Способ диагностики ремоделирования левого желудочка у пациентов с ишемической болезнью сердца при сохранной фракции выброса на основе трехмерной стресс-эхокардиографии Российский патент 2024 года по МПК A61B8/00 

Изобретение относится к области медицины, а именно к ультразвуковой диагностике, кардиологии и кардиохирургии и может быть использовано для диагностики ремоделирования левого желудочка (ЛЖ) при его сохранной фракции выброса и прогнозирования развития сердечной недостаточности у пациентов с ишемической болезнью сердца.

Ремоделирование представляет собой изменение структуры ЛЖ вследствие какого-либо сердечно-сосудистого заболевания [Беленков Ю. Ремоделирование левого желудочка: комплексный подход. Сердечная недостаточность. 2002; 4 (14):161-163)]. Характер ремоделирования связан с особенностями внутрисердечной и центральной гемодинамики, состоянием миокарда, активацией компенсаторных механизмов и прогнозом заболевания. Различные варианты ремоделирования ЛЖ могут также сочетаться с нарушением систолической или диастолической функции левого желудочка и быть предикторами его декомпенсации [Гаджиева Л., Масуев К., Ибрагимова М. Типы ремоделирования левого желудочка у больных гипертонической болезнью пожилого и старческого возраста. Российский кардиологический журнал 2013; 1 (99): 70-74]. Известным методом диагностики негативного ремоделирования левого желудочка является увеличение конечного диастолического объема (КДО)>20% и/или конечного систолического объема (КСО)>15% по сравнению с исходными значениями по данным эхокардиографии (ЭхоКГ) [Shetye A., Nazir S.A., Squire I.B., et al. Global myocardial strain assessment by different imaging modalities to predict outcomes after ST-elevation myocardial infarction: A systematic review. World J Cardiol 2015; 7(12):948-60].

Также известно, что ремоделирование левого желудочка является осложнением инфаркта миокарда, имеет негативную прогностическую ценность и является основной причиной развития сердечной недостаточности у пациентов. Ранее у пациентов при ультразвуковом исследовании сердца выделяли такие предикторы ремоделирования ЛЖ как фракция выброса (ФВ) ЛЖ, конечный систолический объем (КСО), индекс движения стенки (WMSI). В последние годы один из алгоритмов методов спекл-трекинг эхокардиографии, а именно, показатель продольной деформации показали свои преимущества в определении ремоделирования перед приведенными выше предикторами [Giovanni Andrea Luisi, Gabriele Pestelli, Giulia Lorenzoni, Filippo Trevisan, Vittorio Smarrazzo, Andrea Fiorencis, Filippo Flamigni, Roberto Ferrari and Donato Mele. Severe Impairment of Left Ventricular Regional Strain in STEMI Patients Is Associated with Post-Infarct Remodeling. J. Clin. Med. 2022, 11(18), 5348]. Ряд исследователей утверждают, что глобальный циркулярный стрейн является новым показателям для оценивания прогноза последствий, как и ФВЛЖ [Zhu W, Liu W, Tong Y, et al. Three-dimensional speckle tracking echocardiography for the evaluation of the infarct size and segmental transmural involvement in patients with acute myocardial infarction. Echocardiography 2014; 31:58-66. 50].

Известен «Способ многофакторного прогнозирования хронической сердечной недостаточности (ХСН) после первичного инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST в течение 48-недельного наблюдения» (патент РФ №2754798 от 07.09.2021). Авторы прогнозируют прогрессирующее течение ХСН у пациентов в течение 48 недель после первичного инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST. Однако предложенный способ не позволяет прогнозировать негативное ремоделирование, являющееся ранним признаком развивающейся ХСН. Известен также «Способ прогнозирования развития ремоделирования левого желудочка после инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST и сердечной недостаточности с использованием многофакторной регрессионной модели» (патент РФ №2806237 от 01.11.2022). В этой работе авторы прогнозировали неблагоприятное ремоделирование с помощью множественной логистической регрессии, которая изучала совокупное влияние данных лабораторных исследований и стандартной эхокардиографии. Известен также «Способ отбора пациентов с декомпенсацией ишемической хронической сердечной недостаточности на проведение эндомиокардиальной биопсии» (патент РФ №2728095 от 28.07.2020). Авторы диагностируют негативное ремоделирование миокарда ЛЖ с помощью двухмерной спекл-трекинг эхокардиографии, а именно, показателей скручивания и вращения, но данная работа посвящена пациентам с декомпенсацией ХСН. Во всех вышеприведенных работах не учитывался такой критерий, как сохранная фракция выброса.

Известен также «Способ диагностики достижения стадии устойчивой субмаксимальной гиперемии миокарда при проведении нагрузочной пробы с внутривенным инфузионным введением аденозинтрифосфата» (патент на изобретение №2688441 от 21.05.2019). По разработанному алгоритму внутривенно вводится АТФ до достижения вазодилатирующего эффекта, что подтверждается гемодинамическими изменениями - снижением систолического артериального давления на 5 мм рт. ст. и более. Способ используется только для диагностики симптом-связанных коронарных артерий.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа диагностики функционального состояния миокарда левого желудочка, позволяющего прогнозировать развитие сердечной недостаточности у пациентов с сохранной ФВ путем создания многофакторной модели с последующей классификацией признаков.

Техническим результатом изобретения является сокращение времени прогнозирования развития функционального ремоделирования на основе многофакторной модели, включающей показатели деформации миокарда ЛЖ, полученные методом тканевого следа (спекл-трекинг). Разработанная модель может использоваться для своевременного выявления пациентов, нуждающихся в осуществлении комплекса мер по профилактике сердечной недостаточности.

Поставленная задача решается тем, что на основе трехмерной стресс-эхокардиографии с аденозинтрифосфатом у пациентов с ишемической болезнью сердца с помощью методики спекл-трекинг определяют изменяющиеся на пике нагрузки показатели деформации, характеризующие функциональную анатомию сердца, и посредством оценки десяти показателей деформации определяют риск развития функционального ремоделирования левого желудочка по формуле:

Y - прогностический критерий развития функционального ремоделирования;

X1 - дельта фракции выброса, то есть разность между показателями в покое и на пике нагрузочной пробы, %;

Х2 - глобальный продольный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х3 - глобальное вращение на пике нагрузочной пробы, град.;

Х4 - глобальное скручивание на пике нагрузочной пробы, град./см;

Х5 - глобальный циркулярный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х6 - глобальный стрейн по площади на пике нагрузочной пробы, %;

Х7 - глобальный радиальный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х8 - вращение базальных сегментов на пике нагрузочной пробы, град.;

Х9 - вращение апикальных сегментов на пике нагрузочной пробы, град.;

X10 - скручивание на уровне срединных сегментов на пике нагрузочной пробы, град./см.

Если значение Y≥2,1, то у пациента присутствуют признаки функционального ремоделирования, приводящие к развитию сердечной недостаточности, а при Y<2,1 у пациента отсутствуют признаки функционального ремоделирования.

Способ осуществляют следующим образом.

В исследование были включены пациенты (n=47) кардиохирургического отделения клиники Ростовского Государственного Медицинского Университета с диагнозом ишемическая болезнь сердца, подтвержденным данными коронарографии, электрокардиографии, стандартной эхокардиографии, лабораторными и клиническими исследованиями. Всем пациентам выполнялась стресс-эхокардиография с АТФ. Во время проведения трехмерной стресс-эхокардиографии в реальном масштабе времени были получены результаты параметров деформации методом спекл-трекинг. Оценивались показатели глобального и сегментарного стрейна. Для выявления функционального ремоделирования проводилось выявление связи с приростом конечного систолического объема не пике нагрузочной пробы на 10% и более. На следующем этапе были определены корреляции между выявленными прогностическими факторами. При разработке многофакторной модели обязательным условием было отсутствие взаимосвязей между показателями [Ланг Т.А. Как описывать статистику в медицине. Руководство для авторов, редакторов и рецензентов. М.: Практическая Медицина. 2011; 480]. Далее методом множественной регрессии была создана многофакторная модель. Путем сравнения моделей с различным набором показателей деформации была выбрана наиболее информативная (диагностическая эффективность модели 87%) по связи с классом ХСН при включении наименьшего набора данных. Таким образом, в модель вошли следующие десять показателей, характеризующих не только глобальную сократительную способность, но и сегментарное вращение и скручивание.

Модель имеет вид следующей формулы.

X1 - дельта ФВ (разница между показателями в покое и на пике нагрузочной пробы);

Х2 - глобальный продольный стрейн на пике нагрузочной пробы;

Х3 - глобальное вращение на пике нагрузочной пробы;

Х4 - глобальное скручивание на пике нагрузочной пробы;

Х5 - глобальный циркулярный стрейн на пике нагрузочной пробы;

Х6 - глобальный стрейн по площади на пике нагрузочной пробы;

Х7 - глобальный радиальный стрейн на пике нагрузочной пробы;

Х8 - вращение базальных сегментов на пике нагрузочной пробы;

Х9 - вращение апикальных сегментов на пике нагрузочной пробы;

X10 - скручивание на уровне срединных сегментов на пике нагрузочной пробы;

Далее мы определили прогностический критерий развития функционального ремоделирования.

При Y≥2,1 у пациента есть признаки функционального ремоделирования, которые могут привести к развитию сердечной недостаточности.

При Y<2,1 у пациента отсутствуют признаки функционального ремоделирования.

Заявляемый способ диагностики проиллюстрирован следующими клиническими примерами.

Пример 1.

Больная А, женщина, 57 лет, жалуется на вновь появившиеся приступы стенокардии при физической нагрузке. Клинический диагноз: ИБС, стенокардия напряжения, ФК III. Постинфарктный кардиосклероз (2013 г.). ХСН IIA. Гипертоническая болезнь III стадии, достигнутой 3 степени, группа риска 4 (очень высокий). По данным коронарографии выявлено мультифокальное поражение - стеноз ПМЖВ 70%, стеноз ОВ 60%, стеноз ПКА 90%. По данным стандартной эхокардиографии: дилатации полостей сердца не выявлено, КДО 98 мл, КСО 46 мл, гипертрофия миокарда ЛЖ, МЖП 11 мм, ЗСЛЖ 12 мм. Систолическая функция не нарушена ФВ 58%. Зон нарушения локальной сократимости миокарда не выявлено. Пациентке выполнена стресс-эхокардиография с АТФ со скоростью 140 мкг/кг/мин, эффект максимальной гиперемии миокарда достигнут. По данным визуальной оценки появилась зона нарушения локальной сократимости - акинез нижней стенки ЛЖ. На пике нагрузки оценены показатели деформации и вычислены по формуле.

В результате полученное значение больше 2,1 что соответствует критерию развития функционального ремоделирования. В связи с высоким риском развития сердечной недостаточности из-за формирования неблагоприятного варианта ремоделирования пациентке предложено, а затем успешно выполнено аортокоронарное шунтирование.

Пример 2.

Больной Г, мужчина 59 лет, поступил в отделение с жалобами на периодически возникающую одышку при нагрузке. Клинический диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения, ФК III. Постинфарктный кардиосклероз (2015 г.). ХСН II. Гипертоническая болезнь III стадии, 3 степени, группа риска 4 (очень высокий). По данным коронарографии выявлено мультифокальное поражение - стеноз ПМЖВ 70%, стеноз ОВ 40%, стеноз ПКА 70%. По данным стандартной эхокардиографии: дилатации полостей сердца не выявлено, КДО 91 мл, КСО 38 мл, гипертрофия миокарда ЛЖ МЖП 11 мм, ЗСЛЖ 11 мм, ФВ 59%. Зон нарушения локальной сократимости миокарда не выявлено. Пациенту выполнена стресс-эхокардиография с АТФ со скоростью 140 мкг/кг/мин со ступенчатым повышением до 175 мкг/кг/мин. По данным визуальной оценки зон нарушения локальной сократимости во время нагрузочной пробы не выявлено. На пике нагрузки оценены показатели деформации и вычислены по формуле.

В результате полученное значение равно 2,1 что соответствует критерию развития функционального ремоделирования. Пациенту выполнено стентирование ПКА.

Пример 3.

Больной Т, мужчина 57 лет, поступил в отделение с жалобами на периодически возникающее чувство дискомфорта за грудиной. Клинический диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения, ФК 1. ХСН 0. Гипертоническая болезнь III стадии, контролируемое течение, группа риска 4 (очень высокий). По данным коронароангиографии выявлено мультифокальное поражение - стеноз ПМЖВ 60%, стеноз ОВ 65%, стеноз ПКА 60%. По данным стандартной эхокардиографии: дилатации полостей сердца не выявлено, КДО 150 мл, КСО 45 мл, толщина стенок МЖП 10 мм, ЗСЛЖ 10 мм, ФВ 52%. Зон нарушения локальной сократимости миокарда не выявлено. Пациенту выполнена стресс-эхокардиография с АТФ со скоростью 140 мкг/кг/мин со ступенчатым повышением до 175 мкг/кг/мин. По данным визуальной оценки сомнительная зона гипокинеза нижней стенки. На пике нагрузки оценены показатели деформации и вычислены по формуле.

В результате полученное значение меньше 2,1, что соответствует критерию отсутствия функционального ремоделирования. Пациенту продолжена консервативная терапия и наблюдение.

Способ обеспечивает выявление пациентов с высоким риском неблагоприятного ремоделирования и позволяет своевременно внести коррекцию в план лечебных мероприятий с целью профилактики развития сердечной недостаточности. При наличии признаков неблагоприятного ремоделирования и выявленных при коронарографии значимых поражений коронарных артерий может быть рекомендовано проведение хирургической реваскуляризации миокарда ЛЖ.

Изобретение относится к области медицины, а именно к ультразвуковой диагностике, кардиологии и кардиохирургии, и может быть использовано для диагностики ремоделирования левого желудочка (ЛЖ) при его сохранной фракции выброса и прогнозирования развития сердечной недостаточности у пациентов с ишемической болезнью сердца. Проводится трехмерная стресс-эхокардиография с натрия аденозинтрифосфатом. На пике нагрузочной пробы регистрируются показатели деформации миокарда методом спекл-трекинг. Рассчитывается эхокардиографический прогностический критерий развития ремоделирования (Y). При величине Y более или равной 2,1 прогнозируется развитие неблагоприятного ремоделирования с развитием сердечной недостаточности. При величине Y менее 2,1 прогнозируется благоприятное ремоделирование без развития сердечной недостаточности. Способ обеспечивает выявление пациентов с высоким риском неблагоприятного ремоделирования и позволяет своевременно внести коррекцию в план лечебных мероприятий с целью профилактики развития сердечной недостаточности. При наличии признаков неблагоприятного ремоделирования и выявленных при коронарографии значимых поражений коронарных артерий может быть рекомендовано проведение хирургической реваскуляризации миокарда ЛЖ. 3 пр.

Способ диагностики ремоделирования левого желудочка на основе трехмерной стресс-эхокардиографии с аденозинтрифосфатом у пациентов с ишемической болезнью сердца при сохранной фракции выброса, характеризующийся тем, что с помощью методики спекл-трекинг определяют изменяющиеся на пике нагрузки показатели деформации, характеризующие функциональную анатомию сердца, и посредством вычисления десяти показателей деформации определяют риск развития неблагоприятного ремоделирования левого желудочка по формуле:

Y - прогностический критерий развития функционального ремоделирования;

X1 - дельта фракции выброса, то есть разность между показателями в покое и на пике нагрузочной пробы, %;

Х2 - глобальный продольный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х3 - глобальное вращение на пике нагрузочной пробы, град.;

Х4 - глобальное скручивание на пике нагрузочной пробы, град./см;

Х5 - глобальный циркулярный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х6 - глобальный стрейн по площади на пике нагрузочной пробы, %;

Х7 - глобальный радиальный стрейн на пике нагрузочной пробы, %;

Х8 - вращение базальных сегментов на пике нагрузочной пробы, град.;

Х9 - вращение апикальных сегментов на пике нагрузочной пробы, град.;

X10 - скручивание на уровне срединных сегментов на пике нагрузочной пробы, град./см, при этом если значение Y≥2,1, то у пациента присутствуют признаки неблагоприятного ремоделирования, приводящие к развитию сердечной недостаточности, а при Y<2,1 у пациента прогнозируется благоприятное ремоделирование без развития сердечной недостаточности.