактики ИБС наиболее актуальным направлением дальнейшего снижения летальности от болезней системы кровообращения является наиболее раннее выявление наследственных каналопатий и различных нарушений сердечного ритма и проводимости, потенциально способных провоцировать жизнеугрожающие аритмии (желудочковая тахикардия и фибрилляция желудочков), приводящие к возникновению ВСС.

Анализ публикаций по этой проблеме свидетельствует о том, что в мире параллельно развиваются две стратегии снижения ВСС: первая – поиск предикторов ВСС и риск-стратификация пациентов с последующим удаленным мониторингом витальных функций носимыми устройствами, вторая – обучение широких слоев населения навыкам сердечно-легочной реанимации и оборудование мест скопления людей автоматическими наружными дефибрилляторами.

Учитывая вышесказанное, предлагаем три основные направления (этапа) первичной профилактики ВСС у военнослужащих МО РФ:

1. Анкетирование для выявления повышенного риска возникновения ВСС у молодых лиц и выполнение стандартной 12-канальной электрокардиографии (ЭКГф) с обязательной оценкой таких параметров, как длительность интервала P–Q, корригированного интервала Q–T, эпсилон-волны и дельта-волны.
2. Проведение длительной амбулаторной ЭКГф (АЭКГф) с использованием индивидуальных носимых устройств, которые позволяют выявлять различные нарушения ритма сердца, определять их характер, продолжительность, условия возникновения и т. д. в тех ситуациях, когда это не удается сделать с помощью стандартной ЭКГ.
3. Проведение генетического типирования для выявления носительства генетических аномалий, которые могут приводить к развитию ВСС.

Для качественного осуществления первичной профилактики ВСС у военнослужащих МО РФ на первом этапе нами разработана стандартизованная анкета для выявления повышенного риска возникновения ВСС. Ключевыми позициями анкеты являются такие жалобы, как выраженная, необъяснимая одышка при физической нагрузке, боль в грудной клетке при физической нагрузке, перебои в работе сердца и приступы необъяснимого учащенного сердцебиения; данные анамнеза – необъяснимые эпизоды потери сознания, наличие случаев ВСС у близких родственников в возрасте до 50 лет, наличие у близких родственников различных кардиомиопатий, синдрома удлиненного или укороченного интервала Q–T и жизнеугрожающих аритмий. В случае выявления факторов риска развития ВСС по данным анкетирования или отклонения показателей электрокардиограммы (ЭКГ) таких военнослужащих целесообразно относить к категории умеренного риска развития ВСС.

Основными преимуществами методики АЭКГф, проводимой на втором этапе первичной профилактики ВСС с использованием индивидуальных носимых устройств, являются ее неинвазивность, простота в использовании, низкая цена, легкая доступность, автоматическая диагностика нарушений ритма и проводимости [15].

В зависимости от целей и задач существующие приборы для АЭКГф различаются по таким параметрам, как:

– форма записи: непрерывная запись, запись событий (приступов) или самозапускающийся регистратор;

– количество регистрируемых отведений: 1 отведение (2 электрода); 2 отведения (3 электрода), 3 отведения (5–7 электродов) или 12 отведений (10 электродов);

– длительность записи: <1 мин, 24–48 ч, 3–7 сут, 1–4 недели, <36 месяцев;

– тип системы регистрации: адгезивные проводные электроды, беспроводная система адгезивного пэтч-регистратора/жилета/пояса или встроенные электроды;

– доступный анализ: аритмии, длительность сегмента S–T, вариабельности ритма сердца, оценка интервала Q–T, турбулентности ритма сердца, холтеровского мониторирования с оценкой дыхательных движений, поздних потенциалов желудочков, усредненного зубца Р, вариабельности зубца Р и Т и уровня активности.

В зависимости от приведенных параметров все существующие регистраторы для АЭКГ условно делятся на два поколения.

К первому поколению относятся:

1. Холтеровский монитор – пациент носит его на себе в течение 24–48 ч, заполняет дневник, в котором отмечает симптомы и время их развития, результаты оцениваются после завершения записи.
2. Регистратор событий – пациент носит монитор с собой (обычно до 30 сут), во время приступа размещает монитор на груди для регистрации, передает данные по телефону на станцию мониторирования, которая отправляет данные врачу.
3. Петлевой регистратор – пациент носит монитор на себе (обычно до 30 сут), запускает его во время приступа (при некоторых аритмиях возможен автоматический запуск прибора с функцией сигнализирования для пациента), пациент передает данные по телефону на станцию мониторирования, которая отправляет данные врачу [10, 16].

Заметим, что первое поколение регистраторов для АЭКГф имеет ряд недостатков, наиболее важным из которых является необходимость самостоятельного участия пациента в передаче данных на станцию мониторирования.

Ко второму поколению относятся:

1. Адгезивный пэтч-монитор – пациент носит монитор на себе (в течение 7–14 сут), он регистрирует все данные ЭКГ за определенный период, после записи пациент отсылает монитор врачу для его расшифровки (по сути длительный холтеровский монитор ЭКГ) [7].
2. Амбулаторное телеметрическое мониторирование (не в реальном времени) – пациент носит монитор на себе (до 30 сут), монитор передает все данные ЭКГ на портативное устройство (как правило, смартфон), портативное устройство передает данные на центральную станцию мониторирования, врачи получают уведомления при обнаружении значимой аритмии.
3. Амбулаторное телеметрическое мониторирование (в реальном времени) – пациент носит монитор на себе (до 30 сут), монитор непрерывно передает все данные ЭКГ на центральную станцию мониторирования, и врачи получают уведомления при обнаружении значимой аритмии и также могут в любой момент соединиться с безопасным веб-сервером для просмотра данных ЭКГ в реальном времени [13].

Таким образом, второе поколение уже лишено ряда недостатков, в частности необходимости самостоятельного участия пациента в передаче данных на станцию мониторирования.

По принципу действия аппараты для мониторирования АЭКГ могут быть разделены на:

1. Холтеровские мониторы (непрерывные наружные регистраторы ЭКГ с помощью проводных электродов) – используются мягкие проводные кабели и стандартные электроды, обработанные влажным гелем, постоянно закрепленные на теле пациента. Обычно запись продолжается в течение 24–48 ч. Пациенты ведут запись в дневнике наблюдения и отмечают момент возникновения симптомов. Данные холтеровских мониторов анализируются после завершения записи с использованием специальной рабочей станции.
2. Пэтч-мониторы ЭКГ (непрерывные наружные регистраторы одного или двух отведений ЭКГ с беспроводной передачей) – устройства закрепляются на коже, как правило, передней поверхности грудной клетки с помощью встроенных электродов, расположенных рядом друг с другом. В некоторых устройствах предусмотрено наличие кнопки для пациента, нажатие которой позволяет зарегистрировать момент развития приступа нарушений сердечного ритма.
3. Петлевые регистраторы (мониторы для прерывистой записи, активируемые пациентом или активирующиеся автоматически при развитии приступа), – обеспечивают прерывистую запись одного биполярного отведения, могут быть как наружные, так и имплантируемые. При обнаружении события ЭКГ хранятся в памяти начиная с предварительно установленного момента до развития события (петлевая память) в течение определенного времени после активации записи.
4. Наружный регистратор событий (наружный регистратор, активируемый пациентом или автоматически активирующийся после события) – пациенты не носят постоянно, во время или после возникновения события пациент прикладывает пальцы к электродам (встроенным в чехол смартфона или в пластину) для регистрации ЭКГ в течение непродолжительного времени и его отправки врачу или лаборанту.
5. Мобильная кардиотелеметрия (система наружного кардиотелемониторинга в режиме реального времени) – объединяет преимущества АЭКГ-регистраторов, наружных петлевых регистраторов и петлевых регистраторов событий. Способны при постоянном ношении передавать ЭКГ по беспроводной связи в режиме реального времени.

Рынок индивидуальных приборов для АЭКГ в настоящее время представлен достаточно широко и по мере технического развития и усовершенствования стремительно растет [13], а разработка новых и усовершенствование существующих устройств является одной из актуальнейших задач представителей медицинской промышленности [12].

В случае выявления значимых нарушений сердечного ритма и проводимости таких военнослужащих целесообразно относить к категории высокого риска развития ВСС.

Третьим направлением и этапом в первичной профилактике ВСС является проведение генетического анализа для поиска генов, ответственных за возможность развития ВСС. Актуальность данного направления исследований обусловлена тем, что большинство случаев развития ВСС у пациентов старше 40 лет является результатом вовремя не диагностированной патологии системы кровообращения, а именно различных проявлений ИБС [8, 14], в то время как у лиц младше 35 лет причинами чаще являются различные виды фатальных аритмий без структурной патологии системы кровообращения, которые обусловлены наследуемыми генетическими заболеваниями [9]. К таким заболеваниям относятся кардиомиопатии, наследственные первичные аритмии (болезни ионных каналов, каналопатии), синдром ранней реполяризации желудочков и синдром Вольфа – Паркинсона – Уайта. В последние годы технологический прогресс в сфере генетики облегчил изучение большого количества генов, что позволило сопоставить несколько ключевых генов с причинами развития ВСС [11].

Данное направление в настоящее время активно развивается, и значительное число новых генетических аномалий связывают с возможностью развития ВСС. Однако стоит отметить, что большинство этих исследований проводятся на зарубежной популяции, а генетические «особенности» жителей российской популяции в настоящее время практически не изучены.

25 июня 2018 г. указом Президента РФ № 364 «О создании Военного инновационного технополиса «ЭРА» МО РФ» [5] создан Технополис, в котором в настоящее время проводится комплексная работа по развитию стратегии первичной профилактики ВСС и снижению уровня заболеваемости болезнями системы кровообращения среди военнослужащих МО РФ. Для этого в Технополисе созданы и функционируют «Исследовательская лаборатория мониторинга жизненно важных функций организма военнослужащих и предупреждения (профилактики) патологических состояний» (лаборатория мониторинга) и «Исследовательская лаборатория молекулярно-генетических исследований» (лаборатория генетики). Подробнее остановимся на результатах работы каждой из лабораторий.

Основными задачами лаборатории мониторинга являются поиск и изучение прорывных технологий по дистанционному мониторингу показателей жизненно важных функций организма, их экспериментальная апробация, доработка программного и технического обеспечения по подготовке их внедрения в интересах МО РФ. Помимо этого, лаборатория мониторинга занимается комплексным решением вопроса профилактики ВСС среди военнослужащих МО РФ.

Работа в лаборатории мониторинга в настоящее время проводится по всем трем направлениям профилактики ВСС. Так, в рамках первого направления в лаборатории запущен пилотный проект, в рамках которого несколько воинских частей и высших военных учебных заведений оснащены современными электрокардиографами с возможностью передачи данных. ЭКГ, регистрируемые в воинских частях как в плановом порядке, так и при неотложных состояниях, направляются в Центр обработки и сбора информации, созданный на базе Технополиса, оцениваются операторами и врачами-специалистами и хранятся в течение всего периода службы военнослужащего с возможностью их использования в дальнейшем для сравнения в динамике, в том числе и при неотложных состояниях.

В рамках второго направления в лаборатории мониторинга оценивается работа существующих индивидуальных носимых устройств. Так, в период с 20 по 25 мая 2019 г. на базе Технополиса проходил Всеармейский конкурс «Центр управления-2019», в котором участвовало более 120 офицеров. На конкурсантах проведено исследование жизненно важных функций организма с помощью кардиомонитора «Ritmer». Регистрация показателей осуществлялась у операторов старшего офицерского состава во время выполнения ими конкурсных задач с максимальным приближением к реалиям возможных кризисных ситуаций. Измерения производились до начала выполнения задачи, через 20 мин (во время решения задач), через 40–60 мин (составление справки-доклада по боевой задаче), через 60–75 мин (доклад экзаменационной комиссии) и через 15 мин после завершения выполнения задачи (состояние покоя). Во время регистрации ЭКГ в некоторых случаях были зафиксированы нестандартные сигналы активности сердечной деятельности, что можно было объяснить двигательной активностью. Также большому сомнению подвергаются расчеты результатов таких показателей, как уровень стресса, запас сил, скорость восстановления сил и «резервный источник энергии».

В ходе апробации индивидуальных носимых приборов в рамках пилотного проекта и во время проведения Всеармейского конкурса удалось выявить ряд их недостатков: необходимость использования открытого варианта облака для хранения архива и открытых каналов связи; низкое качество регистрируемого сигнала при выполнении военнослужащими задач по предназначению; зависимость их от внешних устройств (смартфонов, персональных компьютеров, облачных сервисов) для обработки полученных данных. В случае отсутствия доступа к сети Интернет эти приборы дают только базовые заключения, зачастую требующие дальнейшей верификации специалистом. Также в ходе проводимой апробации разрабатывается ряд технических и программных решений для усовершенствования индивидуальных носимых устройств. К таким предложениям по их модернизации относятся миниатюризация аппаратуры для удобства ношения и возможности его использования в повседневной деятельности; повышение частоты дискретизации входного сигнала; повышение полосы пропускания по переменному току; увеличение степени защиты (от пыли и влаги): IP68 (пыленепроницаемость, водонепроницаемость при погружении на глубину более 1 м на период более30 минут); увеличение степени защиты от ударов: IK07 (энергия удара 2 Дж); повышение температурного диапазона работы: от –40 до +40°С; увеличение времени работы на одной зарядке аккумулятора до 5 суток; наличие встроенного искусственного интеллекта для возможности расшифровки ЭКГ в случае отсутствия связи с облачным сервисом; обеспечение возможности использования прибора в виде пэтч-монитора и холтеровского монитора ЭКГ; наличие сигнализации как для пациента, так и для врача о возникновении жизнеугрожающих аритмий (в варианте светофора – зеленый, желтый, красный, вибросигнализации и звуковой сигнализации); интеграция в один индивидуальный носимый прибор нескольких биологических датчиков, позволяющих мониторировать помимо ЭКГ такие показатели, как частота дыхания, насыщение периферических тканей кислородом, физическая активность, температура кожи, уровень артериального давления, уровень гемоглобина; обеспечение интеграции индивидуального носимого прибора в «умную одежду»; использование «сухих» электродов для улучшения качества записи ЭКГ и уменьшения местных кожных реакций; увеличение радиуса действия.

В рамках третьего направления в лаборатории генетики совместно с клинической базой Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (ВМА) проводится изучение генетических основ возникновения ВСС, в том числе выявляются основные генетические особенности среди жителей РФ. В ближайшее время на базе Технополиса будет окончательно введена в строй лаборатория генетики, в которой планируется продолжение исследований, выполняемых в настоящее время в ВМА, по выявлению генетических аномалий, ответственных за возможность возникновения ВСС среди военнослужащих МО РФ, в том числе с составлением их генетического паспорта.

Заключение. В настоящее время разработаны действенные и понятные стандарты и принципы профилактики и лечения основных сердечно-сосудистых заболеваний. Это нашло выражение в изменении структуры летальных исходов среди военнослужащих МО РФ в виде их уменьшения по причине ИБС, кардио- миопатий, миокардитов и т. д., а также в виде увеличения количества летальных исходов у молодых лиц по причине развития ВСС. Данная тенденция указывает на необходимость разработки простого и понятного алгоритма стратификации риска развития ВСС у лиц молодого и среднего возраста. В связи с достаточно большой численностью личного состава ВС РФ данный алгоритм должен содержать в себе ступенчатый подход к постепенной стратификации риска развития ВСС. Нами предложен такой алгоритм, который начинается с доступного и экономически не затратного анкетирования и заканчивается достаточно сложным и дорогостоящим генетическим типированием. Однако в современных реалиях и на современном этапе развития отечественной медицинской науки каждый из этапов предложенного алгоритма требует определенной доработки и апробации в российской популяции. Создание Военного инновационного технополиса «ЭРА» при совместной его работе с ведущими специалистами ВМА, представителями российской промышленности и передовыми научными организациями позволит разработать комплексный подход к ранней диагностике и профилактике развития ВСС.

Об авторах

В. А. Качнов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. В. Тыренко

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. В. Рудченко

Военный инновационный технополис «Эра»

Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Анапа

А. В. Кольцов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Я. Фисун

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы