Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные методы определения сократительной способности миокарда (обзор литературы) .
1.1. Значимость определения сократительной способности миокарда в современной клинической практике .
1.2. Инвазивные методы оценки сократительной способности миокарда 17
1.3. Малоинвазивные методы оценки сократительной способности миокарда. 23
1.4. Неинвазивные методы оценки сократительной способности миокарда 30
1.5. Баллистокардиографический метод оценки работы сердца 38
Глава 2. Материал и методы исследования 50
2.1. Клиническая характеристика обследованных пациентов 50
2.2. Методы исследования . 52
2.3. Статистическая обработка полученных результатов . 61
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований . 63
3.1. Создание алгоритма компьютерной обработки баллистокардиограммы для оценки состояния систолической функции сердца .
3.2. Характеристика структурно-функциональных параметров сердца у 66 обследованных пациентов по данным эхокардиографии .
3.3. Характеристика показателей БКГ у обследованных пациентов 73
3.4. Характеристика показателей центральной гемодинамики в обследуемых группах, полученных расчетным методом М. Ю. Сафронова 77
Глава 4. Взаимосвязи эхокардиографических данных с показателями баллистокардиографии и расчетного экг метода м. ю. сафронова у обследованных пациентов по результатам корреляционного анализа 79
Глава 5. Возможности определения сократительной способности миокарда методом количественной вертикальной модифицированной баллистокардиографии (результаты дискриминантного и дисперсионногоанализа) 90
Глава 6. Обсуждение результатов . 99
Выводы 108
Практические рекомендации . 109
Список сокращений 110
Список литературы
- Инвазивные методы оценки сократительной способности миокарда
- Статистическая обработка полученных результатов
- Характеристика структурно-функциональных параметров сердца у 66 обследованных пациентов по данным эхокардиографии
- Характеристика показателей центральной гемодинамики в обследуемых группах, полученных расчетным методом М. Ю. Сафронова
Инвазивные методы оценки сократительной способности миокарда
Сердечно-сосудистая система с ее сложными механизмами регуляции (нейрогуморальными и нервнорефлекторными) представляет собой функциональную систему, конечным результатом деятельности которой является обеспечение заданного уровня функционирования целостного организма, обеспечивая своевременное адекватное кровоснабжение соответствующих органов и структур. (Зильбер А. П. Этюды критической медицины. В 5 т. Петрозаводск, 1996. Т. 1. C. 124; Баевский Р. М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. М.: Медицина, 1997. C. 236). Снижение функциональной способности миокарда при поражении сердца и сосудов является слeдствием чрезмерной и непрерывной перегрузки его увеличенным объемoм крови, поступающей в камеры сердца во время диастолы, либо следствием повышенного сопротивления оттоку крови во время систолы. Нагрузка объемом имеет место при усилении притока крови при артериовенозных анастомозах, вследствие обратного тока крови при пороках сердца с недостаточностью клапанов. Нагрузка сопротивлением возникает в случае препятствия току крови у больных со стенозом аорты или легочной артерии, с гипертензией большого или малого круга кровообращения. Снижение контрактильности миoкарда может развиться также в результате уменьшения объема функционирующей сердечной мышцы, главными причинaми которого являются кардиосклероз или изменения, характерные для ишемической болезни сердца (ИБС). Снижение сократительной способности сердца чаще всего оказывается следствием изменений в метаболизме миокарда, в результате которых нарушается способность миокарда обращать химическую энергию обмена в механическую энергию, реализующуюся в сокращении. Митохондрии первыми реагируют на изменения в функциональном состоянии клетки, и повреждение их тонких структурно-функциональных связей ведет к подавлению активности окислительно-восстановительных ферментов (Чазов Е. И.
Рациональная фармакотерапия сердечно-сосудистых заболеваний. М.: Медицина, 2005. C. 456). В зависимости от степени снижения сократительной способности миокарда изменения гемодинамики выражены в разной степени. Показателем сократительной способности сердца является напряжение, которое миокард развивает при каждом сокращении. Именно на создание сократительного напряжения сердечной мышцы в основном расходуется энергия потребляемого кислорода. Сокращение сердца сопровождается изменениями давления в его полостях и артериальных сосудах, возникновением тонов сердца, появлением пульсовых волн.
Раннее и своевременное выявление нарушения сократительной способности миокарда является основополагающим в тактике лечения пациента, определяет дальнейший прогноз выживаемости и качество жизни пациента (Беленков Ю. Н. Функциональная диагностика сердечно-сосудистых заболеваний. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 976 с; Рыжкова Д. В. Позитронно-эмиссионная томография в комплексной диагностике ишемической болезни сердца: дисс. … д-ра мед. наук : 14.00.19, 14.00.06. Т., 2008. 342 с; Назаренко Г. И. Общепринятые алгоритмы для оценки факторов риска ИБС и генетические полиморфизмы // Сердце: журн. для практик. врачей. 2009. Т. 8, № 2. С. 104–107). Определение уровня сократительной способности миокарда (прежде всего, фракции выброса левого желудочка), зон его жизнеспособности является важнейшим критерием оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы, определения риска фатальных осложнений при течении заболевания, в ходе терапии, а также любого кардиохирургического вмешательства (Самойленко В. В. Ишемическая болезнь сердца. М.: МИКЛОШ, 2005. 147 с; Беленков Ю. Н. Кардиология: нац. руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 1232 с). Низкие показатели фракции выброса (менее 12 %), обусловленные значительной площадью рубцовых изменений миокарда или диффузным поражением сердечной мышцы, ограничивают применение традиционных вмешательств, часто являются показанием к трансплантации сердца или имплантации элементов искусственного сердца. Большой интерес представляет наблюдение за изменениями контрактильности миокарда во время оперативных вмешательств, в условиях интенсивной терапии, и что немаловажно, при определении наиболее физиологичного места установки стимулирующего электрода в желудочек во время имплантации ПЭКС (Диденко М.В. Новый интраоперационный метод определения оптимальной позиции правожелудочкого электрода при имплантации постоянного электрокардиостимулятора // Вестник аритмологии. Санкт-Петербург, 2012. №67. С. 39–42).
Существует достаточное количество информативных методов оценки нарушений сократительной способности сердечной мышцы. Каждый из них, используемый в клинической практике, имеет определенные преимущества и недостатки, в зависимости от условий применения и задач, стоящих перед клиницистами.
Статистическая обработка полученных результатов
В соответствии с целями и задачами работы, всем больным проводилось электрокардиогафия, эхокардиографическое исследование, включающее допплерэхокардиографию и тканевую миокардиальную допплерэхокардиографию, количественная вертикальная модифицированная баллистокардиография и спироартериокардиоритмография (САКР). САКР проводился в связи с тем, что в данном аппаратно-программном комплексе заложена методика расчетного электрокардиографического метода определения объемных параметров сердца с расчетом ударного объема и фракции выброса. Электрокардиография.
Запись электрокардиограммы в покое осуществляли по обычной методике (в 12 отведениях), при поступлении пациентов в стационар, с помощью электрокардиографа «Bioset-8000» (HORMANN, Германия), при скорости протяжки бумажной ленты 50 мм/с. Наряду с источником ритма, частотой сердечных сокращений, определялось положение электрической оси сердца, условие, необходимое для правильного расположения грудных электродов при проведении САКР.
Эхокардиография и тканевое миокардиальное допплерэхокардиографическое исследование.
Исследования были проведены по стандартным методикам одним специалистом в режиме сканирования на приборе ACUSON Sequoia 512 (США) с использованием датчика с углом сканирования 86 градусов (частота ультразвука 3,5 МГц, максимальная глубина локации 21 см, 256 ультразвуковых линий в кадре). Исследование проводилось в положении больного на спине и/или на левом боку при свободном дыхании.
Размеры правого желудочка определялись из парастернальной позиции по длинной оси в 2Д режиме.
Согласно мнению экспертов Европейской эхокардиографической ассоциации и Американского эхокардиографического общества наиболее предпочтительным способом расчета объемов ЛЖ является биплановый метод дисков (модифицированный метод Симпсона) в В-режиме (Васюк Ю. А. Рекомендации по количественной оценке структуры и функции камер сердца // Российский кардиологический журнал. 2012. Т. 3, № 95. С. 1-28). Измерения производили из четырехкамерной и двухкамерной позиции. Определяли конечно-диастолический (КДО), конечно-систолический (КСО) и ударный объемы (УО) ЛЖ. Фракцию выброса ЛЖ рассчитывали по формуле: ФВ = УО/КДО 100 %, где УО - ударный объем (мл), рассчитываемый по разнице КДО и КСО.
Диастолическая функция левого желудочка была оценена в режиме импульсной допплерэхокардиографии с частотой излучателя 2,5 МГц. Диастолический трансмитральный кровоток (ТМК) изучался при локации из апикального доступа в четырехкамерной проекции.
По кривой диастолического ТМК определялись следующие показатели: максимальная скорость потока раннего диастолического наполнения (Ve, см/с), максимальная скорость потока позднего (активного) наполнения (Va, см/с), отношение максимальной скорости раннего диастолического наполнения к максимальной скорости позднего наполнения (Ve/Va, усл. ед).
Тканевую миокардиальную допплерографию (ТМДГ) левого желудочка проводили в импульсном режиме с регистрацией нескольких последовательных сердечных циклов при спокойном дыхании пациента. Исследование регионарного продольного движения межжелудочковой перегородки, боковой, передней и задней стенок ЛЖ проводили на уровне фиброзного кольца из верхушечного доступа в позиции по длинной оси ЛЖ на 4 и 2 камеры сердца. Допплерограммы передней и нижней стенок ЛЖ получены в позиции на 2 камеры; МЖП и боковой - в позиции на 4 камеры.
Измерения в импульсном режиме проводили в режиме on-line. Устанавливали оптимальные фильтры и настройки усиления, чтобы минимизировать шум. Подобрав адекватный скоростной диапазон (15-20 см/с) контрольный объем размером меньше 5 мм располагали в области исследуемого региона миокарда максимально параллельно направлению движения исследуемых структур. Измерение эхокардиографических показателей осуществляли в пяти сердечных циклах, учитывая средние значения. Рассчитывали следующие регионарные параметры: скоростные - максимальные скорости трех основных пиков (систолического Sm и двух диастолических- Em и Am). Количественная вертикальная модифицированная баллистокардиография. Исследования БКГ проведены с помощью аппаратно-программного комплекса «Инокард», состоящего из баллистокардиографической платформы и компьютера с программным обеспечением (рисунок 2.1), предоставленного для проведения исследований Конструкторским Технологическим Бюро «Биофизприбор» (г. Санкт-Петербург). Рисунок 2.1 – Аппаратно-программный комплекс «Инокард» и интерфейс программного обеспечения. Для регистрации показателей обследуемый размещался на баллистокардиографической платформе в кресле, в одежде и обуви, с наложением электродов на конечности для регистрации стандартных отведений ЭКГ. Продолжительность регистрации составляла в среднем 3-4 минуты в зависимости от частоты сердечных сокращений пациента. После автоматической обработки динамического ряда колебательных кривых получали усредненный БКГ комплекс, автоматически синхронизированный с ЭКГ, в котором по оси ординат отражалась динамика силы циркулирующей крови вызванной сердечными сокращениями, а по оси абсцисс – временные показатели длительности волн (рис. 2.2). В программе предусмотрена также ручная коррекция положения границ волн БКГ.
Характеристика структурно-функциональных параметров сердца у 66 обследованных пациентов по данным эхокардиографии
Таким образом, разнонаправленные слабые взаимосвязи между объемными размерами ЛЖ указывают, по нашему мнению, на слабые возможности метода М. Ю. Сафронова по их определению. Существует положительная слабой силы взаимосвязь между значениями УО и ФВ, полученными разными методами, однако при рассмотрении диаграммы рассеивания (рисунок 4.6) становится понятно, что и для этого показателя диагностическая ценность методики не высока.
Аналогичные сопоставления оказались характерны и при изучении взаимосвязей между фракцией выброса, рассчитанной методом М. Ю. Сафронова и скоростными эхокардиографическими характеристиками движения миокарда в систолу желудочков (Sm) в проекции различных сегментов ЛЖ. Получены взаимосвязи слабой силы (таблица 4.5) между показателями, не позволяющие расценивать их, как достоверные.
Корреляционная плеяда взаимосвязи объемных показателей левого желудочка и ФВ полученных электрокардиографическим расчетным методом (САКР) с объемными показателями левого желудочка и ФВ по данным ЭХОКГ представлена на рисунке 4.7.
В нашей работе особый интерес представляла задача выявления возможных закономерностей в формировании амплитудно-временной модели волнового спектра, получаемой при баллистокардиографическом исследовании пациентов с различным состоянием сократительной способности миокарда. Проведена попытка разработки решающего правила, позволяющего с высокой степенью достоверности выделять лиц с нарушением насосной функции сердца. С этой целью был использован дискриминантный анализ – метод многомерной статистики, применяемый для решения задач классификации и позволяющий отнести объект с определенным набором признаков к одному из известных классов.
Для построения решающего правила методом дискриминантного анализа нами использовались только переменные, измеренные в количественной шкале. Вся матрица показателей КВМБКГ использовалась в качестве обучающей информации. Группирующим служил признак принадлежности пациентов к одному из трех типов по данным ФВ, полученных при ЭхоКГ: 1 – нормальная СФ ЛЖ (ФВ 55%); 2 – умеренно сниженная СФ ЛЖ (35% ФВ 55%); 3 – резко сниженная СФ ЛЖ (ФВ 35%). После предварительной оценки совокупности признаков БКГ были отобраны амплитудные и временные характеристики систолических волн H, I, J, K (таблица 5.1), как наиболее информативные переменные в нашей модели.
По выбранным признакам максимальный уровень критерия значимости составил F=24,69 при P 0,0001, что свидетельствует о высокой чувствительности сформированной модели. Проведение анализа структуры взаимосвязи между группами также подтвердило высокое качество ее классификации (таблица 5.2).
Для практического применения полученной дискриминантной модели использовался расчет значений данных классификационных функций по результатам обследования каждого конкретного пациента. Подставив в каждое уравнение значения характеристик волн конкретного больного, рассчитывались линейные классификационные функции, после чего можно пациента отнести к конкретной группе по наибольшему значению.
Данные проверки чувствительности решающих правил дискриминации, как дополнительная мера оценки различий между группами, свидетельствуют о хорошей разделительной способности выбранной модели (таблица 5.3).
При проверке результатов с помощью математического анализа по классификации пациентов, неправильно отнесенных к соответствующим группам, в 1-й группе трое пациентов определено во 2-ю группу (процент правильности решения составляет 97,3%). В 3-й группе один пациент неправильно отнесенный во вторую группу (процент правильности решения составляет 96,43%).
Характеристика показателей центральной гемодинамики в обследуемых группах, полученных расчетным методом М. Ю. Сафронова
В изученной нами литературе нет данных об изменении длительности систолических волн БКГ в зависимости от снижения систолической функции миокарда, но есть четкие данные, свидетельствующие о том, что при снижении контрактильности миокарда временные показатели центральной гемодинамики существенно изменяются (Kass D. A. Ventricular resynchronization: pathophysiology and identification of responders // Rev. Cardiovasc. Med. 2003. N 4, Suppl. 2. P. S3– S13).
Фаза быстрого изгнания характеризуется следующими внутрисердечными процессами: резким повышением внутрижелудочкового и аортального давлений, достигающих пика в конце фазы, существенным уменьшением объема желудочков и сильным повышением скорости аортального кровотока, также достигающего максимума в это время (Камкин А. Г. Атлас по физиологии. В двух томах [Том 2]: [учеб. пособие]. М.: ГЭОТАР–Медиа, 2012. 448 с). При сердечной слабости эти процессы существенно нарушаются. Одним из основных фазовых синдромов поликардиографии, где отмечается укорочение периода изгнания, является синдром гиподинамии (Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М: Медицина, 1965. 159 с). Наиболее часто он встречается при диффузном кардиосклерозе, дилатации, аневризме сердца. Ни один из неинвазивных методов изучения кровотока не позволяет отчетливо выделить время периода быстрого изгнания. Поэтому накопление баллистокардиографических данных в будущем, возможно, приведет к разработке очередного критерия оценки степени сердечной слабости, основанного на анализе амплитудно-временных характеристик волны I.
Сравнение такого интегрального параметра, как площадь под кривой волны, также выявило существенные отличия, максимально выраженные между лицами с нормальной и резко сниженной насосной функцией, особенно среди волн, наиболее значимо отражающих систолический период работы сердца. Учитывая, что площадь волны БКГ является интегральной производной амплитуды и времени волны, полученные нами данные уменьшения площади волн у лиц со сниженной систолической функцией миокарда вполне закономерны и подтверждают результаты других исследований (Inan O. T. Non-invasive cardiac output trending during exercise recovery on a bathroom-scale-based ballistocardiography. P. 261–274).
При отборе из наиболее весомых признаков общего массива числовых характеристик систолических волн баллистокардиограммы с помощью дискриминантного и канонического анализов представилась возможность разработать решающее правило, позволяющее с высокой степенью вероятности (94%), выделять лиц с различным нарушением насосной функции сердца.
К сожалению, выделить на баллистокардиограмме участки, имеющие корреляционные взаимосвязи с эхокардиографическими признаками диастолической дисфункции, не представилось возможным. 106 Таким образом, баллистокардиография может считаться одним из неинвазивных методов определения функционального состояния насосной функции сердца. А предложенный нами алгоритм анализа кривой повышает его диагностическую значимость. Существенным преимуществом БКГ можно считать наличие возможности при небольших затратах осуществлять динамическое длительное наблюдение за сердечным выбросом у пациентов в амбулаторных условиях.
Исследование возможностей метода расчета показателей центральной гемодинамики на основе измерения временных интервалов ЭКГ- комплекса также осуществлялось с помощью прибора спироартериокардиоритмографа (САКР).
Сущность предложенного способа оценки заключается в математическом расчете линейных размеров левого желудочка сердца через измерение временных интервалов комплекса QRS на ЭКГ (Сафронов, М. Ю. Способ определения основных функциональных показателей миогемодинамики левого желудочка сердца // патент № 2107457). Нам не удалось найти исследований, доказывающих информативность данного метода.
Поэтому в соответствии с целью и задачами нашей работы для оценки диагностической значимости анализируемых методик определения сократительной способности миокарда мы сопоставили полученные данные этого метода с эхокардиографией. Основным критерием включения пациентов, как и при изучении баллистокардиографии, было наличие синусового ритма на ЭКГ.
Анализ значений показателей центральной гемодинамики, рассчитанных методом М. Ю. Сафронова при регистрации аппаратом САКР, показал, что статистически достоверные различия выявлены между группой пациентов с нормальной систолической функцией левого желудочка и группой с резко сниженной функцией левого желудочка. Достоверных различий по показателям систолической функции между группами с нормой и с умеренно сниженной, а также умеренно и резко сниженной систолической функцией левого желудочка, не выявлено.
Анализ корреляционных взаимосвязей между эхокардиографическими показателями центральной гемодинамики и параметрами, полученными расчетным методом у обследованных пациентов, выявил разнонаправленные корреляционные связи преимущественно малой силы между объемными показателями. Корреляция значений ударного объема и фракции выброса оказалась положительной слабой силы.
По всей видимости, невысокий уровень корреляционных взаимосвязей между исследуемыми методами обусловлен отсутствием четких параллелей между характером распространения электрической волны возбуждения по миокарду желудочков и структурно-морфологическими изменениями в нем у пациентов с различными заболеваниями сердца. Процессы, протекающие при сопряжении возбуждения и сокращения в изолированном здоровом мышечном волокне, не могут рассматриваться при изучении сердца, как полого органа. Возникновение параллелей с достоверными различиями между группами с нормальной и резко сниженной систолической функцией обусловлены, вероятнее всего, повышением частоты выявления в группе с тяжелой патологией локальных нарушений желудочковой проводимости, увеличивающих длительность комплекса QRS - признаком, являющимся основополагающим в применяемой математической модели.
Таким образом, расчетный электрокардиографический метод определения параметров центральной гемодинамики оказался не столь информативен, однако может быть использован в скрининговом комплексном обследовании военнослужащих ВС РФ.
![Влияние рефрактерина на систему антиоксидантной защиты миокарда и функциональное состояние сердца у больных ИБС со сниженной сократительной способностью миокарда левого желудочка до и после реваскуляризации миокарда [Электронный ресурс]](/i/i/4338/184642.png "Влияние рефрактерина на систему антиоксидантной защиты миокарда и функциональное состояние сердца у больных ИБС со сниженной сократительной способностью миокарда левого желудочка до и после реваскуляризации миокарда [Электронный ресурс] Арзуманян Милена Артемовна")
![Нарушения сердечного ритма, сократительной способности миокарда у больных некоторыми формами агрессивных лимфом в сочетании с ишемической болезнью сердца [Электронный ресурс]](/i/i/5431/191161.png "Нарушения сердечного ритма, сократительной способности миокарда у больных некоторыми формами агрессивных лимфом в сочетании с ишемической болезнью сердца [Электронный ресурс] Морозов Владимир Александрович")
