Новый протокол диагностики нагрузочных нарушений ритма и проводимости у детей младшего и дошкольного возрастов

Пробы с дозированной физической нагрузкой (ФН) используются в педиатрической популяции с целью диагностики, в т.ч., нагрузочных нарушений ритма (IIа класс показаний) и проводимости, а также оценки эффективности антиаритмической терапии [1-3]. Популярность применения нагрузочных проб (НП) в педиатрической практике объясняется относительной простотой их использования, экономичностью и возможностью применения на амбулаторном этапе. Следует отметить, что для педиатрической популяции характерно увеличение нарушений ритма сердца в определенные возрастные периоды, включая младший и дошкольный возрасты [4][5].

В педиатрической практике используются пробы на велоэргометре и тредмиле [2][6]. Следует отметить, что пробы на велоэргометре по данным зарубежных авторов можно применять у детей с 6 лет, по данным отечественных исследователей — в более старшем возрасте, что связано с умением крутить педали, наличием силы, определенной подготовки и т.д. [1][6][7]. Пробы на тредмил-тесте более физиологичны и естественны, т.к. имитируют ходьбу, и могут быть использованы у детей с 3,5-4-х лет [1][2][6][7].

Одним из наиболее известных и широко используемых в повседневной практике нагрузочных тестов является стандартный протокол Bruce с непрерывно возрастающей ступенчатой нагрузкой с длительностью каждой ступени 3 мин [2][3][7]. При этом следует отметить, что разработан он был для лиц старшей возрастной группы, а именно, для диагностики ишемической болезни сердца [1][8]. Первое крупное исследование с использованием стандартного протокола Bruce у здоровых детей от 4 до 18 лет (n=327) было проведено Cumming GR, et al. в 1978г с целью определения нормативных значений во время пробы с ФН для здоровых детей разных возрастных групп [9].

Также известно несколько небольших исследований с использованием стандартного протокола Bruce у здоровых детей для оценки толерантности к ФН и других параметров [10][11]. Так, в проведенном ~10 лет назад двухлетнем поперечном исследовании на здоровых детях (n=80) 4-5 лет анализировалось сравнение нормативных параметров при проведении нагрузочного тестирования с помощью стандартного протокола Bruce и протокола half Bruce. Half Bruce отличается от стандартного протокола Bruce длительностью ступени: 1,5 мин вместо 3 мин. В результате данной работы были представлены новые нормативные значения для стандартного протокола Bruce у здоровых детей 4 5 лет. Также авторы продемонстрировали, что значения, полученные в двух используемых протоколах, не должны рассматриваться как взаимозаменяемые, и выявленные новые нормативные значения можно использовать в качестве эталонных только для стандартного протокола Bruce. Кроме того, исследователи не указывали на возможность использования модифицированного протокола half-Bruce и стандартного протокола Bruce в группе детей с нарушениями ритма и проводимости [10].

В 2017г Duff K, et al. продемонстрировали результаты своей работы, в которой проводили сравнительную оценку использования нового протокола BCCH (British Columbia Children’s Hospital), разработанного в детской больнице Ванкувера, со стандартным протоколом Bruce у здоровых физически активных детей 10-18 лет (n=70). Авторы сравнивали показатели потребления кислорода, минутной вентиляции, пиковой частоты сердечных сокращений (ЧСС) на нагрузке и коэффициенты дыхательного обмена со значениями толерантности к ФН в двух группах. Исследователи продемонстрировали, что BCCH протокол может быть использован в качестве альтернативы стандартному протоколу Bruce. При этом авторы акцентируют внимание на том, что в исследовании принимали участие здоровые, активные дети от 10 лет, что не дает возможности перенести результаты работы на выборку детей более младшего возраста и имеющих какие-либо отклонения со стороны сердечно-сосудистой системы [12].

Кроме того, в литературе нам не удалось встретить данных об использовании стандартного протокола Bruce у пациентов младшего и дошкольного возрастов для оценки нагрузочных нарушений ритма и проводимости, а также данные об информативности и диагностической значимости его применения у пациентов этой возрастной группы.

Согласно заявлению совета Американской ассоциации сердца по сердечно-сосудистым заболеваниям в клиническом стресс-тестировании у детей от 2006г, помимо стандартного протокола Bruce рекомендовано использование протокола B. Balke в педиатрической практике [7]. Данный протокол предусматривает увеличение наклона, в то время как скорость беговой дорожки поддерживается постоянной — 3,5 миль/ч. Его использование также ограничено, т.к. изначально он разрабатывался для лиц старшей возрастной группы с очень низкой толерантностью к ФН и/или пациентов с признаками недостаточности кровообращения. Встречаются сведения о его использовании как у здоровых, так и у хронически больных детей от 6 до 18 лет. Существует модифицированная версия данного протокола, которая была применена для тестирования хронически больных детей, а также здоровых детей с различным уровнем физической подготовки. В модифицированной версии протокола Balke используются более высокие постоянные скорости, т.н. “бегущий Balke”. Данный вид НП также был внедрен и протестирован у физически активных детей. Было выявлено, что модифицированный Balke подходит для тестирования тучных, хронически больных детей. Имеются данные о его использовании у подростков [7][13].

В таблице 1 подробно представлена характеристика протоколов для нагрузочного тредмил-теста, используемая в педиатрической практике.

Согласно рекомендациям по нагрузочному тестированию Американской ассоциации сердца критерии прекращения НП, используемые во взрослой группе пациентов, могут быть перенесены на детскую популяцию: достижение субмаксимального значения ЧСС, появление клинических, электрокардиографических или гемодинамических критериев прекращения пробы [1].

В нашей стране по данным литературы основным нагрузочным тестом, применяемым у детей с нарушениями ритма и проводимости, является стандартный протокол Bruce [2]. Однако существует неудовлетворенность медицинского персонала существующим тестом. Он имеет определенные недостатки у детей младшей возрастной группы: их использование, по нашим данным, неинформативно у детей младшего возраста в связи с невозможностью достижения субмаксимальной ЧСС в основном за счет быстрой утомляемости: выполнение монотонной нагрузки в течение длительного времени — 3 мин. Помимо этого, резкий подъем дорожки на первой ступени с последующим увеличением как наклона, так и скорости сопровождается чувством страха и невозможностью удержаться в вертикальном положении: ребенок сильно опирается на поручни, что приводит к возникновению большого количества помех, артефактов при записи электрокардиограммы (ЭКГ) и искажению истинных значений толерантности к ФН, а также увеличивает время достижения субмаксимальной ЧСС. Невозможность достижения субмаксимальной ЧСС как одного из критерия прекращения пробы не позволяет оценить атриовентрикулярное (АВ) проведение на фоне ФН у детей с нарушениями АВ-проведения и, соответственно, вынести верное заключение и определиться с тактикой ведения. Всё это, безусловно, существенно снижает диагностическую ценность исследования.

Нагрузочные нарушения ритма являются прогностически неблагоприятным признаком и повышают риск возникновения потенциально опасных желудочковых нарушений ритма (ЖНР), требуют медикаментозной коррекции и наблюдения [2][14]. Ухудшение АВ-проводимости на фоне ФН также расценивается как неблагоприятное явление, свидетельствующее о дистальном поражении АВ-узла. Оно может приводить к появлению клинически значимых пауз, сопровождающихся потерей сознания, ухудшению качества жизни, что требует госпитализации с целью определении тактики ведения пациентов [15].

Таким образом, ограничения имеющихся на данный момент рекомендованных проб с ФН в арсенале врача-детского кардиолога и врача функциональной диагностики, низкая их информативность и, соответственно, диагностическая значимость, что не всегда позволяет врачу принять верное решение в тактике ведения и лечения маленьких пациентов с нарушениями ритма и проводимости, способствовало проведению данного исследования. Актуальность данного исследования не вызывается сомнений.

Цель исследования — разработать протокол диагностики нагрузочных нарушений ритма и проводимости у детей без структурной патологии сердца 3-6 лет.

Материал и методы

Исследование выполнено на базе ФГБУ “НМИЦ им В. А. Алмазова” Минздрава России. В период с ноября 2020г по сентябрь 2021г из 283 пациентов в возрасте 3-6 лет, проходивших обследование в ДЛРК им. В.А. Алмазова, было отобрано 20 детей (средний возраст 58,7±2,12 мес., 11 мальчиков и 9 девочек) без структурной патологии сердца с ЖНР и АВ-блокадой по данным ЭКГ и/или суточного мониторирования ЭКГ (СМЭКГ). Обследование включало сбор жалоб и семейного анамнеза, общеклинический осмотр, оценку лабораторных показателей: клинический, биохимический анализ крови, оценку тиреоидного статуса; ЭКГ, холтеровское мониторирование, эхокардиографию, пробу с ФН. По показаниям пациентам проводились магнитно-резонансная томография, генетическое обследование, консультация узких специалистов.

Ни один из участников исследования жалоб не предъявлял. По данным СМЭКГ у 17 (85%) пациентов выявлены ЖНР (табл. 2). В большинстве случаев (70,6%) регистрировался дневной тип аритмии, в 11,8% — смешанный и у 17,6% — ночной. Среди нарушений АВ-проводимости по данным СМЭКГ у 3 (15,0%) детей регистрировалась транзиторная АВблокада 1 ст. в ночное время с максимальным удлинением интервала PQ до 256 мс. Также у 3 (15,0%) человек обнаружена транзиторная АВ-блокада 2 ст. 1 типа в течение суток с максимальной паузой 2104 мс в ночное время. У одного (5,00%) ребенка регистрировалась транзиторная АВ-блокада 2 ст. 1 и 2 типа в течение суток с максимальной паузой 1333 мс. Сочетание ЖНР с АВ-блокадой по результатам СМЭКГ наблюдалось у 4 (23,5%) детей, при этом нарушение АВ-проводимости было по типу АВблокады 1 ст. у 3 (17,6%) участников и по типу АВблокады 2 ст. 1 и 2 типа у одного (5,88%).

Всем пациентам в разные дни в одно и то же время при одних и тех же условиях выполнялись тредмил-тест по стандартному протоколу Bruce и тредмил-тест по заявленному протоколу. Очередность проведения того или иного вида пробы была рандомизирована с целью повышения качества исследования. Критериями прекращения нагрузочного теста служило первое событие из ряда:

1) достижение заданной целями исследования ЧСС;

2) появление и/или усугубление потенциально опасных нарушений ритма и проводимости, таких как одиночные желудочковые экстрасистолы (ЖЭ) с нарастающей частотой, и/или ранние ЖЭ, и/или парные ЖЭ, и/или желудочковая тахикардия (ЖТ), и/или АВ-блокада;

3) регистрация аллоритмии по типу бигеминии в течение 10 сек.

В результате клинических наблюдений нами было установлено, что появление единичных ЖЭ на ФН в количестве 25-30 ЖЭ в мин, в т.ч. аллоритмированных по типу тригеминии, тетрагеминии, не всегда является показанием к остановке проведения пробы, т.к. при продолжении теста у части пациентов данные нарушения ритма исчезают. При этом появление аллоритмии по типу бигеминии в течение 10 сек приводит к появлению потенциально опасных ЖНР. НП по заявленному протоколу проводилась на тредмиле с продолжительностью каждой ступени 2 мин, скоростью 2,7 км/ч и углом наклона 0% на первой ступени, скоростью 2,7 км/ч и углом наклона 5,0% на второй ступени, скоростью 3,4 км/ч и углом наклона 10,0% на третьей ступени, скоростью 4,0 км/ч и углом наклона 12,0% на четвертой ступени, скоростью 5,4 км/ч и углом наклона 14,0% на пятой ступени, скоростью 6,7 км/ч и углом наклона 14,0% на шестой ступени, скоростью 8,0 км/ч и углом наклона 14,0% на седьмой ступени, до достижения одного из критериев окончания пробы (табл. 3).

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Этическими комитетами всех участвующих клинических центров. До включения в исследование у законных представителей всех участников было получено письменное информированное согласие.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-15-2022- 301 от 20.04.2022г).

Статистический анализ. Статистический анализ был проведен с помощью программного обеспечения IBM SPSS версии 26.0. Сравнительный анализ проводился с помощью критерия Уилкоксона для сравнения непараметрических показателей для связанных выборок. Статистическая значимость была установлена на уровне р<0,05.

Результаты

Техническим результатом заявленного изобретения является создание протокола диагностики нагрузочных нарушений ритма и проводимости у детей 3-6 лет без структурной патологии сердца, позволяющего достичь критерии прекращения пробы и оценить ЖНР и АВ-проведение на нагрузке.

Была проведена сравнительная оценка гемодинамических параметров в период покоя (табл. 4). Отсутствие статистически значимых различий в результате сравнительной оценки ЧСС и артериального давления в покое перед проведением НП делают возможным дальнейшее сравнение этих показателей во время проведения тестирования. Достоверно значимых различий в жалобах при проведении пробы с ФН по двум протоколам получено не было. Основные жалобы во время нагрузочного тестирования были: усталость в ногах, общая усталость и нежелание продолжать исследование.

Критерии окончания пробы при использовании заявленного протокола были достигнуты у всех пациентов (n=20, 100%) по сравнению с применением стандартного протокола Bruce (n=5, 25,0%), что было статистически значимо, р<0,001. Результаты сравнительного анализа показателей нагрузочного тестирования при использовании двух протоколов представлены в таблице 5. Стоит отметить, что у 15 (75,0%) детей при выполнении нагрузочного тестирования по стандартному протоколу Bruce не были достигнуты ни электрокардиографические, ни гемодинамические критерии прекращения пробы. Тестирование было остановлено в большинстве случаев в связи с усталостью в ногах (n=9, 60,0%), общей усталостью (n=3, 20,0%) и нежеланием продолжать исследование (n=3, 20,0%).

Так, прирост ЧСС между ступенями при применении заявленного протокола был статистически значимо меньше, чем при использовании стандартного протокола Bruce, р<0,05. Количество пройденных ступеней было значимо выше на НП по заявленному протоколу 5,0 [ 5,00-6,00], чем при пробе с ФН по стандартному протоколу Bruce 2,0 [ 2,0-3,0], р<0,05. И, как следствие, толерантность к ФН была достоверно больше при использовании заявленного протокола, чем при применении стандартного протокола Bruce, р<0,05.

Результаты сравнительного анализа продемонстрировали, что шансы достижения критериев окончания пробы при использовании заявленного протокола были в 116 раз больше, чем при применении стандартного протокола Bruce (отношение шансов 116, 95% доверительный интервал: 5,93-2250, р=0,0017) с учетом поправки Холдейна-Энскомба (Haldane-Anscombe correction).

ЖНР при проведении пробы с ФН по заявленному протоколу были зарегистрированы у 20,0% (n=4) пациентов, нарушения АВ-проводимости — у 20,0% (n=4). Среди пяти пациентов, у которых были достигнуты критерии окончания пробы с ФН по стандартному протоколу Bruce, ЖНР во время тестирования регистрировались у 10,0% (n=2) пациентов, нарушения АВ-проведения — у 5,00% (n=1). При этом ЖНР и нарушение АВ-проводимости были зарегистрированы у одних и тех же пациентов как при использовании НП по заявленному протоколу, так и при проведении тестирования по стандартному протоколу Bruce.

Результаты нашего исследования показали, что использование предложенного протокола позволяет достичь критериев окончания пробы, что повышает ее информативность, позволяет получить диагностически верное заключение и определить эффективную тактику ведения. Заявленный протокол может быть использован в педиатрии, кардиологии для диагностики нагрузочных нарушений ритма и проводимости, оценки толерантности к ФН, выборе тактики ведения, а также оценки эффективности терапии у детей младшей возрастной группы.

В качестве иллюстрации приводим два клинических примера использования заявленного способа

Клинический пример № 1. В Центр им. В.А. Алмазова был направлен пациент Г., 5 лет с предварительным диагнозом: АВ-блокада II степени I типа, — по данным ЭКГ. Жалоб не предъявлял. Синкопе, пресинкопе, случаи внезапной сердечной смерти в семье отрицались. Ему было проведено тщательное лабораторно-инструментальное обследование, по результатам которого данных за структурную патологию сердечно-сосудистой, эндокринной систем получено не было.

Пациенту выполнен тредмил-тест по протоколу Bruce. Тест был остановлен в связи с усталостью в ногах и невозможностью дальнейшего выполнения пробы при частоте сокращений предсердий 150 уд./мин, частота сокращения желудочков составила 130 уд./мин, что соответствует 60,4% от максимальной ЧСС. Не были достигнуты критерии прекращения пробы. На высоте нагрузки регистрировался синусовый ритм, АВ-блокада II степени, с проведением 3:2,4:3, что, вероятно, свидетельствует о дистальном характере АВ-блокады II степени (рис. 1 А). Однако, учитывая, что возникшие нарушения АВпроводимости при НП не сопровождались клинически значимыми паузами и не была достигнута субмаксимальная ЧСС, результаты тестирования невозможно интерпретировать корректно. Можно лишь предположить дистальный характер АВ-блокады II степени.

На следующий день был проведен тредмил-тест по заявленному протоколу. Плавность увеличения нагрузки позволила достичь одного из критериев завершения теста — заданную ЧСС — 170 уд./мин, что составляет 79,1% от максимальной ЧСС. На высоте нагрузки регистрировался синусовый ритм без признаков нарушения АВ-проведения при ЧСС 140-170 уд./мин (рис. 1 Б).

В результате проведенного исследования было сделано заключение о транзиторном характере АВблокады II степени I типа.

Таким образом, выполнение исследования по заявленному протоколу позволило установить характер изменения в АВ-проведении — транзиторная АВблокада II степени I типа, что имеет более благоприятный прогноз и существенно меняет тактику ведения.

Клинический пример № 2. В Центр им. Алмазова поступила пациентка Ч. 4 лет, занимающаяся гимнастикой, с диагнозом: Неустойчивая ЖТ. ЖЭ полиморфная. Дисфункция синусового узла. Нарушения ритма были асимптомными. Из анамнеза известно, что синкопе, пресинкопе, случаев внезапной сердечной смерти в семье не было. После тщательного обследования согласно протоколу исследования данных за структурную патологию сердца и экстракардиальные причины аритмий не получено.

Пациентке был выполнен тредмил-тест по протоколу Bruce. Тест был остановлен в связи с усталостью при ЧСС синусового ритма 150 уд./мин, что составляет 69,4% от максимальной ЧСС. Во время теста регистрировались редкие одиночные полиморфные ЖЭ без отчетливой динамики в различные фазы теста. Критерии прекращения пробы не были достигнуты.

На следующий день пациентке была выполнена НП по заявленному протоколу. Проба была остановлена в связи с достижением критериев окончания пробы: ЧСС 175 уд./мин, что составляет 81,0% от максимальной ЧСС и появление на высоте нагрузки эпизода аллоритмии по типу бигеминии, продолжительностью 10 сек, парной полиморфной ЖЭ — увеличение комплексности и риска возникновения потенциально опасных нарушений ритма (рис. 2). Пациентка была направлена на генетическое обследование, отстранена от занятий физкультурой и спортом. Ей была назначена антиаритмическая терапия бета-адреноблокатором.

Таким образом, использование заявленного протокола позволило установить характер ЖНР — нагрузочный; определить тактику ведения пациентки: направлена на генетическое обследование, отстранена от занятий ФН и гимнастикой, и подобрать эффективную антиаритмическую терапию и выработать дальнейшую тактику ведения.

Обсуждение

Наше исследование убедительно продемонстрировало преимущества заявленного протокола в диагностике нагрузочных нарушений ритма и проводимости у детей 3-6 лет по сравнению со стандартным протоколом Bruce.

Одна из основных сложностей проведения исследований у детей, особенно, младшего возраста — это объяснить ребенку необходимость его выполнения и пользу непосредственно для него самого. В силу возрастных особенностей большинству детей сложно длительное время быть сконцентрированным на каком-то одном занятии. В результате клинических наблюдений нами было определено, что 2 минуты, в отличие от 3 согласно стандартному протоколу Bruce, — это оптимальное время для маленьких детей для врабатывания в нагрузку, за которое они не успевают устать, не отвлекаются, полностью вовлечены в процесс, что определяет возможность выполнения пробы и позволяет достигнуть критериев её прекращения. Выбор угла наклона в 0,0 градусов на первой ступени обоснован тем, что при подъёме и без того шумной движущейся дорожки с первых минут ФН дети испытывают страх, напряженно хватаются за поручни, что ведет к регистрации большого количества артефактов, искажению записи ЭКГ и искажению истинных значений толерантности к ФН. Все это подтверждается результатами сравнительной оценки прироста ЧСС между ступенями. Так, было выявлено, что при использовании заявленного протокола он более плавный, не такой резкий по сравнению с приростом ЧСС при использовании стандартного протокола Bruce. Это объясняет быструю утомляемость пациентов при использовании стандартного протокола Bruce и невозможность достичь критериев окончания пробы, что снижает диагностическую информативность теста.

Данные статистического анализа продемонстрировали достоверно значимое увеличение количества ступеней, проходимых пациентом во время тестирования, и следовательно увеличение толерантности к ФН, достижение критериев прекращения пробы в 100% случаев при использовании заявленного протокола по сравнению со стандартным протоколом Bruce. Все это демонстрирует высокую информативность заявленного протокола и его диагностическую значимость.

Следует отметить, что в результате проведенного исследования был разработан новый критерий прекращения пробы. В существующих рекомендациях одним из критериев прекращения пробы служат появление и/или усугубление потенциально опасных желудочковых аритмий. Тем не менее, нет данных о количественной характеристике таких нарушений ритма. Кроме того, появление единичных ЖЭ на ФН в количестве 25-30 ЖЭ в минуту, в т.ч. аллоритмированных по типу тригеминии, тетрагимении, не всегда служит показанием к остановке пробы, т.к. при продолжении НП у части пациентов данные нарушения ритма исчезают. В результате клинического наблюдения нами было установлено, что появление аллоритмии по типу бигеминии в течение 10 сек приводит к возникновению потенциально опасных ЖНР и служит критерием прекращения тестирования.

Ограничения исследования. Наше исследование имело ряд ограничений. В первую очередь, это маленькая выборка пациентов. Следует продолжить данную работу с целью получения более достоверных результатов в изучении диагностической информативности заявленного способа у детей 3-6 лет с нарушениями ритма и проводимости без структурной патологии сердца. Кроме того, в исследование были включены пациенты с так называемыми “идиопатическими” нарушениями ритма и проводимости. Однако не всем проводились такие высокотехнологичные методы исследования, как генетическое обследование, магнитно-резонансная томография. Ни одному пациенту не были выполнены эндомиокардиальная биопсия, электрофизиологическое исследование. Это объясняется отсутствием клинической картины гемодинамически значимых нарушений ритма и проводимости, анамнестической связи с инфекцией, отягощенных семейных анамнезов внезапной сердечной смерти и кардиомиопатий, отсутствием паттернов различных наследственно-обусловленных заболеваний сердца по данным 12-канальной ЭКГ, отсутствием патологии по результатам эхокардиографии. При этом следует иметь в виду, что нарушения ритма и проводимости могут быть первым симптомом патологии сердца [14, 15]. Это требует дальнейшего наблюдения за такими пациентами.

Заключение

Таким образом, при диагностике нагрузочных нарушений ритма и проводимости у детей младшего и дошкольного возраста необходимо учитывать ряд их возрастных особенностей при проведении нагрузочного тестирования. Использование заявленного способа позволяет достичь критериев прекращения пробы, тем самым увеличивает его информативность и диагностическую значимость. Кроме того, проведение НП по заявленному протоколу позволяет определить как характер ЖНР, так и оценить характер нарушения АВ-проводимости. Все это приводит к верной интерпретации результатов теста, что обусловливает в дальнейшем верную тактику ведения и лечения маленьких пациентов.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.