Основными нарушениями внутрисердечной и системной гемодинамики придилатационной кардиомиопатии (ДКМП) являются потеря эластических свойствмиокарда, регургитация наклапанах сердца и, как результат этого, изменение системной гемодинамики в большом и малом кругах кровообращения. Больших трудностей в диагностике анатомических структур нет. К сожалению, пациенты достаточно поздно обращаются к специалистам, когда уже наступают выраженные изменения кровообращения. Сердце испытывает чрезмерные нагрузки, что сопровождается напряжением стенок миокарда [4]. Более сложно оценить функцию сердца, дать оценку состояния миокарда и оценить прогноз заболевания с определением тактики лечения. ДКМП по-прежнему остается одним из наименее изученных кардиологических заболеваний и является объектом активного исследования в современной медицине [1, 5]. Это объясняется не только этиологией и патогенезом заболевания, но и многообразием их проявлений значительными диагностическими и терапевтическими трудностями.
Материал и методы
Обследованы 55 пациентов с ДКМП до и после операции. Возраст пациентов варьировал от 20 лет до 61 года (средний возраст - 42±14 года). В обследуемой группе было 20 (36%) женщин и 35 (64%) мужчин. Пациенты с ДКМП были распределены на 2 группы. В 1-ю группу включены пациенты до хирургического лечения, во 2-ю - пациенты, которые были обследованы через 9-12 мес после операции. Группу контроля (3-я группа) составили 35 добровольцев, практически здоровые люди, 27 (77%) мужчин и 8 (23%) женщин, средний возраст - 36,7±8,3.
Всем обследуемым до операции и в послеоперационном периоде по стандартной методике в состоянии покоя выполняли трансторакальную эхокардиография (ЭхоКГ) на приборах экспертного класса "Vivid-7" и "Vivid E9" (GE MedicalSystems, USA) с мультичастотным датчиком 3,5-5,0 МГц.
По созданному алгоритму выстраивали диаграмму "поток-объем", которая характеризует работу сердца за цикл. На основании диаграммы рассчитывали скорость изменения объема в период систолы и диастолы [2, 3]. Совместный анализ векторов скоростей смещения миокарда и скоростей изменения объемов относили к показателям, характеризующим механизмы Франка-Старлинга (преднагрузка) и контрактильности миокарда.
ЭхоКГ в серой шкале изображения левого желудочка (ЛЖ) сохраняли в цифровом формате DICOM, экспортировали в базу данных стандартного персонального компьютера для анализа в разработанной программе MultiVox. После выбора оптимального по качеству изображения из числа записанных и сохраненных кинопетель оконтуривали эндокард ЛЖ. Таким образом, определяли границы эндокарда и регистрировали вектора скоростей смещения миокарда за сердечный цикл (рис. 1 а, б). Скорости смещения миокарда имеют количественную характеристику и в той или иной степени отражают сократимость миокарда в исследуемых участках. Диаграмма отражает скорости изменения объема и дает представление о функции систолы и диастолы.
)
Рис. 1. Векторы скоростей смещения миокарда левого желудочка (а) и диаграмма "поток- объем" (б). Оконтуривание эндокарда левого желудочка по сегментам (выделены 6 сегментов в соответствии с окраской). На ЭКГ метка соответствует окончанию систолы желудочков сердца. На диаграмме точка 1 - КДО; 2 - максимальная скорость изгнания крови в аорту в систолу (dVol/dt s); 3 - КСО; 4 - максимальная скорость заполнения желудочка в диастолу (dVol/dtd). Последующая волна характеризует сокращение предсердия. По вертикали - скорости изменения объема.
С одной стороны, полученные изображения характеризуют изменения потока и объема желудочка за сердечный цикл, а с другой - скорости смещения миокарда в базальном, срединном и верхушечном отделах ЛЖ.
Кроме визуальной диаграмма содержит количественную информацию, отражающую функцию миокарда и клапанного аппарата сердца. К числу таких критериев, присутствующих в диаграммах, относятся отклонение участков диаграммы, соответствующих заполнению и изгнанию крови из желудочков. Отклонения изоволюмических процессов сокращения и расслабления свидетельствуют не только о несостоятельности клапанного аппарата, но и дисфункции миокарда. Физический смысл диаграммы подразумевает эквивалент работы сердца за один цикл.
Полученные результаты обработаны статистически в программе Statistica 10 и JMP-5 c определением достоверности и взаимосвязей п оказателей полученных в период обследования пациентов. Результаты сравнительного анализа клинической и ЭхоКГ характеристик групп пациентов до и после хирургического лечения приведены в табл. 1.
)
Результаты и обсуждение
Анализ основных ЭхоКГ и гемодинамических показателей у больных с ДКМП (табл. 1) показал увеличение конечного диастолического и конечного систолического объемов (р<0,001) по отношению к здоровому человеку более чем в 2 раза. Значительная объемная перегрузка ЛЖ сопровождается перерастяжением мышечных волокон, приобретением округлой формы ЛЖ и несостоятельностью подклапанных структур и клапанного аппарата. Клапанная патология, как правило, присоединяется к патологии и усугубляет нарушения гемодинамики в виде объемной перегрузки и снижения насосной функции сердца [1, 4]. При этом фракция изгнания (ФИ) у пациентов колебалась от 19 до 39%, в среднем до операции составив 26%. У ряда пациентов недостаточность митрального клапана доходила до 50% от величины ударного выброса, а КДО достигал 500 мл и более. При анализе изменения КДО, скоростей смещения миокарда, ФИ до операции нами было отмечено, что при высоких величинах КДО скорости изменения объема снижены (рис. 2).
)
Рис. 2. Взаимосвязь конечного диастолического объема (EDV) и скорости изменения объема в систолу (dVol/dt s 1) у пациентов с дилатационной кардиомиопатией до операции
Так, при средних значения КДО в 280 мл скорости изменения объема в период систолы составляют в среднем 179 мл/с, что практически в 2 раза меньше нормальных значений. А при объемах желудочка более 370 мл скорости падают до критических значений. Это приводит к низкой производительности сердца с уменьшением ударного выброса (УВ).
В табл. 1 представлены параметры, полученные в результате постобработки ЭхоКГ изображений ЛЖ (движения миокарда стенок ЛЖ и производных, полученных из диаграмм "поток-объем").
Второе следствие клапанного дефекта состоит в том, что в связи с негерметичностью митрального клапана происходит нарушение формирования давления в желудочке и левом предсердии за счет напряжения стенок камеры. В результате уменьшается полная механическая энергия крови в сосудистом русле, что выражается снижением среднего гемодинамического давления, если компенсация не достигается дополнительным повышением работы сердца.
Разграничение в терминах "преднагрузка" и "постнагрузка" достаточно условно [6, 7], в связи с чем их применение правомочно лишь для обозначения места приложения воздействия к желудочку. В этом смысле такие показатели, как ФИ, КДО, КСО, dVol/dt в систолу и диастолу, есть мера гемодинамического согласования между притоком и оттоком крови из желудочков сердца. Характеристики функции миокарда, каковыми являются наличие или отсутствие аномалий укорочения и удлинения, свидетельствуют о функциональных возможностях миокарда в настоящий момент и зависят от многих внутренних и внешних причин.
Важнейшим компенсаторным механизмом, направленным на поддержание высокого выброса из ЛЖ и адекватной гемодинамики, является гипертрофия миокарда [5]. В течение длительного времени увеличение силы сокращения ЛЖ, обусловленное возросшей мышечной массой желудочка и включением механизма Старлинга, обеспечивает изгнание возросшего объема крови.
Воздействие перегрузок желудочка объемом приводит к противоположным изменениям функции сердца: наблюдается достоверное увеличение конечного диастолического размера участка миокарда, рост систолического укорочения миокарда рост диастолического удлинения. Параллельно этим эффектам может появиться постсистолическое укорочение. Наряду с динамикой мышечного сокращения отмечено увеличение ударного объема и снижение КДО (к 9-12 мес после операции). Однако обращало на себя внимание, что в ряде случаев подобных изменений не наблюдалось. Происходило увеличение конечного диaстолического размера полости желудочка, уменьшение систолического укорочения с появлением постсистолического укорочения и постдиастолического удлинения. В гемодинамическом отношении этот вид перегрузок характеризуется увеличением КСО, недостоверным ростом ударного объема, повышением конечного диастолического давления в желудочке при одновременном повышении венозного давления.
Наиболее статистические значимые различия между группами были выявлены по dVol/dt в систолу и dVol/dt в диастолу (табл. 1). Данные параметры при ДКМП указывают на снижение работы сердца в целом как в систолу, так и в диастолу. Больший диастолический объем желудочка должен привести к достаточному ударному выбросу. Однако у пациентов с ДКМП подобного не наблюдается. Действительно, оценивая контрактильную функцию миокарда по скорости изменения объема желудочка в систолу и диастолу нами выявлено, что эти скорости не достигают нормальных значений из-за нарушений в процессах сокращения миокарда.
Вследствие повышенного диастолического наполнения происходит большее, чем в норме, растяжение мышцы ЛЖ, а это, согласно закону Франка-Старлинга, ведет к увеличению силы его сокращения [4], вследствие чего ЛЖ во время систолы выбрасывает в аорту увеличенный по сравнению с нормой объем крови, состоящий из объема крови, поступившей в ЛЖ из левого предсердия и аорты. Поэтому до операции dVol/dt в систолу и диастолу статистически меньше (р<0,01), чем в контрольной группе, что объясняется уменьшением работы сердца (большой КДО) и требует увеличения мощности сокращения ЛЖ.
Через 9-12 мес после операции у пациен- тов наблюдается снижение КДО до 202±50 мл с увеличением dVol/dt в систолу и диастолу до 354 и 367 мл/с соответственно. Однако до нормальных значений эти показатели не возвращаются. Средние значения КДО после операции составили 200 мл при максимальной скорости изменения объема 300 мл/с. Однако основная группа (гистограмма распределения) по КДО находилась в пределах 160 мл (рис. 3).
)
Рис. 3. Бивариантный анализ взаимосвязи конечного диастолического объема (EDV) и скорости изменения объема в систолу (dVol/dt) у пациентов с дилатационной кардиомиопатией через 9-12 мес после операции
При ДКМП dVol/dt в диастолу практически в 2 раза меньше, чем в контрольной группе, что связано с медленным наполнением ЛЖ и регургитацией с возрастанием в нем давления в начале диастолы.
Для выявления взаимосвязей между изучаемыми параметрами диаграммы и хорошо известными гемодинамическими и объемными показателями использовали корреляционный метод Пирсона для нормально распределенных данных.
В группе контроля получена статистически значимая корреляционная связь dVol/dt в систолу КДО (r=0,69, р<0,001), КСО (r=0,56, р<0,02), УВ (r=0,73, р<0,001) и dVol/dt в диастолу с КДО (r=0,72, р<0,001), КСО (r=0,59, р<0,006) и УВ (r=0,75, р<0,001), что еще раз доказывает возможность использования изучаемых параметров для оценки систолической и диастолической функции ЛЖ (табл. 2).
)
У пациентов с ДКМП до операции корреляционная связь изучаемых параметров диаграммы "поток-объем" (dVol/dt в систолу и диастолу dVol/dt) с КДО, КСО и УВ сохраняется, но значения коэффициентов корреляции возрастают, что говорит о чувствительности данных параметров не только в норме, но и при патологии.
Кроме того, появляется корреляционная связь dVol/dt s и dVol/dt d со степенью выраженности митральной недостаточности (r=0,65, р<0,008 и r=0,57, р<0,04 соответственно). Это характерно для увеличения ЛЖ выполняемой работы по преодолению объемной перегрузки и обеспечению насосной функции сердца.
После устранения регургитации и ремоделирования полостей сердца корреляционная связь уменьшается между dVol/dt s и dVol/dt d и степенью выраженности КДО и КСО. Это свидетельствует о ранней нормализации гемодинамических параметров и эффективности проведенного лечения.
До операции у 86% пациентов преобладала выраженная (III-IV) степень митральной недостаточности (МН). При этом на диаграмме наблюдались изменения, связанные, с одной стороны, с быстрым наполнением ЛЖ в начале диастолы и в связи с этим значимым увеличением значения скорости изменения объема в диастолу, а с другой - влиянием массивной регургитации крови.
В связи с этим на диаграмме "поток-объем" (рис. 4) наблюдаются отличия в виде значительной растянутости в период диастолы. Величина скорости изменения объема в систолу также приобретает более высокие значения из-за увеличенной работы ЛЖ. Диаграмма смещается относительно точки начала координат "поток-объем" в сторону больших значений по оси ординат при выраженной объемной перегрузке ЛЖ (рис. 4а). После ликвидации значимой объемной перегрузки ЛЖ наблюдается тенденция к восстановлению характерного для здоровых лиц паттерна петли (рис. 4б). Адекватная хирургическая коррекция в виде ремоделирования ЛЖ, левого предсердия, устранения регургитации путем универсального хордосохраняющего протезирования митрального клапана механическим протезом приводит к ликвидации объемной перегрузки, нормализации геометрии полостей сердца и диаграммы "поток-объем".
)
Рис. 4. Диаграмма "поток-объем": а - до операции; б - после операции у пациентов с дилатационной кардиомиопатиеи
Таким образом, скорости изменения объема в период систолы и заполнения ЛЖ в диастолу являются независимыми показателями, отражающими работу сердца за цикл, выполняемый ЛЖ на преодоление объемной перегрузки и обеспечение адекватного УВ.