New echocardiographic predictors of the fatal outcome of pulmonary embolism

Обоснование

Эхокардиография (ЭхоКГ) является самым доступным и распространенным неинвазивным методом оценки наличия изменений морфологии и дисфункции правого желудочка у пациентов с тромбоэмболией легочной артерии (ТЭЛА) [1; 2].

К ЭхоКГ критериям перегрузки объемом или давлением, дисфункции правого желудочка относятся: увеличение отношения конечно диастолического размера правого и левого желудочков в четырехкамерной позиции более 0,6, а для гемодинамически значимой ТЭЛА — более 0,9; дискинезия свободной стенки правого желудочка при сохраненной подвижности верхушки (признак McConell); систолическая экскурсия кольца трикуспидального клапана (TAPSE) менее 16 мм; наличие трикуспидальной регурги- тации 2 степени и больше; сочетание времени ускорения кровотока в выносящем тракте правого желудочка менее 60 мс с максимальным систолическим градиентом на трикуспидальном клапане менее 60 мм рт. ст. (признак “60/60”); расширение нижней полой вены более 20 мм со снижением ее коллабирования при дыхании; повышение систолического давления в легочной артерии более 30 мм рт. ст. [3–7]. Наличие этих критериев у больных ТЭЛА сопряжено с 2–3 кратным увеличением вероятности неблагоприятных исходов, таких как наступление смерти и развитие хронической тромбоэмболической легочной гипертензии [8; 9]. Поэтому эти параметры во многих шкалах, включенных в клинические рекомендации разных медицинских обществ, рассматриваются как предикторы неблагоприятных исходов у пациентов с ТЭЛА, [2; 10–12].

Однако ЭхоКГ продолжает относиться к косвенным методам оценки тяжести и прогноза исхода заболевания из-за не высоких специфичности и чувствительности для большинства параметров, что обуславливает сохраняющийся интерес многих исследователей в поиске новых более значимых ЭхоКГ критериев [13–15]. В первую очередь это касается измерения давления в легочной артерии, так как существующий метод, основанный на определении скорости трикуспидальной регургитации с последующим, при помощи упрощенной формулы Бернули, расчетом «систолического давления в легочной артерии», путем прибавления к полученному результаты условного давления в правом предсердии. На самом деле по данной формуле рассчитывается давление в правом желудочке, а не в легочной артерии, которое способно только косвенно отражать тяжесть течения ТЭЛА [16–19].

Установление более точного метода определения давления в легочной артерии может способствовать установлению более значимых предикторов тяжести и исхода ТЭЛА.

Цель исследования

Установить прогностическую значимость для наступления смертельного исхода у больных тромбоэмблией легочной артерии расчетных давления в легочной артерии, градиента давления и работы правого желудочка на клапане легочной артерии.

Материалы и методы

Проанализировано течение заболеваний у 428 пациентов с ТЭЛА, находившихся на стационарном лечении с 2010 по 2022 гг. В зависимости от исходов заболевания и выраженности клинической симптоматики, а также признаков перегрузки правых отделов сердца по данным ЭхоКГ, пациенты были распределены в три группы.

В первую группу вошли 42 пациента, у которых, несмотря на проводимую терапию, исходом заболевания стала смерть (ТЭЛА со смертельным исходом). Мужчин было 18 (42,9 %) человек, женщин — 24 (57,1 %). Возраст пациентов колебался от 34 до 92 лет, средний возраст составил 66,5±12,0 лет. Распределение по проксимальному уровню наличия тромботических масс в ветвях легочной артерии было следующим: главные легочные артерии — 16,7%, долевые — 54,8%, сегментарные артерии — 28,5%.

Вторая группа представлена 244 больными, которые поступили в стационар с признаками перегрузки правых отделов сердца и клиническими симптомами разной степени выраженности (ТЭЛА выраженная). На фоне терапии у всех больных было отмечено клиническое и лабораторное улучшение состояния. По завершению лечения в стационаре все они были выписаны для дальнейшего амбулаторного лечения. Возраст колебался в диапазоне от 23 до 95 лет, средний возраст составил 63,3±14,2 лет. Мужчин было 131 человек, женщин — 113. Распределение по проксимальному уровню наличия тромботических масс в ветвях легочной артерии было следующим: главные легочные артерии — 19,7%, долевые — 53,7%, сегментарные артерии — 26,6%.

Третью группу составляли 142 пациента, у которых не было лабораторно-инструментальных критериев ТЭЛА, симптоматика была крайне скудная или вовсе отсутствовала, а заболевание было установлено как «диагностическая находка» (ТЭЛА асимптомная). У всех пациентов данной группы ТЭЛА не носила жизниугрожа-ющего характера, и не влияла на положительный исход лечения. Эта группа являлась контрольной для проверки гипотиз. Возраст больных в данной группе был от 28 до 80 лет, средний возраст составил 55,5±16,2 лет. Мужчин было 70 человек, женщин — 72. Распределение по проксимальному уровню наличия тромботических масс в ветвях легочной артерии было следующим: главные легочные артерии — 6,3%, долевые — 16,2%, сегментарные артерии — 77,5%.

Группы были сопоставимы по давности развития ТЭЛА, объему поражения легочного русла, сопутствующим заболеваниям, длительности терапии.

Всем больным в первые сутки госпитализации выполняли общеклинические и биохимические исследования крови, в том числе определение плазменных концентраций тропонина и Д-димера, электрокардиографию, ЭхоКГ, ультразвуковую допплерографию вен нижних конечностей. Окончательный диагноз ТЭЛА и объем поражения легочного русла устанавливался по результатам КТ-ангиопульмонографии. Перед выпиской из стационара эти же исследования выполнялись повторно.

Лечение этих пациентов осуществляли согласно стратификации риска ранней смерти от ТЭЛА Европейского общества кардиологов.

Критериями включения пациентов в исследование были: возраст 18 лет и старше; наличие достоверно подтвержденной, при помощи КТ- ангиопульмонографии, тромбоэмболии легочной артерии; выполнение всех вышеперечисленный, необходимых для верификации и оценки тяжести состояния лабораторных и инструментальных исследований.

Критериями исключения пациентов из исследования были: неполный объем лабораторных и инструментальных исследований, смерть или выписка пациента из стационара до проведения всех необходимых исследований в полном объеме.

На основании законов элементарной физики и физиологии были разработаны методы определения давления в легочной артерии, градиента давления и работы правого желудочка на клапане легочной артерии [17; 18; 20].

Определение градиента давления (∆Pла) вычислялось согласно формуле объема жидкости протекающий через отверстие определенного диаметра под градиентом давления на разных сторонах отверстия:

/2хДР

Где: V — объем крови вытекающий через отверстие за единицу времени, учитывая что по законам физиологии объем крови за одну систолу в аорту и легочный ствол одинаковы, то в данном случае использовался ударный объем сердца (УО); µ — коэффициент сжатия струи, равный для малых отверстий 0,62; S — площадь отверстия, через которое течет кровь, в данном случае площадь отверстия клапана легочной артерии; ДР — градиент давления на клапане, в данном случае легочной артерии ( Д Рла); р — плотность крови, равная 1060 кг/м³.

Учитывая что площадь отверстия равна S = 3,14r2, где r — радиус потока крови через клапан легочной артерии и после приведения используемых при расчетах величин в единую систему СИ, а именно мл и мм в метры, а Паскали в мм рт. ст. — ДPла рассчитывалась как:

Д Pла = (УО² х 10³)/(7,6 х г⁴)

Где: Д Pла — разность давления в правом желудочке и легочной артерии в мм рт. ст.; УО — ударный объем сердца за одну систолу, значения вносились, полученные при ЭхоКГ в мл; r — радиус ширены потока крови на клапане легочной артерии, учитывался в полученных при ЭхоКГ значениях в мм.

Для расчета истинного давления в легочной артерии (Рла) использовалась формула:

Рла = Рпж- Д Pла,

Где: Рла — расчетное давление в легочной артерии измеряемое в мм рт. ст.; Рпж — давление в правом желудочке, которое в настоящее время рассчитывается как «систолическое давление в легочной артерии» при ЭхоКГ в мм рт. ст.; Д Pла — разность давления в правом желудочке и легочной артерии, который рассчитывался по установленной ранее формуле в мм рт. ст.;

Проведен расчет работы сердца на клапане легочной артерии, по преодолению током крови отверстия клапана легочной артерии, которая согласно законам физики, после перевода в единые измерения системы СИ, а именно мм рт. ст. в Па и см3 в м3 определялась по формуле:

Ала = 133, 3 х УО х 10^-6 хД Рла

Где: Ала — работа на клапане легочной артерии, измеряемая в Джоулях (Дж); УО — ударный объем сердца, значения вносились, полученные при ЭхоКГ в миллилитрах; Д Рла — расчетный градиент давления на клапане легочной артерии, который рассчитывался по установленной ранее формуле в мм рт. ст.

При помощи методов описательной статистики были определены средние значения исследуемых показателей, проведено их сравнение. При помощи корреляционного анализа, анализа отношения шансов, определения диагностических характеристик с построением ROC-кривых были установлены их прогностические значения для исходов ТЭЛА. Проведено сравнение полученных результатов с широко используемами ЭхоКГ критериями дисфункции правого желудочка. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием компьютерной программы «Statistica 10».

Результаты и обсуждение

Произведя расчеты, было установлено, что Л Pла в группе больных ТЭЛА со смертельным исходом колебалась в диапазоне от 4 до 8 мм рт. ст., в среднем 5,7±1,3 мм рт. ст., что значительно ниже (р<0,01) чем во второй и третьей группах, где этот показатель был от 12 до 40 мм рт. ст. и от 22 до 27 мм рт. ст., в среднем 22,3±11,2 мм рт. ст. и 24,1±2,8 мм рт. ст. соответственно (Рис. 1).

Из всех сравниваемых групп обращает на себя внимание наиболее широкий диапазон колебания уровня Д Pла у пациентов второй группы, что сопряжено с высокой вари-абильностью у этих пациентов клинических проявлений, лабораторных и инструментальных симптомов от едва значимых до тяжелых проявлений заболевания. Но ни у одного из этих пациентов, даже с нестабильной гемодинамикой не зарегистрировано снижение Д Pла менее 12 мм рт. ст., что всегда наблюдалось у больных ТЭЛА со смертельным исходом заболевания. В подтверждение последнего установлена сильная корреляционная зависимость (r = 0,91) между снижением Л Pла и гемодинамической не стабильностью пациента, а также смертельным исходом. Исходя из полученных данных можно утверждать, что чем ниже уровень установленного расчетного градиента давления на клапане легочной артерии, тем выше сопротивление току крови из правого желудочка, следовательно меньше выбрасывается крови в легочную артерию, а значит хуже прогноз выживаемости пациента.

Полученные расчетные значения давления в легочной артерии также свидетельствуют об этом. Установлено, что у пациентов в группе с асимптомной ТЭЛА Pла колебался в диапазоне от 2 до 9 мм рт. ст., что соответствует физиологической норме давления в легочной артерии в момент начала систолы. Установлено, что степень его повышения коррелирует с выраженностью нестабильности состояние пациента (Рис. 2).

0__

ТЭЛА со смертельным исходом п = 42

ТЗЛА выраженная п = 224

ТЭЛА асимптомная п = 142

Группа больных

Рис. 1. Уровень расчетного градиента давления в легочной артерии у больных ТЭЛА в сравниваемых группах.

70,

60,

50, 40,

30 _

20 _ Io-

О..

р<0,01

0,4

0,35_ 0,3.

0.25

0,2.

0,15_

0.1 _

0,05_

0„

р<0,01

ТЭЛА со смертельным исходом п=42

ТЭЛА выраженная п = 224

ТЭЛА асимптомная п = 142

ТЭЛА со смертельным исходом п = 42

ТЭЛА выраженная п = 224

ТЭЛА асимптомная п = 142

Группа больных

Группа больных

Рис. 2. Уровень расчетного давления в легочной артерии у больных ТЭЛА в сравниваемых группах.

Рис. 3. Работа правого желудочка на клапане легочной артерии у больных ТЭЛА в сравниваемых группах.

Установлено, что у 63,2% пациентов при повышении рас-счетного давления в легочной артерии более от 25 мм рт. ст. было повышение уровня плазменной концентрации тропонина, у 84,4% больных при повышении данного показателя более 35 мм рт. ст. ТЭЛА была гемодинамически значимой, у 92,2% пациентов повышение рассчетного давления в легочной артерии более 45 мм рт. ст. ассоциировалось со смертельным исходом. Эти суждения подтверждаются результатами корреляционного анализа, коэффициенты которого были r = 0,75, r = 0,81, r = 0,90 соответственно.

Проведя анализ работы правого желудочка не было установлено достоверных различий по данному показателю среди сравниваемых групп (р>0,05). Но, рассчитав работу правого желудочка на клапане легочной артерии, было установлено, что у больных в группе со смертельным исходом она не превышала 0,04 Дж, а в 71% случаев была менее 0,02 Дж. что достоверно ниже (р<0,01), чем в остальных группах сравнения (Рис. 3).

Что подтверждается и при помощи корреляционного анализа, при котором установлена сильная зависимость между снижением работы правого желудочка на клапане легочной артерии менее 0,05 Дж и смертельным исходом (r = 0,96).

Были оценены диагностические характеристики исследуемых расчетных показателей. Наиболее высокие они были для градиента давления на клапане легочной артерии и работы правого желудочка на клапане легочной артерии. Диагностическая чувствительность и специфичность этих критериев составила 100%, 98,7% и 97,6%, 98,7% соответственно (Табл. 1).

На основании полученных результатов построены ROC кривые для расчетного давления в легочной артерии, градиента давления и работы правого желудочка на клапане легочной артерии (Рис. 4).

При помощи анализа отношения шансов было установлено, что наиболее значимо повышает вероятность летального исхода снижение градиента давления на клапане легочной артерии менее 10 мм рт. ст. (ОШ 79,1; 95% ДИ 17,4–99,7; p<0,01) и уменьшение работы правого

Табл. 1. Диагностические характеристики исследуемых параметров

Параметр

Градиент давления на клапане легочной артерии

Расчетное давление в легочной

артерии

Работа правого желудочка на клапане легочной артерии

Диагностическая характеристика

Чувствительность Специфичность

100%

98,7%

66,7%

78,3%

97,6%          98,7%

Специфичность в %

— ДРла — Рла — Ала

Рис. 4. ROC кривые для расчетного давления в легочной артерии, градиента давления и работы правого желудочка на клапане легочной артерии.

желудочка на клапане легочной артерии значительно менее 0,05 Дж (ОШ 71,4; 95% ДИ 10,6–78,7; p<0,01), а также, в меньшей степени, повышение расчетного давления в легочной артерии (ОШ 29,6; 95% ДИ 12,1–48,7; p = 0,03)

Проведено сравнение исследуемых расчетных показателей и общепринятых, наиболее значимых, критериев ЭхоКГ по результатам корреляционного анализа и диагностическим характеристикаи. Установлено, что по корреляционному ананализу расчетные показатели разработанные нами превосходят общепринятые, где для наступления смертельного исхода набольшие значения отмечались для увеличения отношения конечно диастолического размера правого и левого желудочков в четырехкамерной позиции более 0,9 (r = 0,54), уплощения и парадоксального

сокращения межжелудочковой перегородки (r = 0,62), дискинезии свободной стенки правого желудочка при сохраненной подвижности верхушки (r = 0,72), TAPSE менее 16 мм (r = 0,72). По диагностическим характеристикам так же установлено преимущество предлагаемых методов, по сравнению с широко распространенными, где набольшие чувствительность и специфичность были у признака McConell, 72,1% и 70,3%, соответственно.

Выводы.

• 1.    Чем ниже градиент давления на клапане легочной артерии, тем, закономерно, меньше разница давления на разных концах клапана легочной артерии, соответственно более тяжелое состояние пациента, так как уменьшается объем выбрасываемой в легочный ствол крови;

• 2.    Установлены расчетные значения давления непосредственно в легочной артерии, которые сопоставимы с данными получаемыми при инвазивном определении;

• 3.    Разработан новый, высоко информативный расчетный показатель перегрузки правого желудочка — работа правого желудочка на клапане легочной артерии.

• 4.    Все представленные расчетные показатели обладают прогностической значимостью с высокими чувствительностью и специфичностью.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (The authors declare no conflict of interest).