Новые возможности оценки функционального состояния сердца при артериальной гипертензии
Артериальная гипертензия (АГ) - одна из наиболее значимых медикосоциальных проблем, что обусловлено большой распространенностью и высоким риском сердечно-сосудистых осложнений. По результатам эпидемиологических и когортных исследований последних лет, в России повышенное артериальное давление почти в 80% случаев ассоциируется с развитием хронической сердечной недостаточности [1]. Как известно, с хронической сердечной недостаточностью ассоциируется не только высокий уровень инвалидизации, но и высокий риск смертности, поэтому в настоящее время одной из актуальных проблем кардиологии остается проблема ранней диагностики и лечения последней.
В настоящее время бурное развитие современных ультразвуковых технологий привело к появлению совершенно иных подходов к оценке функционального состояния сердца, которые на очень ранних этапах заболевания позволяют выявлять минимальные нарушения функции сердца. Мы еще не успели должным образом изучить возможности тканевой допплерографии, как появилась еще одна методика, получившая в англоязычной литературе название - speckle tracking. В отличие от тканевой допплерографии, основанной на эффекте допплера, speckle tracking основан на определении скорости движения миокарда при помощи отслеживания перемещения естественных акустических маркеров - пятнистых структур, на стандартном эхокардиографическом изображении в В-режиме (рис. 1).
Рис. 1. Оценка скорости движения миокарда при помощи отслеживания перемещения естественных акустических маркеров - пятнистых структур, на стандартном эхокардиографическом изображении в В-режиме.
Суть метода заключается в том, что акустические маркеры случайным образом равномерно распределяются по всему миокарду. Размер каждого пятна составляет от 20 до 40 пикселей (точек). Положение каждого пятна определяется и точно прослеживается на последовательных кадрах. Таким образом, можно определить расстояние, на которое перемещается пятно от кадра к кадру. Зная частоту смены кадров, можно определить скорость движения пятна. С целью повышения качества отслеживания пятнистых структур применяется высокая частота смены кадров - 60-100 кадров в секунду. Особенности движения сердца, вращение в грудной клетке, а также дыхательная экскурсия грудной клетки могут приводить к смещению пятен из плоскости сканирования. Однако эти изменения не успевают произойти в значимом количестве между двумя последовательными кадрами. Таким образом, по движению пятнистых структур можно получить данные о скорости, деформации и скорости деформации всех участков миокарда. Техника вычисления деформации по двухмерному изображению значительно проще, чем при использовании тканевой допплерографии, так как при этом отсутствуют ограничения, связанные с параллельностью движения объекта и ультразвукового луча. Для последующих вычислений достаточно одного сердечного цикла (рис. 2). Обработка ультразвуковых изображений проводится в режиме offline [2].
Рис. 2. Оценка продольной деформации левого желудочка с помощью ультразвуковой технологии speckle tracking в В-режиме.
С появлением ультразвуковой технологии speckle tracking стало возможным более детальное изучение регионарной систолической и диастолической функции не только продольных волокон, но и радиальных, окружностных, поскольку, новая технология лишена угловых ограничений, присущих тканевой допплерографии. Это делает возможным исследование продольной сократимости даже верхушечных сегментов левого желудочка. Благодаря технологии speckle tracking стало возможным изучение показателей апикальной и базальной ротации, скручивания и раскручивания сердца, что позволяет по-новому оценивать физиологию сокращения и расслабления миокарда.
Скручивание левого желудочка определяется как ротация верхушки сердца относительно основания и обусловлено сокращением косых спиральных волокон, что сводит к минимуму трансмуральный градиент деформации волокон и потребления кислорода. Как известно, волокна миокарда имеют сложную пространственную ориентацию, следуя вокруг полости по спирали [3]. Наружный (субэпикардиальный) слой миокарда представлен мышечными пучками косо ориентированных волокон, которые начинаясь от фиброзных колец, продолжаются вниз к верхушке сердца, где образуют завиток сердца и переходят во внутренний (субэндокардиальный) слой миокарда, пучки волокон которого расположены продольно. Наружный и внутренний слои миокарда являются общими для обоих желудочков, а расположенный между ними средний слой, образованный круговыми (циркулярными) пучками мышечных волокон, отдельный для каждого желудочка.
Во время систолы левый желудочек совершает движение с ротацией верхушки против часовой стрелки и с ротацией основания по часовой стрелке. После окончания систолы быстро происходит раскручивание, которое сопровождается противоположной ротацией по отношению к систоле. Раскручивание происходит преимущественно во время периода изоволюмического расслабления и ассоциируется с восстановлением сил, расходуемых во время систолы, что способствует диастолическому наполнению и представляет собой чувствительный параметр релаксации миокарда. Ротация против часовой стрелки, рассматриваемая с верхушки левого желудочка, выражается положительной величиной, тогда как ротация по часовой стрелке - величина отрицательная [3].
Особенности нарушения диастолической функции левого желудочка при артериальной гипертензии заключаются в том, что они имеются уже на ее ранних стадиях и определяются в первую очередь возрастающей постнагрузкой на левый желудочек. Наиболее характерным типом нарушения диастолической функции у больных АГ является тип с нарушенной релаксацией. И зачастую именно данный тип нарушения диастолической функции является единственной эхокардиографической находкой у таких больных. Концентрическая гипертрофия, развивающаяся при перегрузке левого желудочка давлением, еще больше усиливает уже имеющуюся диастолическую дисфункцию.
Таким образом, учитывая сложности анатомического строения и функциональной деятельности сердца, появление технологии speckle tracking, безусловно, является прорывом в оценке функционального состояния сердца, поскольку появляется уникальная возможность оценивать особенности систолической и диастолической функции отдельных слоев миокарда, что очень важно учитывать при комплексном обследовании больных АГ. Показатели апикальной и базальной ротации, скручивания и раскручивания сердца могут расширить наши представления о патофизиологических процессах, происходящих в сердце при артериальной гипертензии. Возможно, будут сформулированы новые подходы к оценке не только диастолической, но и систолической функции сердца с учетом не только показателей левого желудочка, но и состояния всех камер сердца.
До настоящего времени у больных АГ основным механизмом развития хронической сердечной недостаточности традиционно считалась изолированная диастолическая дисфункция левого желудочка с сохранением систолической функции. Появление тканевой допплерографии дало возможность определить, что у больных АГ с симптомами хронической сердечной недостаточности, несмотря на нормальные значения фракции выброса левого желудочка, имеют место регионарные нарушения продольной систолической функции левого желудочка [4, 5]. С накоплением данных об особенностях нарушения продольной систолической функции левого желудочка появилось понятие о диастолической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса левого желудочка.
Использование технологии speckle tracking при артериальной гипертензии полностью подтвердило нарушение при нормальной фракции выброса продольной систолической функции левого желудочка.