Новые ультразвуковые технологии в клинической практике

Фракция выброса (ФВ) ЛЖ как наиболее часто применяемый показатель систолической функции ЛЖ имеет ограничение, поскольку само измерение подвергается ошибке при очертании границ эндокарда. Кроме того, ФВ ЛЖ в большей степени описывает изменения полости ЛЖ и не всегда является отражением миокардиальной контрактильности. В настоящее время с позиции контрактильности рассматривают деформацию миокарда, ротацию и скручивание ЛЖ [1–3].

Спиральная ориентация миофибрилл ЛЖ является структурной основой вращательного движения ЛЖ, при котором верхушка сердца идет против часовой стрелки, а основание – по часовой стрелке [4–6]. Ротация верхушки по отношению к основанию по часовой стрелке в систолу приводит к скручиванию. Ротационная функция ЛЖ играет важную роль в ФВ и наполнении ЛЖ [7–10], и эта функция более чувствительна к изменениям регионарной и глобальной функции ЛЖ [9, 11–13]. Тем не менее состояние деформационных свойств, ротации ЛЖ в зависимости от типа постинфарктного ремоделирования ЛЖ, а также формы гипертрофии ЛЖ и уровня АД остается недостаточно изученными в отечественной и зарубежной литературе.

До настоящего времени сономикрометрия и магнитно-резонансная томография (МРТ) были единственными методами оценки ротации и поворота по оси ЛЖ [11, 14]. Сономикрометрия является агрессивным методом исследования, может использоваться только в эксперименте у животных, находящихся под анестезией. Использование МРТ в рутинной практике ограничено стоимостью, длительностью исследования, технической сложностью анализа данных.

Новая ультразвуковая технология Speckle Tracking Imaging (2D Strain) позволяет оценить деформацию ЛЖ не только в продольном, радиальном или поперечном направлениях или по окружности, но и дает возможность отдельно определить деформацию эндокардиального, среднего и эпикардиального слоев ЛЖ. Кроме того, эта технология позволяет оценить ротацию (Rotation) базальных, средних и верхушечных сегментов и определить вращение сердца по оси (Torsion) [1, 3].

С другой стороны, хорошо известно, что клинические симптомы и прогноз у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) более тесно взаимосвязаны с функциональным состоянием коронарного русла, а не с анатомической выраженностью атеросклеротического поражения. До недавнего времени прямая количественная оценка кровотока в магистральных коронарных артериях (МКА) была возможна только с помощью инвазивных интракоронарных методов диагностики, сопряженных с большими временными и финансовыми затратами, высоким риском осложнений и лучевой нагрузкой на больного. Усовершенствование технологий изображения, в частности, появление новых типов мультичастотных датчиков, современных эхоконтрастных препаратов и технологии второй тканевой гармоники, позволило рассматривать неинвазивные ультразвуковые методы исследования, в частности, трансторакальную эхокардиографию (ТТЭхоКГ), в качестве потенциально пригодных для серийной оценки коронарной гемодинамики. Сообщалось, что успешная визуализация дистальных отделов (д/3) ПНА и спектр коронарного кровотока в сосуде хорошего качества при ТТЭхоКГ могут быть получены в 83–100% случаев, а определение КР как показателя кумулятивной функции артерии может быть выполнено у 76–100% больных. В последние годы по мере накопления визуализа-ционного опыта появились работы об успешной ультразвуковой детекции д/3 ПКА и отдельные сообщения, касающиеся визуализации других сегментов ПНА, ПКА и первых попыток обнаружения огибающей артерии (ОА).

Цель данного сообщения: оценка механики сердца в зависимости от типа постинфарктного ремоделирования ЛЖ, формы ГЛЖ и уровня АД, изучение диагностических возможностей ТТЭхоКГ, выполненной с помощью широкополосных датчиков и технологии второй тканевой гармоники, для оценки структуры и функции МКА у больных с сердечно-сосудистой патологией.

Материал и методы

Анализ механики ЛЖ в зависимости от типа постинфарктного ремоделирования, формы ГЛЖ и уровня АД был выполнен у 137 больных в возрасте от 18 до 75 лет. При этом выделяли пациентов с ишемическим генезом и неишемическим генезом ХСН и функциональным классом (ФК) СН по NYHA III–IV. Всем пациентам была выполнена диагностическая коронарная ангиография (КАГ).

Объектом исследования для ТТЭхоКГ служили 498 человек, из которых 331 были больны ИБС, 132 – АГ и 35 – здоровые добровольцы. В группу пациентов с ИБС включали лиц в возрасте 18–70 лет с болью в левой половине грудной клетке по типу определенной или вероятной стенокардии, или безболевой ишемии миокарда, с регулярным синусовым ритмом, которым на ближайшую неделю было запланировано проведение КАГ.

Группу здоровых добровольцев составили лица в возрасте от 20 до 60 лет, не имеющие заболеваний сердца, в том числе нарушений ритма и проводимости (кроме неполной блокады правой ножки пучка Гиса), факторов риска ИБС, ожирения >I степени и атеросклеротическо- го поражения периферических артерий.

Трансторакальное ультразвуковое исследование МКА и стресс-эхокардиографическое исследование (стресс-ЭхоКГ) с оценкой КР проводили на ультразвуковых диагностических системах Vivid 7 и Vivid 7 Dimension (GE Healthcare, США) с помощью широкополосных секторных матричных датчиков M3S (1,7–3,4 МГц) и M4S (1,5– 4,3 МГц) и режима второй тканевой гармоники без эхоконтрастного усиления сигнала, КАГ – на ангиографических комплексах Coroskop Plus и Cardoskop U (Siemens, Германия).

Двухмерные изображения ЛЖ, зарегистрированные из парастернальной позиции на уровне базальных и верхушечных сегментов в серошкальном изображении при частоте кадров (frame rate) 36 и более в секунду, автоматически “замораживались” в конце систолы. Затем, используя soft-программы (Echopac PC, GE Healthcare), проводилось оконтурирование границ эндокарда, и “автоматически” были получены изогнутый М-режим и кривые ротации каждого из шести сегментов ЛЖ на уровне базальных сегментов и верхушки. По кривым, полученным из парастернальной позиции по короткой оси ЛЖ на уровне базальных сегментов и верхушки, рассчитывали ротацию (Rotation) ЛЖ в конце систолы на базальном (RotMV) и верхушечном уровнях (Rotapex) и скорость ротации (град/с–1) на базальном (RotRMV) и верхушечном уровнях (RotRapex). Поскольку верхушка в систолу движется против часовой стрелки, а базальные сегменты – по часовой стрелке, то кривая ротации верхушки в норме имеет положительное значение, а кривая ротации на базальном уровне в конце систолы – отрицательное значение [15]. Скручивание ЛЖ в конце систолы оценивали по кривой, полученной “автоматически” или количественно: ротация в конце систолы на уровне верхушки минус ротация в конце систолы на уровне базальных сегментов [15]. Поворот по оси ЛЖ рассчитывали количественно по формуле: скручивание ЛЖ / на длинник ЛЖ, оцениваемый из апикальной позиции на уровне 4 камер в конце диастолы.

По кривым, полученным из апикальной позиции на уровне 4 и 2 камер и подлинной оси, рассчитывали глобальную деформацию в продольном направлении (Global Longitudinal Strain/Strain Rate), a по кривым, полученным из парастернальной позиции на уровне ФК митрального клапана, папиллярных мышц и верхушечных сегментов, – глобальную деформацию по окружности (Global Circumferential Strain/Strain Rate).

Результаты и обсуждение

Анализ зависимости типов постинфарктного ремоделирования и ротации ЛЖ на уровне верхушки показал, что аномалия апикальной ротации ЛЖ (движение верхушки по часовой стрелке) зарегистрирована у 47,83% больных с III типом ремоделирования ЛЖ. У пациентов с I и II типом постинфарктного ремоделирования ЛЖ этот феномен выявлен у 8,11 и 16,83% пациентов соответственно [15].

Феномен “ригидной ротации”, т.е. уменьшение скручивания ЛЖ вплоть до его отсутствия, регистрируется у большинства больных ХСН, имевших расширенный комплекс QRS [16–19]. Следует отметить, что феномен “ригидной ротации” ЛЖ был впервые зарегистрирован нами у больных ХСН, имевших узкий комплекс QRS. Не было выявлено различий в частоте регистрации движения верхушки по часовой стрелке между пациентами с ишемическим и неишемическим генезом ХСН [20, 21]. Индексы сферичности и конусности ЛЖ взаимосвязаны с Rotapex у пациентов с перенесенным передним инфарктом миокарда и низкой ФВ ЛЖ, независимо от типа постинфарктного ремоделирования ЛЖ [15]. Было показано, что скорость ротации ЛЖ на уровне базальных сегментов (RotRMV) связана с индексом сферичности (r=0,66; p=0,014) у лиц с ишемическим генезом ХСН.

Скручивание ЛЖ в систолу зависит от направления движения верхушки в систолу, независимо от генеза ХСН, и оно было в большей степени сниженным у пациентов с направлением верхушки в систолу по часовой стрелке. Поворот по оси ЛЖ в систолу был ниже (Z_adj=–2,023; p=0,042) у больных с неишемическим генезом ХСН (0,19б±0,082 ° /см vs 0,324±0,259 ° /см). У пациентов с ХСН поворот по оси ЛЖ был взаимосвязан с индексом сферичности ЛЖ (линейный регрессионный анализ: ХСН неишемического генеза – beta 0,971; R=0,970; R²=0,942; F=115,008; df=1,7; p=0,00001; ХСН ишемического генеза – beta 0,846; R=0,845; R²=0,715; F=30,199; df=1,12; p=0,000001). Это является логичным, поскольку значение индекса сферичности ЛЖ взаимосвязано с ориентацией мышечных волокон и величиной угла, который они образуют в спираль [22]. Следовательно, увеличение угла спирали сопровождается увеличением индекса сферичности ЛЖ и уменьшением скручивания [23].

Исследование механики ЛЖ при АГ показало, что при концентрической ГЛЖ снижена глобальная деформация ЛЖ в продольном направлении в систолу, что свидетельствовало о субклинической систолической дисфункции ЛЖ у пациентов с нормальными значениями ФВ ЛЖ. Следует отметить, что у 11 (37,93%) из 29 больных АГ без ГЛЖ было выявлено снижение Global Longitudinal StrainAvg при ненарушенной диастолической функции ЛЖ.

Анализ деформации эндокардиального и эпикардиального слоев ЛЖ в продольном направлении и по окружности у больных с АГ в зависимости от наличия или отсутствия ГЛЖ, формы ГЛЖ показал, что глобальная деформация эндокардиального слоя ЛЖ в продольном направлении и по окружности выше глобальной деформации эпикардиального слоя как у практически здоровых лиц, так и у больных с ГЛЖ, независимо от ее формы, и у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. При концентрической ГЛЖ глобальная деформация эпикардиального слоя по окружности на уровне верхушки коррелирует со скручиванием ЛЖ (r=–0,82; р=0,003) и раскручиванием ЛЖ (r=0,65; р=0,04), а эндокардиального слоя – с раскручиванием ЛЖ (r=0,65; р=0,03). Нами выявлены различия в корреляционных связях показателей суточного профиля АД с деформацией эндокардиального и эпикардиального слоев у больных с АГ без ГЛЖ и концентрической ГЛЖ. Если у пациентов с АГ без ГЛЖ (n=29) деформация эпикардиального слоя по окружности на уровне базальных сегментов и деформация эндо- кардиального слоя ЛЖ по окружности на уровне верхушечных сегментов коррелировали с интегральными показателями систолического АД (r=0,89–0,91), то при концентрической ГЛЖ деформация эндокардиального слоя в продольном направлении коррелировала с интегральными показателями САД и диастолического АД – ДАД (для САД r=0,56–0,61; для ДАД r=–0,56–0,67).

Следует отметить, что Rotapex (r=0,61–0,69), RotRapex (r=0,66–0,82) коррелировали с уровнем ДАД и его интегральными показателями только у пациентов с АГ без ГЛЖ.

Таким образом, использование новой технологии “след пятна” позволяет по-новому взглянуть на механику сердца в зависимости от сердечно-сосудистой патологии. Это дает основание для дальнейшего изучения данного вопроса.

Установлено, что основным принципом исследования МКА при ТТЭхоКГ является не оценка анатомии коронарного русла и характеристик стенки сосудов, а изучение направления и скоростей коронарного кровотока. Частота успешной визуализации в режиме цветного допплеровского картирования и регистрации допплеровского спектра кровотока оказалась высокой для сегментов, имеющих четкую привязку к анатомическим ориентирам, в частности, ствола ЛКА (75% случаев успеха), всех сегментов ПНА (84–93% успеха) и д/3 ПКА, представленной задней межжелудочковой артерией (ЗМЖА; 90% успеха) [24].

У здоровых добровольцев линейные скорости кровотока во всех сегментах МКА были невысокими и в 95% случаев находились в диапазоне от 16 до 42 см/с. Стенозирование МКА приводило к турбулентности кровотока и увеличению систолических и диастолических скоростных параметров кровотока пропорционально выраженности сужения. Мы разработали несколько качественных, полуколичественных и количественных допплерографических критериев диагностики стенозов МКА >50%, чувствительность, специфичность и диагностическая точность которых представлена в таблице 1 [24]. Первыми, простыми в использовании, но наименее чувствительными признаками служили локальное изменение цветовой картограммы потока (alising-феномен) и повышение пиковой диастолической скорости кровотока (Vpd) более 60 см/с. Более корректно выявлять стенозы МКА >50% позволяло сравнение пиковых диастолических скоростей или их интегралов (VTId) в престенотическом и сте-

Таблица 1

Возможности ТТЭхоКГ для диагностики стенозов и хронических окклюзий МКА при условии хорошей визуализации сосудов

Критерии	Ч	Сп	ДТ
Стенозы МКА
Аliasing-феномен	45%	94%	87%
Vpd>60 см/с	52%	94%	88%
Vpdв зоне стеноза /Vpdв престенотической зоне >2,0	70%	96%	93%
(1 – VTId в престенотической зоне / VTId в зоне стеноза) Ч 100% >50%	77%	97%	95%
Хронические коронарные окклюзии
Инверсия кровотока в д/3 ПНА или СВ ПНА как критерий для ПНА	92%	98%	94%
Инверсия кровотока в ЗМЖА или СВ ПКА как критерий для ПКА	90%	96%	94%
Инверсия кровотока в ветви тупого края как критерий для ОА	75%	100%	98%

Примечание: Ч – чувствительность критерия; Сп – специфичность; ДТ – диагностическая точность.

нотическом участках. Статистический анализ, выполненный для отдельных МКА, показал, что ТТЭхоКГ демонстрирует высокую специфичность при диагностике стенозов всех сосудов, однако ее чувствительность для ОА и ПКА является низкой из-за дефектов визуализации, поэтому метод может быть рекомендован только для скринингового выявления стенозирования ствола ЛКА и ПНА.

Хронические коронарные окклюзии (ХКО) МКА при ТТЭхоКГ сопровождались изменением направления кровотока на ретроградное или ретроантероградное дистальнее поражения. Так, появление инвертированного кровотока в д/3 ПНА и/или септальных ветвях (СВ) ПНА, расцениваемое как эпикардиальное и интрамиокардиальное коллатеральное заполнение, соответственно, служило признаком ХКО ПНА. Инвертированный поток в ЗМЖА и/или СВ ПКА был критерием ХКО ПКА и расценивался как эпикардиальное и интрамиокардиальное коллатеральное заполнение соответственно. Ретроградный кровоток в ветви тупого края (ВТК) служил критерием ХКО ОА. Чувствительность и специфичность разработанных критериев при трансторакальной диагностике ХКО представлены в таблице 1 [25].

Изучение дипиридамол-опосредованного КР в д/3 ПНА было возможно в 94% случаев, в д/3 ПКА (ЗМЖА) – в 88%, в двух артериях одновременно – в 85%, тогда как в д/3 ОА – только в 31% случаев [26].

У здоровых добровольцев среднего возраста уровень КР в ПНА и ПКА составил 3,10±0,98 и 2,92±0,80, в большинстве случаев находясь в диапазоне от 2 до 4. Стенозирование ПНА и ПКА сопровождалось снижением КР дистальнее зоны стеноза, а выраженность снижения зависела от степени стенозирования сосудов. Подтверждением этого была обратная взаимосвязь между максимальным процентом стенозирования сосуда и КР в нем, составившая для ПНА –0,65, для ПКА –0,54. При стресс-ЭхоКГ с дипиридамолом у лиц с неясным генезом боли в груди КР со значением <2,0 был более чувствительным предиктором стенозов ПНА и ПКА>50%, чем появление зон с нарушенной локальной сократимостью – НЛС (86 и 63% соответственно; p<0,001), но несколько менее специфичным (80 и 88% соответственно; p=NS), и диагностическая точность двух методов не имела статистически значимых различий – 80 и 82% для НЛС и КР соответственно. Очень хорошие результаты показало комбинирование двух методик. Дополнение стандартной стресс-ЭхоКГ оценкой КР в ПНА уже повышало чувствительность теста с 63 до 73%, а определение КР в двух артериях (и ПНА, и ПКА) приводило к приросту чувствительности до 91%, сопровождаясь лишь небольшой утратой специфичности. Повышение чувствительности комбинированного теста происходило за счет улучшения диагностики умеренных (50–70%) стенозов и однососудистого поражения, при которых стандартный тест с оценкой НЛС часто был отрицательным.

Рис. 2. Кривая ROC-анализа для показателя отношения Vmax diast/Vmax syst <2,0 и >2,0 в дистальном сегменте ПНА

Рис. 1. Roc-кривая значения КР в дистальном сегменте ПНА в зависимости от степени снижения САД (А) и ДАД (Б) в ночное время у больных АГ с концентрической ГЛЖ и ангиографически не измененными коронарными артериями

Анализ взаимосвязей значений КР с суточным профилем АД у больных АГ показал, что только у больных с концентрической ГЛЖ была выявлена взаимосвязь между степенью снижения САД в ночное время и величиной КР в дистальном сегменте ПНА и отсутствие данной связи между КР и степенью снижения ДАД в ночное время. Так, у пациентов, относившихся к подгруппе лиц “nondippers” по САД, у 48 (85,7%) из 56 пациентов значения КР в дистальном сегменте ПНА были менее 2,0, в то время как в подгруппе “dippers” КР менее 2 наблюдался только в одном случае (4,34%) из 23 пациентов. Сравнительный анализ суточного индекса по ДАД показал, что КР менее

2,0 в дистальном сегменте ПНА был зарегистрирован у 23 (71,8%) из 32 пациентов “non-dippers” и у 26 (54,16%) из 48 “dippers”. Полученные данные свидетельствуют о том, что у пациентов с АГ и концентрической ГЛЖ, относящихся к подгруппе “non-dippers” по степени снижения САД, КР снижен. В подтверждение вышесказанного нами был проведен ROC-анализ. Площадь под кривой была равной 0,857 для степени снижения САД в ночное время и 0,60 – для степени снижения ДАД (рис. 1) [27].

Оценка максимальной скорости потока в период диастолы и систолы в дистальном сегменте ПНА у пациентов с ХСН позволила дифференцировать больных ИБС с тяжелой левожелудочковой дисфункцией и пациентов с ХСН неишемического генеза по значению показателя Vmax diast/Vmax syst более 2,0. Чувствительность, специфичность и диагностическая точность составили 83,33; 76,66 и 80,5% соответственно, а точность положительного и отрицательного предсказания отнесения пациента в группу лиц с неишемическим генезом ХСН составила 83,3 и 76,6% соответственно. Площадь под кривой ROC-анализа – 0,77 (рис. 2) [28].

Таким образом, ТТЭхоКГ с использованием широкополосных датчиков и технологии второй тканевой гармоники является адекватным методом визуализации ствола ЛКА, ПНА на всем протяжении и дистальных отделов ПКА. Метод может быть полезен для неинвазивной однократной или серийной диагностики стенозов ствола ЛКА и ПНА, хронических окклюзий ПНА и ПКА, оценки кумулятивной функции ПНА и ПКА на основании исследования КР, а также исследований коронарной артериальной гемодинамики в покое и при нагрузке.