Введение
Термин «легочная гипертензия» (ЛГ) объединяет группу заболеваний, для которых характерно прогрессирующее увеличение легочного сосудистого сопротивления (ЛСС), что в конечном итоге приводит к правожелудочковой недостаточности и преждевременной смерти пациентов [1].
В настоящее время эхокардиография (ЭхоКГ) является основным неинвазивным методом диагностики Л.Г. Она дает возможность рассчитать давление в легочной артерии (ДЛА), провести дифференциально-диагностический поиск, а также выполнить оценку прогностических показателей, к которым относятся наличие выпота в полости перикарда, систолическая экскурсия кольца трикуспидального клапана (TAPSE) и площадь правого предсердия (ПП) [2].
Однако ведется поиск новых показателей, которые можно будет использовать для детальной оценки прогноза у пациентов с ЛГ. К ним относятся межжелудочковое взаимодействие и сердечно-сосудистое (СС) сопряжение. Межжелудочковое взаимодействие позволяет оценить влияние одного желудочка на структурно-функциональное состояние другого желудочка за счет прямого механического воздействия, в то время как СС-сопряжение дает представление о взаимодействии левого и правого желудочков с аортой и легочной артерией [3, 4].
Цель настоящего исследования — изучение структурно-функционального состояния сердца, межжелудочкового взаимодействия и СС-сопряжения у пациентов с идиопатической легочной гипертензией (ИЛГ) и хронической тромбоэмболической легочной гипертензией (ХТЭЛГ) различной степени тяжести.
Материал и методы
В исследование были включены 80 пациентов: 40 пациентов с ИЛГ — 1-я группа (35 женщин и 5 мужчин в возрасте 43,5 [32; 53] года, дистанция в тесте 6-минутной ходьбы (Т6МХ) 390,5 [335; 447] м) и 40 пациентов с ХТЭЛГ — 2-я группа (25 женщин и 15 мужчин в возрасте 50,5 [41; 58] года, дистанция в Т6МХ 360 [255; 475] м). В 1-ю группу вошли 20 пациентов I—II функционального класса (ФК) (подгруппа 1) и 20 пациентов III—IV ФК (подгруппа 2), во 2-ю группу — 15 пациентов I—II ФК (подгруппа 1) и 25 пациентов III—IV ФК (подгруппа 2). В исследование включали пациентов, которые не получали вазодилататоры и диуретики, или пациентов, у которых была возможность отмены медикаментозной терапии в течение как минимум 24 ч. Группа здоровых добровольцев состояла из 20 человек (14 женщин и 6 мужчин в возрасте 31 [27; 38] года). Результаты обследования указанных групп представлены в ранее опубликованных работах [5].
ЭхоКГ выполняли на ультразвуковом приборе экспертного класса Vivid E9 (GE Healthcare, США). Для получения изображений в 2D-режиме использовали датчик M5S-D, в 3D-режиме — матричный датчик 4V-D. Во время исследования выполняли синхронную запись электрокардиограммы.
Для расчета систолического ДЛА (СДЛА) использовали формулу: СДЛА=мГДсТК+PПП, где мГДсТК — максимальный систолический градиент на трикуспидальном клапане (ТК), PПП — давление в ПП [6]. Среднее ДЛА (срДЛА) рассчитывали по формуле: срДЛА=срГДсТК+PПП, где срГДсТК — средний систолический градиент на ТК [7]. Давление в ПП определяли в зависимости от диаметра нижней полой вены и степени ее коллабирования на вдохе. Для расчета диастолического ДЛА (ДДЛА) использовали формулу: ДДЛА=(3´срДЛА–СДЛА)/2, полученную из формулы: срДЛА=(СДЛА+2´ДДЛА)/3 [8]. Давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА) рассчитывали по формуле Nagueh: Д3ЛА=1,24´Е/E’+1,9, где E — максимальная скорость раннего диастолического наполнения левого желудочка (ЛЖ) по данным импульсно-волновой допплерографии, E’ — максимальная скорость раннего диастолического смещения латерального сегмента кольца митрального клапана по данным тканевой миокардиальной допплерографии [9].
Оценку систолической функции правого желудочка (ПЖ) в 3D-режиме проводили с использованием показателя фракции выброса (ФВ), для расчета которого изображение в апикальной 4-камерной позиции переносили на рабочую станцию EchoPacPC («GE Healthcare», США), снабженную программой Tomtec. В 2D-режиме использовали показатели систолической экскурсии кольца ТК (TAPSE) и фракционного изменения площади (FAC). ФВ ЛЖ рассчитывали по методу Симпсона в 2D-режиме из апикальной 4- и 2-камерной позиции. Для оценки диастолической функции ПЖ и ЛЖ использовали показатели транстрикуспидального и трансмитрального потока, а также тканевой миокардиальной допплерографии.
Диастолический индекс эксцентричности (ИЭ), позволяющий оценить межжелудочковое взаимодействие, рассчитывали как отношение двух взаимно перпендикулярных диаметров ЛЖ из парастернальной позиции по короткой оси на уровне папиллярных мышц [10].
СС-сопряжение ПЖ и легочной артерии (ЛА) рассчитывали по формуле: СС-сопряжение=Ea/Es, где Ea — эффективная жесткость ЛА, Es — конечно-систолическая жесткость ПЖ [11]. Эффективную жесткость ЛА (Ea) определяли как отношение конечно-систолического давления (КСД) к ударному объему (УО), конечно-систолическую жесткость ПЖ (Es) — как отношение КСД к конечно-систолическому объему (КСО). Наличие тесной связи КСД со срДЛА в малом круге кровообращения дает возможность использовать срДЛА в соответствующих формулах [12]. Однако при расчете СС-сопряжения в малом круге кровообращения необходимо учитывать давление на выходе (ДЗЛА). Таким образом, для малого круга кровообращения указанные формулы будут иметь следующий вид: Ea=(срДЛА—ДЗЛА)/УО, Es=срДЛА/КСО.
Катетеризацию правых отделов сердца (КПОС) проводили на аппарате AlluraXperFD10 («Philips», Нидерланды). Во время процедуры выполняли прямую манометрию с использованием катетера Сван-Ганца. Всем пациентам с ИЛГ и ХТЭЛГ для оценки функциональной способности проводили Т6МХ.
Для анализа и представления результатов использовали методы непараметрической статистики. Для определения различий между группами и подгруппами применяли критерий Манна—Уитни (U-критерий). Достоверными считали различия при p<0,05. Результаты исследований представлены в виде медианы и межквартильного размаха (25-й и 75-й процентили). Степень выраженности взаимосвязи показателей определяли с использованием коэффициента корреляции Спирмена.
Результаты
В группах ИЛГ и ХТЭЛГ наблюдали достоверное увеличение правых отделов сердца и толщины передней стенки ПЖ по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05) [5, 6]. Так, в группе ИЛГ переднезадний размер ПЖ составил 3,5 [3,1; 3,4] см, в группе ХТЭЛГ — 3,5 [3,2; 4,0] см, базальный размер ПЖ — 4,7 [4,2; 5,2] и 4,8 [4,4; 5,2] см, площадь ПП — 20,5 [16,5; 25,5] и 22,0 [17,5; 25,5] см2, толщина передней стенки ПЖ — 0,6 [0,5; 0,7] см в обеих группах соответственно.
Кроме того, выявлено достоверное уменьшение конечно-диастолического размера ЛЖ по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05): в группе ИЛГ он составил 4,2 [3,7; 4,6] см, в группе ХТЭЛГ — 4,5 [4,1; 5,0] см. При анализе указанных параметров внутри групп в зависимости от тяжести состояния пациентов размеры правых камер сердца и толщина передней стенки ПЖ у пациентов III—IV ФК были достоверно больше, а конечно-диастолический размер ЛЖ — меньше по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05).
Для оценки систолической функции ПЖ использовали трехмерную и двухмерную ЭхоКГ. По данным 3D-ЭхоКГ у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ наблюдалось достоверное увеличение систолических и диастолических объемов ПЖ и снижение ФВ ПЖ по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05) (рис. 1)
В обеих группах у пациентов III—IV ФК выявлено достоверное снижение ФВ ПЖ по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05) (рис. 2). Пример расчета ФВ ПЖ по данным 3D-ЭхоКГ у пациента с ХТЭЛГ III ФК на рабочей станции EchoPacPC с использованием программы Tomtec представлен на рис. 3.
По данным 2D-ЭхоКГ, у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ отмечено достоверное увеличение систолической и диастолической площади ПЖ и уменьшение параметров FAC и TAPSE по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05) [5, 6]. Так, в группе ИЛГ значение показателя FAC составило 27,0 [23,0; 30,5] %, в группе ХТЭЛГ — 25,5 [21,0; 28,0] %, TAPSE — 1,5 [1,3; 1,6] см в обеих группах. Вне зависимости от этиологии ЛГ у пациентов III—IV ФК наблюдали достоверное снижение параметров FAC и TAPSE по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05). В группах ИЛГ и ХТЭЛГ выявлена достоверная тесная прямая корреляционная связь между показателями систолической функции ПЖ по данным 3D- и 2D-ЭхоКГ: ФВ ПЖ и TAPSE (r=0,86; p<0,05), ФВ ПЖ и FAC (r=0,78; p<0,05), TAPSE и FAC (r=0,78; p<0,05).
У всех пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ наблюдали диастолическую дисфункцию ПЖ. В группе ИЛГ нарушение диастолической функции ПЖ по типу замедленной релаксации (1-й тип) выявлено у 23 (57,5%) пациентов, по псевдонормальному типу (2-й тип) — у 14 (35%) пациентов, по рестриктивному типу (3-й тип) — у 3 (7,5%) пациентов; в группе ХТЭЛГ — у 18 (45%), 18 (45%) и 4 (10%) пациентов соответственно. В обеих группах у пациентов I—II ФК достоверно чаще встречалось нарушение диастолической функции ПЖ по 1-му типу по сравнению с пациентами III—IV ФК (p<0,05).
При оценке систолической функции ЛЖ в группах ИЛГ и ХТЭЛГ выявлено статистически значимое уменьшение УО и сердечного выброса (СВ) по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05) [5, 6]. Так, в группе ИЛГ УО ЛЖ составил 46,0 [34,0; 52,5] мл, в группе ХТЭЛГ — 49,0 [41,0; 61,0] мл, СВ ЛЖ — 2,8 [2,3; 3,5] и 3,4 [2,8; 4,0] л/мин соответственно. В то же время у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ не наблюдали достоверных отличий по ФВ ЛЖ по сравнению со здоровыми добровольцами. В обеих группах у пациентов III—IV ФК отмечено достоверное уменьшение УО и СВ ЛЖ по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05).
Нарушение диастолической функции в группах ИЛГ и ХТЭЛГ было выявлено не только для ПЖ, но и для ЛЖ. В обеих группах наблюдали одинаковую частоту встречаемости диастолической дисфункции ЛЖ по типу замедленной релаксации (n=33, 82,5%). Следует отметить, что нарушение диастолической функции ЛЖ отмечено у всех пациентов III—IV ФК.
Анализ межжелудочкового взаимодействия в группах ИЛГ и ХТЭЛГ свидетельствует о достоверном увеличении ИЭ ЛЖ по сравнению со здоровыми добровольцами: в группе ИЛГ данный показатель составил 1,3 [1,2; 1,5], в группе ХТЭЛГ — 1,2 [1,1; 1,5] (p<0,05). Вне зависимости от этиологии ЛГ у пациентов III—IV ФК отмечено статистически значимое увеличение ИЭ ЛЖ по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05).
Результаты корреляционного анализа, проведенного для показателей систолической функции ПЖ и структурно-функционального состояния ЛЖ у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ, свидетельствуют о наличии наиболее тесной связи между ФВ ПЖ и ИЭ ЛЖ (r= –0,78; p<0,05).
Нарушение СС-сопряжения ПЖ и ЛА, выявленное у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ, было обусловлено достоверным увеличением эффективной жесткости (Ea) ЛА по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05) (рис. 4)
Результаты корреляционного анализа для показателей Ea ЛА, СС-сопряжения ПЖ и ЛА, а также параметров правых и левых отделов сердца свидетельствуют о наличии наиболее тесной связи между СС-сопряжением ПЖ и ЛА и ФВ ПЖ (r= –0,82; p<0,05).
По данным ЭхоКГ, в группе ИЛГ СДЛА составило 86 [76; 100] мм рт.ст., срДЛА — 50 [45; 57] мм рт.ст., ДДЛА — 33 [28; 37] мм рт.ст.; по данным КПОС — 95 [77; 110], 51 [47; 61] и 31 [27; 39] мм рт.ст. соответственно. По данным ЭхоКГ, в группе ХТЭЛГ СДЛА составило 85 [68; 90] мм рт.ст., срДЛА — 50 [41; 54] мм рт.ст., ДДЛА — 31 [27; 36] мм рт. ст., по данным КПОС — 87 [71; 97], 49 [37; 55] и 28 [19; 32] мм рт.ст. соответственно. Вне зависимости от этиологии ЛГ, по данным двух методов исследования, у пациентов III—IV ФК выявлены достоверно более высокие значения ДЛА по сравнению с пациентами I—II ФК (p<0,05) [5, 6].
Обсуждение
Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ имели место дилатация правых отделов сердца и гипертрофия миокарда П.Ж. Следует отметить, что в исследовании Ю.А. Андреевой и соавт. наиболее выраженные процессы ремоделирования правых отделов сердца, по данным ЭхоКГ, среди различных форм ЛГ наблюдали у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ [13].
Площадь ПП является одним из основных прогностических показателей у пациентов с ЛАГ. Согласно результатам проведенного исследования, площадь ПП в группе ИЛГ составила 20,5 [16,5; 25,5] см2, в группе ХТЭЛГ — 22,0 [17,5; 25,5] см2. Данные проспективного исследования E. Grunig и соавт. свидетельствуют о том, что увеличение площади ПП более 20 см2 являлось предиктором смерти у пациентов с ИЛГ и неоперабельной ХТЭЛГ [14].
В нашем исследовании у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ отмечалено нарушение систолической функции ПЖ, что выражалось в достоверном снижении показателей TAPSE, FAC и ФВ по данным 2D- и 3D-ЭхоКГ по сравнению со здоровыми добровольцами. На сегодняшний момент TAPSE остается наиболее простым и доступным показателем для оценки систолической функции ПЖ, что позволяет использовать его для определения прогноза у пациентов с Л.Г. Согласно полученным результатам, в обеих группах TAPSE составил 1,5 [1,3; 1,6] см. В исследовании L. Ernande и соавт. уменьшение TAPSE до 1,7 см и менее в совокупности с другими показателями являлось предиктором смерти у пациентов с ЛАГ и ХТЭЛГ [15].
Для оценки межжелудочкового взаимодействия используется показатель ИЭ Л.Ж. Результаты нашего исследования свидетельствуют о том, что у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ имелось статистически значимое увеличение диастолического ИЭ ЛЖ по сравнению со здоровыми добровольцами: в группе ИЛГ он составил 1,3 [1,2; 1,5], в группе ХТЭЛГ — 1,2 [1,1; 1,5]. В работе S. Ghio и соавт., которые изучали функциональное состояние ПЖ у 59 пациентов с ИЛГ, наиболее сильными предикторами смерти или трансплантации были TAPSE ≤1,5 см и ИЭ ЛЖ ≥1,7 [16].
В нашем исследовании у пациентов обеих групп ФВ ЛЖ оставалась в пределах референсных значений. Однако показатель ФВ не позволяет достоверно судить о систолической функции ЛЖ у пациентов с ЛГ, что диктует необходимость определения таких показателей, как УО и СВ Л.Ж. Согласно полученным данным у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ, выявлено статистически значимое уменьшение УО и СВ ЛЖ по сравнению со здоровыми добровольцами. Полученные результаты согласуются с данными E. Ostenfeld и соавт.: по данным магнитно-резонансной томографии, у пациентов с прекапиллярной ЛГ отмечалось достоверное уменьшение УО ЛЖ по сравнению с контрольной группой [17].
Помимо того что желудочки сердца взаимодействуют между собой, они также взаимодействуют с соответствующими магистральными сосудами. В нашей работе у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ наблюдали нарушение СС-сопряжения ПЖ и ЛА, которое было обусловлено статистически значимым увеличением Ea ЛА по сравнению со здоровыми добровольцами (p<0,05). В группе ИЛГ Ea ЛА составила 0,84 [0,61; 1,36] мм рт.ст./мл, СС-сопряжение ПЖ и ЛА — 1,62 [1,13; 2,75]; в группе ХТЭЛГ — 0,75 [0,69; 1,00] мм рт.ст./мл и 1,69 [1,19; 2,00] соответственно. Результаты нашего исследования согласуются с данными J. Sanz и соавт., которые показали, что у 124 пациентов с ЛГ различной этиологии и разной степени тяжести медиана Ea ЛА составила 0,88 мм рт.ст./мл, СС-сопряжения ПЖ и ЛА — 1,26 [11].
Выводы
1. Для пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ III—IV ФК характерны более выраженные процессы ремоделирования сердца по сравнению с пациентами I—II ФК.
2. Нарушение СС-сопряжения ПЖ и ЛА у пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ происходит за счет увеличения эффективной жесткости (Ea) ЛА.
3. СС-сопряжение ПЖ и ЛА с расчетом эффективной жесткости (Ea) ЛА и конечно-систолической жесткости (Es) ПЖ может быть использовано для углубленной оценки функционального статуса пациентов с ИЛГ и ХТЭЛГ.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Сведения об авторах
Белевская Анна Андреевна — к.м.н., мл. научный сотрудник отдела ультразвуковых методов исследования НИИ клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России; https://orcid.org/0000-0002-8029-5739; e-mail: annabelevskaya@gmail.com; тел.: +7(917)594-3028
Саидова Марина Абдулатиповна — д.м.н., проф., руководитель отдела ультразвуковых методов исследования НИИ клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России
Мартынюк Тамила Витальевна — д.м.н., руководитель отдела легочной гипертензии и заболеваний сердца НИИ клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России
Чазова Ирина Евгеньевна — д.м.н., проф., директор НИИ клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России, академик РАН