способ оценки сократительной функции миокарда

Формула изобретения

Способ оценки сократительной функции миокарда путем эхокардиографии, отличающийся тем, что тканевую допплерографию выполняют на задержке дыхания на высоте выдоха в области переднебокового базального сегмента левого желудочка, где регистрируют тканевую систолическую пиковую скорость, с последующим вычислением предполагаемой глобальной фракции выброса по формуле 39+2S, где S - величина тканевой систолической пиковой скорости, выраженной в см/с² и определением выражения истинной глобальной фракции выброса, рассчитанной модифицированным методом Симпсона, в процентах от вычисленной предполагаемой глобальной фракции выброса с последующей оценкой полученного Индекса влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость миокарда - ИВД по следующей градации: 0-5% недостоверное влияние, 5-15% - слабое влияние, 16-30% - умеренное влияние, более 30% - сильное влияние.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и, в частности, к эхокардиографии и касается способа оценки сократительной функции миокарда.

В настоящее время для определения степени контрактильной дисфункции миокарда левого желудочка используют 4 способа: качественный, полуколичественный, автоматизированный и методы компьютерной реконструкции левого желудочка [Александров B.C., Махнов А.П., Шабров А.В. Стресс-эхокардиография с физической нагрузкой. (Пособие для врачей), - Санкт-Петербург: СПбГМА им И.И.Мечникова, 2000. - 45 с.].

Наиболее простой из перечисленных - качественный, заключающийся в визуальной оценке сократимости каждого сегмента с использованием стандартной эхокардиографической градации нарушений регионарной сократимости (нормо-, гипо-, а-, дискинезия) [Шиллер Н., Осипов М.А. Клиническая эхокардиография. М:. 1993].

Полуколичественный метод предполагает расчет индекса локальной сократимости на основе данных качественного анализа с присвоением каждой градации определенного балла. Существенным недостатком изложенных методов является значительная степень субъективности в оценке сегментарной подвижности [Шиллер Н., Осипов М.А. Клиническая эхокардиография. М.: 1993].

Автоматизированный способ (Color Kinesis) заключается в автоматическом выявлении участков асинергии миокарда в реальном масштабе времени. Однако данный метод не дает количественной информации о степени дисфункции [Фейгенбаум X. Эхокардиография, - М.: ВИДАР,1999. - 512 с.].

Наиболее информативным способом анализа локальной сократимости миокарда является компьютерный метод трехмерной реконструкции левого желудочка, позволяющий судить о систолической функции отдельных сегментов на основании предоставляемой информации о сегментарных фракциях выброса. Необходимость дополнительного компьютерного оборудования, включая программное обеспечение для систем объемной трехмерной реконструкции левого желудочка, ограничивают использование этого метода [Фейгенбаум X. Эхокардиография, - М.: ВИДАР, 1999. - 512 с.].

В качестве прототипа по наиболее близкой технической сущности нами выбран полуколичественный способ. Суть метода состоит в визуальной оценке локальной сократимости миокарда в режиме двухмерной эхокардиографии в четырех стандартных эхокардиографических позициях. Топическая оценка нарушений локальной сократимости производится посегментарно, в соответствии с 16-сегментной моделью, рекомендованной Американской Эхокардиографической Ассоциацией. Сократимость каждого из сегментов определяют в баллах. Сумму баллов делят на общее число исследованных сегментов. Полученный индекс в норме равен 1,0 и изменяется при наличии асинергий [Шиллер Н., Осипов М.А. Клиническая эхокардиография. М.: 1993.].

Основными недостатками метода является значительная степень субъективности в оценке сегментарной подвижности миокарда, а также использование полуколичественных характеристик в проводимом анализе. Кроме того, данный метод не дает представления о степени влияния сегментарных нарушений функции миокарда на глобальную систолическую функцию левого желудочка.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего производить объективный количественный анализ влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость миокарда.

Поставленная задача решается тем, что тканевую доплерграфию выполняют на задержке дыхания на высоте выдоха в области передне-бокового базального сегмента левого желудочка, где регистрируют тканевую систолическую пиковую скорость, с последующим вычислением предполагаемой глобальной фракции выброса по формуле: 39+2S, где S - величина тканевой систолической пиковой скорости, выраженной в см/с² и определением выражения истинной глобальной фракции выброса, рассчитанной модифицированным методом Симпсона, в процентах от вычисленной предполагаемой глобальной фракции выброса с последующей оценкой полученного Индекса влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость миокарда - ИВД по следующей градации:

0-5% - недостоверное влияние;

5-15% - слабое влияние;

6-30% - умеренное влияние;

>30% - сильное влияние.

Сущность способа заключается в оценки влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость по величине процентного выражения существующей фракции выброса от расчетной фракции выброса.

Способ осуществляется следующим образом. В основе исследования лежит определение локальной систолической функции в области передне-бокового базального сегмента левого желудочка (6-го по 16-сегментной модели, рекомендованной Американской Эхокардиографической Ассоциацией), при отсутствии убедительных данных о поражении миокарда в этой области при визуальном контроле. Для оценки выбираются сердечные циклы без артефактов. На регистрируемой на задержке дыхания на высоте выдоха доплерграмме измеряется тканевая систолическая пиковая скорость - S, отражающая систолу желудочков. Расчет предполагаемой глобальной фракции выброса левого желудочка осуществляется по формуле: ЕF_расч(%)= 39+2S, где S - величина тканевой систолической пиковой скорости, выраженной в см/с². Истинная фракция выброса левого желудочка (ЕF_ист) выражается в процентах (%) и измеряется модифицированным методом Симпсона. Дальнейший расчет заключается в нахождении выражения истинной фракции выброса (ЕF_ист) в процентах от расчетной фракции выброса (ЕF_расч). Полученную величину назвали Индекс влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость миокарда ИВД. Таким образом:

ИВД(%)=(1-EF_ист(%)/EF_pacч(%))100%

или

ИВД=(1-ЕF_ист/(39+2S))100%.

Предлагается следующая градация влияния локальной систолической дисфункции на глобальную сократимость миокарда в зависимости от значений ИВД:

0-5% - недостоверное влияние;

6-15% - слабое влияние;

16-30% - умеренное влияние;

>30% - сильное влияние.

Среди неинвазивных методов оценки функционального состояния миокарда последние годы все большее распространение в клинической практике западной медицины получает метод тканевой доплер-эхокардиографии. Указанный метод позволяет получать точную количественную информацию о движении миокарда в интересующей зоне в течение сердечного цикла, фиксируя направление и скорость перемещения ткани сердца в заданной точке двухмерного пространства в реальном масштабе времени. Полученная информация используется преимущественно для заключения о состоянии региональной и глобальной диастолической функции левого желудочка. Однако в отдельных публикациях фигурирует информация о корреляционной связи между тканевой систолической скоростью и глобальной фракцией выброса левого желудочка [Sherif F. Nagueh et al. Doppler Tissue Imaging: A Noninvasive Technique for Evalution of Left Ventricular Relaxation and Estimation of Filling Pressures // JACC - 1997.-Vо1.30. - 6. - Р. 1527-1533.].

Регистрируемые движения ткани миокарда обусловлены не только сокращением и расслаблением сердечной мышцы, но и ротацией структур сердца во время его работы. Для минимизации этих влияний рекомендуется производить измерения показателей тканевой доплер-ЭхоКГ в области митрального кольца из верхушечного четырехкамерного сечения. Это объясняется тем, что позиция верхушки сердца относительно фиксирована на протяжении всего сердечного цикла, а движение основания сердца в осевой плоскости практически параллельно с направлением ультразвукового луча, что не требует угловой поправки [Маriо J. Garcia et al. New Doppler Echocardiographic Applications for the Study of Diastolic Function // JACC - 1998. - Vо1.32. - 4. - Р.865-873]. Кроме того, имеются данные, что латеральная стенка левого желудочка на базальном уровне очень редко поражается при ИБС [Sherif F. Nagueh et al. Doppler Tissue Imaging: A Noninvasive Technique for Evalution of Left Ventricular Relaxation and Estimation of Filling Pressures // JACC - 1997. - Vо1.30. - 6. - Р.1527-1533.] . Проведенный нами у здоровых лиц статистический анализ выявил наибольшую тесноту корреляционной связи между показателем S именно этого сегмента, по сравнению с показателями других сегментов, доступных в стандартных 2 - и 4-камерных позициях, и истинной фракцией выброса. Вышеизложенные аргументы определили выбор области регистрации тканевой систолической скорости за передне-боковым базальным сегментом.

В основе предлагаемой оценки положена аксиома о величине глобальной сократимости левого желудочка, как о составляющей сократимости отдельных его участков. [С. В. Зиц. Диагностика и лечение застойной сердечной недостаточности. - М. : "МЕДпресс". 2000. - 128 с.] Таким образом, любые нарушения в локальной функции будут отражаться на общей сократимости. Возможное компенсаторное усиление сократимости интактных зон миокарда представляет функциональный резерв сердечной мышцы, способный нивелировать возникшую глобальную дисфункцию. В любом случае это не повлияет на соотношение фракций при условии использования в качестве входного фактора в вычислениях расчетной фракции выброса показателя, регистрируемого в интактном сегменте. Разность расчетной и истинной фракций будет обусловлена влиянием местных нарушений сократимости миокарда.

Пример 1

Ф.И.О.: Ш.В.Н., 42 г.

место госпитализации: б-ца Петра Великого (16/3 п.) сроки госпитализации: с 09.04.2001 г.

и/б 6720

Диагноз: ИБС. Проникающий инфаркт миокарда передне-перегородочной области от 09.04.2001 г. Атеросклеротический и постинфарктный (1996 г.) кардиосклероз. Аневризма левого желудочка.

СН II А ст.

Заключение ЭхоКГ (от 16.04.2001 г.): Акинезия фиброзированной межжелудочковой перегородки. Аневризма верхушки левого желудочка. Глобальная систолическая функция левого желудочка снижена (EF=35%).

S=8,5 см/с².

Цель: определить совокупное влияние локальных систолических дисфункций на глобальную сократимость миокарда левого желудочка. Рассчитываем Индекс влияния дисфункции:

ИВД=(1-ЕF_ист/(39+2S))100%

ИВД=37,5%(>30%).

Вывод: имеющиеся в миокарде зоны нарушенной сократимости оказывают сильное влияние на глобальную систолическую функцию левого желудочка.

Пример 2

Ф.И.О.: М.В.Я., 66 л.

место госпитализации: б-ца Петра Великого (16/3 п.)

сроки госпитализации: с 02.05.2001 г.

и/б 8118

Диагноз: ИБС. Проникающий инфаркт миокарда передне-боковой области от 02.05.2001 г. Атеросклеротический кардиосклероз. Формирующаяся аневризма верхушки левого желудочка.

СН II А ст.

Заключение ЭхоКГ (от 11.05.2001 г.): гипокинезия передне-перегородочной области левого желудочка на срединном уровне. Формирующаяся аневризма верхушки левого желудочка. Глобальная систолическая функция левого желудочка снижена (EF=49%).

S=10,5 см/с².

Цель: определить совокупное влияние локальных систолических дисфункций на глобальную сократимость миокарда левого желудочка. Рассчитываем Индекс влияния дисфункции:

ИВД=(1-ЕF_ист/(39+2S))100%

ИВД=18,3%(>15%)

Вывод: имеющиеся в миокарде зоны нарушенной сократимости оказывают умеренное влияние на глобальную систолическую функцию левого желудочка. При адекватной терапевтической поддержке можно ожидать значительное улучшение в работе сердца за счет непораженных областей миокарда.

Пример 3.

Ф.И.О.: Н.В.П, 69 л.

место госпитализации: ГМПБ 2 (отд. кардиохирургии)

сроки госпитализации: 28.04.2001 г. - 17.05.2001 г.

и/б 12481-С.

Диагноз: ИБС. Стабильная стенокардия напряжения III-IV ФК. Атеросклеротический и постинфарктный (ОИМ 1978 г.) кардиосклероз. Гипертоническая б-нь II ст.

СН II А ст.

Заключение ЭхоКГ: гипоакинезия межжелудочковой перегородки, верхушки, задней, нижней стенок и передне-верхушечного сегмента левого желудочка. Глобальная систолическая функция левого желудочка снижена (EF=32%).

S=8,6 см/с².

Цель: определить совокупное влияние локальных систолических дисфункций на глобальную сократимость миокарда левого желудочка.

Рассчитываем Индекс влияния дисфункции:

ИВД=(1-EF_иcт/(39+2S))100%

ИВД=43,1%(>30%)

Вывод: имеющиеся в миокарде зоны нарушенной сократимости оказывают сильное влияние на глобальную систолическую функцию левого желудочка. При условии наличия в указанных зонах жизнеспособного миокарда можно прогнозировать значительное улучшение функционального состояния левого желудочка после операций по реваскуляризации миокарда или после ангиопластики.

Как вариант нормы нами обследовано 32 добровольца из числа сотрудников СПбГМА им. И.И. Мечникова без кардиальной и значимой сопутствующей патологии в анамнезе, имевших удовлетворительную эхокардиографическую визуализацию. Средний возраст обследованных лиц составил 33,28,4 лет. По половому составу группа распределилась почти поровну (15 мужчин и 17 женщин). "Истинная" фракция выброса в выборке не выходила за общепринятые нормы для здоровых лиц и колебалась от 56% до 78% (в среднем 66,75,7%).

Эхокардиографическое исследование выполнялось на аппарате "SONOS-2000" (фирма "Hewlett-Packard", США) с помощью датчика переменной частоты 2,0/2,5 МГц. Визуализация сердца осуществлялась из парастернального доступа по коротким осям и из верхушечного в двух- и четырехкамерных позициях. Тканевая доплер-эхокардиография достигалась в доплеровском импульсном режиме трансторакальной эхокардиографии с установкой фильтра на прием низкочастотных сигналов и минимизацией усиления (gain) доплер-сигналов. Доплерграммы регистрировались на задержке дыхания на высоте выдоха, в состоянии покоя. Показатель тканевой пиковой систолической скорости (S) вычисляли как среднюю величину за 5 сердечных циклов. Расчет истинной фракции выброса левого желудочка (ЕF_ист) проводился модифицированным методом Симпсона.

Статистический анализ проводили с использованием доступных статистических методов, включавших: параметрические тесты, дисперсионный и регрессионный анализ [Зайцев В.М., Лифляндский В.Г., Самусь А.А. Основы медицинской статистики. Санкт-Петербург. Изд-во СПбГМА. 1999; Юнкеров В.И. Основы математико-статистического моделирования и применения вычислительной техники в научных исследованиях. Санкт-Петербург, ВМА, 2000. - 140 с.]. Соответствие статистического распределения эмпирических показателей - теоретическому нормальному распределению Гаусса оценивали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова и Хи-квадрат. С целью выявления корреляционной зависимости и оценки тесноты корреляционных связей применялся критерий Пирсона (r). Моделирование связи входных факторов и выходных параметров осуществлялось методом регрессионного анализа. Для нахождения выборочных коэффициентов регрессии применялся метод наименьших квадратов. Для оценки значимости различий выборочных совокупностей при статистическом сравнении использовали критерий Стьюдента (t) и критерий Фишера (F).

Нулевую гипотезу принимали при уровне значимости (Р) более 0,050.

Статистическая обработка материала выполнялась на персональном компьютере Pentium-166 ММХ с использованием современных пакетов прикладных программ статистического анализа: "Stadia 6,0", "Excel 7,0".

С целью исследования связи между величиной тканевой систолической скорости и глобальной фракции выброса нами предпринята попытка математико-статистического моделирования последнего из названных параметров в зависимости от значения другого методом регрессионного анализа. В качестве анализируемых переменных нами использовались показатели тканевых доплерграмм, регистрируемых в области 6-го сегмента левого желудочка, и значения общей фракции выброса у лиц обследуемой группы. По критериям Колмогорова - Смирнова и Хи-квадрат распределение полученных переменных признано близким к нормальному. В результате проведенных расчетов получен коэффициент линейной корреляции r= 0,93 при р=0,00, свидетельствующий о сильной прямой статистической зависимости между изучаемыми показателями.

График линии регрессии представлен на чертеже.

Уравнение регрессии имеет вид EF_гл=39+1,99S. Свободный член полученного уравнения равен 392,02 с уровнем значимости р=0,00. Коэффициент регрессии равен 1,990,14 с уровнем значимости р= 0,00. Для оценки эффективности предложенного уравнения регрессии выполнен его дисперсионный анализ. Полученный коэффициент детерминации R²=0,87 означает, что фактор S и модель на 87% объясняют дисперсию значений ЕF_гл. Уровень значимости, определяемый по критерию Фишера F= 195, равен 0,00. Из приведенных данных следует, что модель информативна (R²>0,5) и статистически значима (р<0,001) и может применяться для решения практических задач.

В практических целях для удобства при вычислении расчетной фракции выброса предлагается использовать неточную полученную величину коэффициента регрессии - 1,99, а приближенную, равную 2.

К преимуществам метода относится неинвазивность; дешевизна; по сравнению с прототипом возможность получения представления о степени влияния локальных нарушений функции миокарда на глобальную систолическую функцию левого желудочка на основании использования при оценке точных количественных характеристик регистрируемых показателей.

Предложенный способ может быть использован с целью определения степени влияния транзиторной ишемии и очаговых поражений миокарда на глобальную систолическую функцию сердца, а также как метод прогнозирования улучшения функционального состояния левого желудочка при адекватной лекарственной терапии или после операций по реваскуляризации миокарда, и кроме того, при сравнительной оценке эффективности терапии.