СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКРЫТОЙ СИСТОЛИЧЕСКОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА Российский патент 2024 года по МПК A61B8/06 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для определения скрытой систолической дисфункции правого желудочка у пациентов перед кардиохирургическим вмешательством.

Причинами, приводящими к нарушению функции правого желудочка, являются первичная и вторичная легочная гипертензия, инфаркт миокарда правого желудочка, миокардиты, кардиомиопатии. Наибольшее практическое значение имеет обнаружение дисфункции правого желудочка после перенесенного инфаркта миокарда у пациентов перед оперативными вмешательствами на коронарных артериях, поскольку прогноз в периоперационном и в отдаленном периодах во многом определяется состоянием правого желудочка [1].

При кардиохирургических вмешательствах в условиях искусственной вентиляции легких правый желудочек находится в состоянии перегрузки давлением. Во время искусственной вентиляции легких происходит повышение давления в дыхательных путях. При увеличении альвеолярного давления выше легочного венозного давления происходит коллапс легочных капилляров, что создает увеличенное сопротивление току крови. Давление в правом предсердии увеличивается на 2-4 мм.рт.ст., что может приводить к снижению системного венозного возврата крови и уменьшению ударного объема [2].

При увеличении постнагрузки увеличивается напряжение стенки правого желудочка, увеличивается потребность миокарда в кислороде, что может привести к ишемии и последующему инфаркту миокарда, что также сопровождается значительным снижением ударного объема.

Перегрузка сопротивлением, особенно на фоне большого объема инфузии (дополнительная перегрузка объемом), могут привести к острой правожелудочковой недостаточности. Особенно высок риск развития таких событий у пациентов, изначально имевших скрытую систолическую дисфункцию правого желудочка.

Все эти события приводят к дилатации камеры правого желудочка, которая способствует трикуспидальной регургитации, повышению ЦВД и венозному застою. Кроме того, при резком снижении ударного объема правого желудочка уменьшается преднагрузка на левый желудочек, происходит снижение его сердечного выброса и падение артериального давления. Таким образом, дисфункция правого желудочка при оперативных вмешательствах может приводить к неблагоприятным последствиям, вплоть до летального исхода [3].

Наиболее простым и общедоступным способом оценки функции правого желудочка является эхокардиография. Однако она имеет технические ограничения, связанные со сложной геометрией полости органа и неоптимальной визуализацией. Правый желудочек, в отличие от левого, является сложной камерой. Он имеет приносящий и выносящий тракт, располагающиеся в разных плоскостях, и апикальную часть. Стереометрической моделью данной камеры сердца является пирамида с треугольным основанием.

Среди эхокардиографических методик существуют различные способы оценки систолической функции правого желудочка. Самыми популярными, надежными и часто используемыми являются амплитуда систолического движения кольца трикуспидального клапана (TAPSE), пиковая систолическая скорость смещения кольца трикуспидального клапана (s'), фракционное уменьшение площади, индекс производительности миокарда. Однако, данные способы отражают нарушение функции правого желудочка только в состоянии покоя.

Для выявления скрытой систолической дисфункции правого желудочка предложены несколько способов.

Один из них используется для оценки сократительного резерва ПЖ. Суть его заключается в том, что измеряют пиковую скорость смещения кольца трикуспидального клапана при тканевой допплерографии во время выполнения небольшой физической нагрузки в 25 Вт в течение 3 минут и соотносят полученные результаты с показателем пикового потребления кислорода при выполнении кардиопульмонального теста. При исследовании было установлено, что низкий прирост скорости смещения кольца трикуспидального клапана во время упражнений с низкой физической нагрузкой коррелирует с низким пиковым потреблением кислорода. Это позволяет оценить функцию правого желудочка на фоне увеличения постнагрузки во время выполнения физической нагрузки [4].

Недостатками данного способа являются сложность его выполнения - обязательная необходимость использования физических упражнений во время теста, трудность получения качественного изображения во время исследования. Кроме того, данный способ создает постнагрузку на ПЖ опосредованно, а не напрямую на систему легочных артерий.

Наряду с этим предложен другой способ диагностики начальных проявлений систолической дисфункции правого желудочка. Его суть заключается в измерении в допплеровском импульсно-волновом режиме скоростных показателей эхо-сигнала на уровне латерального края трикуспидального клапана. Регистрации спектрограммы посредством импульсно-волнового допплера с измерением скоростных показателей допплеровских сигналов - sr, ar и er (где sr - эхо-сигнал выше изолинии, соответствует систоле правого желудочка, er и ar - эхо-сигналы ниже изолинии, которые соответствуют раннему и позднему диастолическим компонентам). При значении sr менее 14 см/с, определяют систолическую дисфункцию правого желудочка [5].

Недостатками данного способа является использование допплеровского режима, а любое допплеровское исследование является зависимым от угла падения сканирующего ультразвукового луча. Кроме того, при использовании данного способа исследуется функция правого желудочка в состоянии покоя, без применения минимальной дополнительной нагрузки на правый желудочек. Данный факт не позволяет в полной мере судить о скрытой систолической дисфункции правого желудочка.

Существует известный способ оценки систолической функции правого желудочка [6] с помощью определения деформации миокарда методом двухмерной эхокардиографии с отслеживанием спеклов. В отличие от общепринятых в эхокардиографии методов определения систолической функции правого желудочка, таких как TAPSE, s' Tei - индекс, которые представляют только степень смещения базальных сегментов свободной стенки правого желудочка, данный метод является глобальным параметром систолической функции, который хорошо коррелирует с фракцией выброса правого желудочка, определенной при помощи МРТ. Также анализ деформации с использованием двухмерной эхокардиографии с отслеживанием спеклов обеспечивает независимое от угла измерение систолической функции правого желудочка, отличающееся лучшей воспроизводимостью, чем анализ тканевой допплерографии. Продольная деформация правого желудочка является хорошим ранним показателем дисфункции миокарда, так как отражает сократительную способность продольных мышечных волокон, осуществляющих 80% сокращения желудочка.

Однако, данный способ имеет недостатки и ограничения при использовании в клинической практике. Во-первых, для каждого программного обеспечения существуют отдельные алгоритмы анализа деформации и ее значения не стандартизированы. Во-вторых, при исследовании может быть использована только четырехкамерная позиция с фокусом на правый желудочек, в отличие от использования нескольких позиций при оценке деформации левого желудочка. И, в-третьих, для выполнения данного исследования необходимо наличие современного ультразвукового аппарата с возможностью выполнения двухмерной эхокардиографии с отслеживанием спеклов.

Основным недостатками предложенных способов является то, что посредством этих методик исследуют функцию правого желудочка либо в состоянии покоя, либо при физической нагрузке.

Следует отметить, что критичной нагрузкой для правого желудочка является именно перегрузка повышенным сопротивлением. При быстром увеличении постнагрузки на 20 мм рт.ст. происходит снижение выброса правого желудочка на 30% [7]. А при проведении оперативных вмешательств в условиях искусственной вентиляции легких именно перегрузка сопротивлением будет критическим фактором, который приведет к дисфункции правого желудочка и снижению сердечного выброса.

Сущность предлагаемого способа определения скрытой систолической дисфункции правого желудочка у пациентов перед кардиохирургическими вмешательствами заключается в том, что пациенту проводят трансторакальную эхокардиографию с выполнением пробы Вальсальвы, измерением показателей интеграла линейной скорости кровотока в выносящем тракте правого желудочка, дистального диаметра правого желудочка в позиции по короткой оси левого желудочка на уровне аортального клапана с последующим вычислением ударного объема правого желудочка, скрытую систолическую дисфункцию правого желудочка диагностируют при снижении ударного объема правого желудочка на 30% и более.

Для выявления скрытой дисфункции мы предлагаем использование именно пробы Вальсальвы. При выполнении пробы происходят следующие гемодинамические изменения.

1 фаза - резкое увеличение внутригрудного давления во время выдоха. Увеличивается приток крови к левым камерам сердца с последующим транзиторным увеличением ударного объема левого желудочка и систолического давления. Также происходит рефлекторное снижение частоты сердечных сокращений. Эта фаза короткая и длится около 5 секунд.

2 фаза - снижение венозного возврата в результате повышенного внутригрудного давления, что создает сопротивление току крови с последующим снижением ударного объема и сердечного выброса. Рефлекторно увеличивается частота сердечных сокращений и общее периферическое сопротивление сосудов с целью поддержания артериального давления.

3 фаза - расслабление. Во время вдоха происходит снижение внутригрудного давления, увеличивается приток крови к правым камерам, увеличивается объем в легочном кровеносном русле.

4 фаза - восстановление кровотока и гемодинамики [8].

Эти изменения аналогичны тем, что происходят при использовании искусственной вентиляции легких. Проба Вальсальвы в качестве нагрузочного теста для определения дисфункции правого желудочка имеет преимущество в создании перегрузки правого желудочка сопротивлением, схожим по механизму с тем, что испытывает пациент во время ИВЛ. Данная проба является физиологичной, не требует проведения больших физических нагрузок, введения медикаментозных средств и удобна тем, что одновременно с ее проведением можно легко проводить трансторакальную эхокардиографию.

Снижение ударного объема правого желудочка - прямой показатель его систолической дисфункции. В предложенном методе используется вычисление ударного объема с помощью показателя интеграла линейной скорости кровотока VTI и определения площади выносящего тракта правого желудочка. Этот способ расчета ударного объема наиболее точен, так как измеряется кровоток в выносящем тракте. Снижение ударного объема на 30% и более является гемодинамически значимым для поддержания минутного объема.

Преимуществом предложенного способа является простое, быстрое и точное выявление скрытой систолической дисфункции правого желудочка перед кардиохирургическими вмешательствами, применимое на этапе предоперационного обследования пациента. Данный способ позволяет диагностировать скрытую дисфункцию правого желудочка и определять тактику перфузионно-анестезиологического интраоперационого ведения пациента и прогнозировать успешность выполнения операции.

Заявляемый способ определения скрытой систолической дисфункции правого желудочка был использован у 30 человек. У 10 больных, поступивших для выполнения аортокоронарного шунтирования, имеющих хроническую окклюзию правой коронарной артерии, у 10 пациентов, поступивших для выполнения аортокоронарного шунтирования, имеющих различные степени стенозов коронарных артерий, но без окклюзии правой коронарной артерии в отделение сердечно-сосудистой хирургии клиники факультетской хирургии ФГБОУ ВО Самарского государственного медицинского университета и у 10 здоровых людей, не имеющих диагноза ИБС. Всем пациентам была выполнена проба Вальсальвы с одновременным измерением ударного объема правого желудочка.

В контрольной группе 10 здоровых добровольцев проба оказалась отрицательной у 100%. Среднее снижение ударного объема составило 21,5%.

В группе пациентов имеющих различные степени стенозов коронарных артерий, но без окклюзии правой коронарной артерии, проба оказалась положительной у 4 больных. Среднее снижение ударного объема составило 25,8%.

В группе пациентов, имеющих хроническую окклюзию правой коронарной артерии, проба оказалась положительной у 8 больных. Среднее снижение ударного объема составило 36,0%.

У пациентов с положительной пробой была изменена интраоперационная стратегия анестезиолого-перфузионного обеспечения. Обязательно выполнялась раздельная кардиоплегия (дополнительное проливание кардиоплегического раствора в шунт правой коронарной артерии после его формирования). Изменялась перфузионная стратегия - более плавный и длительный по времени уход от искусственного кровообращения (ИК) (увеличено время циркуляции на ½ расчетной объемной скорости ИК до полной остановки ИК с 1 до 3 минут) и уменьшена скорость возврата перфузата из резервуара в больного (100 мл/мин (при норме 200 мл/мин)). В раннем послеоперационном периоде у 7 больных отмечено длительное пребывание в палате интенсивной терапии и необходимость длительной инотропной поддержки более 12 часов. Летальных исходов в данной группе не было.

Клинические примеры.

Пример 1. Больной Ф., 62 года. Поступил в клинику с жалобами на давящие боли в области сердца, одышку при ходьбе до 100 метров, купирующиеся через 3-5 минут в покое, периодическое повышение артериального давления максимально до 180 и 110 мм.рт.ст. Со слов пациента перенесенный инфаркт миокарда неизвестной давности. На коронарографии стеноз ствола левой коронарной артерии 60-84%, стеноз 34-57% в медиальном сегменте передней нисходящей артерии, стеноз 50-75% в устье интермедиальной артерии, стеноз 95% в устье огибающей артерии, стеноз 60-84% в проксимальном сегменте правой коронарной артерии, хроническая окклюзия с признаками реканализации в медиальном сегменте. При выполнении эхокардиографии обнаружены зоны нарушения сократимости нижней стенки левого желудочка. Фракция изгнания левого желудочка по Симпсону 51%. Глобальный продольный стрейн левого желудочка 17,6%. Время ускорения в выносящем тракте правого желудочка 108 мс. Систолическое давление в легочной артерии 43 мм.рт.ст. Незначительно увеличены базальный и средний диаметры правого желудочка. TAPSE 21 мм. s'-10 см/с. В покое дистальный диаметр правого желудочка 18 мм, интеграл линейной скорости кровотока (VTI) в выносящем тракте правого желудочка 20,7 см. По уравнению Допплера ударный объем правого желудочка составил 53 мл. Во время выполнения пробы Вальсальвы с повышением давления до 20 мм.рт.ст, интеграл линейной скорости кровотока уменьшился до 12,6 см. Ударный объем уменьшился на 42% и стал равен 31 мл. Проба признана положительной. Пациенту было выполнено трехсосудистое аорто- и маммарокоронарное шунтирование. Проводилась раздельная кардиоплегия (дополнительное (основное в корень аорты) проливание кардиоплегического раствора в шунт правой коронарной артерии после его формирования). Для восстановления сердечного ритма потребовалось применение электрической дефибрилляция сердца (ЭДС) дважды. Учитывая положительную пробу, также была изменена перфузионная стратегия - более плавный и длительный по времени уход от искусственного кровообращения (ИК) (увеличено время циркуляции на ½ расчетной объемной скорости ИК до полной остановки ИК с 1 до 3 минут) и уменьшена скорость возврата перфузата из резервуара в больного (до 100 мл/мин (при норме 200 мл/мин)). Длительность инотропной поддержки составила 14 часов. Время пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии 28 часов. В дальнейшем послеоперационный период протекал без особенностей.

Пример 2.

Больная С, 60 лет. При поступлении предъявляла жалобы на давящие и сжимающие боли за грудиной при умеренной физической нагрузке в виде ходьбы около 150-200 метров, подъеме на 1 этаж, купирующиеся в покое через 2-3 минуты, одышку при ходьбе в среднем темпе до 200 метров, повышение артериального давления до 220 и 110 мм.рт.ст. При выполнении коронарографии: ствол левой коронарной артерии: без гемодинамически значимых поражений. Передняя нисходящая артерия: протяженный стеноз 50-75% в проксимально-медиальном сегменте. Огибающая артерия: стеноз 67-89% в проксимальном сегменте, стеноз 55-80% в медиальном сегменте. Правая коронарная артерия: стеноз 65-89% в медиальном сегменте. При выполнении эхокардиографии обнаружены зоны акинеза нижней стенки левого желудочка. Фракция изгнания левого желудочка по Симпсону 58%. Глобальный продольный стрейн левого желудочка 19%. Время ускорения в выносящем тракте правого желудочка 112 мс. Систолическое давление в легочной артерии 28,8 мм.рт.ст. TAPSE 22 мм. s'-14,4 см/с. В покое дистальный диаметр правого желудочка 22 мм, интеграл линейной скорости кровотока (VTI) в выносящем тракте правого желудочка 21,1 см. По уравнению Допплера ударный объем правого желудочка составил 80,1 мл. Во время выполнения пробы Вальсальвы с повышением давления до 20 мм.рт.ст, интеграл линейной скорости кровотока уменьшился до 19 см. Ударный объем уменьшился на 12% и стал равен 70,3 мл. В данном случае проба считается отрицательной. Пациентке было выполнено трехсосудистое аорто- и маммарокоронарное шунтирование. Вся кардиопления проводилась через корень аорты. Восстановление сердечной деятельности после операции произошло самостоятельно. Учитывая отрицательную пробу, перфузионная стратегия без изменений - стандартный уход от искусственного кровообращения (ИК) до 1 минуты и скорость возврата перфузата из резервуара в больного 200 мл/мин. Время инотропной поддержки 9 часов. Длительность пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии составила 20 часов. Периоперационный период протекал без осложнений.

Таким образом, посредством предложенного способа определения скрытой систолической дисфункции, можно определять группу риска пациентов перед кардиохирургическими вмешательствами по развитию неблагоприятных осложнений, и, следовательно, изменять подходы к ведению таких пациентов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Assessing Right Ventricular Function in the Perioperative Setting, Part I: Echo-Based Measurements; Michael Vandenheuvel, Stefaan Bouchez, Patrick Wouters, Eckhard Mauermann Affiliations expand PMID: 31677685 DOI: 10.1016/j.anclin.2019.08.011

2. D. De Backer et al. (eds.), Hemodynamic Monitoring Using Echocardiography in the Critically 111, DOI: 10.1007/978-3-540-87956-5, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011

3. Чучалин А.Г. Правожелудочковая сердечная недостаточность. Пульмонология. 2019; 29 (2): 135-147. DOI: 10.18093/ 0869-0189-2019-29-2-135-147

4. Impact of right ventricular contractile reserve during low-load exercise on exercise intolerance in heart failure.

Masaki Kinoshita, Katsuji Inoue, Haruhiko Higashi, Yusuke Akazawa, Yasuhiro Sasaki, Akira Fujii, Teruyoshi Uetani, Shinji Inaba, Jun Aono, Takayuki Nagai, Kazuhisa Nishimura, Shuntaro Ikeda and Osamu Yamaguchi. Published online 2020 Sep 13. doi: 10.1002/ehf2.12968.

5. Патент RU 2532876 (10.11.2014). Способ диагностики начальных проявлений систолической дисфункции правого желудочка сердца. Мирзоян Е.С., Неласов Н.Ю., Бабаев М.В., Сафонов Д.В.

6. Strain Analysis of the Right Ventricle Using Two-dimensional Echocardiography. Ju-Hee Lee, MD and Jae-Hyeong Park, MD, PhD. J Cardiovasc Imaging. 2018 Sep; 26(3): 111-124. Published online 2018 Aug 29. doi: 10.4250/jcvi.2018.26.e11.

7. MacNee, W (1994). Pathophysiology of cor pulmonale in chronic obstructive pulmonary disease. Part One.. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 150(3), 833-852. doi:10.1164/ajrccm.150.3.8087359

8. The Valsalva manoeuvre: physiology and clinical examples L Pstras 1, K Thomaseth 2, J Waniewski 1,1 Balzani 3, F Bellavere 4 Affiliations expand PMID: 26662857 DOI: 10.1111/apha.12639.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии и функциональной диагностике, и может быть использовано для определения скрытой систолической дисфункции правого желудочка. Проводят трансторакальную эхокардиографию с измерением показателей интеграла линейной скорости кровотока в выносящем тракте правого желудочка, дистального диаметра правого желудочка в позиции по короткой оси левого желудочка на уровне аортального клапана с последующим вычислением ударного объема правого желудочка, далее повторно осуществляют определение ударного объема правого желудочка с одновременным выполнением пробы Вальсальвы. Скрытую систолическую дисфункцию правого желудочка определяют при снижении ударного объема на 30% и выше по сравнению с исходным. Способ позволяет определять группу риска пациентов перед кардиохирургическими вмешательствами по развитию неблагоприятных осложнений за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 2 пр.

Способ определения скрытой систолической дисфункции правого желудочка, заключающийся в проведении пациенту трансторакальной эхокардиографии с определением показателей работы правого желудочка, отличающийся тем, что пациенту проводят трансторакальную эхокардиографию с измерением показателей интеграла линейной скорости кровотока в выносящем тракте правого желудочка, дистального диаметра правого желудочка в позиции по короткой оси левого желудочка на уровне аортального клапана с последующим вычислением ударного объема правого желудочка, далее повторно осуществляют определение ударного объема правого желудочка с одновременным выполнением пробы Вальсальвы, скрытую систолическую дисфункцию правого желудочка определяют при снижении ударного объема на 30% и выше по сравнению с исходным.