СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЛАТАЦИОННОГО ФЕНОТИПА СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ Российский патент 2023 года по МПК A61B8/08 

Изобретение относится к области медицины, может быть использовано в кардиологии, ультразвуковой и функциональной диагностике.

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является важной медицинской, социальной и экономической проблемой, охватывая более 37 млн. человек в мире [1]. ХСН представляет собой клинический синдром, характеризующийся наличием типичных симптомов и признаков, вызванных нарушением структуры и/или функции сердца [2]. В свою очередь, дилатационный фенотип сердечной недостаточности (СН) может быть проявлением целого спектра сердечно-сосудистых заболеваний, обусловленных различными этиологическими факторами: генетическим, воспалительным, метаболическим, ишемическим.

На сегодняшний день активно ведется внедрение фокусного ультразвукового исследования сердца в рутинную клиническую практику [3]. Широкая доступность эхокардиографической (ЭхоКГ) диагностики структурно-функциональных особенностей сердца позволит врачу быстрее принимать решения, проводить дифференциальную диагностику заболевания и оперативно определять оптимальную тактику ведения.

Вместе с тем, спектр параметров, которые должны оцениваться при фокусном ЭхоКГ, значительно меньше, чем при экспертном исследовании. Учет величины фракции выброса левого желудочка не позволяет составить полную картину структурно-функционального состояния сердца. Внедрение в этой области информативных и доступных в использовании алгоритмов определения отдельных фенотипов сердечной недостаточности является важным и очень перспективным направлением.

Понятие нормы в эхокардиографии основывается на результатах многочисленных исследований с выделением среднего значения параметра в популяции и выраженности отклонения полученных значений от условной нормы. Величина отклонения параметра от нормы может быть выражена при помощи Z-индекса. На сегодняшний день применение Z-индекса широко распространено при оценке данных эхокардиографии у детей, однако у взрослых этот подход не получил широкого распространения. Вместе с тем, члены рабочей группы по заболеваниям миокарда и перикарда Европейского общества кардиологов рекомендуют использование Z-индексов для диагностики дилатационной кардиомиопатии у взрослых [4]. Таким образом, интерпретация параметров эхокардиографии с использованием Z-индекса является перспективным направлением.

В свою очередь определение дилатационного фенотипа СН с использованием новых расчетных показателей позволит врачу очертить направление дифференциальной диагностики и составить более полное представление о состоянии сердечно-сосудистой системы у пациента, перспективах медикаментозного лечения и отдаленного прогноза. Примечательно, что диагностический алгоритм должен быть основан на измерении ЭхоКГ параметров, доступных в том числе при использовании аппарата для фокусного ультразвукового исследования.

Известен способ диагностики систолической и диастолической дисфункции левого желудочка [5]. Недостатком способа является отсутствие оценки наличия и степени дилатации левого желудочка.

Известен способ диагностики и классификации ремоделирования левого желудочка [6]. Недостатком способа является учет только трех параметров: суммарной толщины стенки левого желудочка, индекса конечно-диастолического объема левого желудочка и массы миокарда левого желудочка, но не производится оценка индекса сферичности полости левого желудочка, характеризующего изменение его геометрии, а также не осуществляется учет Z-индекса конечного диастолического объема (КДО) левого желудочка, как показателя отклонения от условной нормы с учетом площади поверхности тела.

Существует способ дифференциальной диагностики дилатационной кардиомиопатии и ишемической болезни сердца [7]. Однако, данный способ принимает во внимание лишь систолические длины желудочков и их отношение; но не учитывает нормированного к площади поверхности тела КДО и отклонение полученного показателя от средних значений, не производится измерение индекса сферичности, нет расчета ФВ ЛЖ, играющих важнейшую роль в диагностике дилатационного фенотипа сердечной недостаточности.

В проанализированной научно-медицинской и патентной литературе отсутствует прототип выявления дилатационного фенотипа сердечной недостаточности.

Задачей изобретения является разработка способа определения дилатационного фенотипа сердечной недостаточности.

Поставленная задача решается путем измерения роста, веса пациента, эхокардиографического измерения в двухмерном режиме величины конечного диастолического и конечного систолического (КСО) объемов, на основании которых определяется фракция выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ), продольного и поперечного размеров ЛЖ (методика измерения производится согласно современным рекомендациям по количественной оценке структуры и функции камер сердца [8]). Затем производят определение индекса сферичности ЛЖ, как отношение поперечного размера ЛЖ к продольному, измеренным в фазу диастолы, определяется Z-индекс КДО ЛЖ с учетом площади поверхности тела пациента, и определяют величину вероятности дилатационного фенотипа ХСН (D) по формуле:

D = ((ZкдоЛЖ/(ФВлж%/100)) / 0,9)*ИСф, где

D – вероятность дилатационного фенотипа ХСН,

ZкдоЛЖ – Z индекс конечного диастолического объема полости ЛЖ, определяемый с помощью калькулятора расчета эхокардиографических должных величин [9].

ФВлж% - фракция выброса ЛЖ, выраженная в процентах,

ИСф – индекс сферичности ЛЖ (отношение поперечного размера ЛЖ к продольному).

При значении D 2,5 и более диагностируется дилатационный фенотип ХСН.

Новым в предлагаемом изобретении является набор анализируемых параметров, оригинальная формула и конкретное значение D, позволяющее диагностировать дилатационный фенотип ХСН.

Cущественные признаки, характеризующие изобретение, проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники и не являющиеся очевидными для специалистов. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в патентной и научно-медицинской литературе.

Предлагаемый в качестве изобретения способ может быть использован в практическом здравоохранении для определения дилатационного фенотипа сердечной недостаточности.

Исходя из вышеизложенного, следует считать предлагаемый в качестве изобретения способ соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Изобретение будет понятно из следующего описания.

Разработка способа осуществлялась проведением ретроспективного анализа более 13000 последовательных протоколов эхокардиографии за период 2009-2021 годов. Для оценки возможностей выделения дилатационного фенотипа СН в исследование включены как пациенты с различной патологией сердечно-сосудистой системы, так и здоровые лица. Диагнозы были установлены с использованием комплекса клинико-инструментальных исследований, включающих в отдельных случаях интраоперационные данные, морфологические исследования и анализ биоптатов миокарда.

Все эхокардиографические исследования выполнялись двумя квалифицированными специалистами с межоператорским отклонением результатов менее 5%. Использовали ультразвуковые системы фирмы Philips ie-33 и Epiq-7. Результаты исследования заносили в базу данных приложения Access MS-office, видеоролики регистрировали на цифровые носители для последующей постобработки. Использовали только стандартизированные протоколы ЭхоКГ исследований, которые следуют строгим рекомендациям для получения высококачественных, воспроизводимых измерений [10, 11].

Для обучения модели, настройки параметров и проверки качества полученной модели исходная выборка была разбита на изучаемую (10000 пациентов) и тестовую (3013 пациентов). В изучаемой группе было 65 пациентов с дилатационным фенотипом СН ишемической и неишемической этиологии по результатам комплексного клинико-диагностического обследования.

Далее осуществляли проверку корреляционных связей, на основании чего удалось выделить наиболее значимые показатели, связанные с дилатационным фенотипом СН.

Для описания зависимости значения D от выделенных показателей построили регрессионную модель на основе изучаемой выборки. Согласно анализу полученной регрессионной модели, точкой отсечения для диагностики диалатационного фенотипа СН явилось значение D≥2,5.

В тестовой группе было зарегистрировано 18 подтвержденных случаев дилатационного фенотипа ХСН различной этиологии. Проверка качества полученной формулы производилась на пациентах тестовой группы, были получены высокие значения чувствительности и специфичности:

Чувствительность = ИП/(ИП+ЛО) = 18/(18+2)=0,90

Специфичность = ИО/(ИО+ЛП) = 2061/(2061+423)=0,83

Способ осуществляют следующим образом.

Клинический пример №1.

Пациентка М., 58 лет (рост 166 см, вес 68 кг, площадь поверхности тела – 1,76 м2) поступила по самообращению в приемное отделение клиники с симптомами сердечной недостаточности.

При проведении фокусного ЭхоКГ исследования в приемном отделении произведена оценка следующих показателей:

КДО = 135 мл (Z_КДО = 1,97, параметр определен с применением калькулятора расчета эхокардиографических должных величин)

КСО = 70 мл

ФВ ЛЖ = 48%

ИСф = (поперечный размер/продольный размер ЛЖ) = 53/90 = 0,59.

Значение D составило 2,69, таким образом, у пациентки имеет место дилатационный фенотип хронической сердечной недостаточности, что было подтверждено результатами последующего МРТ исследования сердца с контрастированием.

Клинический пример №2.

Пациент П, 65 лет. (рост 170 см, вес 99 кг, площадь поверхности тела – 2,1 м2) длительно наблюдался в поликлинике по месту жительства в связи с наличием артериальной гипертонии, терапию принимал нерегулярно, 2 года назад диагностирована гипертрофия левого желудочка.

Направлен на ЭхоКГ в связи с появлением симптомов и признаков сердечной недостаточности.

При проведении ЭхоКГ исследования произведена оценка следующих показателей:

КДО = 156 мл (Z_{КДО ЛЖ}= 1,66, параметр определен с применением калькулятора расчета эхокардиографических должных величин)

КСО = 78 мл

ФВ ЛЖ = 50%

ИСф = (поперечный размер/продольный размер ЛЖ) = 53/78= 0,68.

Значение D составило 2,5. Таким образом, у пациента имеет место дилатационный фенотип сердечной недостаточности, т.е. регистрируется прогрессирование ремоделирования миокарда.

Клинический пример №3.

Пациент С, 35 лет. (рост 176 см, вес 74 кг, площадь поверхности тела – 1,9 м2), здоров. Направлен на ЭхоКГ в рамках профилактического осмотра по месту работы.

При проведении ЭхоКГ исследования произведена оценка следующих показателей:

КДО = 113 мл (Z_КДО = 0,59, параметр определен с применением калькулятора расчета эхокардиографических должных величин)

КСО = 44мл

ФВ ЛЖ = 61%

ИСф = (поперечный размер/продольный размер ЛЖ) = 48/88= 0,55

Значение D составило 0,59. Таким образом, у пациента имеет место нормальная структура сердца, дилатационного фенотипа нет.

Предлагаемый в качестве изобретения способ был апробирован на более тринадцати тысяч пациентов и позволяет определять дилатационный фенотип сердечной недостаточности при эхокардиографии, что является важным диагностическим этапом и помогает в принятии решения о дальнейшей наиболее оптимальной тактике ведения пациента.

Список литературы:

1. Bueno H., Moura B., Lancellotti P., Bauersachs J. The year in cardiovascular medicine 2020: heart failure and cardiomyopathies // European Heart Journal. 2021;42(6):657–670. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa1061

2. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4083. doi:10.15829/1560-4071-2020-4083

3. Мареев Ю.В., Джиоева О.Н., Зоря О.Т., и др. Фокусное ультразвуковое исследование в практике врача-кардиолога. российский согласительный документ // Кардиология. 2021; 61: 4-23.

4. Pinto Y.M., Elliott P.M., Arbustini E., et al. Proposal for a revised definition of dilated cardiomyopathy, hypokinetic non-dilated cardiomyopathy, and its implications for clinical practice: a position statement of the ESC working group on myocardial and pericardial diseases // European Heart Journal. 2016; 37 (23): 1850–1858. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv727

5. Патент на изобретение RU 2164083 C1 Российская Федерация «Способ диагностики систолической и диастолической дисфункции левого желудочка» / Неласов Н.Ю., Кательницкая Л.И., Кастанаян А.А., Макаренко Е.С., Шанина Е.Ю. // Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 20.03.2001.

6. Патент на изобретение № RU 2711221 C1 Российская Федерация «Способ диагностики и классификации ремоделирования левого желудочка» / Цибулькин Н.А. // Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 15.01.2020.

7. Патент на изобретение № RU 2299684 C1 Российская Федерация «Способ дифференциальной диагностики дилатационной кардиомиопатии и ишемической болезни сердца по данным эхокардиографического исследования» / Мазур В.В., Мазур Е.С., Калинкин А.М. // Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 14.06.2006.

8. Рекомендации по количественной оценке структуры и функции камер сердца // Российский кардиологический журнал. 2012;(4s4):1-27.

9. Калькулятор расчета эхокардиографических должных величин / Сморгон А.В., Соколов А.А., Солдатенко М.В // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2017617310, 04.07.2017. Заявка № 2017611664 от 01.03.2017. https://el.cardio-tomsk.ru/ChildCalc

10. Cosyns B., Lancellotti P.. Normal reference values for echocardiography: a call for comparison between ethnicities // Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2016;17:523-4.

11. Lancellotti P. Normal reference ranges for echocardiography: do we really need more // Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2014;15:253-4.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, ультразвуковой и функциональной диагностике. С помощью эхокардиографии в двухмерном режиме проводят оценку величины конечного диастолического объема (КДО) левого желудочка (ЛЖ) с определением Z индекса КДО, фракции выброса ЛЖ, индекса сферичности ЛЖ. Определяют вероятность дилатационного фенотипа сердечной недостаточности (D) по оригинальной формуле. При значении D≥2,5 диагностируют дилатационный фенотип сердечной недостаточности. Способ позволяет определять дилатационный фенотип сердечной недостаточности при эхокардиографии, что является важным диагностическим этапом и помогает в принятии решения о дальнейшей наиболее оптимальной тактике ведения пациента. 3 пр.

Способ определения дилатационного фенотипа сердечной недостаточности, характеризующийся тем, что измеряют рост и вес пациента, с помощью эхокардиографии в двухмерном режиме проводят оценку величины конечного диастолического объема (КДО) левого желудочка (ЛЖ) с определением Z индекса КДО, фракции выброса ЛЖ, индекса сферичности ЛЖ, и определяют вероятность дилатационного фенотипа сердечной недостаточности (D) по формуле:

D = ZкдоЛЖ/(ФВлж%/100) / 0,9*ИСф,

где D – вероятность дилатационного фенотипа сердечной недостаточности,

ZкдоЛЖ – Z - индекс конечного диастолического объема ЛЖ,

ФВлж% – фракция выброса ЛЖ, выраженная в процентах,

ИСф – индекс сферичности ЛЖ - отношение поперечного размера ЛЖ к продольному, и при значении D≥2,5 диагностируют дилатационный фенотип сердечной недостаточности.