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

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

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

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.