Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

BODY SURFACE POTENTIAL MAPPING TO DETECT THE MYOCARDIAL STATUS IN PATIENTS WITH THE RELATED LEFT BUNDLE BRANCH BLOCK

Feofanova T.B. 1 Polyakova I.P. 2 Zaletova T.S. 1
1 Federal research centre of nutrition, biotechnology and food safety
2 Bakulev Center for Cardiovascular Surgery
The left bundle branch block (LBBB) is 0.06-0.1% of the total population. LBBB on the ECG masks myocardial changes that determine the differential diagnosis of the state of the cardiovascular system. The search for new opportunities for non-invasive diagnosis in this patients is relevant. Materials and methods. 27 patients with LBBB were enrolled in study; 15 patients (group 1) with ischemic heart disease (IHD) and 12 (group 2) with arterial hypertension (AH). All patients underwent body surface potential mapping (BSPM) with simultaneous exercise (bycicle) stress test and then angiography. Discussion. At rest, at the peak of the load and during the recovery, isointegral and departure maps are constructed. In the analysis, the parameters of the departure maps were similar at rest. At peak load and at 1 minute of the recovery, changes in patients with IHD and AH were variously directed. After 5th minute of the recovery, the maps were similar to the rest maps. The results of the study are confirmed by angiography. Thus, in patients with LBBB, myocardial status can be assessed using BSPM and simultaneous exercise (bycicle) stress test.
left bundle branch block
myocardial changes
noninvasive examination
bicycle ergometry
Body surface potential mapping

Блокада левой ножки пучка Гиса (ЛНПГ) определяется у 0,06-0,1% общей численности населения. Блокада ассоциируется с заболеваниями сердца: в 50% случаев – ишемическая болезнь сердца (ИБС), 33% – сердечная недостаточность (СН), являясь результатом повреждения, деформации или гипертрофии миокарда. Однако в ряде случаев она возможна и у пациентов, не имеющих сердечно-сосудистых заболеваний [1]. В течение длительного времени акцент при изучении блокады ЛНПГ был смещен на ИБС, острый инфаркт миокарда и СН. Наличие на электрокардиограмме (ЭКГ) блокады ЛНПГ маскирует изменения миокарда, затрудняет дифференциальную диагностику при наличии жалоб пациентов со стороны сердечно-сосудистой системы. Только у 50% пациентов с блокадой ЛНПГ выявляют поражение коронарных артерий [2]. В связи с этим многие исследователи указывают на возможную нецелесообразность экстренной ангиокоронарографии (АКГ) и актуальность поиска новых характеристик или методов для обследования таких больных. Показано, что пациенты с блокадой ЛНПГ и сниженной фракцией выброса левого желудочка (ЛЖ) имеют гораздо более высокую вероятность возникновения ИБС по сравнению с пациентами без блокады и с нормальной фракцией [3]. Часто блокада ЛНПГ сочетается с артериальной гипертонией (АГ). В Российской Федерации до 47% мужчин и 40% женщин в возрасте 25-65 лет имеют АГ; среди населения старше 60 лет распространенность достигает 60%. К 2025 г., согласно прогнозу, почти 1,5 миллиарда человек будет страдать АГ. АГ – ведущий фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ИБС, инфаркт миокарда, инсульт, хроническая СН), цереброваскулярных (транзиторная ишемическая атака, ишемический или геморрагический инсульт) и почечных (хроническая болезнь почек) заболеваний [4]. Однако при сопутствующей блокаде ЛНПГ неинвазивная диагностика процессов в миокарде затруднена. Изменения на ЭКГ неспецифичны в связи с деформацией желудочкового комплекса. При проведении нагрузочной пробы (тредмил-тест, велоэргометрическая проба) затруднена интерпретация результатов. Эхокардиография (Эхо-КГ) не позволяет сделать точное заключение о сократительной способности миокарда. Опубликовано исследование, в котором показано, что только у 40% пациентов было возможно определение внутрижелудочковой диссинхронии при помощи 2D-Эхо-КГ из-за наличия зон гипо- и акинезии, технических сложностей выведения корректной позиции. Также отсутствуют стандартизированные критерии оценки механической диссинхронии [5]. Наиболее информативными методами исследователи считают стресс-Эхо-КГ с фармпрепаратом, магнитно-резонансную томографию сердца с контрастом и АКГ. При этом все указанные методы имеют ограничения, описаны возможные осложнения. Таким образом, актуален поиск новых возможностей неинвазивной диагностики состояния миокарда у пациентов с блокадой ЛНПГ для выявления факторов риска и определения прогноза.

В мировой литературе описан метод поверхностного ЭКГ-картирования (ПК) – одномоментная регистрация ЭКГ-потенциалов, генерируемых в сердце, во многих точках поверхности грудной клетки, позволяющая получить диагностическую информацию о состоянии миокарда, в том числе состоянии проводящей системы, особенностях процессов де- и реполяризации миокарда, свойствах субстрата, локализации эктопического очага [6; 7]. Отечественные исследователи указывают на высокую чувствительность и специфичность метода для диагностики ИБС, в том числе при сопутствующих блокадах [8; 9]. Описаны возможности ПК в выявлении и оценке объема рубцовой ткани в миокарде [10]. Однако по-прежнему остается открытым вопрос диагностики состояния миокарда у пациентов с блокадой при отсутствии ИБС. Участки измененного миокарда (например, фиброз) при картировании в покое могут давать картину, сходную с пациентами с ИБС. В связи с этим цель исследования – оценить диагностические возможности ПК в оценке состояния миокарда при сопутствующей блокаде ЛНПГ.

Материалы и методы исследования. Проанализированы данные 27 пациентов с блокадой ЛНПГ. 15 пациентов (12 мужчин и 3 женщины) с ИБС и блокадой ЛНПГ сформировали группу 1, средний возраст в группе составил 53,73±5,22 года. 12 пациентов (10 мужчин и 2 женщины) с АГ и блокадой ЛНПГ – группу 2, средний возраст в группе 50,25±8,68 года. Помимо стандартного обследования (12 отведений ЭКГ, Эхо-КГ, суточное мониторирование ЭКГ и АД, лабораторные методы исследования) всем пациентам проведено ПК с велоэргометрической пробой (ВЭМ-пробой)). Диагностика ИБС у каждого из 27 пациентов проводилась инвазивным методом – с помощью АКГ: у всех пациентов группы 1 выявлено поражение двух и более коронарных артерий; у всех пациентов группы 2 отсутствовали гемодинамически значимые стенозы коронарных артерий.

Всем пациентам выполнено ПК с ВЭМ-пробой. Исследование проведено на специализированной компьютерной электрокардиологической системе «Cardiag 128.1». При этом на грудной клетке с первого по шестое межреберье размещали 5 поясов с 16 электродами на каждом поясе. Дополнительно размещены электроды для регистрации 12 общепринятых отведений. ВЭМ-проба проведена по стандартному протоколу. Регистрацию ЭКГ осуществляли в покое, во время выполнения пробы и в течение 5 минут периода восстановления (время после окончания нагрузочной пробы) с последующей обработкой данных. При наличии большого числа зарегистрированных ЭКГ (в нашем случае – 80 электродов на поверхности грудной клетки пациента) информативными оказываются не характеристики каждой зарегистрированной ЭКГ в различные моменты сердечного цикла, а так называемые поверхностные карты – карты распределений потенциалов (значений ЭКГ) на поверхности грудной клетки в последовательные моменты сердечного цикла или их функции. Точки с равными значениями потенциала или его функции соединяют между собой, в результате чего и образуются карты [10]. При наличии блокады ЛНПГ анализ деформированной ЭКГ на отдельных участках сердечного цикла становится бессмысленным. В таких случаях анализируют электрический сигнал на всем интервале QRST: рассчитывают площадь под кривой ЭКГ на этом интервале и строят распределение значений площади на поверхности торса. Площадь на интервале QRST может иметь отрицательной значение, что соответствует отведениям с отрицательными глубокими зубцами Т или морфологией QS. Таким образом, при проведении ВЭМ-пробы получали изоинтегральные карты на интервале QRST в покое, на пике нагрузки, в 1, 3 и 5-ю минуту периода восстановления. Для количественной оценки полученных результатов построенные карты сравнивали со «средненормальными» картами путем вычитания средней «нормальной», или контрольной карты из только что построенной, и получая на схеме торса пациента распределение так называемого индекса разности (DI - departure index), или разностную карту. Контрольной картой может быть «средненормальная» или собственная карта обследуемого, построенная ранее. Таким образом, становится возможной также количественная оценка состояния или изменений электрического поля сердца пациента в динамике и, косвенно, состояния или изменений миокарда. Индекс разности необходим для количественного анализа и последовательного сравнения построенных карт. Его рассчитывают по формуле: DI=(П-N)/σ, где П – площадь на всем интервале QRST под самой линией ЭКГ, определяемая для каждой точки расположения электродов на поверхности торса, N – средненормальное значение, σ – среднеквадратичное отклонение у пациентов группы нормы. Таким образом, DI позволяет определить степень отклонений от средних нормальных значений. В данном случае в качестве контроля для анализа и сравнения данных ПК брали средненормальные карты.

Разностная карта представляет собой прямоугольник – развертку поверхности торса; «разрез» по правой задне-подмышечной линии. Обозначение «°» – места наложения электродов на поверхности грудной клетки (торсе). Точки с DI <-2 обозначены сине-голубым цветом, точки с DI >2 – красно-желтым цветом. Чем большее значение DI на развертке торса, тем выше интенсивность цвета. При этом диагностически значимыми оказываются отрицательные значения DI. Совпадение области отрицательных значений DI (DI <-2, отклонение от средненормальных значений <-2σ) с проекцией зоны миокарда ЛЖ позволяет локализовать зоны патологии в миокарде ЛЖ и оценить динамику (возможных ишемических изменений) при проведении исследования [7; 8; 10]. Для каждого пациента в покое, на пике нагрузки, в 1, 3 и 5-ю минуту восстановления строили разностные карты на интервале QRST, вычисляли минимально отрицательные (min DI) и максимально положительные (max DI), среднее отрицательное и положительное значение DI, объем области положительных (область DIположит) и отрицательных значений DI (область DIотрицат) в % от площади поверхности грудной клетки, их локализацию на поверхности грудной клетки.

Статистическая обработка результатов исследования осуществлялась с помощью стандартного пакета статистических программ Statistica for Windows 8.1. Характеристики выборок приводятся в виде М+SD, где М – средние значения, SD - стандартное отклонение.

В связи с небольшими объемами выборок сравнение средних значений в двух группах проводили с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни (U-критерий Манна – Уитни).

Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

На рисунке представлены ЭКГ покоя (А и А1) и разностные карты, построенные в покое и на пике нагрузки, у пациента с ИБС (Б, В) и пациента с АГ (Б1, В1). У пациента с ИБС и блокадой ЛНПГ в покое DI min -3,2; область DIотрицат занимает 20% площади поверхности грудной клетки; у пациента с АГ и блокадой ЛНПГ DI min -6,6; область DIотрицат занимает 22% площади поверхности грудной клетки. На пике нагрузки у пациента с ИБС и блокадой ЛНПГ DI min -5,2; область DIотрицат занимает 31% площади поверхности грудной клетки; у пациента с АГ и блокадой ЛНПГ DI min -3,0; область DIотрицат занимает 8% площади поверхности грудной клетки. То есть в покое параметры разностных карт у этих больных сходны, однако изменения на пике нагрузки оказались разнонаправлены.

А – ЭКГ покоя пациента с ИБС и блокадой ЛНПГ; А1 – ЭКГ покоя пациента с АГ и блокадой ЛНПГ; Б и В – разностные карты, построенные для пациента с ИБС и блокадой ЛНПГ в покое и на пике нагрузки; Б1 и В1 – разностные карты, построенные для пациента с АГ и блокадой ЛНПГ в покое и на пике нагрузки. Выделены числовые параметры карт

Оценка разностных карт в покое показала, что у пациентов с блокадой ЛНПГ существуют изначальные изменения свойств миокарда желудочков, проявляющиеся в особенностях процесса реполяризации. Отклонения от нормального процесса реполяризации наблюдаются в покое в обеих группах, и не было выявлено статистически значимого различия в характеристиках разностных карт. Группа 1: max DI 5,09±2,54; min DI -5,41±1,99; DI сред. положит 3,11±1,17; DI сред. отрицат -3,3±1,15; область DIположит. 20,4±13,7; область DIотрицат. 21,87±9,24. Группа 2: max DI 5,82±1,83; min DI -5,88±1,72; DI сред. положит. 3,48±0,68; DI сред. отрицат -3,43±0,48; область DIположит. 20,5±11,52; область DIотрицат. 23,58±7,61.

На пике нагрузки QRSТ-разностные карты пациентов 1-й группы с ИБС статистически значимо отличались от таких же карт пациентов 2-й группы по min DI, p=0,02 и области DIотрицат., р=0,0007. В 1-ю минуту периода восстановления разностные карты пациентов 1-й и 2-й групп также различались min DI, p=0,003 и областью DIотрицат., р=0,0001 (табл.).

Характеристики разностных карт на пике нагрузки и в 1-ю минуту восстановления

Числовые характеристики разностных карт

Пик нагрузки

1-я минута восстановления

Группа 1

Группа 2

Группа 1

Группа 2

max DI

4,76±2,16

5,58±1,83

5,25±2,58

5,73±2,89

min DI

-6,75±2,15

-4,11±1,31

-6,3±2,43

-3,85±1,07

DI сред. положит.

3,02±0,61

3,18±0,63

2,95±1,0

3,2±0,76

DI сред. отрицат.

-3,56±0,69

-2,85±0,44

-3,47±0,78

-2,52±0,84

Область DIположит., %

10,07±9,65

15,67±13,81

13,27±12,9

16,42±15,93

Область DIотрицат., %

28,47±6,09

13,25±10,86

26±12,15

9,33±8,13

 

В группе 1 максимальными изменения были на пике нагрузки и/или в 1-ю минуту периода восстановления (табл.), что, несомненно, обусловлено стресс-индуцированной ишемией [8; 10; 11]. При этом область DIотрицат и min DI распространялись на проекции зон миокарда, соответствующие клинико-зависимой артерии. Совпадение области DIотрицат с проекцией зоны миокарда на развертку поверхности грудной клетки локализует зону ишемии, что подтверждено данными АКГ. В группе 2 на пике нагрузки и/или в 1-ю минуту периода восстановления выраженность отклонений от средней нормы резко уменьшается (табл.), однако к 3-5-й минуте наблюдается восстановление исходной картины. Полученные данные подтверждены отсутствием гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий при проведении АКГ. Карты, построенные на 5-й минуте периода восстановления, в обеих группах были сходны с картами покоя. Результаты исследования показывают, что процессы, происходящие на нагрузке и в начале периода восстановления, в группах разнонаправлены.

Тест с дозированной физической нагрузкой – важный метод неинвазивной диагностики ИБС. Ишемические изменения при этом максимально выражены на пике нагрузки и в первые минуты периода восстановления. Однако метод неинформативен при блокаде ЛНПГ. «Золотым» стандартом диагностики по-прежнему остается АКГ, позволяя наиболее точно провести оценку состояния коронарных артерий. Стоит отметить, что исследование имеет свои ограничения и осложнения. Наиболее часто встречаемые осложнения: реакция на введение контрастного вещества, нарушения ритма сердца, сосудистые и гемодинамические осложнения. В 10-30% случаев при проведении процедуры выявляют интактные коронарные артерии. При этом проведение теста с физической нагрузкой вместе с ПК позволяет выявлять ишемические изменения и проводить дифференциальную диагностику изменений миокарда на фоне блокады ЛНПГ. Интегральные карты QRST практически не зависят от последовательности активации желудочков, но меняются при нарушении процессов реполяризации [9]. В настоящее время ограничено количество работ по применению метода ПК у пациентов при сочетании блокад и неишемических заболеваний или идиопатическими блокадами. В нашем исследовании показано, что проведение ПК позволяет оценивать состояние миокарда у таких больных, а именно:, выявлять зоны стресс-индуцированной ишемии у пациентов с ИБС, проводить дифференциальную диагностику и определять прогноз при блокаде ЛНПГ у пациентов с заболеваниями неишемического генеза, что подтверждено результатами АКГ. Возможности картирования сердца вносят существенный вклад в развитие диагностики и выбор оптимальных терапевтических решений, в том числе и в инвазивной электрофизиологии [11; 12].

Выводы

1. ПК, проводимое совместно с ВЭМ-пробой, у пациентов с блокадой ЛНПГ позволяет оценить состояние миокарда и выявить стресс-индуцированную ишемию.

2. В покое параметры карт, полученных при проведении ПК и ВЭМ-пробы, у пациентов с блокадой ЛНПГ ишемического и неишемического генеза сходны, а изменения на пике нагрузки и в 1-ю минуту восстановления – разнонаправлены.

3. Наиболее важные параметры разностных карт, соответствующие стресс-индуцированным изменениям миокарда, – min DI и размер области DIотрицат, определяемые в покое и на разных этапах теста. При проведении ПК и ВЭМ-пробы у пациентов с блокадой ЛНПГ ишемического генеза увеличивается модуль min DI и область DIотрицат. У пациентов с блокадой ЛНПГ неишемического генеза уменьшается модуль min DI и область DIотрицат.