Эхокардиография у детей, антропометрические и возрастные нормы, сравнительные возможности трехмерной эхокардиографии

Эхокардиография является ведущим методом исследования в кардиологии, рутинным исследованием, обязательным для всех кардиологических пациентов [5]. В детской кардиологии основными проблемами, которые призвана решить эхокардиография, являются топическая диагностика врожденных пороков сердца (ВПС) и оценка степени выраженности гемодинамических изменений, обусловленных нарушением анатомии камер, сосудов и их взаимного расположения. Соответственно немаловаж- ное значение для детской эхокардиографии имеет динамическая оценка размеров и функции камер при различной патологии – нарушениях ритма, кардиомиопатиях, воспалительных заболеваниях. Топическая диагностика ВПС является отдельным вопросом эхокардиографии, ее возможности определяются, прежде всего, применением многопозиционных нестандартных позиций и опытом исследователя, оценка выраженности изменений камер сердца и сосудов являются количественными параметрами, качество оценки которых достигается использовани- ем стандартных подходов для измерений. Места и фазы стандартных измерений, линейных и объемных показателей четко определены рекомендациями ASE [5]. Нормативные значения размеров камер, диаметров сосудов, объемов у взрослых пациентов также достаточно четко оговорены соответствующими рекомендациями [1, 5]. При выполнении эхокардиографических исследований у детей большинство исследователей используют возрастные нормативы размеров (как правило, это поперечники камер для М-режима), предложенные в различных методических рекомендациях отечественных авторов [5]. Реже применяются различные номограммы, основанные на уравнениях регрессии между антропометрическими данными (рост, вес или площадь тела – BSA) и диаметрами сосудов, поперечниками левого и правого желудочков [1, 5, 12]. У детей чаще всего для определения объемов камер сердца используется М-режимная эхокардиография, на основании известной формулы Teichholz Pombo [5]. C использованием пакета программ, “зашитых” в ультразвуковую систему, определяют диастолический и систолический объемы левого желудочка и показатели сократимости (фракция выброса) и насосной функции (ударный объем) [5].

При наличии каких-либо ВПС, заболеваний миокарда и клапанов кардиологам приходится наблюдать детей в течение длительного времени как до, так и после коррекции ВПС, до и после терапевтических процедур. При изменении возраста и антропометрических данных соответствующим образом увеличиваются размеры камер и сосудов. Присутствие патологического процесса, приводящего к изменению камер сердца, значительно осложняет вклад как антропометрического, так и патологического механизмов.

В связи с этим целью настоящего исследования было изучение диагностических возможностей одномерной и двухмерной эхокардиографии у здоровых детей разного возраста, а также оценка возможностей индивидуального прогнозирования эхокардиографических показателей при изменении антропометрических данных.

Материал и методы

Обследовано 2200 практически здоровых детей в возрасте от 1 дня до 18 лет, таблица 1. Все дети были разделены на несколько возрастных групп, первую группу составили 400 детей в возрасте до 30 дней, 96% из них имели открытое овальное отверстие.

Для проверки точности прогнозирования разработанных уравнений регрессии было отдельно обследовано 400 практически здоровых детей в возрасте от 4 мес. до 15 лет.

Основным методом исследования была эхокардиография в стандартных режимах, согласно рекомендациям ASE [1, 12]. Эхокардиография выполнялась на ультра- звуковой системе EnVisor cv HD и iE-33 (Philips), использовались секторальные фазированные датчики с частотой 7-12, 3-8 Мгц и 2-4 Мгц, а также матричный датчик Х1-3 для трехмерной эхокардиографии. Результаты всех исследований обрабатывались в режиме “on line” и заносились в оригинальный пакет базы данных, а изображения архивировались в цифровой форме. Объемы и линейные размеры камер сердца оценивались с использованием двухмерной эхокардиографии, для вычисления объема применялся метод Симпсона. Также определялись диаметры желудочков, объемы и функция с использованием М-режимной эхокардиографии. Все исследования выполнены двумя специалистами с межисследовательской ошибкой менее 5%. Полученные данные трехмерного исследования левого желудочка обрабатывались в полуавтоматическом режиме прикладной программой Q-lab (версия 7; Philips). Для оценки возможностей и точности всех видов эхокардиографического измерения объема левого желудочка были отдельно обследованы 35 детей в возрасте 3–8 лет (4,91±1,91), которым объем левого желудочка был оценен с помощью трехмерной эхокардиографии, двухмерной в проекциях площадь-длина (4-камерная проекция), площадь – длина 5-камерная проекция и двухпроекционный метод Симпсона. У всех этих обследованных объем ЛЖ был определен с помощью М-режимной эхокардиографии с расчетом объема по формуле Teiсhholz. Цифровые данные обработаны с использованием стандартного пакета статистических программ Statistica 6,0. Применяли параметрический метод Стьюдента, метод линейной регрессии, корреляционный анализ. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

Результаты

Во многих ранее проведенных исследованиях показано, что некоторые размеры камер сердца имеют четкую взаимосвязь с антропометрическими данными [5]. Для определения нормативных значений эхокардиографических показателей обследовано 2200 здоровых детей, у которых определяли как линейные размеры камер, так и их объемы. Были выведены уравнения линейной регрессии основных параметров эхокардиографии с антропометрическими данными – площадь поверхности тела (ППТ).

Конечный диастолический объем левого желудочка мог быть спрогнозирован по антропометрическим данным с точностью 96% (рис. 1).

При использовании двухмерной эхокардиографии (метод Симпсона) было установлено, что значения нормированного диастолического объема левого желудочка (КДИ) возрастают по мере увеличения возраста в интервале от 0 до 14 лет. У лиц старше 15 лет КДИлж независимо от возраста составил 53,2±6,8 мл/м2.

Таблица 1

Распределение обследованных детей по возрасту

Возраст	30 дней	31–60 дней	60–90 дней	90 дней–6 мес.	6–12 мес.	1–3 года	3–6 лет	6–10 лет	10–15 лет	Более 15 лет
n	400	340	300	250	130	180	180	180	150	90

Рис. 1. Уравнение регрессии КДО- BSA

Рис. 2. Значения КДИ в разных возрастных группах детей, определенные по методам Simpson и Teichholz

Так, если в группе детей до 30 дней нормальные значения КДИ составили 21,2±3.1 мл/м2, то в группе детей от 1 до 2 лет КДИ составил 35,2±1,4 мл/м2, а у лиц более 15 лет – 50,4±3,1 мл/м2. При использовании одномерной эхокардиографии у всех обследуемых значения КДИлж колебались от 60 до 55 мл/м2 независимо от возраста (рис. 2). Кроме того, сопоставление КДИлж, определенного с использованием М-режимной формулы Teichholz и планиметрического способа Simpson, показало, что ошибка у детей раннего возраста может достигать 124% в сторону завышения показателя.

С учетом ±1 σ отклонения от средней величины максимальные и минимальные значения КДИ у детей разного возраста представлены на рисунке 3.

При сравнении значений КДИ, определенных методами одномерной и двухмерной эхокардиографии, ошибка М-режимной эхокардиографии достигала 124% в группе новорожденных и была минимальной в группе детей старше 15 лет (рис. 4).

Таким образом, М-режимное определение объема левого желудочка может быть относительно точным в возрасте более 15 лет. Тем не менее, следует помнить, что использование одномерной эхокардиографии приводит к завышению объемов ЛЖ до 18–20%, причем формула расчета объема ЛЖ (Teichholz) при изменении формы ЛЖ (сферификация) значительно искажает реальный результат. По нашим данным, максимальная значимость М-режимной эхокардиографии определяется в тех случаях, когда соотношение длинной оси ЛЖ и короткой составляет 1,5–1,65, точность определения объема укладывается в 2-сигмальное отклонение (2Z),

Рис. 3. Максимальные и минимальные значения КДИ у детей разного возраста (Simpson)

Рис. 4. Ошибка определения КДИ методом М-режимной эхокардиографии у детей разного возраста

что вполне приемлемо для массовых обследований. У детей раннего возраста (до 30 дней) левый желудочек имеет более вытянутую форму, не соответствующую эл- липсоидной модели Teichholz, а соотношение длинной и короткой оси достигает 1,8; с возрастом это соотношение уменьшается, сохраняясь стабильным после 15 лет

(рис. 5).

В связи с этим можно однозначно утверждать, что применение М-режимной эхокардиографии для определения объемов левого желудочка у детей раннего возраста дает большую ошибку. При использовании двухмерной методики определения объемов нормированные значения диастолического объема не являются постоянной величиной и увеличиваются с возрастом, что обусловлено изменением формы левого желудочка. Данный факт дает основание полагать, что простое ис-

Таблица 2

Уравнения регрессии для прогноза индивидуальных нормальных значений некоторых показателей эхокардиографии с использованием антропометрических данных (дети с ППТ>0,3м2)

Показатели	Уравнение регрессии	Точность прогноза (%)
Конечный диастолический объем лж КДО, (мл)	8,430+56,302* ППТ	96
Конечный диастолический размер, КДР	20,741+16,680*ППТ	93
Диаметр аорты на уровне синусов Вальсальвы (мм)	9,6351+9,1378*ППТ	94
Диаметр фиброзного кольца Ао (мм)	7,7927+7,4568*ППТ	89
Длинная ось ЛЖ (мм)	34,119+26,213*ППТ	87
ЗСЛЖ (толщина задней стенки левого желудочка) мм	3,3620+2,5305*ППТ	85
Межжелудочковая перегородка (мм)	3,6974+2,6035*ППТ	85
ЛА (диаметр главной легочной артерии) мм	9,2970+9,7017*ППТ	92
ФКмк (диаметр фиброзного кольца митрального клапана), мм	11,469+9,4799*ППТ	90
ФКтк (диаметр фиброзного кольца трикуспидального клапана), мм	11,665+9,3905*ППТ	86
ЛП (левое предсердие объем), мл	–3,307+26,170*ППТ	90
ПП (правое предсердие объем), мл	–5,000+36,120*ППТ	87
Диаметр фиброзного кольца клапана легочной артерии, мм	8,2912+11,959* ППТ	91
Диаметр правой легочной артерии, мм	5,2712+5,3118* ППТ	85

Примечание: ППТ – площадь поверхности тела, определенная по уравнению Дюбуа; * – статистическая значимость различий (p<0,05).

пользование нормализованного значения КДО левого желудочка у детей разного возраста неприемлемо в связи с большой ошибкой.

Выраженность редукции или увеличения левого желудочка, по нашему мнению, может быть рассчитана по отношению к индивидуально прогнозированному значению, вычисление осуществляется по формуле: дКДО= КДО/КДОп*100, где КДО – актуальный конечный диастолический объем левого желудочка, КДОп – прогнозируемый (КДОп=8,43+56,302*ППТ). Подобным образом в процентном выражении могут быть представлены практически все анализируемые эхокардиографические показатели.

Точность прогнозирования значений КДО показана на рисунке 6.

Ориентирование на процентное отклонение от прогнозируемых значений позволяет осуществлять динамическую оценку у “пограничных” пациентов. У детей в связи с непрерывным изменением антропометрических данных нормативные значения показателей, разработанных для возрастных групп, дают большие ошибки. Предлагаемые номограммы [7] достаточно многочисленны и неудобны в использовании, и точность их относительно невелика.

Для проверки “работоспособности” предложенного уравнения регрессии была сформирована отдельная группа пациентов, результаты обследования в которых не использовались в разработке формул прогноза. В опытной выборке детей (n=400) в возрасте от 4 месяцев до 18 лет прогнозируемые значения КДО достоверно отличались от измеренных, 7,77±1,64 и 7,37±1,39, разница 0,41 мл или 5,5%, что соответствует обычной внутриоператорс-кой ошибке. Соответствующим образом могут быть спрогнозированы для практического применения другие показатели, приведенные в таблице 2.

Применение индивидуальных антропометрических нормативов у детей позволяет сделать объективным суждения об увеличении или уменьшении того или иного показателя, выражая его количественно. Данный подход дает возможность индивидуально количественно харак-

Рис. 5. Изменение соотношения длинной и короткой осей левого желудочка у детей разного возраста

Рис. 6. Точность прогноза отклонения величины КДО от нормальных значений с использованием уравнения регрессии

теризовать динамику размеров камер сердца и сосудов у детей в различные возрастные интервалы, что в свою очередь значительно повышает качество длительного наблюдения детей с различной патологией сердца.

Рис. 7. Сопоставимость измерения КДО левого желудочка и фракции выброса различными способами.

Примечание: М-режим – метод одномерной эхокардиографии (Teichholz), 4к – метод двухмерной эхокардиографии по способу “площадь–длина” с использованием 4-камерной апикальной позиции, 5к – метод двухмерной эхокардиографии по способу “площадь–длина” с использованием 5-камерной апикальной позиции, Симпсон – билановый метод Симпсона, 3D – метод трехмерной эхокардиографии

Отдельным вопросом нашего исследования было изучение точности определения объема левого желудочка с использованием разных ультразвуковых методик. Наиболее точным и эталонным методом, не отличающимся от МРТ методики, считается трехмерная эхокардиография [1, 3]. Другим точным способом определения КДО левого желудочка является двухпроекционный метод Симпсона [7]. Следует отметить, что недостатком трехмерной эхокардиографии является необходимость специального оборудования, дополнительные затраты на постобработку, метод Симпсона требует времени на исследование в два раза больше чем одноплоскостные методы “площадь– длина”. В стандартных протоколах для определения КДОлж по методу “площадь–длина” рекомендуется использовать 4-камерную проекцию [4]. Для определения значимости разных методов эхокардиографической оценки объемов левого желудочка было обследовано 30 здоровых детей в возрасте от 2 до 3 лет. При использовании 5-камерной проекции точность определения объема левого желудочка одноплоскостным методом достоверно не отличалась от более трудоемких методик Симпсона и трехмерной эхокардиографии (рис. 7). Достоверных различий в оценке фракции выброса с использованием разных методик – не обнаружили. Определялась тенденция к завышению показателя при использовании М-режима. Объем ЛЖ М-режимная эхокардиография в обследованной группе завышала практически в два раза.

Выводы

• 1.    М-режимная эхокардиография не может быть использована для точного определения объемов левого желудочка у детей в возрасте до 6 мес., оптимальным является применение двухмерной эхокардиографии.

• 2.    У детей до 6 мес. левый желудочек увеличен по длинной оси и менее сферичен по сравнению со старши-

• ми возрастными группами.

• 3.    Нормированные значения конечного диастолического объема левого желудочка (КДИ) у детей не являются постоянной величиной и увеличиваются вдвое в возрасте 1–2 лет по сравнению с детьми, не достигшими 1 мес.

• 4.    Динамическая оценка объемов камер сердца, линейных размеров и диаметров крупных сосудов у детей должна осуществляться не использованием “возрастных норм”, а с применением антропометрических нормативов.

• 5.    Определение объема левого желудочка по методике “площадь–длина” с применением пятикамерного сечения у детей не уступает по точности двухпроекционному методу Симпсона и трехмерной эхокардиографии.