Changes in the end part of the QRS complex and the ST-T segment in patients with coronavirus infection

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

С начала пандемии специалистами разных направлений активно изучаются проявления, связанные с инфицированием SARS-CoV2, подходы к диагностике и лечению [1, 2]. На данный момент выявлено, что наиболее часто встречающимися патологиями сердечно-сосудистой системы при COVID-19 являются: острый коронарный синдром, внезапная сердечная смерть, миокардит, тромбоэмболические осложнения, аритмии и нарушения реполяризации. Нарушения реполяризации — это изменение формы зубца T и отклонение сегмента ST от изолинии на электрокардиограмме [3].

Проблема изменения формы зубца T при записи электрокардиограммы является распространенной. Она составляет около 21 % по данным одних исследований, и от 2,4 до 27,1 % — по данным других [4, 5]. Данные исследования включали пациентов без патоморфологических изменений сердечно-сосудистой системы. Особое значение нарушение реполяризации приобрело при новой коронавирусной инфекции. Так, по данным H.A. Barman, депрессия сегмента ST была обнаружена у 20 %, инверсия Т-волны — у 22 и изменения ST-T — у 28 % пациентов [6]. Предполагается, что изменение зубца T и сегмента ST-T может служить маркером тяжести течения основного заболевания, оценка морфологии зубцов может способствовать ранней диагностике вовлечения в воспалительный процесс сердечно-сосудистой системы, что, в свою очередь, приведет к снижению частоты развития фатальных аритмий и смертности [7].

Ранее используемыми методиками описания зубца Т и сегмента ST являлись амплитуда и интервал. К сожалению, данных параметров недостаточно для точного описания изменений, происходящих на электрокардиограмме (ЭКГ). Начиная с 2003 г. получили развитие новые методики описания гетерогенности Т-зубца: анализ морфологии второго центрального момента Т-волны, косинус между комплексом QRS и T-волной, нормализованная площадь T-зубца, автоматизированный анализ второго центрального момента стандартных цифровых 12-канальных электрокардиограмм, 120-канальное картирование поверхности тела, дисперсия области Т-волны (TW-Ad) [8]. Большая часть данных методов является недоступной для рутинного использования, именно поэтому нами разработан новый подход к оценке морфологии зубца Т.

Цель — оценить закономерности изменения комплекса QRS и сегмента ST-Т у пациентов с коронавирусной инфекцией, осуществить контроль состояния пациентов, а также определить взаимосвязь тяжести течения основного заболевания с изменениями на ЭКГ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании произведена обработка электрокардиограмм пациентов с COVID-19, находившихся на лечении в 1-й клинике (терапии усовершенствования врачей) с апреля по июль 2020 г. Необходимым условием было наличие у каждого пациента минимум двух электрокардиограмм (в начале и в конце заболевания). В исследование было включено 70 человек: 54 мужчины и 16 женщин, средний возраст составил 46 лет. Все электрокардиограммы были записаны с помощью электрокардиографа RScribe (ELI), MORTARA Instrument со скоростью 25 мм/с, вольтажом 10 мм/мВ, фильтром 40 Гц.

Данные электрокардиограмм были обработаны с помощью динамической математической программы GeoGebra Classic 6.0 методом соотнесения миллиметровых сеток электрокардиограммы и программы. После чего производилось построение изолиний от начала зубца P одного комплекса до начала зубца P другого. Также проводились перпендикулярная изолинии прямая через точку j для обозначения начала комплекса ST-T, перпендикуляры через начало и конец зубца T. Производились выборка трех представительских комплексов из каждого отведения и, далее, построение неправильной фигуры с учетом полярностей зубцов и сегментов (рис. 1, а–в).

 

Рис. 1. Электрокардиограмма: а–в — этапы построения многоугольника для оценки площади сегмента ST-T

 

Затем оценивалась площадь зубцов P, T и сегмента ST в мм2, а также, с целью снижения влияния на ошибку альтерации зубца T от цикла к циклу в одном отведении, производился расчет среднего из трех полученных значений.

Для интерпретации данных, полученных при измерении площадей зубцов P, Т и сегмента ST и оценки их точности была создана матрица, в которой была выполнена комплексная оценка зубцов и сегментов в каждой электрокардиограмме, а также проведен анализ данных, полученных в начале и конце заболевания.

Нормальность распределения количественных переменных определялась с помощью косвенных методов (определение коэффициента асимметрии и эксцесса), графических методов (частотная гистограмма, нормально-вероятностный график и ящичная диаграмма), а также с помощью критерия Колмогорова–Смирнова (распределение считалось отличным от нормального при p < 0,05). Так как данные были распределены ненормально для количественной характеристики распределенных переменных, определялась медиана (Ме) и межквартильный размах в формате МКР (00; 00). Для определения статистической значимости различий зависимых количественных переменных между группами использовался Т-критерий Уилкоксона. Для измерения статистической значимости в независимых выборках номинальных шкал двух уровней, трех и более уровней применялись U-критерий Манна–Уитни и критерий Краскела–Уоллиса соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ

По результатам обработки электрокардиограмм в обследованной группе (n = 70) были изучены площади зубцов P, T, сегмента ST, сумма площадей во всех 12 отведениях, а также сумма площадей сегмента ST-T в правых грудных отведениях V1–V2.

При исследовании суммы площадей зубца P во всех 12 отведениях в начале и конце заболевания статистические данные отличались не существенно (p = 0,773). Медианное значение суммы зубцов P в начале заболевания составило 7,8465 (МКР: 0; 11,016), в конце заболевания — 8,6835 (МКР: 0; 10,5885). Данные в каждом отведении также не показали статистических различий.

При сравнении сумм площадей зубца T и сегмента ST во всех 12 отведениях также не было выявлено существенных различий. Статистическая значимость для зубца Т составила p = 0,175489, медианное значение суммы зубцов T в начале заболевания — 29,4605 (МКР: 0; 63,5625), в конце заболевания — 37,88 (МКР: 0; 62,806). Для сегмента ST статистическая значимость составила p = 0,185, медианное значение суммы зубцов ST в начале заболевания — 8,0235 (МКР: 3,8655; 15,7505), в конце заболевания — 6,766 (МКР: 0; 12,46350).

Однако статистически значимые различия были выявлены при сравнении площадей зубца Т в правых грудных отведениях V1 (p = 0,02), V2 (p = 0,003). Площадь зубца Т была значимо больше при ЭКГ в покое перед выпиской из стационара. Так, медианное значение площади зубца по данным ЭКГ в покое перед выпиской составило 1,6755 (МКР: –0,734; 3,791) и 10,53 (МКР: 6,08; 15,08) в отведениях V1 и V2 соответственно. Исходно данные показатели были равны 0,7795 (МКР: –0,913; 2,956) и 8,988 (МКР: 5,189; 12,49). Площади сегмента ST в отведениях V1 и V2 отличались также статистически значимо: p = 0,019 и p = 0,025, значения Ме перед выпиской составляли 0,965 (МКР: 0,0; 2,045) и 2,1585 (МКР: 1,345; 4,34), при поступлении в стационар — 0,819 (МКР: 0,0; 1,695) и 2,09 (МКР: 0,88; 3,541) соответственно.

Далее был произведен расчет некого интегрального показателя для количественной оценки изменений процессов реполяризации правых отделов сердца. Была рассчитана сумма площадей зубца T в правых грудных отведениях (V1-V3) (рис. 2, а–в).

 

Рис. 2. Электрокардиограмма: а — сравнение зубца Т в отведении V1 в начале и конце заболевания; б — сравнение зубца Т в отведении V2 в начале и конце заболевания; в — сравнение зубца Т в отведении V3 в начале и конце заболевания

 

При сравнении данного показателя в двух группах статистическое различие составляло p = 0,01, Ме в начале заболевания — 21,4 (МКР 9,96: 28,664), в конце заболевания — 20,3 (МКР 12,66: 33,92).

Следующим этапом было сравнение изменений площади зубца Т среди разных возрастных групп. Все пациенты (n = 70) были разделены на 7 групп с шагом 10 лет. В первую группу (возрастной интервал с 18 до 27 лет) вошли 12 человек; во вторую (с 28 до 37 лет) — 11; в третью (с 38 до 47 лет) — 13; в четвертую (с 48 до 57 лет) — 15; в пятую (с 58 до 67 лет) — 10; в шестую (с 68 до 77 лет) — 7; в седьмую (старше 78 лет) — 2 человека. При сравнении групп между собой по сумме зубцов Т в начале заболевания статистические различия были значимы (p = 0,004). Значения медиан и межквартильного размаха были следующие (рис. 3, а):

1) в первой группе — 68,7075 (МКР: 63,843; 113,277);

2) во второй — 63,053 (МКР: 29,549; 98,196);

3) в третьей — 54,327 (МКР: 27,998; 74,674);

4) в четвертой — 36,728 (МКР: 19,379; 52,136);

5) в пятой — 34,459 (МКР: –2,957; 46,312);

6) в шестой — 27,346 (МКР: 12,67; 94,724);

7) в седьмой — 63,3585 (МКР: 55,582; 71,135).

В свою очередь, при аналогичном сравнении в конце заболевания сумма зубцов Т в 12 отведениях отличалась по группам статистически не значимо (p = 0,15). Значения медиан и межквартильного размаха были следующие (рис. 3, б):

1) в первой группе — 67,947 (МКР: 51,558; 103,0655);

2) во второй — 62,72 (МКР: 40,165; 96,101);

3) в третьей — 55,291 (МКР: 36,329; 76,548);

4) в четвертой — 39,286 (МКР: 28,55; 65,871);

5) в пятой — 45,0695 (МКР: 22,158; 50,366);

6) в шестой — 38,377 (МКР: 31,41; 97,105);

7) в седьмой — 40,8835 (МКР: 28,403; 53,364).

 

Рис. 3. Коробчатые диаграммы; а — сравнение сумм зубцов T в зависимости от возраста в начале заболевания; б — сравнение сумм зубцов T в зависимости от возраста в конце заболевания

 

Следует отметить, что наблюдается закономерное изменение медиан и межквартильного размаха у людей в возрасте от 27 до 78 лет (со второй по шестую группу). В группах под номерами один и семь наблюдаются обратные значения, что может говорить о псевдонормализации зубца Т в данных группах в начале заболевания. Вероятно, данная особенность изменения реполяризации, отличная от основной группы, связана с особенностями вегетативной нервной системы, а также с наиболее легким течением основного заболевания у лиц младше 27 лет.

После выявленных особенностей был проведен дополнительный анализ данных с исключением группы лиц моложе 30 лет. Количество пациентов составило 56 человек. В данном анализе статистически значимые различия наблюдались в отношении не только правых грудных отведений, но и в отношении общей суммы площадей зубцов T во всех 12 отведениях. Оказалось, что сумма площадей зубцов T была статистически значимо больше перед выпиской, составив 48,4945 (МКР: 28,662; 72,765), чем на изначальной ЭКГ, составив 45,57 (МКР: 22,45; 63,56) (p = 0,02).

Таким образом, изменение площади зубца Т и сегмента ST может иметь важную клиническую значимость для определения степени вовлечения сердечной мышцы в воспалительный процесс, а также говорить о перегрузке правых отделов сердца вследствие легочной гипертензии. Особую важность это может предоставлять в военно-медицинских учреждениях, не оснащенных аппаратами для эхокардиографического исследования сердца. Значительное уменьшение амплитуды и площади зубца Т в правых грудных отведениях косвенно может свидетельствовать о перегрузке правого желудочка. Сравнение площадей зубца Т в отведениях V1-V3 может служить важным критерием оценки сердечно-сосудистой системы у пациентов с коронавирусной инфекцией любого возраста. А сумма площадей зубцов T во всех 12 отведениях может быть значимым электрокардиографическим критерием у лиц старше 30 лет.

Стоит остановиться и на том, что при сравнении электрокардиограмм, снятых до COVID-19 и сделанных начале заболевания, хорошо видно «уплощение» зубца Т (рис. 4, а, б).

 

Рис. 4. Электрокардиограмма: а — до заболевания COVID-19; б — в начале заболевания COVID-19

 

Однако эти статистические данные не обрабатывались, так как ЭКГ до заболевания имеются всего у 6 % (n = 4) пациентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном исследовании рассмотрен новый способ для оценки изменений реполяризации сердца. Анализ изменений площади T-зубца в перспективе может решить задачу определения степени вовлечения в воспалительный процесс сердца, кроме того способствовать раннему выявлению перегрузки правых отделов сердца, а следовательно, косвенно говорить о тяжести процесса.

В ходе работы значимая динамика сумм площадей сегмента ST-T у пациентов всех возрастов наблюдалась только в правых грудных отведениях (V1-V3). При исключении из обследуемой группы лиц моложе 30 лет увеличение площади сегмента ST-T в конце заболевания наблюдалось во всех 12 отведениях. Результаты проведенного исследования показывают, что измерения площадей зубцов и сегментов электрокардиограммы могут быть использованы в качестве вспомогательных характеристик при ведении пациентов с новой коронавирусной инфекцией.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено экспертной комиссией № 4 Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (протокол № 158 от 12.03.2021).

Вклад авторов. Е.О. Ряднова — литературный поиск, анализ данных, написание текста статьи. В.П. Кицышин, В.В. Салухов, А.А. Чугунов — редактирование текста статьи.

Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

About the authors

Ekaterina O. Ryadnova

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Author for correspondence.
Email: kate_31_96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8890-0414
SPIN-code: 3590-9216

resident

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Viktor P. Kitsyshin

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: kitsyshin@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-7797-5952
SPIN-code: 5733-0983

MD, DSc (Medicine), Professor

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Vladimir V. Salukhov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: vlasaluk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1851-0941
SPIN-code: 4531-6011

MD, DSc (Medicine)

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Aleksandr A. Сhugunov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: alexandrchugun@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2532-6133
SPIN-code: 3839-7619

adjunct

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

References

Supplementary files