СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СТЕПЕНИ ДИСФУНКЦИИ КАМЕР СЕРДЦА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR DEGREE OF CARDIAC CHAMBER DYSFUNCTION IN PATIENTS WITH CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии и ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для диагностики степени дисфункции камер сердца у больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).
Заболеваемость ХОБЛ за последние 15 лет в развитых странах значительно выросла. Большинство больных - лица трудоспособного возраста. Заболевание приводит к инвалидности в среднем через 10 лет после установления диагноза. Все чаще встречаются тяжелые формы заболевания, связанные с поздней диагностикой. Одной из ведущих причин госпитализации больных ХОБЛ является декомпенсация хронического легочного сердца (ХЛС). В связи с этим актуален вопрос ранней диагностики дисфункции камер сердца у больных ХОБЛ.
Известно исследование по изучению дисфункции камер сердца у больных ХОБЛ различной степени тяжести с использованием режимов тканевого допплерографического исследования (ТДИ), в котором сравниваются амплитуды движения фиброзных колец трикуспидального клапана (ТК). На основании допплеровского спектра транстрикуспидального потока выявлялись признаки нарушения процессов релаксации правого желудочка (ПЖ); на основании оценки амплитуды и скорости перемещения трикуспидального кольца выявлялось снижение общей производительности ПЖ (фракция изгнания) у больных ХОБЛ легкой степени тяжести без признаков роста легочной сердечно-сосудистой недостаточности и наличия легочной гипертензии (ЛГ). [Барт Б.Я., Кульбачинская О.М., Дергунова Е.Н., Вартанян Е.А. Применение тканевой допплерографии в оценке структурно-функциональных изменений правых отделов сердца у больных хронической обструктивной болезнью легких // Рос. кардиолог. журн. - 2014. - №2 (106). - С. 79-83].
Недостатком способа является отсутствие комплексного исследования всех параметров ТДИ правых и левых камер сердца у больных ХОБЛ. Исследование ограничивалось оценкой пиковых скоростей в импульсно-волновом режиме стандартной эхокардиографии (ЭхоКГ) транстрикуспидального потока, отношения пиковых скоростей, скоростных параметров движения фиброзного кольца ТК в режиме ТДИ, систолической амплитуды движения фиброзного кольца ТК.
Известно исследование, в котором проводилась оценка параметров ТДИ для выявления дисфункции правых камер сердца у пациентов ХОБЛ с использованием следующих параметров: 1. В импульсно-волновом режиме ТДИ (PW TDI ПЖ) оценивали пиковые систолические скорости транстрикуспидального кровотока и их отношение (пик Em, пик Am, Em/Am); 2. В режиме Strain и strain rate оценивали продольную деформацию и скорость деформации в области фиброзного кольца ТК, базальных, апикальных сегментах ПЖ (Иванова Н.Г. Состояние систолической и диастолической функции правого желудочка у больных хронической обструктивной болезнью легких // Автореф. на соиск. уч.ст. к.м.н. - 2011. - Томск).
Недостатки: не проводилась комплексная диагностика правых и левых камер сердца для оценки степени дисфункции у больных ХОБЛ с помощью различных режимов ТДИ; не проводили анализ взаимосвязей всех исследуемых параметров ТДИ в зависимости от степени дисфункции; не проводился дискриминантный анализ дисфункции правых и левых камер сердца у пациентов с ХОБЛ.
Ближайшим аналогом изобретения является исследование по выявлению ранних структурно-функциональных изменений сердца у пациентов с ХОБЛ, в котором использовались стандартные эхокардиографические методы и метод ТДИ. Проводились исследования функции внешнего дыхания и эхокардиографическое исследование сердца, проводился сравнительный анализ планиметрических, гемодинамических, параметров тканевой допплерографии. У пациентов с ХОБЛ в режиме ТДИ была выявлена диастолическая дисфункция ПЖ, статистически достоверно увеличивался индекс миокардиальной производительности ПЖ. Ремоделирование левых отделов в исследовании проявлялось развитием диастолической дисфункции левого желудочка (ЛЖ) у 57,6% пациентов, увеличением индекса миокардиальной производительности ЛЖ, увеличением индекса объема левого предсердия (Горелик И.Л., Калманова Е.Н., Айсанов З.Р., Чучалин А.Г. Возможности эхокардиографии в оценке ремоделирования правых и левых отделов сердца у пациентов с ХОБЛ // Функцион. диагностика. - 2011. - №4. - С. 91-98). Этот способ принят авторами за прототип.
Недостатком способа является ограниченное количество существенных признаков, влияющих на определение степени дисфункции камер сердца у пациентов с ХОБЛ 2 и 3 степени, отсутствие математического анализа всех признаков для выявления их значимости в диагностике признаков ремоделирования камер сердца.
Техническим результатом изобретения является возможность ранней диагностики дисфункции левой и правой камер сердца больных ХОБЛ 2 и 3 степеней тяжести путем комплексного анализа наиболее информативных показателей, полученных с помощью построения математической модели.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики степени дисфункции камер сердца у больных ХОБЛ путем ультразвукового исследования сердца, включающего определение диаметра ствола легочной артерии, толщину передней стенки ПЖ, поперечный размер ПЖ в диастолу, согласно изобретению дополнительно определяют продольную деформацию волокон миокарда латеральной части фиброзного кольца митрального клапана, скорость движения латеральной части фиброзного кольца ТК, скорость продольной деформации волокон миокарда на уровне латеральной части фиброзного кольца ТК, пиковую скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу раннего диастолического расслабления, пиковую скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу систолы предсердий и их отношение, пиковую скорость трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу раннего диастолического расслабления, пиковую скорость трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу систолы предсердий и их отношение, скорость движения стенок срединного сегмента ПЖ в импульсно-волновом режиме ТДИ и вычисляют дискриминантную функцию по следующей формуле:
D=1,72249×Ла-0,29256×SI ЛЖк+4,922241×ПС ПЖд-0,88857×TVI ПЖк-0,82031×SIR ПЖк+8,153026×Em/Am ПЖ TDI+0,929646×ПЖд-11,7794×Е/А ЛЖ+0,627372×TVI ПЖс-88,3848,
где
Ла - диаметр ствола легочной артерии, мм;
SI ЛЖк - продольная деформация волокон миокарда латеральной части фиброзного кольца митрального клапана, %;
ПС ПЖд - толщина передней стенки ПЖ, мм;
TVI ПЖк - скорость движения латеральной части фиброзного кольца ТК, см/с;
-1
SIR ПЖк - скорость продольной деформации волокон миокарда на уровне латеральной части фиброзного кольца ТК, с;
Em - пиковая скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу раннего диастолического расслабления, см/с;
Am - пиковая скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу систолы предсердий, см/с;
Em/Am ПЖ TDI - отношение пиковых скоростей транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ (PW TDI);
ПЖд - поперечный размер ПЖ в диастолу, мм;
Е - пиковая скорость трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу раннего диастолического расслабления, см/с;
А - пиковая скорость трансмитрального кровотока импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу систолы предсердий, см/с;
Е/А ЛЖ - отношение пиковых скоростей трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ (PW);
TVI ПЖс - скорость движения стенок срединного сегмента ПЖ в импульсно-волновом режиме ТДИ, см/с,
и при D>0 диагностируют тяжелую степень дисфункции, а при D<0 - легкую степень.
Изобретение основано на результатах обследования 67 больных ХОБЛ в стадии обострения (2 степени - 44 больных, средний возраст 62,4±9,7 года и 3 степени - 23 больных, средний возраст 68,39±9,5 лет). Контрольную группу составили 20 пациентов без достоверно подтвержденной обструктивной патологии легких.
Всем пациентам предварительно проводилась спирометрия по методу «Петля-Поток-Объем». Больные разделялись по группам согласно критериям GOLD (2011). Методом стандартной ЭхоКГ оценивались планиметрические параметры ПЖ, правого предсердия (ПП), ЛЖ, левого предсердия (ЛП). Учитывались индексы объемов полостей ЛП, ПП. Систолическое давление в легочной артерии (СДЛА) оценивалось в режиме постоянно-волнового допплера по максимальному градиенту трикуспидальной регургитации.
С использованием ТДИ оценивались параметры движения фиброзных колец ТК с расчетом пиковых миокардиальных скоростей: Sm (см/с) - систолическая скорость; Em (см/с) - скорость раннего диастолического расслабления; Am (см/с) - скорость в фазу систолы предсердий, отношение Em/Am.
С использованием режима Strain/Strain rate (переменная SRI и переменная SI правого и левого желудочков) определяли деформацию и скорость деформации волокон миокарда в различных сегментах для выявления нарушений локальной сократимости.
С помощью параметра тканевого следа (переменная Tissue Tracking - ТТ) определяли скорости систолического смещения волокон миокарда в различных сегментах ПЖ и ЛЖ.
Оценивались скорости синхронного движения стенок миокарда желудочков (переменная TSI - Tissue Synchronisation Imaging).
Для выявления переменных (признаков), максимально влияющих на определение степени дисфункции камер сердца у больных ХОБЛ, проводилась процедура пошагового дискриминантного анализа. В качестве группирующей (результирующей) переменной использовалась качественная переменная - эффективность лечения после 1 месяца (0 - отсутствие жалоб, 1 - наличие хотя бы одной жалобы на боли), подтверждающая соответственно легкую или тяжелую степени дисфункции камер сердца.
Дискриминантному анализу подверглись следующие переменные:
1. TVI ПЖ - показатель скорости движения отдельных участков миокарда ПЖ (фиброзное кольцо клапана, базальные сегменты/участки миокарда, срединные участки миокарда, апикальные или верхушечные сегменты/участки миокарда);
2. TVI ЛЖ - показатель скорости движения отдельных участков миокарда ЛЖ: фиброзное кольцо клапана, базальные сегменты миокарда, срединные участки миокарда, апикальные или верхушечные сегменты/участки миокарда;
3. TSI ПЖ - показатель временной синхронизированной задержки сокращения миокарда ПЖ в различных точках миокарда: фиброзное кольцо клапана, базальные сегменты/участки миокарда, срединные сегменты/участки миокарда, апикальные или верхушечные сегменты/участки миокарда;
4. TSI ЛЖ - показатель временной синхронизированной задержки сокращения миокарда ЛЖ в различных точках миокарда: фиброзное кольцо клапана, базальные сегменты/участки миокарда, срединные сегменты/участки миокарда, апикальные или верхушечные сегменты/участки миокарда;
5. ТТ ПЖ и ТТ ЛЖ - тканевой след, мм - цветное кодирование систолического смещения волокон миокарда в различных сегментах правого и левого желудочков;
6. SI ПЖ и SI ЛЖ - показатели деформации волокон миокарда правого и левого желудочка, %;
-1
7. SIR - показатель скорости деформации (укорочения и/или удлинения волокон миокарда различных сегментов ПЖ и ЛЖ), с;
1
8. ОФВ - объем форсированного выдоха за 1 с маневра форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ);
9. ЖЕЛ - показатель жизненной емкости легких;
10. ФВ - фракция выброса (показатель глобальной сократительной способности камер сердца), %;
11. ПЖд - поперечный размер ПЖ в диастолу, мм;
12. ПС ПЖд - толщина передней стенки ПЖ в диастолу, мм;
13. Ла - диаметр ствола легочной артерии, мм;
14. ППд - поперечный размер правого предсердия, мм;
13. СДЛА - систолическое давление в легочной аритерии, мм рт.ст;
14. Е/А ПЖ и Е/А ЛЖ - показатели диастолической дисфункции, отношение скоростей транстрикуспидального и трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ (PW);
15. Em/Am ПЖ и Em/Am ЛЖ - показатели диастолической дисфункции, отношение скоростей транстрикуспидального и трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ (PW TDI).
Таким образом, в результате исследования были оценены 15 переменных. Среди них наиболее значимыми определены 9 переменных (табл. 1).
В результате получена следующая дискриминантная функция:
D=1,72249×Ла-0,29256×SI ЛЖк+4,922241×ПС ПЖд-0,88857×TVI ПЖк-0,82031×SIR ПЖк+8,153026×Em/Am ПЖ TDI+0,929646×ПЖд-11,7794×Е/А ЛЖ+0,627372×TVI ПЖс-88,3848.
Полученная дискриминантная функция позволяет осуществить раннюю диагностику степени дисфункции левой и правой камер сердца больных ХОБЛ 2 и 3 степеней тяжести и способствует своевременной коррекции терапии для предотвращения развития ХЛС.
В табл. 2 представлен % правильной классификации по предлагаемой дискриминантной функции.
Из табл. 2 следует, что точность способа составляет 97%, чувствительность - 95%, специфичность - 100%.
Способ осуществляют, например, следующим образом.
Больному с ХОБЛ проводят комплексное ультразвуковое исследование сердца и исследование функционального состояния легких с использованием функции внешнего дыхания. Определяют линейные, объемные и скоростные показатели гемодинамики с использованием ТДИ. Определяют признаки систолической и диастолической дисфункции правых и левых камер сердца с использованием различных режимов ТДИ, выявляют нарушение локальной сократимости сегментов миокарда ПЖ. В результате получают следующие показатели:
Ла - диаметр ствола легочной артерии, мм;
SI ЛЖк - продольная деформация волокон миокарда латеральной части фиброзного кольца митрального клапана, %;
ПС ПЖд - толщина передней стенки правого желудочка, мм;
TVI ПЖк - скорость движения латеральной части фиброзного кольца ТК, см/с;
-1
SIR ПЖк - скорость продольной деформации волокон миокарда на уровне латеральной части фиброзного кольца ТК, с;
Em - пиковая скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу раннего диастолического расслабления, см/с;
Am - пиковая скорость транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ в фазу систолы предсердий, см/с;
Em/Am ПЖ TDI - отношение пиковых скоростей транстрикуспидального кровотока в импульсно-волновом режиме ТДИ (PW TDI);
ПЖд - поперечный размер ПЖ в диастолу, мм;
Е - пиковая скорость трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу раннего диастолического расслабления, см/с;
А - пиковая скорость трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ в фазу систолы предсердий, см/с;
Е/А ЛЖ - отношение пиковых скоростей трансмитрального кровотока в импульсно-волновом режиме стандартной ЭхоКГ (PW);
TVI ПЖс - скорость движения стенок срединного сегмента ПЖ в импульсно-волновом режиме ТДИ, см/с.
Проводят количественную обработку данных в режиме off-line и вычисляют дискриминантную функцию по формуле
D=1,72249×Ла-0,29256×SI ЛЖк+4,922241×ПС ПЖд-0,88857×TVI ПЖк-0,82031×SIR ПЖк+8,153026×Em/Am ПЖ TDI+0,929646×ПЖд-11,7794×Е/А ЛЖ+0,627372×TVI ПЖс-88,3848
и при D>0 диагностируют тяжелую степень дисфункции, а при D<0 - легкую степень.
Способ иллюстрируется следующими клиническими примерами.
Пример 1. Пациент К. Согласно классификации GOLD (2011) пациент отнесен в группу 3 степени тяжести течения ХОБЛ. Проведены исследования по предлагаемому способу. Получены следующие данные:
-1
Ла=28 мм; SI ЛЖк=17,52%; ПС ПЖд=5,3 мм; TVI ПЖк=3,45 см/с; SIR ПЖк=3,24 с; Em=0,45 см/с; Am=0,79 см/с; Em/Am ПЖ TDI=0,57; ПЖд=36 мм; Е=0,54 см/с; А=0,98 см/с; Е/А ЛЖ=0,56; TVI ПЖс=2,34 см/с.
Проводят количественную обработку данных в режиме off-line и на основании проведенного расчета дискриминантной функции получен следующий результат:
D=1,72249×28-0,29256×17,52+4,922241×5,3-0,88857×3,45-0,82031×3,24+8,153026×0,45/0,79+0,929646×36-11,7794×0,54/0,98+0,627372×2,34-88,3848=8,07.
Таким образом, полученный результат D>0 свидетельствует о тяжелой степени дисфункции камер сердца.
Пациенту требуется длительное лечение кортикостероидными препаратами в комбинации с бронхолитиками пролонгированного действия и назначение кислородотерапии (ДКТ) в дополнение к приему препаратов как основного интенсивного лечения у лиц тяжелого течения ХОБЛ. Своевременно скорректированная терапия позволит сократить частоту обострений, уменьшить число госпитализаций и увеличить период ремиссии.
Пример 2. Пациент М. Согласно классификации GOLD (2011) пациент был отнесен в группу 2 степени тяжести течения ХОБЛ. Проведены исследования по предлагаемому способу. Получены следующие данные:
-1
Ла=22 мм; SI ЛЖк=31.38%; ПС ПЖд=3,3 мм; TVI ПЖк=8,82 см/с; SIR ПЖк=5,57 с; Em=0,52 см/с; Am=0,68 см/с; Em/Am ПЖ TDI=0,77; ПЖд=29 мм; Е=0,65 см/с; А=0,79 см/с; Е/А ЛЖ=0,82; TVI ПЖс=4,82 см/с.
Проводят количественную обработку данных в режиме off-line и на основании проведенного расчета дискриминантной функции получен следующий результат:
D=1,72249×22-0,29256×31,38+4,922241×3.3-0,88857×8,82-0,82031×5,57+8,153026×0,52/0,68+0,929646×29-11,7794×0,65/0,79+0,627372×4,82-88,3848=-29,22.
Таким образом, полученный результат D<0 свидетельствует о легкой степени дисфункции камер сердца.
После комплексной диагностики пациенту была скорректирована адекватная терапия согласно критериям GOLD (2011). Учитывались длительное лечение ингаляционными кортикостероидами в комбинации с бронхолитиками пролонгированного действия и показания к назначению длительной кислородотерапии (ДКТ). Своевременно начатая терапия позволила избежать формирования ХЛС.
Предлагаемый способ диагностики степени дисфункции камер сердца у пациентов с ХОБЛ 2 и 3 степеней позволяет выявить дисфункцию камер сердца на ранней стадии заболевания и предотвратить развитие тяжелых осложнений, уменьшить риск формирования ХЛС, уменьшить затраты на проведение лечения за счет своевременной коррекции адекватной терапии, сократить число госпитализаций и улучшить качество жизни больных ХОБЛ.