Оценка систолической функции сердца

Гемодинамика обеспечивается регулярной систолической функцией сердца, определение состоятельности которой, в первую очередь, возможно при ультразвуковом исследовании (эхокардиографии). Весьма точную оценку систолической функции левого желудочка (ЛЖ) можно провести биплановым методом дисков (метод Симпсона) в 4-камерной и 2-камерной позициях [1, 2].

Кроме того, при допплеровской эхокардиографии возможно определение скоростных характеристик кровотока в выносящем тракте ЛЖ с расчетом интеграла линейной скорости кровотока (VTI, сумма всех значений линейной скорости в момент изгнания крови в аорту) [2].

В последние годы доступен эхокардиографический метод оценки локальной и глобальной функции ЛЖ путем определения подвижных точек (speckle tracking). Данный метод представляет собой оценку степени утолщения каждого сегмента миокарда в систолу (деформация миокарда ЛЖ). Как правило, указывается положительное значение показателя глобальной деформации миокарда, т.е. его модуль. В норме модуль глобальной деформации миокарда (Global Longitudinal strain — GLS) более 19. Значение GLS 15,9—19 рассматривается как умеренное снижение, а GLS ниже 15,9 — признак выраженной систолической дисфункции ЛЖ. При определении систолической функции ЛЖ с помощью метода speckle tracking отмечалось меньше ошибок по сравнению со стандартными методами расчета фракции выброса [1—6].

К другим методам оценки систолической функции ЛЖ можно отнести рентгенконтрастную вентрикулографию, позитронно-эмиссионную томографию, мультиспиральную компьютерную томографию, магнито-резонансную томографию (МРТ). Все эти методы имеют высокую точность в определении фракции выброса ЛЖ, оценке жизнеспособности миокарда и выявлении зон ишемии. «Золотым стандартом» в определении массы миокарда, сократимости сердца и оценке объемов камер является МРТ сердца. Указанные способы диагностики могут использоваться самостоятельно или совместно с трансторакальной эхокардиографией, повышают точность диагностики и в меньшей степени являются субъективными. Однако применение этих методов ограничено наличием ионизирующего излучения, необходимостью применения радиофармпрепаратов, высокой стоимостью оборудования, труднодоступностью и низкой пропускной способностью. В связи с этим указанные методики не могут быть использованы в качестве скрининговых [6—7].

Регулярное определение систолической функции сердца необходимо при любой кардиальной патологии, особенно у пациентов с сердечной недостаточностью или ишемической болезнью сердца. Кроме того, выявление изменений систолической функции миокарда крайне важно на фоне подбора и контроля лечения, реабилитации пациентов или при физической активности.

Известно, что характеристики пульсовой волны зависят от систолической функции миокарда, клапанной патологии, а также от состояния сосудистой стенки. Регистрируя пульсовую волну у пациента, мы имеем возможность определить состояние и динамику систолической функции сердца.

Регистрация пульсовой волны

Графически зарегистрировать пульс возможно с помощью методов сфигмографии или фотоплетизмографии с помощью механических или оптических датчиков.

В графике пульсовой волны выделяют восходящий участок — анакроту, инцизуру, дикротический подъем и катакроту (нисходящий участок кривой пульсовой волны). Растяжение стенки сосуда, возникающее вследствие повышения систолического давления, отражается на пульсовой волне в виде участка подъема — анакроты. Этот участок отображает временной интервал от начала периода изгнания крови из желудочков до достижения максимального давления в сосуде. В конце изгнания крови до закрытия полулунных клапанов происходит снижение давления в аорте, на кривой пульсовой волны регистрируется инцизура. Затем полулунные клапаны закрываются, кровь отражается от закрытых клапанов, и возникает повторная волна повышения давления (дикротический подъем или зубец). Время от момента снижения давления в артерии до минимального и восстановление исходного диаметра артерии отображается спадом пульсовой волны — катакрота [8].

Форма пульсовой волны индивидуальна и может помочь в оценке состояния сердечно-сосудистой системы. Она зависит от частоты пульса, состояния сосудистой стенки, диаметра сосудов и многих других показателей. По данным сфигмограммы можно определить продолжительность сердечного цикла, частоту и ритм сердечных сокращений. Продолжительность анакротического подъема и инцизуры отражает длительность периода изгнания крови, а также помогает определить скорость изгнания, состояние аорты и полулунных клапанов. По наклону анакроты можно рассчитать скорость пульса. Также, анализируя пульсовую волну, можно выявить начало диастолы желудочков (это соответствует возникновению инцизуры) и фазы изометрического расслабления желудочков (отражается появлением дикротического подъема) [9].

При наличии повышенного периферического сопротивления кривая пульсовой волны расценивается как pulsus tardus. Отмечается пологий, неровный подъем и «позднее систолическое выпячивание» (вершина кривой смещена к окончанию систолы). Такая форма кривой пульсовой волны может наблюдаться при развитии атеросклероза стенок сосудов, гипертонической болезни, а также у пациентов с аортальным стенозом.

При сниженном периферическом сопротивлении и высоком систолическом выбросе, что отмечается, например, у пациентов с недостаточностью аортального клапана, пульсовая волна имеет форму pulsus celer. При этом регистрируются крутой подъем, резкое снижение пульсовой волны и маловыраженная инцизура.

Необходимо также отметить, что при сниженной эластичности сосудистой стенки инцизура располагается ближе к вершине кривой. При вазодилатации она, напротив, расположена в пределах нижней половины сфигмограммы. К патологическим признакам кривой пульса относятся наличие у вершины добавочных волн (симптом «петушиного гребня»), регистрация более пологой катакроты по сравнению с анакротой, наличие на восходящей части «ступеньки», маловыраженный дикротический зубец, увеличенная продолжительность анакротической фазы. Различные исследования показали, что патологические признаки пульсовой волны соотносятся с различными заболеваниями. Так, например, отсутствие дикротического подъема на кривой сфигмограммы наблюдается при гипертонической болезни и атеросклерозе [10, 11].

Скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) помогает оценить функционирование сосудистой системы, тонус сосудов, влияние лекарственных средств на сосудистую стенку. СРПВ изменчива и зависит от множества факторов, таких как строение сосуда, его диаметр, жесткость стенки, возраст, уровень АД, ЧСС и ряда других [12].

Как показало Роттердамское исследование, СРПВ является прогностическим фактором ИБС и инсульта. При увеличении СРПВ отмечалось достоверное повышение риска сердечно-сосудистых событий [13].

Измерение СРПВ является методом исследования упруговязких свойств сосудистой системы. Данные свойства зависят от морфологии стенки сосуда, возраста и других индивидуальных особенностей пациента. По мнению ряда авторов, СРПВ увеличивается с возрастом. Кроме того, СРПВ различается для артерий эластического и мышечного типа. Считается, что СРПВ у здоровых людей колеблется в пределах 500—700 см/с для сосудов эластического типа и 500—800 см/с для сосудов мышечного типа. Для оценки СРПВ датчики пульса устанавливают на лучевую, сонную и бедренную артерии и одновременно проводится запись сфигмограмм. В дальнейшем производится расчет СРПВ с использованием длины артерии между датчиками пульса по специальным формулам [11].

Измерение СПРВ считается «золотым стандартом» для оценки жесткости сосуда, потому что на данный момент имеется большая доказательная база, подтверждающая этот аспект. Кроме того, оценка СРПВ является доступным методом в техническом плане. СРПВ — важный биомаркер сосудистого повреждения, который может помочь в определении общего сердечно-сосудистого риска [15].

Определение СРПВ проводят, используя метод фотоплетизмографии. В основе плетизмографии лежит принцип изменения объема ткани в зависимости от кровенаполнения. Плетизмография применяется для получения данных минутного объема кровообращения. Объем ткани является постоянным, а объем крови, заполняющей ткань, меняется с каждой фазой сердечного цикла. Запись кривой плетизмографии (плетизмограммы) проводится специальными приборами — плетизмографами. Различают водяные, электро- и фотоплетизмографы. Такое устройство имеет специальный датчик и плетизмографический рецептор. При фотоплетизмографии регистрируется оптическая плотность ткани. На участок ткани, который исследуется, воздействует инфракрасный свет, который затем поступает в фотопреобразователь. Интенсивность сигнала зависит от объема крови в данном участке ткани. Сигнал, получаемый в результате фотопреобразования, называется фотоплетизмограммой [15,16].

Параметры пульсовой волны в оценке систолической функции сердца

В ряде работ рассматривали отношение скорости пульсовой волны к глобальной продольной деформации при гипертонической болезни. Отношение скорости пульсовой волны к глобальной продольной деформации (PWV/GLS) было ниже у гипертоников (n=299), чем в контрольной группе (–0,61±0,21 против –0.45±0,11 м/с, р<0,001). Низкие значения PWV/GLS были ассоциированы с толщиной интимы в сонной артерии более 0,9 мм, увеличением массы миокарда ЛЖ и объема левого предсердия (р<0,02). При этом не было значимой связи между показателем эластичности артерии и ЛЖ с толщиной интимы в сонной артерии и резервом коронарного кровотока [17].

Как известно, артериальная жесткость увеличивает нагрузку давлением на ЛЖ, что приводит к гипертрофии ЛЖ и субэндокардиальной ишемии. Кроме того, нейрогормоны стимулируют фиброз миокарда и дисфункцию ЛЖ. Корейские исследователи проводили работы по изучению взаимосвязи артериальной жесткости и механической функции ЛЖ у пациентов с гипертонической болезнью (n=195). Группе пациентов с гипертонией измерялась СРПВ, оценивался показатель GLS с помощью методики speckle traking, а также определялся альдостерон плазмы для оценки нейрогормональной активации. Было выявлено, что у пациентов с артериальной гипертензией GLS ЛЖ и левого предсердия коррелировал с изменением скорости распространения пульсовой волны (β=0,223, p=0,031 и β= −0,311, p=0,002 соответственно). Авторы отметили, что двухмерная слой-специфическая эхокардиография с использованием speckle tracking достоверно обнаруживала механическую дисфункцию ЛЖ и обеспечивала патофизиологическое понимание механических адаптаций ЛЖ при гипертонии [18].

Также разрабатывался метод Modelflow для оценки сердечного выброса по форме пульсовой волны при постоянной записи аппаратом Beat-by-beat, используя трехэлементную модель входного импеданса аорты (характерный импеданс аорты, податливость артерий и системное сосудистое сопротивление). У группы здоровых молодых людей (n=16) во время выполнения физических упражнений с помощью метода Modelflow рассчитывался сердечный выброс. В качестве контрольного метода была использована эхокардиография. Расчетный сердечный выброс, оцененный по методу Modelflow, значительно коррелировал с одновременной оценкой с помощью эхокардиографии. Коэффициенты корреляции варьировали от 0,91 до 0,98 (p<0,001). Несмотря на то, что метод Modelflow несколько переоценил сердечный выброс, ошибки между двумя оценками существенно не отличались. Эти результаты показывали, что метод Modelflow может обеспечить оценку относительного изменения сердечного выброса во время физических нагрузок у здоровых молодых людей [19].

Современные технологии по регистрации пульсовой волны и ЭКГ

Одним из новых приборов для регистрации пульсовой волны является CardioQVARK (Москва, Россия). Это устройство выполнено в виде чехла для телефона, который подключается к смартфону и представляет собой персональный электрокардиограф (см. рисунок).

CardioQVARK — персональный электрокардиограф, подключаемый к смартфону с установленным программным обеспечением. Система позволяет записывать сигнал ЭКГ с пальцев рук (I стандартное отведение ЭКГ), а также с отведений II, III, aVR, aVL, aVF, V5 с помощью подключаемых электродов. Кроме того, датчики CardioQVARK непрерывно регистрируют фотоплетизмографическое изображение пульсовой волны, синхронизированное с циклами ЭКГ. Представляется возможность регистрации сердечного ритма, оценки динамики ЭКГ в указанных отведениях и определения параметров пульсовой волны.

Крайне интересным представляется расчет времени между деполяризацией миокарда (зубец R) и пиком пульсовой волны. Такой показатель потенциально может ассоциироваться с эффективностью ответа миокарда на возбуждение и временем, необходимым для достижения пульсовой волной дистального капиллярного русла (на пальцах рук). Нами начато исследование для анализа роли различных параметров пульсовой волны в совокупности с записью ЭКГ в оценке гемодинамических показателей.

На основании проведенных исследований следует отметить высокую точность системы CardioQVARK в определении эпизодов фибрилляции предсердий (чувствительность 98%, специфичность 91%), анализе длительности интервала QT (точность в сравнении с 12-канальной ЭКГ — 99%), выявлении патологической волны Т (чувствительность 90%, специфичность 75%), а также при регистрации нарушений атриовентрикулярной проводимости (чувствительность 79%, специфичность 99%). Такие данные обосновывают целесообразность дальнейших исследований с применением системы CardioQVARK [20—23].

Заключение

Параметры пульсовой волны зависят как от состояния сосудов, так и от систолической функции ЛЖ, патологии клапанного аппарата и иной структурной патологии сердца. Оценка систолической функции ЛЖ с помощью параметров пульсовой волны позволила бы улучшить скрининг сердечно-сосудистых заболеваний и повысить доступность обследования. На нашей кафедре начата работа по сравнению параметров пульсовой волны с одновременной записью ЭКГ с комплексными показателями систолической функции ЛЖ при эхокардиографии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.