Связь антропометрических данных, возраста и пола с показателями электрокардиографии покоя у детей и подростков 6—17 лет

По результатам профилактических медицинских осмотров несовершеннолетних детей в школьном возрасте отмечен рост первичной заболеваемости болезнями системы кровообращения. Функциональные нарушения сердечно-сосудистой системы занимают одно из ведущих мест в структуре отклонений, выявляемых у школьников [1, 2]. Электрокардиография (ЭКГ) является одним из основных методов диагностики и исследования сердечно-сосудистых заболеваний. Принципы интерпретации ЭКГ у детей идентичны таковым у взрослых. Непрерывные анатомо-физиологические изменения, наблюдаемые в детском возрасте, влекут за собой формирование особенностей в различные возрастные периоды и обусловливают существенные отличия ЭКГ ребенка от ЭКГ взрослого человека. При анализе данных исследования важно иметь нормативные критерии изучаемых параметров, в процессе сравнения с которыми и строится диагностическое заключение [3—6]. Особенности и возрастная динамика показателей электрокардиограммы у здоровых детей и подростков обусловлены различным анатомическим положением сердца в грудной клетке, соотношением мышечных масс правого и левого желудочков, вегетативно-эндокринными влияниями, изменением скорости распространения импульса возбуждения в миокарде в процессе роста и развития ребенка [7—9]. В опубликованном систематическом обзоре S. Fleming и соавт. показано, что референтные диапазоны частоты сердечных сокращений (ЧСС), по данным разных исследователей, демонстрируют значительное расхождение параметра у детей разных возрастов [10]. Актуальность исследования обусловлена отсутствием действующих нормативов ЭКГ у детей и подростков, утвержденных Министерством здравоохранения Российской Федерации¹.

Цель исследования — установить связь антропометрических данных, возраста и пола с показателями электрокардиографии покоя у детей и подростков.

Дизайн исследования. Выполнено одноцентровое одномоментное сравнительное исследование. Проанализированы результаты антропометрического исследования и отдельных показателей ЭКГ.

Критерии соответствия. Всего обследовано 1097 детей обоих полов в возрасте 6—17 лет.

Критерии включения: здоровые дети обоих полов в возрасте 6—17 лет европеоидной расы, обучающиеся в городских средних общеобразовательных школах, учащиеся, занимающиеся спортом на 1-м и 2-м этапах спортивной подготовки².

Критерии исключения: возраст младше 6 лет, наличие жалоб и данных анамнеза (форма №026/у-2000 и форма №112/у), указывающих на обострение хронического заболевания, острое инфекционное заболевание, морбидное ожирение, принадлежность к неевропеоидной расе, занимающиеся спортом выше 2-го этапа спортивной подготовки.

В исследовании применен произвольный способ формирования выборки.

Условия проведения и продолжительность исследования. В исследование включены дети, участвующие в углубленном медицинском осмотре в рамках выполнения научно-исследовательской работы «Научное обоснование способов диагностики и профилактики у детей заболеваний, связанных с особенностями современного образовательного процесса и образа жизни». Время исследования: 01.01.17—01.06.22.

Описание методов и объема медицинского вмешательства. Всем детям по стандартной методике определена длина тела стоя (см) с помощью ростомера РП (погрешность измерения ±2 мм), масса тела (кг) с помощью весов напольных медицинских электронных с погрешностью измерений ±50 г, также выполнен расчет индекса массы тела (ИМТ) как отношение массы тела ребенка в килограммах к росту в метрах, возведенному в квадрат (кг/м²).

Проведено исследование сердечно-сосудистой системы путем записи электрокардиограммы на аппарате Schiller AT-102 plus (Schiller AG, Швейцария) по стандартной методике последовательной записи стандартных отведений от конечностей (I, II, III), усиленных отведений (aVR, aVF, aVL), грудных отведений (V1—V6) и параллельной записи на ритм (II отведение) на скорости 25 мм/с при вольтаже 10 мм/мВ. Выполнена оценка продолжительности и амплитуды зубца P (отражает процесс деполяризации правого и левого предсердий), продолжительности интервала PQ (соответствует времени прохождения возбуждения по предсердиям и атриовентрикулярному соединению до миокарда желудочков), формы и продолжительности комплекса QRS (отражает проведение возбуждения по желудочкам), продолжительности интервала QT (соответствует электрической систоле желудочков). По расположению относительно изолинии сегмента ST и направленности зубца T выполнена оценка процессов реполяризации желудочков [7, 11, 12]. Интерпретация электрокардиограммы осуществлена согласно методическим рекомендациям Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) [9].

Этическая экспертиза. Медико-биологические исследования одобрены локальным этическим комитетом при ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (выписка из протокола №4 от 01.12.16). Исследования выполнены с соблюдением этических принципов Хельсинкской декларации (1975 г. с доп. 1983 г.) и Национального стандарта РФ ГОСТ Р 52379—2005 «Надлежащая клиническая практика» (ICH E6 GCP) при наличии письменного информированного добровольного согласия от законных представителей обучающихся.

Статистический анализ. Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывали.

Статистический и математический анализ, включая построение корреляционных зависимостей и линейных регрессий, осуществляли с применением пакета функций статистического приложения Jamovi 1.6.23.0. Статистическая значимость различий в половой структуре в группах рассчитана биноминальным тестом. Показатели ЭКГ (ЧСС, электрическая ось сердца (ЭОС), зубец P, интервал PQ, комплекс QRS, интервал QT) представлены в виде медианы и значений 25, 75 перцентилей. Для количественной оценки статистического изучения связи между показателями рассчитали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r), для оценки тесноты связи применяли шкалу Чеддока. Влияние пола, возраста, роста, массы тела и ИМТ на ЧСС по результатам ЭКГ устанавливали на основании анализа однофакторных и многофакторных линейных моделей. Параметры модели для константы (Intercept), фактора-предиктора представлены в таблице в виде значения коэффициента регрессии (Estimate), среднеквадратичной ошибки (SE), точки пересечения (t), значимости (p). Выполнен расчет коэффициента детерминации (R²). Статистически значимыми считали корреляции, линейные регрессии и межгрупповые различия при заданном уровне p≤0,05.

В исследование включено 548 девочек и 549 мальчиков (50 и 50%, p=1,000), средний возраст составил 12 (9; 15) и 11 (9; 14) лет (p=0,150), рост 152 (136; 162) и 154 (142; 171) см (p=0,008), масса тела 43,3 (31; 54) и 42 (31; 57,2) кг (p=0,327), ИМТ 18,4 (16,1;21,2) и 18,1 (16; 21,2) кг/см²(p=0,847).

Сравнительный анализ ритма представлен в табл. 1. Установлено, что синусовый ритм, предсердный ритм и миграцию водителя ритма регистрировали с близкой частотой у детей обоих полов (p=0,269—0,612). Экстрасистолию (желудочковую и наджелудочковую) по данным ЭКГ покоя регистрировали в единичных случаях без наличия межгрупповой разницы (p=0,736—1,0).

Таблица 1. Сравнительный анализ ритма по данным электрокардиографии у обследованных детей

Медианы и значения 25, 75 перцентилей основных числовых показателей ЭКГ представлены в табл. 2. В ходе сравнительного анализа установлено, что у девочек относительно мальчиков ЧСС была выше (p<0,001), продолжительность комплекса QRS — меньше (p<0,001), медиана частотно-зависимого суммарного времени процессов деполяризации и реполяризации (интервал QT) имела тенденцию к меньшей продолжительности (p=0,064). Медианы угла ЭОС, времени предсердного, атриовентриколярного проведения близки по значению (p=0,161—0,347) (см. табл. 2).

Таблица 2. Показатели электрокардиограммы у обследованных детей

Примечание. ЧСС — частота сердечных сокращений; ЭОС — электрическая ось сердца.

Оценка функции проводимости показала, что атриовентрикулярная блокада I степени выявлена в единичных случаях в равных долях как у девочек, так и у мальчиков (p=0,684). ЭКГ-признаки неполной блокады правой ножки пучка Гиса (ПНПГ) в 1,7 раза чаще регистрировали у лиц мужского пола относительно лиц женского пола (p<0,001) (табл. 3).

Таблица 3. Анализ частоты нарушения проводимости у обследованных детей

Неспецифические изменения процессов реполяризации выявили у 46 (4,2%) из 1097 человек, в том числе у 30 (5,5%) девочек и у 16 (2,9%) мальчиков (χ²=4,47; p=0,035).

В ходе корреляционного анализа основные результаты которого представлены в табл. 4, установлены статистически значимые обратные связи ЧСС с возрастом (умеренная сила; p<0,001), с полом (слабая сила; p<0,001), абсолютным значением роста и массы тела (умеренная сила; p<0,001) и индексом массы тела (слабая сила; p<0,001). При дополнительном корреляционном анализе «Возраст — ЧСС» у лиц мужского пола установлена обратная связь умеренной силы (r= –0,31; p<0,001), у женского пола коэффициент корреляции составил –0,46 (p<0,001). Установлена прямая связь слабой силы «Пол — неполная блокада ПНПГ».

Таблица4. Параметры корреляционного анализа частоты сердечных сокращений с возрастом, полом, ростом, массой тела и индексом массы тела у обследованных детей

На основании полученных взаимосвязей выполнено построение линейных однофакторных и многофакторных регрессионных моделей. Учитывая, что длительность интервала QT является частотно-зависимым показателем, а продолжительность комплекса QRS не выходила за пределы принятых физиологических нормативов, а также не выявлены признаки полной блокады правой или левой ножек пучка Гиса, в качестве ответа в регрессионных моделях взято только изменение ЧСС. Влияние пола, возраста, роста, ИМТ и их комбинации на изменение ЧСС представлено в табл. 5. Анализ регрессий показал статистически значимое влияние каждого отдельно взятого фактора на вероятность изменения ЧСС при значении коэффициента детерминации от 0,02 до 0,13. При комбинации всех факторов (пол, возраст, рост, масса тела, ИМТ) статистически значимое влияние на ЧСС установлено только для возраста, пола и ИМТ. С учетом статистически незначимого влияния массы тела и роста при оценке многофакторного влияния данные параметры исключены из дальнейшего анализа. При анализе сочетания факторов «Возраст», «Пол» и «ИМТ» установлено отсутствие значимого влияния «ИМТ» (p=0,488). Двухфакторная линейная регрессия «Возраст, пол — изменение ЧСС» показала наибольшее значение коэффициента детерминации (R²=0,17, p<0,001) при отрицательном значении коэффициента регрессии (см. табл. 5) относительно однофакторных линейных регрессий с данными параметрами (R²=0,02—0,13). Таким образом, сочетание факторов «Возраст» и «Пол» оказывает максимальное влияние на изменение ЧСС у детей и подростков.

Таблица 5. Параметры линейных регрессионных моделей «Фактор — вероятность ответа»

Примечание. ЧСС — частота сердечных сокращений; ИМТ — индекс массы тела.

Нежелательные явления отсутствовали.

Результаты исследований могут быть экстраполированы на популяцию детей обоих полов в возрасте 6—17 лет европеоидной расы.

Современные исследователи акцентируют внимание на необходимости учета половозрастных критериев в оценке функционального состояния организма, в том числе сердечно-сосудистой системы [6, 13, 14].

Целью исследования было установить связь антропометрических данных, возраста и пола с показателями ЭКГ покоя у детей и подростков 6—17 лет. Установлено, что у 94—95,4% обследованных на ЭКГ покоя зарегистрирован синусовый ритм, а гетеротопные нарушения ритма регистрировали в единичных случаях, что пересекается с результатами исследований, посвященных изучению ЭКГ покоя у детей и подростков [15—18]. В то же время имеются научные данные, указывающие на недостаточную диагностическую возможность ЭКГ для выявления жизнеугрожающих аритмий [17, 19].

При сравнении медиан основных числовых параметров ЭКГ выявлена разница в значении ЧСС, продолжительности деполяризации желудочков (комплекс QRS) и частотно-зависимой суммарной продолжительности процессов деполяризации и реполяризации миокарда желудочков (интервал QT) между мальчиками и девочками, что согласуется с результатами других исследований. Большая ЧСС и меньшая продолжительность комплекса QRS и интервала QT обусловлены различным гормональным влиянием катехоламинов по причине разной активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, а также особенностью влияния половых гормонов [20—22].

К половым особенностям ЭКГ покоя можно отнести чаще регистрируемое нарушение проведения по ПНПГ у лиц мужского пола. По данным ранее опубликованных материалов, нарушение проведения по ПНПГ может быть обусловлено анатомической особенностью правого наджелудочкового гребешка и проявляется в запаздывании возбуждения, а также, вероятно, обусловлено особенностью внутрижелудочкового проведения импульса, ассоциированной с полом [16, 23].

Снижение ЧСС с возрастом, подтвержденное результатами математического анализа, обусловлено увеличением объема сердца и повышением тонической активности центров блуждающего нерва [20, 24].

При изучении влияния избытка массы тела на значение ЧСС получена статистически значимая слабая корреляция, но в результате построения линейной регрессии вклад данного фактора по значению коэффициента детерминации составил не более 2%, при сочетании с полом и возрастом его влияние нивелировалось. Полученные результаты указывают на необходимость продолжения исследований, при том что в ранее опубликованных работах получены противоречивые результаты [25].

При анализе результатов ЭКГ на основании математического анализа установлен наибольший вклад в ЧСС возраста и пола. Полученные результаты указывают на необходимость учета обоих факторов при разработке нормативных параметров электрокардиографии у детей и подростков [13, 14].

Исследование ограничено возрастной группой 6—17 лет, выполнено на детях европеоидной расы, проживающих в условиях городской застройки. Автоматизированные значения могут отличаться от значений, полученных врачом, проводившим медицинский осмотр и подсчет ЧСС. Ограничением работы является то, что в анализ включены лишь случаи с ИМТ не выше уровня, соответствующего морбидному ожирению. Не исключены дети с ИМТ выше +1 SD, соответствующим избыточной массе тела и ожирению, в связи высокой распространенностью избыточной массы тела и ожирения среди детей и подростков [26, 27].

Перспективы дальнейшей работы состоят в продолжении исследования при увеличении объема выборки и расширении возрастного диапазона за счет включения детей в возрасте младше 6 лет.

С целью унифицированного подхода к оценке электрокардиограммы покоя у детей и подростков для проведения медико-профилактических мероприятий необходимы утвержденные уполномоченным органом методические рекомендации. На основании проведенного математического анализа установлено, что при разработке методических рекомендаций по анализу и интерпретации электрокардиографии покоя необходимо учитывать как половую принадлежность, так и возрастной фактор.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — И.Е. Штина, А.Н. Болтачева; сбор и обработка материала — И.Е. Штина, А.Н. Болтачева; статистический анализ данных — И.Е. Штина; написание текста — И.Е. Штина, А.Н. Болтачева; редактирование — И.Е. Штина, С.Л. Валина.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

¹ Официальный сайт Министерства здравоохранения Российской Федерации. Ссылка активна на 01.10.22. https://cr.minzdrav.gov.ru/

² Федеральный закон от 04.12.07 №329-ФЗ «О физической культуре и спорте в Российской Федерации» от 04.12.07 №329-ФЗ. Ссылка активна на 30.03.23. https://base.garant.ru/12157560/?ysclid=lgc8bhedm533697990