Кардио-ИТ

Качество в кардиологии
Медицинские Информационные Технологии
Рабочая группа

Кластеризация пациентов, перенесших аорто-коронарное шунтирование или коррекцию приобретенных клапанных пороков сердца, на основе показателей вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы

пн, 06/11/2018 - 00:08 -- admin
Год: 
CID: 
e0102
Авторы: 
Вульф К.А., Киселев А.Р.
Тип статьи: 
Язык основного текста статьи: 
Резюме: 
Целью данного исследования был поиск типичных групп, различающихся по показателям вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС), среди пациентов, перенесших аортокоронарного шунтирования (АКШ) или коррекцию приобретенных клапанных пороков сердца (ПС). Материал и методы ― В исследование включено 42 пациента (29% женщин; 62±9 лет) с АКШ и 36 пациентов (44% женщин; 54±15 лет), перенесших коррекцию ПС. Синхронные 15-минутные записи электрокардиограммы и фотоплетизмограммы (ФПГ) регистрировались у всех пациентов до и после операции. Статистические и частотные показатели вариабельности ритма сердца (ВРС) и индекс синхронизации низкочастотных (НЧ) колебаний в ВРС и ФПГ (индекс S) были оценены. Для разделения исследуемых пациентов на группы использовался кластерный анализ (кластеризация k-средних). Результаты ― Было выделено два кластера пациентов по показателям вегетативной регуляции ССС, которые отличались друг о друга по ряду предоперационных показателей: гематокрит, частота сердечных сокращений, TP, HF%, LF% и LF/HF. Заключение ― Измечивость показателей вегетативной регуляции ССС у кардиохирургических пациентов не связана с их клиническим статусом, особенностями хирургического вмешательства и течения послеоперационного периода.
Цитировать как: 
Вульф К.А., Киселев А.Р. Кластеризация пациентов, перенесших аорто-коронарное шунтирование или коррекцию приобретенных клапанных пороков сердца, на основе показателей вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. Кардио-ИТ 2018; 5(1): e0102.
DOI: 
10.15275/cardioit.2018.0102

Введение

В нашей предшествующей работе [1] было показано отсутствие различий в значениях показателей вариабельности ритма сердца (ВРС) и индекса синхронизации низкочастотных (НЧ) колебаний в вегетативной регуляции кровообращения (индекс S; подробная информация о данном показателе изложена в [2]) не зависят от различий клинического статуса пациентов, перенесших операцию аортокоронарного шунтирования (АКШ), и пациентов после коррекции приобретенных клапанных пороков сердца (далее – ПС). При этом у большинства пациентов после операции наблюдалось общее снижение ВРС [1], подтверждая данные других авторов [3-6]. Отсутствие различий по вегетативному статусу у кардиохирургических пациентов разного клинического статуса [1] – необычное наблюдение, учитывая доказанное влияние на вегетативную регуляцию кровообращения различных клинических факторов [7].

Целью данного исследования был поиск типичных групп, различающихся по показателям вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС), среди пациентов, перенесших АКШ или коррекцию ПС.

 

Материал и методы

В исследование включены клинические и экспериментальные данные, полученные в ходе проспективного исследования 42 пациентов (29% женщин) в возрасте 62±9 лет (данные представлены в виде среднего и стандартного отклонения – М±SD), которым была выполнена операция АКШ, и 36 пациентов (44% женщин) в возрасте 54±15 лет, перенесших коррекцию ПС [1].  Все пациенты прошли полное клиническое обследование, медикаментозное лечение и кардиохирургическую операцию в условиях искусственного кровообращения (ИК). АКШ выполнялось на работающем сердце, тогда как при коррекции ПС использовалась кардиоплегия. Дизайн исследования был одобрен этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России.

Критерии исключения: нарушения ритма сердца, препятствующие анализу ВРС, тяжелая сердечная недостаточность, кардиомиопатии, эндокринные заболевания (кроме компенсированного сахарного диабета), онкологические заболевания, перенесенный мозговой инсульт, психические заболевания, нарушения микроциркуляции, вторичная артериальная гипертензия.

Общая клиническая характеристика пациентов и соответствующее обсуждение представлены в нашей предшествующей работе (таблица 1 из источника [1]).

Синхронные 15-минутные записи электрокардиограммы (ЭКГ) и фотоплетизмограммы (ФПГ) с указательного пальца руки регистрировались у всех пациентов до и после операции на 5-7 сутки с частотой дискретизации 250 Гц в положении лежа при спонтанном дыхании. Записи, содержащие значимые задержки дыхания, артефакты, экстрасистолы и выраженный линейный тренд, в последующий анализ не включались.

Статистические и частотные показатели ВРС и индекс S были оценены. Индекс S (доля времени, выраженная в процентах от общей длины записи биологических сигналов, в течение которого НЧ-колебания были синхронны между собой) вычислялся в соответствии с предложенным нами ранее методом [2]. Также вычислялись следующие показатели ВРС [7]:

  • средняя частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин),
  • SDNN (мс),
  • общая мощность спектра ВРС в частотном диапазоне от 0 до 0,50 Гц (TP, мс2),
  • мощности спектра ВРС в низко- и высокочастотном (ВЧ) диапазонах (LF и HF, мс2),
  • отношение мощности НЧ-диапазона (0,04–0,15 Гц) к общей мощности спектра ВРС, выраженное в процентах (LF%),
  • отношение мощность ВЧ-диапазона (0,15–0,40 Гц) к общей мощности спектра ВРС, выраженное в процентах (HF%),
  • отношение мощности НЧ и ВЧ диапазонов спектра ВРС (LF/HF).

Статистический анализ выполнялся при помощи программного пакета «Statistica 6.1» (StatSoft, США). Количественные данные представлены в виде медианы и квартильного диапазона – Ме (25%; 75%). Для разделения исследуемых пациентов на группы в соответствии со значениями их вегетативных показателей мы использовали кластерный анализ (кластеризация k-средних). Надежность используемых статистических оценок принималась не менее 95%.

 

Результаты

В результате кластерного анализа все пациенты (n=78; включая лиц с АКШ и коррекцией ПС) были разделены на две группы, в соответствии со значениями показателей вегетативной регуляции ССС до и после хирургического вмешательства. Первая группа (Кластер №1) включала 38 пациентов, вторая группа (Кластер №2) – 40 пациентов. Клинические характеристики и показатели вегетативной регуляции ССС для пациентов в обоих Кластерах представлены в Таблице 1 (приведены только параметры, по которым Кластеры статистически значимо различаются друг от друга).

Мы не выявили различий (р>0,05) между Кластером №1 и Кластером №2 по большинству клинических характеристик, включая соотношение пациентов, перенесших АКШ или коррекцию ПС, время пережатия аорты, время ИК, частоту госпитальных послеоперационных осложнений продолжительность пребывания в отделении интенсивной и др., за исключением предоперационного гематокрита (p=0,038).

Кроме того, пациенты в обоих Кластерах не имели различий (р>0,05) по индексу S как до, так и после кардиохирургической операции, а также всем показателям ВРС в послеоперационном периоде. Пациенты в Кластере №1 характеризовались более высокими значениями следующих предоперационных параметров (Таблица 1): гематокрит, ЧСС, TP и HF%. Пациенты в Кластере №2 имели более высокие исходные (предоперационные) значения LF% и LF/HF (Таблица 1).

 

Таблица 1. Клинические характеристики и показатели вегетативной регуляции кровообращения у пациентов в выделенных Кластерах

Параметры

Кластер №1 (n=38)

Кластер №2 (n=40)

P-уровень

Htисх, %

42 (38; 44)

39 (36; 41)

0,038

Показатели вегетативной регуляции до операции

ЧСС, уд/мин

70 (62; 78)

65 (58; 71)

0,046

TP, мс2

768 (311; 2385)

356 (270; 738)

0,048

HF, мс 2

274 (125; 1127)

34 (21; 73)

<0,001

LF%

20,4 (14,7; 35,7)

32,3 (21,1; 36,6)

0,047

HF%

40,1 (27,3; 59,4)

10,1 (5,4; 15,6)

<0,001

LF/HF

0,6 (0,3; 1,0)

2,9 (1,9; 4,5)

<0,001

Индивидуальная динамика показателей вегетативной регуляции

в послеоперационном периоде

ΔЧСС, уд/мин

-1 (-10; +15)

+13 (+4; +24)

0,018

ΔLF%

+7,6 (0; +12,5)

-1,1 (-13,5; +6,9)

0,049

ΔHF%

-14,0 (-24,5; -3,1)

+16,5 (+2,0; +34,1)

<0,001

ΔLF/HF

+0,5 (+0,2; +2,6)

-1,7 (-3,2; -0,4)

<0,001

Данные представлены в виде медианы и квартильного диапазона – Ме (25%; 75%). В таблице представлены только показатели, статистически значимо различающиеся в Кластерах пациентов. Htисх – гематокрит до операции; ΔЧСС = ЧССпосле операции ‒ ЧССдо операции; ΔLF% = LF%после операции ‒ LF%до операции; ΔHF% = HF%после операции ‒ HF%до операции; ΔLF/HF = LF/HFпосле операции ‒ LF/HFдо операции.

 

Обсуждение

Souza Neto и соавторы [8] ранее показали, что НЧ колебания в вариабельности артериального давления не изменяются на фоне ИК у пациентов, которые не получали предоперационного медикаментозного лечения, относительно пациентов, принимавших до операции ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента и бета-блокаторы. Выделенные на основе показателей вегетативной регуляции ССС в нашем исследовании Кластеры пациентов не имели значимых различий по медикаментозному лечению. Интересно также и то, что оба выделенных Кластера не отличались друг от друга по соотношению выполненных типов кардиохирургических операций (АКШ или коррекция ПС).

Выделенные Кластеры имели значительные различия в предоперационных показателях вегетативной регуляции кровообращения, но теряли данные различия после выполнения кардиохирургических вмешательств. Другими словами, через 5-7 дней после операции, независимо от типа вмешательства, у части пациентов вегетативный статус лучше восстановился, а у части – нет. Клиническое значение этого факта требует изучения в будущих исследованиях.

 

Заключение

Выявленная измечивость показателей вегетативной регуляции ССС у кардиохирургических пациентов не связана с их клиническим статусом, особенностями хирургического вмешательства и течением послеоперационного периода.

 

Конфликт интересов

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 17-34-50026-мол_нр.

Библиографический список: 
  1. Киселев А.Р., Вульф К.А., Шварц В.А. и др. Сравнительная оценка вегетативной регуляции кровообращения у пациентов, перенесших аортокоронарное шунтирование или коррекцию приобретенных пороков сердца. Саратовский научно-медицинский журнал 2018; 14(1): 45-49. https://elibrary.ru/item.asp?id=35558216.
  2. Киселев А.Р., Караваев А.С., Гриднев В.И. и др. Метод оценки степени синхронизации низкочастотных колебаний в вариабельности ритма сердца и фотоплетизмограмме. Кардио-ИТ 2016; 3(1): e0101. http://dx.doi.org/10.15275/cardioit.2016.0101.
  3. Finley J.P, Nugent S.T., Hellenbrand W., et al. Sinus arrhythmia in children with atrial septal defect: an analysis of heart rate variability before and after surgical repair. Br Heart J 1989; 61: 280-284. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2930665.
  4. Bakari S., Koca B., Oztunc F., Abuhandan M. Heart rate variability in patients with atrial septal defect and healthy children. J Cardiol 2013; 61: 436–439. https://doi.org/10.1016/j.jjcc.2013.01.014.
  5. Hogue C.W. Jr, Stein P.K., Apostolidou I., et al. Alterations in temporal patterns of heart rate variability after coronary artery bypass graft surgery. Anesthesiology 1994; 81: 1356-1364. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7992903.
  6. Demirel S., Akkaya V., Oflaz H., et al. Heart rate variability after coronary artery bypass graft surgery: a prospective 3-year follow-up study. Ann Noninvasive Electrocardiol 2002; 7: 247-250. https://doi.org/10.1111/j.1542-474X.2002.tb00171.x.
  7. Heart rate variability: Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing Electrophysiology. Circulation 1996; 93(5): 1043-1065. http://dx.doi.org/10.1161/01.CIR.93.5.1043.
  8. Souza Neto E.P., Loufouat J., Saroul C., et al. Blood pressure and heart rate variability changes during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Fundam Clin Pharmacol 2004; 18: 387-396. http://dx.doi.org/10.1111/j.1472-8206.2004.00244.x.
Об авторах: 

Вульф Кристина Александровна – аспирант, отделение хирургического лечения интерактивной патологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева» Минздрава России, Москва, Россия. http://orcid.org/0000-0001-8732-6721.
Киселев Антон Робертович – докт. мед. наук, ведущий научный сотрудник, Отдел продвижения новых кардиологических информационных технологий, Научно-исследовательский институт кардиологии,  ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, Саратов, Россия. http://orcid.org/0000-0003-3967-3950.

Поступила в редакцию 23 марта 2018. Принята в печать 25 мая 2018.

© 2018, Вульф К.А., Киселев А.Р.
© 2018, Кардио-ИТ

Ответственный автор: Киселев Антон Робертович. Адрес для переписки: НИИ кардиологии, Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского, 112, ул. Большая Казачья, Саратов, 410012, Россия. E-mail: kiselev@cardio-it.ru.