Способ прогнозирования риска развития нарушения глобальной продольной деформации левого желудочка после пневмонии COVID-19 у лиц без тромбоэмболии легочной артерии, периферических тромбозов, ишемической болезни сердца и фибрилляции предсердий
METHOD FOR PREDICTING THE RISK OF DEVELOPING LEFT VENTRICULAR GLOBAL LONGITUDINAL DEFORMITY AFTER COVID-19 PNEUMONIA IN INDIVIDUALS WITHOUT PULMONARY EMBOLISM, PERIPHERAL THROMBOSIS, CORONARY HEART DISEASE, AND ATRIAL FIBRILLATION

Изобретение относится к разделу медицины, а именно, к кардиологии, и может применяться для прогнозирования вероятности развития нарушения глобальной продольной деформации левого желудочка (ЛЖ) – состояния, потенциально опасного для развития хронической сердечной недостаточности, с применением оригинальной математической прогностической модели и использоваться для стратификации риска после пневмонии COVID-19 у лиц без тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА), периферических тромбозов, ишемической болезни сердца (ИБС) и фибрилляции предсердий (ФП). При этом модель строится на основании демографических, антропометрических и эхокардиографических данных пациента через 3 месяца после пневмонии COVID-19.
Yan Xie, et al. Long-term cardiovascular outcomes of COVID-19 Nature Medicine 2022
Petersen EL et al.  Multiorgan assessment in mainly non-hospitalized individuals after SARS-CoV-2 infection: the Hamburg City Health Study. Eur Heart J 2022
Имеющиеся на сегодня результаты проспективных наблюдений говорят как об увеличении риска сердечно-сосудистых осложнений после COVID-19 [], так и о субклиническом поражении дыхательной, сердечно-сосудистой, свертывающей систем и почек, что делает актуальным систематический скрининг даже после легкой и средней степени тяжести перенесенной новой коронавирусной инфекции []. Учитывая огромное количество переболевших, одной из важнейших задач, которая стоит перед современной кардиологией, является определение риска развития нарушений миокардиального стрейна именно в отдаленном периоде после заболевания. Выявленные предикторы развития нарушений миокардиального стрейна могут указать на необходимость более эффективной реабилитации перенесших COVID-19 и обозначить ее пути. Учитывая вышеизложенное, поиск предикторов развития нарушений миокардиального стрейна ЛЖ в отдаленном периоде после COVID-19 является актуальной задачей.
M. Tudoran, C. Tudoran, V.E. Lazureanu et al. Alterations of Left Ventricular Function Persisting during Post-Acute COVID-19 in Subjects without Previously Diagnosed Cardiovascular Pathology. J Pers Med. 2021;11(3):225. doi: 10.3390/jpm11030225
В настоящее время в доступной литературе нет данных о предикторах нарушения миокардиального стрейна в отдаленные сроки (12 месяцев и более) после госпитализации с COVID-19. Известен способ прогнозирования нарушений систолической функции ЛЖ в подостром периоде - через 6-10 недель после COVID-19 [], заключающийся в предсказании нарушения глобального продольного стрейна ЛЖ по уровню креатинкиназы в период госпитализации, возрасту и индексу массы тела (ИМТ).
Недостатком данного способа является возможность применения его только у лиц моложе 55 лет без диагностированных сердечно-сосудистых заболеваний, что существенно ограничивает контингент для его применения. В то же время известно, что COVID-19 тяжелее протекает у лиц с уже развившейся на момент заражения сердечно-сосудистой патологией, а значит, и имеющих больше шансов на развитие осложнений со стороны миокарда. Кроме того, небольшой период наблюдения не позволил исключить из числа пациентов с нарушенным глобальной продольной деформации ЛЖ тех, у кого он восстановился в последующем без специально проведенной терапии. Неизвестно, насколько способ пригоден для прогнозирования нарушений систолической функции ЛЖ в отдаленные сроки после заболевания. Также к недостаткам способа можно отнести то, что при его разработке не учитывался мультидисциплинарный подход, а значит и потенциальная взаимосвязь сердечно-сосудистой патологии и нарушений психоэмоциональной сферы.
Технический результат предлагаемого способа заключается в прогнозировании риска развития нарушений глобальной продольной деформациии ЛЖ у пациентов в отдаленном периоде после пневмонии COVID-19. Указанный технический результат достигается тем, что на основании одного демографического, одного антропометрического и двух эхокардиографических параметров пациента через 3 месяца после заболевания строится математическая прогностическая модель риска развития нарушений стрейна ЛЖ.
Суть предлагаемого способа прогнозирования риска развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ у пациентов в отдаленном периоде после пневмонии COVID-19 заключается в следующем: через 3 месяца после заболевания проводится осмотр пациента с определением пола и ИМТ, а также трансторакальная эхокардиография. В ходе этого обследования оценивается возможность развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленные сроки после выписки. На основании полученных данных с использованием прогностической модели производится оценка вероятности развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ.
Предлагаемый способ прогнозирования риска развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ после пневмонии COVID-19 у пациентов без ТЭЛА, периферических тромбозов, ИБС и ФП был разработан в ходе проведенного анализа. Для решения поставленной задачи была использована прогностическая математическая модель, на основе которой можно рассчитать вероятность развития нарушений. В анализе использовалась база данных «Проспективного регистра лиц, перенесших COVID-19-ассоциированную пневмонию», свидетельство государственной регистрации базы данных № 2021622535. В регистр включали перенесших лабораторно и рентгенологически доказанную пневмонию COVID-19. Протокол исследования включал два очных визита - через 3 и 12 месяцев после выписки из стационара, между очными визитами проводился телефонный контакт с целью выявления жалоб и оценки приверженности к лечению. На очных визитах всем пациентам проводилось клиническое, лабораторные исследования и эхокардиографическое обследование.
Из 380 больных, включенных в регистр, оба очных визита прошли 350 пациентов. Для корректной оценки динамики глобальной продольной деформации ЛЖ в анализ брали только данные лиц с оптимальной визуализацией при эхокардиографии на обоих визитах. Из анализа исключили перенесших ТЭЛА и периферические тромбозы, поскольку в этих случаях нельзя исключить влияние на эхокардиографические параметры фактора гиперкоагуляции. Чтобы нивелировать влияние коронарного фактора поражения миокарда, исключили больных ИБС. Исключили также больных с ФП, поскольку изучение нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ возможно только у лиц с синусовым ритмом. Таким образом, в анализ вошли данные 156 пациентов. Оказалось, что через 12 месяцев после пневмонии COVID-19 нарушение глобальной продольной деформации ЛЖ продемонстрировали 43 (27,6%) из 156 обследованных. Чтобы выявить предикторы нарушенной глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленные сроки после пневмонии COVID-19, 156 обследованных разделили на группы в зависимости от наличия нарушения стрейна ЛЖ на 2-м визите. При сравнении данных госпитализации, а также результатов обследования на 1-м визите были выявлены статистически значимо различающие группы факторы. На их основе была построена модель предсказания нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ через 12 месяцев после выписки из стационара. Следует отметить, что в проведенном анализе мы также учитывали такие потенциально значимые в данном случае факторы как возраст, длительность госпитализации и тяжесть течения пневмонии, объем поражения легких в период госпитализации и через 3 месяца после выписки, агрессивную биологическую и гормональную терапию в течение госпитального периода, наличие и структуру жалоб через 3 месяца после выписки, лабораторные показатели в периоде госпитализации и через 3 месяца после выписки, наличие и тяжесть диастолической дисфункции ЛЖ, сопутствующей артериальной гипертонии, признаков сердечной недостаточности, приверженность к назначенному лечению, а также показатели качества жизни, депрессивного и тревожного статуса через 3 месяца после выписки. Таким образом, из всего множества факторов, потенциально влияющих на глобальную продольную деформацию ЛЖ в отдаленные сроки после пневмонии COVID-19, нами были отобраны наиболее значимые. При этом факторы, имеющие сходный механизм влияния, из анализа исключались.
Прогностическая модель риска развития нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ строилась на основе логистической регрессии. Вероятность возникновения события в логистической регрессии моделируются линейной функцией
(1)
р
–
i
апостериорная вероятность события при исходных данных;
е
–
математическая константа, равная 2,718;
х
–
1…
k
входные переменные;
–
константа;
–
.
параметры регрессии
В качестве зависимой переменной в логистическую регрессию взяли переменную, где закодировано как 1 – наличие нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ и 0 – отсутствие нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ, а в качестве независимых переменных – набор факторов по которым между группами с отсутствием и наличием нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ обнаружили статистически значимые различия. При сравнительном анализе распределение количественных переменных определяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. При сопоставлении количественных переменных при нормальном распределении использовали критерий t Стьюдента, при распределении, отличном от нормального, применяли непараметрический критерий Манна-Уитни. Для сопоставления качественных переменных использовали критерий χ2.  В число переменных, по которым были выявлены статистически значимые различия, вошли: пол (0 - женщины, 1 - мужчины), индекс массы тела (ИМТ), время ускорения кровотока в легочной артерии (ВУЛА), индекс конечно-систолического объема ЛЖ (иКСОЛЖ), ударный объем ЛЖ, систолическая скорость движения септальной части фиброзного кольца митрального клапана, индекс диастолической площади правого желудочка, индекс массы миокарда ЛЖ, относительная ширина распределения эритроцитов, время замедления кровотока в аорте, уровень креатинина сыворотки крови через 3 месяца после пневмонии, а также применение в госпитальном периоде биологически активной терапии (препаратов тоцилизумаб, сарилумаб) и гормонотерапии (преднизолон). Переменные, вошедшие в окончательную модель логистической регрессии представлены в таблице 1.
Таблица 1. Переменные, вошедшие в окончательную модель логистической регрессии.
B-коэффициент регрессии
Средне-квадратичная ошибка
Вальд
р
иКСОЛЖ
0,098
0,049
3,982
0,046
пол
1,732
0,476
13,248
<0,001
ИМТ
0,106
0,052
4,220
0,040
ВУЛА
-0,023
0,011
4,911
0,027
Константа
-3,764
2,243
2,817
0,043
Таким образом вероятность развития нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ можно рассчитать по следующей формуле:
р
Для возможности оценить риск развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ необходимо установить точку разделения расчетной вероятности , при которой специфичность модели была бы достаточно большой, но при этом не снижалась чувствительность модели. Для этой цели применили ROC-анализ с построением ROC-кривой, расчетом площади под кривой (AUC), и расчетом специфичности и чувствительности. Точка разделения, позволяющая определить риск развития нарушений при чувствительности 78,6% и специфичности 73,1% установлена равной 0,310: до этого значения вероятность развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ низкая, значение равное или более 0,310 оценивается как наличие высокого риска развития события. Площадь под кривой AUC=0,803 (95%ДИ 0,728-0,879) (р<0,001) соответствует хорошему качеству модели, согласно экспертной шкале AUC.
Общую оценку согласия модели и реальных данных производили с использованием теста согласия Хосмера-Лемешова. Уровень значимости критерия p=0,239, означает, что нулевая гипотеза о равенстве между реальными и смоделированными данными принимается.
Таким образом, предлагаемый способ заключается в следующем: у перенесших пневмонию COVID-19 на основании демографических (пол), антропометрических (индекс массы тела) и эхокардиографических данных (индекс конечно-систолического объема левого желудочка, время ускорения кровотока в легочной артерии), измеренных через 3 месяца после заболевания, рассчитывается вероятность и оценивается риск выявления нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ через 12 месяцев. При рассчитанной вероятности равной или более 0,310 определяется высокий риск развития события через 12 месяцев после заболевания.
Предлагаемый способ имеет высокую диагностическую ценность, чувствительность и специфичность, что может значительно повысить качество диагностики в кардиологической клинике, и может быть рекомендован для использования в практическом здравоохранении, не требует специальных условий для проведения, экономичен во времени, прост в эксплуатации.
Клинический пример 1.
2
2
Пациентка С., 50 лет. При госпитализации по поводу пневмонии COVID-19 по данным компьютерной томографии регистрировалась тяжелая степень поражения легких (72% легочной ткани), через 3 месяца после выписки из стационара наблюдались остаточные явления в виде участков постпневмонического фиброза по всем полям легких. Проходила амбулаторное обследование в Тюменском кардиологическом научном центре в рамках проспективного регистра перенесших COVID-19-ассоциированную пневмонию. При 1-м визите (через 3 месяца после пневмонии) по данным компьютеной томографии легких по всем полям участки постпневмонического фиброза 2% (динамика положительна). Предъявляет жалобы на слабость, боли в суставах, нарушение сна. Артериальная гипертония была диагностирована 10 лет назад. Повышения артериального давления субъективно не ощущает. Индекс массы тела - 40,23 кг/м,при эхокардиографии по традиционно оцениваемым показателям патологии не выявлено, значение глобальной продольной деформации ЛЖ составило -18,7%, что входит в так называемую «серую зону», иКСОЛЖ 17,16 мм/м, время ускорения потока в легочной артерии составило 119 мс. Выставлен диагноз: «Артериальная гипертония 2 стадии, 2 степени, риск 3 (высокий). Редкая наджелудочковая экстрасистолия. Эпизод наджелудочковой тахикардии. Дислипидемия. Хроническая сердечная недостаточность I, функциональный класс I по классификации NYHA. Ожирение 3 степени экзогенно-конституционального генеза. Деформирующий остеоартроз крупных суставов. Состояние после перенесенной новой коронавирусной инфекции, двухсторонней интерстициальной пневмонии, реконвалесценция». Рассчитана вероятность нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленные сроки после пневмонии:
Полученное значение соответствует высокой вероятности нарушения деформации ЛЖ. При повторном обследовании через год после выписки жалобы на нестабильные цифры артериального давления, одышку при ходьбе в умеренном темпе или подъеме выше 2-го этажа, нарушение сна. При повторной эхокардиографии значение глобальной продольной деформации ЛЖ в динамике снизилось до -16,1%, что соответствует прогнозу и подтверждает высокую предиктивную способность способа. В данном случае применение разработанного нами способа предсказания нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ могло бы предотвратить ухудшение глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленном периоде, поскольку расчетный показатель позволил бы классифицировать пациентку как имеющую высокий риск развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленном периоде и обосновать усиленное наблюдение и превентивную терапию. Однако поскольку на тот момент способ еще не был разработан, сумма факторов не была принята в расчет кардиологом амбулаторной службы, консультировавшим пациентку через 3 месяца после пневмонии.
Клинический пример 2.
2
2
Пациентка Ш., 51 год. Подъемы артериального давления до пневмонии отрицает. При госпитализации отмечалась средняя степень поражения легких по данным компьютерной томографии (52% легочной ткани), через 3 месяца после выписки из стационара со стороны легких наблюдались остаточные явления: в нижней доле правого легкого определялся единичный очаг до 7 мм, в S3 левого легкого - очаг до 5 мм и в S6 слева - очаг до 5 мм. На 1-м визите жалобы на отечность ног, индекс массы тела 23,62 кг/м, при эхокардиографии патологии не выявлено, значение глобального продольного стрейна ЛЖ составило -17,4% (что ниже нормы), иКСОЛЖ 13,37 мм/м, время ускорения потока в легочной артерии составило 139 мс. Выставлен диагноз: «Ожирение 1 степени. Состояние после перенесенной новой коронавирусной инфекции, двухсторонней интерстициальной пневмонии, реконвалесценция. Артериальная гипертония? Нестенозирующий атеросклероз брахеоцефальных артерий». Рассчитана вероятность нарушения глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленные сроки после пневмонии:
Полученное значение соответствует низкой вероятности нарушения деформации ЛЖ. На 2-м визите пациентка жалоб не предъявляла. Проведенное повторно обследование позволило исключить артериальную гипертонию и выставить диагноз: «Хроническая сердечная недостаточность I, функциональный класс I по классификации NYHA. Нестенозирующий атеросклероз брахеоцефальных артерий. Дислипидемия». Значение глобального продольного стрейна ЛЖ через год после выписки составило -20,5%, что соответствует прогнозу и также подтверждает высокую предиктивную способность способа.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью прогнозировать риск развития нарушений глобальной продольной деформации ЛЖ в отдаленные сроки после пневмонии COVID-19, что дает возможность своевременно (через 3 месяца после заболевания) провести профилактику этого потенциально опасного осложнения. Предотвращение развития нарушений деформации миокарда ЛЖ позволит сократить количество впервые выявленных заболеваний, развитие и прогрессирование сердечной недостаточности, что в итоге поможет уменьшить количество госпитализаций и отдаленную смертность от хронической сердечной недостаточности. Способ может использоваться кардиологами и терапевтами амбулаторной и стационарной служб.