Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Результаты, представленные в данном исследовании, лишний раз подтверждают, что традиционные диагностические возможности методов лучевой диагностики далеко не исчерпаны. Новый аспект использования методов эхокардиографии и магнитно-резонансной томографии позволил нам разработать принципиально новый, комплексный подход к оценке геометрии сердца. Впервые сердце оценивалось как единая функционально-анатомическая система, что позволило глобально взглянуть на процесс патологического ремоделирования и увязать степень его выраженности с определением оптимальных сроков оперативного вмешательства, когда сердечная недостаточность и нарушение геометрии сердечных камер ещё имеют обратимый характер.
В мировой литературе представлены многочисленные доказательства тому, что оценка параметров ремоделирования сердца осуществляется преимущественно методами лучевой диагностики. Наиболее распространенным из них в настоящее время является эхокардиография (ЭхоКГ), которая совмещает в себе широкую доступность, высокое качество, оперативность исполнения и низкую себестоимость. К сожалению, метод эхокардиографии не лишен определенных ограничений, которые отсутствуют у метода магнитно-резонансной томографии (МРТ). МРТ, в свою очередь, является дорогостоящим и достаточно продолжительным по времени методом. Однако их совместное применение позволяет не только верифицировать полученные результаты, но и восполнять определенный информационный дефицит каждого из методов. Своевременная лучевая диагностика сердца позволяет оценить его геометрию комплексно, независимо от выраженности клинических проявлений, которые появляются зачастую в тот период заболевания, когда патологическое ремоделирования полостей сердца становится резистентным к восстановлению.
Новая методика лучевой оценки геометрии сердца по индексу соотношению объемов его полостей позволяет определить сроки хирургического вмешательства в зависимости от потенциальных возможностей сердца к восстановлению, когда восстановление внутрисердечной гемодинамики даст наиболее выраженный положительный результат в ремоделировании. Уникальный хирургический опыт Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН убедительно доказывает, что своевременно проведенная хирургическая коррекция митрального порока делает отдаленный результат лечения наиболее благоприятным.
Выше перечисленные вопросы определили цель исследования:
оценить возможности методов лучевой диагностики в комплексной оценке сердца как единой функционально-анатомической системе с прогнозированием эффективности хирургического лечения больных с приобретенными пороками митрального клапана (МК).
Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи исследования:
-
Определить перечень наиболее значимых параметров ремоделирования сердца для разработки комплексной системы оценки геометрии сердца у пациентов с приобретенными пороками МК по данным ЭхоКГ и МРТ до операции и в различные сроки после протезирования МК.
-
Разработать ультразвуковой критерий оценки степени патологического ремоделирования полостей сердца, отражающий изменения геометрии полостей сердца в зависимости от степени выраженности нарушения внутрисердечной гемодинамики, возникающей в результате приобретенной патологии МК.
-
Оценить и апробировать диагностические возможности ультразвукового критерия, определяющего степень ремоделирования полостей сердца при приобретенных пороках МК и резервы восстановления геометрии сердца с учетом выраженности исходной патологии, нарушения геометрии сердца и типа протеза, имплантированного в митральную позицию.
-
По данным ЭхоКГ и МРТ определить характер влияния хирургической коррекции сопутствующей патологии трикуспидального клапана (ТК) на интенсивность восстановления геометрии полостей сердца после протезирования МК в отдаленные сроки после операции.
-
Оценить прогностические возможности критерия ультразвуковой оценки степени ремоделирования полостей сердца в отдаленные сроки после хирургического лечения, учитывающего степень выраженности исходного патологического ремоделирования сердечных камер и типа имплантированного протеза.
-
Провести сравнительный анализ возможностей ЭхоКГ и МРТ в оценке структурно-геометрических параметров полостей сердца до и после операции, а также их диагностических возможностей в визуализации анатомии сердца, оценке процессов ремоделирования и функции протезов МК.
Методы исследования: эхокардиографическое исследование и магнитно-резонансная томография сердца.
Научная новизна исследования.
Впервые сердце оценивалось методами лучевой диагностики комплексно как единая функционально-анатомическая система в норме и при патологии митрального клапана до операции и после неё, в зависимости от характера исходной патологии клапана и типа протеза имплантированного в митральную позицию. Установлено, что степень выраженности патологического ремоделирования прямо коррелирует с рядом факторов, важнейшими из которых является степень выраженности патологии МК и нарушения внутрисердечной гемодинамики. В качестве критерия, достоверно отражающего степень патологического изменения геометрии сердца при приобретенной патологии МК, предложен индекс ремоделирования объемов (ИРО) полостей сердца, определяемый как соотношение объемов желудочка и предсердия соответствующего отдела сердца.
Предложена простая и эффективная для широкого практического применения методика расчета геометрического объема предсердия, верифицированная аналогичными расчетами по данным МРТ. В зависимости от величины индекса ремоделирования объемов (ИРО) сердечных камер, возникающего при приобретенной патологии МК на дооперационном этапе, разработана классификация типов патологического ремоделирования сердца с заложенной в неё возможностью прогнозирования отдаленных результатов хирургического лечения.
Сравнительный анализ информационно-диагностических возможностей наиболее распространенных методов лучевой диагностики, таких как ЭхоКГ и МРТ позволил определить не только величину погрешности между ними, но и факторы, влияющие на эту величину. Проанализированы информационно-диагностические возможности ЭхоКГ и МРТ применительно к приобретенной патологии МК до операции и после неё.
Практическая значимость результатов исследования.
Методами ЭхоКГ и МРТ определены значения индекса соотношения полостей неизмененного сердца, относительно которых стала возможной оценка степени отклонения геометрии сердца от нормы. Установлено, что при отклонении значений этого индекса от нормы он становится индексом ремоделирования объемов (ИРО), который отражает степень патологического ремоделирования сердца. Комплексная лучевая диагностика состояния геометрии сердца у больных с приобретенными пороками МК по ИРО) до операции позволяет определить степень патологического ремоделирования и сделать прогностический анализ потенциальных возможностей сердца к восстановлению в отдаленные сроки после хирургического лечения индивидуально для каждого больного. ИРО впервые предложен в качестве критерия, позволяющего оценить степень патологического изменения геометрии сердца. Величина индекса отражает соотношение объема желудочка к объему предсердия, рассчитанного по оригинальной методике, разработанной в данном исследовании.
Поскольку сердце является единой функционально-анатомической системой, то и ремоделирование его левых и правых отделов происходит по единому алгоритму, что позволяет судить о выраженности патологического ремоделирования всего сердца по изменению геометрии левых камер, которые первыми реагируют на нарушение внутрисердечной гемодинамики при приобретенных пороках МК. Динамика ИРО отражает изменения геометрии сердца на всех этапах до операции и после хирургического лечения. В сравнении с другими современными структурно-геометрическими показателями сердца методика оценки геометрии сердца по ИРО позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать восстановление сердца в отдаленные сроки после операции в зависимости от выраженности исходного ремоделирования, с учетом влияния гемодинамических характеристик митрального протеза на восстановление внутрисердечной гемодинамики. В результате исследования создана классификация, объединившая все варианты патологического ремоделирования в три основных типа: I тип – прогностически благоприятный, II тип – прогностически умеренно благоприятный и III тип – прогностически не благоприятный. Классификация позволяет определить степень патологического ремоделирования и его тип с прогнозированием отдаленных результатов хирургического лечения, которое должно учитывать все сопутствующие клинические факторы, влияющие на восстановление сердца.
Исследованием доказательно обосновано, что после протезирования МК геометрия сердца значительно улучшается, но до нормы практически не восстанавливается. Прогностически наиболее благоприятным для восстановления сердца является I и II тип патологического ремоделирования, при которых положительная динамика послеоперационного восстановления сердца носит устойчивый и достаточно стабильный характер. Послеоперационное положительное ремоделирование при III типе носит весьма умеренный характер, улучшаясь, в основном до II типа, но чаще восстановление происходит в пределах того же III типа. Наиболее благоприятной для восстановления сердечных камер является гемодинамика полнопроточных (биологических) протезов. Восстановление геометрии сердца при имплантации дисковых и двустворчатых протезов имеет различный алгоритм, но отдаленный результат идентичен, что свидетельствует о безусловной и аналогичной эффективности обоих типов механических протезов. Исследование показало, что хирургическая коррекция сопутствующей относительной или органической патологии ТК, способствует более интенсивному и полноценному восстановлению геометрии всех камер сердца в отдаленные сроки после протезирования МК.
Верификация эхокардиографических результатов методом МРТ позволила определить зоны информационного дефицита, каждого из методов, в которых они дополняют друг друга, составляя наиболее полную диагностическую картину. Величина погрешности между методами не противоречит данным аналогичных исследований отечественных и зарубежных авторов и прямо коррелирует со степенью патологического ремоделирования и его послеоперационной динамикой.
Внедрение в практику.
Основные результаты исследования, научные выводы и практические рекомендации внедрены в клиническую практику и используются в работе рентгенодиагностического отдела, отделений неотложной и реконструктивной хирургии приобретенных пороков сердца и научно-консультативного отдела Научного Центра сердечно – сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, а также могут быть использованы в отделениях лучевой диагностики кардиологических, кардиохирургических клиниках, диагностических центрах и многопрофильных медицинских учреждениях, занимающихся лучевой диагностикой и лечением приобретенных пороков сердца. Решение поставленных задач и полученные выводы улучшили качество лучевой диагностики, расширили информационный диапазон ЭхоКГ и МРТ, помогли кардиологам с учетом приоритета каждого из этих методов оптимизировать объем диагностических исследований, а кардиохирургам планировать сроки хирургического вмешательства. Материалы диссертации используются в лекциях и научно – практических семинарах для врачей практического здравоохранения.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Лучевая оценка соотношения объемов полостей сердца позволяет определить индекс, комплексно отражающий геометрию сердца как единой функционально-анатомической системы. Индекс определяется в фазу диастолы как соотношение объема желудочка по методу Simpson к объему предсердия. Отклонение величины индекса от нормы делает его, по сути, индексом ремоделирования объемов (ИРО), который отражает степень патологического ремоделирования сердца на всех этапах до- и после операционного периода.
2. В норме индекс соотношения полостей сердца составляет по левым камерам 4,0 ± 0,4 (от 2,5 до 5,8) и по правым отделам - 1,7 ± 0,2 (от 1,2 до 2,8). Ремоделирование и правых, и левых отделов сердца происходит по единому алгоритму, поэтому при приобретенных пороках МК снижение ИРО левых камер сердца меньше 2,5 отражает степень патологического ремоделировании всего сердца как единой функционально-анатомической системы.
3. Варианты патологического ремоделирования сердца при приобретенных пороках МК классифицируются на три основных типа в зависимости от качества отдаленного прогноза: I тип – прогностически благоприятный, II тип – прогностически умеренно благоприятный и III тип – прогностически неблагоприятный. Наиболее благоприятными и перспективными для послеоперационного восстановления сердца являются I и II типы. Отдаленные результаты хирургического лечения обусловлены не только характером и выраженностью патологии МК, но и конструктивными характеристиками протеза, имплантированного в митральную позицию, которые следует учитывать при прогнозировании отдаленных результатов хирургического вмешательства.
4. Коррекция сопутствующей патологии ТК при протезировании МК положительно влияет на ремоделирование сердца, достоверно сокращает сроки восстановления его геометрии, повышая эффективность оперативного вмешательства.
5. Величина ИРО в оценке методами ЭхоКГ и МРТ практически совпадает, что является объективным подтверждением его достоверности в оценке степени патологического ремоделирования сердца. Сравнительная оценка структурно-геометрических параметров сердца методами ЭхоКГ и МРТ показала погрешность, величина которой прямо пропорциональна степени ремоделирования полостей сердца и зависит от фазы сердечного цикла.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:
- IX Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов. Москва, 2003;
- XII Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов. Москва, 2006;
- V Российской ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. Москва, 2007;
- Ежегодных сессиях Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (2003; 2006; 2007; 2008, 2010гг.).
Апробация диссертации состоялась на объединенной научной конференции рентгенодиагностического отдела, отделения рентгено-хирургических методов исследования и лечения сердца и сосудов научно-консультативного отдела, отделений неотложной и реконструктивной хирургии, лаборатории патологической анатомии с прозектурой Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН 24 октября 2012 г. (протокол № 42).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 23 научных работы, из них 15 статей в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ.
Объем и структура работы.
Диссертация изложена на 326 страницах машинописного текста, состоит из: введения, в котором изложены цели, задачи, научная новизна и практическая значимость исследования; обзора литературы; главы, содержащей характеристику методов исследования и контингента больных; главы собственных результатов, включающей анализ данных ЭхоКГ о структурно-геометрических параметрах полостей сердца, методологию нового подхода к оценке ремоделирования сердца, методические разработки оценки геометрии сердца по соотношению его полостей (индексу ремоделирования объемов полостей), анализу прогностических возможностей этого индекса, разработку классификации типов ремоделирования сердца в зависимости от степени выраженности патологического ремоделирования, сравнительный анализ морфометрии по данным ЭхоКГ и МРТ, главы обсуждения полученных результатов, а также выводов, практических рекомендаций и указателя списка литературы, включающего 368 источников, из них 155 – отечественных и 213 - зарубежных. Работа иллюстрирована103 рисунками и содержит 34 таблицы.
