VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биофизика сложных многокомпонентных систем. Математическое моделирование. Биоинформатика

Математические подходы оценки длительности интервала QT электрокардиограммы

Н.Г. Искаков1*, Н.Н. Чершинцева1, А.С. Назаренко1, А.А. Зверев1

1.Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма;

* Nikitaiskakov1992(at)mail.ru

В настоящее время, ЭКГ один из самых доступных и применяемых методов анализа работы сердца. Интерпретация каждой ЭКГ включает измерение и оценку интервала QT, изменение длительности которого может быть связано с риском желудочковых аритмий и внезапной сердечной смерти. Оценка ЭКГ требует точности разных амплитудно-временных характеристик зубцов. Амплитуда зубцов Q и T необходимо для определения времени их окончания для оценки интервала QT [3]. Интервал QT зависит от множества факторов, среди которых ЧСС играет наиболее важную роль [2,4]. Описано множество случаев удлинения интервала QT, как связанных с генетическими заболеваниями, так и ассоциированных с приемом лекарственных препаратов, электролитными нарушениями или сердечно-сосудистой патологией, получивших общее название «синдром удлиненного интервала QT». Синдром укороченного интервала QT был описан в 2000г. I. Gussac ассоциировал его с увеличенным риском внезапной смерти, вследствие развития фибрилляции желудочков. Для определения показателя электрической систолы желудочков сердца используют разные формулы ее расчета, и эти показатели должны отвечать требованиям физиологии сердечных сокращений, в условиях изменяющейся ЧСС [1]. В последние десятилетия используются несколько формул, для оценки временных характеристик отдельных зубцов. Одна из первых формул для коррекции интервала QT в зависимости от ЧСС была предложена H.C. Bazett и до настоящего времени она остается основной формулой для определения корригированного интервала QT, как в научных исследованиях, так и в клинической практике. Большинство электрокардиографов при автоматизированном анализе используют формулу Bazett в которой используется экспоненциальный метод определения QT, где QT=QT/RR1/2. Однако, формула Bazett не вполне корректна. Отмечена тенденция к излишней корректировке при тахикардии, и недостаточная корректировка при брадикардии. Fridericia предложил рассчитывать корригированный интервал как отношение продолжительности интервала QT к кубическому корню из предшествующего интервала RR, обозначается QT=QT/(RR)1/3. Эта формула дает более достоверные результаты при высокой или низкой частоте сердечного ритма. Формулы, использующие линейный метод коррекции, позволяют уменьшить ошибки экспоненциального метода. Наиболее известной из них является формула Framingham QTс(S)=QT+0,154×(1000–RR) [3]. Данная формула может использоваться при фибрилляции предсердий. Формула Hodges QTc=QT+1,75(ЧСС–60) является линейной поправкой. Формула Matsunaga QTc=log600×QT/logRR и VandeWater et al QTc=QT-0,087×[RR-1000], отличается в расчете единицы интервала RR [4]. Целью данного исследования являлось проведение сравнительного анализа использования различных формул вычисления корригированного интервала QT при разных положениях тела.

Материалы и методы. Регистрацию ЭКГ проводили в Центре бадминтона Поволжского ПГУФКСиТ на установке PowerLab (ADInstruments) (n=15, 8-10 лет). Испытуемые выполняли стабилографическую пробу Ромберга (тест с открытыми и закрытыми глазами) с параллельной регистрацией ЭКГ. Электроды накладывались на грудную клетку по типу Holter. Обработку производили с помощью встроенного модуля анализа ЭКГ в программном обеспечении LabChartPro. Оценивали длительность QТ-интервал скорректированный по формулам Вazett, Fridericia, Framingham, Hodges, Matsunaga, Mitchell et al, VandeWater et al. За контрольные значения брали формулу Вazett. Статистическую значимость эффекта выявляли с помощью парного критерия Стъюдента и ANOVA (p<0,05).

Результаты и обсуждение. Несмотря на актуальность измерения интервала QT, при вычислении его продолжительности на одной и той же ЭКГ разные специалисты нередко приходят к разным результатам. Проблема заключается в том, что нет четко установленного стандарта, где именно определять начало и конец интервала QT. В наших экспериментах испытуемые находились в горизонтальном и вертикальном положениях, а при вертикальное положение регистрация проводилась с открытыми и закрытыми глазами. Анализ показателей ЭКГ (в положении лежа) показал максимальный разброс только временных значений ЭКГ. Наименьшим значением QT интервал в горизонтальном положении было при расчете формулы Mitchell, что составило 70%, относительно формулы Вazett. При смене положения наблюдается тенденция к увеличению значений интервала QT как при открытых, так и закрытых глазах. При расчетах в горизонтальном положении формула Вazett всегда показывала самый продолжительный QTc интервал. При изменении положения наблюдалась противоположная реакция со стороны сердца, что может быть связано с дополнительной нагрузкой на сердце. Длительность интервала QT больше при закрытых глазах, что может указывать на взаимосвязь зрительного анализатора на временные характеристики ЭКГ. При анализе амплитудных характеристик интервала QT различными формулами и при различных положениях испытуемых амплитуда всех основных зубцов не изменяется. Таким образом, при анализе временных характеристик ЭКГ необходимо использовать различные формулы учитывающие, прежде всего исходную ЧСС положение тела и наличие разных видов аритмий.

Список литературы:

1. Воробьев Л.В. ЭКГ анализ интервала QTc с позиций физиологичности сердечных сокращений / Л.В. Воробьев // Научное обозрение. Медицинские науки–2019.–№ 1.–С.10-15.

2. Зверев А.А. Корригированный подход к оценке интервала QT / А.А. Зверев, А.С. Назаренко, М.И. Баталова, А.С. Шалавина, Ю.Ф. Кузнецова, Е.Е. Платошкина // Российский кардиологический журнал–2022–Т.27–№S5–С.42-43.

3. Magnano M., Gallo C., Bocchino P.Р., Briguglio M., Rivetti A., Gaita F., Anselmino M. QT prolongation and variability: new ECG signs of atrial potentials dispersion before atrial fibrillation onset. J. of Cardiovascular Medicine, 2019, V. 20,pp.180-185.

4. Shinichi N., Kiyohiko H., Chisato S., Munehiro M., Sachiyo S., Sakahiro I., Koh S., Sevoflurane causes greater QTc interval prolongation in elderly patients than in younger patients. Tony Author Information Anesthesia & Analgesia, 2010, V. 110, pp. 775-779.

Mathematical approaches to estimating the duration of the QT interval of the electrocardiogram

N.G. Iskakov1*, N.N. Chershintseva1, A.S. Nazarenko1, A.A. Zverev1

1.The Volga Region University of Sports and Tourism;

* Nikitaiskakov1992(at)mail.ru

Currently, ECG is one of the most accessible and used methods for analyzing the work of the heart. The interpretation of each ECG includes the measurement and assessment of the QT interval, a change in the duration of which may be associated with the risk of ventricular arrhythmias and sudden cardiac death. The evaluation of the ECG requires the accuracy of different amplitude-temporal characteristics of the teeth. The amplitude of the Q and T waves is necessary to determine the time of their end to assess the QT[3]. The QT interval depends on many factors, among which heart rate plays the most important role[2,4]. Many cases of QT prolongation have been described; both associated with genetic diseases, and associated with taking medications, electrolyte disorders or cardiovascular pathology, collectively called "Long QT Syndrome". Short QT syndrome was described in 2000. I. Gussac associated it with an increased risk of sudden death due to the development of ventricular fibrillation. To determine the indicator of the electrical systole of the ventricles of the heart, different formulas for its calculation are used, and these indicators must meet the requirements of the physiology of heart contractions, in conditions of changing heart rate[1]. In recent decades, several formulas have been used to estimate the temporal characteristics of individual teeth. One of the first formulas for correcting the QT depending on the heart rate was proposed by Bazett and to this day, it remains the main formula for determining the corrected QT interval, both in scientific research and in clinical practice. Most electrocardiographs in automated analysis use the Bazett formula, which uses an exponential method to determine QT, where QT=QT/RR1/2. However, Bazett's formula is not entirely correct. There was a tendency to overcorrect in tachycardia and under correct in bradycardia. Fridericia proposed to calculate the corrected interval as the ratio of the duration of the QT interval to the cube root of the previous RR interval, denoted by QT=QT/(RR)1/3. This formula gives more reliable results at high or low heart rate. Formulas using the linear correction method can reduce the errors of the exponential method. The most famous of them is the Framingham formula QTс(S)=QT+0.154×(1000–RR)[3]. This formula can be used in atrial fibrillation. The Hodges formula QTc=QT+1.75(HR-60) is a linear correction. The Matsunaga QTc=log600×QT/logRR formula and VandeWater et al QTc=QT-0.087×[RR-1000] differ in the calculation of the RR interval unit[4]. The aim of this study was to conduct a comparative analysis of the use of various formulas for calculating the corrected QT interval in different body positions.

Materials and methods.ECG registration was performed at the Volga Region UFKSiT using the PowerLab device (ADInstruments) (n=15, 8-10 years old). The subjects performed the Romberg stabilographic test (test with open and closed eyes) with parallel ECG recording. The electrodes were placed on the chest in the Holter type. Processing was performed using the built-in ECG analysis module in the LabChartPro software. The duration of the QT interval was estimated, corrected according to the formulas of Вazett, Fridericia, Framingham, Hodges, Matsunaga, Mitchell et al, Van de Water et al. The Bazett formula was taken as control values. The statistical significance of the effect was determined using paired Student's t-test and ANOVA(p<0.05).

Results and discussion. Despite the relevance of measuring the QT interval, when calculating its duration on the same ECG, different specialists often come to different results. The problem is that there is no well-established standard for exactly where to define the start and end of the QT interval. In experiments, the subjects were in horizontal and vertical positions, and in the vertical position, registration was carried out with open and closed eyes. Analysis of ECG parameters (in the supine position) showed the maximum spread of only temporal ECG values. The smallest value of QT interval in a horizontal position was when calculating the Mitchell, which was 70%, relative to the Bazett. With a change in position, there is a tendency to increase the values of the QT interval both with open and closed eyes. When calculating in a horizontal position, the Bazett always showed the longest QTc interval. When the position was changed, the opposite reaction was observed from the side of the heart, which may be associated with an additional load on the heart. The duration of the QT interval is longer with closed eyes, which may indicate the relationship of the visual analyzer to the temporal characteristics of the ECG. When analyzing the amplitude characteristics of the QT interval with different formulas and with different positions of the subjects, the amplitude of all the main teeth does not change. Thus, when analyzing the temporal characteristics of the ECG, it is necessary to use various formulas that take into account, first of all, the initial heart rate, the position of the body and the presence of different types of arrhythmias.

1. Vorobyov L.V. ECG analysis of the QTc interval from the standpoint of the physiology of heart contractions/L.V.Vorobyov//Sci. Rev. Med. Sci.–2019.–№1.–P.10-15.

2. Zverev A.A. Corrected approach to assessing the QT interval/A.A. Zverev, A.S.Nazarenko, M.I.Batalova, A.S.Shalavina, Yu.F.Kuznetsova, E.E.Platoshkina//Rus. J. of Cardiology–2022–T.27–№S5–С.42-43.

3. Magnano M., Gallo C., Bocchino P.P., Briguglio M., Rivetti A., Gaita F., Anselmino M. QT prolongation and variability:new ECG signs of atrial potentials dispersion before atrial fibrillation onset. J. of Cardiovascular Med., 2019, V.20, pp.180-185.

4. Shinichi N., Kiyohiko H., Chisato S., Munehiro M., Sachiyo S., Sakahiro I., Koh S., Sevoflurane causes greater QTc interval prolongation in elderly patients than in younger patients. Tony Author Information Anesthesia & Analgesia,2010,V.110, pp.775-779.


Докладчик: Искаков Н.Г.
999
2022-12-30

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists