Способ прогнозирования ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с ишемической кардиомиопатией Российский патент 2023 года по МПК A61B6/03 A61B5/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, кардиологии. Предназначено для прогнозирования развития ранних послеоперационных осложнений у пациентой с ишемической кардиомиопатией. Способ может быть использован в кардиологических и кардиохирургических отделениях лечебно-диагностических учреждений, оснащенных аппаратами магнитно-резонансной томографии.

Ишемическая кардиомиопатия (ИКМП) - заболевание, вызванное обструктивным поражением коронарных артерий. Неблагоприятная взаимосвязь между структурой и функцией левого желудочка является основным фактором, связанным с систолической дисфункцией у данных пациентов [1]. Единые и общепринятые подходы к диагностике и хирургическому лечению ИКМП в настоящее время не разработаны [2]. Операция АКШ является распространенным хирургическим вариантом лечения ишемической кардиомиопатии, позволяющая восстановить кровоток в коронарных сосудах сердца путем обхода места сужения артерий с помощью шунтов. Этот метод успешно лечит стенокардию, но 5-летняя выживаемость пациентов с фракцией выброса <35% составляет всего 50-65% (Vanoverschelde et al.).

Известно, что при ишемической кардиомиопатии нормальная эллиптическая форма желудочков становится сферической, а при увеличении индекса конечного систолического объема левого желудочка более 60 мл/м², медикаментозная терапия и операция АКШ имеют ограниченную пользу. Это соотношение формы и функции может быть исправлено хирургическим восстановлением желудочков, которое возвращает желудочку нормальный объем и форму. Хирургическая реконструкция левого желудочка восстанавливает эллиптическую форму сердца, улучшает функцию удаленной, неинфарктной мышцы. Последовательные ранние и поздние преимущества в лечении ишемической кардиомиопатии с хирургической реконструкцией левого желудочка были зарегистрированы у более 5000 пациентов различных стран мира. Хотя одно из самых крупных на настоящий момент исследований, посвященное хирургическому лечению ИКМП, Surgical Treatment for Ischemic Heart Failure (STICH), не подтвердило преимущественно оперативного лечения у пациентов с ИКМП перед медикаментозной терапией, это противоречит другим многочисленным исследованиям с положительным результатам от данной процедуры [3, 4]. Необходимо отметить, что периоперационная заболеваемость и смертность таких пациентов по-прежнему достаточно высоки и зависят от многих факторов [5, 6, 7], а поскольку профиль пациентов, направляемых на АКШ, изменился за последние несколько десятилетий (в настоящее время пациенты старше, имеют более тяжелую форму ИКМП и больше сопутствующих заболеваний), важно тщательно взвешивать риски возможных осложнений у потенциальных кандидатов на реваскуляризацию.

В проанализированной патентной и научно-медицинской литературе адекватного прототипа не обнаружено.

Задачей изобретения является создание способа, повышающего точность прогноза развития ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с ишемической кардиомиопатией (ИКМП) после комплексного хирургического вмешательства.

Поставленная задача решается путем анализа органометрических данных, полученных с помощью МРТ сердца с контрастированием, определением объемно-миокардиальных индексов (отношение предоперационного конечно-диастолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда (DM), отношение предоперационного конечно-систолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда (SM)) и расчетом по формуле вероятности прогноза возможных осложнений:

где:

p - вероятность прогноза осложнений;

2,718 - основание натурального логарифма;

-8,14 - константа логистической регрессии;

-2,96; 8,5 - весовые коэффициенты соответствующих показателей;

x₁ - x₂ - значения переменных, соответствующих рассматриваемым показателям

x₁ - отношение конечно-диастолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда

x₂ - отношение конечно-систолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда

и при равном 0,5 и более прогнозируют высокую вероятность развития осложнений, а при менее 0,5 прогнозируют низкую вероятность развития осложнений.

Формула была выведена при обработке результатов МРТ-обследований 48 пациентов, которым проводилось комплексное хирургического лечение ИКМП (АКШ, реконструкция левого желудочка) в НИИ Кардиологии ТНИМЦ.

Новым в предлагаемом нами способе является применение объемно-миокардиальных индексов (отношение предоперационного конечно-диастолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда (DM) и отношение предоперационного конечно-систолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда (SM)), полученных с использованием данных МРТ сердца с контрастированием и собранных в единую прогностическую расчетную формулу, для прогноза развития ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с ишемической кардиомиопатией.

При использовании предлагаемого способа возможно повышение точности прогноза развития ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов после комплексного хирургического вмешательства, сокращение времени нахождения пациента в стационаре и материальных затрат на лечение.

Существенные признаки изобретения проявляют в заявленной совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не являющиеся очевидными для специалиста.

Идентичной совокупности признаков в известных решениях по данным патентной и научно-методической литературы не обнаружено.

Предлагаемый способ может быть использован в практическом здравоохранении как дополнительный критерий в определении тактики ведения больных с ИКМП.

Исходя из выше сказанного, следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условия патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применяемость».

Изобретение будет понятно из следующего описания.

Пациенту проводится МРТ сердца в стандартных режимах с контрастированием на магнитно-резонансном томографе Titan Vantage (Toshiba Medical) 1,5 Т до и после введения контрастного препарата (гадобутрол, из расчета 0,1 мл 1 М раствора на 1 кг массы тела пациента). Протокол МРТ-исследования включает использование динамических SSFP последовательностей с задержкой дыхания для функционального исследования сердца. Для определения характера контрастирования миокарда - градиентная последовательность инверсия - восстановление (GR-IR) через 820 мин после внутривенного введения контрастного препарата. Постинфарктные рубцовые изменения определяю как участки задержки вымывания контрастного препарата высокой интенсивности с четкими внешними контурами, расположенные субэндокардиально / трансмурально [8]. Полуавтоматически выполняется оценка глобальной сократительной функции ЛЖ, определяются величины конечного систолического и конечного диастолического объемов (КСО и КДО) ЛЖ. Расчет массы жизнеспособного миокарда определяется полуавтоматическим способом с использованием пакета программного обеспечения “Segment” (http://medviso.com).

В основу предлагаемой методики оценки прогностической значимости показателей прогноза развития осложнений положена модель логистической регрессии, которая применяется для прогнозирования вероятности возникновения некоторого события по измеренным значениям множества признаков. Для оценки состояния обследуемого пациента используется переменная, принимающая лишь одно из двух значений - как правило, это числа 0 (нет осложнений) и 1 (есть осложнения) и множество независимых переменных (предикторов) на основе значений, которых оценивается вероятность отнесения обследуемого к одному из указанных состояний.

Клинический пример 1

Пациент Б. ИБС: стенокардия напряжения ФК III. ПИКС (1995 г.). Постинфарктная ишемическая кардиомипатия. Аневризма верхушки 2 типа без признаков тромбоза, митральная недостаточность 2 ст. НI, ФК III по NYHA.

По данным МРТ было получено: КДО левого желудочка - 362 мл, КСО левого желудочка - 272 мл, фракция выброса ЛЖ - 25%, масса жизнеспособного миокарда - 179г. На основании этих данных вычислены значения SM=2,03 и DM=1,52.

Используя полученные данные, было рассчитано значение вероятности:

p = 0,228

Полученное значение p=0,228 позволяет предположить, что у данного пациента вероятность развития ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений будет низкая.

После проведенной операции (маммарокоронарное шунтирование передней нисходящей артерии, аортокоронарное аутовенозное (v.saphena magna sinistra) линейное шунтирование ветви тупого края, диагональной артерии, резекции аневризмы левого желудочка по Мениканти в условиях искусственного кровообращения) у пациента не было выявлено прогрессирования сердечной недостаточности в ранний послеоперационный период. Послеоперационный период протекал гладко.

Клинический пример 2

Пациент В. Диагноз: ИБС: стенокардия напряжения ФК III. ПИКС (1995 г.). Постинфарктная ишемическая кардиомипатия. Аневризма верхушки 2 типа без признаков тромбоза, митральная недостаточность 2 ст. НI, ФК III по NYHA

По данным МРТ было получено: КДО левого желудочка - 288 мл, КСО левого желудочка - 229 мл, фракция выброса ЛЖ - 20%, масса жизнеспособного миокарда - 106г. На основании этих данных вычислены значения SM=2,72 и DM=2,16.

Используя эти данные, было рассчитано значение вероятности:

p = 0,898

Полученное значение p=0,898 позволяет предположить, что у данного пациента вероятность осложнений после комплексного хирургического лечения высокая.

Пациенту выполнена операция - одномоментное аортокоронарное аутовенозное линейное шунтирование диагональной артерии, правой коронарной артерии и ветви тупого края 1; маммарокоронарное шунтирование передней нисходящей артерии; резекция аневризмы левого желудочка по Мениканти в условиях искусственного кровообращения.

Послеоперационные период протекал предсказуемо тяжело (с явлениями сердечной и дыхательной недостаточности).

Предлагаемый в качестве изобретения способ апробирован на 48 пациентах и позволяет прогнозировать развитие ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у конкретного пациента, что может облегчить задачу хирургу в определении тактики лечения пацента с ИКМП.

Список использованных источников

1. Buckberg G, Athanasuleas C, Conte J. Surgical ventricular restoration for the treatment of heart failure. Nat Rev Cardiol. 2012 Dec;9(12):703-16. doi: 10.1038/nrcardio.2012.143. Epub 2012 Nov 13. PMID: 23149831.

2. Современные клинико-фундаментальные аспекты в диагностике и лечении пациентов с ишемической кардиомиопатией (обзор) Шипулин В.М., Пряхин А.С., Андреев С.Л., Шипулин В.В., Чумакова С.П., Рябова Т.Р., Стельмашенко А.И., Беляева С.А., Лелик Е.В. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2021. т. 36. № 1. с. 20-29.

3. S.M. Scott, R.H. Deupree, G.V.R.K. Sharma A study of unstable angina: 10-year results show duration of surgical advantage for patients with impaired ejection fraction. Circulation, 90 (Supple II) (1994) II-120-3.

4. R.M. Califf, F.E. Harrell Jr., K.L. Lee The evolution of medical and surgical therapy for coronary artery disease: a 15-year perspective. JAMA, 261 (1989), pp. 2077-2086).

5. Sheriff MJ, Mouline O, Hsu C, Grieve SM, Wilson MK, Bannon PG, Vallely MP, Puranik R. Cardiac Magnetic Resonance Imaging Predictors of Short-Term Outcomes after High Risk Coronary Surgery. Heart Lung Circ. 2016 Jun;25(6):613-9. doi: 10.1016/j.hlc.2015.11.011. Epub 2016 Jan 18. PMID: 26839164.

6. Califf RM, Harrell FE Jr, Lee KL, Rankin JS, Hlatky MA, Mark DB, Jones RH, Muhlbaier LH, Oldham HN Jr, Pryor DB. The evolution of medical and surgical therapy for coronary artery disease. A 15-year perspective. JAMA. 1989 Apr 14;261(14):2077-86. PMID: 2784512.

7. Шелковникова Т.А., Мордовин В.Ф., Козлов Б.Н. Клинико-функциональное состояние пациентов в различные сроки после хирургической реваскуляризации миокарда//Сибирский медицинский журнал (Томск). -2007. -№1. -С. 115-117.

8. Emrich T, Halfmann M, Schoepf UJ, Kreitner KF. CMR for myocardial characterization in ischemic heart disease: state-of-the-art and future developments. Eur Radiol Exp. 2021 Mar 25;5(1):14. doi: 10.1186/s41747-021-00208-2. PMID: 33763757; PMCID: PMC7990980.

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике. У пациентов с ишемической кардиомиопатией (ИКМП) определяют предоперационные значения конечно-диастолического объема левого желудочка (КДО), конечно-систолического объема левого желудочка (КСО) и массу жизнеспособного миокарда относительно общей массы миокарда левого желудочка (ЛЖ) методом магнитно-резонансной томографии сердца с парамагнитным контрастным усилением (МРТ с ПКУ). Далее используют оригинальную формулу для прогнозирования развития ранних сердечно-сосудистых осложнений хирургического вмешательства. При Р≥0,5 прогнозируют развитие осложнений в ранний послеоперационный период. Способ позволяет с высокой точностью осуществить прогноз развития ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с ИКМП после комплексного хирургического вмешательства. 2 пр.

Способ прогнозирования ранних послеоперационных сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с ишемической кардиомиопатией, характеризующийся тем, что перед вмешательством определяют объемно-миокардиальные индексы: отношение конечно-диастолического объема к массе жизнеспособного миокарда (DМ) и отношение конечно-систолического объема к массе жизнеспособного миокарда (SM), а вероятность прогноза возможных осложнений определяют по формуле

где p – вероятность прогноза развития осложнений;

2,718 – основание натурального логарифма;

-8,14 – константа логистической регрессии;

-2,96; 8,5 – весовые коэффициенты соответствующих показателей;

x₁, x₂ – значения переменных, соответствующих рассматриваемым показателям,

x₁ – отношение конечно-диастолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда,

x₂ – отношение конечно-систолического объема левого желудочка к массе жизнеспособного миокарда,

и при p равном 0,5 и более прогнозируют высокую вероятность развития послеоперационных осложнений, а при p менее 0,5 прогнозируют низкую вероятность развития осложнений.