Electrophysiological properties of the atrial myocardium and cardiac conduction system in patients with atrial fibrillation and different comorbidity

全文:

ОБОСНОВАНИЕ

Фибрилляция предсердий (ФП) — это самая распространенная устойчивая аритмия. Ее этиология и патогенез сложны и до конца не изучены [1].

Ряд исследований продемонстрировал зависимость результатов катетерного лечения ФП от некоторых клинических и анатомических параметров, таких как линейные размеры и сократимость левого предсердия, наличие и распространенность фиброза в предсердном миокарде, возраст, сопутствующая патология и др. [3–5]. Чтобы одновременно учесть многочисленные факторы и cпрогнозировать исход аблации разработаны шкалы риска рецидива аритмии после нее, но эффективность этих инструментов также не абсолютна [24].

В настоящей работе выдвинуто предположение, что оценка результатов лечения у пациентов с различными коморбидными патологиями может объединить отдельные факторы риска в их естественном сочетании. Правомерность данного подхода ранее подтверждена показателями эффективности катетерного лечения ФП у пациентов с идиопатической ФП, а также ФП, сочетающейся с артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца [8]. Авторы оценили электрофизиологические особенности миокарда у пациентов с ФП в этих клинических группах.

Цель работы — оценить электрофизиологические свойства предсердного миокарда и проводящей системы сердца при катетерной аблации ФП у пациентов с различными сопутствующими патологиями сердечно-сосудистой системы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Данная работа проведена как ретроспективное одноцентровое исследование.

Исследуемая группа пациентов

В 2016–2017 гг. выполнены первичные операции катетерной аблации по поводу ФП у 151 пациента в возрасте от 18 до 80 лет. На основании отсутствия сопутствующей патологии сердечно-сосудистой системы, а также наличия эссенциальной первичной артериальной гипертензии или ишемической болезни сердца пациенты разделены на три группы: группу 1 — с идиопатической ФП, группу 2 — с ФП в сочетании с артериальной гипертензией, группу 3 — с ФП в сочетании с ишемической болезнью сердца (рис. 1).

Клинико-демографические характеристики пациентов, включенных в исследование, представлены в табл. 1.

 

Рис. 1. Алгоритм отбора пациентов для исследования. ФП — фибрилляция предсердий; КАГ — коронарная артериография; КТ-КАГ — компьютерная томографическая коронарная артериография

Fig. 1. Algorithm for patient selection. AF — atrial fibrillation; CA — coronary angiography; CT-CA — computed tomography coronary angiography

 

Таблица 1. Демографические, эхокардиографические и интраоперационные данные

Table 1. Demographic, echocardiography and intraprocedural data

Параметр		Группа 1 (n = 32)	Группа 2 (n = 72)	Группа 3 (n = 48)	Статистическая значимость
Женский пол, n (%)		10 (31,2)	44 (61,6)	18 (37,5)	p1–2 = 0,004 p2–3 = 0,009
Возраст, М±SD, лет		48,6±11,9	59,6±9,2	66±6,9	p < 0,001
Артериальная гипертензия, n (%)		0 (0)	72 (100)	48 (100)	Нет данных
Пароксизмальная фибрилляция предсердий, n (%)		25 (78,1)	62 (84,9)	44 (91,7)	Нет данных
Фракция выброса левого желудочка, %		64,4±2,3	62,3±4,5	61,2±7,4	p1–2 = 0,002 p1–3 = 0,008
Размер левого предсердия, мм		39,4±4,0	42±4,4	44,3±4,8	p1–2 = 0,004 p1–3 < 0,001 p2–3 = 0,011
Источник энергии для изоляции легочных вен	РЧА, n (%)	19 (59,4)	55 (76,4)	38 (79,2)	Нет данных
	КБА, n (%)	13 (40,6)	17 (23,6)	10 (20,8)

Примечание. М±SD — среднее значение и стандартное отклонение; РЧА — радиочастотная аблация; КБА — криобаллонная аблация.

 

Диагностика ишемической болезни сердца

Ишемическую болезнь сердца диагностировали согласно действующим рекомендациям [2]. Заключение о наличии атеросклероза коронарных артерий делали на основании данных коронарографии у 59 пациентов или компьютерно-томографической коронарографии (с определением индекса коронарного кальция) — у 89. В исследование включены только пациенты без признаков коронарного атеросклероза (в группы 1 и 2) и с диагностированной ишемической болезнью сердца (в группу 3). Пациенты с нестенозирующим (уровнем стенозов менее 50 %) атеросклерозом коронарных артерий без ишемической болезни сердца исключены из исследования.

Медикаментозная терапия

Всем пациентам, включенным в исследование, терапию назначали согласно существующим рекомендациям по каждой нозологии. Выбор конкретных препаратов, их сочетание и режимы дозирования определял лечащий врач.

Антиаритмическую терапию проводили без перерыва до и после операции без отличий между исследуемыми группами. В табл. 2 представлены антиаритмические препараты, использованные в периоперационном периоде.

 

Таблица 2. Антиаритмическая терапия в периоперационном периоде

Table 2. Periprocedural antiarrhythmic therapy

Препарат	Группа 1, %	Группа 2, %	Группа 3, %
Отсутствует	7,7	6,5	10,9
Пропафенон	7,7	8,1	6,5
Аллапинин	11,5	12,9	4,3
Соталол и Аллапинин	3,8	8,1	2,2
Соталол	46,2	40,3	52,2
Амиодарон	23,1	24,2	23,9

Примечание. Общие статистически значимые отличия между группами отсутствуют.

 

Катетерная аблация и электрофизиологическое исследование

Перед операцией фиксировали тип предсердного ритма [ФП или синусовый ритм (СР)] и частоту сердечных сокращений (или частоту желудочковых сокращений при ФП).

Изоляцию устьев легочных вен выполняли с помощью радиочастотной или криобаллонной аблации под внутривенной седацией и анальгезией растворами пропофола и фентанила или эндотрахеальным наркозом. Конечной целью аблации было достижение двунаправленной блокады электрических импульсов между мышечными муфтами всех легочных вен и миокардом левого предсердия при СР.

После окончания всех воздействий выполняли программную и учащающую стимуляцию предсердий. При программной стимуляции определяли эффективный рефрактерный период предсердного миокарда.

Изменение амплитуды и частоты фибрилляторной активности в коронарном синусе

У пациентов, поступивших в операционную с устойчивым пароксизмом ФП, измеряли амплитуду и частоту фибрилляторной активности на основании записи с электрофизиологического электрода в коронарном синусе (рис. 2).

 

Рис. 2. Поверхностная электрокардиограмма и внутриполостные электрограммы с аблационного и электрофизиологического электродов в коронарном синусе у пациента с фибрилляцией предсердий. а — до аблации, измерения амплитуды (2,16 мВ) и частоты (74 ∙ 6 = 396 в минуту) фибрилляторной активности в коронарном синусе; b — после аблации, отмечено снижение амплитуды (до 0,56 мВ) и частоты (до 46 ∙ 6 = 276 в минуту) фибрилляторной активности в коронарном синусе

Fig. 2. Surface electrocardiogram and endocardial electrograms from ablation and diagnostic catheters in the coronary sinus in the atrial fibrillation patient. a, prior to ablation, measurements of atrial amplitude (2,16 mV) and atrial fibrillation rate (74 ∙ 6 = 396 beats per minute) in the coronary sinus are presented; b, after ablation, decrease in atrial amplitude (0,56 mV) and atrial fibrillation rate (46 ∙ 6 = 276 beats per minute) in the coronary sinus are presented

 

Первое измерение производили в начале операции (если пациент поступал в операционную с ФП) или в начале пароксизма ФП (при его спонтанной индукции во время операции). Второе измерение выполняли перед восстановлением СР (спонтанным на фоне аблации или перед электрической кардиоверсией).

Для определения частоты фибрилляторной активности подсчитывали количество отдельных предсердных сигналов в течение 10 с, и затем вычисляли частоту предсердных сигналов (ЧПС, в минуту) по формуле: ЧПС = ЧПС_{10 сек} × 6.

Статистический анализ

Статистическая обработка результатов произведена с использованием лицензионного программного обеспечения SPSS Statistics версии 26.0 (IBM, США). Описательные статистические данные для количественных переменных представлены средним арифметическим и стандартным отклонением. Номинальные данные описывали количеством пациентов и его валидной долей в процентах. Нормальность распределения количественных и порядковых данных определяли с помощью теста Колмогорова – Смирнова. Сравнительный анализ переменных с нормальным распределением выполняли с помощью t-теста Стьюдента. При распределении, отличном от нормального, данные сравнивали с помощью теста Краскела – Уоллиса. Сравнение номинальных данных выполняли с помощью критерия χ² или теста Фишера в зависимости от минимального значения в ячейке таблицы сопряженности. В качестве уровня статистической значимости использовано значение р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Частота сердечных сокращений до и после операции

В связи с тем, что часть пациентов поступала в операционную с пароксизмом ФП, а часть — с СР, и показатели частоты сокращений желудочков существенно отличались у пациентов с разным ритмом (64,9±11,9 в минуту при СР и 102,6±20,8 в минуту при ФП; р < 0,001), анализ данных показателей до и после изоляции легочных вен проводили отдельно для пациентов с СР и ФП (табл. 3).

 

Таблица 3. Данные о предсердном ритме и частоте сердечных сокращений у пациентов разных клинических групп до и после катетерной изоляции легочных вен

Table 3. Atrial rhythm and heart rate data of the patients from different clinical groups before and after pulmonary vein isolation

Параметр	Группа 1	Группа 2	Группа 3	Статистическая значимость отличий между группами
				1 и 2	1 и 3	2 и 3
Частота синусового ритма до ИЛВ	61,2±10,9	60,1±8,9	57,2±10,3	р = 0,56	р < 0,001	р < 0,001
Частота синусового ритма после ИЛВ	92,8±28,3	77,4±8,8	75,5±11,3	р < 0,001	р < 0,001	р = 0,124
Статистическая значимость отличий показателей до и после ИЛВ	р < 0,001	р < 0,001	р < 0,001
Частота сокращений желудочков при фибрилляции предсердий до ИЛВ	107±15,8	89,9±14,3	102±12,5	р < 0,001	р = 0,924	р = 0,005
Частота сокращений желудочков при фибрилляции предсердий после ИЛВ	123±15,5	111±13,6	108±12,5	р < 0,001	р < 0,001	р = 0,567
Статистическая значимость отличий показателей до и после ИЛВ	р < 0,001	р < 0,001	р = 0,001

Примечание. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартного отклонения (в минуту). ИЛВ — изоляция легочных вен.

 

Частота СР до аблации в группе 3 (57,2±10,3 в минуту) была ниже, чем в группах 1 (61,2±10,9 в минуту) и 2 (60,1±8,8 в минуту) (р < 0,001).

Среди пациентов, поступивших в операционную с ФП, частота сокращений желудочков была существенно выше у пациентов в группе 1 (107±15,8 в минуту) по сравнению с показателями в группах 2 (89,9±14,3 в минуту) и 3 (102±12,5 в минуту) (р < 0,001).

У пациентов всех групп как при СР, так и при ФП частота сердечных сокращений возрастала после изоляции легочных вен по сравнению с частотой до аблации (р < 0,001). После операции в группе 1 отмечена более высокая частота как при СР, так и при ФП по сравнению с аналогичными показателями в группах 2 и 3 (р < 0,001).

Показатели степени нарастания частоты сердечных сокращений при СР и частоты сокращений желудочков при ФП не отличались между группами (р = 0,34 и р = 0,29 соответственно).

Амплитуда электрической активности и частота возбуждения коронарного синуса при фибрилляции предсердий

Средние величины частоты фибрилляторной активности коронарного синуса и амплитуда предсердных электрограмм в нем до изоляции легочных вен не отличались между пациентами разных клинических групп (табл. 4). Во всех группах после изоляции легочных вен отмечено статистически значимое снижение частоты активности по сравнению с исходной величиной: в среднем на 72 в минуту (р < 0,001) в группе 1, на 49 в минуту (р < 0,001) в группе 2 и на 49 в минуту (р = 0,003) у пациентов группы 3. Значения степени снижения частоты возбуждения коронарного синуса не отличались между группами (р = 0,599). Частота фибрилляторной активности после изоляции легочных вен осталась сопоставимой в исследуемых группах (р = 0,45).

 

Таблица 4. Данные о частоте и амплитуде предсердного ритма у пациентов изучаемых клинических групп до и после катетерной изоляции легочных вен

Table 4. Atrial fibrillation rate and amplitude in different clinical groups before and after pulmonary vein isolation

Параметр	Группа 1	Группа 2	Группа 3	Статистическая значимость отличий между группами
				1 и 2	1 и 3	2 и 3
Частота КС до ИЛВ, в минуту	420,7±77	382,2±29,7	380,9±122,6	р = 0,238
Частота КС после ИЛВ, в минуту	356,5±19,4	334,3±79,7	321,5±84	р = 0,450
Изменение частоты КС, в минуту	−72±71,4	−49,3±87,8	−49,1±78,7	р = 0,599
Статистическая значимость отличий в изменениях частоты КС	р < 0,001	р < 0,001	р = 0,003
Амплитуда КС до ИЛВ, мВ	1,38±0,8	1,62±0,7	1,53±1,28	р = 0,3
Амплитуда КС после ИЛВ, мВ	1,3±0,9	0,96±0,6	1,3±1,49	р = 0,214	р = 0,433	р = 0,973
Изменение амплитуды КС, мВ	−0,1±0,9	−0,7±0,6	−0,3±0,8	р = 0,004	р = 0,309	р = 0,058
Статистическая значимость отличий в изменениях амплитуды КС	р = 0,042	р < 0,001	р = 0,123

Примечание. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартного отклонения. ИЛВ — изоляции легочных вен, КС — коронарный синус.

 

У пациентов без ишемической болезни сердца после аблации отмечено значимое снижение амплитуды предсердных электрограмм по сравнению с предоперационными значениями (р = 0,042 в группе 1 и р < 0,001 в группе 2).

Эффективный рефрактерный период при синусовом ритме

Определяемые при попытке индукции ФП в конце операции эффективные рефрактерные периоды предсердного миокарда в группах 1 (235±30,3 мс), 2 (220,6±25,6 мс) и 3 (231,2±39,4 мс) не отличались (р = 0,359).

ОБСУЖДЕНИЕ

Частота сердечных сокращений до и после операции

Во всех группах вне зависимости от характера предсердного ритма отмечено статистически значимое увеличение частоты сердечных сокращений после операции по сравнению с предоперационными значениями (р < 0,001). При этом пациенты в группе 1 вне зависимости от ритма в предсердиях (СР или ФП) демонстрировали значимо большую частоту сердечных сокращений, чем в других группах. Повышение автоматизма синусового узла при СР и улучшение атриовентрикулярной проводимости во время ФП на фоне изоляции легочных вен описано ранее [21]. Этот феномен может быть связан с изменением вегетативных влияний на сердце из-за непреднамеренного воздействия на интрамуральные нервные сплетения. Катетерную аблацию вегетативных ганглиев в левом предсердии ранее рассматривали как самостоятельную методику лечения ФП, альтернативную изоляции легочных вен, но она не показала достаточно высокую эффективность [18]. В настоящее время методику аблации ганглионарных сплетений используют как дополнение к изоляции легочных вен для лечения ФП [3] или у пациентов с брадикардиями и нейрокардиогенными обмороками [15], так как она позволяет устранить патологический парасимпатический тонус, обладающий аритмогенным эффектом, у некоторых пациентов [14].

Амплитуда электрической активности и частота возбуждения коронарного синуса при фибрилляции предсердий

Поиск интраоперационных предикторов эффективности аблации ФП для определения объема вмешательства остается актуальной проблемой. В настоящем исследовании оценена фибрилляторная активность у пациентов с длительным пароксизмом ФП, регистрированным в процессе аблации. Между пациентами разных клинических групп не установлено существенных отличий в частотной или амплитудной характеристиках фибрилляторной активности предсердий до аблации. В то же время у пациентов всех изучаемых клинических групп отмечено значимое снижение частоты фибрилляторной активности в среднем на 49–72 в минуту (увеличение длительности предсердного цикла) к концу операции по сравнению с предоперационными значениями. L. Di Marco и соавт. показали, что частотные характеристики предсердного ритма при ФП могут служить предикторами купирования этого нарушения во время аблации и долгосрочной эффективности данного лечения [13]. K. Heist и соавт., а также F. Holmquist и соавт. показали положительную корреляцию между длиной цикла ФП в начале операции и купированием ФП с помощью аблации [9, 10]. P. Pascale и соавт. продемонстрировали взаимосвязь восстановления СР в процессе аблации с соотношением длительностей цикла ФП в легочных венах и ушке левого предсердия. Более короткий цикл в легочных венах по сравнению с циклом в левом предсердии указывал на их триггерную роль в патогенезе ФП у конкретного пациента и возможность устранения причины аритмии путем изоляции легочных вен [16].

Результаты экспериментальных [5] и клинических [17] работ говорят также о важной роли парасимпатической нервной системы в регуляции активности эктопических триггерных очагов в левом предсердии и легочных венах. Аблация ганглионарных сплетений или изоляция очагов в легочных венах от предсердного миокарда могут снижать частоту фибрилляторной активности в предсердиях и позволяют предсказывать купирование ФП в процессе аблации, а также долгосрочную эффективность операции [7].

Еще одной находкой настоящего исследования было снижение амплитуды электрической активности в коронарном синусе у пациентов в группах 1 и 2. Данное наблюдение может быть связано с отеком стенки левого предсердия или снижением количества жизнеспособного миокарда в левом предсердии в процессе аблации [25]. В отличие от настоящих данных T.-C. Tuan и соавт. показали снижение амплитуды электрической активности левого предсердия с возрастом [23].

Эффективный рефрактерный период при синусовом ритме

Укорочение рефрактерности предсердного миокарда при ФП по сравнению с ее величиной у здоровых пациентов без ФП хорошо известно [4, 6, 11, 12]. Значение этого показателя увеличивается с возрастом [20], зависит от расположения точки стимуляции предсердий [6]. Острое повышение давления в левом предсердии и его дилатация приводят к значимому укорочению эффективного рефрактерного периода предсердий и повышению склонности к ФП [19]. С другой стороны, у пациентов с синдромом слабости синусового узла длительность предсердного рефрактерного периода не отличается от этого показателя у пациентов контрольной группы, несмотря на больший возраст, а также наличие структурной патологии сердца и сопутствующей экстракардиальной патологии [22]. Отсутствие отличий между исследуемыми группами по этому показателю в настоящей работе могло быть обусловлено выбором точки стимуляции или разнонаправленным влиянием различных факторов (возраста, ишемической болезни сердца, изменений вегетативной иннервации и др.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пациенты с ФП, возникающей на фоне различных сопутствующих заболеваний сердечно-сосудистой системы, показывают различные электрофизиологические свойства синусового и атриовентрикулярного узлов, а также предсердного миокарда (амплитуду и частоту фибрилляторной активности). Это подтверждает обоснованность разработки и применения персонифицированного подхода в лечении ФП у пациентов с сопутствующей патологией сердечно-сосудистой системы, и должно быть учтено в критериях отбора на вмешательство и при определении объема вмешательства. Необходимы дополнительные исследования для изучения изменений электрофизиологии сердца у пациентов в различных клинических ситуациях и оценки влияния этих изменений на эффективность лечения ФП.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Исследование было проведено без привлечения дополнительного финансирования.

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

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

Наибольший вклад распределен следующим образом: М.В. Горев — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, участие в выполнении операций, участие в написании первой версии рукописи; Д.В. Фетцер — участие в разработке дизайна исследования, обсуждение результатов работы, правка текста; Е.А. Ковалевская — обсуждение результатов работы, участие в написании первой версии рукописи; Н.Г. Потешкина, С.А. Сайганов — коррекция протокола исследования, обсуждение результатов работы, коррекция первой версии рукописи; И.А. Уразовская — коррекция протокола исследования, анализ полученных данных, участие в статистической обработке, обзор литературы, внесение окончательной правки.

Этическое утверждение. Исследование одобрено локальным этическим комитетом СЗГМУ им. И.И. Мечникова (протокол № 12 от 06.12.2023 г.).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. The study had no external funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Author contribution. All the authors have made a significant contribution to the development of the concept, research, and preparation of the article as well as read and approved the final version before its publication.

Personal contribution of each author: M.V. Gorev — study concept and design, data collection and analysis, participating in the pulmonary vein isolation procedures, text writing; D.V. Fettser — study concept and design, discussion of the study results, text edits; E.A. Kovalevskaya — discussion of the study results, text edits; N.G. Poteshkina, S.A. Saiganov — study protocol corrections, discussion of the study results, text edits; I.A. Urazovskaya — data analysis, literature review, making final text edits.

Ethics approval. The study was approved by the local Ethics Committee of the North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov (protocol No. 12 dated 06.12.2023).

作者简介

Maxim Gorev

Moscow City Clinical Hospital No. 52; AO Family Doctor JSC

编辑信件的主要联系方式.
Email: drgorevmv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1300-4986
SPIN 代码: 3572-2389

electrophysiologist

俄罗斯联邦, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242; Moscow

Denis Fettser

Moscow City Clinical Hospital No. 52

Email: fettser@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4143-8899
SPIN 代码: 4191-6337

MD, Cand. Sci. (Med.)

俄罗斯联邦, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242

Elena Kovalevskaya

Moscow City Clinical Hospital No. 52

Email: tolyaaa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0787-4347
SPIN 代码: 8853-2700

MD, Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

俄罗斯联邦, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242

Nataliya Poteshkina

Moscow City Clinical Hospital No. 52; Pirogov Russian National Research Medical University

Email: nat-pa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9803-2139
SPIN 代码: 2863-4840

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

俄罗斯联邦, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242; Moscow

Irina Urazovskaya

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: langelova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4165-4599
SPIN 代码: 9263-4316
Scopus 作者 ID: 36544644000

MD, Cand. Sci. (Med.), Department Assistant

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Sergey Saiganov

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: sergey.sayganov@szgmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-8325-1937
SPIN 代码: 2174-6400
Scopus 作者 ID: 56512453000

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

补充文件