Хирургия клапанных пороков насчитывает более чем полувековой опыт. С внедрением в конце 70-х годов XX века в клиническую практику неинвазивных методик определения функции протеза клапана сердца значительно расширились возможности диагностики их дисфункций. Большое значение также имеют оценка работы нормально функционирующих протезов, динамическое наблюдение за изменениями их параметров и сравнительная оценка функции протезов различных моделей. Все это позволяет получить представление об естественных изменениях гемодинамического профиля протеза при нормально протекающем постимплантационном периоде, а также дает возможность объяснить неудачные исходы имплантаций.

В зарубежной литературе существует огромное количество публикаций, посвященной данной тематике. Среди российских публикаций встречаются единичные работы, оценивающие в основном механические протезы клапанов сердца отечественного производства, либо сравнивающие их с зарубежными моделями (как in vitro, так и in vivo), а также работы, посвященные оценке результатов биопротезирования [2-4]. Наше исследование посвящено сравнительной оценке ультразвуковых характеристик отечественных механических и биологических протезов и является в своем роде уникальным.

Для оценки гемодинамических параметров протезов отобраны эхокардиограммы пациентов старше 18 лет, оперированных с 1995 по 2008 г. в Кемеровском кардиологическом центре по поводу митрального порока. Критериями исключения были наличие протеза в аортальной позиции, дисфункция протеза (тромбоз искусственного клапана, парапротезные фистулы, протезный эндокардит; наличие регургитации II степени и более на фоне повышения транспротезного градиента давления и уменьшения эффективной площади открытия). В анализе использованы ультразвуковые данные, полученные в стандартных условиях: нормокардия, нормотония.

Всего проведено 2457 эхокардиографических исследований у 495 пациентов (включая дооперационное обследование, обследование в ранние сроки после вмешательства, через 6 мес, ежегодно). Из них 122 больным был имплантирован дисковый протез ИКС, 67 - двустворчатый протез МЕДИНЖ-2, 221 - биологический клапан КемКор и 85 - биологический клапан ПериКор.

Учитывая, что биологические протезы КемКор и ПериКор не имеют существенных конструктивных и соответственно гемодинамических отличий, их объединили в единую группу «Биопротезы».

Оценка гемодинамических параметров в группе «Биопротезы» и в группе МИКС выполнена на протяжении 10 лет, у реципиентов МЕДИНЖ-2 - в течение 5 лет.

Ультразвуковую диагностику порока и оценку результатов протезирования осуществляли на аппарате Aloka Prosound Alfa 5 SX («Hitachi Aloka Medical ltd.», Япония) с определением следующих параметров: эффективная площадь отверстия (ЭПО), средний транспротезный градиент давления (СТГД) и средняя транспротезная скорость кровотока (Vср.). Подробная клиническая характеристика больных представлена в табл. 1.

Статистический анализ данных выполнен с использованием программы Statistica 6.0. Для описания количественных данных использованы среднее значение и стандартное отклонение. Нормальность распределения признака определяли при помощи критерия Колмогорова-Смирнова. При сравнении трех независимых групп применяли дисперсионный анализ Крускала-Уоллиса и медианный тест. Оценка динамики количественных показателей проведена при помощи критерия знаков. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.

На протяжении первых 10 лет ЭПО (рассчитывали по формуле J. Baldwin, 1997) нормально функционирующих биологических протезов варьировала в диапазоне 2,29-2,70 см² (у протезов диаметром 28 мм), 2,42-2,85 см² (у протезов диаметром 30 мм) и 2,05-2,59 (у протезов диаметром 32 мм; табл. 2).

У нормально функционирующих дисковых протезов МИКС ЭПО имела более широкий размах значений: от 1,5 до 2,5 см² при диаметре 27 мм, от 1,85 до 2,7 см² при диаметре 29 мм и от 2,2 до 2,8 см² при диаметре 31 мм, что также связано с большей инерционностью запирательного элемента дисковых протезов и возможностью нормально функционировать лишь в диапазоне физиологических частот сердечных сокращений (ЧСС). Так, при тахиаритмиях амплитуда движения диска ограничена, он не успевает полностью открываться и закрываться соответственно фазам сердечного цикла, «зависая» в полуоткрытом состоянии, вследствие этого ЭПО закономерно уменьшается.

У протезов МИКС диаметром 27 и 29 мм отмечено статистически значимое уменьшение ЭПО уже к третьему году после протезирования. В связи с недостаточным числом наблюдений в группе МИКС с диаметром клапана 31 мм сделать достоверное заключение о гемодинамическом профиле протеза не представилось возможным.

В общей популяции пациентов МИКС после снижения на третьем году ЭПО опять приближалась к исходной (полученной при выписке), что обусловлено выбытием из исследования пациентов, ЭПО протезов которых достигла критически низких значений. Некоторые пациенты из группы МИКС с малой ЭПО в отсутствие иных признаков нарушения функции протеза впоследствии выбыли из исследования. Их дальнейшая судьба была прослежена. Почти все они имели прогрессирующую сердечно-сосудистую недостаточность, протекающую на фоне тахи­аритмии, толерантную к стандартной лекарственной терапии с наступлением в итоге летального исхода.

ЭПО у реципиентов МЕДИНЖ-2 (в исследовании оценены данные первых 5 лет после операции) находилась в диапазоне 2,47-2,70 см² у протезов диаметром 27 мм и 2,18-2,65 см² - у протезов диаметром 29 мм. При этом протезы МЕДИНЖ-2 диаметром 27 и 29 мм значимо не различались по ЭПО и демонстрировали статистически значимое снижение ее на протяжении первых 5 лет после протезирования.

При сравнении всех трех групп ЭПО у реципиентов группы МИКС почти во всех периодах исследования была меньше, чем у реципиентов «Биопротезов» и МЕДИНЖ-2.

СТГД в группе «Биопротезы» составил от 3,25 до 4,99 мм рт.ст. у протезов диаметром 28 мм, от 3,55 до 5,90 мм рт.ст. у протезов диаметром 30 мм и от 2,51 до 5,38 мм рт.ст. у протезов диаметром 32 мм. СТГД у биопротезов диаметром 28 мм за весь период наблюдения статистически значимо не отличались от полученных при выписке. Биопротезы диаметром 30 и 32 мм периодически (на 5, 9, а для протезов диаметром 32 мм еще и на 7-м году наблюдения) демонстрировали статистически значимое увеличение СТГД (табл. 3).

В группе МЕДИНЖ-2 СТГД составлял от 4,61 до 6,5 мм рт.ст. у протезов диаметром 27 мм и от 4,23 до 6,51 мм рт.ст. у протезов диаметром 29 мм. Статистически значимое повышение СТГД отмечено на 2-м и 3-м году в группе протезов МЕДИНЖ-2 диаметром 27 мм и на 5-м году - в группе протезов МЕДИНЖ-2 диаметром 29 мм. Следует отметить, что именно в эти сроки количество наблюдений в группах было невелико.

Подобная ситуация сложилась и в группе МИКС, где СТГД составлял от 3,0 до 6,50 мм рт.ст. у протезов диаметром 27 мм, от 3,64 до 8,0 мм рт.ст. у протезов диаметром 29 мм и от 4,52 до 6,50 мм рт.ст. у протезов диаметром 31 мм, имея статистически значимое увеличение в различные сроки после выписки.

Основная тенденция изменений СТГД состояла в том, что у протезов всех изученных моделей и размеров этот показатель имел склонность к возрастанию на протяжении первых 5 лет после операции. Межгрупповые различия заключались в том, что у биопротезов СТГД имел меньшие значения, чем в группах МИКС и МЕДИНЖ-2. У механических протезов МИКС диаметром 27 мм СТГД в большинстве случаев был больше, чем у протезов МЕДИНЖ-2 диаметром 27 мм. При этом у протезов диаметром 29 мм СТГД почти всегда был больше у реципиентов МИКС, что не противоречит утверждению о большей инерционности дисковых протезов.

Vср. в группе «Биопротезы» составляла от 75,0 до 125,0 см/с у протезов диаметром 28 мм, от 87,1 до 102,1 см/с у протезов диаметром 30 мм и от 70,0 до 118,1 см/с у протезов диаметром 32 мм (табл. 4).

У реципиентов МИКС Vср. составила от 81,2 до 110,1 см/с у протезов диаметром 27 мм, от 79,3 до 135,0 см/с у протезов диаметром 29 мм и от 104,3 до 135,4 см/с у протезов диаметром 31 мм.

В группе МЕДИНЖ-2 Vср. была от 88,9 до 111,3 см/с у протезов диаметром 27 мм и от 80,0 до 107,1 см/с у протезов диаметром 29 мм.

Параметры биопротезов КемКор и ПериКор (ЭПО, СТГД, Vср.) были сопоставимы с показателями зарубежных моделей биологических клапанов Ionescu-Shiley, Hancock II, Medtronic Mosaic, Carpentier-Edwards Perimount [7, 9, 12]. Протезы МИКС также демонстрировали показатели, сопоставимые с зарубежными моделями дисковых протезов [19]. В то же время гемодинамические характеристики протеза МЕДИНЖ-2 имели более «компактный» диапазон значений в сравнении с протезом CarboMedics [8, 10, 18] и St. Jude Medical [6].

Во всех группах выявлена сильная прямая пропорциональная взаимосвязь среднего транспротезного градиента давления и Vср. (r≥0,880; р=0,001).

Являясь взаимосвязанными параметрами, Vср. и СТГД во всех исследуемых группах имели тенденцию к возрастанию на протяжении первых 5 лет после операции. Как и СТГД, Vср. имела наименьшие значения в группе биопротезов, наибольшие значения получены у механических протезов МЕДИНЖ-2 диаметром 27 мм и МИКС диаметром 29 мм.

При анализе взаимосвязи показателей СТГД и Vcр., с одной стороны, и ЭПО - с другой, выявлена слабая отрицательная корреляция (r≤ –0,150; р=0,001).

В нашем исследовании биологические клапаны продемонстрировали более высокие показатели ЭПО и более низкие СТГД и Vср. по сравнению с механическими протезами, что согласуется с результатами других авторов [16, 17] и обусловлено геометрией биологических протезов, которые при открытии создают близкий к физиологическому центральный поток крови. Механические клапаны МИКС и МЕДИНЖ-2 имеют принципиальные конструктивные различия и, соответственно, различные гемодинамические характеристики. Диск протеза МИКС открывается под углом 72°, при этом образуется малое и большое проходные отверстия, что приводит к формированию нецентрального потока крови, носящего турбулентный характер. У двустворчатого протеза МЕДИНЖ-2 угол открытия створок составляет 82-83°, при этом образуется одно центральное и два периферических проходных отверстия, поток крови имеет смешанный характер. Все это обусловливает меньшую ЭПО и большие СТГД и Vср. у механических протезов.

Дисковый протез МИКС демонстрировал наименьшие ЭПО на протяжении 10 лет наблюдения, что обусловлено высокой инерционностью запирательного элемента этого протеза, который к тому же полноценно функционирует лишь в физиологическом диапазоне ЧСС. В связи с этим важным моментом в ведении пациентов с протезами МИКС является тщательный контроль и коррекция ЧСС, что является профилактикой развития/нарастания сердечной недостаточности, толерантной к лекарственной терапии.

Вне зависимости от типа протеза СТГД и Vср. имели тенденцию к увеличению на протяжении первых 5 лет после операции с последующей стабилизацией. Данное явление может быть обусловлено, с одной стороны, разрастанием соединительной ткани и формированием «умеренно выраженного» паннуса, не требующего повторной операции, так как изменения гемодинамики малозначительны, а с другой, - может быть расценено как проявление ремоделирования левых отделов сердца.

Как отмечено ранее, анализ взаимосвязи СТГД и Vcр., с одной стороны, и ЭПО с другой, выявил наличие слабой отрицательной корреляции (r≤ –0,150; р=0,001). В зарубежных исследованиях подобные результаты получены L. Badano, N. Keser, J. Mohan [5, 13, 14]. Напротив, иные авторы отмечают в своих работах наличие не слабой, а наоборот, выраженной по силе корреляции между этими параметрами [11, 15]. Такие противоречия легко объяснимы, если учесть, что для расчета транспротезного градиента давления при ультразвуковом исследовании применяют упрощенное уравнение Бернулли: р=4V²max, где р - градиент давления, V - максимальная скорость кровотока. Для расчета же эффективной площади открытия при ультразвуковом исследовании используют определение времени полуспада (T½) транспротезного (трансклапанного) градиента давления: ЭПО=220/ T½, которое напрямую зависит от ЧСС. Известно, что увеличение числа сердечных сокращений в минуту происходит за счет уменьшения длительности только одной из фаз сердечного цикла - диастолы, длительность же систолы всегда остается неизменной [14]. Именно благодаря наличию определенного диапазона ЧСС у исследуемых пациентов корреляция показателей ЭПО и СТГД (Vср.) была слабо выражена по силе.

1. Минимальные ЭПО демонстрируют дисковые протезы МИКС (по сравнению с группой «Биопротезы» и МЕДИНЖ-2).

2. СТГД и Vcр. после имплантации всех типов протезов имеют тенденцию к нарастанию в течение первых 5 лет.

3. Оптимальный гемодинамический профиль имеют биологические протезы КемКор и ПериКор.

4. Реципиенты дисковых протезов МИКС нуждаются в постоянном строгом контроле и при необходимости - в коррекции ЧСС.