Эхокардиографическая характеристика тканей при ишемической болезни сердца
Интеграция в клиническую практику всех вышеописанных методик открывает нам сегодня возможности вполне доступной по временным затратам и подробной неинвазивной характеристики сердечной мышцы. Научное и клинически-диагностическое значение традиционных характеристик тканей, в сущности также основанных на количественном анализе рассеянных эхо-сигналов, следует заново определить в контексте современных датчиков и визуализирующих технологий (монокристаллы, режим второй гармоники, методика отслеживания пятна, тканевой допплер), но оно ни в коем случае не устарело. В данной главе описан ряд клинически значимых областей применения, причем особенно выделены те, в которых общепринятые эхокардиографические методики недостаточно эффективны.
Одной из самых частых ситуаций, когда одно лишь количественное определение насосной функции левого желудочка оказывается недостаточным для оценки сердечной мышцы и всего сердечного статуса, является вопрос о жизнеспособности миокарда. Многократно было доказано преобладание витального миокарда в области инфаркта миокарда. Подтверждение наличия жизнеспособной ткани миокарда особенно клинически важно у пациентов с дисфункцией левого желудочка, так как восстановление адекватной перфузии в гибернирующих зонах миокарда может улучшить глобальную функцию желудочка и совокупный прогноз. Даже кратковременные эпизоды преходящей ишемии, несмотря на сохраняющуюся достаточную перфузию в покое, могут приводить к длительным, но принципиально обратимым нарушениям миокардиальной функции (оглушенный миокард - «myocardial stunning»).
Поэтому быстрое распознавание необратимых нарушений сократимости имеет большое клиническое и прогностическое значение, следовательно, для нас очень желательно. Однако традиционная двумерная ЭхоКГ не позволяет надежно различать обратимые и необратимые нарушения, поскольку в острой стадии в обоих случаях региональная функция может быть изменена в равной степени.
а) Цели. Таким образом, у пациентов с коронарогенной ишемией клинически важными исследовательскими и диагностическими целями являются характеристика различных форм ишемии, определение размера зон с отсутствующей или недостаточной перфузией, а также дифференцировка между жизнеспособной и некротизированной/ рубцовой тканью.
Спектр методик эхокардиографического анализа функций и тканевых параметров миокарда при остром коронарном синдроме.
Циклическая изменчивость рассеянного эхо-сигнала (CVIB, вверху) и процентного систолического утолщения стенки желудочка (внизу) в течение 15-минутной ишемии и последующей реперфузии. После стремительного снижения обоих параметров на фоне коронарной окклюзии показатель CVIB при восстановлении перфузии нормализуется в течение 20 мин, тогда как систолическое утолщение остается сниженным на всем протяжении 120-минутного интервала наблюдения.
Динамика усредненной за весь сердечный цикл интенсивности рассеянного эхо-сигнала (Δ уср. IB) и циклическая изменчивость рассеянного эхо-сигнала (CVIB) во время 20-минутной коронарной окклюзии и после реперфузии. В условиях ишемии одновременно с уменьшением показателя CVIB снижается и усредненная интенсивность. Непосредственно после реперфузии оба параметра начинают нормализоваться и через 60 мин не отличаются от исходных значений.
б) Методики эхокардиографической диагностики:
1. Острый коронарный синдром. На рисунке ниже показан широкий спектр методик эхокардиографического анализа функций и тканевых параметров миокарда при остром коронарном синдроме. На схеме видно, что контрастная ЭхоКГ миокарда, тканевое допплеровское сканирование и измерения «интегрального рассеивания» (сегодня обычно комбинируемые с гармоническим режимом и методикой «отслеживания пятна») могут внести существенный вклад в более полное описание состояния миокарда.
Многочисленные экспериментальные и клинические исследования доказывают, что нормальная циклическая изменчивость интенсивности миокардиального рассеянного эхо-сигнала («cyclic variation of integrated backscatter», CVIB) быстро уменьшается или исчезает во время острой ишемии, что степень уменьшения коррелирует с тяжестью ишемии, что при условии реперфузии нарушение циклической изменчивости интенсивности эхо-сигнала также регрессирует (если только еще не наступило необратимое повреждение миокарда) и что инфарктные рубцы характеризуются постоянным снижением или полным отсутствием систолодиастолической изменчивости рассеянного эхо-сигнала. Некоторые исследования, как и наши собственные изыскания на пациентах с острым инфарктом миокарда, позволяют предположить, что при коронарной ишемии нет линейной связи между региональным движением стенки, систолическим утолщением стенки, скоростью движения миокарда и CVIB.
После экспериментально индуцированной кратковременной миокардиальной ишемии при помощи коронарной окклюзии показатель CVIB при реперфузии восстанавливался быстрее и полноценнее, чем систолическое утолщение. Одновременно со снижением показателя CVIB после коронарной окклюзии на фоне острой ишемии существенно снижается и среднее по сердечному циклу значение интенсивности рассеянного эха в ишемизированной зоне, вероятно, вследствие развития (обратимого) отека миокарда.
Схематическое изображение на рисунке ниже сравнивает показатели скорости движения миокарда, деформации, скорости деформации и CVIB в ишемизированной зоне миокарда и в контрольной зоне. Как подтверждают и экспериментальные исследования на животных, потенциал измерения скорости движения миокарда в оценке контрактильного резерва миокарда оказывается меньшим по сравнению с показателями деформации, скорости деформации и CVIB, так как первый параметр может быть искажен из-за пассивного движения ишемизированных и дисфункциональных зон хорошо сокращающимися неишемизированными соседними участками миокарда. В ишемизированном миокарде на графике деформации появляется постсистолическое утолщение, а показатель CVIB обнаруживает повышение средней интенсивности эхо-сигнала; таким образом, с патофизиологической точки зрения эти две методики не дублируют, а дополняют друг друга.
Видео. Схематическое изображение левого желудочка при нормальной сократительной функции и при ишемии его стенки. Динамическое изображение левого желудочка во время сердечного цикла и сравнение количественных показателей сократительной функции, определенных с помощью тканевой допплерографии и путем измерения суммарного обратного рассеивания ультразвука. Методика отслеживания пятна при исследовании нормально сокращающегося (синяя кривая) и ишемизированного (красная кривая) миокарда – анализ циклической вариабельности обратного рассеивания (желтое акустическое окно и желтая рамка) и скорости движения миокарда, а также продольной деформации и скорости ее изменения. В то время как на кривой скорости движения ишемизированного сегмента в связи с сопутствующим пассивным движением соседней неишемизированной зоны миокарда существенное систолическое снижение отсутствует, по деформации и скорости ее изменения, а также по значению обратного рассеивания можно четко идентифицировать области с нарушенной функцией. Кроме того, при измерении обратного рассеивания в ишемизированном миокарде отмечается высокая интенсивность эхо-сигналов и уменьшение циклической вариабельности обратного рассеивания.
2. Реперфузия. В проспективном клиническом исследовании мы показали возможность использования показателя CVIB для ранней оценки успешности реваскуляризирующих мероприятий. У пациентов с верифицированным острым инфарктом миокарда всего через 4 ч после успешной реперфузии показатель CVIB в зоне инфаркта значимо увеличивался, не отличаясь от измеренного в контрольной зоне, и был существенно выше, чем у пациентов без реперфузии.
Напротив, ни в одной из этих двух групп пациентов не было обнаружено улучшения измеренного в М-режиме показателя систолического утолщения через 4 ч после реперфузии; даже при успешной реперфузии этот параметр восстанавливался гораздо медленнее и достигал достоверно более высокого уровня, чем у пациентов без реперфузии лишь через 5 дней после вмешательства. Takiuchi и соавт. подтвердили эти результаты и продемонстрировали, что показатель CVIB в зоне инфаркта на 3-й день является прогностически значимым для уровня систолического утолщения на 21-й день.
Недавние экспериментальные исследования позволяют предположить, что технически и по времени менее затратные измерения деформации в условиях реперфузии после инфаркта миокарда также позволяют надежно дифференцировать жизнеспособный и некротизированный миокард, но клинических исследований и непосредственного сравнения диагностического потенциала измерения CVIB и различных техник тканевого допплера на данный момент не представлено.
Первые клинические исследования для оценки коронарной микроциркуляции при помощи транспульмональной контрастной ЭхоКГ свидетельствуют в пользу того, что при условии достаточной индивидуальной эходоступности состояние ишемизированного миокарда может быть точно охарактеризовано при помощи этой методики и что получаемые при этом заключения обладают прогностической значимостью. По-видимому, в случае острого инфаркта и после инвазивного вмешательства этой методикой можно непосредственно и надежно оценить размер перфузионного дефекта и успех проведенного вмешательства. Так как при помощи контрастной ЭхоКГ можно одновременно определять и миокардиальную функцию, и перфузию, то надежно выявляется разница между гибернирующим и временно ишемизированным, но снова нормально перфузируемым (оглушенным) миокардом. Но и в этой области еще предстоит оценить результаты и реальную осуществимость внутривенной контрастной ЭхоКГ миокарда в сравнении с другими методиками эхокардиографической характеристики тканей.
Схематическое изображение левого желудочка с нормально сокращающейся и ишемизированной стенками. Анализ циклической изменчивости рассеянного эхо-сигнала (желтые контрольные объемы, желтые рамки) и скорости движения миокарда, а также продольной деформации и скорости деформации в нормально сокращающемся миокарде (синие кривые) и в ишемизированном миокарде (красные кривые). Тогда как систолическая скорость движения миокарда в ишемизированной зоне существенно не снижается из-за пассивного движения в результате сокращения соседних неишемизированных зон, показатели деформации и скорости деформации, как и параметр CVIB, позволяют однозначно идентифицировать область с нарушеннной функцией. Кроме того, на графике CVIB отмечается патологически высокая интенсивность и сниженная циклическая изменчивость рассеянного эхо-сигнала в ишемизированном миокарде.
Динамика циклической изменчивости рассеянного эхо-сигнала (CVIB) и процентного утолщения стенки у пациентов с острым инфарктом миокарда; сравнение значений до и после инвазивной терапии (ЧТКА). До ЧТКА оба параметра в зоне инфаркта существенно снижены по сравнению с контрольной областью. Через 4 ч после вмешательства (ЧТКА I) показатель CVIB в случае успешной реперфузии нормализовался, тогда как показатель утолщения стенки оставался сниженным. Через 5 дней (ЧТКА II) в случае успешной реперфузии нормальными оказывались оба параметра, чего не происходило в случае неуспешной процедуры.
Апикальная пятикамерная позиция у пациента после распространенного переднебокового и перегородочного инфаркта миокарда. Контрольные объемы были расположены интрамиокардиаль-но в средней трети межжелудочковой перегородки (рубец, красный контур) и в свободной стенке правого желудочка (контрольная зона, желтый контур):
а - График средней интенсивности рассеянного эхо-сигнала в обоих контрольных объемах на протяжении сердечного цикла. Хорошо видна в среднем более высокая (в дБ) интенсивность и сниженная циклическая изменчивость сигнала в рубцово-измененной межжелудочковой перегородке (красная кривая) в сравнении со стенкой правого желудочка (желтая кривая).
б - Внутренняя продольная деформация (strain), тот же пациент и соответствующее расположение точек измерения, что и на изображении а. График продольной деформации на протяжении сердечного цикла. Значения септальной деформации, аналогично снижению изменчивости рассеянного эхо-сигнала, демонстрируют отсутствие укорочения и даже позднесистолическое растяжение рубцово-измененного миокарда перегородки.
в - Трансмуральная радиальная деформация, тот же пациент и соответствующее расположение точек измерения, что и на изображении а. График радиальной деформации на протяжении сердечного цикла. Значения радиальной деформации, в соответствии со снижением изменчивости рассеянного эхо-сигнала, демонстрируют лишь небольшое и не совпадающее с электрической активностью сердца утолщение миокарда перегородки.
4. Дифференциальная диагностика между гибернирующим миокардом и рубцом. На рисунке ниже показаны данные, полученные в средней трети рубцово-измененной перегородки и в нормальной свободной стенке правого желудочка, у пациента с распространенным инфарктом передней стенки. Ни одна из представленных на иллюстрации методик при исследовании в покое не дает указаний на наличие жизнеспособного миокарда в зоне инфаркта: значительно сниженное значение CVIB при одновременном повышении средней интенсивности рассеянного эхо-сигнала (красная кривая) здесь, по-видимому, следует связывать с повышенным содержанием соединительной ткани в зоне перенесенного инфаркта. Измерения продольной деформации, выполненные в комбинации с техникой отслеживания пятна, демонстрируют отсутствие утолщения и даже позднесистолическое растяжение ткани.
Анализ трансмуральной радиальной деформации в режиме отслеживания пятна показывает лишь небольшое и не координированное с сердечным циклом утолщение септального миокарда. В данном примере эти три методики также несут дополняющую друг друга информацию о различных аспектах патологического состояния ткани.
Хорошо зарекомендовавшим себя методом оценки жизнеспособности является определение миокардиального контрактильного резерва при помощи двумерной стресс-ЭхоКГ с добутамином, однако этот метод более затратен, связан с определенной нагрузкой на пациента и зависит как от эходоступности пациента, так и от опытности исследователя. Тем не менее таким образом удается при выявлении увеличения сократимости на фоне фармакологической стимуляции идентифицировать гибернирующую, жизнеспособную ткань. Тканевой допплер, который можно без дополнительных усилий зарегистрировать одновременно с традиционной двумерной ЭхоКГ и который обладает возможностью измерения деформации и скорости деформации, также может давать пригодную в рутинном обследовании количественную, менее субъективную и потому более надежную и воспроизводимую информацию о региональной сократимости миокарда.
Видео. Верхняя часть: анализ циклической вариабельности суммарного обратного рассеяния после обширного инфаркта миокарда переднебоковой стенки и перегородки. Акустическое окно при сканировании в плоскости пяти камер расположено в средней трети межжелудочковой перегородки (рубцово-измененный миокард, ROI 1) и свободной стенке правого желудочка (ROI 2). При динамическом исследовании с помощью методики отслеживания пятна позиция акустического окна корректируется автоматически, так что при покадровом анализе всего сердечного цикла исследуется одна и та же область миокарда.
Нижняя часть: график изменения интенсивности обратного рассеяния в обоих акустических окнах в течение сердечного цикла. Можно видеть в среднем более высокую интенсивность рассеяния, измеренную в децибелах, и менее выраженную циклическую вариабельность рассеяния ультразвука на уровне межжелудочковой перегородки (красная кривая) по сравнению со свободной стенкой правого желудочка (белая кривая) сердца.
Видео. Верхняя часть: динамический анализ внутренней продольной деформации (напряжение) с помощью методики отслеживания пятна после обширного инфаркта миокарда переднебоковой стенки и межжелудочковой перегородки (тот же больной и соответствующая измерительная ячейка, что и на видео выше).
Нижняя часть: график изменения продольного напряжения миокарда в обеих измерительных ячейках в течение сердечного цикла. Отмечается отсутствие вариабельности обратного рассеивания ультразвука и, соответственно, отсутствие укорочения межжелудочковой перегородки, связанного с ее напряжением, а также позднесистолического растяжения рубцово-измененного миокада межжелудочковой перегородки.
Видео. Верхняя часть: анализ скорости деформации после обширного инфаркта миокарда переднебоковой стенки и перегородки сердца (тот же больной, что и на видео выше). Измерительная ячейка располагается в проксимальной части межжелудочковой перегородки.
Нижняя часть: на соответствующих кривых скорости деформации видно уменьшение «максимальной отрицательной скорости деформации» во время систолы и постсистолическое утолщение, соответствующее нормальной фазе изоволюмической релаксации электрической активности сердца. Движение задней створки митрального клапана происходит в противоположном направлении (E и A).
