способ диагностики недостаточности сократительной функции миокарда

Формула изобретения

Способ диагностики недостаточности сократительной функции миокарда, заключающийся в том, что в реальном масштабе времени регистрируют последовательность эхокардиографических изображений одного кардиоцикла в памяти компьютера, затем оконтуривают эндокард на первом изображении, алгоритмом прослеживают изменение положения контура от кадра к кадру, для каждой точки контура определяют изменение вектора скорости смещения миокарда во времени и при величине снижения скорости смещения ниже 35 мм/кардиоцикл в период максимального изгнания и в период ранней диастолы делают вывод о недостаточности сократительной функции миокарда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, физиологии, кардиологии, в частности к способам неинвазивной оценки сократительной функции миокарда.

Известен способ диагностики недостаточности сократительной функции миокарда, основанный на инвазивных результатах исследования во время проведения вентрикулографии и прямого измерения давления в полостях сердца (Б.А.Константинов, В.А.Сандриков, В.Ф.Яковлев - Оценка производительности и анализ поцикловой работы сердца в клинической практике. - Л.: Наука, 1986. - 139 с.; Sonnenblick Е. Contractility of cardiac muscle. // Circ. Res. - 1970. - Vol.27. - P.479-481). Согласно способу после введения контрастного вещества в полость левого желудочка визуально оценивают систолу и диастолу согласно степени изгнания крови из желудочка. Измеряют давление и рассчитывают первую производную внутрижелудочкового давления (dp/dt max). Это позволяет судить о состоянии сократительной функции миокарда.

Однако известный способ имеет ряд недостатков. Для его выполнения необходимо инвазивное вмешательство. Одноразовое кратковременное измерение сокращения желудочка не отвечает на вопрос о достоверности состояния миокарда и его функции. Цифры нормальных и патологических величин зависят от многих факторов, которые при данном исследовании не учитываются (частота сердечных сокращений, конечный систолический и конечный диастолический объем, давление в аорте и т.д.). Все это приводит к большому проценту диагностических ошибок и невозможности достоверно предположить развитие недостаточности кровообращения, связанное с угнетением сократительной функции миокарда.

Известно, что сокращение сердца сопровождается циклическими изменениями его объемов и конфигураций, которые отражают механическую деятельность этого органа. Вполне естественно, что между геометрией этих изменений и внутрисердечной гемодинамикой должна прослеживаться количественная взаимосвязь. Объективная регистрация сокращений сердца с одновременной оценкой гемодинамики является ключом к анализу поцикловой функции сердца. Однако на практике проблема заключается в том, что точная документация стереометрической динамики достаточно сложна.

Задачей изобретения является способ диагностики недостаточности сократительной функции миокарда, позволяющий исключить инвазивность диагностики и повысить ее точность.

Поставленная задача решается способом, заключающимся в том, что в реальном масштабе времени регистрируют последовательность эхокардиографических изображений одного кардиоцикла в памяти компьютера, затем оконтуривают эндокард на первом изображении, алгоритмом прослеживают изменение положения контура от кадра к кадру, для каждой точки контура определяют изменение вектора скорости смещения миокарда во времени и при величине снижения скорости смещения ниже 35 мм/кардиоцикл в период максимального изгнания и в период ранней диастолы делают вывод о недостаточности сократительной функции миокарда.

Предлагаемым способом было обследовано 78 больных ишемической болезнью сердца (средний возраст 55,3±4,1). Группу контроля составили 15 практически здоровых лиц (средний возраст 46±9).

Так, при нормальной сократительной функции миокарда значения скорости смещения в период максимального изгнания могут колебаться в пределах от 35 мм/кардиоцикл до 80 мм/кардиоцикл, в период ранней диастолы - от 35 мм/кардиоцикл до 95 мм/кардиоцикл. О недостаточности сократительной функции миокарда можно судить при значениях скорости смещения менее 35 мм/кардиоцикл как в период максимального изгнания, так и в период ранней диастолы (табл.1).

На фиг.1 представлены векторы смещения и графики векторов смещения миокарда у здорового человека в фазу максимального изгнания (А) и фазу ранней диастолы (Б).

На фиг.2 представлены векторы смещения и графики векторов смещения миокарда у пациента ИБС без Q-образующего инфаркта в фазу максимального изгнания (А) и фазу ранней диастолы (Б).

Предлагаемый способ является неинвазивным и, кроме того, обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества.

Значительно повышается точность определения сократительной функции миокарда не только в отдельных регионах сердечной мышцы, но и в целом, что может служить диагностическим критерием в оценке функции сердца в целом, а также возможностью использования этого способа при выполнении стресс-тестов, оценки состояния миокарда во время операций на сердце и отделениях интенсивной терапии.

Проведение данного способа не требует специального времени и не вызывает дополнительных нагрузок на миокард.

Способ прошел испытания в отделе клинической физиологии и отделе хирургии сердца Российского научного центра хирургии им. академика Б.В.Петровского РАМН. Способ найдет применение в клинической практике в кардиологии, кардиохирургии, отделениях интенсивной терапии и анестезиологии.

Стабильная стенокардия является наиболее подходящей моделью для изучения миокардиальной ишемии в связи с достаточно частой ее встречаемостью, возможностью воспроизведения ситуации «ишемии миокарда» при помощи тестов с физической нагрузкой, а также благодаря существующим методам оценки клинического течения стенокардии и эффективности проводимой терапии.

Клинический пример

Пациент Д., 67 лет, в 2006 г.находился в «Отделе хирургии открытого сердца и аорты» Российского научного центра хирургии РАМН с диагнозом: ИБС. Стенокардия напряжения 4 ФК. Хроническая обструктивная болезнь легких (хронический бронхит курильщика). Мочекаменная болезнь.

Анамнез: стенокардия в течение 5 лет, когда отметил появление болей за грудиной при нагрузке. В 2004 году проходил стационарное лечение по поводу нестабильной стенокардии. Ухудшение состояния в течение последнего месяца. Приступы стенокардии участились до 7-10 раз в сутки.

ЭКГ: ритм синусовый. ЧСС 51 удар в минуту. Поворот сердца против часовой стрелки левым желудочком вперед. Изменения миокарда ЛЖ с признаками снижения его кровоснабжения по переднебоковой и нижней стенкам ЛЖ.

Коронароангиография: правый тип кровоснабжения сердца. Ствол левой коронарной артерии не изменен. Передняя нисходящая артерия окклюзирована в устье, постокклюзионные отделы хорошо заполняются по межсистемным коллатералям. Огибающая артерия и ветвь тупого края стенозированы до 70%. Правая коронарная артерия стенозирована в среднем сегменте на 75%.

Операция: маммарокоронарное шунтирование передней нисходящей артерии (анастомоз с левой внутренней грудной артерией) и аутовенозное аортокоронарное шунтирование диагональной ветви и задней нисходящей ветви правой коронарной артерии без искусственного кровообращения.

В диагностических целях пациенту была проведена проба с физической нагрузкой с газоанализом и одновременным эхокардиографическим мониторингом по предлагаемому способу.

Как показано в табл.2, на дооперационном этапе количество выполненных пациентом ступеней составило 1 и соответственно максимально достигнутая нагрузка - 25 Вт. Метаболическая стоимость выполненной нагрузки составила 6,9 мл/кг/мин потребления кислорода, что составило 30% от индивидуальной (с учетом возраста и веса) максимально возможной нагрузки (23,1 мл/кг/мин). Анаэробный порог не был достигнут в связи с малым уровнем выполненной нагрузки. Проба прекращена в связи с появлением депрессии сегмента ST 2 мм и более в отведениях II, III, aVF, V4-V6, сопровождавшейся болью за грудиной и одышкой. Пациенту выполнена ингаляция изокета, приступ купирован, что подтверждалось данными ЭКГ.

Выполненная нагрузка составила 18% от максимальной расчетной нагрузки (139 Вт), при этом ЧСС - 79% от максимальной расчетной ЧСС.

Анализ скоростей смещения миокарда по предлагаемому способу показал следующие изменения.

На фиг.3 отображены векторы скоростей смещения миокарда левого желудочка в фазу максимального изгнания до нагрузки (А) и на пике нагрузки (Б) до операции. Как видно из представленной фигуры, в исходе векторы скоростей смещения сегментов перегородки и боковой стенки ЛЖ в фазу максимального изгнания обращены внутрь полости ЛЖ, но не имеют строгой направленности к верхушке. На пике нагрузки меняется направление векторов и снижается амплитуда. Наибольшие изменения наблюдаются в области перегородки.

На фиг.4 показаны реальные кривые векторов смещения сегментов перегородки и боковой стенки левого желудочка в одном кардиоцикле в фазу максимального изгнания до нагрузки (А) и на пике нагрузки (Б) до операции (буквой S обозначен систолический пик). В покое обращает на себя внимание асинхронное сокращение верхушечных сегментов перегородки и боковой стенки и запаздывание пиковой систолической скорости базального и среднего сегмента боковой стенки. Нагрузка приводит к значительному снижению скоростей смещения, с максимальным проявлением по боковой стенке (табл.3). Та же динамика наблюдается на электрокардиограмме, описанной выше.

На фиг.5 отображены векторы скоростей смещения миокарда левого желудочка в фазу ранней диастолы до нагрузки (А) и на пике нагрузки (Б) до операции. Как видно из фигуры в покое, в диастолу векторы направлены вниз и кнаружи от полости ЛЖ. На нагрузке незначительно меняется угол векторов, и значимо снижается их амплитуда.

На фиг.6 показаны реальные кривые векторов смещения сегментов перегородки и боковой стенки левого желудочка в одном кардиоцикле в фазу ранней диастолы до нагрузки (А) и на пике нагрузки (Б) до операции (буквой D обозначен диастолический пик). Рассматривая изменения, происходящие в диастолу, отмечаем снижение пиковых значений скоростей смещения миокарда в раннюю диастолу во всех рассматриваемых сегментах. Наименьшие изменения зарегистрированы в базальном сегменте перегородки (табл.3).

Так, в исходе отмечены низкие значения систолических скоростей смещения миокарда в сегментах перегородки, а диастолические значения снижены как в сегментах перегородки, так и боковой стенки ЛЖ. На пике нагрузки выявлена сниженная реакция в перегородочных сегментах, однако в сегментах боковой стенки мы видим более значимое снижение как в систолу, так и в диастолу, что указывает на недостаточность сократительной функции миокарда.

Таблица 1
	Скорость, мм/кардиоцикл
Сегменты	норма	ИБС	% изменяемости параметра
	Систолическая
Перегородочный базальный	55±12,2	42±11,6	24
средний	42±9,6	34±13,0	19
верхушечный	24±10,5	23±14,1	4
Боковой базальный	59±16,2	43±20,6	27
средний	33±23,7	24±15,3	17
верхушечный	13±8,0	11±7,5	15
	Диастолическая
Перегородочный базальный	71±20,5	36±16,5	49
средний	68±13,1	39±13,1	43
верхушечный	31±13,2	26±11,0	16
Боковой базальный	72±34,8	48±28,1	33
средний	43±26,1	24±13,7	44
верхушечный	18±13,8	8±4,9	56

Данные представлены как М±

Таблица 2
Параметры спироэргометрии у пациента Д. до операции
Параметры
Максимальная нагрузка, Вт (% от должного)	25 (18)
Пиковое потребление кислорода, мл/мин/кг (% от должного)	6,9 (30)
Уровень анаэробного порога, % от макс. потребления кислорода	нет
Макс. ЧСС, уд/мин (% от максимальной)	120 (79)

Таблица 3
Скорости смещения в фазу максимального изгнания и в период ранней дистолы у пациента Д. в покое и на пике нагрузки до операции
	Скорость, мм/кардиоцикл
Сегменты	покой	пик нагрузки
	систолическая
Перегородочный базальный	29,3	17,4
средний	18,71	10,2
верхушечный	7,84	1,4
Боковой базальный	53,36	17,1
средний	45,42	7,6
верхушечный	18,92	23
	диастолическая
Перегородочный базальный	25,05	20,8
средний	43,1	15,7
верхушечный	10,28	5,6
Боковой базальный	49,41	16,7
средний	31,02	7,8
верхушечный	9,48	4,4