Clinical significance of left ventricular longitudinal deformation in coronary heart disease and non-coronary pathology

Full Text

Широкий спектр заболеваний различного генеза, сердечно-сосудистые осложнения и коморбидности вызывают морфофункциональную перестройку миокарда левого желудочка (ЛЖ), развитие сердечной недостаточности и преждевременную смерть в последующем.

Ключевым элементом ультразвукового исследования ЛЖ служит анализ глобальной сис­толической функции, на практике нередко ограничивающийся оценкой фракции выброса (ФВ), снижение которой рассматривают как предиктор неблагоприятного развития кардиальных событий, часто сочетающийся с развитием гипертрофии и/или диастолической дисфункции ЛЖ [1].

Однако чёткое снижение ФВ ЛЖ наблюдают на развёрнутой стадии поражения всех компонентов систолического сокращения (продольной, циркулярной и радиальной деформации, скручивания, раскручивания и вращения) и всех слоёв стенки (субэпикардиального, среднего и субэндокардиального), тогда как предупреждение неблагоприятного течения событий и сохранение качества жизни пациента предполагают выявление начальных признаков поражения миокарда.

Последние рекомендации (2015) наряду с определением ФВ ЛЖ предлагают проведение расчёта глобальной продольной систолической деформации (GLS — от англ. global longitudinal strain) по спекл-трекинг технологии, исходя из того, что её изменения объективнее отражают формирующееся структурно-функциональное ремоделирование миокарда [2]. В норме значения GLS варьируют от –18 до –25% в зависимости от используемой программы расчёта [2–4].

Привлекательность данной технологии заключается и в том, что анализ сопровождается наглядной демонстрацией карты-схемы, так называемого «бычьего глаза», пиковой систолической деформации всех сегментов ЛЖ с численными значениями и их цветной маркировкой, хотя данное представление сегментарной деформации в настоящее время значительно менее воспроизводимо, чем величина GLS [5].

Спекл-трекинг эхокардиография при ишемической болезни сердца (ИБС). Среди болезней системы кровообращения самой частой причиной обращаемости в медицинские организации России (28% случаев) бывает ИБС. ЛЖ деформируется в продольном направлении из-за сокращения и расслабления субэндокардиальных продольных мышечных волокон, более чувствительных к ишемии, нежели другие слои миокарда [3].

Диагностика ИБС при сохранённой систолической функции в связи с ограничениями использования стресс-теста (нестабильная стенокардия, нарушения ритма и проводимости, тяжёлая дыхательная недостаточность) и коронарографии, признанной «золотым стандартом», но которую не следует проводить пациентам со стабильной стенокардией, отказывающимся от инвазивного лечения, представляет сложности.

Спекл-трекинг технология в состоянии покоя в отсутствие региональных аномалий ­движения стенок (дис-, а-, гипокинеза) позволяет объективизировать дальнейшее углублённое обследование при высокой специфичности (79%) и чувствительности (79%), прежде всего, в связи с возможностью диагностировать трёхсосудистое или левое коронарное поражение, проявляющееся ухудшением сократимости в продольном направлении [6].

При стабильной стенокардии пороговым значением GLS в зависимости от программного обеспечения определили величины более –17,9% (n=38) или –19,0% (n=145) [6, 7]. Сегментарную деформацию в первом исследовании независимо от локализации стеноза наблюдали в базальных и медиальных сегментах, во втором — в сегментах, соответствующих зоне кровоснабжения стенозированной венечной артерии.

При нестабильной стенокардии (n=61) на фоне отрицательного тропонина и сохранённой ФВ ЛЖ (более 50%) снижение GLS более –17,5% позволяет выделить людей со значимым стенозом венечных артерий (чувствительность 87%, специфичность 82%) [8].

У пациентов положительный результат стресс-эхокардиографии с добутамином (n=100) проявляется визуализацией двух-трёх сегментов с нарушенной локальной сократимостью [индекс движения стенки (WMSI — от англ. wall motionscore index) от 1,06±0,99 до 1,20±0,20], что сопровождается тенденцией к снижению и глобальной деформации от –21,1±3,3 до –19,9±4,3%, значения которой остаются в пределах нормы [9].

Динамику глобальной деформации после чрескожного коронарного вмешательства со стентированием в литературе описывают по-разному. Одни авторы в 1-е сутки после операции (n=40) наблюдали незначимые на протяжении наблюдения колебания ФВ ЛЖ (43,2±11,0 и 45,6±11,7%) и GLS (от –12,4±4,8 до –13,4±4,9%) [10]. Другие исследователи в течение 1-й недели после операции (n=50) у 44% больных при отсутствии клинических и эхокардиографических изменений (ФВ ЛЖ более 55%) регистрировали ухудшение GLS (медиана варьировала от –16,8 до –14,2%) на фоне повышения содержания кардиоспецифических ферментов, что расценено как развитие микрососудистой эмболии [11].

У пациентов с хронической ишемической дисфункцией ЛЖ продемонстрирована взаимосвязь глобальной деформации и площади фиброза, установленной при магнитно-резонансной томографии (r=0,62; p <0,001) [12]. Максимальное снижение глобальной деформации наблюдали при локализации рубца в области верхушки ЛЖ (n=49) [13].

GLS, будучи компонентом систолического сокращения, коррелирует с ФВ ЛЖ (n=131 и 28; r=–0,81 и –0,95 соответственно; p <0,001) и локальной сократимостью (WMSI: n=28; r=0,7; p <0,001) и максимально снижается при значительной систолической дисфункции [1, 14–16]. На общей популяции (n=1296) показано, что величина снижения GLS отражает не только тяжесть систолической дисфункции, но и степень кардиоваскулярного риска, причём в большей степени в отношении развития хронической сердечной недостаточности, чем инфаркта миокарда [17] (табл. 1).

Таблица 1. Прогностическая значимость показателей глобальной продольной систолической деформации (GLS) ­относительно сердечно-сосудистых событий при различных заболеваниях

Примечание: ФВ — фракция выброса; ЛЖ — левый желудочек.

Снижение GLS до –13,9±3,0% предлагают использовать для краткосрочного (внутригоспитального и 6-месячного) прогнозирования повышенного риска смерти при ­инфаркте ­миокарда с подъёмом сегмента ST (медиана ФВ ЛЖ 46%) в группе пациентов с хронической обструктивной болезнью лёгких [15]. При инфаркте миокарда с ФВ ЛЖ >40% (n=849) и значениях GLS более –14% в последующие 30 мес наблюдения повышается вероятность госпитализации [относительный риск (ОР) 5,3] и смерти (ОР 12,7) из-за прогрессирования сердечной недостаточности [18].

Значения GLS ≥–12%, эквивалентные ФВ ЛЖ ≤35%, рекомендуют для прогнозирования риска преждевременной смерти (n=91) [19]. Вместе с тем приводят и позитивные примеры: через 6 мес после острого инфаркта миокарда (n=81) при значениях GLS менее –10,4% и сегментарной деформации –5,3% происходило увеличение ФВ ЛЖ на 5% и конечного диастолического объёма на 20% [5].

S.D. Roes и соавт. (2009) предлагают использовать величину сегментарной деформации –4,5% (n=90) в качестве критерия разграничения жизнеспособного миокарда и трансмуральной рубцовой ткани, которые по результатам магнитно-резонансной томографии в сегментах без рубцовой ткани составили –10,4±5,2%; с трансмуральной рубцовой тканью — 0,6±4,9%; p <0,001 (чувствительность и специфичность определили по 81%) [12]. По мнению других исследователей, локальная деформация отражает лишь наличие рубца, но не позволяет судить о его жизнеспособности (n=49) [13].

Снижение GLS до значений –12,0±3,0% у пациентов с постинфарктным кардиосклерозом (n=569) при тяжёлой систолической дисфункции (ФВ ЛЖ <35%) может служить дополнением к регистрации желудочковых аритмий, показанием для имплантации кардиовертера-дефибриллятора [20].

Следовательно, несмотря на высокозначимую зависимость сильной степени между ФВ ЛЖ и GLS, снижение GLS, характеризующейся устойчивостью, регистрируют раньше. Оно предшествует изменениям локальной сократимости, выявляемым стресс-эхокардиографией, и повышению содержания тропонинов при остром коронарном синдроме, отражая начальные нарушения в ишемическом каскаде [1, 21].

Особенности изменений продольной деформации при некоронарогенной патологии. Нарушения систолической функции ЛЖ происходят не только при ИБС, но и при различных некоронарогенных заболеваниях. Так, при дилатационной кардиомиопатии неишемического генеза (n=94) регистрировали значительные снижения ФВ ЛЖ (38±13%) и GLS (до –12,3±5,2%), усугубляющиеся с появлением аритмий до 28±10% и –6,4±3,3% соответственно [22].

Гипертрофическая кардиомиопатия (n=180) на фоне сохранной ФВ ЛЖ (61±7%) приводила к снижению GLS до –16,4±3,7% [23]. Выявлена связь глобальной деформации с максимальной толщиной стенки (r=0,58; p <0,001; n=180), желудочковыми аритмиями (ухудшение от –13,6±5,6 до –9,0±4,0%; p=0,006; n=63), интерстициальным фиброзом (r=0,36; p=0,003; n=24), количеством фиброзированных сегментов (r=0,47; p=0,002; n=39) и общим фиброзом миокарда (r=0,46; p=0,003; n=39) [23–25]. В сегментах деформация снижается при толщине миокарда более 15 мм и становится более значительной при развитии фиброза (n=59) [26]. В зоне утолщения верхушки ЛЖ до 16,2±2,7 мм (n=20) сегментарная деформация снижается в среднем слое миокарда до –7,3±8,8% при сохранении в субэндокардиальном слое (–22,8±7,8%) [27]. У пациентов с гипертрофической кардиомиопатией многофакторный статистический анализ продемонстрировал значимую связь снижения GLS (при значениях более –13%) с прогрессированием сердечной недостаточности [28].

Снижение GLS на фоне сохранной ФВ ЛЖ наблюдали не только при значительной гипертрофии (гипертрофической кардиомиопатии), но и при небольшой/умеренной степени гипертрофии, например при аортальном стенозе (n=146) и артериальной гипертензии (n=200) [29, 30].

На практике определённые трудности представляет дифференциальная диагностика рестриктивной кардиомиопатии и констриктивного перикардита, обладающих схожими клиническими и гемодинамическими параметрами, но имеющих разный прогноз и тактику лечения. По результатам импульсно-волнового режима тканевой допплерографии (n=166) ранняя диастолическая скорость (е’) движения септального конца фиброзного кольца митрального клапана при рестрикции определяется менее 6 см/с, а при констрикции не изменялась (более 8 см/с), приводя к реверсии митрального кольца: е’ латеральная становится меньше е’ медиальной [31]. Технология спекл-трекинг не только подтвердила приведённые различия, но по данным, полученным на 87 пациентах, позволила рекомендовать объективный формализованный показатель. При констрикции соотношение деформации боковой стенки (как ЛЖ, так и правого желудочка в четырёхкамерной апикальной позиции) и деформации перегородки снижается (ЛЖ=0,8±0,2; правый желудочек 0,8±0,4), при рестрикции оно остаётся в норме (1,1±0,2 и 1,4±0,5 соответственно) [32].

К вторичным рестриктивным кардиомиопатиям относят кардиальный амилоидоз, в начале развития которого ФВ ЛЖ остаётся в пределах нормы и значительно снижается на терминальной стадии. Рестриктивная и гипертрофическая кардиомиопатии имеют одинаковую ультразвуковую картину — концентрическое утолщение миокарда обоих желудочков. В отличие от гипертрофической кардиомиопатии утолщение стенок камер сердца при амилоидозе происходит не за счёт гипертрофии кардиомиоцитов, а из-за отложения амилоидного белка в межклеточное пространство миокарда. При амилоидозе сердца соотношение среднего апикального показателя к сумме средней базальной и медиальной деформации соответствует единице (n=55), тогда как при гипертрофической кардиомиопатии существенно ниже [33].

На 50 пациентах показано, что через 21,7±23,4 мес после развития острого миокардита с сохранной ФВ ЛЖ (62,1%) деформация снижается до –17,8% и преимущественно за счёт субэпикардиальной составляющей [34]. При хроническом миокардите (n=32), подтверждённом эндомиокардиальной биопсией, с сохранной ФВ ЛЖ значения GLS в области –17,0±2,4% обладали более высокой чувствительностью (82%), нежели результаты томографии (54%), при равной специфичности (70%) двух методов [35].

Влияние на степень снижения деформации, тяжести, длительности и неконтролируемости основного заболевания показано при аортальном стенозе (n=146), артериальной гипертензии (n=200), синдроме обструктивного апноэ сна (n=31), ревматоидном артрите (n=55) и алкогольной кардиомиопатии (n=41) [29, 30, 36–38]. Различия заключались в том, что при синдроме обструктивного апноэ сна и метаболическом синдроме продольная деформация снижалась преимущественно на апикальном и медиальном уровнях, тогда как при артериальной гипертензии — в основном на базальном уровне [36, 39, 40].

Среди пациентов с трансплантацией сердца (n=47) выявили корреляцию очень высокой значимости между площадью фиброза ЛЖ и GLS (r=0,75; p=0,0001). С другими показателями систолической функции (глобальная циркулярная деформация, кручение, систолическая экскурсия и скорость движения фиброзного кольца митрального клапана) связь была заметно слабее [41].

У пациентов, страдающих системной склеродермией (n=19), величина GLS остаётся в границах нормы, но статистически ­значимо изменяется, преимущественно за счёт базальных сегментов, при относительной стабильности ФВ ЛЖ, варьирующей в области 63,3±4,2 и 63,2±5,0% в динамическом наблюдении: в начале болезни –22,0±2,3%, в дальнейшем –20,8±3,5% (p=0,04) [42]. Отсроченное снижение объясняют не только и не столько прогрессированием фиброза, сколько кардиотоксическим воздействием принимаемых препаратов. При системной склеродермии гетерогенное снижение деформации не соответствует зонам кровоснабжения какой-либо конкретной венечной артерии, что объясняют диссеминированным неоднородным характером фиброза при данной патологии, распространяющегося по всему миокарду в обоих желудочках [43].

Показана прогностическая ценность глобальной деформации в долгосрочной перспективе. При ревматоидном артрите (n=209) снижение деформации более –16% повышало риск возникновения сердечно-сосудистых событий на протяжении последующих 16 мес (диапазон 10÷21 мес) [44]. При аортальном стенозе GLS определили сильным независимым предиктором смертей от любых причин (ОР=1,38; р <0,001), соответствующим у выживших –16,7±3,6, умерших в течение 37±13 мес –14,5±4,4% (p <0,01) [29, 45].

Долго о развитии сердечной дисфункции, связанной с химиотерапией пациентов с онкологическими заболеваниями, судили по изменению величины ФВ ЛЖ. При двухмерной эхокардиографии надёжным (истинным) считали обнаружение различий ФВ ЛЖ 9,8% (9,0÷10,8%), что считают снижением значительной степени [46]. Наблюдение за данным контингентом показало, что при сохранной ФВ ЛЖ субклиническая дисфункция присутствует уже при снижение GLS на 15% исходной величины. Данный факт стал основанием рекомендовать расчёт GLS для оценки кардиотоксичности получаемой химиотерапии [47].

GLS, по приведённым публикациям, выступает как чувствительный критерий формирования систолической дисфункции ЛЖ. Последующие более масштабные целенаправленные исследования позволили бы использовать её в стандартах диагностики, при выявлении побочных кардиотоксических эффектов терапии и прогнозировании развития осложнений.

Заключение. Клиническая значимость применения спекл-трекинг эхокардиографии состоит не только в диагностической информативности, но и в прогностической и терапевтической ценности. Относительно традиционной эхокардиографии, магнитно-резонансной томографии, коронарной ангиографии и эндомиокардиальной биопсии спекл-трекинг технология служит новым методом диагностики, прогнозирования и оценки эффективности лечения, причём находится на этапе накопления данных.

Многочисленные оригинальные исследования и обзоры подтверждают, что снижение продольной деформации предшествует уменьшению ФВ ЛЖ, локальной сократимости и повышению содержания сердечных тропонинов, отражая ранние нарушения деформации при ИБС и являясь чувствительным параметром формирования систолической дисфункции при заболеваниях любого генеза при динамическом наблюдении. Тем не менее, официальные протоколы по диагностике повреждения миокарда не включают анализ деформации по спекл-трекинг технологии. Важным препятствием для такого шага становятся, вероятнее всего, небольшое количество стандартизованных клинических наблюдений, дефицит статистических обобщений (метаанализов) и сложности совмещения результатов, полученных с помощью различных программных продуктов.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

About the authors

E G Akramova

Author for correspondence.
Email: akendge@rambler.ru
Kazan, Russia; Kazan, Russia

References

Supplementary files