Спосіб визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця

Реферат: Спосіб визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця включає проведення ЕхоКГ, виконання векторелектрокардіограми (ВКГ), визначення просторову локалізацію моменту збудження на ВКГ, для цього визначають моменти деполяризації шлуночків, які у даного пацієнта відповідають максимальним відхиленням зміни напрямків хвилі збудження у просторі, визначення анатомічного сегмента серця, який відповідає даній локалізації, виконання двовимірної EхоКГ шляхом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking", записування кривої механічної активності для розглядуваного сегмента серця та визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця за інтервалом часу між моментом його збудження за даними ВКГ та піком кривої механічної активності цього сегмента за даними ЕхоКГ. UA 86978 U (12) UA 86978 U UA 86978 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до медицини, зокрема до кардіології та може бути використана для оптимального підбору пацієнтів для ресинхронізаційної терапії серця або для об'єктивної оцінки ефективності проведеної ресинхронізаційної терапії серця. Також може бути застосований для корекції локалізації стимулюючих електродів при ресинхронізаційній терапії серця, або для оптимізації програмування ресинхронізаційного пристрою. Відомим є спосіб вимірювання часової затримки між піками руху міжшлуночкової перегородки і задньої стінки лівого шлуночка (Pitzalis MV et al. Cardiac resynchronization therapy tailored by echocardiographic tvaluation of ventricular asynchrony. J Am Coll Cardiol.2002; 40(9): 1615-22), за яким використовують реєстрацію одновимірної ехокардіограми в парастерпальній позиції, вимірюють часову затримку між піком систолічного руху міжшлуночкової перегородки і задньої стінки лівого шлуночка і одержують величину внутрішньошлуночкової механічної затримки. Недоліки цього способу: вираховується тільки механічна затримка, механічна затримка вираховується тільки між двома точками по єдиній осі, в той час, коли механічна функція серця мас складну просторову природу. Відомим є спосіб вимірювання міжшлуночкової механічної затримки (Cazeau S et al. Echocardiographic modeling of cardiac dyssynchrony before and during multisite stimulation: a prospective study. Pacing Clin Electrophysiol. 2003; 26 (1 Pt 2): 137-43), за яким здійснюють доплерехокардіографію з реєстрацією профілів потоків крові через аортальний клапан і через клапан легеневої артерії, вимірюють лівошлуночковий і правошлуночковий періоди передвигнання (інтервал між початком QRS і початком аортального/пульмонального потоків) та визначають міжшлуночкову механічну затримку як різницю між періодами пересування лівого і правого шлуночків. Недоліки цього способу: спосіб дає змогу вирахувати тільки глобальну міжшлуночкову затримку гемодинамічного ефекту не враховуючи локальної затримки механічної активності окремих сегментів стінок серця. Відомим є спосіб вимірювання часової затримки між електричним збудженням і механічною активацією окремих ділянок міокарда (Ashicaga H, Coppola ВА, Hopenfeld В, et al. Transmural dispersion of myofiber mechanics: implications for electrical heterogeneity in vivo. J Am Coll Cardiol 2007; 49: 909-16.), за яким вимірювання проводяться в умовах експерименту на працюючих свинячих серцях з імплантацією в міокард електродів, рентгенконтрастних міток, сопомікрометричних датчиків, оптичних пристроїв. Недоліки цього способу: вимірювання проводяться в умовах експерименту на працюючих свинячих серцях з імплантацією в міокард електродів, рентгенконтрастних міток, сономікрометричних датчиків, оптичних пристроїв, що неможливо застосувати на живій людині. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця, в якому шляхом застосування нових дій, умов виконання дій визначення та застосування нових показників забезпечується більш повне врахування особливостей анатомічної будови і структури міокарду та механічної функції серця, що надає можливість здійснити більш точну, неінвазивну та кількісну оцінку рівню сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця, що включає проведення ЕхоКГ згідно з корисною моделлю виконують векторелектрокардіограму (ВКГ), на ВКГ визначають просторову локалізацію моменту збудження, для цього визначають моменти деполяризації шлуночків які у даного пацієнта відповідають максимальним відхиленням зміни напрямків хвилі збудження у просторі, визначають анатомічний сегмент серця, який відповідає даній локалізації, виконують двовимірну ЕхоКГ шляхом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking", записують криву механічної активності і для розглядуваного сегмента серця та визначають час сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця за інтервалом часу між моментом його збудження за даними ВКГ та піком кривої механічної активності цього сегмента за даними ЕхоКГ. Застосування в способі нових дій, умов виконання дій, визначення та застосування нових показників забезпечує більш повне враховування особливостей анатомічної будови і структури міокарда, що надає можливість здійснити неінвазивну, точну та кількісну оцінку сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця. Визначений показник може бути використаний в лікувальній практиці для оптимального підбору пацієнтів для ресинхронізаційної терапії серця або для об'єктивної оцінки ефективності проведеної ресинхронізаційної терапії серця. Визначений показник також може бути застосований для корекції локалізації 1 UA 86978 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стимулюючих електродів при ресинхронізаційній терапії серця, або для оптимізації програмування ресинхронізаційного пристрою. Суть способу пояснюється кресленням та прикладами його конкретного виконання. Фіг. 1. Векторна петля деполяризації шлуночків у фронтальній площині (Markers 10 ms). Фіг. 2. Векторна петля деполяризації шлуночків у сагітальній площині (Markers 10 ms). Фіг. 3. Векторна петля деполяризації шлуночків у трансверзальній площині (Markers 10 ms). Фіг. 4. Електрокардіограма у І, II, III стандартних відведеннях. Фіг. 5. Пік деформації середньо-переднього сегмента. Фіг. 6. Пік деформації апікально-бокового сегмента. Фіг. 7. Пік деформації базально-заднього сегмента. Приклади визначення сегментарної електромеханічної затримки: Приклад №1. Пацієнтка Т., ж 20 років, здорова. Для того щоб вирахувати сегментарну електромеханічну затримку в шлуночків спочатку виконують за допомогою електрокардіографа "Юкард-200" з комп'ютерною векторкардіографічною програмою записують векторкардіограму і вибирають 4 моменти деполяризації шлуночків (20 мс, 35 мс, 55 мс і 80 мс), які у даного пацієнта відповідають максимальним відхиленням зміни напрямків хвилі збудження у просторі. Аналіз векторкардіографічних петель у фронтальній, сагітальній і трансверзальній площинах дозволяє визначній, що: вектор деполяризації 20 мс орієнтований вперед і вліво і незначно вниз, тобто хвиля збудження, що розповсюджується в шлуночках, досягнула базального переднього сегмента (сегмент №1); вектор деполяризації 35 мс орієнтований назад вліво і вниз, тобто хвиля збудження досягнула апікального бокового сегмента (сегмент №2); вектор деполяризації 55 мс орієнтований назад і незначно вліво та вниз, тобто хвиля збудження досягнула середньо-заднього сегмента (сегмент №3); вектор деполяризації 80 мс орієнтований назад і незначно вліво та вверх, тобто хвиля збудження досягнула базального заднього сегмента (сегмент №4); Після цього застосовують двовимірну ехокардіографію шляхом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking" та записують криві механічної активності (зміщення, деформації) що відповідають знайденим нами сегментам і інтервалом часу між моментом збудження кожного сегмента за даними ВКГ та моментом піку (який вираховується програмою ЕхоКГ від вершини зубця R у І стандартному відведенні) кривої механічної активності цього сегмента за даними ЕхоКГ визначають час сегментарної електромеханічної затримки (ЕМЗ) в міокарді кожного сегмента. У даного пацієнта вершина зубця R у І відведенні виникала на 20 мс комплекса QRS тому для корекції часу виникнення піків механічної кривої треба відняти 15 мс для сегмента №2, який збуджується на 35 мс; відняти 35 мс для сегмента №3, який збуджується на 55 мс і відняти 60 мс для сегменту №3, який збуджується на 80 мс деполяризації шлуночків. Сегмент №1. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 404 мс і на 404 мс відповідно; пік радіального зміщення і пік деформації виник на 384 мс і 404 мс відповідно; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 262 мс і 384 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 404 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 404 мс ЕМЗ радіального зміщення 384 мс ЕM3 радіальної деформації 404 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 262 мс ЕМЗ циркулярної деформації 384 мс Сегмент №2. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 362 мс і на 342 мс відповідно; пік радіального зміщення і пік деформації виник на 346 мс і 184 мс відповідно; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 184 мс і 326 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 362 мс - 15 мс = 347 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 342 мс - 15 мс = 327 мс ЕМЗ радіального зміщення 346 мс - 15 мс = 331 мс ЕМЗ радіальної деформації 184 мс - 15 мс = 169 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 184 мс - 15 мс = 169 мс ЕМЗ циркулярної деформації 326 мс - 15 мс = 311 мс Сегмент №3. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 384 мс і на 404 мс відповідно; пік радіального зміщення і пік деформації виник на 382 мс і 382 мс відповідно; пік 2 UA 86978 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 циркулярного зміщення і пік деформації виник на 282 мс і 382 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 384 мс - 35 мс = 349 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 404 мс - 35 мс = 369 мс ЕМЗ радіального зміщення 382 мс - 35 мс = 347 мс ЕМЗ радіальної деформації 382 мс - 35 мс = 347 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 282 мс - 35 мс = 247мс ЕМЗ циркулярної деформації 382 мс - 35 мс = 347мс Сегмент №4. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 366 мс і на 448 мс відповідно; пік радіального зміщення і пік деформації виник на 384 мс і 404 мс відповідно; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 546 мс і 384 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 366 мс - 60 мс = 306 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 448 мс - 60 мс = 388 мс ЕМЗ радіального зміщення 384 мс - 60 мс = 324 мс ЕМЗ радіальної деформації 404 мс - 60 мс = 344 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 546 мс - 60 мс = 486 мс ЕМЗ циркулярної деформації 384 мс - 60 мс = 324 мс Приклад №2. Пацієнт 3., м 27 років, Д-з: Гіпертрофічна кардіоміопатія без обструкції вихідного тракту лівого шлуночка. Для того щоб вирахувати сегментарну електромеханічну затримку в міокарді шлуночків спочатку записують векторкардіограму і вибирають 3 моменти деполяризації шлуночків (20 мс, 40 мс і 60 мс ), які у даного пацієнта відповідають максимальним відхиленням зміни напрямків хвилі збудження у просторі. Аналіз векторкардіографічних петель у фронтальній, сагітальній і трансверзальній площинах дозволяє визначити, що: вектор деполяризації 20 мс (позиція 1 на Фіг. 1-3) орієнтований вперед і вліво і незначно вниз, тобто хвиля збудження, що розповсюджується в шлуночках, досягнула середньо переднього сегмента серця (сегмент №1); вектор деполяризації 40 мс (позиція 2 на Фіг. 1-3) орієнтований назад вліво і вниз, тобто хвиля збудження досягнула апікального - бокового сегмента серця (сегмент №2); вектор деполяризації 60 мс (позиція 3 на Фіг. 1-3) орієнтований назад і незначно вліво та вниз, тобто хвиля збудження досягнула базально-заднього сегмента серця (сегмент №3); Після цього застосовують двовимірну ехокардіографію шляхом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking" та записують криві механічної активності (зміщення, деформації) що відповідають знайденим нами сегментам, за інтервалом часу між моментом збудження кожного сегменту за даними ВКГ та моментом піку (який вираховується програмою ЕхоКГ від вершини зубця R у І стандартному відведенні) кривої механічної активності цього сегменту за даними ЕхоКГ визначають час сегментарної електромеханічної затримки (ЕМЗ) в міокарді кожного сегмента. У даного пацієнта вершина зубця R у І відведенні виникала на 50 мс (позиція 4 на Фіг.4) комплексу QRS, тому для корекції часу виникнення піків механічної кривої треба додати 30 мс для сегмента №1, який збуджується на 20 мс; додати 10 мс для сегмента №2, який збуджується на 40 мс і відняти 10 мс для сегмента №3, який збуджується на 60 мс. Сегмент №1. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 430 мс і на 430 мс відповідно; пік радіального зміщення виник на 400 мс і пік радіальної деформації (позиція 5 на Фіг.5) виник на 240 мс; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 162 мс і 302 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 430 мс + 30 мс = 460 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 430 мс + 30 мс = 460 мс ЕМЗ радіального зміщення 400 мс + 30 мс = 430 мс ЕМЗ радіальної деформації 240 мс + 30 мс = 270 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 162 мс + 30 мс = 192 мс ЕМЗ циркулярної деформації 302 мс + 30 мс = 332 мс Сегмент №2. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 330 мс і на 390 мс відповідно; пік радіального зміщення виник на 490 мс і пік радіальної деформації (позиція 6 на Фіг.6) виник на 305 мс; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 384 мс і 324 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: 3 UA 86978 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ЕМЗ поздовжнього зміщення 330 мс + 10 мс = 340 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 390 мс + 10 мс = 400 мс ЕМЗ радіального зміщення 490 мс + 10 мс = 500 мс ЕМЗ радіальної деформації 305 мс + 10 мс = 3 15 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 384 мс + 10 мс = 394 мс ЕМЗ циркулярної деформації 324 мс + 10 мс = 334 мс Сегмент №3. Пік кривої поздовжнього зміщення і пік деформації виник на 405 мс і на 424 мс відповідно; пік радіального зміщення виник на 370 мс і пік радіальної деформації (позиція 7 на Фіг.7) виник на 490 мс; пік циркулярного зміщення і пік деформації виник на 406 мс і 406 мс відповідно. Отримані дані дозволяють вирахувати: ЕМЗ поздовжнього зміщення 405 мс - 10 мс = 395 мс ЕМЗ поздовжньої деформації 424 мс - 10 мс = 414 мс ЕМЗ радіального зміщення 370 мс - 10 мс = 360 мс ЕМЗ радіальної деформації 490 мс - 10 мс = 480 мс ЕМЗ циркулярного зміщення 406 мс - 10 мс = 396 мс ЕМЗ циркулярної деформації 406 мс - 10 мс = 396 мс Приклад №3. Пацієнт М., м 47 років, Д-з: Дилатаційна кардіоміопатія з блокадою лівої ніжки пучка Гіса, систолічна недостатність лівого шлуночка Госпіталізований у відділення хірургічного лікування складних порушень ритму інституту серцево-судинної хірургії ім. М.М. Амосова НАМН України 29.07.2013 р. Основними скаргами були задишка при фізичних навантаженнях, сухий кашель, зниження толерантності до фізичних навантажень. При ехокардіографічному обстеженні виявлено збільшення лівих відділів серця, відносна митральна і трикуспідальна недостатність, різко знижена скоротлива функція лівого шлуночка. КДО 336 мл, КСО 249 мл, УО 87 мл, ФВ 26 %, ЛП 5,4 см Проведене електровекторкардіографічне та ехокардіографічне обстеження. На ЕКГ виявлена повна блокада лівої ніжки пучка Гіса з переважанням блокування передньо-верхнього її розгалуження при тривалості комплекса QRS 150 мс. Максимальний вектор QRS, максимальний вектор QRS був орієнтований назад, вліво і вверх. Просторовий аналіз векторкардіограми виявив максимальну затримку електричного збудження у боковому базальному сегменті стінки лівого шлуночка, який почав збуджуватись на 100 мс комплекса QRS. Після цього застосовували двовимірну ехокардіографію методом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking" та записали криву механічної активності (ендокардіальної поздовжньої деформації) що відповідає знайденому сегменту і за часовим інтервалом між моментом збудження даного сегмента за даними ВКГ та моментом піку (який вираховується автоматично програмою ЕхоКГ від вершини зубця R у І стандартному відведенні) кривої деформації (Strain) цього сегмента за даними ЕхоКГ визначили час сегментарної електромеханічної затримки (ЕМЗ) в міокарді бокового базального сегмента. У даного пацієнта вершина зубця R у І відведенні виникала на 100 мс комплексу QRS. Оскільки збудження бокового базального сегмента почалось на 100 мс, тобто співпало з вершиною зубця R, час електромеханічної затримки даного сегмента вираховується приладом автоматично без потреби в часовій корекції. Таким чином пік деформації базального бокового сегмента виник найпізніше, електромеханічна затримка була найбільшою і дорівнювала 360 мс. Згідно з даними обстеження пацієнту показана кардіоресинхронізаційна терапія серця. Виявлені максимальні величини запізнення збудження і електромеханічної затримки у базальних бокових сегментах стінки дають підставу вважати, що локалізація стимулюючого електрода лівого шлуночка в ділянці цих сегментів дасть оптимальний терапевтичний ефект. 02.08.2013 р. проведена операція імплантації кардіоресинхронізаційного пристрою (бівентрикулярна електрокардіостимуляція) з встановленням електрода для стимуляції лівого шлуночка у задньолатеральну вену системи коронарного синуса, тобто в ділянку виявлених максимальних величин запізнення збудження та електромеханічної затримки. Під час операції реєструвався кров'яний тиск у стегновій артерії. При стимуляції лівого шлуночка і при бівентрикулярній стимуляції з перших же стимульованих серцевих циклів відмічено суттєве збільшення швидкості наростання систолічного тиску (збільшення крутизни висхідної частини кривої). На 5 день після операції проведено повторне векторелектрокардіографічне та ехокардіографічне обстеження. Тривалість комплекса QRS зменшилась до 104,4 мс, орієнтація максимального вектора QRS змістилась назад, вправо і дещо вниз. 4 UA 86978 U 5 10 15 Ехокардіографічний метод відстежування акустичних маркерів (Spackle tracking) виявив суттєве збільшення середньої величини ендокардіальної поздовжньої деформації з - 3 % до 7 %, при відновленні синхронності деформації всіх сегментів (всі сегментарні криві односпрямовані). У пацієнта зменшились задишка і кашель, збільшилась толерантність до фізичних навантажень, тобто виявлений позитивний клінічний і гемодинамічний ефект в результаті проведеної ресинхронізаційної терапії серця. Застосування в способі нових дій, умов виконання дій, визначення та застосування нових показників забезпечує більш повне врахування особливостей анатомічної будови і структури міокарда, що надає можливість здійснити неінвазивну, точну та кількісну оцінку сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця. Визначений показник може бути використаний в лікувальній практиці для оптимального підбору пацієнтів для ресинхронізаційної терапії серця або для об'єктивної оцінки ефективності проведеної ресинхронізаційної терапії серця. Визначений показник також може бути застосований для корекції локалізації стимулюючих електродів при ресинхронізаційній терапії серця або для оптимізації програмування ресинхронізаційного пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Спосіб визначення часу сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця, що включає проведення ЕхоКГ, який відрізняється тим, що виконують векторелектрокардіограму (ВКГ), на ВКГ визначають просторову локалізацію моменту збудження, для цього визначають моменти деполяризації шлуночків, які у даного пацієнта відповідають максимальним відхиленням зміни напрямків хвилі збудження у просторі, визначають анатомічний сегмент серця, який відповідає даній локалізації, виконують двовимірну EхоКГ шляхом відстежування акустичних маркерів "Speckle tracking", записують криву механічної активності для розглядуваного сегмента серця та визначають час сегментарної електромеханічної затримки в міокарді шлуночків серця за інтервалом часу між моментом його збудження за даними ВКГ та піком кривої механічної активності цього сегмента за даними ЕхоКГ. 5 UA 86978 U 6 UA 86978 U 7 UA 86978 U 8 UA 86978 U 9 UA 86978 U 10 UA 86978 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11