Способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности

Название	Способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности
Разработчик (Авторы)	Рузов В.И., Крестьянинов М.В., Халаф Хасан, Комарова Л.Г., Разин В.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2526800
Дата регистрации	27.08.2014
Правообладатель	Рузов Виктор Иванович, Крестьянинов Максим Вячеславович
Область применения (класс МПК)	G01N 33/48 (2006.01) A61B 5/00 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в кардиологии. Способ позволяет проводить верификацию функционального класса (фк) хронической сердечной недостаточности (ХСН) у пациентов с кардиальной патологией.

Хроническая сердечная недостаточность - широко распространенное состояние у пациентов с кардиальной патологией, наличие которого значительно повышает риск летального исхода в течение следующих пяти лет. Среди пациентов с тяжелыми стадиями смертность за 1 год достигает 35-50%, а 3-летняя превышает 70%. По тяжести прогноза ХСН III-IV фк не уступает онкопатологии (Stewart S, Maclntyre К, Hole DJ et al. More 'malignant' than cancer. Five-year survival following a first admission for heart failure. // Eur. J. Heart Fail. 2001; 3 (3). P.315-322).

Общепринятыми в клинической практике методами, позволяющими верифицировать функциональный класс ХСН, являются стресс-тесты с физической нагрузкой (тест 6-ти минутной ходьбы, гарвардский степ-тест, велоэргометрия, тредмил-тест) (см. Национальные Рекомендации ВНОК и ОССН по диагностике и лечению ХСН (третий пересмотр), 2009 // Журнал, Сердечная Недостаточность. 2010 г., Том 11. №1 (57). С.3-62.).

Предельно простым в исполнении является тест 6-минутной ходьбы, не требующий специального технического обеспечения и высококвалифицированного медицинского персонала. Наиболее физиологичным для определения функционального класса хронической сердечной недостаточности является тредмил-тест. Однако этот метод является относительно дорогостоящим, требующим высокотехнологичного оборудования и подготовленного специалиста.

Кроме того, результаты всех стресс-тестов с физической нагрузкой зависят от степени тренированности пациента. Проведение таких тестов противопоказано пациентам с заболеваниями сосудов нижних конечностей, патологией суставов, клинически выраженными нарушениями ритма, психическими расстройствами, а также невозможно у лиц с нарушениями опорно-двигательного аппарата.

Известен способ верификации функционального класса хронической сердечной недостаточности по уровню мозгового натрийуретического пептида в плазме крови (см. Новикова Р.А., Алексейчук Л.И., Богушевич Н.Ф. Лабораторная диагностика различных стадий хронической сердечной недостаточности путем определения уровня мозгового натрийуретического пептида в плазме крови // Клин. лабор. диагностика. - 2004. - №9. - С.53), однако, повышение уровня мозгового натрийуретического пептида снижает чувствительность данного способа. Следует отметить, что концентрация мозгового натрийуретического пептида зависит от объема циркулирующей крови и уровня системного артериального давления, что затрудняет использование этого способа у пациентов с эссенциальной гипертонией и застойной ХСН (Сидоренко Б.А., Преображенский Д.В. Диагностика и лечение хронической сердечной недостаточности. М.: 2004, 352 с.). Элемент использования мозгового натрийуретического пептида для диагностики ХСН был использован в качестве прототипа.

Известен способ определения эффективности лечения больных дилатационной кардиомиопатией (см. Патент РФ №2111699. Кл. А61В 5/02, А61В 5/11. Опубл. 27.05.1998 г.), когда методом радионуклидной вентрикулографии с использованием радиофармпрепарата ^99МТс измеряют общую фракцию выброса, конечно-систолический объем и максимальную скорость изгнания левого желудочка сердца в состоянии покоя, отражающие степень проявления рефрактерной к медикаментозному воздействию хронической сердечной недостаточности у пациентов с дилатационной кардиомиопатией. Проводят нагрузку сердца объемом, моделируемую путем пассивного поднятия нижних конечностей больного на угол 45°. На высоте реакции на нагрузку сердца объемом повторно измеряют общую фракцию выброса, конечно-систолический объем и максимальную скорость изгнания. Вычисляют приросты конечно-систолического объема (ΔКСО) и общей фракции выброса (ΔОФВ), определяют их отношение (ΔКСО/ΔОФВ), величину которого в совокупности с динамикой максимальной скорости на нагрузке (положительная, отрицательная) используют в качестве критерия эффективности лечения больного дилатационной кардиомиопатией.

К недостаткам этого метода следует отнести использование дорогостоящего оборудования и радиофармпрепарата, что позволяет использовать метод только в крупных клиниках при научно-исследовательских институтах. Данный способ является наиболее близким к предлагаемому способу и выбран в качестве прототипа.

Заявленное изобретение (Способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности) решает проблему практического здравоохранения по определению функционального класса хронической сердечной недостаточности у пациентов с кардиальной патологией с учетом факторов нагрузки объемом и маркера структурных и объемных нарушений камер сердца (NT-концевого фрагмента предшественника мозгового натрийуретического пептида, NT-proBNP), в том числе у пациентов с наличием противопоказаний к выполнению нагрузочных проб как с физической, так и с фармакологической нагрузкой, а также при отсутствии необходимого технического оснащения для проведения стресс-тестов.

Достигаемый при этом результат состоит в повышении эффективности диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности, обеспечивающий визуальное представление исследуемого органа. Возможно применение способа в амбулаторных условиях.

Сущность изобретения заключается в том, что определение у пациента функционального класса хронической сердечной недостаточности (фкХСН) осуществляется по формуле:

где а - регрессионный коэффициент, равный - 0,039,

b_Г - поправочный коэффициент разности уровней NT-proBNP исходно и на высоте нагрузочной пробы, равный 0,544,

b_Об - поправочный коэффициент разности конечных диастолических объемов исходно и на высоте нагрузочной пробы, равный - 0,04,

b_М - поправочный коэффициент толщины межжелудочковой перегородки в диастолу, равный 0,3,

ΔNT-proBNP - разность уровней NT-proBNP на высоте нагрузочной пробы и исходно,

ΔКДО - разность конечных диастолических объемов левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы и исходно,

ТМЖП_Д - толщина межжелудочковой перегородки в диастолу (мм).

Разность уровней NT-proBNP может быть вычислена по формуле:

где NT-proBNP - уровень NT-proBNP (пг/мл) исходно,

NT-proBNP₂ - уровень NT-proBNP (пг/мл) на высоте нагрузочной пробы.

Разность конечных диастолических объемов вычисляется по формуле:

где КДО₁ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца исходно,

КДО₂ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы.

Причем верификация функционального класса хронической сердечной недостаточности согласно классификации NYHA производится по соотношению расчетных значений фкХСН и функционального класса ХСН NYHA

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий результат - выполнение диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности без применения нагрузочных тестов с физической и фармакологической нагрузкой.

Указанный результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложенный способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности включает оценку значений изменения конечного диастолического объема левого желудочка сердца (ΔКДО) и толщины межжелудочковой перегородки в диастолу (ТМЖП_Д), определяемых при проведении эхокардиографии, а также изменения значений NT-концевого фрагмента предшественника мозгового натрийуретического пептида (ΔNT-proBNP).

Особенность способа заключается том, что определение у пациента функционального класса хронической сердечной недостаточности (фкХСН) осуществляется по формуле:

где а - регрессионный коэффициент, равный - 0,039,

b_Г - поправочный коэффициент разности уровней NT-proBNP исходно и на высоте нагрузочной пробы, равный 0,544,

b_Об - поправочный коэффициент разности конечных диастолических объемов исходно и на высоте нагрузочной пробы, - 0,04,

b_М - поправочный коэффициент толщины межжелудочковой перегородки в диастолу, 0,3,

ΔNT-proBNP - разность уровней NT-proBNP на высоте нагрузочной пробы и исходно,

ΔКДО - разность конечных диастолических объемов левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы и исходно,

ТМЖП_Д - толщина межжелудочковой перегородки в диастолу (мм).

Разность уровней NT-proBNP может быть вычислена по формуле:

где NT-proBNP₁ - уровень NT-proBNP (пг/мл) исходно,

NT-proBNP₂ - уровень NT-proBNP (пг/мл) на высоте нагрузочной пробы.

Разность конечных диастолических объемов вычисляется по формуле:

где КДО₁ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца исходно,

КДО₂ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы.

Причем верификация функционального класса хронической сердечной недостаточности согласно классификации NYHA производится по соотношению расчетных значений фкХСН и функционального класса ХСН NYHA.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленный способ соответствует условию «новизна». Диагностический способ определения функционального класса хронической сердечной недостаточности работает следующим образом.

Первый забор венозной крови у пациента выполняется в строго горизонтальном положении в помещении с условиями, соответствующими требованиям выполнения работ с кровью (СанПиН 2.1.3.2630-10). Взятие крови производится из вен верхних конечностей (вены в области локтевой ямки, на внутренней поверхности предплечья, на тыльной поверхности кисти - выбор места забора крови определяется локальным состоянием вен пациента) с использованием периферического катетера №20 после предварительной двукратной обработки кожи дезинфицирующим раствором. После введения проводника катетера в вену, стилет проводника извлекается из катетера, а на его место присоединяется шприц на 10 мл и производится забор крови, после чего отверстие переходника-разветвителя закрывается прилагающейся к катетеру стерильной заглушкой. Катетер в области переходника-разветвителя крепится к коже лейкопластырем во избежание его смещения при случайном движении пациента. Кровь из шприца перемещается в стерильную вакуумную пробирку, помеченную фамилией и инициалами пациента и номером пробы. Затем ноги пациента поднимаются под углом в 45° на подставку и в таком положении пациент находится 15 минут. За период выполнения пробы с пассивным поднятием нижних конечностей на свободной (не задействованной в пробе) руке отслеживается пульс пациента и с интервалом в 5 минут измеряется артериальное давление методом Короткова для мониторирования физикального состояния пациента. Проба прекращается досрочно при появлении частых экстрасистол (6 в минуту и более), подъеме артериального давления: более 10 mm Hg для систолического и более 5 mm Hg для диастолического за 5 минут, а также при предъявлении пациентом жалоб на чувство выраженного дискомфорта либо болевые ощущения в прекардиальной области, за грудиной, в левой подлопаточной области, в левой половине шеи или нижней челюсти, в левом плече, предплечье или кисти, жалоб на появление выраженного головокружения, субъективного ощущения шума в голове, слабовыраженной головной боли, судорог мышц нижних конечностей.

Образцы крови отстаиваются в течение одного часа, после чего подвергаются центрифугированию при скорости 3·10³ об/мин. Уровень NT-proBNP в отцентрифугированной плазме крови определяется методом иммуноферментного анализа с использованием моноклональных антител к NT-proBNP.

Эхокардиоскопия проводится согласно рекомендациям ASE/EAE 2005 (Recommendations for Chamber Quantification: A Report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the Chamber Quantification Writing Group, Developed in Conjunction with the European Association of Echocardiography, a Branch of the European Society of Cardiology. Roberto M. Lang [et al.] // Journal of the American Society of Echocardiography. 2005. Vol.18. N.12. P.1440-1463). Исходные измерения выполняются в строго горизонтальном положении. Затем ноги пациента поднимаются под углом в 45° на подставку и в таком положении пациент находится 15 минут. За период выполнения пробы с пассивным поднятием нижних конечностей на свободной (не задействованной в пробе) руке отслеживается пульс пациента и с интервалом в 5 минут измеряется артериальное давление методом Короткова для мониторирования физикального состояния пациента. Проба прекращается досрочно при появлении частых экстрасистол (6 в минуту и более), подъеме артериального давления: более 10 mm Hg для систолического и более 5 mm Hg для диастолического за 5 минут, а также при предъявлении пациентом жалоб на чувство выраженного дискомфорта либо болевые ощущения в прекардиальной области, за грудиной, в левой подлопаточной области, в левой половине шеи или нижней челюсти, в левом плече, предплечье или кисти, жалоб на появление выраженного головокружения, субъективного ощущения шума в голове, слабовыраженной головной боли, судорог мышц нижних конечностей.

Функциональный класс хронической сердечной недостаточности определяется по формуле (1).

Разность уровней NT-proBNP может быть вычислена по формуле (2).

Разность конечных диастолических объемов вычисляется по формуле (3).

Описанный способ верификации функционального класса хронической сердечной недостаточности был применен у 40 пациентов в возрасте от 38 до 86 лет с артериальной гипертонией II-III степени в сочетании с ишемической болезнью сердца (стенокардия напряжения 2-3 ФК, постоянная форма фибрилляции предсердий в нормосистолической форме) и хронической сердечной недостаточностью I-IV фк, согласно классификации Нью-Йоркской Ассоциации Сердца (NYHA). Контроль за больными осуществлялся клиническими и лабораторно-инструментальными исследованиями.

На основании проведенных исследований, путем построения многофакторной линейной регрессионной модели, было определено значение а, равное 0,039, b_Г, равное 0,544, значение b_Об, равное 0,04, и значение b_М, равное 0,3.

В таблице 1 показано, как соотносятся функциональные классы хронической сердечной недостаточности согласно классификации NYHA и полученные по формуле (1) значения фкХСН.

Таблица 1

Клинические примеры

Клинический пример 1.

Больной Р., 51 год.

Клинический диагноз: Гипертоническая болезнь I стадии, II степени, риск 2.

ХСН I стадии, I ф.кл. NYHA.

Повышение артериального давления наблюдается в течение более 5 лет.

NT-proBNP₁ - 3,1 пг/мл; NT-proBNP₂ - 4,7 пг/мл; ΔNT-proBNP - 1,6 пг/мл. По результатам ЭхоКС: КДО₁ - 84,4 мл; ТМЖП_Д - 9,9 мм; ФВ - 71,1%; КДO₂ - 406,5 мл; ΔКДО - 22,1 мл.

фкХСН, вычисленное по формуле 1, равно 1,71, что согласно таблице 1 соответствует I фкХСН NYHA.

Проведенный тредмил-тест по протоколу Брюс выявил: состояние пациента соответствует функциональному классу 1.

Клинический пример 2.

Больная З., 68 лет.

Клинический диагноз: Ишемическая болезнь сердца. Стенокардия напряжения 2 фк. Гипертоническая болезнь II стадии, II степени, риск 4.

ХСН на стадии, II ф.кл. NYHA.

Повышение артериального давления наблюдается в течение 10 лет.

NT-proBNP₁ - 21,6 пг/мл; NT-proBNP₂ - 27,8 пг/мл; ΔNT-proBNP - 6,2 пг/мл. По результатам ЭхоКС: КДО₁ - 97,3 мл; ТМЖП_Д - 10,0 мм; ФВ - 65,4%; КДО₂ - 107,5 мл; ΔКДО - 10,2 мл.

фкХСН, вычисленное по формуле 1, равно 2,43, что согласно таблице 1 соответствует II фкХСН NYHA.

Проведенный тредмил-тест по протоколу Брюс выявил: состояние пациента соответствует функциональному классу 2.

Клинический пример 3.

Больная Т., 83 года.

Клинический диагноз: Ишемическая болезнь сердца. Стенокардия напряжения 3 фк. Гипертоническая болезнь II стадии, III степени, риск 4.

ХСН на стадии, III ф.кл. NYHA.

Повышение артериального давления наблюдается в течение более 30 лет.

NT-proBNP₁ - 308,8 пг/мл; NT-proBNP₂ - 329,4 пг/мл; ΔNT-proBNP - 20,6 пг/мл. По результатам ЭхоКС: КДО₁ - 124,4 мл; ТМЖП_Д - 12,6 мм; ФВ - 51,0%; КДО₂ - 135,9 мл; ΔКДО - 11,5 мл.

фкХСН, вычисленное по формуле 1, равно 3,81, что согласно таблице 1 соответствует III фкХСН NYHA.

Проведение тредмил-теста невозможно в связи с правосторонним гонартрозом с выраженным болевым синдромом и нарушением функции сустава.

Клинический пример 4.

Больной П., 84 года.

Клинический диагноз: Ишемическая болезнь сердца. Постоянная форма фибрилляции предсердий, нормосистолическая форма. Стенокардия напряжения 3 фк. ХСН IIб, IV ф.кл. NYHA.

NT-proBNP₁ - 1872 пг/мл; NT-proBNP₂ - 1976 пг/мл; ΔNT-proBNP - 104 пг/мл. По результатам ЭхоКС: КДО₁ - 123,8 мл; ТМЖП_Д - 13,5 мм; ФВ -39,0%; КД0₂ - 174,6 мл; АКДО - 50,8 мл.

фкХСН, вычисленное по формуле 1, равно 7,65, что согласно таблице 1 соответствует IV фкХСН NYHA.

Проведение тредмил-теста невозможно в связи с наличием противопоказания к выполнению стресс-теста с физической нагрузкой: нарушение ритма (фибрилляция предсердий).

Следовательно, определение функционального класса хронической сердечной недостаточности, при использовании изменений значений конечного диастолического объема левого желудочка сердца и NT-концевого фрагмента предшественника мозгового натрийуретического пептида, а также толщины межжелудочковой перегородки в диастолу, проводится без использования сресс-тестов с физической либо фармакологической нагрузкой, не требуя дополнительного оборудования и исключая противопоказания для проведения стресс-тестов. Тем самым, предложенный способ оптимизирует определение функционального состояния сердца у пациентов с кардиальной патологией как в амбулаторных, так и в условиях стационара.

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, его осуществление предназначено для оптимизации процесса диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности пациентов с кардиальной патологией в условиях отсутствия технических средств и наличии противопоказаний к проведению стресс-тестов с физической либо с фармакологической нагрузкой;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию применимости.

Формула изобретения

Способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности, включающий оценку значений изменения конечного диастолического объема левого желудочка сердца (ΔКДО) и толщины межжелудочковой перегородки в диастолу (ТМЖП_Д), определяемых при проведении эхокардиографии, а также изменения значений NT-концевого фрагмента предшественника мозгового натрийуретического пептида (ΔNT-proBNP), отличающийся тем, что определение у пациента функционального класса хронической сердечной недостаточности (фкХСН) осуществляется по формуле

где а - регрессионный коэффициент,
b_Г - поправочный коэффициент разности уровней NT-proBNP исходно и на высоте нагрузочной пробы,
b_Об - поправочный коэффициент разности конечных диастолических объемов исходно и на высоте нагрузочной пробы,
b_M - поправочный коэффициент толщины межжелудочковой перегородки в диастолу,
ΔNT-proBNP - разность уровней NT-proBNP на высоте нагрузочной пробы и исходно,
ΔКДО - разность конечных диастолических объемов левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы и исходно,
ТМЖП_Д - толщина межжелудочковой перегородки в диастолу (мм).
Разность уровней NT-proBNP может быть вычислена по формуле:

где NT-proBNP₁ - уровень NT-proBNP (пг/мл) исходно,
NT-proBNP₂ - уровень NT-proBNP (пг/мл) на высоте нагрузочной пробы.
Разность конечных диастолических объемов вычисляется по формуле:

где КДО₁ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца исходно,
КДО₂ - конечный диастолический объем (мл) левого желудочка сердца на высоте нагрузочной пробы, причем верификация функционального класса хронической сердечной недостаточности согласно классификации NYHA производится по соотношению расчетных значений фкХСН и функционального класса ХСН NYHA:

Ключевые слова: хроническая сердечная недостаточность, способ диагностики, функциональный класс, толщина межжелудочковой перегородки левого желудочка в диастолу, NT-концевой фрагмент предшественника мозгового натрийуретического пептида, конечный диастолический объем.

Изобретение "Способ диагностики функционального класса хронической сердечной недостаточности" (Рузов В.И., Крестьянинов М.В., Халаф Хасан, Комарова Л.Г., Разин В.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога