За прошедшие четыре десятилетия трансплантация сердца утвердилась как метод выбора в лечении больных с терминальной стадией сердечной недостаточности. К концу 2005 г. число трансплантаций сердца, выполненных во всем мире, по данным регистра Международного общества трансплантации сердца и сердечно-легочного комплекса, достигло 73 000. Через 1, 5 и 10 лет после операции выживают примерно 80, 70 и 50% больных.

Наиболее частым осложнением, которое возникает в первый год после трансплантации сердца, наряду с инфекционными, является острая реакция отторжения; уже начиная со второго года после операции на первое место среди причин смерти оперированных больных выходит васкулопатия трансплантированного сердца. Ультразвуковое исследование трансплантированного сердца, выполняемое в динамике для раннего и неинвазивного выявления этих осложнений, является ценным методом диагностики в послеоперационном периоде. С помощью различных вариантов ЭхоКГ можно уточнить и зафиксировать документально анатомические и функциональные особенности трансплантированного сердца и выявить различные отклонения от нормального послеоперационного течения. Далее в тексте описывается подробнее применение ЭхоКГ у больных этой категории.

1. Анатомические особенности. В соответствии с наиболее часто применявшейся в прошлом методикой трансплантации сердца, разработанной Lower и Shumway, пораженное сердце больного иссекают таким образом, чтобы осталась задняя и часть латеральной стенки предсердий и межпредсердной перегородки, с тем чтобы ее можно было анастомозировать с соответствующими камерами донорского сердца. В результате такой трансплантации сильно меняются конфигурация и размер предсердий, в то время как митральный и трехстворчатый клапаны и желудочки остаются без изменений. Поскольку синусовый узел и его артерия и синоатриальные проводящие пучки сохраняются, то после операции трансплантированное сердце сокращается в синусовом ритме. Однако сохраняется и продолжает функционировать также синусовый узел больного. Сердце, трансплантированное в ортотоническую позицию, денервировано, и в отдаленном периоде реиннервация его обычно не наступает.

2. Эхокардиография трансплантированного сердца. Эхокардиография - особенно подходящий метод исследования анатомических особенностей трансплантированного сердца и его функции. При этом наряду с насосной функцией и диастолическим наполнением левого желудочка с помощью ЭхоКГ можно также оценить состояние предсердий и механизмы адаптации сердца к нагрузке. Особенно важным аспектом применения ЭхоКГ являются неинвазивная диагностика острой реакции отторжения и раннее распознавание васкулопатии трансплантированного сердца.

а) Размер и насосная функция левого желудочка трансплатированного сердца. Эхокардиография - единственный метод визуализационной диагностики, который позволяет оценить функцию сердца сразу после операции, а при использовании чреспищеводной ЭхоКГ - также и во время операции.

1. Диагностические возможности. Как после других кардиохирургических вмешательств, которые требуют выполнения перикардиотомии, при ЭхоКГ в М-режиме у больных с трансплантированным сердцем часто отмечается сглаженная или парадоксальная систолическая экскурсия перегородки при нормальном увеличении ее толщины и увеличенная амплитуда сокращений задней стенки желудочков. Причина этого феномена заключается в том, что трансплантированное сердце сокращается в полости перикарда реципиента, которая обычно сильно увеличена, и поэтому подвижность его повышена, и при ЭхоКГ в М-режиме движение всего сердца в систолу, накладываемое на сокращение стенок желудочков, уменьшает амплитуду смещения перегородки, так как оно направлено назад. В то же время амплитуда сокращения задней стенки увеличивается, так как движение ее в систолу, как и сердца в целом, направлено вперед и суммируется. Поэтому возможности ЭхоКГ в М-режиме для оценки функции левого желудочка, особенно в раннем послеоперационном периоде, ограничены.

2. Послеоперационный период. После полного восстановления больного от операционного стресса состояние больного клинически соответствует I стадии сердечной недостаточности по классификации Нью-Йоркской ассоциации кардиологов. В целом ряде работ было показано, что уже через несколько дней после операции при ЭхоКГ левый желудочек имеет нормальные размеры и функцию. В некоторых случаях сократительная функция миокарда по сравнению с нормой была повышена. Этот феномен можно объяснить выявленным в трансплантированном сердце увеличением количества β-адренергических рецепторов и их чувствительности. При неосложненном течении послеоперационного периода систолическая функция остается нормальной и через несколько лет.

3. Острая реакция отторжения. Нами проведено многолетнее наблюдение за систолической функцией левого желудочка и ее зависимостью от количества и тяжести эпизодов реакции отторжения, перенесенных в течение первого года после операции. У 81 больного с помощью ЭхоКГ удавалось получить отчетливую картину, позволяющую количественно оценить функцию левого желудочка; при ангиографии признаков васкулопатии в трансплантированном сердце, которая могла бы сказаться на гемодинамике, не было, и у всех больных (отчасти за счет антигипертензивной терапии) отмечено нормальное АД. В зависимости от количества эпизодов реакции отторжения и их тяжести больные разделены на 3 группы;

- тяжесть реакции отторжения не превышала 1А по Биллингхэму, n = 28;

- не более одного эпизода реакции отторжения, превышающей по тяжести 3А, n = 40;

- два или более эпизода реакции отторжения 3А степени и более, n = 13.

Время наблюдения больных составило 36±18 мес.; во всех случаях при выполнении ЭхоКГ отсутствие реакции отторжения было подтверждено с помощью биопсии сердца. На рисунке ниже приведены результаты исследования через 3 мес. и в более отдаленные сроки после трансплантации сердца. Как видно из рисунка, систолическая функция левого желудочка во всех трех группах больных в течение всего периода наблюдения была нормальной. Не претерпели существенных изменений с самого начала наблюдения и на всем его протяжении также размеры и толщина левого желудочка. Эти результаты ЭхоКГ не только подтверждают отсутствие морфологических изменений в левом желудочке и нарушения его функции после трансплантации сердца, но и говорят о том, что даже после эпизодов тяжелой реакции отторжения, которые развиваются в течение первого года наблюдения, серьезного снижения насосной функции желудочка в отдаленные сроки не происходит.

б) Диастолическая функция левого желудочка:

1. Диастолическая дисфункция и повышенная жесткость миокарда. В литературе часто пишут о нарушении диастолической функции желудочков сердца после трансплантации. Наряду с острой обратимой диастолической дисфункцией, которую рассматривают как ранний признак реакции отторжения, при инвазивном исследовании независимо от времени, прошедшего после трансплантации, выявляют также повышенную ригидность миокарда и связанное с этим нарушение диастолического наполнения. Это нарушение в какой-то степени зависит от длительности холодовой ишемии трансплантата и возраста донора.

Допплерография является идеальным методом неинвазивного исследования диастолической функции миокарда. Однако следует отметить, что из-за наложения на сокращения предсердий трансплантированного сердца механической активности сохраненной площадки предсердий реципиента вариабельность тока крови через клапаны от сокращения к сокращению повышена. Поэтому для расчетов учитывают лишь сердечные сокращения, в которых участие площадки предсердий реципиента минимально.

2. Нарушение диастолического наполнения по рестриктивному типу и снижение насосной функции желудочков. При сравнительном исследовании гемодинамики, проведенном Valantine и соавт. с помощью ЭхоКГ на больных в отдаленные сроки после трансплантации сердца, у 16% было выявлено нарушение диастолического наполнения по рестриктивному типу и снижение насосной функции. У этой группы больных в анамнезе эпизодов реакции отторжения было существенно больше, чем у остальных больных, а прогноз был значительно серьезнее. Однако при этом исследовании у остальных больных в отдельных случаях были выявлены нарушения диастолической функции неясного генеза; полагают, что в развитии этих нарушений играют роль нарушение сократительной функции предсердий или изменение релаксации миокарда.

3. Тканевое допплеровское исследование миокарда после трансплантации сердца. Тканевое допплеровское исследование в последние годы приобретает все большее диагностическое значение. В методическом отношении это исследование имеет меньше ограничений, чем традиционная допплеровская ЭхоКГ, и позволяет интерпретировать также допплеровские сигналы от миокарда в случае, когда из-за учащения ритма сердца волны А и Е на кривой трансмитрального кровотока сливаются. Другим преимуществом тканевого допплеровского исследования является меньшая зависимость допплеровского сигнала от нагрузки и возможность точного анализа регионарной сократительной функции миокарда. Наши исследования, проведенные на больных с трансплантированным сердцем, показали, что в отсутствие реакции отторжения и васкулопатии у трансплантированного сердца отмечается патологическая деформативность вдоль продольной оси. По данным одного крупного клинического исследования, предсказательная ценность отрицательного результата тканевой допплерографии в диагностике реакции отторжения составила 93%.

Сохраняется ли столь высокий показатель и при обычных клинических исследованиях воспроизводим ли он в раннем и отдаленном послеоперационном периоде, предстоит выяснить.

в) Размер и сократительная функция правого желудочка:

1. Давление наполнения правого желудочка. В литературе имеется много сообщений о послеоперационных морфологических изменениях в миокарде правого желудочка и нарушении его насосной функции. Длительное наблюдение больных с трансплантированным сердцем показало, что развивающееся в раннем послеоперационном периоде увеличение легочного сосудистого сопротивления и повышенное конечно-диастолическое давление в правом желудочке обычно в течение первых 3 месяцев после операции нормализуются. Если у таких больных вызвать перегрузку объемом сердца, то вновь произойдет быстрое повышение конечно-диастолического давления, а также парадоксальное повышение давления в правых отделах сердца во время вдоха. Эти изменения, расцениваемые как признак скрытого нарушения диастолической функции правого желудочка по рестриктивному типу, проявляются лишь при перегрузке объемом.

2. Профиль транстрикуспидального кровотока. Приведенным выше данным, полученным при инвазивном исследовании, соответствует значительное укорочение (по сравнению с контрольной группой) времени полуспада раннедиастолической скорости транстрикуспидального кровотока, выявленное Valantine и соавт. у больных с трансплантированным сердцем. Конечно-диастолическое давление в правом желудочке и насосная функция левого желудочка у этих больных были нормальные. Такое укорочение говорит о нарушении диастолической функции и связано с быстрым уменьшением тока крови вследствие раннего выравнивания давления в правом предсердии и желудочке. Как и в случае левого желудочка, авторы видят причину выявленных отклонений в нарушении функции предсердий и изменениях в миокарде и не исключают также роли остаточной легочной гипертензии.

3. Периоперационный мониторинг. С помощью интраоперационной ЧПЭ можно наблюдать, как вначале нормальный правый желудочек донорского сердца быстро увеличивается и меняет конфигурацию, как только «включается» в кровообращение и начинает прокачивать кровь через легкие реципиента, сосудистое сопротивление которых обычно бывает повышено. Тщательный периоперационный мониторинг позволяет своевременно распознать угрозу острой правожелудочковой недостаточности - опасного раннего послеоперационного осложнения после трансплантации сердца. Более того, он дает возможность также исключить другие причины острой сердечной недостаточности, в частности, значительное скопление жидкости в полости перикарда, вызывающее тампонаду сердца, и тяжелую реакцию отторжения.

4. Увеличение размера правого желудочка. Размеры правого желудочка и объем его полости в раннем послеоперационном периоде, а также в отдаленные сроки после трансплантации по сравнению с исходными размерами до изъятия от донора увеличены. Увеличение размеров правого желудочка сохраняется и через многие годы после трансплантации, несмотря на то, что конечно-диастолическое давление в его полости в раннем послеоперационном периоде быстро нормализуется.

г) Предсердия, митральный и трехстворчатый клапаны и кровоток по легочным венам:

1. Увеличение предсердий. С помощью чреспищеводной ЭхоКГ удалось показать, что после ортотопической трансплантации сердца по методике Lower и Shumway предсердия, анастомоз которых напоминает «песочные часы», значительно увеличиваются в размере. Предсердия трансплатированного сердца и сохраненный участок сердца реципиента сокращаются в собственном ритме. Типичная конфигурация предсердий при ЭхоКГ лучше всего видна в плоскости четырех камер.

2. Изменения межпредсердной перегородки и клапанного аппарата. Из анатомических особенностей трансплантированного сердца, которые можно выявить при чреспищеводной и трансторакальной ЭхоКГ, следует отметить частое развитие ложной аневризмы и несоответствие толщины межпредсердной перегородки донорского и реципиентного сердца, а в отдельных случаях - образование тромбов в полости предсердия и нитей на клапанах или на стенке предсердий. Несмотря на отсутствие органических изменений в клапанах трансплантированного сердца, часто при исследовании выявляют легкую или умеренную недостаточность атриовентрикулярных клапанов. Некоторые авторы причину недостаточности трехстворчатого клапана видят в повышенном давлении в правом желудочке и увеличении его размеров. Однако причина развития митральной недостаточности остается неясной. Возможно, какие-то предсердные факторы вызывают дисфункцию митрального и трехстворчатого клапанов.

В области задней створки митрального клапана и вдоль большей части окружности трехстворчатого миокард предсердной стенки непосредственно, без фиброзной ткани, переходит в створки клапанов. Ригидное кольцо, образованное швом анастомоза, и смещение стенок предсердий вследствие их увеличения, а также тяга за фиброзное кольцо атриовентрикулярных клапанов, возникающая вследствие качательных движений сердца и его поворота вдоль продольной оси при каждом сокращении в увеличенной полости перикарда, - все эти факторы в совокупности могут быть причиной неполного смыкания створок атриовентрикулярных клапанов сердца после трансплантации.

3. Количественное определение. Чтобы уметь диагностировать дисфункцию предсердий и дать количественную оценку нарушению функции митрального и трехстворчатого клапанов, надо выполнить трансторакальную и чреспищеводную ЭхоКГ по крайней мере 20 больным с трансплантированным сердцем. Критериями отбора больных для этих исследований являются отсутствие реакции отторжения, синусовый ритм сокращений трансплантированного сердца, нормальное АД и нормальная толщина стенки левого желудочка. В группу сравнения должны входить 20 практически здоровых пациентов.

Исследования показали, что размеры левого желудочка и его насосная функция у здоровых лиц и больных с трансплантированным сердцем не отличаются, но правый желудочек сердца после трансплантации существенно расширяется. В то время как диаметр кольца митрального и трехстворчатого клапанов лишь слегка увеличивается, степень изменения диаметра в течение сердечного цикла в процентном отношении достоверно снижена. Поверхность предсердий трансплантированного сердца в систолу увеличена, степень изменения площади поверхности предсердий в процентном отношении значительно снижена.

Достоверной разницы в диаметре левого предсердия, измеренном с помощью ЭхоКГ в М-режиме, у практически здоровых лиц и у больных с трансплантированным сердцем нет. Это говорит о том, что из-за ненормальной конфигурации предсердий этот параметр неадекватно отражает размеры левого предсердия после трансплантации сердца и поэтому не должен применяться. При измерении кровотока через митральный клапан у лиц с трансплантированным сердцем отношение скорости его в раннюю и позднюю фазу диастолы по сравнению с контрольной группой повышено. Скорость кровотока по легочным венам в диастолу почти такая же, как у здоровых лиц, в то время как максимальная скорость кровотока по ним в систолу достоверно ниже.

У большинства больных систолическая скорость кровотока существенно ниже максимального диастолического. Соответственно отношение максимальной скорости систолического кровотока к скорости диастолического кровотока у больных с трансплантированным сердцем значительно снижено. Кривые кровотока у здорового пациента приведены на рисунке ниже.

Хотя по данным некоторых авторов систолическая функция желудочков трансплантированного сердца нормальная, диастолическая функция, тем не менее, даже при нормальном трансмитральном кровотоке бывает нарушена. Наши данные также выявили патологическое снижение отношения скорости трансмитрального кровотока в ранней и поздней фазе диастолы; однако поскольку трансмитральный кровоток отражает мгновенный градиент давления на митральном клапане и поэтому подвержен влиянию предсердных факторов, то для более точной интерпретации этих данных следует дополнительно рассмотреть морфологию и функцию предсердий и кровоток по легочным венам.

Важно не только выявить увеличение размеров предсердий, но и оценить состояние атриовентрикулярных клапанов. В диастолу предсердие выполняет лишь роль «трубопровода» (кондуита), через который в желудочек притекает кровь из легочных вен. Характер кривой наполнения предсердия до начала его систолы определяется особенностями наполнения желудочков. В рассматриваемом случае кривая диастолического кровотока в легочных венах, которая лишь незначительно отклоняется от нормы, говорит об отсутствии серьезного нарушения диастолической функции. Однако выраженное систолическое нарушение кровотока по легочным венам у больных с трансплантированным сердцем зависит от ряда предсердных факторов, таких как увеличение размеров предсердий, относительно небольшие циклические изменения объема и податливости, а также повышенное внутрипредсердное давление. Связь между размерами предсердия, его функцией и систолическим кровотоком по легочным венам - уже доказанный факт.

В целом полученные данные говорят о том, что после трансплантации сердца одного лишь допплеровского исследования митрального кровотока недостаточно для оценки диастолической функции желудочка.

Недостаточное уменьшение клапанного кольца митрального и трехстворчатого клапанов во время сердечного цикла подтверждает гипотезу о том, что в этом отчасти состоит причина часто наблюдающейся после трансплантации сердца митральной и трикуспидальной недостаточности.

д) Механизмы адаптации к физической нагрузке:

1. Сниженная толерантность к физической нагрузке. По данным литературы, толерантность больных с трансплантированным сердцем к физической нагрузке по сравнению с практически здоровыми лицами контрольной группы снижена. Снижение толерантности к физической нагрузке нельзя объяснить одной лишь мышечной слабостью, вызываемой приемом глюкокортикоидов и недостаточной физической активностью. Допплерография и ЭхоКГ в М-режиме - достаточно информативные методы исследования для оценки адаптационных возможностей системы кровообращения больных с трансплантированным сердцем к физической нагрузке.

2. Активность больных после трансплантации сердца. По нашим данным, активность больных с трансплантированным сердцем в покое при нормальном АД и синусовом ритме донорского сердца на фоне отсутствия реакции отторжения и васкулопатии трансплантата сопоставима с активностью практически здорового человека. Оценка физического состояния осуществляется на основании АД и ЧСС, размеров левого желудочка и толщины его стенки, а также характера допплеровской кривой трансмитрального кровотока в ранней и поздней фазе диастолы, максимального значения скорости и интеграла скорости по времени.

Исследование подтвердило снижение толерантности к физической нагрузке у больных с трансплантированным сердцем (85±17 Вт против 135±18 Вт, р<0,01). Несмотря на антигипертензивную терапию, АД в покое достоверно выше, чем у пациентов контрольной группы (135±13/92±10 мм рт.ст. против 123±10/81±7 мм рт.ст., р<0,05/0,02). Повышение АД при увеличении степени нагрузки в обеих группах было примерно одинаковым, и при максимальной физической нагрузке значение АД было сопоставимо (180±20/89±9 мм рт.ст. против 177±27/78±14 мм рт.ст).

Частота сердечных сокращений в покое у больных с трансплантированным сердцем была повышена (86±20 мин^-1 против 69±9 мин^-1, р<0,05). Однако частота сердечных сокращений при физической нагрузке была достоверно меньше, и уменьшение ее после окончания физической нагрузки происходило медленнее.

Как в опытной, так и в контрольной группе при максимальной физической нагрузке фракция укорочения размера левого желудочка значительно увеличивалась. Максимальная скорость раннедиастолического трансмитрального кровотока и увеличение этой скорости при физической нагрузке в обеих группах были сопоставимы. Однако максимальная скорость в конце диастолы у больных с трансплантированным сердцем при физической нагрузке почти не изменялась, в то время как у пациентов контрольной группы она возрастала максимум на 94% по сравнению с исходным значением.

Отношение значений ранне- и позднедиастолической скорости кровотока у больных с трансплантированным сердцем было повышено из-за более низкой скорости сокращения предсердий в покое (2,5±0,7 против 1,7±0,6, р<0,05) и при физической нагрузке не изменялось, в то время в контрольной группе это отношение снизилось до 1,3±0,2 (р<0,05), что объясняется увеличением скорости трансмитрального кровотока при сокращении предсердий при физической нагрузке. Интеграл скорости трансмитрального кровотока по времени как эквивалент ударного объема в контрольной группе при физической нагрузке не изменялся, в то время как в опытной группе он достоверно увеличился.

Увеличение произведения интеграла скорости по времени на ЧСС как эквивалент минутного объема сердца у больных с трансплантированным сердцем было менее выраженным, чем в контрольной группе (+53% против +87% при максимальной физической нагрузке, р<0,01), так как ЧСС возрастала в меньшей степени.

3. Причины аномальной динамики ЧСС при физической нагрузке. Повышенная ЧСС в покое и менее выраженное увеличение ЧСС при физической нагрузке у больных с трансплантированным сердцем связаны с денервацией сердца, сохраняющейся и в отдаленные сроки после трансплантации: в состоянии покоя на фоне отсутствия подавляющего эффекта блуждающего нерва превалирует симпатическая нервная система.

Однако при физической нагрузке увеличение ЧСС трансплантированного сердца происходит под влиянием катехоламинов, выделяющихся в кровь, т.е. гуморальным путем, поэтому учащение ритма наступает спустя определенный латентный период.

4. Интерпретация результатов эхокардиографии. Результаты ЭхоКГ подтвердили ранее полученные при изотопной вентрикулографии данные об увеличении сократительной функции трансплантированного сердца, как и нормального (иннервированного) сердца при физической нагрузке. Аномальным является лишь изменение диастолической функции в ответ на физическую нагрузку: увеличение скорости трансмитрального кровотока в раннюю фазу диастолы (фаза быстрого наполнения желудочка) в опытной и контрольной группе сопоставимо. Роль предсердия в наполнении левого желудочка в трансплантированном сердце по существу остается неизменной. Это ставит под сомнение дисфункцию предсердий; дополнительную роль могло бы играть не раз доказанное у больных с трансплантированным сердцем патологическое увеличение у них конечно-диастолического давления при физической нагрузке.

В повышении давления наполнения желудочка, по-видимому, играет роль не только увеличение преднагрузки, но и неадекватное возрастание ЧСС денервированного сердца.

Индуцируемое физической нагрузкой увеличение интеграла скорости трансмитрального кровотока по времени указывает на повышение ударного объема, в то время как у здорового человека он не изменяется. Однако такое увеличение, в основе которого лежит закон Франка-Старлинга, у больных с трансплантированным сердцем для увеличения минутного объема сердца, адекватного физической нагрузке, оказывается недостаточным. У здорового человека увеличение минутного объема сердца в ответ на физическую нагрузку происходит в основном за счет увеличения ЧСС. Поэтому сниженная толерантность к физической нагрузке больных с трансплантированным сердцем объясняется не только недостаточной тренированностью, длительной глюкокортикоидной терапией и повышенным давлением наполнения желудочка, но и ограниченной возможностью увеличения минутного объема сердца.

- Также рекомендуем "ЭхоКГ при скоплении жидкости в перикарде после трансплантации сердца"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 14.1.2020