Введение

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является серьезной проблемой здравоохранения, достигая, по данным российских эпидемиологических исследований, распространенности порядка 7% в общей популяции и еще более высокой в старших возрастных группах [1].

Ранняя диагностика и своевременное применение современных видов терапии позволяют снизить как смертность, так и количество повторных госпитализаций пациентов с ХСН.

Согласно современным рекомендациям, всем пациентам с подозрением на ХСН для подтверждения диагноза рекомендуется определение уровня натрийуретических пептидов в крови и проведение эхокардиографии. Однако малая специфичность клинических проявлений ХСН делает потребность в этих исследованиях огромной, что приводит к возникновению проблемы с их доступностью, особенно в первичном звене здравоохранения [2].

В связи с этим в настоящее время идет активный поиск более дешевых и широкодоступных методов (таких как, например, электрокардиограмма (ЭКГ)) для применения на первых этапах диагностики ХСН. Особенно перспективным представляется использование для этих целей одноканальных ЭКГ, полученных при помощи «умных часов» [3], стетоскопов с каналом ЭКГ [4] и т.п.

В последние годы для решения этих задач начала применяться обработка ЭКГ с привлечением искусственного интеллекта. В систематическом обзоре, опубликованном в 2023 г. [5], рассматриваются 15 исследований, в которых изучались алгоритмы 7 исследовательских групп. По их данным, «ЭКГ с искусственным интеллектом» позволяла выявлять систолическую дисфункцию левого желудочка (ЛЖ) с чувствительностью 83% и специфичностью 87%; более того, ложноположительные заключения указывали на риск развития систолической дисфункции ЛЖ в будущем.

Недостатком моделей, созданных с использованием методов искусственного интеллекта, является их «непрозрачность», в силу которой конечный пользователь — врач — не знает, по каким признакам было вынесено заключение, и не может их проверить.

Имеется целый ряд исследований, посвященных связи конкретных изменений ЭКГ с систолической дисфункцией ЛЖ. В качестве таких изменений разные авторы изучали фибрилляцию предсердий, блокаду левой ножки пучка Гиса и электрокардиостимуляцию желудочков [6]; частоту сердечных сокращений, интервал QTc, продолжительность комплекса QRS, фронтальный угол QRS-T, смещение «переходной зоны» и замедление внутреннего отклонения [7]; критерии, оценивающие вольтаж и продолжительность комплексов QRS, а также шкалы, основанные на длительности зубца Q и соотношении R/Q в различных отведениях [8]. Результаты этих исследований неоднозначны, но в любом случае оценка целого набора изменений ЭКГ является довольно трудоемкой и требует привлечения специалистов.

Внедрение в клиническую практику цифровой ЭКГ позволяет вычислять ряд интегральных трехмерных векторкардиографических показателей, которые емко и разносторонне характеризуют особенности электрического ремоделирования миокарда. Одним из таких показателей является пространственный угол QRS-T (sQRS-Ta), который привлекает внимание исследователей в течение двух десятилетий в связи с накоплением все более солидной доказательной базы, касающейся его прогностического значения.

Опубликованный в 2015 г. метаанализ, включивший данные 22 исследований и 164 171 обследованного лица [9], продемонстрировал, что увеличение sQRS-Ta связано с увеличением общей и сердечно-сосудистой смертности как в общей популяции, так и среди больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ).

На российской популяции прогностическое значение sQRS-Ta было изучено в ходе 7-летнего наблюдения за участниками исследования ЭССЕ-РФ [10]. К концу периода наблюдения у лиц, имеющих sQRS-Ta ≥90°, относительно лиц с sQRS-Ta <90° достоверное расхождение кривых выживаемости для необратимых событий (смерть от ССЗ, нефатальные инфаркт миокарда или инсульт) было получено у мужчин, а для комбинированной конечной точки (необратимые события, прогрессирование сердечной недостаточности, реваскуляризация) — как у мужчин, так и у женщин. Первые необратимые события и комбинированные конечные точки у мужчин с sQRS-Ta ≥90° возникали раньше, чем с sQRS-Ta <90°.

Все эти данные побудили нас проверить возможность использования sQRS-Ta для выявления лиц с низкой фракцией выброса ЛЖ (ФВ ЛЖ). Были проанализированы данные 1255 больных, находившихся на стационарном лечении в НИИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦК им. ак. Е.И. Чазова» Минздрава России (в том числе 306 — с гипертонической болезнью, 321 — с аортальным стенозом и 628 — с ишемической болезнью сердца). Низкая ФВ ЛЖ (<40%) имелась у 18% пациентов данной группы. Во всех изученных подгруппах были выявлены достоверные умеренные отрицательные корреляционные связи sQRS-Ta и ФВ ЛЖ. По данным проведенного ROC-анализа, sQRS-Ta позволял разделять больных с ФВ ЛЖ <40% и ≥40% как в группе в целом, так и в подгруппах с различными ССЗ. В группе в целом пороговое значение sQRS-Ta >142° позволило достичь чувствительности 80% при специфичности 80% [11].

Цель данной работы — оценить возможность использования sQRS-Ta для выявления лиц с низкой ФВ ЛЖ среди пациентов с ССЗ, проходивших амбулаторное обследование в Консультативно-диагностическом центре ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России.

Материал и методы

Из медицинской информационной системы были отобраны истории болезни 4499 пациентов, в 2021—2022 гг. проходивших амбулаторное обследование в Консультативно-диагностическом центре ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России.

Критерием включения было наличие цифровой ЭКГ и данных эхокардиографического исследования, проведенных с интервалом не более 5 дней.

Электрокардиография

ЭКГ регистрировалась в положении лежа, на свободном дыхании, при стандартизированной установке электродов в 12 отведениях с использованием модульной системы для регистрации и дистанционной передачи ЭКГ EASY ECG (ООО «АТЕС МЕДИКА софт», Россия). Частота дискретизации сигнала составляла 500 Гц, разрешение по амплитуде — приблизительно 0,5 мкВ/разряд. При регистрации ЭКГ все фильтры были отключены (эффективная полоса пропускания от 0,05 до 150 Гц). ЭКГ регистрировалась в автоматическом режиме продолжительностью 30 с.

Ортогональные отведения X, Y, Z векторэлектрокардиограммы (вЭКГ) в системе отведений МакФи—Парунгао формировались из 12 отведений ЭКГ средствами программного обеспечения [12]. Проведение измерений осуществлялось на усредненном кардиокомплексе, который строился автоматически.

sQRS-Ta с точностью до целых градусов вычислялся встроенными средствами программного обеспечения системы как пространственный угол между интегральными векторами QRS и T.

Для определения интегрального вектора QRS вычислялся интеграл сигнала в каждом из трех ортогональных отведений X, Y и Z между началом комплекса QRS и точкой J, а для определения интегрального вектора T — между точкой J и концом зубца T.

Пространственная величина интегральных векторов QRS и T рассчитывалась по формулам:

QRSxyz=(QRSx²+QRSy²+QRSz²)^0,5,

Txyz=(Tx²+Ty²+Tz²)^0,5,

где нижние индексы x, y и z обозначают компоненты X, Y и Z интегральных векторов QRS и T.

Пространственный угол QRS-T рассчитывался по формуле:

sQRS-Ta=arccos[(QRSx·Tx)+(QRSy·Ty)+(QRSz·Tz)]/(QRSxyz·Txyz).

Эхокардиография

Для вычисления ФВ ЛЖ применялся биплановый метод дисков (модифицированный метод Симпсона) в B-режиме.

Статистический анализ

Статистический анализ данных проводился с использованием программного обеспечения MedCalc («MedCalc Software BVBA», Бельгия). Непрерывные переменные представлены как медиана и межквартильный размах [25-й; 75-й перцентиль]. Качественные переменные представлены в абсолютных и относительных величинах. Для оценки различий двух независимых количественных переменных использовался U-критерий Манна—Уитни; для определения взаимосвязи между переменными — коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Для бинарных переменных использовался критерий χ². Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Для описания информативности показателей использовали характеристические кривые (ROC-кривые). Чувствительность, специфичность, положительную и отрицательную предсказательную ценность вычисляли по общепринятым формулам.

Результаты

В исследование включены 4499 больных (2309 (51%) мужчин и 2190 (49%) женщин в возрасте от 18 до 97 лет, медиана возраста 58 лет, интерквартильный размах [43; 68]); ФВ ЛЖ <40% имелась у 145 больных (3%; 122 (5%) мужчин и 23 (1%) женщин).

Значения sQRS-Ta в группе составили 79 [52; 112]° (что практически не отличалось от значений, полученных у участников исследований ЭССЕ-РФ [10]).

Характеристика больных с ФВ ЛЖ <40% и ≥40% представлена в табл. 1.

Таблица 1. Характеристика больных с ФВ ЛЖ <40% и ФВ ЛЖ ≥40%

Поскольку группы ФВ ЛЖ <40% и ≥40% не были сопоставимы по полу и возрасту, осуществлялась проверка, есть ли различия sQRS-Ta в зависимости от пола в этих группах (табл. 2).

Таблица 2. Значения sQRS-Ta в зависимости от пола

Также были рассчитаны коэффициенты корреляции (Спирмена) sQRS-Ta с возрастом и ФВ ЛЖ (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициенты корреляции sQRS-Ta

При этом коэффициент корреляции (Спирмена) ФВ ЛЖ с возрастом составил –0,35 (p<0,0001). Результаты ROC-анализа по использованию sQRS-Ta для разделения групп ФВ ЛЖ <40% и ≥40% представлены в табл. 4.

Таблица 4. Результаты ROC-анализа по использованию sQRS-Ta для разделения групп ФВ ЛЖ <40% и ФВ ЛЖ ≥40%

Примечание. AUC±SE — площадь под ROC-кривой ± стандартная ошибка; ДИ — доверительный интервал; ППЦ — положительная предсказательная ценность; ОПЦ — отрицательная предсказательная ценность.

На рис. 1 и 2 приведены различные варианты ЭКГ с увеличением sQRS-Ta. На рис. 1 представлены ЭКГ и вЭКГ в представлении петель QRS и T в горизонтальной плоскости мужчины 64 лет с диагнозом: гипертоническая болезнь III стадии, артериальная гипертония III степени, достигнут целевой уровень артериального давления, риск 4 (очень высокий). Нарушение ритма и проводимости сердца: блокада левой ножки пучка Гиса, пароксизмальная форма фибрилляции предсердий. ХСН с низкой ФВ ЛЖ, IIб стадия, II—III функциональный класс (NYHA). Сахарный диабет 2-го типа. Ожирение I степени. Диффузный пневмосклероз. Эмфизема легких.

Рис. 1. ЭКГ и вЭКГ мужчины 64 лет; sQRS-Ta 172°. ФВ ЛЖ 31%.

Рис. 2. ЭКГ и вЭКГ мужчины 74 лет; sQRS-Ta 172°. ФВ ЛЖ 34%.

На ЭКГ ритм синусовый с частотой сердечных сокращений (ЧСС) 70 уд. в 1 мин, изменение предсердного компонента, AB блокада I степени, блокада левой ножки пучка Гиса.

На рис. 2 приведены ЭКГ и вЭКГ в представлении петель QRS и T в горизонтальной плоскости мужчины 74 лет с ишемической болезнью сердца: стенокардией напряжения II функционального класса, постинфарктным кардиосклерозом, через 6 лет после транслюминальной баллонной ангиопластики со стентированием передней нисходящей артерии, через 4 года после транслюминальной баллонной ангиопластики со стентированием огибающей артерии; гипертонической болезнью III стадии с контролируемой артериальной гипертензией; нарушениями ритма сердца: желудочковой экстрасистолией, пробежками желудочковой тахикардии, через 5 лет после имплантации кардиовертера-дефибриллятора; ХСН с низкой ФВ ЛЖ, IIб стадией, II функциональным классом (NYHA); сахарным диабетом 2-го типа.

На ЭКГ ритм синусовый, ЧСС 65 уд. в 1 мин, AB блокада I степени, признаки изменения миокарда вследствие недостаточности кровоснабжения на фоне рубцового поражения миокарда нижней и передней (верхушечной) локализации с возможным формированием аневризмы.

В обоих случаях наблюдается практически противоположное направление петель комплекса QRS и зубца T, что обусловливает большое значение угла sQRS-Ta. Также обращает внимание неплоская форма петли комплекса QRS.

Обсуждение

В нашей работе на группе пациентов с относительно низкой долей лиц с низкой ФВ ЛЖ (3%), проходивших обследование в Консультативно-диагностическом центре ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России, продемонстрирована возможность использования вЭКГ показателя sQRS-Ta для выявления лиц с подозрением на наличие низкой ФВ ЛЖ.

Это исследование явилось логическим продолжением нашей предыдущей работы, где подобная возможность была показана на группе пациентов, находившихся на стационарном лечении в НИИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова», среди которых доля лиц с низкой ФВ ЛЖ составляла 18% (в отличие от 3% в данной работе).

Вопрос о том, какое пороговое значение sQRS-Ta считать оптимальным, до сих пор не решен. Подходы к его выбору обычно зависят от целей и масштабов исследования. Еще одним нерешенным вопросом является возможное использование разных пороговых значений sQRS-Ta для мужчин и женщин.

В исследовании [10] пороговая величина sQRS-Ta, определенная с помощью ROC-кривой для комбинированной конечной точки, составила ≥90°; такие значения sQRS-Ta встречались примерно у 40% обследованных лиц. В этом исследовании гендерные отличия в величине sQRS-Ta наблюдались только у лиц до 45 лет, однако были получены различия в выживаемости мужчин и женщин, имеющих sQRS-Ta ≥90°. У мужчин с sQRS-Ta ≥90° по сравнению с sQRS-Ta <90° расхождение кривых выживаемости было получено как для необратимых событий, так и для комбинированной конечной точки, а у женщин — только для комбинированной конечной точки. Но при этом в целом шанс возникновения необратимых событий у мужчин оказался в 4,35 раза выше, чем у женщин.

Гендерные различия реполяризации желудочков, проявляющиеся в таких показателях ЭКГ, как длительность интервала QT, морфология и амплитуда зубцов T, sQRS-Ta, связаны с тем, что характеристики потенциала действия и, соответственно, всего процесса реполяризации могут изменяться под влиянием половых гормонов.

Чтобы определить пороговые значения пространственного sQRS-Ta в зависимости от типа неблагоприятного события и степени риска его возникновения [13], была рассчитана информативность sQRS-Ta для трех конечных точек: смерть от ССЗ; необратимое событие; комбинированная конечная точка. Риск возникновения конечных точек увеличивался с увеличением sQRS-Ta для всех конечных точек, причем зависимость имела вид, близкий к линейной. Но пороговые значения sQRS-Ta отличались в зависимости от типа конечной точки [13].

В нашей группе оптимальные пороговые значения sQRS-Ta, определенные с помощью ROC-кривой для выявления низкой ФВ ЛЖ, составили >125° в группе в целом, >128° у мужчин и >118° у женщин. При этом наибольшая положительная предсказательная ценность достигалась при более высоких (порядка 170°) значениях sQRS-Ta. Так, у мужчин пороговое значение sQRS-Ta >172° позволило достичь положительной предсказательной ценности 52%. У женщин при всех изученных пороговых значениях положительная предсказательная ценность была значительно меньше, чем у мужчин, очевидно, в связи с тем, что в нашей группе доля лиц с низкой ФВ ЛЖ среди мужчин (5%) была значительно больше, чем среди женщин (1%, p<0,0001). В изученной группе доля лиц с sQRS-Ta >170° составила 2% (73 случая).

Наше исследование имеет ряд ограничений. Оно носило ретроспективный характер. Значения sQRS-Ta не сопоставлялись с наличием симптомов ХСН, шкальными оценками ее симптомов, уровнем натрийуретических пептидов, другими изменениями электрокардиограммы. Не оценивались другие потенциально информативные показатели вЭКГ, например планарность петли QRS. Также нельзя не упомянуть, что в настоящее время, помимо ФВ ЛЖ, существуют и другие эхокардиографические показатели, более точно отражающие сократительную способность миокарда.

Тем не менее выявленная связь между увеличением sQRS-Ta и ухудшением систолической функции ЛЖ свидетельствует о целесообразности дальнейших исследований в этой области. Необходимо подчеркнуть, что получение значения sQRS-Ta производится в полностью автоматическом режиме и не требует никаких затрат труда медсестры или врача при анализе ЭКГ.

Заключение

В ретроспективном исследовании на группе пациентов с относительно низкой (3%) долей лиц с низкой ФВ ЛЖ, проходивших обследование в Консультативно-диагностическом центре ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России, продемонстрирована возможность использования электрокардиографического показателя sQRS-Ta для выявления лиц с подозрением на наличие низкой ФВ ЛЖ.

Оптимальные пороговые значения sQRS-Ta, определенные с помощью ROC-кривой для выявления низкой ФВ ЛЖ, составили >125° в группе в целом, >128° у мужчин и >118° у женщин, обеспечивая чувствительность 81—87% и специфичность 85—83%.

Наибольшая положительная предсказательная ценность достигалась при более высоких значениях sQRS-Ta (порядка 170°). У мужчин пороговое значение sQRS-Ta >172° позволило достичь положительной предсказательной ценности 52%. У женщин при всех изученных пороговых значениях положительная предсказательная ценность была меньше, чем у мужчин, очевидно, в связи с тем, что доля лиц с низкой ФВ ЛЖ среди мужчин значительно больше.

В свете полученных данных представляется целесообразным проведение дальнейших исследований, посвященных возможности использования sQRS-Ta для выявления лиц с ухудшением систолической функции ЛЖ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.