Автореферат и диссертация по медицине (14.00.00) на тему:Феномен расщепления систолической волны в потоке крови из легочных вен: теоретический и прикладной аспекты

гОД

На правах рукописи

МЕЛЯХ Сергеи Феликсович

^еноАен расщепления систолической волнЫ в потоке крови из легочнЫх вен: теоретический и прикладной аспекты

14. 00. Об'—кардиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Екатеринбург 1996 г.

Работа выполнена б отделе биофизики инновационного центра "Академический" Уро РАН и на кафедре внутренних болезней N-1 Уральской государственной медицинской академии.

Научный руководитель - кандидат биологических-наук Ф.А.Бляхман Научный консультант - доктор медицинских наук,

профессор А.ВЛирман

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Я.И.Коц (Оренбург) доктор медицинских наук, П.Б.Цывьян (Екатеринбург)

Ведущая организация:

Институт трансплантологии и искусственных органов Минчдравмедпром РФ.

в_часов на заседании специализированного совета /д.084.10.01/

при Уральской государственной ордена Трудового Красного Знамени медицинской академи /620219, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3/.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской медицинской академии /г. Екатеринбург, ул. Ермакова, 5/.

Автореферат разослан "_"___1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета

доктор медицинских наук, профессор Е.Д.Рождественская

Защита состоится

п

1. Общая характеристика работы. Актуальность проблемы. В последние годы все более пристальное внимание обращено на изучение роли предсердий в регуляции сократительной и насосной фунхций сердца в норме и патологии. Из всего многообразия нерешенных в этом направлении проблем мы сосредоточили свое внимание на одной, практически неизученной: исследовании феномена расщепления систолической волны потока в устьях легочных вен (Л В).

Суть вопроса заключается в том, что при регистрации потока а ЛВ у некоторых пациентов имеет место четкое расщепление систолической волны на два пика. Предполагают, что это может быть связано с рассинхронизацией вкладов собственно расслабления левого предсердия (ЛП) и смещения фиброзного кольца митрального клапана {ФК) к верхушке левого желудочка (ЛЖ). Каждый из этих факторов способен приводить к тоху крови в ЛВ за счет снижения давления в предсердии.

С точки зрения теоретических представлений данная гипотеза легко уязвима для критики, так как в 1:гсоторых случаях расщепление наблюдается значительно позднее окончания расслабления ЛП, а малочисленные клинические наблюдения не позволяют даже приближенно подтвердить или опровергнуть это предположение.

Для объяснения феномена расщепления систолической волны потока крови в ЛВ мы выдвинули самостоятельную гипотезу, согласно которой наблюдаемое явление может быть следствием сложной кинематики стенок ЛЖ. Мы предположили, что неоднородность сократительной функции миокарда в различных регионах стенки ЛЖ, вне зависимости от причин ее возникновения, способна приводить в асинхронному движению краев ФК к верхушке. Такое смещение ФК, в свою очередь, должно сопровождаться растяжением Л П и может стать причиной немонотонного роста объема и падения давления в нем, а, следовательно, привести к формированию потока сложной формы.

В данной работе мы даем обоснование нашей гипотезе на базе данных системного наблюдення за группами кардиологически здоровых и

больных пациентов, а также математического моделирования процессов в системе "митральное кольцо - предсердие - легочные вены" . Цель и задачи исследования

Основной цепью настоящей работы явилось исследование феномена расщепления систолической волны потока крови в легочных венах, а также теоретическое и прикладное обоснование этого явления. В связи с этим поставлены следующие задачи:

1) установить различия временных и амплитудных характеристик потока I

легочных венах у пациентов с расщеплением и без расщепления систолической волны потока в легочных венах;

2) выявить связь между возникновением феномена расщепления и

характером сердечной патологии;

3) изучить кинематику митрального кольца у пациентов с целью выяснение

закономерностей движения последнего и выявления связи между этик движением и систолической волной потока в легочных венах;

4) построить математическую модель процесса изменения объема левого

предсердия во время систолы левого желудочка;

5) изучить кинематику стенок левого желудочка у здоровых лиц и больных

с различными заболеваниями сердца и выявить возможную связь систолического движения стенок левого желудочка с характером движения митрального кольца;

6) выяснить, насколько существенно различается расщепление

систолической волны потока в легочных венах в группе больных по сравнению со здоровыми лицами с таким же расщеплением. Научная новизна

1. В работе впервые систематизированы временные и амплитудные характеристики потока в легочных венах человека в случаях расщепления систолической волны.

2. Впервые установлено, что у здоровых лиц и у больных с различными заболеваниями сердца встречается асинхронное движение фиброзного кольца митрального клапана.

3. Впервые показано, что расщепление систолической части потока в легочных венах может быть связано с асинхронизмом движения фиброзного кольца митрального клапана.

4. Впервые показано, что асинхронизм движения фиброзного кольца митрального клапана определяется сложной кинематикой стенок левого желудочка.

5. Впервые показано, что все три явления (форма систолической волны потока в легочной вене, характер движения фиброзного кольца митрального клапана и кинематика стенок левого желудочка) есть вещи взаимосвязанные.

Оснотые положения диссертации, выносимШ на защиту:

Офеномен расщепления систолической волны потока крови в легочных венах может быть связан с асинхронизмом движения фиброзного кольца митрального клапана;

2) для расщепления систолической волны потока в устье легочных вен достаточно, чтобы момент времени, соответствующий максимальной скорости одного края фиброзного митрального кольца, предшествовал началу движения другого края;

3) движение митрального кольца определяется кинематикой стенок левого желудочка;

4) асинхронизм движения митрального кольца тем больше, чем выше региональная неоднородность стенок левого желудочка;

5) форма систолической волны потока в легочных венах, характер движения митрального кольца и кинематика стенок левого желудочка взаимосвязанны.

Практическая ценность работы.

1) Предложена методика оценки расщепления систолической волны потока

в устье легочной вены.

2) Предложена методика оценки асинхронизма движения фиброзного

кольца митрального клапана.

3) Установлено, что расщепление систолической волны потока крови в

устье легочных вен встречается как у здоровых лиц, так и у больных различными заболеваниями сердца, а сам факт расщепления не является диагностическим признаком.

4) Установлено, что расщепление систолической волны потока в легочных

венах чаще встречается при сердечных заболеваниях, которым характерна региональная неоднородность кинематики стенки левого желудочка.

5) Предложен критерий отбора для детального изучения кинематики стенки

левого желудочка на основе анализа феномена расщепления систолической волны потока в легочных венах. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 1 и 2 съездах Ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине в 1991 и 1995 гг., на XIVи XV Заседаниях Европейского отделения Международного Общества Исследований Сердца (European Section Meeting of the International Society for Heart Research) (Израиль и Дания в 1993 и 1994 гг.), на III международном симпозиуме по сравнительной электрокардиологии в Сыктывкаре в 1993 г., на научно-практических конференциях городской клинической больницы N-40. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, методической и четырех экспериментальных глав, заключения и выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 14 отечественных и 119 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 17 рисунками и 10 таблицами.

2. Материалы н методы Работа выполнена на базе эхокардиографнческого обследования пациентов, поступивших с целью уточнения характера поражения сердца, с использованием ультразвуковых аппаратов "ULTRAMARK-8" и "SSD-630

"АЬОКА". Вся информация регистрировалась на видеомагнитофон с синхронной записью отведения I ЭКГ.

Всего было обследовано 200 пациентов. На этапе предварительного отбора из обследования были исключены допплерограммы по следующим причинам: 1) нечеткость контуров пиков потоков в ЛВ, 2) мерцание предсердий, 3) частота синусового ритма менее 55 и более 85 ударов за одну минуту, 4) замедление А-У проводимости, 5) органическое поражение митрального клапана с гемодинамически значимой регургитацией или стенозом митрального отверстия.

В итоге для последующего анализа были отобраны допплерограммы потоков из легочных вен 80 пациентов. Клинически и эхокардиографически здоровыми было 49 человек (27 мужчин и 22 женщины), средний возраст которых был 25.8 года (от 7 до 40 лет). Оставшиеся 31 пациент (18 мужчин и 13 женщин), средний возраст которых был 42.4 года (от 10 до 68 лет), были обследованы по поводу различных заболеваний сердца: 16 пациентов по поводу различных форм ИБС: 1) стенокардии, но без гипертрофии и крупноочаговых Рубцовых изменений миокарда по данным инструментальных исследований - у троих; 2) стенокардии в сочетании с постоянной полной блокадой левой ножки пучка Гиса - у двух пациентов; 3) постинфарктных аневризм переднесептальной локализации и дилатации ЛЖ - у одиннадцати пациентов, причем в одном случае постинфарктная аневризма сочеталась с полной блокадой левой ножки пучка Гиса. 6 пациентов страдали дилатационной кардиомиопатией (ДКМП). 1 пациент наблюдался по поводу асимметрической гипертрофической необструктивной кардиомиопатии (ГКМП).

8 пациентов наблюдались по поводу синдрома Вольффа-Паркинсона-Уайта, из которых тип А был выявлен у пяти пациентов.

Ни у одного из 31 пациента не было приступов стенокардии или субъективного ухудшения самочувствия непосредственно перед и во время ультразвукового обследования. В изучаемой группе не было лиц, получавших сердечные гликозиды, каптопрнл и периферические

вазодилататоры длительного действия. У больных, получавших антагонисты кальция, p-блокаторы и мочегонные препараты, прием указанных лекарств отменяли не позднее, чем за 1 сутки до начала обследования.

Все пациенты по признаку расщепления систолической волны в потоке Л В были разделены на две группы. В группу I вошли вошли 46 пациентов (57.5%) с нерасщепленной систолической волной (рис. 1). Группа состояла из 26 мужчин и 20 женщин. Средний возраст группы был 30.12± 13.84 года (от 16 до 60 лет). Группу II составили 34 (42.5%) пациента с расщепленной систолической волной (рис. 2), 17 мужчин и 17 женщин. Средний возраст в группе II был 32.38±18.08 года (от 7 до 68 лет). Исследовали:

- допплерограммы потоков крови на уровне аортального клапана, кончиков митральных створок, в полости ЛЖ и в устье правой верхней ЛВ

- М-эхограммы движения четырех специфических точек на фиброзном кольце митрального клапана;

- М-эхограммы движения МЖП и ЗС левого желудочка вдоль трех сеченш по короткой оси сердца;

- движения стенок ЛЖ в сечении вдоль длинной оси ЛЖ;

В большинстве случаев мы предпочитали лоцировать правую верхнюю Л В. Это связано с тем, что лоцируемый в ней поток наиболее устойчив, а направление потока почти совпадает с направлением допплеровского луча.

Для регистрации потока приходилось немного изменять направление сканирования (вращая датчик по часовой стрелке и несколько отклоняя егс кзади). В этом сечении устье верхней правой ЛВ видно как разрыв контура эндокарда Л П близ межпредсердной перегородки. Контрольный объем импульсно-волнового допплеровского датчика устанавливали между параллельными эхосигналами от стенок вены как можно дальше за контуром эндокарда предсердия.

;

Рис.1. Типичный припер допплерограиыы потока а устье ^'легочной вены в случае мера оцепленной систолической волны (группа I ).

1 - допплерограмыа потока в устье легочной вены/

2 - ЭКГ;

J -систолическая волна потока; К - диастолическая волна потока.

Рис. 2. Типичный пример допплерограммы потока в устье

легочной вены а случае расщепленной систолической волны (группа II).

1 - допплерограмма потока в устье легочной вены;

2 - ЭКГ;

J - первая систолическая волна потока; J, - вторая систолическая волна потока; К - диастолическая волна потока.

Движение ФК регистрировали в четырех точках: точки 1 и 3 - из апикального четырехкамерного доступа. Курсор М-режима ориентировали в направлении яркого края перегородки и кольца (медиальный фиброзный треугольник), а затем по направлению к латеральному краю кольца в область латерального фиброзного треугольника [G.Keren, 1988 ]. Движение ФК в точках 2 и 4 регистрировали из апикального двухкамерного доступа, опираясь на те же ориентры. Во всех случаях курсор М-режима ориентировали так, чтобы он был перпендикулярен нисходящему движению митрального кольца в данной точке (рис.3).

Рхс. 3. Схема положения точек 1-4 на фиброзном кольце «трального клапана.

А - четырехкаиерная

апикальная позиция/ Б - двухкамерная

апикальная позиция (объяснение в тексте). 1,2,3,4 - точки на

фиброзном кольце/ МЖП - межжелудочковая

перегородка/ ЗС - задняя стенка левого

желудочка ; ПК - митральный клапан; АО - корень аорты; Ш - левый желудочек.

Исследование движения стенок ЛЖ в В- и М-режимах, трансмитрального и трансаортального потоков проводили по стандартной методике [ Н.М. Мухарлямов и соавт. 1987]. Измерения во всех режимах проводили в одинаковых по длительности кардиоциклах и синхронизировали с пиком зубца ЯЭКГ. Для допплерограмм и М-эхограмм анализировали время до начала процесса (Td), время1 до пика (максимума - Тр) и амплитуды сигналов соответствующих структур (М). Для потоков дополнительно рассчитывали площади и их соотношения. В потоке Л В в случае расщепления систолической волны первый после зубца R ЭКГ пик называли - J, а второй J'; диастолический - К.

Анализ регионального движения стенок проводили по эхограммам ЛЖ в апикальном четырехкамерном сечении с использованием модели 4С ("four chamber"). Для этого была использована дигитальная система "Дикор", разработанная в отделе биофизики миокарда Центра "Академический" Уро РАН [СЮ.Соколов и соавт. 1995]. Во всех случаях анализировали конечнодиастолические и конечносистолические контуры эндокарда ЛЖ. В отдельных случаях для более детального исследования кинематики производили покадровый (с шагом в 40 мсек) анализ движения стенок камер сердца.

Во всех случаях региональное движение стенок оценивали по 12 сегментам. Для характеристики неоднородности систолического движения стенок ЛЖ использовали коэффициент вариации изменения площадей сегментов. Коэффициент вариации (CV) рассчитывали как отношение среднеквадратичного отклонения к средней арифметической величине процента изменения площадей, умноженное на 100%.

Математическую обработку результатов проводили на ПЭВМ IBM AT с применением программы "Exell 4.0". Все результаты представляли в виде среднеарифметической ± стандартное отклонение (М ± sd). Для сравнения различных параметров в группах применяли непарный t-тест Стьюдента. Вероятностное значение Р<0.05 считали достоверным. Корреляцию между параметрами определяли при помощи линейного регрессионного анализа.

3. Результаты исследования и обсуждение. 3.1. Сравнительная характеристика потоков в легочных венах у пациентов без расщепления и с расщепленной систолической волной.

Изучение возможности трансторокальной регистрации расщепленной систолической волны в потоке крови из легочных вен показало, что при правильном исполнении методики этот феномен удавалось выявить и у здоровых лиц и у больных с различными заболеваниями сердца.

При сравнении частоты выявления феномена расщепления систолической волны среди здоровых лиц и больных различными заболеваниями сердца оказалось (табл. 1), что у больных такое расщепление встречается чаще, чем у здоровых лиц. Анализ данных также показал, что феномен чаще встречался при заболеваниях, которым характерно наличие механической неоднородности в миокарде ЛЖ а именно при постинфарктных аневризмах ЛЖ, синдроме УЛЛ^ с предаозбуждением миокарда ЛЖ и ДКМП.

Табл. 1. частота расщепления систолической волны.

количество наблюдений нераадепленная систолическая волна расщеплена! сисголичесха: волна

здоровые шшд 49 32 (65.3%) 17 (34.7%)

больные (всего) 31 14 (45.2%) 17 (54.8%)

в том числе:

стенокард ия без ИМ 3 3 —

стенокардия и блокада ЛНПГ 2 1 1

посгинфарктные аневризмы II 4 7

ДКМП 6 3 3

ГКМП 1 — 1

синдром \VPW-A 5 — 5

синлром \VPW-B 3 3 —

При сравнении амплитудно-временных параметров потоков в JIB для обеих групп (табл.2) оказалось, что кроме принципиальной разницы в наличии или отсутствии дополнительного систолического пика достоверно отличался скоростно-временнон интеграл диастолической волны. Причем в группе I он был значительно больше.

Важно отметить, что время до возникновения диастолической волны в обеих группах не отличалось. Иными словами, длительность систолической части потока вне зависимости от формы систолической волны (с расщеплением или без) оставалась неизменной. Аналогичное заключение можно сделать и о площади под систолической частью потока вЛВ.

Табл. 2. Временные, скоростные и интегральные характеристики

потоков в легочных венах.

Группа I (п=46) Группа I (нормированные значения) Группа II (п=34) Группа II (нормированные значения)

я-я 944.00 ± 177.80 — 901.63±165.64 —

Я-М 66.68 ±19.03 6.82 ±241% 65.16±38.40 6.82±4.08%

R-.Jp 220.23 ± 46.67* 23.44 ±4.96%* 155.50 ±55.69 16.64 ±6.36%

Я-М 446.10 ±53.92 — 210.22 ±5272 23.44 ±6.49%

Я-Тр — — 31157±57.22 34.28 ±6.43%

Я-К(1 446.10 ±5352 48.26 ±7.01% 470.97 ±73.24 5219 ±8.13%

Я-Кр 579.03 ±50.75 63.20 ±9.27% 583.17 ±70.60 65.22 ±8.99%

Я-Ке 796.04 ± 104.48 84.51 ±8.30% 775.67 ±12738 87.04 ±8.26%

VIр 0.45 ±0.12* — 0.36 ±0.11 —

КГЬ — — 0.24 ±0.07 —

КГр — — 0.40 ±0.12 —

УКЬ 0.15 ±0.09 — 0.17±0.10 -

УКр 0.51 ±0.14 — 0.51 ±0.13 —

51 — — 7.80 ±3.83 —

51 — — 8.46 ±3.62 —

5Л 15.62 ±7.42 — . 16.16 ±5.01 —

5К 15.93 ±9.24Ф — 9.81 ±3.44 —

5 сум 31.58 ±13.80 — 25.77 ±7.76 —

Я-Я - длительность кардиоцикла (мсек);

- время до начала первой систолической волны (мсек); /?-//> - время до пика первой систолической волны (мсек); R-J'd -время до начала второй систолической волны (мсек); Л-У/7 - время до пика второй систолической волны (мсек); Я-Кс1 - время до начала диастолической волны (мсек); Я-Кр - время до пика диастолической волны (мсек); Я-Ке - время окончания диастолической волны (мсек); VJp - пиковая скорость первой систолической волны; УЗЪ-начальная скорость второй систолической волны (м/сек); УЗ'р -пиковая скорость второй систолической волны (м/сек); УКЬ - начальная скорость диастолической волны (м/сек) ; УКр - пиковая скорость диастолической волны (м/сек); SJ - площадь первой систолической волны; SJ'- площадь второй систолической волны (у.е.); SJJ' - суммарная площадь систолических волн (у.е.); 5К - площадь диастолической волны (у.е.); 5сум - общая площадь потока в Л В (у.е.); Ф-р<0.01, *-р<0.001.

3.2. Поток в легочных венах и движение фиброзного кольца митрального клапана.

При сравнении параметров движения характерных точек ФК оказалось, что в группе I амплитуды систолического движения характерных точек митрального кольца одинаковы; начиналось и заканчивалось движение практически одновременно (табл.3). То есть, такое движение можно считать синхронным. Типичный пример траектории движения точек 1 и 3 митрального кольца представлен на рис.4.А.(нишшй ряд).

Таблица 3. Временные и амплитудные характеристики движения точек

Группа I (п=46) Группа II (п=34)

Тс11 55.50i33.24t 34.00130.56

таг 65.79±31_51* 27.78i36.14

таз 64.50i26.55 73.16129.571

та 4 71.05i23.15 66.67i37.561

Тр! 407.0013211 379.50i55.27

ТР2 424.21i33.30* 380.00i48.53

тРз 409.00i39.36 388.42i58.51

Тр4 403.16i29.21t 37122143.66 .

М1 13.151197 11801287

М2 13.211176 118313.11

МЗ 14.901147 13.8414.34

М4 16.0013.43 14.1713.69

Тс1 (1-2) - время от пика зубца Л ЭКГ до начала движения соответствующих точек (мсек); Тр (1-4) - время от пика зубца К ЭКГ до окончания движения соответствующих точек (мсек); М (1-4) - амплитуды движения соответствующих точек (мм); 1 р<0.01 - отличия по началу движения между точками 1-3 и 2-4 в группе II. р<0.05; Х-р<0.01; *-р<0.001 (различия между группами).

Движение митрального кольца в группе II более сложное: точки I и 2 начинали свое движение существенно раньше, чем точки 3 и 4 (р<0.01 в обоих случаях). Однако закачивали свое систолическое движение они . практически одновременно, а амплитуды движения были различны, хотя статистически и недостоверно. Такое движение в механике принято

называть асинхронным. Типичный пример траектории движения точек 1 и 3 ФК для данной группы представлен на рис.4.Б. (нижний ряд).

Ряс. 4. Тгшичкий пример суперпозпцтг-! дсяжвяия гоиегс плюрального Сибрознсго кольца я потоков а лвгочкшг пенах. А - группа I; Б - группа II; 1- траектория движемил точки 1; 2- траектория движения точки 3; 3-диаграмма изменения скорости потока крови в устье легочной вены.

(Пунктирной линией представлен результат математического моделирования потока жидкости.)

С целью количественного описания асинхронизма движения ФК мы сравнивали (табл. 4) временные различия между началом движения точек 1-3, 2 - 4, и различия между началом движения самой "ранней" и самой "поздней" точками, а так же временные различия между окончанием движения в указанных парах точех.

Оказалось, что в группе II достоверно большимцоказались временные задержки между началом движения наиболее удаленных между собой точек, временные задержки между началом и окончанием движения самой "ранней" и самой "поздней" точками ФК (р<0.05, р<0.001, р<0.01 соотв.) по сравнению с таковыми в группе I.

Таблица 4. Различия по началу и окончанию движения точек фиброзного кольца митрального клапана.__

Группа I (п=46) Группа II (п=34)

АТс1(1-3) 27.00 ± 23.69 45.79 ±ъгт

ДТ<1(2-4) 21.05 ± 20.23 56.67 ±37.11*

АТр (1-3) 28.42 ± 18.81 36.32 ± 27.95

АТр (2-4) 29.47 ± 19.32 4222 ±31.89

А Тё (тах-тт) 42.50 ± 27.36 76.32 ± 30.30*

АТр (тах-тт) 38.50 ± 20.80 65.79 ± 32.17*

АТЫ (1-3), (2-4) - временная задержка между началом движения указанных пар точек (мсек); АТр (1-3), (2-4) - временная задержка между окончание, движения соответствующих пар точек (мсек); АТй (тах-тт) - временна) задержка между началом движения самой "ранней" и самой "поздней" точками кольца (мсек); АТр (тах-тт) - задержка по времени между окончанием движения самой "ранней"и самой "поздней"точками кольца (мсек); Т -р<0.05; £-р<0.01; *-р<0.001 (различиямежду группами).

По нашим данным (см. табл.3), точки I и 2 начинали свое движение раньше точек 3 и 4. Поэтому мы изучали связь точек 1 и 2 с ранним систолическим пиком, а точек 3 и 4 - с поздним. Корреляционный анализ связи между параметрами движения точек ФК с параметрами ранней и поздней систолических волн потока в ЛВ показал, что наибольшее влияш на время возникновения первого пика оказывало время начала движения точки 2 (г=0.75; р<0.01), а на время возникновения второго пика - время начала движения точки 3 (г=0.78; р<0.01). На время достижения максимальной скорости первой систолической волной оказывало наибольшее влияние время достижения максимальной амплитуды точки (г=0.71; р<0.05), а на время достижения максимальной скорости второй систолической волной - время достижения максимальной амплитуды точ] 3 (г=0.72; р<0.05).

Выявленная нами связь между характером движения митрального кольца и формой систолической части потока крови в устье ЛВ побудил; нас проверить эти наблюдения с помощью математического моделирования процесса движения жидкости в системе "легочные вены -левое предсердие - митральное кольцо".

Для описания связи кровотока в области впадения Л В в левое предсердие мы применили простую модель. Левое предсердие было представлено п виде усеченного эллипсоида вращения (рис.5). Нижнее сечение (П) соответствовало отверстию легочной вены, верхнее сечение (Г2) - фиброзному кольцу митрального клапана.

д в Рхс.5.Изтажатчас-

А ■ | гГУ хоа продет,ысг.па

С* / С'ОР^ М / |р" У/ лавого прадсердня а

^ конца диастола (А,) и сястоли (В) левого желудочка (объяснение в текста).

£1- нижнее сечение; £2-верхнее сечение; 1,3- точки на

сечении £2.

Описываемая фигура имела следующие параметры: большая полуось (40 мм), малая полуось (16 мм), расстояние от центра эллипсоида до верхнего (10 мм) и нижнего (30 мм) сечений. Движение сечения И задавали по данным клинического обследования пациентов положением точек 1 и 3 с временным шагом в 10 мсек. Сечение Г2 смещалось в вертикальном направлении, то есть увеличение фигуры происходило за счет движения кольца, а диаметры, образующие окружности эллипсоида, оставались неизменными. Таким образом, мы допускали, что увеличение объема ЛП возникало за счет растяжения стенок ЛП в основном в продольном направлении. Похожую картину мы наблюдали и во время эхокардио^афического обследования.

Для каждого положения ФК объем фигуры рассчитывали отдельно. Для этого тело фигуры делили на треугольники, каждый из которых был основанием пирамиды, а вершиной являлся центр эллипсоида. Объем фигуры рассчитывали как сумму объемов пирамид. Скорость движения жидкости (V) в сечении П рассчитывали по формуле: У^У/Б, где V' -производная Объема по времени, а Б - площадь сечения П.

Пунктирная линия на рис.4 (верхний ряд) представляет собой результат математического моделирования потока жидкости в сечении А эллипсоида, где точкам 1 и 3 сечения Г2 заданы функции движения митрального кольца, полученные экспериментально (нижний ряд). Видно, что результаты моделирования качественно совпадают с результатами ультразвукового исследования.

Анализ модели показал, что для расщепления потока достаточно, чтобы момент времени, соответствующий максимальной скорости первой точки, предшествовал началу движения второй точки. Другими словами, обязательным требованием является асинхрония движения характерных точек ФК. Процесс формирования первого пика систолической волны зависит от характера движения первой точки, а формирование второго пика зависит от характера движения второй точки. Качественные результаты моделирования не зависят ни от амплитуд движения точек, ни от геометрических параметров фигуры, ни от поперечного сечения П, соответствующего легочным венам.

Результаты математического моделирования подтверждают нашу гипотезу. Анализ модели показывает, что при асинхронном движении краев ФК на кривой объема ЛП, нарастающего в это время, возникает характерный перегиб функции, который и определяет изменение знака производной. Иными словами, приводит к возникновению двух пиков на кривой потока в ЛВ.

3.3. Кинематика стенок левого желудочка, связь с движением фиброзного

кольца митрального клапана.

При анализе временных и амплитудных характеристик систолического движения МЖП и задней стенки ЛЖ в базальном, медиальном и апикальном сечениях ( табл.5) было показано, что и МЖП и ЗС в группе I начинают свое движение примерно в одно и то же время на всех трех уровнях. Заканчивается систолическое движение также

трактически одновременно, хотя амплитуды этого движения для ЗС жазались достоверно выше, чем для МЖП.

Таблица 5. Временные и амплитудные характеристики систолического движения межжелудочковой перегородки и задней стенки левого

желудочка в группе I.

Базалыюе сечение Мотальное сечение Апикальное сечение

ТсИУЗ 70.50±34.57 93.50±25.74 75.00±43.76

Т<1Р\У 80.50±25.39 79.00±54.30 89.00±32.54

ТрГУЗ 396.50±63.03 383.50±54.61 383.50±54.61

ТрР\У 403.00±49.00 394.50±29.0б 37250+33.75

МР/Б 7.00± 2.12* б.89± 3.03* 8.20±218

МР\У П.48± 284 11.30±259 9.25±289

ТсИУБ- время от пика зубца К ЭКГ до начала движения МЖП в юответствующем сечении (мсек); 7У РIV - время от пика зубца Л ЭКГ до начала движения ЗС в соответствующем сечении (мсек); Тр 1УБ • время до окончания движения МЖП в соответствующем сечении (мсек); Тр Р\У • 1ремя до окончания движения ЗС в соответствующем сечении (мсек); Ч1УБ - амплитуда систолического движения МЖП (мм); М Р1У • гмплитуда систолического движения ЗС (мм); * - р<0.001 - Различия между параметрами МЖП иЗС в соответствующей! сечении (п=46).

Для группы II (табл. 6) оказалось что, в базальном сечении :истолическое движение МЖП и ЗС начинается неодновременно, |аканчивается это движение так же неодновременно. В медиальном :ечении, хотя систолическое движение и начиналось одновременно, но оканчивалось оно в различное время.

Таблица б. Временные и амплитудные характеристики систолического движения межжелудочковой перегородки и задней стенки левого

желудочка в группе 11 (п=34).

Базальноесечснле Медиальное сечение Апикальное сечение

ТсИУБ 56.50±45.20 6200±50.26 6211 ±45.92

TdPW 83.50i30.70t 81.84±39.84 8200±34.57

ТрГУБ 311.50+95.83 307.50± 11242 306.32± 87.91

TpPW 373.50±32.29Ф 36200±45.67ф 347.37±9133

М1УБ 6.50± 156 6.60+275 5.32± 290

МР\У П.10±112* Il.45l4.26t 9.63±5.71Ф

1~-р<0.05; р<0.01; *-р<0.001, (условные обозначения см. табл. 5)

Таким образом, движение стенок сердца в изученных сегментах для пациентов группе I можно считать синхронным, а для группы II -асинхронным.

Для проверки зависимости между асинхронизмом движения фиброзного кольца митрального клапана и асинхронизмом движения стенок ЛЖ мы выбрали базальное сечение как наиболее тесно прилежащее к ФК и, по-видимому, оказывающее на кинематику последнего наибольшее влияние. Величиной, характеризующей асинхронизм движения ФК, была выбрана разница между началом движения самой "ранней" и самой "поздней" точек (см. табл.4). Асинхронизм движения стенок определялся как разница между началом движения МЖП и ЗС. Оказалось что более асинхронное движение стенок ЛЖ приводило к более асинхронному движению ФК. Высокий коэффициент хорреляции (г=0.77; р<0.01) указывает на тесную связь между этими явлениями.

Следует отметить, что параметры движения МЖП и ЗС в одном сечении дают ограниченное представление о кинематике стенок ЛЖ. Более полная информация была получена при анализе регионального движения стенок ЛЖ в апикальном четырехкамерном сечении. Такой подход, с одно] стороны, показывает долю участия каждого региона стенки в смещении митрального кольца вдоль длинной оси ЛЖ. С другой стороны, характеризует региональную неоднородность движения стенки ЛЖ (рис.6)

На рис. 7 представлены результаты корреляционного анализа связи асинхронизма ФК (задержка между началом движения самой ранней и самой поздней точками ФК) с региональной неоднородностью движения стенки ЛЖ (СУ). Видна четкая дифференциация групп по СУ. Так, пациенты группы I находятся в области СУ от 20 до 30% (27.! 6 ± 3.42), а группы II - от 40 до 60% (48.б±5.21, р<0.001). Высокий положительный коэффициент корреляции между этими параметрами (г=0.91, р<0.01) дает основание заключить, что задержка между началом движения характерны; точек ФК зависит от масштаба региональной неоднородности в сокращении стенок ЛЖ. Причем, чем более эта неоднородность выражена

Рис.6. Типичные примеры анализа регионального движения

стенок левого желудочка в группах. А- группа I; Б - группа II.

(больше значение СУ), тем более асинхронно движение митрального кольца.

а=-3.223 Ь=1.407 г=0.91 N=30

Рис.7. График зависимости между а синхронизмом движения митрального кольца (DTbMK) и региональной неоднородностью движения стенок левого желудочка (CVt),

О -группа I; А-группа II.

3.4. Клиническое значение феномена расщепления систолической волны потока в легочных венах.

Для определения клинического значения феномена мы проводили сравнительный анализ трех групп пациентов. В группу I вошли 32 здоровых пациента без расщепления систолической волны, 17 случаев расщепления систолической волны у здоровых лиц составили группу И, и 17 пациентов с различными заболеваниями сердца и расщепленной систолической волной образовали группу III.

Оказалось, что параметры систолической волны потока в ЛВ в группах III и II практически ничем не различаются между собой, а различи: с группой I вполне закономерны и соответствуют ранее приведенным данным (см. раздел З.1.).

При сравнительном анализе некоторых параметров гемодинамики Л Ж для вышеуказанных групп (табл. 7) мы установили, что фракция выброса оказалась наименьшей в группе III, где достоверно отличалась от

X4

/ А

*> i ±

У

•

0 20 40 £0 80 100

CVX

первой и второй групп. Кроме этого, поток изгнания из ЛЖ в группе Ш начинался и достигал пика достоверно позже, чем в группе II, а пиковая скорость была значимо меньшей. То есть у больных с расщепленной систолической волной в потоке ЛВ отмечалось снижение сократительной и насосной функций ЛЖ.

Трансмитральный поток между группами II и III достоверно не различался, хотя у здоровых лиц без расщепления потока в ЛВ амплитуда волны А была меньше, чем в группах II и III. То есть у больных с расщеплением в наполнении ЛП существенно большее значение приобретала собственно систола предсердия, и уменьшалось значение фазы эыстрого наполнения ЛЖ.

Таблица 7. Сравнительная характеристика параметров гемодинамики в группе здоровых лиц без расщепления, здоровых лиц с расщеплением и

больных с расщеплением систолической волны

R-R R-Aob R-Aop vAo vE vA \E/vA ЕР/.

фупв 963.00 77.38 175.86 0.87 0.75 0.31 3.05 65

I ± ± ± ± ± ± ± ±

(п=32) 110.46 9.15 16.84 0.16 0.12 0.12 111 13

группа 877.00 6186 159.00 1.00 0.80 0.49 1.94 60

П ± ± ± ± ± ± ± ±

(п=17) 12194 13.85 16.35 0.08 0.19 0.13 t 0.60 12

груша 925.08 93.00 193.50 0.84 0.70 0.41 135 45

Ш ± ± ± ± ± ± ± ±

(п=17) 138.23 27.51 44.48 0.19 0.26 0.23 1.49 11

* 1 . Ф 1

1-Я - длительность кардиоцикла (мсек);

1-АоЬ - время от пика К до начала потока изгнания из левого желудочка

(мсек);

1-Ар - время от пика R до пика потока изгнания из левого желудочка (мсек);

•> Ао- пиковая скорость потока изгнания из левого желудочка (м/сек);

t Е - пиковая скорость фазы быстрого наполнения ЛЖ в трансмитральном потоке (м/сек);

А • пиковая скорость систолы левого предсердия в трансмитральном потоке (м/сек);

'E/vA - отношение пиковых скоростей фазы быстрого наполнения левого желудочка и систолы предсердий в трансмитральном потоке;

',F% • фракция выброса левого желудочка

-Р<0.01,1-Р<0.05 для групп II и III. t-P<0.01 для групп I и 11.

При сравнении параметров, характеризующих асинхронизм движения ФК и региональную механическую неоднородность движения стенок ЛЖ, для трех групп оказалось, что все группы четко различаются п< этим показателям, причем в группе III наиболее асинхронно движение ФК и наименее однородно движение стенок (табл. 8). То есть расщепление систолической волны является надежным признаком сложной кинематики ФК и стенок ЛЖ.

Таблица 8. Сравнительная характеристика показателей асинхронизма движения митрального кольца и региональной неоднородности

движения миокарда левого желудочка.

R-R Ätd(max-min) CV

группа 1(п=32) 963.00 ± 110.46 42.86±28.14 21 ±7.2

группа П (п=17) 877.001 122.94 58.75 ± 15.36t 37 ± 10.lt

группа Ш (п=17) 925.08 ± 138.23 89.09 ± 32.04* 56 ± 17.21

ф • Р<0.01, ±- Р<0.05 для групп 11 и III; t-P<0.01 для групп! и II.

Выводы

1. Методически правильное исполнение приемов локации потоков в легочных венах позволяет регистрировать расщепление систолической части потока как у кардиологически здоровых лиц, так и у больных различными сердечными заболеваниями.

2. Среди лиц, страдающих сердечными заболеваниями, расщепление систолической волны встречается чаще, чем среди здоровых лиц, причем чаще всего оно наблюдается у пациентов с заболеваниями, которым характерно наличие механической неоднородности в миокарде левого желудочка.

3. У пациентов с нерасщепленной систолической волной потока в легочной вене движение краев фиброзного кольца митрального клапана синхронно, а у пациентов с расщепленной систолической волной движени краев фиброзного митрального кольца асинхронно.

4. Существует тесная связь между движением фиброзного митрального кольца и параметрами систолической волны потока в легочной вене.

5. Одной из возможных причин расщепления систолической волны на два пика является асинхронное движение характерных точек фиброзного кольца митрального клапана.

6. Для расщепления систолической волны потока в легочных венах достаточно, чтобы момент времени, соответствующий максимальной скорости движения одного края фиброзного кольца митрального клапана, предшествовал началу движения другого края.

7. Движение фиброзного кольца митрального клапана тесно связано с кинематикой стенок левого желудочка, причем чем ярче выражена региональная неоднородность движения стенок левого желудочка, тем выше асинхронизм движения фиброзного митрального кольца.

8. У лиц с расщепленной систолической волной потока в легочных венах повышены значения коэффициента вариации региональных фракций выброса, характеризующих уровень региональной неоднородности стенок левого желудочка.

9. Исследование потоков в легочных венах может быть оправданным в качестве скринингового метода при отборе больных для более детального анализа кинематики стенок левого желудочка.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1) Методика исследования и оценки потоков в легочных венах методом импульсно-волновой допплерэхокардиографии при заболеваниях сердца. Тезисы доклада на I съезде ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. Москва, 1991, с.51. (Соавт. С.В.Бердников, В.А.Серебренников, И.Г.Федотов, И.Ф.Гришина, А.И.Грачев).

2) Interrelation between pulmonary venous flow and regional inhomogeneity of the left ventricular wall motion. "J. Moll. Cell. Cardiol." 1993; v.25(Suppl. I); p.S.23. (Соавт. F.A.Blyakhman, T.F.Shklyar)

3) Связь между процессом возбуждение-сокращение левого желудочка и динамика наполнения левого предсердия. Тезисы докладов на III

Международном симпузиуме по сравнительной электрофизеологии. Сыктывкар. 1993; с.63. (Соавт. Ф.А.Бляхман)

4) Поток крови в легочных венах и регионарная неоднородность миокарда левого желудочка: ультразвуковое допплеровское исследовани "Кардиология" 1993; т.ЗЗ; N.11; с.30-32. (Соавт. Ф.А.Бляхман, С.В.Бердииков).

5) Phenomenon of pulmonary vein flow splitting: a mathematical model "J. Moll. Cell. Cardiol." 1994; v.26, N.6 p.48. (Соавт. F.A.Blyakhman, A.Y.Shibakov).

6) Phenomenon of pulmonary vein flow splitting: a mathematical model "International Society for Heart Research" Ed. Stig Haunso and Keld Kjeldsc Monduzzi Editore, 1994, p.515-518. (Соавт. F.A.Blyakhman, V.I. Sboev, A.Y.Shibakov).

7) Асинхронизм митрального кольца и региональная иеоднородност движения стенок левого желудочка. Тезисы доклада на II съезде Ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. Москва, 1995, с.46. (Соавт. Ф.А.Бляхман, Д.Ю.Тоболин).

8) Феномен расщепления систолической волны в потоке из легочнь: вен и движение митрального кольца. Тезисы доклада на II съезде Ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. Москва, 1995, с.60 (Соавт. В.И.Сбоев, Ф.А.Бляхман).