Прогнозирование течения послеоперационного периода после хирургической коррекции приобретенных пороков сердца с помощью современных неинвазивных методов визуализации сердца Аверина Ирина Ивановна

Содержание к диссертации

Введение

Глава первая 17

Прогнозирование течения послеоперационного периода после хирургической коррекции приобретенных пороков сердца с помощью современных неинвазивных методов визуализации сердца (обзор литературы) 17

1.1 Эпидемиология хронической сердечной недостаточности у больных с приобретенными пороками сердца и предикторы прогноза 17

1.2 Эволюция методов визуализации в оценке функции миокарда при различной сердечно - сосудистой патологии (история изучения) 20

1.3 Основные параметры, определяющие функцию миокарда и их нормы 23

1.4 Методики определения функции миокарда (тканевая допплерография и метод трекинга частиц - Speckle tracking) 48

1.5 Клиническое применение 58

1.5.1 Показатели систолической, диастолической дисфункции и ремоделирования миокарда при различной патологии. 58

1.5.2 Оценка функции миокарда при пороках сердца с помощью новых технологий 74

1.5.3 Контроль гемодинамики. Неинвазивная оценка давления наполнения ЛЖ 83 1.5.4. Оценка маркеров асимптомной (субклинической) дисфункции, фиброза миокарда 88

1.5.5. Стресс эхокардиография и стресс Speckle tracking для оценки миокардиального резерва. Предикторы хирургического риска и прогноза 95

1.6 Новые возможности в оценке функции правого желудочка и предсердий

103

Резюме 110

Глава вторая 112

Материал и методы исследования . 112

2.1 Клиническая характеристика больных 112

2.2. Методы исследования 125

Рентгенологическое исследование 125

Электрокардиография 127

Холтеровское мониторирование ЭКГ 127

Эхокардиография 128

Допплерэхокардиография 133

Тканевая импульсноволновая допплерэхокардиография 137

2 D - тканевой допплер 138

2D Speckle tracking эхокардиография. Векторный анализ 2D изображения VVI 141

Стресс эхокардиография и стресс 2D speckle tracking (ST) 144

Коронарография 147

Магнитно - резонансная томография 147

Методика проведения исследования: 149

2.3 Характеристика использованных статистических методов и технических средств 153

Глава третья 155

Результаты собственных исследований 155

3.1 Основные исходные данные 155

3.1.1 Электрокардиографические данные 155

3.1.2 Рентгенологическое исследование органов грудной клетки 156

3.1.3 Эхокардиографическое, допплеркардиографическое исследование и векторный анализ 2 D изображения 156

3.1.4 Магнитно - резонансная томография с контрастированием 160

3.1.5 Типы операций 161

3.2. Оценка показателей неблагоприятного прогноза послеоперационного периода у больных с приобретёнными пороками сердца по данным эхокардиографии, тканевого допплера, векторного анализа 2D

изображения, магнитно-резонансной томографии 164

3.2.1 Клинико – анамнестические и эхокардиографические данные, влияющие на риск осложнений 164

3.2.2 Предикторы нарушений ритма сердца 166

3.2.3 Предикторы сердечной недостаточности 177

3.2.4 Предикторы сердечно-сосудистой смерти 185

3.2.5 Показатели ЭХО, ТД, VVI и МРТ, отражающие динамику систолической и диастолической функции миокарда в послеоперационном периоде у больных с разными пороками 190

3.2.6. Влияние фиброза миокарда и ремоделирования левого желудочка по данным магнитно-резонансной томографии с контрастированием на прогноз послеоперационного периода у больных с приобретёнными пороками сердца . 195

Глава четвертая 203

Определение миокардиального резерва и его прогностические возможности у пациентов с пороками сердца по данным стресс эхокардиографии и стресс 2d speckle tracking (st) 203

Резюме 271

Обсуждение 289

Заключениe 309

Выводы 319

Практические рекомендации 323 список литературы

• Основные параметры, определяющие функцию миокарда и их нормы
• Рентгенологическое исследование
• Эхокардиографическое, допплеркардиографическое исследование и векторный анализ 2 D изображения
• Влияние фиброза миокарда и ремоделирования левого желудочка по данным магнитно-резонансной томографии с контрастированием на прогноз послеоперационного периода у больных с приобретёнными пороками сердца

Введение к работе

В последние годы с помощью новых методов визуализации активно изучается функция левого желудочка, взаимосвязь формы, различных вариантов ремоделирования и их влияние на выбор тактики лечения, прогноз. Данные вопросы получили широкое освещение применительно к медикаментозному воздействию, а также при хирургическом лечении больных с ишемической болезнью сердца (ИБС). В отношении пациентов с пороками клапанов сердца до настоящего времени подобных исследований проводилось крайне мало, а основное направление научного поиска ограничивалось техникой и типом коррекции патологии клапанов сердца. Современные возможности коррекции пороков, создавшиеся во второй половине XX века, позволили резко увеличить продолжительность жизни больных. В то же время, независимо от факта проведения кардиохирургического вмешательства, в итоге у больного все равно наступает хроническая сердечная недостаточность (ХСН). Исследования факторов риска появления ХСН, показателей миокардиальной дисфункции при асимптомном течении и предикторов прогрессирования (развития декомпенсации) — это важная проблема, которую возможно разрешить с помощью новых технологий оценки функции миокарда.

Важнейшим техническим достижением последних 10 лет стала возможность количественной оценки движения и деформации миокарда. Использование тканевого допплера (ТД) и Speckle tracking imaging- технологии слежения частиц позволило найти альтернативный инвазивным методам путь определения глобальной и миокардиальной функции. Новые методы визуализации миокарда

дали беспрецедентный толчок к исследованиям в области физиологии желудочков сердца, позволили проводить раннюю диагностику и контроль сердечной недостаточности, определять функцию миокарда при клапанных пороках, зоны ишемии и жизнеспособного миокарда, выявлять желудочковую диссинхронию, определять прогноз хирургического лечения. Актуальным является вопрос использования этих новых и, без сомнения, полезных методов в клинической практике.

Изучение функции миокарда, вариантов ремоделирования, гемодинамики при пороках клапанов сердца позволяет объективизировать процессы, происходящие как при формировании порока, так и в ответ на протезирование клапана сердца, помогает определить субклиническое поражение миокарда, что влияет на выбор тактики лечения. Именно от этих процессов зависит отдалённый результат операции и, возможно, активно воздействуя на них можно существенно улучшить общие результаты хирургического лечения, а также получить в перспективе новые методы лечения сердечной недостаточности.

Цель исследования

Прогнозирование течения послеоперационного периода после хирургической коррекции приобретенных пороков сердца с помощью современных неинвазивных методов визуализации функции и структуры миокарда (магнитно-резонансной томографии сердца с контрастированием, эхокардиографии с использованием тканевого допплера, метода слежения частиц: 2D - Speckle tracking, VVI - векторного анализа 2D изображения).

Задачи исследования

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить показатели прогноза течения послеоперационного периода после хирургической коррекции приобретенных пороков сердца по данным эхокардиографии с использованием тканевого допплера, метода слежения частиц: 2D - Speckle tracking, VVI - векторного анализа 2D изображения.

2. Оценить динамику фиброза, функцию миокарда и прогноз с помощью магнитно-резонансной томографии сердца с контрастированием у больных с аортальными, митральными пороками исходно и после хирургической коррекции.

3. Оценить динамику миокардиальной функции левого желудочка у больных с аортальными и митральными пороками в покое и во время стресс теста по данным эхокардиографии, ТД и метода слежения частиц с оценкой скорости движения миокарда, деформации, скорости деформации и ротации до и после хирургической коррекции.

4. Разработать алгоритм оценки миокардиального резерва и асимптомной дисфункции левого желудочка с использованием стресс эхокардиографии и стресс 2D Speckle tracking.

5. Выявить прогностические возможности показателей миокардиального резерва, полученных во время стресс эхокардиографии с 2D Speckle tracking, и определить степень их влияния на ближайшие и отдалённые результаты операций.

Научная новизна исследования

Научная новизна исследования состоит в следующем:

6. Впервые проведено прогнозирование течения послеоперационного периода после хирургической коррекции приобретенных пороков сердца с помощью современных неинвазивных методов визуализации функции и структуры миокарда (тканевого допплера, метода слежения частиц: 2D -Speckle tracking, VVI - векторного анализа 2D изображения).

7. Выявлены предикторы развития нарушений ритма сердца, сердечной недостаточности и смерти в послеоперационном периоде с использованием показателей ремоделирования и функции ЛЖ, полученных в покое и во время стресс теста.

8. Впервые проведён анализ фиброза миокарда по данным МРТ сердца с контрастированием у больных с пороками сердца до и через 8 – 12 месяцев после операции. Полученные данные сопоставлены с ремоделированием ЛЖ, нарушением его функции и прогнозом.

9. Разработан алгоритм определения миокардиального резерва, скрытой дисфункции левого и правого желудочков, показаний к оперативному лечению по данным стресс теста с добутамином. На основе полученных данных представлены подробные рекомендации по определению риска и прогноза оперативного лечения.

10. Впервые проведён детальный количественный анализ динамики движения миокарда с оценкой продольной, циркулярной, радиальной функции и скручивания (торсион) до и после операции у пациентов с пороками сердца.

Практическая ценность исследования

Определение прогноза течения послеоперационного периода с использованием современных методов визуализации у больных с

приобретёнными пороками сердца позволит сделать своевременный и правильный выбор тактики лечения.

Выявлены факторы риска (показатели ремоделирования, продольной и циркулярной функции ЛЖ) развития нарушений ритма сердца, сердечной недостаточности и летального исхода в послеоперационном периоде у больных с приобретёнными пороками сердца. Показано, что кардинальной причиной неполного восстановления и развития сердечной недостаточности в послеоперационном периоде является необратимое растяжение миокарда ЛЖ и левого предсердия (ЛП). По нашим данным основными критическими значениями - предикторами для неполного обратного ремоделирования и развития сердечной недостаточности в послеоперационном периоде стали: интегральный систолический индекс ремоделирования (ИСИР) – 74, индексированный конечный диасто лич ески й объем ( ИКДО ) - 99,89 м л/м², индексированный конечный систолический объем (ИКСО) - 45 мл/м², средняя деформация ЛП - 26,8 %. В результате многофакторного анализа, построения регрессионной модели Кокса выявлены максимально качественные модели прогноза развития систолической и диастолической сердечной недостаточности, состоящие из передне-заднего размера на уровне ПМ ЛЖ по данным МРТ, фракции укорочения ЛЖ, отношения E/А ЛЖ, диаметра фиброзного кольца митрального клапана в диастолу (систолическая дисфункция), средней деформации ЛП и отношения ранней скорости диастолического потока ТК к скорости движения боковой части фиброзного кольца трикуспидального клапана по данным ТД Ет/е_тк (диастолическая дисфункция).

Магнитно-резонансная томография с контрастированием сердца как наиболее точный, информативный неинвазивный метод исследования рекомендуется для диагностики функционального состояния сердца и определения фиброза миокарда у пациентов со сниженной фракцией выброса (ФВ). Степень фиброза миокарда ЛЖ влияет на исходы и прогноз оперативного лечения приобретённых пороков сердца.

Пациентам с пороками сердца для определения показаний к
операции, времени оперативного лечения, прогноза

послеоперационного периода необходимо проведение стресс эхокардиографии с 2D Speckle tracking. Разработаны показания, алгоритм проведения и оценки стресс теста.

Для определения контрактильного резерва показано измерение в покое и во время стресса следующих показателей в порядке убывания по значимости для прогноза: ФВ в покое, далее – GLSt в 4-х камерной проекции в покое, ФВ во время стресса, GLSt ЛП в покое, КСО в покое, средний GLSt av (4- камерная, 3 – камерная и 2 - камерная проекции) ЛЖ в покое, КСО ЛЖ во время стресса, контрактильного резерва ЛЖ (КР) по ФВ, GLSR ЛЖ в покое, GLSt ср ЛЖ при стрессе, GCSt ср в покое, GLSt ЛП во время стресса и т.д.

Важно оценивать функцию не только левых, но и правых отделов, так как дисфункция правых отделов ухудшает прогноз и длительно сохраняется после операции.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Риск развития осложнений в целом повышается при наличии:
митральной недостаточности, хронической сердечной

недостаточности 2 Б стадии, гипертонической болезни, персистирующей и пароксизмальной формы фибрилляции

предсердий, при наличии полной блокадой левой ножки пучка Гисса,
неадаптивного ремоделирования исходно, диастолической

дисфункции 3 степени (рестрективного типа), эксцентрической ГЛЖ, легочной гипертензии.

2. Прогностической значимостью для нарушений ритма сердца (фибрилляции предсердий, трепетания предсердий) в послеоперационном периоде обладают увеличенные объёмы и размеры ЛЖ и ЛП, увеличенный индекс относительной толщины стенки по данным МРТ сердца с контрастированием, миокардиальный стресс ЛЖ, интегральный систолический индекс ремоделирования, деформация ЛП и ПП, сниженные скорости ротации верхушки ЛЖ.

3. Прогностической значимостью для возникновения сердечной недостаточности в послеоперационном периоде обладают: увеличенные размеры, об ъем ы Л Ж, Л П, уве ли ченн ый миокардиальный стресс ЛЖ, сниженный интеграл линейной скорости в выводном тракте ЛЖ (ВОЛЖ), сниженный интегральный систолический индекс ремоделирования, средняя циркулярная деформация базальной части ЛЖ, сниженное продольное смещение ФК МК, глобальная продольная деформация ЛП, сниженная скорость ротации верхушки ЛЖ, сниженные продольная скорость деформации септальной части ФК МК. Снижение скорости ротации верхушки ЛЖ, движение верхушки в одном направлении с базальным отделом ЛЖ, т.е. отсутствие скручивания, ухудшает прогноз и течение сердечной недостаточности.

4. Максимальной прогностической значимостью летального
исхода в послеоперационном периоде по нашим данным обладают:
увеличенный вальвуло-артериальный импеданс, увеличенное

отношение ранней диастолической скорости потока к ранней скорости движения латеральной части ФК МК (Ем/еб) и повышенный индекс Теи ПЖ.

5. Фиброз миокарда по данным МРТ сердца с контрастированием
у пациентов с пороками сердца сохраняется или реже увеличивается,
несмотря на позитивное ремоделирование, улучшение циркулярной
функции ЛЖ в отдалённым послеоперационном периоде. Умеренная
и выраженная степень фиброза миокарда, обнаруженная по данным
МРТ сердца с контрастированием ухудшает прогноз, приводит к
развитию сердечной недостаточности в послеоперационном периоде,
неполному восстановлению функции миокарда, сохранению
продольной дисфункции после операции.

6. Максимал ьная динам ика обр атного рем одели ро ван ия сердц а
происходит у пациентов с недостаточностью аортального и
митрального клапанов. У больных с пороками сердца происходит
ухудшение продольной функции ЛЖ в раннем и сохранение
продольной дисфункции в позднем послеоперационном периоде,
улучшение циркулярной функции ЛЖ в позднем послеоперационном
периоде, сохранение дисфункции ПЖ не только в раннем периоде
после операции, но и в отдаленном.

7. В результате оценки миокардиального резерва во время стресс
теста с добутамином выявлены показатели неблагоприятного
прогноза и разработан подробный алгоритм оценки гемодинамики,
ремоделирования и контрактильного резерва при различных
пороках. Развитие осложнений - сердечной недостаточности в
послеоперационном периоде у пациентов с пороками сердца связано
с состоянием систем не только в покое, но и во время стресса.

Реализация результатов работы

Научные положения и практические рекомендации внедрены в
клиническую практику и нашли применение в отделениях «Научного
центра сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева»
Министерства здравоохранения Российской Федерации,

занимающихся диагностикой и хирургическим лечением приобретённых пороков сердца. Результаты, полученные при выполнении диссертационного исследования, могут быть использованы в других кардиохирургических центрах страны.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на ежегодных сессиях ФГБУ «НЦССХ им. А. Н. Бакулева» Минздрава России с Всероссийской конференцией молодых учёных (2006, 2007, 2010, 2012, 2013, 2014, 2015 г), Всероссийских съездах сердечнососудистых хирургов (2010, 2011, 2012, 2013, 2014 г., 2015, 2016), международных конгрессах Европейского Общества сердечнососудистых хирургов (2010, 2011), научной сессии Американского коллед жа кард иол ого в (2 016 ).

Опубликовано 44 научные работы, из них 4 - в зарубежной печати, 2 - учебно-методических пособия, одно из которых признано лучшей печатной работой НЦССХ им. А.Н. Бакулева в 2010 году. В 2010, 2011 годах подготовлены и прочитаны доклады на 59 и 60 - м международных конгрессах Европейского общества сердечнососудистых хирургов, в 2016 году на научной сессии Американского коллед жа карди олог ов. Сте ндовые доклады в 20 14, 201 5 года х признаны лучшими.

Публикации результатов исследования

По теме диссертации опубликовано 44 научные работы, в

которых полностью отражено содержание диссертации, из них 19 статей - в журналах, 2 - учебно-методических пособия.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 358 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (включающего 9 отечественных и 263 иностранных источника). Иллюстративный материал представлен 48 таблицами, 154 рисунками, 13 диаграммами, 15 графиками.

Основные параметры, определяющие функцию миокарда и их нормы

Ещё в 1669 году Lower впервые описал скручивание левого желудочка при сокращении, как «выжимание мокрого холста от воды» [21]. За последние три столетия особенности движения, деформации миокарда продолжали интересовать клиницистов и учёных. Экспериментальные и клинические исследования движения, скручивания ЛЖ повлекли за собой большое количество технических усовершенствований, таких как использование рентгеноконтрастных маркеров [22], 2-х мерная ангиография [23], сономикрометрия [24, 25], магниторезонансная томография [26] и эхокардиография [27]. Рост интереса к оценке характера движения и функции миокарда привёл к развитию новых технологий визуализации, которые можно выполнять у постели больного. История изучения функции миокарда по данным допплеровских методик началась в 1961 году, когда Yoshida и соавторы выполнили первую запись движения миокарда [28]. В 1966 году Yoshitoshi с соавторами, с помощью допплеровской методики определена скорость движения стенок желудочков сердца [29]. В 1972 голу Kostis с соавторами использовали импульсно-волновой допплер для записи миокардиальных скоростей задней стенки сердца [30].

В 1970 году Sonnenblick показал, что запись скоростей сокращения миокарда позволяет измерить миокардиальную функцию [31]. В 1992 году McDicken с соавторами получено цветное допплеровское изображение миокардиальных скоростей [32]. В исследованиях in vivo и in vitro цветной допплер был использован для записи высокоамплитудных и низкоскоростных сигналов от миокардиальной ткани [33]. Первые исследования показали, что запись региональных скоростей даёт ценную информацию о сегментарной функции миокарда. Для записи скоростей в режиме цветного тканевого допплера использовалась низкая частота кадров (14 – 20 кадров в секунду). В 1994 году Fleming и соавторы с помощью цветного М – режима определили трансмуральный миокардиальный градиент с высоким временным и пространственным разрешением [34]. Uematsu в 1995 году показал, что значения локального миокардиального градиента не зависят от общего движения сердца [35]. Изменения региональных скоростей, радиальной деформации миокарда в результате фармакологического воздействия было экспериментально подтверждено Gorcsan и соавторами в 1996 году [36].

Дальнейшие исследования возможностей новых параметров показали, что определение трансмурального градиента скоростей может помочь в диагностике различных патологических субстратов, например, ишемии миокарда и инфаркта. В последующем, клинические испытания подтвердили экспериментальные данные по использованию скоростных показателей и трансмурального радиального градиента для дифференциального диагноза различных патофизиологических субстратов [37]. Профиль локальных скоростей, полученных с помощью цветной миокардиальной допплерографии, может использоваться и для проведения стресс тестов. Нормальный ответ сегментов миокарда на нагрузку во время велоэргометрии и при инфузии добутамина был впервые изучен Wilkenshof и соавторами в 1998 году [38].

Другой важной клинической проблемой, решаемой с помощью тканевого допплеровского исследования, стало определение диастолической дисфункции, а также её нормального изменения с возрастом. В течение последних лет активно изучается использование ТД в диагностике кардиомиопатий, болезней накопления, отторжения и васкулопатии после трансплантации сердца, повреждения миокарда на начальных стадиях заболевания, в определении функции левого, правого желудочков и предсердий, в том числе и при врождённых пороках, степени диссинхронии. Возможна также диагностика локализации желудочковой преэкзитации, цитостатической кардиопатии, определение степени фиброза миокарда. Применение ТД в чрезпищеводных датчиках позволило внедрить этот метод в операционных. Скоростные показатели цветного ТД стали использоваться в алгоритмах автоматического определения границ миокарда и для 3D реконструкции. Важным этапом в развитии визуализации движения миокарда стало получение на основе постобработки регионарных скоростей 1D миокардиальной деформации и скорости деформации (St и SR), впервые описанных Heimdal и соавторами в 1998 году [39]. В дальнейшем, метод был разработан в эксперименте на специальных моделях – фантомах, затем начались клинические исследования этих новых производных в оценке функции миокарда [40].

Расширение возможностей в изучении функции миокарда произошло в 2007 году с появлением 2D Strain и в 2009 с получением 3D Strain. В 2012 разработан метод ультравысокочастотного Strain – SR изображения, для получения которого используется высокая частота кадров – более 1000 в секунду. На сегодняшний день существует две технологии для изучения функции миокарда, это тканевая допплерография и speckle tracking – метод слежения (трекинга) частиц. Методы представляют фундаментальную альтернативу эхокардиографической оценке глобальной и региональной миокардиальной функции, позволяют визуализировать и провести анализ движения различных слоёв стенки желудочков и предсердий. Открытие этих методов позволило описать физиологию движения желудочков и предсердий, осуществлять мониторинг сердечной недостаточности и гемодинамики, оценивать ишемию и жизнеспособность, внутри и межжелудочковую диссинхронию, определять миокардиальную дисфункцию при клапанных пороках, контролировать повреждение миокарда во время химиотерапии и у больных после трансплантации сердца.

Рентгенологическое исследование

При дальнейшем прогрессировании сердечной патологии, увеличивается жёсткость и диастолическое давление, что приводит к ещё большему росту давления в ЛП. В результате, наступает третья рестриктивная стадия диастолической дисфункции, когда отношение E/А увеличивается и становится 2,0, укорачивается DT ( 150 мс) и IVRT ( 70 мс). Диастолическая дисфункция приводит к увеличению конечного диастолического давления, появлению диастолической митральной регургитации. При снижении преднагрузки диуретиками или при использовании пробы Вальсальвы вторая и третья стадии диастолической дисфункции могут перейти в первую. С другой стороны с увеличением преднагрузки происходит прогрессирование дисфункции. В итоге наступают необратимые патологические изменения, связанные с потерей жизнеспособных миоцитов и увеличением фиброза [97]. Становится невозможно уменьшить преднагрузку. Это четвертая стадия диастолической дисфункции, которая характеризуется плохим прогнозом [96].

Раннюю диастолическую скорость движения миокарда (е), полученную методом ТД и слежения частиц можно использовать в качестве индекса релаксации. С возрастом ранняя диастолическая скорость движения миокарда уменьшается и значимо коррелирует с инвазивными индикаторами релаксации ЛЖ у животных и человека. Ранняя диастолическая миокардиальная скорость прямо пропорциональна плотности бета-адренергических рецепторов в миокарде и обратно пропорциональна степени интерстициального фиброза, количеству фактора некроза опухоли, уровню синтеза оксида азота у пациентов с ишемической болезнью сердца. Ранняя диастолическая скорость латеральной части фиброзного кольца (ФК) митрального клапана больше скорости септальной части. У взрослых ранняя диастолическая скорость снижается с возрастом, в норме е септальное 8 см/с и е латеральное 10 см/с. У пациентов до 60 лет нарушение релаксации ЛЖ определяется, если ранняя диастолическая скорость движения миокарда e септальной части ФК 8.5 см/с и латеральной части ФК 10 см/с [98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107]. Тканевой допплер приходит на помощь в уточнении типа диастолической дисфункции миокарда, особенно когда мы оцениваем псевдонормализацию допплеровской кривой (Рисунок 1.25). В то время, как ранняя диастолическая скорость митрального потока увеличивается, диастолическая скорость движения е МК остаётся сниженной во все стадии диастолической дисфункции [102].

Диастолическая дисфункция по данным митрального потока и скорости движения митрального кольца. Снижение ранней диастолической скорости движения МК происходит во всех стадиях диастолической дисфункции [99] Значения ранней диастолической скорости помогают проводить дифференциальный диагноз между рестриктивной кардиопатией и констриктивным перикардитом. При рестриктивной кардиопатии в результате нарушения релаксации значимо снижается скорость е, а при констриктивном перикардите значения е септальной части ФК МК не меняются, снижается только диастолическая скорость движения е боковой части МК (Рисунок 1.26). При гипертрофической кардиопатии в отличии от сердца атлета происходит значимое снижение скорости е.

Диастолическая скорость деформации SR обеспечивает важную информацию о диастолической функции, жизнеспособном миокарде, интерстициальном фиброзе, станнинге. Отношение ранней диастолической скорости митрального потока E к скорости деформации во время ранней диастолической релаксации SRIVR может использоваться для оценки давления наполнения ЛЖ и этот показатель является более точным, чем E/e у пациентов с нормальной ФВ и региональной дисфункцией.

В настоящее время амплитуда движения кольца митрального клапана используется как индекс систолической функции ЛЖ. Состояние радиального, циркулярного стрэйна и скручивания даёт возможность оценивать глубину поражения и патологический механизм дисфункции ЛЖ. Например, при констриктивном перикардите в результате субэпикардиального натяжения в первую очередь изменяется циркулярная функция и скручивание. Нарушение продольной функции при констриктивном перикардите может свидетельствовать о трансмуральном поражении вследствие, например, ИБС. Другой пример: лучевая терапия влияет на перикард и функцию субэндокарда, что приводит к нарушению продольной и циркулярной функции ЛЖ.

Измерение систолической и диастолической скоростей движения миокарда по данным ТД наиболее простой способ оценки диастолической и систолической функции ЛЖ. Пиковая систолическая s и ранняя диастолическая скорости e ФК МК снижены у пациентов с систолической сердечной недостаточностью. Yip и соавторы выявили снижение s и e по сравнению с контролем при диастолической сердечной недостаточности [108]. Средняя систолическая скорость s, измеренная в 6-ти точках митрального кольца коррелирует с ФВ ЛЖ. Значения средней систолической скорости s 7,5 см/с соответствуют нормальной ФВ с чувствительностью 79% и специфичностью 88% [109]. Систолическая скорость также чувствительный маркер начальной систолической дисфункции даже при нормальной ФВ, диастолической дисфункции [108, 110] и асимптомной дисфункции у больных с сахарным диабетом. Снижение скоростей движения ФК МК по данным ТД возникает у больных с мутацией гипертрофической кардиомиопатии (ГКМП) даже на этапе субклинических проявлений болезни, когда ещё нет гипертрофии сердца. Таким образом, ТД можно использовать для раннего выявления гипертрофической кардиомиопатии [111]. У больных с ГКМП происходит не только снижение продольных скоростей движения, продольного St и SR, но и увеличение радиальных скоростей и деформации. Диастолическая дисфункция при ГКМП включает снижение продольного диастолического SR и увеличение давления в ЛП. Для болезней накопления, в частности амилоидоза, также характерно в первую очередь прогрессивное повреждение продольной функции ЛЖ, в то время как глобальное циркулярное укорочение и скручивание (torsion), радиальная функция не изменяются.

Willenheimer и соавторы выявили корреляцию между смещением митрального кольца и летальностью в течение года [107]. При смещении МК 6,4 мм летальность в течение года составляла 37%, при экскурсии кольца 10 мм все выжили. Wang и соавторы [112] обнаружили увеличение летальности в течение 2 лет среди больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, когда скорости s и е были 3 см/с. Было показано, что при мультивариантном анализе диастолическая скорость е имела большую значимость в прогнозе летальности, чем систолическая скорость движения ФК МК. В другом исследовании, включавшем 182 пациента с нарушенной систолической функцией при ФВ 50%, было также показано, что ранняя диастолическая скорость е 3 см/с предсказывает значимо большую летальность [113]. Никитин и соавторы [114] в исследовании, включавшем 185 пациентов с систолической сердечной недостаточностью и ФВ 45% показали с помощью мультивариантного анализа, что только средняя систолическая скорость s, измеренная в 6 точках ФК МК и диастолическое артериальное давление являются независимыми предикторами исходов. При отношении диастолической скорости потока МК к диастолической скорости движения МК E/е 17 летальность составила 40% в течение 36 месяцев наблюдения и 5% при E/е 17 (P 0,001). Подобные результаты были получены в исследовании H-Y Liang и соавторов в 2006 году. Проводился анализ возраста, пола, конечного диастолического давления ЛЖ (КДД), ФВ и только индекс объёма ЛП, отношение E/е обладали высокой прогностической ценностью в мониторинге сердечной недостаточности. Выживаемость пациентов резко падала (Рисунок 1.27) при значениях E/е 15 (P 0,001).

Эхокардиографическое, допплеркардиографическое исследование и векторный анализ 2 D изображения

Важный фактор, ограничивающий исследования – это вариабельность в измерении конечных систолических, диастолических объёмов и ФВ после нагрузки. Фракция выброса ЛЖ 50% в послеоперационном периоде может быть предсказана по увеличенному индексированному систолическому объёму КСО 25 мл/м2 во время нагрузочного теста, ФВ 68% и увеличения ФВ во время нагрузки 4% [207]. Во время стресс пробы увеличивается степень митральной регургитации, что приводит к снижению сердечного выброса, появлению симптомов.

Оценка функции ПЖ и давления в лёгочной артерии во время нагрузочного теста может помочь в решении вопроса о необходимости оперативного лечения (ACC/AHA класс IIA). Hochreiter и соавторы изучали асимптомных и симптомных пациентов со значимой митральной регургитацией различной этиологии с ФВ ЛЖ 50%. Было показано, что фракция выброса ПЖ в покое и во время нагрузки имеет большую прогностическую ценность в определении смертности, чем симптомы, ФВ ЛЖ в покое и при нагрузке [219]. Лёгочная гипертензия увеличивает вероятность значимой недостаточности трикуспидального клапана и дисфункции ПЖ. Увеличение систолического лёгочного давления во время нагрузки свидетельствует о скрытой дисфункции ЛЖ и необходимости хирургической коррекции митрального порока [220]. Увеличение после нагрузки систолического давления в лёгочной артерии 60 мм рт. ст. при нормальном в покое является показанием для хирургической коррекции порока [221]. Степень митральной регургитации определяет выраженность лёгочной гипертензии, высокую частоту осложнений и смертность у пациентов с дисфункцией ЛЖ [222].

Kim и соавторы обследовали 32 больных с тяжёлой митральной недостаточностью и нормальной ФВ. Оказалось, что ранняя диастолическая скорость движения митрального кольца е и пиковая скорость лёгочной волны А определяют диастолическую функцию ЛЖ, значимо коррелируют с максимальным временем нагрузки [223]. Измерение ранней диастолической скорости движения митрального кольца е и пиковой скорости лёгочной волны А имело большую прогностическую ценность в определении сниженной толерантности к физической нагрузке у больных с хронической МР, чем ФВ и фракция укорочения. Во время нагрузки у больных также происходят изменения конечно-систолического индекса сферичности, деформации митрального кольца.

Предикторами кардиальной смерти у пациентов с ишемической МР и дисфункцией ЛЖ являются площадь эффективного отверстия 13 мм2 во время нагрузки, площадь эффективного отверстия 20 мм2 в покое, увеличение объёма ЛЖ и недостаточный контрактильный резерв на нагрузку [224]. Клинические проявления дисфункции ЛЖ при МН проявляются одышкой, отёком лёгких. Показано, что симптомы сердечной недостаточности являются предикторами смертности [225]. Но нельзя забывать, что толерантность к физической нагрузке зависит не только от сердечного выброса, но и от периферических факторов – функции скелетной мускулатуры, эндотелиальных клеток и автономной нервной системы. Диссинхрония ЛЖ, выявленная в покое c ТД, вызывает увеличение МР во время динамической нагрузки у пациентов с систолической дисфункцией ЛЖ [226]. Уменьшение МР после ресинхронизирующей терапии происходило одновременно с улучшением деформационных индексов, сократимости кольца и синхронизации папиллярных мышц. Прерывание ресинхронизации приводило к рецидиву МР и ухудшению деформационных свойств митрального кольца. Во время физической нагрузки у пациентов может определяться динамическая диссинхрония, которая обусловлена увеличением МР, снижением переносимости нагрузки и снижением ударного объёма [227]. Увеличение диссинхронии и сопутствующее увеличение МН во время нагрузки могут стать критериями для отбора пациентов на ресинхронизирующую терапию [228].

При митральном стенозе ЛЖ не испытывает гемодинамической нагрузки. Происходит увеличение ЛП и возникает лёгочная гипертензия, которая приводит к перегрузке давлением и объёмом ПЖ. У пациентов с умеренным митральным стенозом во время нагрузки функция ПЖ коррелирует с систолическим давлением в ПЖ, больше чем с градиентом давления и площадью отверстия митрального клапана [229].

У асимптомных больных с тяжёлой аортальной регургитацией контрактильный резерв, определённый с помощью стресс эхокардиографии является лучшим предиктором декомпенсации сердечной недостаточности по сравнению с показателями функции ЛЖ в покое [230]. Определение контрактильного резерва с помощью стресс эхокардиографии необходимо для оценки миокардиального ответа у асимптомных пациентов с пороками сердца, особенно у больных с митральной и аортальной недостаточностью. Контрактильный резерв коррелирует с долгосрочным прогнозом и развитием дисфункции ЛЖ в послеоперационном периоде у больных с аортальной недостаточностью. Скорость движения митрального кольца коррелирует с контрактильным резервом у пациентов с митральной и аортальной недостаточностью. Таким образом, нагрузочная стресс эхокардиография позволяет оценивать: прогноз, изменения степени митральной и аортальной недостаточности, градиента давления на митральном клапане, систолического давления в ЛА во время нагрузки, контрактильный резерв ЛЖ, функцию ЛЖ и ПЖ.

Влияние фиброза миокарда и ремоделирования левого желудочка по данным магнитно-резонансной томографии с контрастированием на прогноз послеоперационного периода у больных с приобретёнными пороками сердца

Риск развития осложнений был в 2 раза выше у пациентов с митральной недостаточностью (ОР (относительный риск) = 2,31, 95% ДИ 1,02 - 3,82), в 3,62 раза у больных с исходной хронической сердечной недостаточностью 2Б стадии (ОР =3,62, 95% ДИ 1,52 - 8,49), в 2,12 раза у пациентов с гипертонической болезнью (ОР =2,12, 95% ДИ 1,41 - 3,2), в 4 раза у пациентов с персистирующей и пароксизмальной формой фибрилляции предсердий (ОР = 3,99, ДИ 95% 1,16 - 13,69; ОР = 3,66, 95% ДИ 1,79 - 7,52 соответственно), в 8,7 раза у пациентов с полной блокадой левой ножки пучка Гисса (ОР =8,70, 95% ДИ 1,12 - 67,75), в 1,31 раза у пациентов с неадаптивным ремоделированием исходно (ОР = 8,70, 95% ДИ 1 - 1,72). У пациентов с исходной диастолической дисфункцией 3 стадии риск осложнений был увеличен в 2,17 раз (ОР =2,17, 95% ДИ 1,0 - 4,76), у пациентов с эксцентрической ГЛЖ в 1,54 раза (ОР =1,54, 95% ДИ 1,09 - 2,17). Легочная гипертензия увеличивала риск осложнений в 1,8 раза (ОР = 1,8, 95% ДИ 1,04 - 3,14) (Таблица 2.4).

В результате многофакторного анализа, построения регрессионной модели Кокса, были выявлены группы показателей, которые в совокупности влияли на наступление осложнений. Регрессия Кокса предполагает, что риск наступления события для i индивида имеет вид: ln hi = ln h0(t) + 1 Xi1 + 2 Xi2 +…+ p Xip , где h0(t) — «базовый» риск, общий для всех; X1, …, Xp — независимые переменные, регрессоры; 1, …, p — соответствующие коэффициенты.

Коэффициенты 1, …, p отражают влияние каждой из независимых переменных (регрессоров) на функцию риска: при увеличении Xj на единицу и фиксированных значениях остальных регрессоров, риск наступления события возрастает в exp(j) раз. Чем больше коэффициент у регрессора, тем сильнее влияние показателя (регрессора) на прогноз. На рисунке 3.2 представлены модели, состоящие из показателей, которые в совокупности разделяют осложненных и неосложненных пациентов. В этих моделях все показатели достоверно определяют риск наступления осложнений, поэтому данные модели максимально отражает прогноз. ПОКАЗАТЕЛИ Beta Standard Error t- value Exponent beta Wald Statist. p

Полученные данные свидетельствуют о том, что прогностически значимыми стали модели, состоящие из относительной толщины стенки на уровне ПМ в диастолу по данным МРТ, фракции укорочения по данным ЭХО, отношения Е/А ЛЖ, диаметра ФК МК в диастолу и продольного смещения боковой части ФК ТК. Максимальный коэффициент был определен для относительной толщины стенки на уровне ПМ по данным МРТ и отношения Е/А ЛЖ. Таким образом, эти показатели обладают наиболее выраженным влиянием на прогноз.

В таблице 3.6 представлено сравнение средних показателей группы больных без нарушений ритма и с нарушениями ритма в послеоперационном периоде.

Для выявления предикторов неблагоприятного прогноза использовался ROC анализ. Идеальный график ROC-кривой проходит через верхний левый угол, где доля истинно положительных случаев составляет 100% (идеальная чувствительность), а доля ложно положительных примеров равна нулю. Поэтому чем ближе кривая к верхнему левому углу, тем выше предсказательная ценность модели. Численный показатель площади под кривой называется AUC (Area Under Curve).

Анализ эхокардиографических показателей с построением ROC кривых и определением площади под кривой (AUC) выявил значимую прогностическую ценность (Таблица 3.7): КДР, КСР (Рисунок 3.3), ИКДО, ИКСО (Рисунок 3.4), перегородочнолатерального размера ЛП, среднего объема ЛП во время ранней диастолы перед сокращением ЛП (перед зубцом Р ЭКГ) (Рисунок 3.5), индексированного среднего объема ЛП (Vлп/ППТ), толщины МЖП в диастолу М-режим, амплитуды движения септальной части ФК МК, фракции укорочения % FS, пикового градиента на аортальном клапане P пик АК (Рисунок.3.6), среднего градиента на аортальном клапане P ср. АК (Рисунок 3.7), времени изоволюмического расслабления IVRTм, отношения ранней диастолической скорости митрального потока к поздней E/А лж (Рисунок 3.8), интеграла линейной скорос ти пот ока VTI ВО ЛЖ (Рис унок 3.9), расстояния от QRS до пика сокращения боковой стенки ЛЖ QRS - PL, миокардиального систолического стресса по данным ЭХО - КГ, миокардиального стресса по данным МРТ по меридиану (Рисунок 3.10), интегрального систолического индекса ремоделирования ИСИР, индекса миокардиального стресса в диастолу IМСд=ФВ/МСд (Рисунок 3.11), средней скорости ротации верхушки (Рисунок 3.12), времени замедления раннего диастолического потока DT E (этот показатель влиял на прогноз и в раннем и позднем послеоперационном периоде) (Рисунок 3.9), скорости ротации верхушки по данным VVI (Рисунок 3.12), деформации пресистолической релаксации преSt ЛЖ, средней продольной деформации левого предсердия LSt ЛП ср, средней продольной деформация правого предсердия LSt ПП ср (Рисунок 3.13).

Таким образом, прогностической значимостью для нарушений ритма сердца (фибрилляции предсердий, трепетания предсердий) в послеоперационном периоде обладают увеличенные объемы, размеры ЛЖ, ЛП, увеличенный индекс относительной толщины стенки по данным МРТ сердца с контрастированием, миокардиальный стресс ЛЖ, сниженный интегральный систолический индекс ремоделирования, функция митрального кольца, деформация ЛП и ПП, сниженные скорости ротации верхушки ЛЖ.

Показатели, обладающие прогностической ценностью для НРС в послеоперационном периоде у больных с пороками сердца, отражают универсальный процесс ремоделирования с развитием диастолической, систолической дисфункции, повреждение продольной, циркулярной функции ЛЖ, продольной функции ЛП, ПП и повреждение функции МК. Новые методы исследования (ТД и Speckle Tracking) позволяют оценивать сниженную деформацию предсердий, изменения механики движения ЛЖ и ПЖ, которые в свою очередь приводят к повышению вероятности возникновения НРС в послеоперационном периоде.