Возможности кластерного анализа в интерпретации данных суточного мониторирования артериального давления у пациентов с артериальной гипертензией и ремоделированием левого желудочка

Артериальная гипертензия (АГ) является самостоятельным фактором риска развития сердечно-сосудистых осложнений и смертности. Тяжесть клинических проявлений и прогноз больных с АГ определяются не только степенью повышения АД, но и в значительной мере — поражением органов-мишеней, в том числе наличием гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) [1, 2].

Риск развития осложнений зависит как от выраженности гипертрофии, так и от типа ремоделирования левого желудочка (ЛЖ). При концентрическом ремоделировании вероятность сердечно-сосудистых осложнений в течение ближайших 10 лет составляет 15%, при эксцентрической ГЛЖ — 25%, при концентрической ГЛЖ — 30% [2].

К настоящему времени установлена достоверная связь изменений ЛЖ с определенными показателями суточного мониторирования АД (СМАД) [3]:

более тесная корреляционная связь индекса массы мио­карда ЛЖ (ИММЛЖ), диастолической функции ЛЖ, размеров левого предсердия с нагрузкой давлением, чем с клиническими и среднесуточными значениями АД;

связь гипертрофии и аномальной геометрии ЛЖ при АГ с вариабельностью АД;

связь увеличения ИММЛЖ при АГ с уменьшением степени ночного снижения АД, причем именно отсутствие ночного снижения АД является причиной поражения органов-мишеней, а не наоборот.

Однако перечисленные показатели не отражают всех особенностей АД при ремоделировании ЛЖ. Большой объем цифровой информации, который позволяет получить СМАД, в повседневной клинической практике сводится к анализу лишь нескольких блоков общепринятых показателей: средних значений АД, индексов нагрузки давлением, суточного ритма и вариабельности АД, утренней гемодинамики. В итоге врач располагает набором параметров, каждый из которых отражает определенную характеристику либо систолического (САД), либо диастолического АД (ДАД). При данном подходе диагностические возможности СМАД у конкретного пациента не используются в полном объеме, не создается целостной картины системы регуляции и поддержания АД в течение суток, сведения об указанной системе получаются упрощенными, а иногда даже искаженными. В действительности из результатов обследования можно извлекать гораздо больше полезной информации.

По своей сути система регуляции и поддержания АД является многомерной, для нее характерны сложность, большое количество элементов и многообразие связей между ними, динамическая изменчивость. Современный уровень развития информационных технологий, в том числе в области математической обработки больших массивов данных, дает возможность изучать системы, характеризующиеся множеством разнообразных параметров, путем их представления и систематизирования в многомерном пространстве признаков.

С целью увеличения коэффициента использования полезной информации и получения новых, доступных толкованию и полезных в практике знаний представляется перспективным применение многомерного анализа данных СМАД. Иерархический агломеративный кластерный анализ — один из наиболее значимых методов многомерного анализа для решения вопросов классификации.

Цель исследования — оценить возможности кластерного анализа в качестве дополнительного метода исследования показателей суточного мониторирования артериального давления у пациентов с нормальной геометрией левого желудочка и различными вариантами его ремоделирования.

Материалы и методы. В исследование включен 71 пациент в возрасте от 23 лет до 71 года, из них 37 мужчин (52,11%) и 34 женщины (47,89%). Средний возраст обследованных составил 48,89±12,73 года. Критерием включения было наличие эссенциальной АГ, критериями исключения — симптоматическая АГ и тяжелая сопутствующая патология.

Исследование проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией (принятой в июне 1964 г. (Хельсинки, Финляндия) и пересмотренной в октябре 2000 г. (Эдинбург, Шотландия)) и одобрено Этическим комитетом НижГМА. От каждого пациента получено информированное согласие.

У всех обследуемых определяли массу, рост, объем талии, высчитывали индекс массы тела (индекс Кетле) по формуле ИМТ=масса(кг)/рост (м²) и тип ожирения, исследовали липидный спектр и уровень гликемии.

Всем пациентам по стандартным методикам проводили СМАД с помощью суточного монитора артериального давления ТМ-2421 (фирма А&D Company, Япония) и эхокардиографию (эхоКГ) на ультразвуковой диагностической системе Toshiba 14ОА2 (Toshiba, Япония).

СМАД выполняли комбинированным аускультативно-осциллометрическим методом на безлекарственном фоне, который составлял 3 сут. В соответствии с программой обработки и интерпретации данных Dabl [4] определяли уровень АГ. По средним значениям АД у 57 пациентов (80,28%) была установлена АГ I степени, у 12 (16,9%) — АГ II степени, у 2 (2,82%) — АГ III степени.

У каждого пациента анализировали стандартные данные СМАД: среднедневные и средненочные показатели САД и ДАД, показатели нагрузки давлением по индексу времени (ИВ) САД и ДАД, вариабельность САД и ДАД.

Кластерный анализ данных СМАД реализовывали с помощью программы статистического анализа Statgraphics Plus 5.0, применяли алгоритм Варда. В качестве параметров кластеризации для каждого измерения АД использовали: САД, ДАД, пульсовое давление (АД_П=САД–ДАД), среднее давление (АД_СР=ДАД+1/САД_П), структурную точку АД (СТАД=ДАД/САД), частоту сердечных сокращений (ЧСС). На основании дендрограмм, диаграмм рассеивания и цифровых характеристик выполняли стратификацию данных СМАД на кластеры, определяли их количество и высчитывали процентное соотношение. Затем кластеры были объединены в 8 групп: нормального и пограничного АД, изолированной систолической АГ (ИСАГ), изолированной диастолической АГ (ИДАГ), систолодиастолической АГ (СДАГ) с ЧСС менее 80 в минуту и аналогичные кластеры с ЧСС более 80 в минуту.

Перед проведением эхоКГ измеряли САД, ДАД, ЧСС. ЭхоКГ выполняли в первой половине дня после 5-минутного пребывания пациента в горизонтальном положении, в М- и В-режимах с использованием датчиков 2,5 и 3,75 МГц. Определяли максимальный (ЛПд) и минимальный (ЛПс) размеры левого предсердия, конечный систолический размер ЛЖ, размеры ЛЖ в конце фазы быстрого и медленного наполнения, конечный диастолический размер (КДР), продолжительность систолы и диастолы ЛЖ, продолжительность фаз быстрого и медленного наполнения, толщину межжелудочковой перегородки (МЖП) и задней стенки левого желудочка (ЗСЛЖ) в систолу и диастолу.

С помощью компьютерной программы по обсчету эхо­кардиографических показателей COR [5] вычисляли ММЛЖ и ИММЛЖ по формулам Деверье и Тейхольца [6], конечный диастолический и конечный систолический объем, ударный объем.

Для выявления рестриктивного компонента внутрисердечной гемодинамики вычисляли предсердно-желудочковое отношение (ПЖО=ЛПд/КДР). ПЖО≥0,63 свидетельст­вует о наличии рестрикции ЛЖ.

По формуле Деверье [6] рассчитывали относительную толщину стенок (ОТС) ЛЖ (ОТС=[ЗСЛЖд+МЖПд]/КДР).

Результаты и обсуждение. В зависимости от значений ИММЛЖ и ОТС принято выделять 4 типа геометрии левого желудочка [6]:

1) нормальная геометрия (ОТС<0,45; ИММЛЖ в норме);

2) концентрическое ремоделирование (ОТС≥0,45; ИММЛЖ в норме);

3) концентрическая гипертрофия (ОТС≥0,45; ИММЛЖ больше нормы);

4) эксцентрическая гипертрофия (ОТС<0,45; ИММЛЖ больше нормы).

Соответственно типу геометрического ремоделирования ЛЖ все обследуемые также были разделены на 4 группы. Данные СМАД и эхоКГ представлены в табл. 1–3.

---

Таблица 1. Средние значения стандартных показателей суточного мониторирования артериального давления у пациентов с различными типами геометрии левого желудочка

---

Таблица 2. Встречаемость кластеров АД у пациентов с артериальной гипертензией и различными типами геометрии левого желудочка

---

Таблица 3. Эхокардиографические показатели у пациентов с различными типами геометрии левого желудочка

---

1-я группа — пациенты с нормальной геометрией ЛЖ. В группу вошли 26 человек от 23 до 70 лет (12 мужчин, 14 женщин). Наибольшее количество пациентов было со стажем АГ менее 10 лет (65,22%), наименьшее — со стажем более 20 лет (13,05%). Средняя давность АГ — 12 лет. Средний ИМТ — 28,41±4,89. Наибольшее число пациентов — с нормальной массой тела (15,38%) и наименьшее — с ожирением абдоминального типа (23,08%). Метаболическим синдромом страдает 65,22% пациентов. Отмечены самые низкие среднедневные САД, ДАД и средненочное САД, низкое средненочное ДАД, самые низкие показатели нагрузки давлением по ИВ САД в течение суток и по ИВ ДАД в дневные часы. Кластерный анализ показал наибольший процент кластеров нормального АД, наименьший — ИСАГ и СДАГ.

2-я группа — пациенты с концентрическим ремоделированием ЛЖ. В группу вошли 10 человек от 33 лет до 71 года (5 мужчин, 5 женщин). Средняя давность АГ — 18 лет. Метаболический синдром выявлен у 77,77% пациентов. В дневные часы самые высокие значения у показателей нагрузки давлением по ИВ ДАД, вариабельности САД и ДАД. Среднедневные и средненочные уровни АД, показатели нагрузки давлением по ИВ САД в течение суток, средние значения ИММЛЖ, ОТС, КДР занимают промежуточное положение между группами с нормальной геометрией ЛЖ и концентрической гипертрофией, отмечено самое высокое значение ПЖО. По сравнению с 1-й группой встречаемость кластеров нормального АД была ниже, а кластеров СДАГ — выше.

3-я группа — пациенты с концентрической ГЛЖ. В группу вошли 18 человек от 24 до 78 лет (9 мужчин, 9 женщин). По сравнению с группой с нормальной геометрией ЛЖ количество пациентов с давностью АГ менее 10 лет снизилось в 1,2 раза (до 52,94%), с давностью более 20 лет — увеличилось в 2,7 раза (до 35,29%), средняя давность АГ — 17 лет. Выявлен самый высокий средний ИМТ, наименьшее число пациентов с нормальной массой тела (5,88%) и наибольшее — с ожирением абдоминального типа (52,94%). У 87,5% пациентов отмечен метаболический синдром. Развитие концентрической ГЛЖ ассоциируется с высоким АД и с высокой нагрузкой давлением. В данной группе выявлены самые высокие средние значения САД, ДАД и показатели нагрузки давлением по индексу времени: ИВ САД — в дневные и ночные часы, ИВ ДАД — в ночные часы; высокий показатель ИВ ДАД — днем; самая высокая вариабельность САД — днем, ДАД — в течение суток. Отмечается наименьшая встречаемость кластеров нормального АД (22,14%) и наибольшая — кластеров СДАГ (48,72%), в том числе с тахикардией в дневные часы, по-видимому, за счет нарушения вегетативной регуляции в виде повышения активности симпатической нервной системы.

Тип гемодинамической перегрузки определяет вариант ГЛЖ. В ответ на хроническую перегрузку давлением, увеличение постнагрузки формируется концентрическая ГЛЖ. Повышение постнагрузки способствует нарастанию толщины стенок ЛЖ без увеличения размеров полости, о чем свидетельствуют самые высокие значения ИММЛЖ, ОТС и самое низкое среднее значение КДР. В конечном счете снижается эластичность и повышается жесткость стенок ЛЖ, нарушается расслабимость ЛЖ с появлением рестриктивного компонента внутрисердечной гемодинамики, что подтверждается наиболее высокими показателями ПЖО у пациентов с концентрическими вариантами ремоделирования ЛЖ. Результаты нашего исследования подтверждают связь концентрической ГЛЖ с высоким АД. У пациентов с концентрической ГЛЖ согласно общепринятому анализу СМАД зарегистрированы наиболее высокие средние значения САД и ДАД, наибольшие показатели нагрузки давлением и вариабельности САД и ДАД как в дневные, так и в ночные часы. Согласно кластерному анализу, выявлена наибольшая встречаемость кластеров СДАГ и наименьшая — нормального АД.

4-я группа — пациенты с эксцентрической ГЛЖ. В группу вошли 17 пациентов от 33 до 69 лет (10 мужчин, 7 женщин). Наибольшее количество пациентов — с давностью АГ от 10 до 20 лет (23,08%), количество пациентов с давностью более 20 лет, по сравнению с группой с нормальной геометрией ЛЖ, увеличилось в 2,4 раза (до 30,77%), средняя давность АГ — 15 лет. ИМТ превышает аналогичный показатель в группе пациентов с нормальной геометрией ЛЖ, но несколько меньше, чем у пациентов с концентрическими вариантами ремоделирования ЛЖ, у 84,61% пациентов выявлен метаболический синдром. Обращают на себя внимание особенности сравнительного анализа СМАД и эхоКГ.

1. При сравнении с группой с нормальной геометрией ЛЖ:

в дневные часы средние значения САД и ДАД сопоставимы с аналогичными значениями, в ночные — превышают их;

показатели нагрузки давлением по ИВ САД в течение суток превышают аналогичные показатели, по ИВ ДАД — практически не превышают;

встречаемость кластеров нормального АД ниже, количество кластеров ИСАГ и ИДАГ (особенно ИДАГ) в течение суток выше;

выше показатели ИММЛЖ, ОТС, ПЖО.

2. При сравнении с группой с концентрической ГЛЖ:

средние значения САД и ДАД, показатели нагрузки давлением по ИВ САД и ИВ ДАД, вариабельность САД и ДАД в дневные и ночные часы ниже;

встречаемость кластеров нормального АД и количество кластеров ИСАГ, ИДАГ (особенно ИДАГ) в течение суток выше;

ниже показатели ИММЛЖ, ОТС, ПЖО, наибольшее значение имеет КДР.

Концентрические варианты ремоделирования чаще встречаются при умеренной АГ, чем при мягкой, в то время как эксцентрическая ГЛЖ — при мягкой АГ [7]. Эксцентрическая ГЛЖ, которая проявляется дилатацией ЛЖ без существенного утолщения стенок, развивается при повышении преднагрузки. Вследствие объемной перегрузки сердца повышается диастолическое наполнение ЛЖ и напряжение его стенок, удлиняются саркомерные ряды кардиомиоцитов и расширяется полость ЛЖ. В результате формируется адаптивная эксцентрическая ГЛЖ, длительное время обеспечивающая согласно закону Франка–Старлинга сохранение сердечного выброса.

К настоящему времени убедительно доказано, что ремоделирование миокарда при АГ обусловлено не только повышением АД и повреждающей перегрузкой. По данным В.И. Маколкина [8], одновременное наличие метаболических расстройств липидного и углеводного обмена, ожирения и вегетативного дисбаланса вносит свой вклад в развитие ГЛЖ. Среди гуморальных нарушений, оказывающих выраженное трофическое влияние на миокард и участвующих в процессах ремоделирования, главная роль отводится патологической активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, симпатоадреналовой системы и гиперинсулинемии. Процесс ремоделирования связан с изменениями водно-солевого обмена, с первичным или нейрогуморально-опосредованным нарушением транспорта ионов в клетках.

Полученные нами данные позволяют предположить, что у пациентов с эксцентрической ГЛЖ в развитии ремоделирования ЛЖ существенное патогенетическое значение имеют негемодинамические факторы. В данной группе, по сравнению с группой пациентов с концентрической ГЛЖ, зарегистрированы более низкие показатели среднедневного и средненочного АД, нагрузки давлением и вариабельности АД. Среднедневные значения САД, ДАД и показатели нагрузки давлением по ИВ ДАД аналогичны таковым у пациентов с нормальной геометрией ЛЖ; средненочные значения САД, ДАД и показатели нагрузки давлением по ИВ САД — более высокие. В группе пациентов с эксцентрической ГЛЖ выявлена наибольшая встречаемость кластеров ИСАГ и ИДАГ.

Возникновение ИСАГ связано с ремоделированием стенок крупных сосудов, этот вариант АГ рассматривается не только как фактор риска, но и как маркер поражения органов-мишеней [9]. Повышение встречаемости кластеров ИСАГ в дневные часы у пациентов с концентрической ГЛЖ и в течение суток у пациентов с эксцентрической ГЛЖ может быть расценено как неблагоприятный признак, по-видимому, отражающий общие процессы ремоделирования сердечно-сосудистой системы.

Заключение. Комплексный подход к интерпретации результатов СМАД, включающий в себя общепринятый и кластерный анализ, позволяет объективизировать данные исследования и выявлять дополнительные существенные особенности АГ у пациентов с различными вариантами ремоделирования ЛЖ.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось какими-либо источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.