В детской ЭХО-кардиографической практике в связи с постоянным изменением антропометрических параметров пациентов в процессе роста и формирования организма не существует постоянных нормативных величин. В каждом конкретном случае необходимо сравнивать полученные данные с остальными конституциональными параметрами (рост, вес, площадь поверхности тела (BSA)) индивидуально для каждого пациента.
Существует много общепринятых и стандартизированных параметров оценки систолической функции ЛЖ [4, 6, 7, 9, 10]. В то же время геометрически сложная форма правого желудочка делает оценку его функционирования гораздо более сложной задачей. Несмотря на внедрение в практику новых методов исследования, таких как трехмерная эхокардиография и компьютерная томография, высокая стоимость этих методик и требование высокой квалификации выполняющих их специалистов, делают их мало и медленно внедряемыми в широкую практику, а также диктуют необходимость развития иных альтернативных методов исследования. Например, определение амплитуды движения латерального сегмента кольца трикуспидального клапана в М-режиме, также известное как TAPSE – простой и широко используемый метод для ЭХО-КГ оценки систолической функции ПЖ [2, 10].
В своем исследовании мы предлагаем определять единый постоянный цифровой показатель, не зависящий от морфометрических данных. Одним из таких показателей является MAPSE/TAPSE, рассчитываемый как отношение амплитуды движения латеральных сегментов митрального клапана (МAPSE) к амплитуде движения латеральных сегментов трикуспидального клапана (ТAPSE). Следующим постоянным показателем мы рассматривали LVs/RVs, вычисляемый как отношение скоростей движения базальных сегментов свободных стенок левого желудочка (LVs) к правому желудочку (RVs) сердца.
Целью данного исследования являлось определение значений относительных показателей (MAPSE/TAPSE, LVs/RVs), вычисленных по результатам трансторакальной 2D ЭХО-КГ у детей с анатомически здоровым сердцем, возможность применения этих показателей в качестве постоянных и нормативных для характеристики глобальной систолической функции сердца.
Материалы и методы исследования
Всего в исследование был включен 51 ребенок в возрасте от 17 дней до 18 лет (ср. возраст 8,3 ± 5,5 лет). В каждом случае было проведено двухмерное ЭХО-кардиографическое (2D ЭХО-КГ) исследование. Были вычислены и проанализированы плоскостные показатели желудочков сердца (конечный диастолический объем (КДО) левого желудочка (ЛЖ) и конечный систолический объем (КСО) ЛЖ методом дисков; конечная диастолическая площадь (КД S) правого желудочка (ПЖ) и конечная систолическая площадь (КС S) ПЖ, показатели систолической функции желудочков сердца (фракция выброса (ФВ) ЛЖ и MAPSE, фракция изменения площади поперечного сечения (ФИ S) ПЖ и TAPSE по общепринятой методике. Полученные данные приведены в табл. 1.
Были вычислены значения относительных показателей (MAPSE/TAPSE, LVs/RVs). Оценивалась зависимость полученных показателей от возраста, пола и BSA исследуемых. Все исследования были проведены в соответствии с рекомендациями American College of Cardiology/American Heart Association Guidelines for the Clinical Application of Echocardiography [4, 8]. Работа осуществлялась на лицензированном оборудовании: эхокардиографы GE Vivid 7 MD и Philllips iE 33. Полученные данные с целью дальнейшего анализа, были сохранены в цифровом формате (EchoPac, Version 3.1, GE). Учитывая анамнестические параметры пациентов, позволяющие включать их в группу «с анатомически здоровым сердцем», из исследования исключались субъекты с несинусовым ритмом, с легочной гипертензией в анамнезе, с фибрилляцией предсердий (ФП), с полной блокадой левой либо правой ножек пучка Гисса, с имплантированным кардиостимулятором/дефибриллятором, с пороками клапанов сердца. Были также исключены пациенты, имеющие в анамнезе: персистирующую сердечную недостаточность, перенесенный инфаркт миокарда, кардиохирургическое вмешательство, ФВ ЛЖ < 55 %, индекс объема ЛП > 28 мл/м2, гипертрофические изменения ЛЖ/ПЖ, дилатацию ЛЖ/ПЖ. Принимаемыми во внимание антропометрическими данными являлись возраст, пол, рост, вес, BSA. Контингент исследуемых лиц был разнесен в 4 возрастные группы: до 3 лет (10 человек), 3–5 лет (7 человек), 5–12 лет (19 человек), 12–18 лет (15 человек).
Значения BSA исследуемых приведены в табл. 2. В различных возрастных группах эти данные достоверно отличались (U-критерий Манна ‒ Уитни в сравниваемых группах 0–3 и 3–5; 5–12 и 12–18 находился в зоне значимости). Для получения 2D ЭХО-КГ данных использовалась 4-камерная позиция сердца, были вычислены амплитуды вертикальных движений латеральных сегментов МК и ТК (MAPSE, TAPSE) при помощи М-режима [1, 10]. Используя импульсно-волновой режим тканевого допплера (TDI), были получены значения пиковых скоростей движения базальных сегментов свободных стенок ЛЖ и ПЖ [9].
Нами был выполнен анализ с целью установления зависимости полученных ЭХО-КГ, допплер-КГ данных c морфометрическими и возрастными характеристиками, анализ показателей MAPSE/TAPSE, LVs/RVs в отношении значений возраста и BSA.
Различия между правым и левым желудочками заключаются не только в различии форм, архитектоники камер сердца и толщине кардиальных стенок. Также важным является различие в концентрации миофибрилл на единицу объема ткани и ориентации волокон относительно друг друга. Все эти факторы приводят к многообразным и сложным взаимодействиям в процессе систолического изгнания крови из желудочков [7]. Однако, несмотря на эти различия, согласно уравнению непрерывности потока, объем крови, изгоняющийся из одной камеры, должен равняться объему крови, поступающей в следующую по току крови камеру замкнутой гемодинамической системы, в случае отсутствия аномального шунтирования. В кардиологии к этому принципу наиболее часто относятся вычисления трансклапанных потоков, но так как этот принцип получен из закона сохранения масс, это также относится и к кровотоку между правым и левым желудочками сердца.
В случае дисфункции одного или обоих желудочков это неустойчивое равновесие может быть нарушено, возникает шунтирование крови, проявляющееся системными отеками и/или отеком легких. Нормальная морфофизиология здорового организма лежит в основе сбалансированности и равности объемов крови между системами левого и правого желудочков. В то же время проявления дисбаланса могут говорить об аномалиях устройства самой системы либо о дефектах ее функционирования [3].
Нами было охарактеризовано состояние межсистемного баланса при помощи количественных параметров, полученных в результате проведения стандартных и общедоступных методов трансторакального 2D ЭХО-КГ исследования. Данные параметры могут быть использованы для характеристики нормальной межсистемной сбалансированности работы сердца, а также для определения дисбаланса этих параметров, говорящих о патологии межжелудочкового взаимодействия.
Для выполнения поставленных задач мы использовали простые и точные ЭХОКГ методы, позволяющие изолированно производить оценку систолических функций правого и левого желудочков и делать оценку их функционирования относительно друг друга.
B многоцентровых исследованиях была показана высокая корреляционная зависимость между пиковыми скоростями движения базальных сегментов ЛЖ и ПЖ, измеренными в импульсно-волновом режиме тканевого допплера, и ФВ желудочков [9, 12]. Эта корреляция сохранялась независимо от давления в легочной артерии и даже независимо от плохой экспозиции изображения.
Основываясь на простоте получения и воспроизводимости приводимых выше числовых показателей систолической функции, мы выбрали систолическое движение в продольном направлении латеральных сегментов AV-клапанов (путем измерения TAPSE и MAPSE) а также измерение пиковых скоростей систолического движения базальных сегментов свободных стенок обоих желудочков с использованием импульсно-волнового режима тканевого допплера.
Результаты исследования и их обсуждение
Среди детей с возрастом наблюдалось увеличение показателей как MAPSE, так и TAPSE. При этом с изменением возраста изучаемое соотношение MAPSETAPSE достоверно не отличалось (U-критерий Манна – Уитни в сравниваемых группах 0–3 и 3–5; 3–5 и 5–12; 5–12 и 12–18 находился в зоне незначимости). При рассмотрении относительного показателя MAPSE/TAPSE в зависимости от половой принадлежности, достоверных различий также найдено не было (значения критерия Манна ‒ Уитни в группах пациентов мужского и женского пола находятся в зоне незначимости). Средние значения TAPSE составили 18,2 ± 3,3 мм, что сопоставимо с литературными данными [1, 10]. В нашем исследовании эти показатели отличались на 32,5 % (18,2 ± 3,3 и 12,3 ± 2,5 мм соответственно). Значение RVs (10,9 ± 1,6 см/с) было на 24,8 % больше значения LVs (8,2 ± 1,6 см/с), как и в ряде других исследований [8, 9]. Различия же в значениях относительного показателя LVs/RVs между возрастными группами вновь являлись недостоверными (U-критерий Манна – Уитни в сравниваемых группах 0–3 и 3–5; 3–5 и 5–12; 5–12 и 12–18 находился в зоне незначимости).
Левожелудочковое/правожелудочковое систолическое соотношение, вычисляемое как соотношение MAPSE/TAPSE и LVs/RVs, равнялось 0,7 ± 0,1 и 0,7 ± 0,1 соответственно. Практически идентичные результаты были получены в исследовании S.R. Bruhl с соавт. (2011), где отношения равнялись 0,6 ± 0,1 и 0,8 ± 0,2. Показатели TAPSE, MAPSE, RVs, LVs, MAPSE/TAPSE, LVs/RVs с градациями по возрасту представлены в табл. 2, по полу – в табл. 3
Таким образом, значения MAPSE/TAPSE и LVs/RVs не имели существенных изменений в зависимости от возраста и пола, а также от площади поверхности тела пациентов, что соответствует литературным данным [6]. При этом нами было отмечено преобладание значений TAPSE и RVs над значениями MAPSE и LVs на 32,5 и 24,8 % соответственно.
В исследовании были получены ЭХОКГ и допплер-КГ данные, была произведена их дифференцировка относительно морфометрических показателей исследуемых лиц. Показатель TAPSE был стандартизирован как адекватный аналог показателя функции ПЖ в многократно проведенных МРТ и 3D ЭХО-КГ исследованиях, включая недавнее исследование Dirk L. с соавт. (2008), которыми была показана достоверная зависимость между TAPSE и ФВ ПЖ. Указанное выше исследование Dirk L. с соавт. (2008), а также исследование Carlsson M. с соавт. (2007) показали, что амплитуда движения латерального сегмента МК (MAPSE) также адекватно коррелирует с систолической функцией ЛЖ [7]. Значение TAPSE (18,2 ± 3,3 мм) было на 32,5 % больше значения MAPSE (12,3 ± 2,5 мм) [1]. Левожелудочковое/правожелудочковое систолическое соотношение вычислялось как соотношения MAPSE/TAPSE и составило 0,7 ± 0,1. Различие рассматриваемых параметров в разных возрастных группах отсутствовало (U-критерий Манна – Уитни в сравниваемых группах 0–3 и 3–5; 3–5 и 5–12; 5–12 и 12–18 находился в зоне незначимости).
Таблица 1
Средние значения плоскостных показателей и показателей систолической функции желудочков сердца
|
КДО ЛЖ |
КСО ЛЖ |
КД S ПЖ |
КС S ПЖ |
ФВ ЛЖ |
MAPSE |
ФИ S ПЖ |
TAPSE |
|
54,9 (± 15,5) |
17,9 (± 5,9) |
13,3 (± 3,2) |
7,1 (± 2,2) |
67,7 (± 2,1) |
12,2 (± 2,54) |
46,7 (± 7,7) |
10,9 (± 1,6) |
Таблица 2
Возрастная градация показателей TAPSE, MAPSE, RVs, LVs, MAPSE/TAPSE, LVs/RVs
|
Возраст |
BSA |
TAPSE |
MAPSE |
RVs |
LVs |
MAPSE/TAPSE |
LVs/RVs |
|
0–3 года (n = 10) |
0,4 (± 0,1) |
12,9 (± 2,5) |
8,6 (± 1,7) |
9,2 (± 1,2) |
7,3 (± 1,7) |
0,7 (± 0,1) |
0,8 (± 0,1) |
|
3–5 лет (n = 7) |
0,7 (± 0,1) |
17,8 (± 1,5) |
11,6 (± 0,6) |
11,2 (± 0,1) |
8,2 (± 0,8) |
0,7 (± 0,1) |
0,7 (± 0,1) |
|
5–12 лет (n = 19) |
1,1 (± 0,1) |
18,9 (± 3,2) |
12,6 (± 2,1) |
11,3 (± 1,4) |
7,9 (± 1,5) |
0,7 (± 0,1) |
0,9 (± 0,2) |
|
12–18 лет (n = 15) |
1,6 (± 0,1) |
20,6 (± 1,7) |
14,4 (± 2,2) |
11,3 (± 1,9) |
9,2 (± 1,7) |
0,7 (± 0,1) |
0,8 (± 0,2) |
|
0–18 лет (n = 51) |
1,1 (± 0,2) |
18,8 (± 3,3) |
12,3 (± 2,5) |
10,9 (± 1,6) |
8,2 (± 1,6) |
0,7 (± 0,12) |
0,7 (± 0,1) |
Таблица 3
Градация по полу показателей TAPSE, MAPSE, RVs, LVs, MAPSE/TAPSE, LVs/RVs
|
Пол |
BSA |
TAPSE |
MAPSE |
RVs |
LVs |
MAPSE/TAPSE |
LVs/RVs |
|
М |
1,1 (± 0,2) |
17,9 (± 3,7) |
11,4 (± 2,1) |
11,2 (± 1,7) |
8,5 (± 1,5) |
0,6 (± 0,1) |
0,8 (± 0,2) |
|
Ж |
1,1 (± 0,3) |
18,4 (± 2,9) |
12,8 (± 2,7) |
10,7 (± 1,6) |
8,1 (± 1,7) |
0,7 (± 0,1) |
0,7 (± 0,1) |
Следующим шагом являлся анализ данных, полученных путем использования импульсно-волнового допплера. Исследованием пиковых скоростей движения базальных сегментов свободных стенок ЛЖ и ПЖ были получены значения RVs, которые были на 24,8 % больше значения LVs [1, 9]. В этом случае межжелудочковое соотношение LVs/RVs находилось в пределах (0,7 ± 0,1). U-критерий Манна – Уитни в сравниваемых группах 0–3 и 3–5; 3–5 и 5–12; 5–12 и 12–18 находился в зоне незначимости. Анализируя полученные данные, нам также удалось исключить зависимость относительных величин MAPSE/TAPSE и LVs/RVs от пола, возраста, BSA. Значение относительных показателей не различалось между возрастными группами и сохранялось постоянным. U-критерий Манна – Уитни определялся между показателями MAPSE, TAPSE, LVs, RVs в разных возрастных, гендерных группах и группах исследуемых с разной BSA.
Отношения MAPSE/TAPSE и LVs/RVs в нашем исследовании оказались постоянными при любых морфометрических показателях у исследуемых, независимо от возраста растущего и изменяющегося в процессе формирования детского организма. Исследования со сходными рассматриваемыми параметрами были проведены группой ученых во главе с Bruhl S.R. с соавт. (2011) из University of Toledo Medical Center. Однако группа обследованных ими здоровых людей включала контингент в возрасте 41 ± 17 лет, то есть уже взрослых пациентов при отсутствии роста и формирования организма. Мы согласны с вышеуказанными коллегами относительно критериев включения пациентов в исследование. Нам удалось показать уникальное постоянство относительных параметров MAPSE/TAPSE и LVs/RVs, сохраняющихся неизменными в процессе роста, формирования и развития ребенка и изменения его морфометрических параметров. Также результаты проведенных исследований дают возможность использования описанных выше величин в качестве аналогов параметров, характеризующих систолическую взаимозависимость желудочков сердца. В то время как ранее проделанные работы демонстрировали возможности применения иных параметров, но лишь для оценки функций желудочков изолированно друг от друга [3, 4, 5, 8, 9, 13].
Результатом проведенного исследования является обнаружение ряда своеобразных свойств левожелудочкового и правожелудочкового систолического взаимодействия. Во-первых, значения амплитуд движения в базально-апикальном направлении латеральных сегментов ТК и пиковые скорости движения базальных сегментов свободной стенки ПЖ были всегда больше аналогичных параметров МК и ЛЖ соответственно [2, 7]. В среднем значения TAPSE были более чем на 32,4 % больше значений MAPSE, числовые показатели RVs более чем на 24,7 % превышали показатели LVs.
В подобном исследовании нашими коллегами из University of Toledo Medical Center было также продемонстрировано преобладание значений TAPSE над значениями MAPSE и показателей RVs по отношению к LVs [2]. Мы считаем результаты наших исследований сопоставимыми, несмотря на разницу морфометрических показателей контингента изучаемых групп.
Физиология данных различий между показателями левых и правых системных камер сердца на данный момент является крайне мало изученной и должна стать темой дальнейших перспективных научных изысканий. В то же время можно предполагать, что способность латеральных сегментов ТК относительно МК к движениям большей амплитуды в верхушечно-базальном направлении и большие тканевые скорости этих движений (несмотря на гораздо меньший объем тканей ПЖ относительно ЛЖ) связаны с меньшим сосудистым сопротивлением малого круга кровообращения относительно большого круга. Аналогичных взглядов на данный аспект придерживаются Bruhl S.R. с коллегами [6]. Нами также рассматривался еще один механизм, который мог лежать в основе вышеописанных различий. Относительно этой идеи в 2007 г. высказались Carlsson M. с соавт. [7]. Основная часть систолического движения ПЖ происходит в апикальном сегменте в верхушечно- базальном направлении. Систолическое движение ЛЖ, включая движение в верхушечно-базальных сегментах, в основном складывается из движений в других сегментах в других направлениях. В исследовании было показано, что систолическое движение в апикальном сегменте в верхушечно-базальном направлении обуславливает 80 % ударный объем (УО) ПЖ и лишь 60 % УО ЛЖ [7].
Также на основании проделанной работы нами было дано заключение о закономерном распределении исследуемых величин TAPSE (18,2 ± 3,3 мм), MAPSE (12,3 ± 2,5мм ), RVs (10,9 ± 1,6 см/с) и LVs (8,2 ± 1,6 см/с). Кроме того, при сопоставлении соотносимых показателей ЛЖ и ПЖ были получены довольно постоянные числовые значения систолического межжелудочкового соотношения независимо от возраста, пола и BSA исследуемых. Полученные нами данные в обследованной группе пациентов не противоречили результатам, полученным Carlsson M. с соавт. (2007), говоривших об относительном постоянстве доли участия каждого желудочка в формировании общего сердечного выброса даже при сравнении групп здоровых взрослых, спортсменов и пациентов со сниженной ФВ ЛЖ.
Данное исследование включало относительно малую группу здоровых обследуемых. Тем не менее полученные результаты позволяют судить об уникальности параметров TAPSE/MAPSE и LVs/RVs, являющихся корректными одномоментно определяемыми и достоверными в плане динамических наблюдений показателями систолических взаимоотношений ЛЖ и ПЖ. Уникальность данных относительных показателей заключается в их неизменности (постоянности) среди групп детей любых возрастных категорий и разнообразных морфометрических данных. Также в случае подтверждения адекватности показателей TAPSE/MAPSE и LVs/RVs в больших рандомизированных исследованиях, эти параметры могут быть использованы с целью скрининговых исследований и для динамического наблюдения применительно к пациентам с изолированной право- либо левожелудочковой дисфункцией. Мы считаем, что в качестве примера изолированной правожелудочковой дисфункции может быть подвергнута изучению группа пациентов с констриктивным перикардитом или пациенты с ТЭЛА. В этих группах функция ПЖ будет скомпрометирована больше, нежели функция ЛЖ, что должно приводить к достоверному увеличению отношений MAPSE/TAPSE и LVs/RVs. С другой стороны, подвергнув изучению группы больных с изолированной дисфункцией ЛЖ, например с аортальным стенозом, либо с острым инфарктом миокарда левожелудочковой локализации, должны быть получены сниженные показатели MAPSE/TAPSE и LVs/RVs [6]. В случае подтверждения данных предположений приводимые нами показатели могли бы стать основой для идентификации начальных стадий межжелудочкового систолического дисбаланса. Также эти параметры могут быть использованы для оценки динамических изменений глобальной систолической функции сердца пациентов в ответ на действие различных методов лечения.
Результатом данного исследования явилось определение значений нормальных величин относительных показателей (MAPSE/TAPSE и LVs/RVs), вычисленных по результатам трансторакальной ЭХО-КГ детей с анатомически здоровым сердцем. Мы выяснили выполнимость, доступность и воспроизводимость данного метода, оценили способность данных показателей характеризовать глобальную систолическую функцию сердца. Несмотря на относительную малочисленность группы, включенных в исследование, а также включение в данную группу здоровых с точки зрения анатомии сердца детей, мы считаем достигнутыми цели данного исследования и надеемся на дальнейшее изучение этого вопроса у пациентов с изолированной лево-/правожелудочковой дисфункцией в рамках полноценного рандомизированого исследования.
Выводы
Отношение MAPSE/TAPSE и отношение LVs/RVs воспроизводимы, легки в получении и являются постоянными показателями относительно различных значений возраста, пола, веса, роста и BSA, что делает их адекватными параметрами для оценки лево- и правожелудочковых систолических взаимозависимостей. Приводимые значения, являясь подтвержденными, могли бы помочь в проведении диагностики или в осуществлении динамической курации пациентов с измененными межжелудочковыми соотношениями при их систолической дисфункции в результате различных острых или хронических патологических процессов.
Рецензенты:Матюшин Г.В., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой кардиологии и функциональной диагностики ИПО, ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Красноярск;
Жестовская С.И., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой лучевой диагностики ИПО, ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Красноярск.
Работа поступила в редакцию 19.02.2015.