RU2813269C1 - Method for assessing likelihood of damage to right heart during hypoxic pulmonary vasoconstriction in patients who have covid-19 associated pneumonia - Google Patents
Method for assessing likelihood of damage to right heart during hypoxic pulmonary vasoconstriction in patients who have covid-19 associated pneumonia Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813269C1 RU2813269C1 RU2023109900A RU2023109900A RU2813269C1 RU 2813269 C1 RU2813269 C1 RU 2813269C1 RU 2023109900 A RU2023109900 A RU 2023109900A RU 2023109900 A RU2023109900 A RU 2023109900A RU 2813269 C1 RU2813269 C1 RU 2813269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- covid
- damage
- heart
- patients
- probability
- Prior art date
Links
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 title claims abstract description 30
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 title claims abstract description 28
- 230000008696 hypoxemic pulmonary vasoconstriction Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 210000001147 pulmonary artery Anatomy 0.000 claims abstract description 19
- 210000005241 right ventricle Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 210000000591 tricuspid valve Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 claims description 3
- 230000036593 pulmonary vascular resistance Effects 0.000 abstract description 25
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 abstract description 17
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 7
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 208000022361 Human papillomavirus infectious disease Diseases 0.000 description 15
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 7
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 238000007477 logistic regression Methods 0.000 description 5
- 208000001528 Coronaviridae Infections Diseases 0.000 description 4
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 4
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 4
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 208000034657 Convalescence Diseases 0.000 description 3
- 208000029523 Interstitial Lung disease Diseases 0.000 description 3
- 208000007888 Sinus Tachycardia Diseases 0.000 description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 231100000516 lung damage Toxicity 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 208000002815 pulmonary hypertension Diseases 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 3
- 206010001052 Acute respiratory distress syndrome Diseases 0.000 description 2
- 206010052337 Diastolic dysfunction Diseases 0.000 description 2
- 206010071436 Systolic dysfunction Diseases 0.000 description 2
- 201000000028 adult respiratory distress syndrome Diseases 0.000 description 2
- 208000037849 arterial hypertension Diseases 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 2
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 206010002329 Aneurysm Diseases 0.000 description 1
- 229940127291 Calcium channel antagonist Drugs 0.000 description 1
- 208000028399 Critical Illness Diseases 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 238000001276 Kolmogorov–Smirnov test Methods 0.000 description 1
- 208000003430 Mitral Valve Prolapse Diseases 0.000 description 1
- 206010067171 Regurgitation Diseases 0.000 description 1
- 208000013616 Respiratory Distress Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 208000008166 Right Ventricular Dysfunction Diseases 0.000 description 1
- 208000005392 Spasm Diseases 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 210000001765 aortic valve Anatomy 0.000 description 1
- 108091008698 baroreceptors Proteins 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000000480 calcium channel blocker Substances 0.000 description 1
- 210000005242 cardiac chamber Anatomy 0.000 description 1
- 230000003683 cardiac damage Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000546 chi-square test Methods 0.000 description 1
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000003284 homeostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 210000004971 interatrial septum Anatomy 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 208000027028 long COVID Diseases 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 210000001774 pressoreceptor Anatomy 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 210000005245 right atrium Anatomy 0.000 description 1
- 230000006814 right ventricular dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 238000010967 transthoracic echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к разделу медицины, а именно к ультразвуковой диагностике в кардиологии, и может применяться для оценки вероятности поражения правых отделов сердца (систолическая и диастолическая дисфункции, повышение гемодинамической нагрузки) при гипоксической легочной вазоконстрикции (hypoxic pulmonary vasoconstriction, HPV, рефлекс Эйлера-Лильестранда) - гомеостатической реакции, при которой происходит спазм сети легочных артерий в ответ на альвеолярную гипоксию; с применением оригинальной математической модели и может быть использовано для стратификации риска после пневмонии, вызванной коронавирусной инфекцией 2019 года (COronaVIrus Disease 2019, COVID-19). При этом, модель строится на основании данных эхокардиографии (ЭхоКГ) пациента через 3 месяца после COVID-19 ассоциированной пневмонии. The invention relates to the field of medicine, namely to ultrasound diagnostics in cardiology, and can be used to assess the likelihood of damage to the right side of the heart (systolic and diastolic dysfunction, increased hemodynamic load) with hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV, Euler-Lillestrand reflex) - homeostatic reaction, in which spasm of the network of pulmonary arteries occurs in response to alveolar hypoxia; using an original mathematical model and can be used for risk stratification after pneumonia caused by coronavirus infection 2019 (COronaVIrus Disease 2019, COVID-19). At the same time, the model is built on the basis of echocardiography (EchoCG) data of the patient 3 months after COVID-19 associated pneumonia.
Ввиду HPV происходит отведение крови к более насыщенным кислородом сегментам легких - так достигается оптимизация вентиляционно-перфузионного отношения [Dunham-Snary, K. J., Wu, D., Sykes, E. A., Thakrar, A., Parlow, L. R., Mewburn, J. D., … & Archer, S. L. (2017). Hypoxic pulmonary vasoconstriction: from molecular mechanisms to medicine. Chest, 151(1), 181-192. DOI: 10.1016/j.chest.2016.09.001]. Одним из критериев COVID-19 пневмонии тяжелой степени является HPV. Для пневмонии, умеренной / легкой степени тяжести, характерно низкое вентиляционно-перфузионное отношение (угнетение регуляции ввиду потери HPV) [Gattinoni, L., Chiumello, D., Caironi, P., Busana, M., Romitti, F., Brazzi, L., & Camporota, L. (2020). COVID-19 pneumonia: different respiratory treatments for different phenotypes? DOI: 10.1007/s00134-020-06033-2]. Due to HPV, blood is diverted to more oxygenated segments of the lungs - this is how the ventilation-perfusion ratio is optimized [ Dunham-Snary, KJ, Wu, D., Sykes, EA, Thakrar, A., Parlow, LR, Mewburn, JD, ... & Archer, S. L. (2017). Hypoxic pulmonary vasoconstriction: from molecular mechanisms to medicine. Chest, 151(1), 181-192. DOI: 10.1016/j.chest.2016.09.001 ]. One of the criteria for severe COVID-19 pneumonia is HPV. Moderate/mild pneumonia is characterized by a low ventilation-perfusion ratio (downregulation due to loss of HPV) [ Gattinoni, L., Chiumello, D., Caironi, P., Busana, M., Romitti, F., Brazzi, L., & Camporota, L. (2020). COVID-19 pneumonia: different respiratory treatments for different phenotypes? DOI: 10.1007/s00134-020-06033-2 ].
До пандемии COVID-19 была описана реклассификация ЛГ: после нормализации к полу и возрасту традиционного маркера ЛГ - систолического давления легочной артерии (systolic pulmonary artery pressure, sPAP) ≥35 мм рт.ст. - заболевание диагностируется на 38% реже. С другой стороны, повышение легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) ≥2 единиц Вуда обнаруживается у 31% больных, включая пациентов с sPAP <35 мм рт.ст. [Ulett, K. B., & Marwick, T. H. (2007). Incorporation of pulmonary vascular resistance measurement into standard echocardiography: implications for assessment of pulmonary hypertension.Echocardiography, 24(10), 1020-1022. DOI: 10.1111/j.1540-8175.2007.00539.x]. В настоящее время в соответствии с действующими рекомендациями European Society of Cardiology / European Respiratory Society значение ЛСС >2 единиц Вуда используется в рамках гемодинамического определения термина ЛГ [Humbert M, Kovacs G, Hoeper MM, Badagliacca R, Berger RMF, et al; ESC/ERS Scientific Document Group. 2022 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. Eur Heart J. 2022; 26:ehac237. DOI: 10.1093/eurheartj/ehac237]. Зачение ЛСС менее 1,5 единиц Вуда считают нормальным [Farzaneh-Far, R., McKeown, B. H., Dang, D., Roberts, J., Schiller, N. B., & Foster, E. (2008). Accuracy of Doppler-estimated pulmonary vascular resistance in patients before liver transplantation. The American journal of cardiology, 101(2), 259-262. DOI: 10.1016/j.amjcard.2007.07.086].Before the COVID-19 pandemic, reclassification of PH was described: after normalization to sex and age of the traditional marker of PH - systolic pulmonary artery pressure (sPAP) ≥35 mmHg. - the disease is diagnosed 38% less often. On the other hand, an increase in pulmonary vascular resistance (PVR) ≥2 Wood units is found in 31% of patients, including patients with sPAP <35 mmHg. [ Ulett, K. B., & Marwick, T. H. (2007). Incorporation of pulmonary vascular resistance measurement into standard echocardiography: implications for assessment of pulmonary hypertension. Echocardiography, 24(10), 1020-1022. DOI: 10.1111/j.1540-8175.2007.00539.x ]. Currently, current European Society of Cardiology/European Respiratory Society guidelines use a PVR value of >2 Wood units as part of the hemodynamic definition of PH [ Humbert M, Kovacs G, Hoeper MM, Badagliacca R, Berger RMF, et al; ESC/ERS Scientific Document Group. 2022 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. Eur Heart J. 2022; 26:ehac237. DOI: 10.1093/eurheartj/ehac237 ]. A PVR reading of less than 1.5 Wood units is considered normal [ Farzaneh-Far, R., McKeown, B. H., Dang, D., Roberts, J., Schiller, N. B., & Foster, E. (2008). Accuracy of Doppler-estimated pulmonary vascular resistance in patients before liver transplantation. The American journal of cardiology, 101(2), 259-262. DOI: 10.1016/j.amjcard.2007.07.086 ].
С учетом данных о грубой корреляции между оценкой ЛСС по данным катетеризации правых отделов сердца и ЭхоКГ представляется актуальным использовать этот показатель у больных COVID-19 в контексте диагностики HPV [Abbas, A. E., Fortuin, F. D., Schiller, N. B., Appleton, C. P., Moreno, C. A., & Lester, S. J. (2003). A simple method for noninvasive estimation of pulmonary vascular resistance. Journal of the American College of Cardiology, 41(6), 1021-1027. DOI: 10.1016/s0735-1097(02)02973-x / Rajagopalan, N., Simon, M. A., Suffoletto, M. S., Shah, H., Edelman, K., Mathier, M. A., & López-Candales, A. (2009). Noninvasive estimation of pulmonary vascular resistance in pulmonary hypertension. Echocardiography, 26(5), 489-494. DOI: 10.1111/j.1540-8175.2008.00837.x].Taking into account the data on the rough correlation between the assessment of PVR according to catheterization of the right heart and echocardiography, it seems relevant to use this indicator in patients with COVID-19 in the context of diagnosing HPV [ Abbas, AE, Fortuin, FD, Schiller, NB, Appleton, CP, Moreno, C. A., & Lester, S. J. (2003). A simple method for noninvasive estimation of pulmonary vascular resistance. Journal of the American College of Cardiology, 41(6), 1021-1027. DOI: 10.1016/s0735-1097(02)02973-x / Rajagopalan, N., Simon, M.A., Suffoletto, M.S., Shah, H., Edelman, K., Mathier, M.A., & López-Candales, A. (2009 ). Noninvasive estimation of pulmonary vascular resistance in pulmonary hypertension. Echocardiography, 26(5), 489-494. DOI: 10.1111/j.1540-8175.2008.00837.x ].
В доступной литературе нет данных об использовании оценки ЛСС в контексте диагностики HPV и поражения правых отделов сердца у больных, перенесших COVID-19. Опубликована работа, в которой продемонстрирована корреляция между ЛСС и показателем функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии (right ventricle-pulmonary artery coupling, RV-PA coupling) у пациентов с COVID-19 во время госпитализации [Bleakley, C., Singh, S., Garfield, B., Morosin, M., Surkova et al. Right ventricular dysfunction in critically ill COVID-19 ARDS. International Journal of Cardiology. 2021; 327: 251-258. DOI: 10.1016/j.ijcard.2020.11.043], взятая нами за прототип. Авторами описано, что продольная деформация свободной стенки правого желудочка (right ventricle free wall strain, RV FWS) не такой чувствительный маркер дисфункции ПЖ, как фракционное изменение площади ПЖ. Однако стоит заметить, что угнетение представленного параметра при проведении метода оценки движения пятен (speckle tracking echocardiography, STE) рассматривается как самый чувствительный маркер нарушения функции ПЖ [Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V. et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 2015; 16(3): 233-71. DOI: 10.1093/ehjci/jev014 / Широков Н.Е., Ярославская Е.И., Криночкин Д.В., Осокина Н.А. Динамика глобальной и сегментарной деформации как маркер восстановления сократимости правого желудочка у пациентов, перенесших COVID-19-пневмонию. Российский кардиологический журнал. 2023; 28(1): 5212. DOI: 10.15829/1560-4071-2023-5212]. Недостатком указанного способа является также исследование функциональной связи правых отделов сердца с системой легочной артерии у больных с острым респираторным дистресс-синдромом в первые сутки после перевода из палат реанимации и интенсивной терапии без последующего серийного наблюдения за пациентами. Поэтому разработать четкие рекомендации по реабилитации пациентов, основываясь только на анализе острого периода наблюдения, не представляется возможным. There is no data in the available literature on the use of PVR assessment in the context of diagnosing HPV and right heart damage in patients who have had COVID-19. A study has been published demonstrating a correlation between PVR and an indicator of the functional connection of the right heart and pulmonary artery system (right ventricle-pulmonary artery coupling, RV-PA coupling) in patients with COVID-19 during hospitalization [ Bleakley, C., Singh, S., Garfield, B., Morosin, M., Surkova et al. Right ventricular dysfunction in critically ill COVID-19 ARDS. International Journal of Cardiology. 2021; 327: 251-258. DOI: 10.1016/j.ijcard.2020.11.043 ], which we took as a prototype. The authors described that the longitudinal strain of the free wall of the right ventricle (right ventricle free wall strain, RV FWS) is not as sensitive a marker of RV dysfunction as the fractional change in RV area. However, it is worth noting that the inhibition of the presented parameter when performing the speckle tracking echocardiography (STE) method is considered as the most sensitive marker of pancreatic dysfunction [ Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V. et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 2015; 16(3): 233-71. DOI: 10.1093/ehjci/jev014 / Shirokov N.E., Yaroslavskaya E.I., Krinochkin D.V., Osokina N.A. Dynamics of global and segmental deformation as a marker of restoration of right ventricular contractility in patients who have had COVID-19 pneumonia. Russian Journal of Cardiology. 2023; 28(1): 5212. DOI: 10.15829/1560-4071-2023-5212 ]. The disadvantage of this method is also the study of the functional connection of the right heart with the pulmonary artery system in patients with acute respiratory distress syndrome on the first day after transfer from the intensive care unit without subsequent serial monitoring of patients. Therefore, it is not possible to develop clear recommendations for the rehabilitation of patients based only on an analysis of the acute observation period.
Выявленные реализация HPV и нарушение функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии, проявляющееся как потеря функций сокращения и расслабления ПЖ, может указать на необходимость более эффективной реабилитации пациентов, перенесших COVID-19 ассоциированную пневмонию.The identified implementation of HPV and disruption of the functional connection of the right parts of the heart and the pulmonary artery system, manifested as loss of functions of contraction and relaxation of the pancreas, may indicate the need for more effective rehabilitation of patients who have suffered COVID-19 associated pneumonia.
Технический результат предлагаемого способа заключается в маркировании каскада нарушения функции правых отделов сердца (признаки систолической и диастолической дисфункции ПЖ, повышение гемодинамической нагрузки) у пациентов через 3 месяца после перенесенной COVID-19 ассоциированной пневмонии. Указанный технический результат достигается тем, что на основании четырех эхокардиографических параметров пациента через 3 месяца после заболевания строится математическая прогностическая модель риска повышения ЛСС и реализации HPV.The technical result of the proposed method is to mark the cascade of dysfunction of the right heart (signs of systolic and diastolic dysfunction of the RV, increased hemodynamic load) in patients 3 months after suffering from COVID-19 associated pneumonia. This technical result is achieved by constructing a mathematical predictive model of the risk of increased PVR and the occurrence of HPV based on four echocardiographic parameters of the patient 3 months after the disease.
Суть предлагаемого способа оценки вероятности HPV у пациентов, перенесших COVID-19 ассоциированную пневмонию заключается в следующем: через 3 месяца после заболевания проводится трансторакальная ЭхоКГ. На основании полученных данных с использованием прогностической модели производится оценка вероятности развития каскада нарушения функции правых отделов сердца.The essence of the proposed method for assessing the likelihood of HPV in patients who have had COVID-19 associated pneumonia is as follows: 3 months after the disease, transthoracic echocardiography is performed. Based on the data obtained, using a prognostic model, the probability of developing a cascade of dysfunction of the right heart is assessed.
Предлагаемый способ 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 COVID-19 ассоциированную пневмонию. Протокол исследования включал очный визит - через 3 месяца после выписки из стационара. Всем пациентам проводилось клиническое, лабораторные исследования и эхокардиографическое обследование.The proposed method was developed during the analysis. To solve the problem, a prognostic mathematical model was used, on the basis of which the probability of developing disorders can be calculated. The analysis used the database of the “Prospective Register of Persons Who Have Survived COVID-19-Associated Pneumonia”, certificate of state registration of the database No. 2021622535. The register included those who had undergone laboratory and radiologically proven COVID-19 associated pneumonia. The study protocol included a face-to-face visit 3 months after discharge from the hospital. All patients underwent clinical, laboratory studies and echocardiographic examination.
Из 380 больных, включенных в регистр, в анализ вошли 260 пациентов (для корректной оценки RV FWS анализировали только данные лиц с оптимальной визуализацией при ЭхоКГ). Оказалось, что через 3 месяца после COVID-19 пневмонии повышение ЛСС ≥1,5 единиц Вуда продемонстрировали 99 (38,1%) из 260 обследованных. Чтобы выявить связь нарушения функции правых отделов сердца с повышением ЛСС и реализацией HPV, больных разделили на 2 группы по указанному признаку. Были выявлены статистически значимо различающие факторы, на их основе была построена математическая модель. Of the 380 patients included in the registry, 260 patients were included in the analysis (for a correct assessment of RV FWS, only data from individuals with optimal visualization on echocardiography were analyzed). It turned out that 3 months after COVID-19 pneumonia, an increase in PVR ≥1.5 Wood units was demonstrated by 99 (38.1%) of the 260 examined. To identify the connection between dysfunction of the right heart and increased PVR and the implementation of HPV, patients were divided into 2 groups according to this criterion. Statistically significantly differentiating factors were identified, and a mathematical model was built on their basis.
Прогностическая модель риска развития HPV строилась на основе логистической регрессии. Вероятность возникновения события в логистической регрессии моделируются линейной функцией A prognostic model for the risk of HPV development was built on the basis of logistic regression. The probability of an event occurring in logistic regression is modeled by a linear function
p i - апостериорная вероятность события при исходных данных; p i - posterior probability of an event given the initial data;
е - математическая константа, равная 2,718; e is a mathematical constant equal to 2.718;
х 1 … k - входные переменные; x 1 … k - input variables;
- константа; - constant;
- параметры регрессии. - regression parameters .
В качестве зависимой переменной в логистическую регрессию взяли переменную, где закодировано как 1 - наличие повышения ЛСС ≥1,5 единиц Вуда и 0 - ЛСС <1,5 единиц Вуда; в качестве независимых переменных - набор факторов по которым между группами обнаружили статистически значимые различия. As a dependent variable in the logistic regression, we took a variable where it was coded as 1 - the presence of an increase in PVR ≥1.5 Wood units and 0 - PVR <1.5 Wood units; as independent variables - a set of factors for which statistically significant differences were found between groups.
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: фракционное изменение площади правого желудочка; систолическая экскурсия кольца трикуспидального клапана; ранняя диастолическая скорость движения кольца трикуспидального клапана (RV e’ TDI) и систолическая скорость движения кольца трикуспидального клапана, определяемые при помощи тканевой допплерграфии; RV FWS; RV-PA coupling; sPAP. Переменные, вошедшие в окончательную модель логистической регрессии представлены в таблице 1.In comparative analysis, the distribution of quantitative variables was determined using the Kolmogorov-Smirnov test. When comparing quantitative variables with a normal distribution, the Student's t test was used; for a distribution other than normal, the nonparametric Mann-Whitney test was used. To compare qualitative variables, the χ2 test was used. Variables for which statistically significant differences were identified included: fractional change in right ventricular area; systolic excursion of the tricuspid valve annulus; early diastolic tricuspid annular velocity (RV e' TDI) and systolic tricuspid annular velocity determined by tissue Doppler ultrasound; RV FWS; RV-PA coupling; sPAP. Variables included in the final logistic regression model are presented in Table 1.
Примечание: RV e’ TDI - ранняя диастолическая скорость движения кольца трикуспидального клапана (right ventricular velocity, tissue Doppler imaging, peak e’); sPAP - систолическое давление легочной артерии (systolic pulmonary artery pressure); RV-PA coupling - функциональная связь правых отделов сердца и системы легочной артерии (right ventricle-pulmonary artery coupling); RV FWS - продольная деформация свободной стенки правого желудочка (right ventricle free wall strain).Note: RV e’ TDI - early diastolic velocity of the tricuspid valve ring (right ventricular velocity, tissue Doppler imaging, peak e’); sPAP - systolic pulmonary artery pressure; RV-PA coupling - functional connection of the right parts of the heart and the pulmonary artery system (right ventricle-pulmonary artery coupling); RV FWS - longitudinal deformation of the free wall of the right ventricle (right ventricle free wall strain).
Таким образом, поражение правых отделов сердца и реализацию HPV можно рассчитать по следующей формуле:Thus, damage to the right heart and the implementation of HPV can be calculated using the following formula:
Для возможности оценить риск развития HPV необходимо установить точку разделения расчетной вероятности р, 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 76,9% и специфичности 74,1% установлена равной 0,396: до этого значения вероятность развития HPV низкая, значение равное или более 0,396 оценивается как наличие высокого риска развития события. Площадь под кривой AUC=0,840 (95% ДИ 0,790-0,890) (р<0,026) соответствует хорошему качеству модели, согласно экспертной шкале AUC. To be able to assess the risk of HPV development, it is necessary to establish a point of separation of the calculated probability p at which the specificity of the model would be sufficiently large, but the sensitivity of the model would not be reduced. For this purpose, ROC analysis was used to construct an ROC curve, calculate the area under the curve (AUC), and calculate specificity and sensitivity. The separation point, which allows determining the risk of developing disorders with a sensitivity of 76.9% and specificity of 74.1%, is set equal to 0.396: before this value, the probability of developing HPV is low, a value equal to or more than 0.396 is assessed as having a high risk of developing the event. The area under the curve AUC=0.840 (95% CI 0.790-0.890) (p<0.026) corresponds to good quality of the model, according to the expert AUC scale.
Таким образом, предлагаемый способ заключается в следующем: у больных, перенесших COVID-19 ассоциированную пневмонию, на основании данных ЭхоКГ через 3 месяца после заболевания, рассчитывается ЛСС в единицах Вуда и оценивается риск реализации HPV с поражением правых отделов сердца. Thus, the proposed method is as follows: in patients who have had COVID-19 associated pneumonia, based on echocardiography data 3 months after the disease, PVR is calculated in Wood units and the risk of HPV with damage to the right heart is assessed.
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.The proposed method has high diagnostic value, sensitivity and specificity, which can significantly improve the quality of diagnostics in a cardiology clinic, and can be recommended for use in practical healthcare, does not require special conditions for implementation, is time-saving, and easy to operate.
Клинический пример 1. Clinical example 1.
Пациент А, 54 года. При госпитализации по поводу пневмонии COVID-19 по данным компьютерной томографии органов грудной клетки регистрировалась тяжелая степень поражения легких (75% легочной ткани), через 3 месяца после выписки из стационара наблюдались остаточные явления в виде участков постпневмонического фиброза. Проходил амбулаторное обследование в Тюменском кардиологическом научном центре в рамках проспективного регистра перенесших COVID-19-ассоциированную пневмонию. Жалоб на момент осмотра не предъявляет. Диагноз: «Артериальная гипертония 2 стадии, 2 степени, риск 4 (очень высокий). Фиброз створок аортального клапана с незначительной регургитацией. Дисфункция трикуспидального клапана I степени. Аневризма межпредсердной перегородоки без дефекта. ХСН 0. Сахарный диабет, тип 2. Состояние после перенесенной новой коронавирусной инфекции, двухсторонней интерстициальной пневмонии, реконвалесценция. ДН 0». Patient A, 54 years old. During hospitalization for COVID-19 pneumonia, computed tomography of the chest showed a severe degree of lung damage (75% of lung tissue); 3 months after discharge from the hospital, residual effects were observed in the form of areas of post-pneumonic fibrosis. He underwent an outpatient examination at the Tyumen Cardiology Research Center as part of a prospective register of survivors of COVID-19-associated pneumonia. At the time of inspection he makes no complaints. Diagnosis: “Arterial hypertension stage 2, degree 2, risk 4 (very high). Fibrosis of the aortic valve leaflets with slight regurgitation. Tricuspid valve dysfunction, grade I. Aneurysm of the interatrial septum without a defect. CHF 0. Diabetes mellitus, type 2. Condition after a new coronavirus infection, bilateral interstitial pneumonia, convalescence. DN 0".
По данным ЭхоКГ: легочное сосудистое сопротивление составило 1,9 единиц Вуда; продольная деформация свободной стенки правого желудочка - -18,9%; ранняя диастолическая скорость кольца трикуспидального клапана по данным тканевой допплерографии - 9 см/с; систолическое давление легочной артерии - 30 мм рт.ст.; показатель функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии - 2,1.According to echocardiography: pulmonary vascular resistance was 1.9 Wood units; longitudinal deformation of the free wall of the right ventricle - -18.9%; early diastolic velocity of the tricuspid valve annulus according to tissue Doppler ultrasound is 9 cm/s; pulmonary artery systolic pressure - 30 mm Hg; the indicator of functional connection between the right parts of the heart and the pulmonary artery system is 2.1.
Рассчитана вероятность поражения правых отделов сердца при оценке ЛСС:The probability of damage to the right parts of the heart was calculated when assessing PVR:
Полученное значение соответствует высокой вероятности поражения правых отделов сердца. В приведенном случае применение разработанного способа может привести к коррекции консервативного лечения пациента с учетом основного диагноза - введение в схему лечения блокаторов кальциевых каналов, эффект которых приводит к уменьшению постнагрузки на правые отделы сердца. Однако поскольку на тот момент способ еще не был разработан, сумма факторов не была принята в расчет кардиологом амбулаторной службы, консультировавшим пациента через 3 месяца после пневмонии.The resulting value corresponds to a high probability of damage to the right side of the heart. In this case, the use of the developed method can lead to correction of the patient’s conservative treatment taking into account the main diagnosis - the introduction of calcium channel blockers into the treatment regimen, the effect of which leads to a decrease in afterload on the right side of the heart. However, since the method had not yet been developed at that time, the sum of the factors was not taken into account by the outpatient cardiologist who consulted the patient 3 months after pneumonia.
Клинический пример 2. Clinical example 2.
Пациент Б, 44 года. При госпитализации по поводу пневмонии COVID-19 по данным компьютерной томографии органов грудной клетки регистрировалась тяжелая степень поражения легких (80% легочной ткани), через 3 месяца после выписки из стационара наблюдались остаточные явления в виде участков постпневмонического фиброза. Проходил амбулаторное обследование в рамках проспективного регистра перенесших COVID-19-ассоциированную пневмонию. Жалобы на учащенное сердцебиение. Диагноз: «Пролапс митрального клапана, гемодинамически незначимый. Синусовая тахикардия. Хроническая болезнь почек, стадия 1. Состояние после перенесенной новой коронавирусной инфекции, двухсторонней интерстициальной пневмонии, реконвалесценция. ДН 0». Patient B, 44 years old. During hospitalization for COVID-19 pneumonia, computed tomography of the chest showed a severe degree of lung damage (80% of lung tissue); 3 months after discharge from the hospital, residual effects were observed in the form of areas of post-pneumonic fibrosis. He underwent an outpatient examination as part of a prospective registry of survivors of COVID-19-associated pneumonia. Complaints of rapid heartbeat. Diagnosis: “Mitral valve prolapse, hemodynamically insignificant. Sinus tachycardia. Chronic kidney disease, stage 1. Condition after a new coronavirus infection, bilateral interstitial pneumonia, convalescence. DN 0".
По данным ЭхоКГ на контрольном визите в 3 месяца: легочное сосудистое сопротивление составило 1,8 единиц Вуда; продольная деформация свободной стенки правого желудочка - -20,7%; ранняя диастолическая скорость кольца трикуспидального клапана по данным тканевой допплерографии - 11 см/с; систолическое давление легочной артерии - 27 мм рт.ст.; показатель функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии - 2,9.According to echocardiography at the control visit at 3 months: pulmonary vascular resistance was 1.8 Wood units; longitudinal deformation of the free wall of the right ventricle - -20.7%; early diastolic velocity of the tricuspid valve annulus according to tissue Doppler ultrasound is 11 cm/s; pulmonary artery systolic pressure - 27 mm Hg; the indicator of functional connection between the right parts of the heart and the pulmonary artery system is 2.9.
Рассчитана вероятность поражения правых отделов сердца при оценке ЛСС:The probability of damage to the right parts of the heart was calculated when assessing PVR:
Полученное значение соответствует высокой вероятности поражения правых отделов сердца. В приведенном случае применение разработанного способа может привести к объяснению синусовой тахикардии эффектом Бейнбриджа при исключении иных объективных причин - увеличение частоты сердечных сокращений посредством стимуляции барорецепторов в правом предсердии в ответ на повышение давления в правых отделах сердца.The resulting value corresponds to a high probability of damage to the right side of the heart. In this case, the use of the developed method can lead to an explanation of sinus tachycardia by the Bainbridge effect, with the exclusion of other objective causes - an increase in heart rate through stimulation of baroreceptors in the right atrium in response to an increase in pressure in the right parts of the heart.
На контрольном амбулаторном визите (12 месяцев) синусовая тахикардия не была выявлена. По данным ЭхоКГ на контрольном визите в 12 месяцев: легочное сосудистое сопротивление составило 1,4 единиц Вуда; продольная деформация свободной стенки правого желудочка - -21,8%; ранняя диастолическая скорость кольца трикуспидального клапана по данным тканевой допплерографии - 14 см/с; систолическое давление легочной артерии - 27 мм рт.ст.; показатель функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии - 2,8.At the follow-up outpatient visit (12 months), no sinus tachycardia was detected. According to echocardiography at the follow-up visit at 12 months: pulmonary vascular resistance was 1.4 Wood units; longitudinal deformation of the free wall of the right ventricle - -21.8%; early diastolic velocity of the tricuspid valve annulus according to tissue Doppler ultrasound is 14 cm/s; pulmonary artery systolic pressure - 27 mm Hg; the indicator of functional connection between the right parts of the heart and the pulmonary artery system is 2.8.
По данным ЭхоКГ произошло улучшение систолической и диастолической функций ПЖ, уменьшение ЛСС в динамике. Таким образом, эффект Бейнбриджа не проявлялся. Однако поскольку на тот момент способ еще не был разработан, сумма факторов не была принята в расчет кардиологом амбулаторной службы, консультировавшим пациента через 3 и 12 месяцев после пневмонии.According to echocardiography, there was an improvement in the systolic and diastolic functions of the RV, and a decrease in PVR over time. Thus, the Bainbridge effect did not appear. However, since the method had not yet been developed at that time, the sum of factors was not taken into account by the outpatient cardiologist who consulted the patient 3 and 12 months after pneumonia.
Клинический пример 3.Clinical example 3.
Пациент В, 56 лет. При госпитализации по поводу пневмонии COVID-19 по данным компьютерной томографии органов грудной клетки регистрировалась тяжелая степень поражения легких (85% легочной ткани), через 3 месяца после выписки из стационара наблюдались остаточные явления в виде участков постпневмонического фиброза. Проходил амбулаторное обследование в Тюменском кардиологическом научном центре в рамках проспективного регистра перенесших COVID-19-ассоциированную пневмонию. Жалобы на учащенное сердцебиение. Диагноз: «Артериальная гипертония 2 стадии, 2 степени, риск 3 (высокий). ХСН I, ФК 1 по NYHA. Состояние после перенесенной новой коронавирусной инфекции, двухсторонней интерстициальной пневмонии, реконвалесценция. ДН 0».Patient B, 56 years old. During hospitalization for COVID-19 pneumonia, computed tomography of the chest showed a severe degree of lung damage (85% of lung tissue); 3 months after discharge from the hospital, residual effects were observed in the form of areas of post-pneumonic fibrosis. He underwent an outpatient examination at the Tyumen Cardiology Research Center as part of a prospective register of survivors of COVID-19-associated pneumonia. Complaints of rapid heartbeat. Diagnosis: “Arterial hypertension stage 2, degree 2, risk 3 (high). CHF I, NYHA FC 1. Condition after a new coronavirus infection, bilateral interstitial pneumonia, convalescence. DN 0".
По данным ЭхоКГ: легочное сосудистое сопротивление составило 1,03 единиц Вуда; продольная деформация свободной стенки правого желудочка - -28,8%; ранняя диастолическая скорость кольца трикуспидального клапана по данным тканевой допплерографии - 13 см/с; систолическое давление легочной артерии - 20 мм рт.ст.; показатель функциональной связи правых отделов сердца и системы легочной артерии - 3,2. According to echocardiography: pulmonary vascular resistance was 1.03 Wood units; longitudinal deformation of the free wall of the right ventricle - -28.8%; early diastolic velocity of the tricuspid valve annulus according to tissue Doppler ultrasound - 13 cm/s; pulmonary artery systolic pressure - 20 mm Hg; the indicator of functional connection between the right parts of the heart and the pulmonary artery system is 3.2.
Рассчитана вероятность поражения правых отделов сердца при оценке ЛСС:The probability of damage to the right parts of the heart was calculated when assessing PVR:
Полученное значение соответствует низкой вероятности поражения правых отделов сердца. В приведенном случае применение разработанного способа позволяет оптимизировать тактику ведения пациента - исключить дисфункцию правых отделов сердца в рамках постковидного синдрома.The obtained value corresponds to a low probability of damage to the right side of the heart. In this case, the use of the developed method makes it possible to optimize the patient’s management tactics - to exclude dysfunction of the right heart as part of the post-Covid syndrome.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определять вероятность поражения правых отделов сердца при оценке ЛСС, что дает возможность своевременно (через 3 месяца после заболевания) определить тактику ведения пациента. Способ может использоваться кардиологами и терапевтами амбулаторной и стационарной служб.Thus, the proposed method makes it possible to determine with high accuracy the probability of damage to the right parts of the heart when assessing PVR, which makes it possible to timely (3 months after the disease) determine patient management tactics. The method can be used by cardiologists and therapists in outpatient and inpatient services.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813269C1 true RU2813269C1 (en) | 2024-02-08 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2177244C1 (en) * | 2001-01-26 | 2001-12-27 | Новикова Людмила Николаевна | Method for diagnosing latent cardiac insufficiency in patients having pulmonary diseases |
| RU2472155C1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-10 | Наталья Михайловна Широхова | Method for prediction of fatal outcome in patients with community-acquired pneumonia |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2177244C1 (en) * | 2001-01-26 | 2001-12-27 | Новикова Людмила Николаевна | Method for diagnosing latent cardiac insufficiency in patients having pulmonary diseases |
| RU2472155C1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-10 | Наталья Михайловна Широхова | Method for prediction of fatal outcome in patients with community-acquired pneumonia |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Криночкин Д. В. и др., СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЙ СТАТУС И ДИНАМИКА ЭХОКАРДИОГРАФИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИЦ, ПЕРЕНЕСШИХ COVID-19 ПНЕВМОНИЮ, ЧЕРЕЗ ТРИ МЕСЯЦА ПОСЛЕ ВЫПИСКИ ИЗ СТАЦИОНАРА" Российский кардиологический журнал, no. 9, 2021, pp. 35-41. Lang RM et al., Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 2015; 16(3): 233-71. * |
| Потешкина Н. Г. и др., СОСТОЯНИЕ ПРАВЫХ ОТДЕЛОВ СЕРДЦА У ПАЦИЕНТОВ С COVID-19-АССОЦИИРОВАННОЙ ПНЕВМОНИЕЙ, Российский кардиологический журнал, no. 11, 2021, pp. 66-72. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Topilsky et al. | Preoperative factors associated with adverse outcome after tricuspid valve replacement | |
| Topilsky et al. | Clinical context and mechanism of functional tricuspid regurgitation in patients with and without pulmonary hypertension | |
| Jain et al. | Myocardial work assessment in severe aortic stenosis undergoing transcatheter aortic valve replacement | |
| Hinojar et al. | Prognostic value of left atrial function by cardiovascular magnetic resonance feature tracking in hypertrophic cardiomyopathy | |
| Cheung et al. | Retinal arteriolar narrowing and left ventricular remodeling: the multi-ethnic study of atherosclerosis | |
| Guzman et al. | Tibial artery calcification as a marker of amputation risk in patients with peripheral arterial disease | |
| Barbosa et al. | Strain imaging in morbid obesity: insights into subclinical ventricular dysfunction | |
| McCrindle et al. | The role of echocardiography in Kawasaki disease | |
| Krishna et al. | Cardiac abnormalities in COVID-19 and relationship to outcome | |
| Sahiti et al. | Left ventricular remodeling and myocardial work: results from the population-based STAAB cohort study | |
| Tan et al. | LA reservoir strain: a sensitive parameter for estimating LV filling pressure in patients with preserved EF | |
| Pradel et al. | Left ventricular assessment in patients with systemic light chain amyloidosis: a 3-dimensional speckle tracking transthoracic echocardiographic study | |
| Trambaiolo et al. | Ventriculo-arterial coupling in the intensive cardiac care unit: a non-invasive prognostic parameter | |
| Bombardini et al. | Pressure-volume relationship in the stress-echocardiography laboratory: does (left ventricular end-diastolic) size matter? | |
| RU2599372C1 (en) | Method for prediction of unfavourable cardiovascular events five years after suffering myocardial infarction taking into account adherence of patients to treatment | |
| RU2813269C1 (en) | Method for assessing likelihood of damage to right heart during hypoxic pulmonary vasoconstriction in patients who have covid-19 associated pneumonia | |
| Vaes et al. | The impact of confounders on the test performance of natriuretic peptides for cardiac dysfunction in subjects aged 80 and older | |
| Kabwe et al. | Prevalence of subclinical Cardiovascular Disease in healthy HIV infected patients at the University Teaching Hospital in Lusaka, Zambia | |
| Thellier et al. | Additive prognostic value of left ventricular dispersion and deformation in patients with severe aortic stenosis | |
| Furukawa et al. | Simple echocardiographic scoring in screening aortic stenosis with focused cardiac ultrasonography in the emergency department | |
| Duan et al. | Impact of brachial-ankle pulse wave velocity on myocardial work by non-invasive left ventricular pressure-strain in non-hypertensive and hypertensive patients with preserved left ventricular ejection fraction | |
| Güvenç et al. | Right ventricular hypertrophy and dilation in patients with human immunodeficiency virus in the absence of clinical or echocardiographic pulmonary hypertension | |
| RU2782299C1 (en) | 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 | |
| Bou Chebl et al. | Mitral valve velocity time integral and passive leg raise as a measure of volume responsiveness | |
| RU2790770C1 (en) | Method for predicting the development of the left ventricular systolic dysfunction in patients suffering from ankylosing spondylitis |