Possibilities of electrocardiographic and decartographic parametersin the diagnosis of right ventricular overload in patients with pulmonary arterial hypertension

Abstract

Aim: to study the possibilities of electrocardiographic and decartographic parameters to identify and assess the severity of overload of the right ventricle in pulmonary arterial hypertension (PAH) patients. Material and methods. Decartographic parameters of the activation duration and repolarization acceleration were studied in 120 patients with PAH and 120 healthy individuals compared to traditional ECG criteria of right ventricular hypertrophy. Moderate increase in systolic pulmonary artery pressure (SPAP) was determined as SPAP 30-50 mm Hg; severe as SPAP greater than 50 mm Hg. Results. The most informative decartographic indicators for the separation of the PAH group as a whole, and the subgroup with moderate increase in SPAP and normal group were the X and Z components of the repolarization acceleration vector and the index of activation duration, and for the separation of subgroups with moderate and severe increase in SPAP - Y component of the repolarization acceleration vector and index of activation duration. Decartographic parameters were more informative as compared with ECG criteria. Conclusion. In patients with PAH decartographic parameters can be useful for detecting the overload of the right ventricle and the assessment of its severity.

Full Text

Введение Выявление хронической перегрузки правого желудочка давлением является сложной диагностической задачей. Из- вестно, что информативность обычной электрокардиогра- фии (ЭКГ) в XII отведениях для выявления гипертрофии правого желудочка (ГПЖ) является относительно низ- кой [1]. В то же время эхокардиографическая диагностика ГПЖ также вызывает трудности из-за сложной трехмерной формы правого желудочка и нередкого наличия «плохого ультразвукового окна». В последние годы некоторые экспе- риментальные и клинические исследования [2, 3] показали, что развитие легочной артериальной гипертензии (ЛАГ) может сопровождаться значительными изменениями элек- трокардиографического желудочкового градиента - трехмерного показателя, который отражает усредненную не- однородность продолжительности потенциала действия в миокарде желудочков. Дэкартографическая карта ускоре- ния реполяризации, или вектор ускорения реполяризации, по электрофизиологическому значению близки к желудоч- ковому градиенту. В наших предыдущих работах также бы- ла показана высокая информативность интегральных дэ- картографических показателей деполяризации желудоч- ков при диагностике ГПЖ [4, 5]. Целью данной работы было изучение возможностей дэкартографических параметров по сравнению с тради- ционными электрокардиографическими показателями для выявления и оценки тяжести перегрузки правого же- лудочка у пациентов с ЛАГ. Материал и методы Были обследованы 120 больных, у которых присут- ствие ЛАГ было подтверждено клиническими и инстру- ментальными методами в соответствии с Российскими рекомендациями по диагностике и лечению легочной ги- пертензии (2013 г.). Среди них у 81 пациента была диаг- ностирована идиопатическая легочная гипертензия; у 10 - ЛАГ вследствие врожденного порока сердца (дефек- та межпредсердной перегородки); у 12 - резидуальная ЛАГ после коррекции врожденного порока сердца; у 9 - ЛАГ, ассоциированная с хронической обструктивной бо- лезнью легких; у 5 - хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия и у 3 - ЛАГ, ассоциированная с си- стемной склеродермией; 120 здоровых лиц составили контрольную группу. Эхокардиографическое исследование проводили на приборе Vivid 7 (GE, США) в соответствии с рекоменда- циями Европейского общества кардиологов/Американ- ского общества эхокардиографии (ESC/ASE). Систоличе- ское давление в легочной артерии (СДЛА) рассчитыва- лось при допплеровской эхокардиографии (ЭхоКГ), при этом учитывались систолический градиент давления меж- ду правым желудочком и правым предсердием и давление в правом предсердии, которое определялось по диаметру нижней полой вены и степени ее коллабирования на вдо- хе. Умеренное повышение СДЛА определялось при СДЛА от 30 до 50 мм рт. ст.; тяжелое - при СДЛА>50 мм рт. ст. ЭКГ в 12 отведениях и ортогональные электрокардио- граммы (система Макфи-Парунгао) регистрировались с помощью цифрового электрокардиографа (АТЕС, Рос- сия). Ортогональные электрокардиограммы обрабатыва- лись с помощью программного обеспечения, разрабо- танного в РКНПК и Институте проблем передачи инфор- мации РАН. Мы изучали амплитуду G (в мс) и простран- ственные компоненты Gx, Gy и Gz вектора ускорения ре- поляризации (направленного влево, вниз и вперед), а так- же индекс длительности активации правого желудочка (IRVH). Этот параметр вычислялся как соотношение дли- тельности активации в правом полушарии сферы отобра- жения и общей длительности активации, умноженное на модуль вектора, компоненты которого равны величинам зубцов Sx и Rz ортогональной ЭКГ [5]. На ЭКГ в 12 отведе- ниях оценивались параметры, которые, по данным лите- ратуры, являются наиболее информативными при диаг- ностике ГПЖ: положение электрической оси сердца (ось QRS), амплитуда зубца R в отведении V1, амплитуда зубца S в отведении V5, соотношение зубцов R и S в отведении V1, суммарный показатель RV1+SV5. Таблица 1. Клинические характеристики групп Норма Умеренная ЛАГ Тяжелая ЛАГ Возраст, лет 33,5±10,5 47,4±14,3* 36,9±12,2# Мужчины, % 32,5 30 26,8 СДЛА, мм рт. ст. <30 39,4±6,7 95,2±29,4# ЧСС, уд/мин 68,8±10,3 70,3±12,5 73,1±13,1* ЧСС - частота сердечных сокращений; *р<0,05 по сравнению с нормальной группой; #р<0,05 по сравнению с группой с умеренным повышением СДЛА. Таблица 2. Значения дэкартографических параметров в изученных группах Норма Умеренная ЛАГ Тяжелая ЛАГ G, мс 82,2±22,4 72,7±25,4* 53,6±26,3*# Gx, мс 42,4±13,2 23,2±20,2* 5,7±22,8*# Gy, мс 34,2±12,4 36,2±16,6 9,9±20,2*# Gz, мс 26,6±17,6 -6,1±31,7* -18,5±26,9*# IRVH, усл. ед. 96±59 292±258* 1061±761*# *р<0,05 по сравнению с нормальной группой; #р<0,05 по сравнению с группой с умеренным повышением СДЛА. Таблица 3. Площади под ROC-кривыми для наиболее информативных электрокардиографических и дэкартографических показателей ЛАГ - норма Умеренная ЛАГ - норма Тяжелая ЛАГ - умеренная ЛАГ Ось QRS 0,85±0,03 0,66±0,06 0,76±0,05 RV1 0,74±0,03# 0,53±0,06# 0,78±0,04 SV5 0,84±0,03 0,68±0,06 0,80±0,04 R/SV1 0,83±0,03 0,65±0,06 0,73±0,05# RV1+SV5 0,82±0,03 0,62±0,06 0,82±0,04 Gx 0,87±0,02 0,79±0,04 0,73±0,06 Gy 0,76±0,03# 0,56±0,06 0,87±0,04 Gz 0,90±0,02 0,83±0,05* 0,62±0,06# IRVH 0,93±0,02* 0,79±0,05 0,88±0,03 *Достоверно больше (р<0,05) по сравнению с наиболее информативным параметром ЭКГ. #Достоверно меньше (р<0,05) по сравнению с наиболее информативным параметром ЭКГ; жирным шрифтом выделены наиболее информативные параметры ЭКГ. Таблица 4. Пороговые значения, чувствительность и специфичность наиболее информативных электрокардиографических и дэкартографических показателей Ось QRS SV5 RV1+SV5 Gx Gy Gz IRVH ЛАГ - норма Порог >90° <23 мс >-2 мс >203 усл. ед. Чувствительность 67 73 73 82* Специфичность 95 95 95 95 Умеренная ЛАГ - норма Порог >0,6 мВ <23 мс >-2 мс >203 усл. ед. Чувствительность 20 50* 60* 53* Специфичность 95 95 95 95 Тяжелая ЛАГ - умеренная ЛАГ Порог >1,7 мВ <12 мс >627 усл. ед. Чувствительность 51 58 69* Специфичность 93 93 93 *Достоверно больше (р<0,05) по сравнению с наиболее информативным параметром ЭКГ. ROC-кривые для показателей оси QRS, Gx и Gz при разделении группы ЛАГ в целом и нормы. Статистический анализ проводился с использовани- ем программы Medcalc Version 12.7.8.0 (MedCalc Softwa- re bvba, Ostend, Belgium). Результаты представлены как среднее ± стандартное отклонение. Для оценки разли- чий двух независимых переменных использовался не- парный t-тест. Для описания и сравнения информатив- ности электрокардиографических параметров исполь- зовали характеристические кривые (ROC-кривые). Для сравнения чувствительности показателей при одинако- вых уровнях специфичности использовали метод 2. Различия считались значимыми при р<0,05. Чувстви- тельность и специфичность критериев вычисляли по формулам: чувствительность = ИП/(ИП + ЛО)  100%, специфичность = ИО/(ИО + ЛП)  100%, где ИП - истинно положительные результаты; ЛО - лож- ноотрицательные результаты; ИО - истинно отрицатель- ные результаты; ЛП - ложноположительные результаты. Результаты Среди обследованных пациентов с ЛАГ 30 имели уме- ренное повышение СДЛА и 90 - тяжелое. Клинические характеристики групп представлены в табл. 1. Значе- ния дэкартографических параметров в изученных группах представлены в табл. 2. У пациентов с умерен- ным повышением СДЛА значения G, Gx и Gz были меньше по сравнению с группой нормы, а у пациентов с тяжелым повышением СДЛА значения G, Gx и Gy бы- ли меньше по сравнению с группой с умеренным повы- шением СДЛА. В табл. 3 приведены площади под ROC-кривыми для наиболее информативных показателей при разделении группы ЛАГ в целом и нормы; подгруппы с умеренным по- вышением СДЛА и нормы, а также подгрупп с умеренным и тяжелым повышением СДЛА. Данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего. Ин- формативность дэкартографических показателей (за ис- ключением показателя G) превышала информативность ЭКГ-критериев или не уступала ей. Как традиционные электрокардиографические, так и дэкартографические показатели были менее информа- тивны при разделении подгруппы с умеренным повыше- нием СДЛА и нормы. Наиболее информативными электрокардиографиче- скими показателями были: при разделении группы ЛАГ в целом и нормы - ось QRS; при разделении подгруппы с умеренным повышением СДЛА и нормы - амплитуда зуб- ца SV5; при разделении подгрупп с умеренным и тяжелым повышением СДЛА - суммарный показатель RV1+SV5. Наиболее информативными дэкартографическими показате- лями при разделении как группы ЛАГ в целом, так и под- группы с умеренным повышением СДЛА и нормы были Gx, Gz и IRVH, а при разделении подгрупп с умеренным и тяжелым повышением СДЛА - Gy и IRVH. В табл. 4 представлены пороговые значения, чувстви- тельность и специфичность наиболее информативных электрокардиографических и дэкартографических пока- зателей. На рисунке представлены ROC-кривые, построенные для показателей оси QRS, Gx и Gz при разделении группы ЛАГ в целом и нормы. Несмотря на то что различия пло- щадей под ROC-кривыми не достигали статистически значимого уровня, видно, что в большом диапазоне значений показатели Gx и Gz при одинаковых уровнях специфичности по чувствительности превышали показа- тель оси QRS. Обсуждение Данные нашего исследования согласуются с данными работы I.Henkens и соавт. (2008 г.) [2], что компонента Х электрокардиографического желудочкового градиента позволяет выявлять хроническое увеличение нагрузки давлением на правый желудочек, а также может быть ис- пользована для разграничения умеренной и тяжелой перегрузки правого желудочка давлением. У пациентов, включенных в наше исследование, компонента X векто- ра ускорения реполяризации также постепенно умень- шалась с увеличением СДЛА. Однако, кроме того, в на- шей работе установлено, что компонента Y вектора ускорения реполяризации, оставаясь неизмененной у пациентов с умеренным повышением СДЛА, значитель- но изменяется у больных с тяжелым повышением СДЛА. Компонента Z вектора ускорения реполяризации при умеренной ЛАГ была ниже по сравнению с нормальной группой, но с дальнейшим увеличением СДЛА не имела резких изменений. В данной работе также была под- тверждена высокая информативность дэкартографиче- ского показателя, характеризующего деполяризацию желудочков - IRVH. В заявлении Международной рабочей группы по ЭКГ-диагностике гипертрофии левого желудочка [4, 5] предлагается сосредоточить усилия на выяснении ме- ханизмов изменений ЭКГ при гипертрофии желудоч- ков, что потенциально может дать дополнительную информацию о патогенезе заболевания. С этой точки зрения дэкартографические показатели - вектор ускорения реполяризации и IRVH - представляют осо- бый интерес, поскольку теоретически должны отра- жать изменение электрофизиологических свойств миокарда, а именно неоднородность продолжитель- ности потенциала действия и скорость проведения в миокарде желудочков. ГПЖ является интересным объектом для исследова- ния, поскольку диапазон изменения нагрузки на пра- вый желудочек при ЛАГ гораздо более широкий, чем при гипертрофии левого желудочка у больных артери- альной гипертонией. Дальнейшее исследование меха- низмов изменений ЭКГ при ГПЖ может способствовать не только разработке новых ЭКГ-критериев для улуч- шения выявления перегрузки правого желудочка давле- нием, но и более точной оценки состояния сердца у па- циентов с ЛАГ.
×

About the authors

T A Sakhnova

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: tamara-sahnova@mail.ru
121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

E V Blinova

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

M A Saidova

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

E S Yurasova

Institute of Experimental Cardiology, Russian Cardiology Research And Production Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

O A Arkhipova

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

T V Martynyuk

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

V G Trunov

A.A.Harkevich Institute for Information Transmission Problems of the Russian Academy of Sciences

127051, Russian Federation, Moscow, Bol'shoi Karetnyi per., d. 19, str. 1

E A Aydu

A.A.Harkevich Institute for Information Transmission Problems of the Russian Academy of Sciences

127051, Russian Federation, Moscow, Bol'shoi Karetnyi per., d. 19, str. 1

I E Chazova

A.L.Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiological Scientific-Industrial Complex of the Ministry of Health of the Russian Federation

121552, Russian Federation, Moscow, ul. 3-ia Cherepkovskaia, 15а

References

  1. Hancock E.W, Deal B.J, Mirvis D.M et al. AHA/ACCF/HRS recommendations for the standardization and interpretation of the electrocardiogram: part V: electrocardiogram changes associated with cardiac chamber hypertrophy: a scientific statement from the American Heart Association Electrocardiography and Arrhythmias Committee, Council on Clinical Cardiology; the American College of Cardiology Foundation; and the Heart Rhythm Society: endorsed by the International Society for Computerized Electrocardiology. Circulation 2009; 119 (10): e251-61.
  2. Henkens I.R, Mouchaers K.T, Vonk-Noordegraaf A et al. Improved ECG detection of presence and severity of right ventricular pressure load validated with cardiac magnetic resonance imaging. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2008; 294 (5): H2150-7.
  3. Henkens I.R, Mouchaers K.T, Vliegen H.W et al. Early changes in rat hearts with developing pulmonary arterial hypertension can be detected with three - dimensional electrocardiography. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007; 293: H1300-7.
  4. Titomir L.I, Trunov V.G, Aidu E.A et al. Recognition of right ventricular hypertrophy using the DECARTO images of the cardioelectric characteristics. Measurement Science Rev 2007; 7 (2) 2: 16-9.
  5. Titomir L.I, Trunov V.G, Aidu E.A et al. New approaches to the diagnosis of left and right ventricular hypertrophy by means of dipolar electrocardiotopography. Anadolu Kardiyol Derg 2007; 7 (Suppl. 1): 29-31.
  6. Bacharova L, Estes H, Bang L, Mateasik A. The first statement of the Working Group on Electrocardiographic Diagnosis of Left Ventricular Hypertrophy. J Electrocardiol 2010; 43 (3): 197-9.
  7. Bacharova L, Estes E.H, Bang L.E et al. Second statement of the working group on electrocardiographic diagnosis of left ventricular hypertrophy. J Electrocardiol 2011; 44 (5): 568-70.

Statistics

Views

Abstract: 175

PDF (Russian): 55

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies