Diagnosis of chronic heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Abstract


Aim. To identify methods for diagnosing early signs of heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease.

Methods. We examined 54 patients with chronic obstructive pulmonary disease without exacerbation. Patients were divided into two groups: group 1 - 26 patients with chronic obstructive pulmonary disease in combination with chronic heart failure; group 2 - 28 patients with chronic obstructive pulmonary disease without chronic heart failure. The groups were comparable by age and severity of chronic obstructive pulmonary disease. Electrocardiography, echocardiography were performed with additional determination of the right heart chamber parameters, spirometry, X-ray, pulse oximetry. The level of highly sensitive C-reactive protein, blood acid-base composition and brain natriuretic peptide was evaluated.

Results. Patients with comorbidity have decreased exercise tolerance according to the 6-minute walk test and mMRS scale, higher body mass index and dyspnea intensity, larger linear dimensions of the heart chambers and their volume parameters. Heart failure with preserved ejection fraction was observed in 21 (80%) of patients in group 1, therefore, the signs of heart failure can be explained by diastolic dysfunction of the right and left ventricles. Among patients with chronic obstructive pulmonary disease and chronic heart failure in our study, extended linear dimensions and structural changes in the ventricles, indicating pre- and postcapillary hypertension, were significantly more common.

Conclusion. The use of tissue Doppler study allows more accurately determining the diastolic function of the right and left ventricles; the brain natriuretic peptide study is a sensitive marker of early forms of diastolic chronic heart failure.


Хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ) и хроническая сердечная недостаточность (ХСН) — часто встречающиеся в клинической практике заболевания. ХОБЛ — болезнь второй половины жизни, и, как правило, к этому времени появляется сопутствующая патология. В России ХОБЛ занимает 3-е место по причине развития ХСН (13%) [1]. Распространённость ХОБЛ у пациентов с ХСН находится в диапазоне между 20 и 32% [2].

Анализ данных 1020 больных с ХСН, находившихся под наблюдением в специализированной клинике (Италия), показал, что у пациентов с ХСН и сопутствующей ХОБЛ в течение 12 мес смертность была выше на 42% (p=0,01), а количество госпитализаций в связи с декомпенсацией ХСН — на 35% (p=0,05), чем у пациентов без ХОБЛ [3].

Определённые трудности представляет диагностика ХСН у пациентов с ХОБЛ, что прежде всего обусловлено сходными клиническими симптомами. Дифференциальная диагностика при ухудшении состояния пациента может быть сложной. К примеру, как первично развившееся обострение ХОБЛ может сопровождаться увеличением тяжести имеющейся ХСН, так и наоборот. Не диагностированная вовремя сердечная недостаточность может протекать под маской обострения ХОБЛ или отягощать её [4].

Ведущей причиной летальности пациентов с ХОБЛ лёгкого и среднетяжёлого течения становится не дыхательная недостаточность, как традиционно принято считать, а сердечно-сосудистые события: ишемическая болезнь сердца и ХСН [5]. ХОБЛ на ранней стадии может оказывать влияние на диастолическую функцию правого желудочка (ПЖ) и левого желудочка (ЛЖ). Сопутствующая ХСН у больных ХОБЛ чаще характеризуется диастолической формой и представлена ХСН с сохранённой либо промежуточной фракцией выброса (ФВ) [6]. Однако диагностика диастолической ХСН у больных ХОБЛ остаётся малоизученной.

Цель исследования — выявить возможности диагностики ранних признаков сердечной недостаточности у больных ХОБЛ.

Обследованы 54 пациента, госпитализированных с обострением ХОБЛ в пульмонологическое отделение городской клинической больницы №1 г. Челябинска в 2016–2018 гг. и подписавших информированное согласие. Исследование одобрено комитетом по этике ­ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, протокол №10 от 27.12.2016.

Пациенты были распределены на две группы: первая — пациенты с ХОБЛ в сочетании с ХСН; вторая — пациенты с ХОБЛ без ХСН. Средний возраст больных составлял 64,3±1,55 года. Сравниваемые группы сопоставимы по возрасту и тяжести течения ХОБЛ. Средний возраст в первой группе — 65,8±1,63 года, во второй группе — 62,8±1,51 года (р=0,083). Объём форсированного выдоха за 1-ю секунду в первой группе составлял 39,4±3,87%, во второй группе — 42,8±3,52% (р=0,354).

Критериями включения были мужской пол, возраст 40–75 лет, наличие диагностированной ХОБЛ II–IV стадии. Диагноз ХОБЛ устанавливали в соответствии с критериями GOLD1 (2017). Наличие ХСН устанавливали на основании жалоб, анамнеза, оценки клинического состояния, данных эхокардиографии (ЭхоКГ), определения уровня N-концевого фрагмента мозгового натрийуретического пептида (NTproBNP).

Критериями исключения были острый коронарный синдром менее чем за 3 мес до включения, пороки сердца, миокардиты, кардио­миопатии.

Исследование функции внешнего дыхания выполняли на прессотахоспирографе Спиролан плюс SP0303T. ЭхоКГ проводили на аппарате EKO7 с одновременной регистрацией ЭхоКГ и допплерэхокардиограммы в импульсном режиме. Частота используемого датчика 2,75 МГц. ЭхоКГ включала оценку планиметрических и гемодинамических параметров правых и левых отделов сердца.

Проводили измерения следующих параметров ЛЖ: конечный диастолический размер ЛЖ (мм), конечный систолический размер ЛЖ (мм), толщина межжелудочковой перегородки (мм) в диастолу, толщина задней стенки ЛЖ (мм) в диастолу, ФВ ЛЖ (%) по Симпсону. В апикальной позиции в В-режиме определяли линейные размеры ЛЖ (мм) и левого предсердия (мм), индекс объёма левого предсердия (мл/м2).

Диастолическую функцию ЛЖ оценивали с использованием импульсно-волновой допплерографии: измеряли пик Е (см/с) и пик А (см/с) над створками митрального клапана, рассчитывали отношение E/A, определяли показатель dp/dt, отражающий скорость нарастания давления в ЛЖ в начале систолы (мм рт.ст./с), а также индекс Теi ПЖ — получая информацию одновременно о систолической и диастолической функции.

Для более точной оценки диастолической функции ЛЖ на уровне митрального фиброзного кольца использовали метод тканевого допплеровского исследования. Измеряли пик S (см/с), пик Е — раннее диастолическое наполнение (см/с), пик е' — усреднённая максимальная тканевая скорость раннего диастолического смещения септальной и латеральной частей кольца митрального клапана (см/с), отношение E/е'.

Для правых отделов измеряли следующие показатели: конечный диастолический размер ПЖ, толщина передней стенки ПЖ, линейные размеры ПЖ и правого предсердия, площадь правого предсердия в конце систолы, процент коллабирования нижней полой вены на вдохе, систолическое и среднее давление в лёгочной артерии, ФВ ПЖ. Оценка регионарной систолической функции осуществлена посредством определения систолической экскурсии кольца трёхстворчатого клапана (TAPSE — от англ. tricuspid annular plane systolic excursion).

Исследование содержания NTproBNP проводили с помощью набора реагентов для иммуноферментного определения пептида в сыворотке крови производства ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск). Минимальная достоверно определяемая набором концентрация NTproBNP не превышала 20 пг/мл. Нормальной считали концентрацию NTproBNP в диапазоне 0–200 пг/мл. Значения более 200 пг/мл расценивали как ХСН.

Использовали шкалу оценки клинического состояния при ХСН, вопросник CAT (COPD Assessment Test), модифицированную шкалу одышки mMRC (Мodified Medical Research Council Dyspnea Scale) [7]. Пульсоксиметрическое исследование проводили с помощью прибора MirOxi фирмы Medical International Research. Оценку системного воспаления и эндотелиальной дисфункции осуществляли с помощью определения содержания высокочувствительного С-реактивного белка.

Статистическая обработка проведена с помощью пакета Spss 17. Использовали критерии Манна–Уитни и Фишера. Различие между изучаемыми параметрами признавали статистически значимым при р <0,05.

У всех исследуемых пациентов в первой и второй группах при проведении спирографии была подтверждена ХОБЛ. Из 54 обследованных пациентов у 26 человек установлена ХСН, обусловленная гипертонической болезнью и ишемической болезнью сердца, у 10 больных она была выявлена впервые. Группы были сопоставимы по возрасту. Сравнительная характеристика пациентов представлена в табл. 1.

 

Таблица 1. Сравнительная характеристика пациентов исследуемых групп

Показатель

Первая группа,

ХСН и ХОБЛ (n=26)

Вторая группа,

ХОБЛ (n=28)

Достоверность различий

Возраст, годы

65,8±1,63

62,8±1,51

p=0,083

ШОКС, баллы

6,00±0,60

2,71±0,32

p=0,000

ИМТ, кг/м2

29,5±1,13

25,5±1,14

p=0,005

Площадь тела, м2

2,00±0,04

1,84±0,04

p=0,012

САД, мм рт.ст.

125±3,30

125±3,39

p=0,500

ЧСС, в минуту

90,6±2,46

83,5±5,66

p=0,043

6-МШТ, м

229±20,9

306±21,4

p=0,008

OФВ1, %

39,4±3,87

42,8±3,52

p=0,354

Индекс Тиффно, %

50,4±2,1

50,2±2,35

p=0,917

CAT, баллы

20,1±1,35

16,3±1,97

p=0,055

mMRC, степень

2,72±0,21

1,69±0,34

p=0,007

SpO2, %

94,6±0,52

95,8±0,31

p=0,087

рO2

34,2±4,38

27,0±3,16

p=0,067

рCO2

46,8±2,51

55,6±3,00

p=0,045

рН крови

7,35±0,01

7,30±0,01

p=0,131

СРБ, г/л

36,1±10,8

15,5±5,87

p=0,576

NTproBNP, пг/мл

761±211

34,0±20,9

p=0,000

Примечание: ХСН — хроническая сердечная недостаточность; ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь лёгких; ШОКС — шкала оценки клинического состояния; ИМТ — индекс массы тела; САД — систолическое артериальное давление; ЧСС — частота сердечных сокращений; 6-МШТ — 6-минутный шаговый тест; ОФВ1 — объём форсированного выдоха за 1-ю секунду; CAT — вопросник; mMRC — модифицированная шкала одышки; SpO2 — сатурация; pO2 — парциальное напряжение О2; pCO2 — парциальное напряжение СО2; pH — водородный показатель; СРБ — С-реактивный белок; NTproBNP — N-концевой фрагмент мозгового натрийуретического пептида.

 

При сравнительном анализе гемодинамических и лабораторно-инструментальных данных между группами выявлено, что пациенты не различались по возрасту, систолическому артериальному давлению, частоте сердечных сокращений, С-реактивному белку, рН крови, ОФВ1, индексу Тиффно, шкале CAT, сатурации крови, парциальному напряжению О2.

При этом статистические различия получены по шкале оценки клинического состояния (р <0,001), что лишний раз подтверждает необходимость рутинного использования данной шкалы при первичном осмотре больного. Степень mMRC была выше в группе с сочетанной патологией (р <0,01), что указывает на отрицательный прогноз выживаемости больных ХОБЛ. Значения высокочувствительного С-реактивного белка значительно различались в первой и второй группах — 36,1 и 15,5 г/л ­соответственно, что указывает на более выраженное системное воспаление в первой группе, но различия не имели статистической значимости (р=0,057).

Как видно из табл. 2, при сравнительном анализе структурно-функциональных параметров сердца между группами выявлено, что пациенты не различались по следующим показателям: Е/А, Е/е', Tei ПЖ, е'.

 

Таблица 2. Результаты эхокардиографического исследования у пациентов исследуемых групп

Показатель

Первая группа,

ХСН и ХОБЛ (n=26)

Вторая группа,

ХОБЛ (n=28)

Достоверность различий

Площадь ПП, см2

30,8±2,56

14,5±0,82

p=0,000

ИОЛП, мл/м2

42,5±3,57

25,7 ±1,48

p=0,000

Е/А

0,85±014

0,94±0,05

p=0,112

Е/е'

5,79±0,53

6,46±0,39

P=0,279

е'

13,0±1,90

11,0±0,47

p=0,275

СДЛА, мм рт.ст.

47,9±2,58

33,8±1,65

p=0,000

СрДЛА, мм рт.ст.

31,5±1,72

22,1±0,95

p=0,000

TAPSE, мм

17,4±1,49

20,5±0,74

p=0,035

ФВ ПЖ, %

35,0±3,60

44,3±2,67

p=0,041

КДР ПЖ срединный, см

3,20±0,22

2,4±0,12

p=0,008

Tei ПЖ

0,74±0,27

0,30±0,03

p=0,057

Скорость ТК регургитации, м/с

3,00±0,09

2,57±0,06

p=0,005

Степень коллабирования НПВ на вдохе, %

40,0±8,81

65,2±2,02

p=0,005

Диаметр НПВ, см

2,90±0,11

1,90±0,28

p=0,032

dp/dt ЛЖ, мм рт.ст./с

672±54,5

1413±298

p=0,020

ТМЖП, см

1,04±0,02

0,97±0,03

р=0,049

ТЗC ЛЖ, см

1,04±0,02

0,95±0,02

р=0,008

КСР ЛЖ, см

3,58±0,20

2,91±0,10

р=0,012

КДР ЛЖ, см

5,50±0,18

4,77±0,13

р=0,004

ИММ ЛЖ, г/м2

118±6,16

93,0±6,59

р=0,001

КДО ЛЖ, мл

143±13,8

100±8,55

р=0,014

ФВ ЛЖ (Simp), %

45,1±3,72

59,9±1,71

р=0,006

Примечание: ХСН — хроническая сердечная недостаточность; ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь лёгких; ПП — правое предсердие; ИОЛП — индекс объёма левого предсердия; СДЛА — систолическое давление в лёгочной артерии; СрДЛА — среднее давление в лёгочной артерии; TAPSE — систолическая экскурсия кольца трёхстворчатого клапана; ФВ — фракция выброса; ПЖ — правый желудочек; КДР — конечный диастолический размер; ТК — трёхстворчатый клапан; НПВ — нижняя полая вена; ЛЖ — левый желудочек; ТМЖП — толщина межжелудочковой перегородки; ТЗC — толщина задней стенки; КСР — конечный систолический размер; ИММ — индекс массы миокарда; КДО — конечный диастолический объём.

 

Получены достоверные различия в структурных изменениях левых отделов, о чём свидетельствуют индекс объёма левого предсердия (р <0,001) и индекс массы миокарда ЛЖ (р=0,001). ФВ ЛЖ в группах также различалась (р=0,006). Необходимо отметить, что в обеих группах в основном преобладала сохранённая ФВ ЛЖ (>50%). Среди исследуемых 4 пациента имели сниженную ФВ (<40%), 1 пациент — среднюю ФВ. Все они относились к группе с сочетанной патологией, что обусловлено более тяжёлым течением ХСН у больных ХОБЛ.

По приведённым в табл. 2 данным получены следующие статистически значимые различия между группами по ЭхоКГ-параметрам: площадь правого предсердия, индекс объёма левого предсердия, систолическое давление в лёгочной артерии, среднее давление в лёгочной артерии, TAPSE, ФВ ПЖ, срединный конечный диастолический размер ПЖ, скорость трикуспидальной регургитации, степень коллабирования нижней полой вены на вдохе, диаметр нижней полой вены, dp/dt ЛЖ, толщина межжелудочковой перегородки, толщина задней стенки ЛЖ, конечный систолический размер ЛЖ, конечный диастолический размер ЛЖ, индекс массы миокарда ЛЖ, конечный диастолический объём ЛЖ, ФВ ЛЖ. Данные показатели статистически значимо (р ≤0,04) отклонялись от нормы у пациентов с ХОБЛ и ХСН.

При межгрупповом сравнительном анализе параметров по правым отделам сердца: площадь правого предсердия, TAPSE, ФВ ПЖ, срединный конечный диастолический размер ПЖ, скорость трикуспидальной регургитации, степень коллабирования нижней полой вены на вдохе, диаметр нижней полой вены различались между основной группой и группой ХОБЛ. С большой вероятностью вышеуказанные изменения вторичны по отношению к лёгочной ­гипертензии, показатели которой (систолическое давление в лёгочной артерии, среднее давление в лёгочной артерии) также достоверно различались между двумя группами (р <0,001).

Сравниваемые группы не различались по возрасту, артериальному давлению, частоте сердечных сокращений, а также по уровню С-реактивного белка (р=0,057). Не получены различия по параметрам функции внешнего дыхания (объём форсированного выдоха за 1-ю секунду, индекс Тиффно). Показатели теста 6-минутной ходьбы (р <0,01) и шкала оценки клинического состояния (р <0,001) оказались чувствительными методами.

Как известно, гиперинфляция, диффузная альвеолярная гипоксия и ­соответственно гиперкапния (р ˂0,05), присутствующие при ХОБЛ, больше выражены при наличии застоя по малому кругу кровообращения вследствие диастолической дисфункции ЛЖ. В свою очередь это приводит к подавлению вазодилатирующих медиаторов в виде простациклина и оксида азота, что даёт начало развитию и прогрессированию лёгочной гипертензии [8].

Значения систолического давления в лёгочной артерии, среднего давления в лёгочной артерии различались между двумя группами и были достоверно выше в группе ХОБЛ и ХСН [9]. Показатели индекса объёма левого предсердия, индекса массы миокарда ЛЖ достоверно позволяли определить посткапиллярную гипертензию, особенно при параллельном исследовании NTproBNP, и назначить дополнительно терапию ХСН.

Увеличение линейных размеров правых камер сердца (площадь правого предсердия, конечный диастолический размер ПЖ), скорости трикуспидальной регургитации, индекса Tei ПЖ может свидетельствовать, как минимум, о прекапиллярной гипертензии и диастолической дисфункции ПЖ.

С учётом суженного эхо-окна и сниженной визуализации структур сердца (на фоне ХОБЛ, эмфиземы) использование тканевого допплеровского исследования для определения дополнительных ЭхоКГ-параметров позволяет на ранних этапах выявить диастолическую дисфункцию ЛЖ и ПЖ. Сердечная недостаточность у больных ХОБЛ может развиваться как вследствие прогрессирования лёгочной гипертензии, так и в связи с сопутствующими ишемической болезнью сердца и артериальной гипертензией, нередко присутствует ХСН смешанного генеза.

Учитывая сложности оценки клинических симптомов, для своевременной диагностики ХСН у пациентов с ХОБЛ особую значимость приобретают определение уровня биохимического маркёра ХСН — NTproBNP (р <0,001) [10, 11]. Повышенные уровни NTproBNP можно наблюдать при дисфункции ПЖ, они вторичны по отношению к лёгочным заболеваниям без снижения ФВ ЛЖ [12]. По этой причине определение содержания NTproBNP может быть полезным при диагностике нарушений функции ПЖ у пациентов с ХОБЛ и ХСН с сохранённой ФВ [13]. Своевременное выявление диастолической ХСН у пациентов с ХОБЛ позволяет назначить комплексную терапию для предотвращения дальнейшего прогрессирования ХСН [12].

Ограничением данной работы является малый объём выборки, мы можем высказать лишь предположения.

Выводы

1. Использование тканевого допплеровского исследования позволяет более точно определить диастолическую функцию правого и левого желудочков.

2. Исследование содержания мозгового натрийуретического пептида может быть полезным для диагностики ранних форм диастолической хронической сердечной недостаточности

3. У пациентов с хронической обструктивной болезнью лёгких и хронической сердечной недостаточностью в нашем исследовании достоверно чаще встречались увеличенные линейные размеры и структурные изменения желудочков, что может свидетельствовать о пре- и посткапиллярной гипертензии.

 

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

V I Koliev

South Ural State Medical University; City Clinical Hospital №1

Author for correspondence.
Email: s.koliev8@gmail.com
Chelyabinsk, Russia; Chelyabinsk, Russia

I E Sarapulova

City Clinical Hospital №1

Email: s.koliev8@gmail.com
Chelyabinsk, Russia

L V Ryabova

South Ural State Medical University; City Clinical Hospital №1

Email: s.koliev8@gmail.com
Chelyabinsk, Russia; Chelyabinsk, Russia

  1. Mareev V.Y., Fomin I.V., Ageev F.T. et al. Russian Heart Failure Society, Russian Society of Cardiology. Russian Scientific Medical Society of Internal Medicine Guidelines for Heart failure: chronic (CHF) and acute decompensated (ADHF). Diagnosis, prevention and treatment. Kardiologiya. 2018; 58 (6S): 8–158. (In Russ.)
  2. Ni H., Nauman D., Burgess D. et al. Factors influencing knowledge of and adherence to self-care among patients with heart failure. Arch. Intern. Med. 1999; 159 (14): 1613–1619. doi: 10.1001/archinte.159.14.1613.
  3. Macchia A., Monte S., Romero M. et al. The prognostic influence of chronic obstructive pulmonary di­sease in patients hospitalised for chronic heart failure. Eur. J. Heart Failure. 2007; 9 (9): 942–948. doi: 10.1016/j.ejheart.2007.06.004.
  4. Baymakanova G.E., Kapustina V.A., Chi­kina S.Yu. GOLD 2017: what change were made in global strategy of treatment of chronic obstructive pulmonary di­sease and why? Alʹmanakh respiratornoy meditsiny. 2017; 1: 48. (In Russ.)
  5. Lopushkova Yu.E., Shilina N.N. Features of endothelial function in patients with chronic heart failure and chronic obstructive pulmonary disease. Vestnik VolGMU. 2017; (2): 74–77. (In Russ.)
  6. Karoli N.A., Borodkin A.V., Rebrov A.P. Certain problems of diagnostics of chronic cardiac insufficiency in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Klinicheskaya meditsina. 2015; 93 (5): 50–56. (In Russ.)
  7. Huang Y.S., Feng Y.C., Zhang J. еt al. Impact of chronic obstructive pulmonary diseases on left ventricular diastolic function in hospitalized elderly patients. Clin. Interv. Aging. 2015; 10: 81–87. doi: 10.2147/CIA.S71878.
  8. Akramova E.G. Echocardiographic features of congestive heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2013; 94 (2): 157–163. (In Russ.)
  9. Vlasenko M.A., Smolyanik E.Yu., Khodosh Eh.M., Kaduk Yu.G. Mechanisms for the development of chro­nic heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary diseases. Vіsnik problem bіologії і meditsini. 2010; (2): ­43–47. (In Russ.)
  10. Rutten F.H. Diagnosis and management of heart fai­lure in COPD. In: F. Rabe, J.A. Wedzicha, E.F.M. Wouters eds. COPD and comorbidity. Eur. Respir. Soc. Monogr. 2013; 59: 50–63.
  11. Koliev V.I., Sarapulova I.E., Dudnik I.M., Palʹko N.N. Features of heart remodeling in patients with chronic obstructive pulmonary disease in combination with chronic heart failure. Uralʹskiy meditsinskiy zhurnal. 2017; (8): 65–69. (In Russ.)
  12. Сelutkienė J., Balсiūnas M., Kabluсko D. et al. Challenges of treating acute heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Card. Fail. Rev. 2017; 3 (1): 56–61. doi: 10.15420/cfr.2016:23:2.
  13. Kaszuba E., Wagner B., Odeberg H., Halling A. Using NT-proBNP to detect chronic heart failure in elderly patients with chronic obstructive pulmonary di­sease. ISRN Family Med. 2013; 2013: ID 273864. doi: 10.5402/­2013/273864.

Views

Abstract - 38

PDF (Russian) - 73

Cited-By


PlumX


© 2019 Koliev V.I., Sarapulova I.E., Ryabova L.V.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-75008 от 1 февраля 2019 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)