Ишемическая болезнь сердца (ИБС) в течение многих лет является основной причиной смерти во многих экономически развитых странах. В 2006 г. смертность от болезней системы кровообращения в Российской Федерации составила 56,5% в общей структуре смертности, из них около 50% приходится на смертность от ИБС. Нарушение функции левого желудочка (ЛЖ), ассоциированное с ИБС, - одна из основных причин развития хронической сердечной недостаточности (ХСН). Так, ИБС встречается в среднем у 64% больных с ХСН [1, 2, 7, 35, 37, 40]. В Российской Федерации в 56% случаев ИБС служит причиной развития ХСН. При этом выживаемость у больных с ХСН ишемического генеза существенно ниже, чем у больных с ХСН другой этиологии, что обусловлено более неблагоприятным течением основного патологического процесса [3, 8, 17-19, 25, 29].
Нарушения функции ЛЖ при хронической ИБС связаны с последствиями нарушения кровообращения в миокарде. Экспериментальные и клинические исследования [26] показали, что ишемические повреждения неоднородны: значительная гипоперфузия может завершиться как некрозом кардиомиоцитов с последующим образованием рубцовой ткани, так и снижением сократительной функции при сохранении жизнеспособных участков миокарда. При этом восстановление кровотока увеличивает сократимость жизнеспособных кардиомиоцитов.
Гибернация миокарда и ее значение при хронической форме ИБС. Улучшение сократимости миокарда после реваскуляризации у некоторых больных с хронической формой ИБС позволило ввести понятие «гибернация миокарда» для объяснения обратимого нарушения локальной сократимости миокарда как компенсаторного процесса при хроническом дефиците кислорода на фоне длительной ишемии. Остается неизвестным, как долго сегмент миокарда может оставаться жизнеспособным при хронически сниженном кровотоке.
Механизмы, лежащие в основе развития обратимой ишемической дисфункции, - гибернации миокарда до конца не изучены. Предложено несколько объяснений, в том числе нарушение ионных потоков в кардиомиоците при повторных эпизодах ишемии и изменение экспрессии генов кардиомиоцита в условиях хронической ишемии [41].
Клиническое значение гибернированного миокарда, определяющее необходимость активной терапии, сводится к следующим положениям [5]:
1. Высокая частота выявления при всех формах ИБС.
2. Отрицательное влияние на прогноз у больных ИБС с дисфункцией ЛЖ.
3. Хотя гибернация и считается приспособительной реакцией, предохраняющей миокард от дальнейшего повреждения, она не является стабильным состоянием и при неблагоприятных условиях (ухудшение перфузии миокарда, увеличение потребности в кислороде) возможно усугубление ишемии вплоть до развития некроза.
4. Локальная дисфункция, обусловленная гибернацией, может играть существенную роль в нарушении сократимости миокарда ЛЖ.
5. Дисфункция, обусловленная гибернацией, при восстановлении кровотока в миокарде или снижении его потребности в кислороде обратима.
В ряде исследований [9, 21] продемонстрировано преимущество реваскуляризации миокарда по сравнению с медикаментозной тактикой ведения в отношении многолетней выживаемости больных с низкой фракцией выброса ЛЖ при наличии жизнеспособного, но гибернированного миокарда. У больных ИБС, осложненной сердечной недостаточностью, в 25 - 40% случаев после реваскуляризации миокарда отмечено восстановление функции ЛЖ [12].
Таким образом, выявление жизнеспособного миокарда у больных с хронической формой ИБС и дисфункцией ЛЖ позволяет определять тактику лечения. Это особенно актуально у пациентов с множественным поражением коронарного русла и низкой фракцией выброса ЛЖ. В этой группе пациентов при наличии значительной доли гибернированного миокарда реваскуляризация (обычно операция аортокоронарного шунтирования) оправдана, несмотря на высокий операционный риск. Необходимо отметить, что при наличии жизнеспособного миокарда улучшение прогноза после реваскуляризации возможно и без увеличения сократимости ЛЖ как глобальной, так и локальной, что связано со значительным субэндокардиальным повреждением у таких пациентов [16].
Методы выявления гибернированного миокарда. Важной задачей практической медицины являются внедрение и широкое использование в клинической практике современных и высокоинформативных методов выявления жизнеспособного миокарда в зонах гипо- и акинезии миокарда ЛЖ [36]. Существующие в настоящее время методики выявления обратимой ишемической дисфункции основаны на оценке следующих факторов:1) метаболической активности миокарда; 2) перфузии миокарда при сохранности функциональных ультраструктур кардиомиоцитов; 3) сократительного резерва миокарда [4], когда гибернированный миокард идентифицируется по гипо- или акинетической зоне миокарда с сохраненным сократительным резервом [42]. При этом некоторые методики основаны на активизации резерва при нагрузке (обычно фармакологический нагрузочный тест), другие - на параметрах сократимости миокарда в покое.
В клинической практике отличить жизнеспособный миокард от нежизнеспособного позволяют такие методы, как однофотонная эмиссионная томография, позитронно-эмиссионная томография с метаболически активными радиофармацевтическими препаратами, магнитно-резонансная томография (МРТ) с контрастированием и эхокардиографические методики: нагрузочная эхокардиография с добутамином, в том числе в сочетании с тканевой допплерографией (ТД). Все эти методики основаны на разных свойствах жизнеспособного миокарда и имеют свои преимущества и недостатки. Идеальный метод выявления жизнеспособного миокарда должен четко идентифицировать жизнеспособный миокард, при этом быть доступным, простым в исполнении и безопасным для пациента. Одним из перспективных методов, отвечающим этим требованиям, может стать эхокардиография (ЭхоКГ) с отслеживанием «спеклов».
ЭхоКГ с отслеживанием «спеклов». Методика, получившая название «ЭхоКГ с отслеживанием «спеклов»* (ЭхоКГ-ОС) [40], впервые представлена S. Reisner, M. Leitman и D. Friedman в 2004 г. [30]. Метод основан на вычислении сегментарной и глобальной деформации миокарда ЛЖ при помощи отслеживания перемещения пятнистых структур (естественных акустических маркеров на «сером экране») при стандартном эхокардиографическом изображении в В-режиме.
Близкая по своим свойствам к ТД, ЭхоКГ-ОС позволяет в автономном режиме рассчитать значения деформации миокарда. Однако при этом используется совершенно другой алгоритм для оценки деформации. Как известно, акустические маркеры случайным образом равномерно распределяются по всему миокарду. Размер каждого пятна составляет от 20 до 40 пикселей (точек). Положение каждого пятна определяется и точно прослеживается в последовательных кадрах. Таким образом, можно определить расстояние, на которое перемещается пятно от кадра к кадру. Зная частоту смены кадров, можно определить скорость движения пятна. Таким образом, по движению пятнистых структур можно получить данные о деформации и скорости деформации окружающих участков миокарда [36].
Пациентам проводится стандартная трансторакальная ЭхоКГ. Дополнительно сохраняются кинопетли кардиоцикла в 2-, 3- и 4-камерной позиции сердца. Запись кинопетли, которая будет использоваться для анализа деформации миокарда, ведется с высокой частотой кадров, оптимально 60-100 в секунду. Обработка ультразвуковых изображений проводится в автономном режиме. Вначале из апикальной 3-камерной позиции с четко лоцируемым аортальным клапаном отмечается момент закрытия аортального клапана. Время от пика зубца R до закрытия аортального клапана, как правило, вычисляется автоматически. Полученное время используется в качестве эталона во всех следующих циклах. На кадре, отражающем конец систолы, на миокарде оператор вручную отмечает в каждой из позиций 3 точки: две на каждой из сторон митрального клапана и одну на верхушке ЛЖ. Затем программное обеспечение автоматически определяет границы эпикарда и срединную линию миокарда в каждом кадре цикла. Граница эндокарда определяется с помощью метода, основанного на распознавании границы перехода от «черного к белому» на одном кадре. Толщина миокарда определяется приблизительно и в последующем может корректироваться исследователем. Кинетика движения миокарда определяется на ультразвуковом изображении в двухмерном режиме путем отслеживания пятнистых структур. Поскольку отслеживается движение всего миокарда, пропадает необходимость в определении границ эндокарда в каждом кадре. Кинетика и скорости анализируются по изменениям положения пятен от кадра к кадру. Конечный результат представляет собой U-образный подвижный образ, включающий эндокард в базальных, средних и верхушечных сегментах противоположных стенок ЛЖ. Если образ по каким-либо причинам не захватывает изображения, исследователь способен вручную исправить точки приложения [10]. Близко расположенные пятна должны иметь сопоставимые скорости движения. При получении значительных различий результат отвергается программным обеспечением. В каждой из 3 стандартных апикальных позиций визуализируется по 6 сегментов ЛЖ. По каждому из сегментов в соответствующем цвете можно получить значение и графическое изображение таких показателей, как деформация и скорость деформации. При этом все параметры вычисляются по мгновенным скоростям пятен, которые определяются независимо от угла сканирования [6].
Исследуя локальную сократимость миокарда методом ЭхоКГ-ОС, необходимо учитывать пространственную ориентацию волокон миокарда ЛЖ. ЭхоКГ-ОС позволяет получить данные как о радиальной, так и о продольной деформации миокарда. Сокращение миокарда в поперечном направлении осуществляется в основном за счет циркулярно расположенных волокон в среднем слое миокарда, а в продольном направлении - за счет продольных субэндокардиально расположенных волокон. Именно функция последних в первую очередь нарушается при ИБС, так как субэндокардиальные слои миокарда находятся в наиболее неблагоприятных условиях при ухудшении коронарного кровообращения и наиболее уязвимы при ишемическом повреждении. При анализе сократимости различных сегментов ЛЖ из верхушечного доступа с помощью данного метода основным вектором движения миокарда будет продольный, обусловленный сокращением именно субэндокардиальных слоев миокарда [43]. Таким образом, ЭхоКГ-ОС позволяет оценить глобальную и сегментарную систолическую дисфункцию, вызванную ишемическим повреждением, а значит определить степень «сохранности», т.е. жизнеспособности миокарда в интересующем участке [38].
Полученные данные о продольной деформации миокарда могут быть представлены в виде полярных диаграмм «бычий глаз», по которым с помощью цветовой кодировки можно более наглядно представить результат исследования [6] (см. рисунок на цв. вклейке).
T. Marwick [33] при обследовании 242 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 80 лет, используя программное обеспечение сканера Vivid 7 GE, version 6.0.0., определил референсные значения сегментарной продольной деформации миокарда (см. таблицу).
ЭхоКГ-ОС при ИБС. Возможность количественной оценки сократимости миокарда и относительная простота методики вызвали большой интерес медицинского сообщества к ЭхоКГ-ОС. Так, в исследовании M. Leitman и соавт. [30] у 20 пациентов с острым инфарктом миокарда (ИМ) и 10 здоровых добровольцев программное обеспечение позволило адекватно вычислить деформацию в 80,3% сегментов с нарушением локальной сократимости и в 97,8% нормальных сегментов ЛЖ. При этом прослеживались четкие различия максимальной систолической деформации в области ИМ и в области нормальных сегментов. В другом исследовании M. Leitman и соавт. [31] обнаружили, что у пациентов с нарушением локальной сократимости ЛЖ в нормокинетичных сегментах миокарда показатели деформации (–13,4±4,9) значительно лучше, чем в гипокинетичных сегментах (–10,5±4,5; р<0,000001), а в гипокинетичных сегментах лучше, чем в акинетичных (–6,2±3,6; р<0,000001). Показатели деформации и скорости деформации по данным ЭхоКГ-ОС оказались высокочувствительными и специфичными в выявлении нарушений локальной сократимости. Таким образом, был сделан вывод, что данные ЭхоКГ-ОС могут быть успешно использованы для оценки сегментарной сократимости миокарда.
В исследовании D. Blondheim и соавт. [15] полярная диаграмма «бычий глаз» на основании значений деформации миокарда хорошо коррелировала с коронарной анатомией по данным ангиографии. Зона инфаркта может быть четко определена по полярной диаграмме с наглядным указанием на заинтересованную коронарную артерию. Более того, по данным ЭхоКГ-ОС возможно оценить размер инфаркта, что является важной диагностической и прогностической информацией [42].
При стандартной ЭхоКГ не всегда возможно обнаружение нарушений локальной кинетики в связи с субъективностью оценки, в то время как значения деформации по данным двухмерной ЭхоКГ-ОС могут указывать на нарушение сократимости в определенных сегментах миокарда ЛЖ. Это подтверждается впоследствии результатами коронарографии в виде выявления гемодинамически значимых стенозов заинтересованных артерий. Так, в исследовании J. Choi и соавт. [23] продемонстрировано, что значения глобальной и регионарной продольной деформации, вычисленные при помощи ЭхоКГ-ОС, значительно хуже у пациентов с тяжелым поражением коронарных артерий (поражение ствола левой коронарной артерии, трехсосудистое поражение) даже при сохранной фракции выброса ЛЖ и в отсутствие зон с нарушением локальной сократимости в покое. Таким образом, оценка продольной деформации является более чувствительным маркером тяжелого коронарного поражения, чем визуальная оценка глобальной и регионарной сократимости в покое. Основная причина различий, получаемых при оценке сегментарной сократимости миокарда визуальным путем и при помощи показателей деформации, заключается в том, что при визуальной оценке врач оценивает движение стенки миокарда, тогда как ЭхоКГ-ОС с оценкой показателей деформации позволяют оценить функциональный компонент сокращения миокарда, в частности продольное укорочение, которое неуловимо глазом.
Применение ЭхоКГ-ОС в выявлении жизнеспособного миокарда. Возможность количественной оценки региональной сократимости при ЭхоКГ-ОС позволяет ранжировать нарушения локальной сократимости, и таким образом выявлять участки гибернированного миокарда [43]. В исследовании M. Becker и соавт. [14] продемонстрировано, что количественная оценка параметров радиальной деформации в покое может быть успешно использована для определения жизнеспособного миокарда. В соответствии с данными исследования определенное в покое значение радиальной деформации 17,2% и менее позволяет прогнозировать улучшение сократимости миокарда после реваскуляризации с чувствительностью 70,2% и специфичностью 85,1%. Данная прогностическая способность параметров радиальной деформации в улучшении функции миокарда ЛЖ после реваскуляризации оказалась сопоставимой с таковой по данным контрастной МРТ сердца (чувствительность 71,6% и специфичность 92,1%).
Комбинация показателей радиальной и продольной деформации позволяет определить глубину ИМ («трансмуральность») и, таким образом, наличие жизнеспособного миокарда. При субэндокардиальном ИМ радиальная деформация миокарда оставалась в пределах нормы, а значения продольной деформации отражали снижение сократимости миокарда. При трансмуральном ИМ оба показателя как продольной, так и радиальной деформации свидетельствовали об ухудшении кинетики сердечной мышцы [20].
ЭхоКГ-ОС имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методиками, позволяющими оценить жизнеспособность миокарда в покое. По сравнению с позитронно-эмиссионной томографией и МРТ метод более доступен, менее дорогой, может быть использован «у постели больного», время анализа меньше. При сравнении ЭхоКГ-ОС и МРТ («золотой стандарт») в оценке деформации миокарда получены сходные значения как для нормальных, так и дисфункциональных сегментов [11, 22]. По сравнению с ТД ЭхоКГ-ОС является уголнезависимой методикой и требует менее высокой частоты кадров (60-100 в минуту при сравнении со 140 в минуту при использовании ТД). Это позволяет увеличить пространственное разрешение методики [27]. В случае использования ЭхоКГ-ОС не возникает эффект «подтягивания», так как деформация рассчитывается из кадра в кадр, исходя из движения акустических частиц, а не миокардиальных скоростей и, таким образом, рубцовая ткань не будет ошибочно принята за нормокинетичный сегмент миокарда [24, 34]. По сравнению с ТД методика ЭхоКГ-ОС легко и достаточно точно воспроизводима, вследствие чего обладает малой внутри- и межисследовательской вариабельностью (3,6-5,3 и 7-11,8% соответственно) [13]. Наконец, время обработки и анализа полученных изображений значительно меньше при использовании ЭхоКГ-ОС, чем ТД, а именно 2 мин при использовании ЭхоКГ-ОС и 11 мин для анализа сегментарной сократимости при помощи ТД. Данное различие связано с автоматическим анализом изображения программным обеспечением при оценке деформации в двухмерном режиме [28].
Основное ограничение ЭхоКГ-ОС - необходимость получения изображений достаточно высокого качества, так как плохая визуализация эндокарда может привести к неправильному определению его границ. Тем не менее такой же недостаток имеется в обычной ЭхоКГ, когда исследователь вручную обводит границы эндокарда для расчета фракции выброса по Симпсону [39]. У молодых здоровых добровольцев приблизительно 6% всех сегментов ЛЖ не может быть проанализировано из-за плохого качества изображения [27]. То же касается и выхода части изображения за пределы ультразвукового окна во время сердечного цикла, особенно при значительной дилатации ЛЖ. В настоящее время неясно, насколько это влияет на точность ЭхоКГ-ОС [32].
Наконец, в программном обеспечении аппаратуры используются фильтры, препятствующие рассеиванию ультразвуковых лучей. Влияние этих фильтров на результат значения деформации неясно, в связи с чем невозможно сравнивать числовые значения деформации, полученные различными аппаратами [31]. В настоящее время идет активное изучение 3D-методики ЭхоКГ-ОС, которая позволит еще в большей мере изучить механику движения миокарда и понять суть патофизиологических процессов, лежащих в основе заболеваний миокарда.
Таким образом, достижения в терапевтической и хирургической кардиологии в последние десятилетия позволили увеличить продолжительность и повысить качество жизни многих больных с различными формами ИБС. В то же время в повседневной клинической практике возникают новые нерешенные вопросы. Один из них - тактика ведения больных ИБС с выраженным поражением коронарного русла и сниженной функцией ЛЖ: соотношение риска и пользы от реваскуляризации. Выявление жизнеспособного, но дисфункционального (гибернированного) миокарда в а- и гипокинетичных сегментах миокарда указывает на возможность увеличения сократимости после восстановления перфузии. В связи с этим определение степени обратимости нарушения сократимости имеет первостепенное значение у больных этой группы. Для определения жизнеспособности миокарда в настоящее время используется ряд методов, основанных на различных его свойствах. Одним из новых и перспективных методов является ЭхоКГ-ОС в покое. Этот метод дает возможность количественно оценивать деформацию миокарда, в том числе продольное укорочение субэндокардиальных слоев, которое невозможно оценить визуально в сегментах с различной сократимостью. Тем самым обеспечивается возможность в зависимости от полученных результатов предсказать жизнеспособность миокарда. Учитывая высокую воспроизводимость, независимость от угла сканирования, а также автоматического отслеживания, которые позволяют даже начинающим исследователям выполнять точные измерения. Методика может занять достойное место в научных исследованиях и клинической практике.