При диагностике фибрилляции предсердий (ФП) неизбежно возникает вопрос о патогенезе данного заболевания [1-3]. Если удается найти какой-то обобщающий ответ на этот вопрос, то складывается очень ценное клиническое представление о данной патологии [4; 5, с. 153; 6, с. 85]. Правильное, исчерпывающее решение этого вопроса имеет и громадное практическое значение. Точное знание патогенеза ФП правильно ориентирует все клинические подходы, указывая рациональное расположение отдельных методов диагностики [7-9]. К сожалению, надо сказать, что в литературе не всегда встречается четкая и принципиальная формулировка ответа на поставленный вопрос. Хотя за последние годы значительно укрепились и распространились правильные представления в этой области, однако все еще нередко приходится встречаться с заблуждениями [10-12]. В настоящей работе оценивались патогенетические механизмы возникновения ФП по данным электрокардиографии (ЭКГ), эхокардиографии (ЭхоКГ), электрофизиологического исследования сердца (ЭФИ) и множественных отведений ЭКС (электрокардиосигналов). Последняя методика регистрации ЭКС была разработана в Национальном исследовательском университете «МЭИ» [13; 14].
Целью исследования было изучение клинического значения множественных отведений электрокардиосигналов для оценки площади распространения возбуждения по предсердиям у здоровых лиц и пациенток с фибрилляцией предсердий в разных возрастных группах.
Материал и методы исследования
В исследование включены 11 женщин в репродуктивном периоде (1-я контрольная группа), 10 – в перименопаузе (2-я контрольная группа) и 13 – в постменопаузе (3-я контрольная группа) без ПФП и предикторов их возникновения. 12 женщин с пароксизмами фибрилляции предсердий (ПФП) в репродуктивном периоде (4-я группа), 18 – в перименопаузе (5-я группа) и 16 – в постменопаузе (6-я группа). Для распределения женщин по возрастным группам была использована классификация STRAW+10.
Регистрация ЭКГ, ЭхоКГ и ЭФИ сердца проводилась по стандартным методикам. После получения данных оценивали ширину зубца P, эффективный рефрактерный период предсердий (ЭРПп), площадь предсердий (SП) и отношение пиковой скорости в фазу раннего диастолического наполнения (E) к пиковой скорости в фазу позднего диастолического наполнения (A).
Для оценки площади возбуждения предсердий использовалась система регистрации множественных отведений ЭКС. Данная система состоит из узла электродов, блока передачи данных, а также модулей сбора, обработки и хранения.
Регистрация множественных отведений ЭКС проводилась с 48 униполярных электродов, расположенных на передней, задней и боковых поверхностях грудной клетки. Полученные данные вносились в память компьютера и обрабатывались по специальной программе, а затем оценивалась площадь возбуждения миокарда предсердий по 2D- и 3D-карте. По результатам полученных данных рассчитывали площадь предсердий (SП), площадь возбуждения предсердий (SВП) и отношение площади предсердий к площади возбуждения предсердий (SП/SВП) по данным множественных отведений ЭКС.
Математическая обработка полученных данных проводилась с помощью программ Excel (Microsoft Office 2013) и StatSoft Statistica 13. Для характеристики количественных переменных применяли среднее арифметическое значение ± стандартное отклонение (M±m). Для проверки выборок на нормальное распределение использовался критерий Колмогорова-Смирнова. С целью выявления независимых предикторов рецидивирования ФП использовали многофакторный анализ. Для оценки влияния показателей использовали ROC-анализ с площадью под кривой. Пороговые значения для количественных предикторов устанавливали на основе ROC-анализа при оптимальном соотношении чувствительности и специфичности.
Уровень статистической значимости для всех видов анализа расценивался как p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Показатели ЭКГ, электрофизиологии и гемодинамики у здоровых женщин и больных с пароксизмами ФП в разных возрастных группах представлены в таблице 1.
Таблица 1
ЭКГ, ЭФ и гемодинамические показатели сердца у здоровых женщин и больных с пароксизмами ФП
|
Показатели |
Группа |
контроля |
|
Группа |
женщин с |
ПФП |
|
|
1-я |
2-я |
3-я |
4-я |
5-я |
6-я |
|
Зубец P, мс |
88,9±0,71 |
94,8±1,08 p1-2<0,001 |
97,8±1,05 p1-3<0,001 p2-3<0,05 |
91,2±0,68 |
97,4±0,92 p4-5<0,001 |
101,6±1,17 p4-6<0,001 p5-6<0,01 |
|
ЭРПп, мс |
177,8±6,36 |
172,9±6,31 p1-2>0,05 |
132,4±5,1 p1-3<0,001 p2-3<0,01 |
166,7±5,75 |
142,8±5,03 p4-5<0,001 |
119,9±4,98 p4-6<0,001 p5-6<0,01 |
|
SП, см2 |
25,3±0,63 |
29,8±0,45 p1-2>0,05 |
34,4±0,52 p1-3<0,001 p2-3<0,01 |
26,1±0,51 |
32,7±0,64 p4-5<0,001 |
39,2±0,35 p4-6<0,001 p5-6<0,001 |
|
SВП, см2 |
13,1±0,24 |
15,3±0,31 p1-2<0,001 |
18,0±0,25 p1-3<0,001 p2-3<0,001 |
14,9±0,29 |
15,3±0,33 p4-5<0,001 |
17,0±0,36 p4-6<0,001 p5-6<0,001 p3-6>0,05 |
|
SП/SВП |
1,96±0,071 |
1,97±0,046 p1-2>0,05 |
1,97±0,046 p1-3>0,05 p2-3>0,05 |
1,96±0,071 |
2,2±0,046 p4-5>0,05 |
2,3±0,038 p4-6>0,05 p5-6>0,05 p3-6<0,05 |
|
E/A |
1,56±0,0055 |
1,48±0,0050 p1-2<0,05 |
1,49±0,0045 p1-3>0,05 p2-3>0,05 |
1,31±0,0055 |
1,19±0,0052 p1-2<0,001 p2-5<0,001 |
1,01±0,0029 p4-6<0,001 p5-6<0,001 p3-6<0,001 |
|
ПФП, год |
- |
- |
- |
19,3±0,84 |
24,4±1,06 p4-5<0,01 |
26,2±1,12 p4-6<0,001 p5-6>0,05 |
Примечание для таблиц 1-3. Зубец P – ширина зубца «Р», ЭРПп – эффективный рефрактерный период предсердий, SП – площадь предсердий, SВП - площадь возбуждения предсердий, SП/SВП – отношение площади предсердий к площади возбуждения предсердий, E/A - отношение пиковой скорости в фазу раннего диастолического наполнения (E) к пиковой скорости в фазу позднего диастолического наполнения (A), ПФП – пароксизмы фибрилляции предсердий.
В контрольных группах (табл. 1) выявлены существенные различия между зубцами Р, ЭРПп, SП и SВП в исследованных возрастных интервалах. Ширина зубца Р, по сравнению с 1-й контрольной группой, во 2-й была больше на 6,8% (p<0,001), в 3-й - на 9,7% (p<0,001), SП - на 17,7% (p<0,001) и 36,2% (p<0,001), SВП - на 16,9% (p<0,001) и 37,5% (p<0,001) соответственно. В то же время ЭРПп был короче на 2,5% (p>0,05) и 25,3% (p<0,001) соответственно. Выявлено, что SП/SВП и E/A в изучаемых группах существенно не отличались. Полученные данные свидетельствуют о том, что с увеличением возраста происходит одновременное увеличение анатомических предсердных размеров и площади возбуждения, что приводит к нормализации отношения между ними. Это отношение в 1-й группе было в среднем 1,96±0,071, во 2-й - 1,97±0,046 и в 3-й - 1,96±0,071. Различия между группами были статистически незначимыми (p>0,05). Поэтому можно предположить, что если отношение анатомических размеров предсердий к площади возбуждения меньше 2, то сохраняется нормальная гемодинамика в предсердиях. Отношение E/A в 1-й группе было 1,56±0,0055, во 2-й - 1,49±0,0045 и в 3-й - 1,31±0,0055. Различия между группами были статистически незначимыми (p>0,05).
Как видно из таблицы 1, средние значения зубца Р, ЭРПп, SП, SВП, по сравнению с 4-й группой, в 5-й и 6-й группах увеличились на 6,8% (p<0,001) и 11,4% (p<0,001), 14,5% (p<0,001) и 28,1% (p<0,001), 16,5% (p<0,001) и 32,2% (p<0,001), 14,5% (p<0,001) и 37,4% (p<0,001) соответственно. SП/SВП во всех группах было больше 2 и статистически незначимым (p>0,05).
Отношение E/A, по сравнению с 4-й группой, в 5-й было меньше на 10,3% (p<0,001), в 6-й – на 16,9% (p<0,001), а количество ПФП было больше на 20,3% (p<0,001) и 13,8% (p<0,001) соответственно.
Из полученных данных следует, что увеличение отношения анатомических размеров сердца к площади возбуждения предсердий более чем в 2 раза, приводит к диастолической дисфункции левого желудочка первого типа и увеличению частоты и продолжительности ПФП.
Обращают на себя внимание существенные различия в ЭКГ, ЭФ и гемодинамических показателях сердца между группой контроля и женщинами с пароксизмами ФП в разных возрастных группах.
В 4-й группе женщин с ПФП, по сравнению с 1-й, ширина зубца Р была больше на 2,5% (p<0,05), SП - на 11,2% (p<0,01), SВП – на 1,2% (p>0,05), SП/SВП – на 11,9% (p<0,01), ЭРПп короче на 5,9% (p>0,05), E/A меньше на 19,6% (p<0,001). Аналогичные данные были получены при сравнении 5-й и 6-й групп со 2-й и 3-й. Ширина зубца Р была больше на 2,6% (p>0,05) и 3,9% (p<0,01), SП - на 9,9% (p<0,001) и 7,8% (p<0,01), SВП – на 3,2% (p>0,05) и 1,2% (p>0,05), SП/SВП – на 12,9% (p<0,05) и 8,5% (p<0,05), ЭРПп короче на 17,8% (p<0,001) и 9,9% (p>0,05), E/A - меньше на 26,8% (p<0,001) и 32,6% (p<0,001) соответственно.
Изучение патогенеза ФП невозможно без учета эндокринного старения женщины. В основе патогенеза эндокринного старения женщин лежит эстрогеновый дефицит [15; 16]. Исследованиями последних лет установлено, что концентрация фибробластов в миокарде предсердий больше, чем в желудочках [17; 18]. Также известно, что эстрогеновый дефицит вызывает пролиферацию фибробластов и предсердный фиброз [19; 20]. В результате фиброза предсердий возникает нарушение межпредсердной и внутрипредсердной проводимости, что по ЭКГ проявляется увеличением продолжительности зубца Р, а в результате различной плотности фиброза возникает дисперсия рефрактерных периодов, укорочение ЭРП предсердий и фибрилляция предсердий. Полученные данные, основанные на изучении ширины зубца Р, площади предсердий и ЭРП предсердий, совпадают с результатами других авторов [21; 22].
Известно, что фиброзированный миокард, с одной стороны, меняя скорость и направление распространения возбуждения, создаёт субстрат для циркуляции возбуждения и ФП [23]. С другой стороны, фиброзная ткань имеет слабую электрическую активность, и множественные отведения ЭКС не регистрируют их потенциал. Тем самым при вычислении разницы между площадью предсердий и площадью возбуждения по результатам множественных отведений ЭКС возникает возможность оценить площадь фиброза, что имеет важное клиническое и прогностическое значение. При сравнительной оценке площади предсердий и площади возбуждения по данным множественных отведений ЭКС выявлено, что анатомическая площадь предсердий практически в два раза (p<0,05) превышает площадь возбуждения.
Влияние ширины зубца Р, эффективного рефрактерного периода предсердий (ЭРПп), пощади предсердий (SП), площади возбуждения предсердий (SВП), отношение SП/SВП и E/A на частоту пароксизмов ФП оценивали методом множественного регрессионного анализа (табл. 2)
Таблица 2
Множественная регрессия частоты пароксизмов фибрилляции предсердий с ЭКГ и гемодинамическими показателями
|
|
Группы женщин с ПФП |
||
|
Показатели |
4-я |
5-я |
6-я |
|
|
Число ПФП |
||
|
Коэффициент множественной |
0,994 |
0,996 |
0,992 |
|
Коэффициент детерминации (R2) |
0,988 |
0,993 |
0,985 |
|
Значение критерии Фишера (F) |
399,7 |
734,6 |
307,6 |
|
Зубец P, мс |
ß=1,29, t=3,0 |
ß=0,62, t=2,3 |
ß=0,51, t=2,4 |
|
ЭРПп, мс |
ß=-0,95, t=-5,6 |
ß=-0,11, t=-1,2 |
ß=-0,59, t=-3,1 |
|
SП, см2 |
ß=0,016, t=0,12 |
ß=-0,12, t=-2,1 |
ß=0,062, t=2,4 |
|
SВП, см2 |
ß=0,083, t=0,65 |
ß=-0,198, t=-2,2 |
ß=-0,293, t=-1,0 |
|
SП/SВЛП, см2 |
ß=-0,414, t=-2,8 |
ß=0,626, t=3,7 |
ß=-0,437, t=-3,6 |
|
E/A |
ß=0,178, t=0,49 |
ß=-0,133, =-0,6 |
ß=0,391, t=1,8 |
Как видно из таблицы 2, в 4-й группе женщин с пароксизмами ФП коэффициент множественной корреляции равен 0,994, в 5-й - 0,996, в 6-й -0,992, что указывает на тесную связь ФП с ЭКГ и гемодинамическими показателями. Показатель коэффициента детерминации, равный 0,988 (≈ 98,8), 0,993 (≈ 99,3), 0,985 (≈ 98,5) соответственно, показывает на высокую долю в вариации ЭКГ и гемодинамических показателей. Значения критерия Фишера F, равные 399,7 (p<0,001), 734,6 (p<0,001), 307,6 (p<0,001) соответственно, указывают на адекватность регрессионной модели.
Анализ коэффициента регрессии показал, что частота пароксизмов ФП в 4-й группе женщин преимущественно зависит от ширины зубца Р (ß=1,29, t=3,0, p=0,005), ЭРПп (ß=-0,95, t=-5,6, p<0,001, отношения SП/SВЛП (ß=-0,414, t=-2,8, p=0,009), в 5-й - от ширины зубца Р (ß=0,62, t=2,3, p=0,031), SП (ß=-0,12, t=-2,1, p<0,044), SВП (ß=-0,198, t=-2,2, p<0,035), отношения SП/SВЛП (ß=0,626, t=3,7, p=0,001), в 6-й - от ширины зубца Р (ß=0,51, t=2,4, p=0,025), ЭРПп (ß=-0,59, t=-3,1, p=0,005), SП (ß=0,062, t=2,4, p=0,021).
Для установления зависимости ФП от порогового значения ширины зубца Р, эффективного рефрактерного периода предсердий (ЭРПп), площади предсердий (SП), площади возбуждения предсердий (SВП), отношения SП/SВП и E/A проведен ROC-анализ (табл. 3).
Таблица 3
ROC-анализ фибрилляции предсердий с ЭКГ и гемодинамическими показателями
|
|
Группы женщин с ПФП |
||||||
|
Показатели |
4-я |
5-я |
6-я |
||||
|
|
|
|
Зубец P, |
мс |
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
>94,9 |
0,881 |
>99,9 |
0,913 |
>103,4 |
0,872 |
|
TPR |
FPR |
80,0 |
73,7 |
81,3 |
77,8 |
73,3 |
73,7 |
|
|
|
|
ЭРПп, |
мс |
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
<163,5 |
0,989 |
<141,5 |
1,0 |
<116,8 |
0,981 |
|
TPR |
FPR |
86,7 |
94,7 |
87,5 |
100,0 |
93,3 |
84,2 |
|
|
|
|
SП, |
см2 |
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
>28,5 |
0,911 |
>33,1 |
0,901 |
>39,4 |
0,884 |
|
TPR |
FPR |
80,0 |
89,5 |
75,0 |
94,4 |
66,7 |
100,0 |
|
|
|
|
SВП, |
см2 |
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
<12,3 |
0,900 |
<15,1 |
0,922 |
<16,6 |
0,874 |
|
TPR |
FPR |
80,0 |
84,2 |
75,0 |
94,4 |
73,3 |
63,3 |
|
|
|
|
SП / |
SВП |
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
>1,93 |
0,923 |
>2,0 |
0,976 |
>2,32 |
0,904 |
|
TPR |
FPR |
93,3 |
63,2 |
100,0 |
77,8 |
53,3 |
100,0 |
|
|
|
|
E/A |
|
|
|
|
|
ПЗ |
AUC |
<1,29 |
0,849 |
<1,14 |
0,877 |
<0,96 |
0,765 |
|
TPR |
FPR |
80,0 |
78,9 |
81,3 |
66,7 |
73,3 |
52,6 |
Примечание: ПЗ - пороговое значение.
При сопоставлении показателей в группах выявлено, что ФП возникает в 4-й группе при увеличении ширины зубца Р более 94,9 мс, в 5-й – более 99,9 мс, в 6-й – более 103,4 мс, увеличении SП - более 28,5, 33,1, 39,4 см2, увеличении отношения SП/SВП – более 1,93, 2,0, 2,32, укорочении ЭРПп – менее 165,5, 141,5, 116,8 мс, уменьшении E/A – менее 1,29, 1,14, 0,96 соответственно. Чувствительность метода в группах составила от 53,3 до 93,3%, специфичность - от 63,2 до 94,7%, AUC – от 0,849 до 0,989.
Таким образом, в данной работе предпринята попытка определить роль множественных отведений электрокардиосигналов в комплексе с другими неинвазивными методами диагностики в оценке состояния сердца при фибрилляции предсердий. Сегодня трудно определить все возможности этого метода, однако интенсивные исследования, проводимые в нашей стране и ряде других стран, позволяют надеяться, что медицина получит еще один перспективный метод диагностики и контроля лечения заболеваний сердца.
Выводы
1. Оценка площади предсердий, площади возбуждения предсердий и их отношения по данным регистрации множественных отведений электрокардиосигналов может быть использована для прогнозирования возникновения пароксизмов ФП или их учащения.
2. По данным регрессионного анализа выявлена связь между количеством пароксизмов ФП и отношением площади предсердий к площади возбуждения предсердий.
3. Результаты проведенного ROC-анализа в группах пациенток с пароксизмами ФП показали, что увеличение отношения площади предсердий к площади возбуждения предсердий приводит к возникновению и/или учащению пароксизмов ФП. В группе пациенток в репродуктивном периоде (4-я группа) пороговое значение отношения составило 1,93, у пациенток в перименопаузе (5-я группа) – 2,0, а у пациенток в постменопаузе (6-я группа) – 2,32. Чувствительность метода в группах составила от 53,3 до 93,3%, специфичность - от 63,2 до 94,7%, AUC – от 0,849 до 0,989.