Способ неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза с помощью визуальной шкалы
METHOD FOR NON-INVASIVE DIAGNOSTICS OF CORONARY ATHEROSCLEROSIS USING VISUAL SCALE

Атеросклероз - основная причина большинства сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Несмотря на успехи фундаментальной и клинической медицины, связанные с диагностикой и лечением коронарного атеросклероза, смертность от ССЗ атеросклеротического генеза остается на высоком уровне [1]. В связи с этим поиск и разработка специфических маркеров, шкал, алгоритмов и диагностических панелей, предназначенных для ранней неинвазивной диагностики этих заболеваний и оценки их тяжести, остается актуальным направлением и сегодня.
«Золотым» стандартом диагностики атеросклероза коронарных артерий (КА) является коронароангиография (КАГ). КАГ - это инвазивный, рентгенографический метод визуализации КА, позволяющий оценивать состояние коронарного русла до третьего порядка, определять локализацию и выраженность поражения, а также наличие коллатерального кровотока [2]. Однако невозможность адекватной визуализации «маленьких бляшек», высокая стоимость исследования, ограниченность применения для некоторых групп пациентов, возможное развитие осложнений и побочных реакций в ходе проведения диагностической процедуры, делают спорным рутинное применение КАГ для диагностики атеросклероза КА. Согласно современным клиническим рекомендациям, проведение КАГ считают оправданным для стратификации риска сердечно-сосудистых осложнений (ССО) у пациентов с тяжелой стабильной стенокардией (функциональных классов (ФК) III-IV) или с клиническими признаками высокого риска ССО у пациентов с доказанной ишемической болезнью сердца (ИБС) на фоне оптимальной лекарственной терапии. Также целесообразным является проведение КАГ у пациентов с противоречивыми или неинформативными результатами неинвазивных методов диагностики коронарного атеросклероза [3].
Одним из критериев для проведения КАГ является степень сердечно-сосудистого риска (ССР), для оценки которого разработано множество шкал: Systematic Coronary Risk Evaluation (SCORE), AtheroSclerotic Cardio Vascular Disease (ASCVD), Фремингемская шкала риска, PROspective Cardiovascular Munster study (PROCAM), Assessment Scottish Intercollegiate Guidelines Network (ASSIGN) и др. Однако их использование может быть недостаточным для предсказания риска развития ССО, поскольку большинство из них основаны на комбинации традиционных факторов риска ССЗ и обладают высокой прогностической значимостью на популяционном уровне, но малоинформативны в плане прогнозирования индивидуального риска [4]. С целью перехода к персонализированному прогнозу совершенствуются общепризнанные и широко распространенные шкалы, разрабатываются новые подходы, внедряются новые критерии. Например, шкала SCORE стала базироваться на алгоритмах, включающих данные конкретной страны или популяции; в модифицированную Фремингемскую шкалу вводятся рекалибровочные коэффициенты для различных популяций [5]. Тем не менее, даже очень высокий риск, рассчитанный с помощью указанных шкал, не является показанием для проведения диагностической КАГ.
В ходе многочисленных эпидемиологических исследований была выявлена связь между атеросклерозом в сонных артериях (СА) с наличием и степенью выраженности атеросклероза в КА [6, 7]. Кроме того, накоплены данные, свидетельствующие о высокой прогностической значимости периферического атеросклероза для диагностики поражений коронарного русла [8, 9]. В настоящее время частота выявления сочетанных форм атеросклероза c поражением коронарных артерий (КА), брахиоцефальных артерий (БЦА) и бедренных артерий (БА) колеблется от 10 до 65%, а по некоторым источникам доходит до 90% [10, 11]. Акцент делается и на определенных количественных и качественных характеристиках АСБ, способных верифицировать не только наличие, но и выраженность коронарного поражения. Это и послужило основой для создания визуальной шкала (ВШ) - инструмента диагностики коронарного атеросклероза, используя данные о состоянии БЦА и БА.
Наиболее близким к заявленному способу является метод [10], который позволяет выявить наличие коронарного атеросклероза путем дуплексного сканирования (ДС) СА. При этом оценивали толщину комплекса интима-медиа (ТИМ), количество атеросклеротических бляшек (АСБ) в СА и максимальную степень стеноза СА. Недостатком известного способа является недостаточная информативность в отношении степени поражения КА, невозможность выявления субклинического коронарного атеросклероза. Кроме того, в последнее время отмечается снижение значимости ТИМ артерий как маркера ССЗ, отсутствие влияния ТИМ на прогноз ССЗ и нецелесообразность определения ТИМ для переквалификации риска у бессимптомных пациентов [12].
общая
Техническим результатом заявленного способа является создание визуальной шкалы (ВШ), позволяющей оценить наличие и степень выраженности атеросклероза в КА, в том числе у пациентов с субклиническим коронарным атеросклерозом, на основании данных, полученных в ходе визуализации бассейнов СА и бедренных артерий (БА) при ультразвуковом исследовании (УЗИ). ВШ рассчитывается с использованием данных ДС СА и БА путем оценки следующих параметров: качественные характеристики АСБ - высота наиболее выступающей в просвет сосуда АСБ (макс. АСБ), средняя (сред.) и максимальная (макс.) степени стенозов соответствующих артерий. Значения каждого параметра определены по отрезным точкам, полученным в результате ROC-анализа с учетом оптимальных сочетаний значений чувствительности и специфичности, в сумме в месте пересечения кривых дающих 100%. На основании указанных параметров разработаны различные комбинации в виде диагностических комплексов, каждому из которых присваивается определенный балл. Технический результат заявленного способа достигается путем расчета ВШ для СА и БА с последующим их объединением в единый показатель ВШ, который позволяет оценить степень выраженности атеросклероза КА. Заявленный способ обладает высокой информативностью, позволяет судить о наличии и выраженности поражения КА, в том числе у лиц с субклиническим коронарным атеросклерозом.
Изобретение осуществляется следующим образом:
1. Проводят сбор анамнеза и объективный осмотр для выявления факторов риска ССЗ, связанных с атеросклерозом.
2. Методика УЗИ артерий и определение характеристик, необходимых для ВШ.
Для оценки состояния СА и БА всем пациентам выполняют ДС с определением ТИМ, АСБ, их количества и качественных характеристик - определения макс. АСБ, а также определение сред. и макс. степеней стенозов исследуемых артерий.
Методика выполнения исследования бассейна СА:
Предварительное исследование, выполненное на следующих брахиоцефальных артериях: сонные, позвоночные, подключичные, показало наибольшую информативность для выявления атеросклероза в КА при исследовании общей сонной артерии (ОСА), области бифуркации ОСА, внутренней сонной артерии (ВСА), наружной сонной артерии (НСА), которые и послужили объектом исследования.
Исследование выполняют линейным датчиком 9-11 МГц ультразвуковой системы «Vivid-7» в положении пациента лежа на спине. Перед проведением исследования пациент находится в горизонтальном положении в покое в течение 5 минут. Датчик располагают в продольной проекции по заднебоковой плоскости шеи. При получении изображения сосудов в данной позиции датчик перемещают параллельно верхнему краю медиального отрезка ключицы. Затем перемещают датчик в краниальном направлении до уровня перстневидного хряща, где измеряли размер ОСА. После этого датчик ориентируют параллельно внутреннему краю кивательной мышцы и лоцировали проксимальный участок ОСА. Перемещая датчик в краниальном направлении и проводя его за угол нижней челюсти, визуализировали бифуркацию ОСА. При исследовании ВСА датчик отклоняют латерально, при исследовании НСА - медиально. ВСА оценивают на максимальном протяжении экстракраниального отдела с использованием конвексного датчика. Данные манипуляции проводили с двух сторон.
Анатомические структуры исследования: ТИМ, АСБ и их общее количество в указанных артериях, высоту макс. АСБ, сред. и макс. степени стенозов артерий.
общая
ТИМ измеряли на расстоянии 1 см проксимальнее бифуркаций ОСА с двух сторон. Измерения ТИМ с каждой стороны производили трижды, а затем вычисляли ее среднее арифметическое значение с каждой стороны с округлением до десятых. Например: ТИМ слева - 0,8 мм, 0,8 мм, 0,8 мм (среднее арифметическое: (0,8+0,8+0,8)/3 = 0,8 мм). ТИМ справа - 0,6 мм, 0,7 мм, 0,7 мм (среднее арифметическое: (0,6+0,7+0,7)/3 = 0,7 мм. ТИМ = (0,8+0,7)/2 = 0,8. В качестве нормы, предложенной экспертами Европейских обществ, выбраны значения ТИМ <0,9 мм. За увеличение ТИМ приняты значения от 0,9 до 1,3 мм. Критерием АСБ обозначена ТИМ >1,3 мм или локальное увеличение ТИМ на 0,5 мм (или на 50%) по сравнению с величиной ТИМ близлежащих участков сосудистой стенки.
Сред. степень стеноза исследуемого артериального бассейна вычисляли как среднее арифметическое всех выявленных в исследуемых артериях стенозов с двух сторон, т.е. суммировали все выявленные стенозы и делили на общее количество стенозов. Например, определили стенозы справа - 20% и 40%, слева - 20 и 60%. Средняя степень стеноза будет равна = (20%+40%+20%+60%)/4=35%.
Макс. степень стеноза исследуемого артериального бассейна - это стеноз, который наиболее сильно суживает просвет сосуда в исследуемых артериях с двух сторон. Например: определили стенозы 40%, 20%, 60%, 80%. За максимальный стеноз брали значение - 80% и работали с ним.
Макс. АСБ - это высота той АСБ, которая наиболее сильно выступает в просвет сосуда в исследуемой артерии. Например, определили АСБ с высотами 1,8 мм, 2,0 мм, 2,2 мм. За высоту макс. АСБ брали 2,2 мм.
Методика выполнения исследования в бассейне БА:
Предварительное исследование, выполненное на следующих артериях нижних конечностей: артериях бедра, голени и стопы, показало наибольшую информативность для выявления атеросклероза в КА при исследовании общей бедренной артерии (ОБА), области бифуркации ОБА, поверхностной бедренной артерии (ПБА), глубокой бедренной артерии (ГБА), которые и послужили объектом исследования.
Исследование было выполняют линейным датчиком 9-11 МГц ультразвуковой системы «Vivid-7» в положении пациента лежа на спине. Перед проведением исследования пациент находится в горизонтальном положении в покое в течение 5 минут. Датчик устанавливают в паховой области с визуализацией ОБА в поперечной плоскости. ОБА визуализировалась латерально по отношению к бедренной вене. Спускаясь ниже паховой складки, при поперечном сканировании были визуализированы ПБА и ГБА. ОБА, ПБА и ГБА были видны в конфигурации с Y-подобной формой при продольном сканировании. От проксимального до дистального отдела бедра сканирование выполнялось путем перемещения датчика дистально по поверхностной бедренной артерии глубоко в мышцу сарториуса. Вышеописанным методом проводят визуализацию ОБА, ПБА и ГБА на обеих нижних конечностях.
Анатомические структуры для исследования: определяли ТИМ, АСБ и их общее количество в указанных артериях, макс. АСБ, сред. и макс. степени стенозов артерий. ТИМ измеряли на расстоянии 1 см проксимальнее бифуркаций ОБА с двух сторон. Измерения ТИМ с каждой стороны производили трижды, а затем вычисляли ее среднее арифметическое значение с каждой стороны с округлением до десятых. В качестве нормы, предложенной экспертами Европейских обществ, выбраны значения ТИМ <0,9 мм. За увеличение ТИМ приняты значения от 0,9 до 1,5 мм. Критерием АСБ обозначена ТИМ >1,5 мм или локальное увеличение ТИМ на 0,5 мм (или на 50%) по сравнению с величиной ТИМ близлежащих участков сосудистой стенки.
Макс. АСБ - это высота той АСБ, которая наиболее сильно выступает в просвет сосуда во всех исследуемых артериях.
Сред. степень стеноза вычисляли как среднее арифметическое всех выявленных в исследуемых артериях стенозов с двух сторон, т.е. суммировали все выявленные с двух сторон стенозы и делили на общее количество стенозов.
Макс. степень стеноза - это стеноз, который наиболее сильно суживает просвет сосуда в одной из исследуемых артерий с двух сторон.
-4
-6
3. При анализе УЗ параметров АСБ было выявлено, что макс. АСБ обладает большей достоверностью по сравнению с ТИМ, как в СА (р<10 и р=0,01, соответственно), так и в БА (р<10 и р=0,004), что согласуется с результатами последних исследований, которые свидетельствуют о снижении значимости ТИМ артерий как маркера ССЗ, отсутствии влияния ТИМ на прогноз ССЗ и нецелесообразности определения ТИМ для переквалификации риска у бессимптомных лиц [12].
4. В результате проведения ДС СА и БА 216 пациентам были сформированы диагностические комплексы измеряемых параметров для СА и БА, с присвоением определенных баллов каждому комплексу (таблицы 1 и 2) . для определения ВШ для СА и ВШ для БА.
Значения каждого параметра определены по отрезным точкам, полученным в результате ROC-анализа с учетом оптимальных сочетаний значений чувствительности и специфичности, в сумме в месте пересечения кривых дающих 100%.
Критериальными считали следующие показатели: для СА макс. АСБ (<2 мм; ≥2 мм), сред. степень стеноза АСБ (<25%; ≥25%), макс. степень стеноза АСБ (≤45%; >45%), для БА макс. АСБ (<2 мм; ≥2 мм), сред. степень стеноза (<30%; ≥30%), макс. степень стеноза (≤45%; >45%). На основании указанных параметров разработаны различные комбинации в виде диагностических комплексов, каждому из которых присваивается определенный балл (таблицы 1 и 2).
Таблица 1. Визуальная шкала с использованием данных о состоянии СА
Балл
Диагностический комплекс
0
макс. АСБ<2мм, сред. степень стеноза <25%, макс. степень стеноза ≤45%
1
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза <25%, макс. степень стеноза ≤45%
2
макс. АСБ <2мм, сред. степень стеноза ≥25%, макс. степень стеноза ≤45%
3
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза ≥25%, макс. степень стеноза ≤45%
4
макс. АСБ <2мм, сред. степень стеноза <25%, макс. степень стеноза >45%
5
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза <25%, макс. степень стеноза >45%
6
макс. АСБ <2мм, сред. степень стеноза ≥25%, макс. степень стеноза >45%
7
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза ≥25%, макс. степень стеноза >45%
Таблица 2. Визуальная шкала с использованием данных о состоянии БА
Балл
Диагностический комплекс
0
макс. АСБ<2мм, сред. степень стеноза <30%, макс. степень стеноза ≤45%
1
макс. АСБ≥2мм, сред. степень стеноза <30%, макс. степень стеноза ≤45%
2
макс. АСБ<2мм, сред. степень стеноза ≥30%, макс. степень стеноза ≤45%
3
макс. АСБ≥2мм, сред. степень стеноза ≥30%, макс. степень стеноза ≤45%
4
макс. АСБ<2мм, сред. степень стеноза <30%, макс. степень стеноза >45%
5
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза <30%, макс. степень стеноза >45%
6
макс. АСБ<2мм, сред. степень стеноза ≥30%, макс. степень стеноза >45%
7
макс. АСБ ≥2мм, сред. степень стеноза ≥30%, макс. степень стеноза >45%
общая
5. На основании данных ДС СА и ДС БА конкретного пациента выбирают диагностические комплексы по таблице 1 и 2 и суммируют соответствующие им баллы, получая индивидуальное значение ВШ:
общая
СА
БА
ВШ= ВШ + ВШ
общая
общая
общая
общая
общая
общая
<
С целью оценки дискриминационной силы ВШиспользовали ROC-анализ с построением ROC-кривых и оценкой площади под кривой (AUC) для определения чувствительности, специфичности и отрезных точек. Пороговый уровень ВШдля оценки риска и выраженности коронарного атеросклероза определяли по оптимальному сочетанию значений чувствительности и специфичности в месте пересечения кривых, в сумме дающих 100%. При этом группа с субклиническим поражением КА включила в себя бессимптомных пациентов с атеросклеротическим поражением хотя бы одной из КА артерий до 50%. С помощью ROC-анализа была найдена отрезная точка, которая составила 2 балла. При значении ВШ < 2 баллов атеросклероз коронарных артерий отсутствует. Значения ВШ ≥2 баллов и 4 баллов с чувствительностью 52,1% и специфичностью 65,8% указывают на наличие субклинического атеросклероза коронарных артерий; риск наличия субклинического коронарного атеросклероза среди пациентов с ВШ ≥2 баллов в 2,1 раза выше по сравнению с лицами, имеющими значение ВШ < 2 баллов.
общая
общая
Значение ВШ>4 баллов с чувствительностью 86,1% свидетельствует о наличии выраженного атеросклероза КА, а при значении ВШ≤4 баллов со специфичностью 87,5% позволяет исключить его.
общая
общая
-5.
Риск выраженного коронарного атеросклероза среди пациентов с ВШ>4 баллов (GS≥35) в 43 раза выше по сравнению с лицами, имеющими значение ВШ ≤ 4 баллов (GS<35) (отношение шансов = 43,4 (95% ДИ 18,8-100,1; p<10)
общая
В зависимости от суммарного балла ВШ пациенты будут относиться к определенной группе поражения в соответствии с таблицей 3.
общая
Таблица 3. Наличие и выраженность атеросклероза КА в зависимости от суммарного балла ВШ
Суммарный балл
Группа поражения
<2
Отсутствие атеросклерозакоронарных артерий
2-4
Субклинический атеросклерозкоронарных артерий
>4
Выраженный атеросклерозкоронарных артерий
Для верификации заявленного способа использовали результаты КАГ с распределением пациентов в зависимости от тяжести коронарного поражения по шкале GENSINI (GS). Значения по данной шкале (GS<35) свидетельствовали о гемодинамически и клинически незначимом поражении КА, количество пациентов в данной группе составило 66,7% (n=144). Наличие выраженного атеросклероза КА (в данную группу вошли пациенты с многососудистым гемодинамически значимым поражением коронарного русла, включая поражение основного ствола левой КА) соответствовало GS ≥35, количество пациентов составило 33,3% (n=72).
Способ апробирован на выборке из 216 пациентов: M/Ж-115/101, средний возраст 61,5±10,7 лет.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
1. Пациент Л., 52 лет.
По данным ДС СА: макс. АСБ - 0 мм, сред. стеноз - 0%, макс. стеноз - 0%.
По данным ДС БА: макс. АСБ - 0 мм, сред. стеноз - 0%, макс. стеноз - 0%.
общая
СА
БА
ВШ= ВШ  + ВШ = 0 + 0 = 0 баллов.
По данным КАГ у пациента отсутствовало атеросклеротическое поражение КА (GS=0).
2. Пациентка В., 61 года.
По данным ДС СА: макс. АСБ – 2,1 мм, сред. стеноз - 20%, макс. стеноз - 25%.
По данным ДС БА: макс. АСБ - 2,2 мм, сред. стеноз - 25%, макс. стеноз - 30%.
общая
СА
БА
ВШ= ВШ  + ВШ  = 1 + 1 = 1 балл.
По данным КАГ у пациента 25% стеноз в среднем сегменте ПКА(GS=1) - субклинический атеросклероз КА.
3. Пациент Ф., 34 лет.
По данным ДС БЦА: макс. АСБ - 2,7 мм, сред. стеноз - 28%, макс. стеноз -35%. По данным ДС БА: макс. АСБ - 3,1 мм, сред. стеноз - 30%, макс. стеноз - 40%.
общая
БЦА
БА
ВШ= ВШ + ВШ  = 3 + 3 = 6 баллов.
По данным КАГ у пациента многососудистое гемодинамически значимое поражение КА (GS=80).
4. Пациентка А., 77 лет.
По данным ДС СА: макс. АСБ - 2,3 мм, сред. стеноз - 25%, макс. стеноз - 30%.
По данным ДС БА: макс. АСБ - 2,2 мм, сред. стеноз - 35%, макс. стеноз - 60%.
общая
СА
БА
ВШ= ВШ  + ВШ  = 3 + 7 = 10 баллов.
По данным КАГ у пациента многососудистое гемодинамически значимое поражение КА (GS=55).
5. Пациент С., 69 лет.
По данным ДС СА: макс. АСБ - 2,7 мм, сред. стеноз - 25%, макс. стеноз - 50%. По данным ДС БА: макс. АСБ - 2,8 мм, сред. стеноз - 38%, макс. стеноз - 70%.
общая
СА
БА
ВШ= ВШ  + ВШ  = 7 + 7 = 14 баллов.
По данным КАГ у пациента многососудистое гемодинамически значимое поражение КА (GS=174).
общая
Таким образом, разработанная ВШ с помощью неинвазивных методов диагностики (ДС СА и БА) с использованием нового показателя - макс. АСБ и с учетом значений сред. и макс. стенозов в исследуемых артериях позволяет прогнозировать наличие атеросклероза КА, определять степень его выраженности, и на основании этого выбирать оптимальную тактику ведения пациента, включая направление на проведение КАГ. Предлагаемая визуальная шкала проста и удобна в использовании, доступна в применении.
Литература
1. Herrington W, Lacey B, Sherliker P, et al. Epidemiology of Atherosclerosis and the Potential to Reduce the Global Burden of Atherothrombotic Disease. Circ Res. 2016;118(4):535-46. doi:10.1161/CIRCRESAHA.115.307611.
2. Blankenhorn DH. The accuracy of arteriography and ultrasound imaging for atherosclerosis measurement: a review. Arch Pathol Lab Med. 1982;106(10):483-9.
3. Национальные рекомендации по диагностике и лечению стабильной ишемической болезни сердца. 2019.
4. Viera AJ, Sheridan SL. Global risk of coronary heart disease: assessment and application. Am Fam Physician. 2010;82(3):265-74.
5. Hippisley-Cox J, Coupland C, VinogradovaY, et al. Predicting cardiovascular risk in England and Wales: prospective derivation and validation of QRISK2. BMJ. 2008;336:1475. doi: 10.1136/bmj.39609.449676.25.
6. Polak JF, Szklo M, Kronmal RA, et al. The value of carotid artery plaque and intima-media thickness for incident cardiovascular disease: the multi-ethnic study of atherosclerosis. J Am Heart Assoc. 2013;2:85-7. doi: 10.1161/JAHA.113.000087.
7. Gepner AD, Young R, Delaney JA, et al. Comparison of coronary artery calcium presence, carotid plaque presence, and carotid intima-media thickness for cardiovascular disease prediction in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Circ Cardiovasc Imaging. 2015;8:62. doi:10.1161/CIRCIMAGING.114.002262.
8. Национальные рекомендации по заболеваниям артерий нижних конечностей. Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России. Ассоциация флебологов России. Всероссийское научное общество кардиологов. Российское научное общество рентгенэндоваскулярных хирургов и интервенционных радиологов. Российское общество ангиологов и сосудистых хирургов. 2016 г.
9. Национальные рекомендации по диагностике и лечению артерий нижних конечностей. Российское общество ангиологов и сосудистых хирургов. Российское общество хирургов. Российское общество кардиологов. Российское общество эндокринологов. 2018 г.
10. Гаврилова Н. Е., Метельская В.А., Яровая Е. Б., Бойцов С. А. Роль дуплексного сканирования сонных артерий в выявлении коронарного атеросклероза и определении степени его выраженности Российский кардиологический журнал. 2014;4(108):108-12. doi:10.15829/1728-8800-2013-1-40-45.
11. Кузнецов А. Н. Мультифокальный атеросклероз. Современные принципы лечения мультифокального атеросклероза. Вестник Национального медико-хирургического центра имени Н. И. Пирогова. 2008;3(2):78-83.
12. Европейские рекомендации по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний в клинической практике. Российский кардиологический журнал 2017; 6(146):7-85. doi.org/10.15829/1560-4071-2017-6-7-85.