Применение аппарата искусственных нейронных сетей в прогнозировании фибрилляции предсердий у мужчин с ишемической болезнью сердца

Цель исследования: с помощью математического аппарата искусственных нейронных сетей (ИНС) отобрать наиболее чувствительные параметры для создания модели ИНС с целью прогнозирования фибрилляции предсердий (ФП) у мужчин с ишемической болезнью сердца (ИБС).

Материал и методы. Материалом служили данные обследования пациентов регистра коронарной ангиографии с ангиографически доказанной ИБС: 180 мужчин с ФП – основная группа, 713 мужчин без ФП – группа сравнения, сопоставимая по возрасту с основной. Для оценки риска наличия ФП использовали математическую модель ИНС – многослойный персептрон с одним скрытым слоем. Исходное количество пациентов было разделено на 3 выборки: обучающую, тестовую и контрольную.

Результаты. Пациенты с ФП статистически значимо реже были трудоустроены в бюджетных организациях (55,0 против 63,7%; р = 0,040), чаще демонстрировали более высокие (III–IV) функциональные классы (ФК) хронической сердечной недостаточности (ХСН) по NYHA (49,2 против 21,1%; р < 0,001), индексы массы тела (30,2 [27,4; 33,2] против 29,0 [26,1; 32,3] кг/м²; р = 0,002), эхокардиографические индексы массы миокарда левого желудочка (ЛЖ) (163,7 [144,5; 192,4] против 143,9 [126,1; 169,0] г/м²; р < 0,001), размеров ЛЖ (25,8 [24,1; 29,1] против 25,6 [23,9; 27,5] мм/м²; р = 0,020) и правого желудочка, левого предсердия (ЛП) (23,6 [21,7; 25,7] против 21,1 [19,7; 22,7] мм/м²; р < 0,001). Гемодинамически значимая митральная регургитация (МР) в группе с ФП встречалась чаще (48,2 против 14,1%; р < 0,001), индекс размера корня аорты (17,7 [16,4; 19,0] против 18,3 [17,8; 20,0] мм/м²; р = 0,002) и фракция выброса (ФВ) ЛЖ были ниже (49 [42; 56] против 56 [47; 60]%; р < 0,001), коронарный кальциноз (23,2 против 15,7%; р = 0,024) и проксимальное поражение правой коронарной артерии (ПКА) (28,3 против 22,7%; р = 0,025) выявляли чаще. Диагностическая точность совокупности признаков, включившей 10 параметров, на контрольной выборке составила 85%, чувствительность – 85%, специфичность – 86%.

Заключение. Развитие ФП у мужчин с ИБС можно прогнозировать с помощью модели ИНС, включающей наличие значимой МР, занятость во внебюджетной сфере, ФК ХСН по NYHA, коронарный кальциноз, проксимальное поражение ПКА, индексы массы тела, размеров левых отделов сердца и корня аорты, а также ФВ ЛЖ.

1. Kirchhof P., Benussi S., Kotecha D., Ahlsson A., Atar D., Casadei B. et al. 2016 ESC Guidelines for the management of atrial fi brillation developed in collaboration with EACTS. Eur. Heart J. 2016;37(38):2893–2962. DOI: 10.1093/eurheartj/ehw210.

2. Schnabel R.B., Yin X., Gona P., Larson M.G., Beiser A.S., McManus D.D. et al. 50 year trends in atrial fi brillation prevalence, incidence, risk factors, and mortality in the Framingham Heart Study: А cohort study. Lancet. 2015;386(9989):154–162. DOI: 10.1016/S0140-6736(14)61774-8.

3. Ярославская Е.И., Кузнецов В.А., Бессонов И.С., Горбатенко Е.А., Марьинских Л.В. Связь фибрилляции предсердий с поражениями коронарного русла (по данным регистра коронарной ангиографии). Российский кардиологический журнал. 2019;(7):12–18. DOI: 10.15829/1560-4071-2019-7-12-18.

4. Ярославская Е.И., Кузнецов В.А., Горбатенко Е.А., Марьинских Л.В. Связь фибрилляции предсердий с поражением коронарного русла у больных ишемической болезнью сердца. Кардиология. 2019;59(9)5–12. DOI: 10.18087/cardio.2019.9.2641.

5. Ярославская Е.И., Кузнецов В.А., Пушкарев Г.С., Криночкин Д.В., Зырянов И.П., Колунин Г.В. Митральная регургитация и локализация коронарных стенозов у больных с постинфарктным кардиосклерозом. Кардиология. 2013;53(2):55–60.

6. Кузнецов В.А., Зырянов И.П., Колунин Г.В., Криночкин Д.В., Семухин М.В., Панин А.В. и др. Регистр проведенных операций коронарной ангиографии (база данных). Свидетельство № 2010620075 о государственной регистрации базы данных, зарегистр. 01.02.2010 г.

7. Huang S., Li J., Shearer G.C., Lichtenstein A.H., Zheng X., Wu Y. et al. Longitudinal study of alcohol consumption and HDL concentrations: a community-based study. Am. J. Clin. Nutr. 2017;105(4):905–912. DOI: 10.3945/ajcn.116.144832.

8. Мареев В.Ю., Фомин И.В., Агеев Ф.Т., Беграмбекова Ю.Л., Васюк Ю.А., Гарганеева А.А. и др. Клинические рекомендации ОССН – РКО – РНМОТ. Сердечная недостаточность: хроническая (ХСН) и острая декомпенсированная (ОДСН). Диагностика, профилактика и лечение. Кардиология. 2018;58(S6):8–158. DOI: 10.18087/cardio.2475.

9. Kirchhof P., Benussi S., Kotecha D., Ahlsson A., Atar D., Casadei B. et al. Рекомендации ESC по лечению пациентов с фибрилляцией предсердий, разработанные совместно с EACTS. Российский кардиологический журнал. 2017;(7):7–86. DOI: 10.15829/1560-4071-2017-7-7-86.

10. Karatasakis G., Athanassopoulos G.D. Cardiomyopathies. In book: The EAE textbook of echocardiography; L. Galiuto, L. Badano (ed.). Oxford: Oxford University Press; 2011:477.

11. Lang R., Bierig M., Devereux R., Flachskampf F., Foster E., Pellikka P. et al. Recommendations for chamber quantifi cation. Eur. J. Echocardiography. 2006;7(2):79–108. DOI: 10.1016/j.euje.2005.12.014.

12. Nagueh S.F., Appleton C.P., Gillebert T.C., Marino P.N., Oh J.K., Smiseth O.A. et al. Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography. Eur. J. Echocardiography. 2009;10(2):165–193. DOI: 10.1093/ejechocard/jep007.

13. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс; 2-е изд. М.: Вильямс; 2018:1104.

14. Petretta M., Costanzo P., Acampa W., Imbriaco M., Ferro A., Filardi P.P. et al. Noninvasive assessment of coronary anatomy and myocardial perfusion: going toward an integrated imaging approach: J. Cardiovasc. Med. (Hagerstown). 2008;9(10):977–986. DOI: 10.2459/JCM.0b013e328306f311.

15. Thelin J., Melander O. Dynamic high-sensitivity troponin elevations in atrial fi brillation patients might not be associated with signifi cant coronary artery disease. BMC Cardiovasc. Disord. 2017;17(1):169. DOI: 10.1186/s12872-017-0601-7.

16. Nucifora G., Schuijf J.D., van Werkhoven J.M., Trines S.A., Kajander S., Tops L.F. et al. Relationship between obstructive coronary artery disease and abnormal stress testing in patients with paroxysmal or persistent atrial fi brillation. Int. J. Cardiovasc. Imaging. 2011;27(6):777–785. DOI: 10.1007/s10554-010-9725-x.

17. Бокерия Л.А., Макаренко В.Н., Юрпольская Л.А., Александрова С.А., Шляппо М.А. Визуализация артерии синусного узла с помощью многосрезовой компьютерной ангиографии. Вестник рентгенологии и радиологии. 2014;(1):19–22. DOI: 10.20862/0042-4676-2014-0-1-19-22.

18. Chen L.Q., Tsiamtsiouris E., Singh H., Rapelje K., Weber J., Dey D. et al. Prevalence of coronary artery calcium in patients with atrial fi brillation with and without cardiovascular risk factors. Am. J. Cardiol. 2020;125(12):1765–1769. DOI: 10.1016/j.amjcard.2020.03.018.