Автореферат и диссертация по медицине (14.01.04) на тему:Особенности нарушения биомеханики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики у больных хронической обструктивной болезнью легких

На правах рукописи

ФАТЕНКОВА Елена Сергеевна

ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ БИОМЕХАНИКИ МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ

14.01.04 - Внутренние болезни

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Самара-2011

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Давыдкин Игорь Леонидович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Косарев Владислав Васильевич доктор медицинских наук, профессор Сиротко Илья Иванович

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Пензенский институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Защита диссертации состоится «22» февраля 2012 года в «11» часов на заседании диссертационного совета Д 208.085.05 при ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (443079, г. Самара, пр. К. Маркса, 165 «Б»).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (443001 г. Самара, ул. Арцыбушевская, 171).

Автореферат разослан ¿2/ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор.....................

.М.А. Качковский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

■л; ::.кл j

—; ^------1 Актуальность проблемы.

Хроническая обструктивная болезнь легких (XOBJI) - одно из наиболее распространенных заболеваний органов дыхания, приводящих к временной нетрудоспособности большого количества людей, увеличению случаев нетрудоспособности и преждевременной смертности (Шмелев Е.И., 2007;Чучалин А.Г., 2008). По данным Федеральной целевой программы «Концепция развития пульмонологической службы в России на 2002-2007г.» в Российской Федерации ХОБЛ занимает более 55% патологии респираторной системы. Ожидается, что к 2012 году ХОБЛ займет третье место среди причин смертности во всем мире (GOLD, 2008; Лещенко И.В., 2007; Косарев В.В., Жестков A.B., 2010; Бабанов С.А., 2011).

Детально описаны клинико-функциональные взаимоотношения у больных ХОБЛ: одышка и снижение толерантности к физической нагрузке, снижение объема форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1) до 25% от его нормальных величин, дыхательная недостаточность, гиперкапния, вторичная бронхолегочная инфекция, прогресси-рование бронхообструктивного синдрома (Чучалин А.Г., 2008; Скворцов В.В. с соавт. 2009; Дзюбайло A.B. 2010).

Исключительное значение имеет присоединение к ХОБЛ легочной гипертензии, являющейся ведущим фактором формирования хронического легочного сердца и хронической сердечной недостаточности, утяжеляющих прогноз и определяющих выживаемость больных с заболеваниями органов дыхания (Кароли H.A. 2005; Батыралиев Т.А. с соавг., 2008; Salvaterra C.G. 1993).

Нарушения легочной гемодинамики при ХОБЛ могут быть обусловлены регионарными расстройствами кровотока, характеризующимися неравномерностью вентиляции и перфузии, приводящей к вентиляционо - перфузионным нарушением и изменениям газового состава артериальной крови (Козлова Л.И. и соавт., 2001,2003; Григорьева Е.Г., 2008).

Формирующаяся альвеолярная гипоксия является основной причиной артериальной вазоконстрикции - ведущего патогенетического фактора легочной гипертензии (Авдеев С.Н. 2009; Струтынский A.B. и соавт. 2009).

Одновременно возможно развитие вторичного эритроцитоза, ухудшающего реологические свойства крови и принимающего участие в формировании легочной гипертензии (Кокосов А.Н., 2003; Привалова Е.В., 2008).

Уменьшение суммарной площади поперечного сечения сосудистого русла легких, обусловленного анаболическими изменениями, вазоконстрикция артерий и артериол, редукция капиллярного ложа вследствие разрыва межальвеолярных перегородок способствуют у больных ХОБЛ умеренной или выраженной легочной гипертензии с повышением сердечного выброса, неадекватного выполняемым физическим нагрузкам (Чазова И.Е., 2008).

Хроническая гемодинамическая перегрузка (постнагрузка) правого желудочка приводит к его гипертрофии и на фоне стойких нарушений газового состава крови к прогрессированию правожелудочковой недостаточности (Браунвальд Ю. 2002; Бова A.A., 2009).

Вместе с тем, в настоящее время имеются данные о нарушении функции левого желудочка у больных ХОБЛ (Айсанов З.Р. с соавт., 2003, 2004; Боровков H.H., 2006; Бабанов С.А.,2007; Горелик И.Л. и соавт. 2011). Присоединение ХЛС сопровождается снижением фракции выброса левого желудочка до 35 - 43,3% (Вербитский О.Н. с соавт., 2004; Сабиров И.С., Миррахимов Э.М., 2005; Kiely D. et al., 2000;).

Таким образом, изучены основные патогенетические феномены ХОБЛ и ХЛС, характеризующие нарушения функции внешнего дыхания, легочной гипертензии, центральной гемодинамики, определяющие диагностику, лечение и прогноз ХОБЛ. Однако в большинстве работ нет комплексного анализа зависимости изменений всех перечисленных звеньев патогенеза ХОБЛ в зависимости от стадий заболевания. Отсутствуют в литературе данные о биомеханике малого круга кровообращения. В связи с этим комплексное исследование всех указанных параметров имеет, актуальное значение, что и послужило темой диссертации.

Цель исследования: Разработать комплекс клинико - инструментальных показателей для оценки ранних проявлений нарушений функции сердечно - сосудистой системы у больных с ранними стадиями ХОБЛ.

Задачи исследования:

1. Изучить клинические проявления, основные параметры функции внешнего дыхания и данные ЭКГ у больных ХОБЛ I и II стадий заболевания.

2. Провести компьютерный анализ биомеханики малого круга кровообращения у больных ХОБЛ.

3. Изучить количественные показатели кровотока в легочной артерии у больных ХОБЛ I и II стадии и больных ИБС.

4. Выявить морфофункциональные изменения и рассчитать параметры центральной гемодинамики у больных ХОБЛ обеих стадий

и полученные данные сравнить с аналогичными показателями у больных ИБС.

5. На основании анализа количественных параметров биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики разработать систему автоматизированной диагностики стадий ХОБЛ.

Научная новизна.

Впервые в Российской Федерации в ходе исследования с помощью компьютерного клинико - инструментального комплекса выявлены изменения биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики, и их выраженность у больных ХОБЛ начальных стадий.

Установлены наиболее информативные клинико - инструментальные показатели, позволяющие оценить характер нарушений сердечно - сосудистой системы у больных ХОБЛ начальных стадий.

Разработана комплексная автоматизированная система диагностики нарушений кровообращения и оперативного контроля лечения у больных ХОБЛ начальных стадий.

Практическая значимость.

Впервые в Российской Федерации предложен компьютерный клинико - инструментальный комплекс наиболее информативных показателей нарушений гемодинамики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики у больных ХОБЛ ранних стадий, который может быть использован в поликлиниках, стационарах и в работе медико - социальной экспертизы.

Разработанная программа обследования больных ХОБЛ позволит выявить ранние нарушения гемодинамики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики, опережающие классические признаки ХЛС, таким образом улучшить качество жизни больных ХОБЛ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Клинические симптомы, оцениваемые в баллах, показатели ФВД и данные ЭКГ позволяют дифференцировать стадии ХОБЛ, а не стадии хронического легочного сердца.

2. У больных ХОБЛ обеих стадии имеются нарушения биомеханики малого круга кровообращения как в систолические фазы, так и в диастолические, изменения количественных показателей, более выраженные у больных ХОБЛ II ст.

3. У больных ХОБЛ обеих стадий изменяются параметры кровотока в легочной артерии: у больных ХОБЛ I ст. увеличиваются максимальная скорость, интеграл скорости и среднее давление, а у

больных ХОБЛ II ст. уменьшаются максимальная скорость, интеграл скорости и среднее давление увеличиваются.

4. У больных ХОБЛ выявлены изменения морфометрических показателей ЛЖ: показатели систолической функции ЛЖ (фракция выброса, КСО, УИ) и диастолической функции (снижение показателей скорости и давления в фазу БН и гиперфункция миокарда предсердий).

5. Изменения биомеханики малого круга кровообращения, количественных показателей потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики являются основой для разработки автоматизированной диагностики нарушений функции сердечно - сосудистой системы при развитии ХОБЛ.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены на X международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» «Инновационные технологии в биологии и медицине» (Москва, 2009); III съезде кардиологов Приволжского Федерального округа (Самара, 2010); на Всероссийской конференции дипломированных специалистов «Молодые ученые -медицине» (Самара, 2010); на научно - практической конференции «Непрерывное образование - залог повышения качества медицинской помощи в первичном звене» (Самара, 2010); на XXI Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Уфа, 2011); на IV Конгрессе Сердечная недостаточность (Москва, 2011); на совместном заседании кафедры госпитальная терапия с курсом трансфузиологии и пропедевтической терапии Самарского государственного медицинского университета.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в научных журналах и изданиях Перечня ВАК Министерства науки и образования РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций, 1 рационализаторское предложение.

Внедрение результатов исследования в практику.

Результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы врачей терапевтического отделения клиники госпитальной терапии Клиник ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России, в работу амбулаторного медицинского центра ООО «Консультативно -диагностический медицинский центр».

Материалы диссертации используются в учебном процессе и включены в лекционный курс на кафедре госпитальной терапии с курсом трансфузиологии ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России.

Объём и структура работы.

Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 рисунками, 18 таблицами. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы», 4 глав собственных наблюдения, обсуждение результатов, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 235 наименования, из которых 155 отечественных и 80 иностранных авторов.

Материалы и методы. Дизайн исследования - одномоментное обсервационное исследование. Пациенты.

В работе представлены данные обследования 71 больного хронической обструктивной болезнью легких, которые находились на стационарном лечении в клиниках Самарского медицинского университета. Больные были разделены на 2 группы: I группа - пациенты ХОБЛ легкого течения (22 человек), II группа - пациенты ХОБЛ средней тяжести (49 больных), III группа - группа сравнения - больные ИБС ССН II ФК 14 человек), IV группа - группа здоровые (21 человек).

В исследование отбирались пациенты ХОБЛ в период ремиссии (GOLD 2008). Диагноз был подтвержден жалобами больных, данными анамнеза, клинической картиной, функциональными и рентгенологическими методами исследования. У больных ИБС был постинфарктный кардиосклероз и ХСН II А ст. Группу здоровых составили курящие пациенты без легочной и сердечно - сосудистой патологии в возрасте от 38 до 46 лет (средний возраст 41,2±3,7лет).

Критерии включения пациентов в исследование:

• Больные в возрасте от 45 до 66 лет

• Пациенты с диагнозом ХОБЛ легкого и среднетяжелого течения в период ремиссии (в соответствии с критериями GOLD 2008 г.)

• Пациенты ИБС с перенесенным инфарктом миокарда.

• Фракция выброса ЛЖ > 50% (рекомендации американской и европейской ассоциаций эхокардиографии)

Критерии исключения пациентов из исследования:

• Больные ХОБЛ тяжелого и крайне тяжелого течения.

• Больные с клиникой тяжелой бронхиальной астмы.

• Пациенты с первичной легочной гипертензией.

• Больные с вторичной легочной гипертензией, обусловленной заболеваниями сердца, системы легочной артерии, гипоксией и/или гиперкапнией.

Больные с хроническим декомпенсированным легочным сердцем.

Клиническая характеристика пациентов, включенных в исследование.

Одной из основных жалоб у больных ХОБЛ является кашель. У больных ХОБЛ I ст. он носил перемежающийся характер, у больных ХОБЛ II ст. кашель был выраженным, наблюдался в течение всего дня и сопровождался выделением слизистой вязкой мокротой. Выраженность клинических симптомов оценивали в баллах по Borg G., (1982). У пациентов ХОБЛ I ст. средний балл составил 1,91 ± 0,16, у больных ХОБЛ II ст. - 2,3 ± 0,18 (р<0,05).

Одышка у 7 больных I группы отсутствовала, у остальных 20 была легкой и возникала при быстрой ходьбе. У всех больных II группы одышка была легкой и умеренной. Средний балл у пациентов с ХОБЛ 1ст. составил 0,75 ± 0,04, у пациентов с ХОБЛ II ст. -1,10 ± 0,06 (р<0,01).

Курящих в первой группе было 76%, во второй - 88%. Курящими признавались лица, регулярно выкуривающие 5 и более сигарет в день, бросивших курить - лица, которые не курили последние 6 месяцев и более. У всех курильщиков рассчитывали индекс курящего человека (ИКЧ) по формуле: ИКЧ = (число сигарет, выкуриваемых в день) х 12.0ценка анамнеза курящего человека рассчитывали по формуле: Количество, пачки/лет = общее количество выкуриваемых сигарет в день х число лет курения / 20.

ИКЧ у больных с ХОБЛ I ст. составил 228 ± 16,0, у больных с ХОБЛ Пет. - 292 ±14,3. Стаж курения (п/лет) у пациентов первой группы составил 29,6 ± 6,7, у пациентов второй группы - 31,4 ± 7,2 (р>0,05).

Электрокардиографическое исследование (ЭКГ) проводилось на 3- х канальном электрокардиографе CARDIOVITAL - 1 (SCHILLER, Австрия) в состоянии покоя, после 20 минутного отдыха пациента. Регистрировали 12 отведений по общепринятой методике.

Выраженных изменений при клиническом исследовании сердечно - сосудистой системы у больных ХОБЛ мы не обнаружили. В первой группе у 2 больных диагностировали синусовую тахикардию и у одного больного предсердную экстрасистолию. На ЭКГ у 18 больных этой группы обнаружили признаки, свидетельствующие об изменении сердца: отклонение электрической оси вправо у 6 больных (22%), р - pulmonale у 4 больных - (14,8%), Р в aVL отрицательный у 5 (16,8) больных, выраженный S в V5 и V6- у 5 больных (16,8%), неполная блокада правой ножки пучка Гиса - у 3 больных (11,1%) и гипертрофия правого желудочка - у 2 больных (7,1%).

Во второй группе больных с ХОБЛ II ст. при клиническом исследовании у 7 пациентов (14,1%) обнаружили синусовую и суправентрику-

лярную тахикардию и у 5 (10,2%) - экстрасистолию. На ЭКГ у 36 больных обнаружили признаки, свидетельствующие об изменении сердца, обусловленные ХОБЛ: отклонение электрической оси сердца вправо у 14 больных (28,6%), р - pulmonale у 16 больных (32,6%), Р в aVL отрицательный у 12 больных (24,5%), электрическая ось типа SI - Sil - SIII у 5 больных (10,5%), выраженный S в Vs и V6 - у 11 больных (22,5%), неполная блокада правой ножки пучка Гиса - у 6 больных (12,2%), гипертрофию правого желудочка - у 12 больных (24,5%). У больных ИБС выявлены рубцовые изменения на ЭКГ у 12 больных (85,7%), А - V блокада и блокада левой ножки пучка Гиса у 5 больных (35,7%).

Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) проводили на аппарате Micromedical Limited P.O. Box 6, Rochester Kent M E 12 A Z England. Полученные данные сопоставили с должными величинами , рассчитанными по формулам Европейского Сообщества Стали и Угля (ЕССУ), 1993. Анализировали следующие показатели: жизненная емкость легких (ЖЕЛ), форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), индекс Тиффно (TIFN), пиковая скорость выдоха (PEF), мгновенная максимальная скорость выдоха на уровне 75%, 50% и 25% ФЖЕЛ (MEF75, MEF50, MEF25).

Биомеханику малого круга кровообращения исследовали с помощью автоматизированного анализа реограммы легочной артерии (РеоЛА), которую регистрировали на полиграфе "Biomedika" (Италия). На этапе регистрации автоматизация процесса проводилась с помощью пакета прикладных программ "RECORD", позволяющего адаптировать полиграф "OTE Biomedika" к АЦП PCL - 718, подбирать оптимальную частоту дискретизации, проводить поликанальную регистрацию РеоЛА, кривых сопровождения и калибровочного импульса и формировать базу данных на компьютере IBM - 486. Разработан ППП "RHEOVIEW". Выделили диастолу и систолу легочной артерии. Диастола включает фазы: время распространения пульсовой волны (РПВ), быстрый (БП) и медленный (МП) приток, систола: эластический (ЭКО)и мышечный компонент оттока (МКО) и капиллярно - венозный отток (КВО). В каждую фазу рассчитывали длительность в секундах, величины скорости (Ом/сек) и силы (Ом/сек2).

Эхокардиографическое исследование (ЭхоКГ) проводили на аппаратах ACUSON 128 ХР/10 и SHIMADZU SDU-500 в в М В - и D-режимах. Легочную артерию визуализировали из левой парастерналь-ной позиции. Определяли максимальную (PV) и среднюю скорости потока (Vc), максимальный (GMax), и средний (Gcp) градиент давления, интеграл скорости кровотока (TD), время ускорения кровотока (AT),

время изгнания из правого желудочка (ET), среднее давление в легочной артерии (DJIA ) рассчитывали по формуле Kitabatake et al. (1983): lg ( DJIAcp)= - 2.8*PAT/ET+2,4.

Анализировали морфометрические параметры левых отделов сердца: конечно - систолический размер (КСР) и конечно - диастолический размер (КДР) и объемы (КСО и КДО), толщину межжелудочковой перегородки (МЖП) и задний стенки левого желудочка (3CJDK), процент укорочения диаметра (переднезаднего) левого желудочка (%DS) и др.

Центральную гемодинамику анализировали по следующим показателям: конечно - систолический объем (КСО) и конечно - диастолический объем (КДО), ударный (УО) и минутный (МО) объемы, ударный (УИ) и систолический (СИ) индексы фракции выброса (ФВ). Диастолическую функцию левого желудочка анализировали по следующим показателям: максимальные и средние скорости кровотока в раннее (VE и VEcp) и позднее (VA и VAcp) наполнение, их отношение (VE/VA), максимальные и средние градиенты давления в фазы быстрого наполнения (Gmax и Gc БН) и систолу левого предсердия (G и Gcp СП), интегралы скорости раннего (Е) и позднего (А) наполнения и их отношения (E/A), конечное диастолическое давление (КДД) по формуле Stork Т.А. et al. (1983).

Полученный в результате исследований материал обработан с определением для каждого показателя средней величины (М), среднеквадратичного отклонения и ошибки средней величины (ш). Значения представлены в виде М±ш. При сравнении данных определялась достоверность результата по параметрическому критерию Стьюдента.

Обработка результатов осуществлялась в среде пакета статистических программ "Statistika" фирмы "StatSoft" (США).

Результаты исследования и их обсуждения.

Характеристики функции внешнего дыхания.

Статические и динамические дыхательные объемы были изучены у 22 больных ХОБЛI ст., у 49 больных ХОБЛII ст., у 14 больных ИБС, и 21 здорового. Установлены выраженные изменения статических объемов (табл. 1). Показатель FVC (л) у больных ХОБЛ I ст. уменьшился в среднем на 1,68 л (р < 0,01), у больных ХОБЛ II ст. - на 2,23 л (р < 0,001). У больных ИБС FVC уменьшился в среднем на 1,48 л (р < 0,05), но это уменьшение было менее выраженным (р > 0,05) чем у больных обеих групп. Аналогичные изменения были обнаружены при анализе показателей FEV! и TIFN. Но достоверного различия между группами больных ХОБЛ I и II ст. мы не обнаружили. Полученные данные, свидетельствуют о диффузном сужении бронхов в результате

отека слизистой, скопления вязкого секрета и ремоделирования бронхиальной стенки. Процентное отношение изученных показателей у больных ХОБЛ I ст. соответствует градации по Р.Ф. Клементу умеренных нарушений (74 - 55%), а у больных ХОБЛ II ст. - градации значительных нарушений (69 - 50%). У здоровых и больных ИБС процентное отношение соответствует градации нормы.

Динамические объемы ФВД имеют некоторое отличие от статических. Абсолютная величина РЕР снижена у обследованных всех групп по сравнению со здоровыми: у больных ХОБЛ 1ст. на 40,3% (р < 0,001), у больных ХОБЛ II ст. на 49,5% (р < 0,001), у больных ИБС на 38,2% (р < 0,001).

Таблица 1.

Показатели статических легочных объемов.

Показа- Здоровые ХОБЛ I ХОБЛ II ИБС Достоверность

тели Р, Р2 Рз Р< р -Р 2 1 Р -Р 3 1 Р -Р 3 2 P -P 4 1

ИУСл 4,44±0,27 2,76±0,4 2,21 ±0,23 2,96±0,12 S S nS nS

FVC % 103,1±12,1 70,2±3,4 68,4 ± 6,9 110 ±2,46 S S nS nS

FEV, л/с 3,47 ± 0,63 1,96±0,3 1,72 ±0,4 2,58 ± 0,2 S S nS nS

FEV, % 102,2±12,1 64,2±9,3 54,4 ±7,1 108,1±12,2 S S nS nS

TIFN % 102,4 ±7,3 84,2±3,3 72,2 ± 4,3 106,1 ±16,2 nS nS S nS

Примечание: 8 - статистические значимые (р < 0,01), п8 - недостоверные (р >0,01) различия при сравнении групп обследованных.

Но у больных ХОБЛ обеих групп достоверного различия снижения мы не установили. Аналогичные данные имеют место и при анализе относительных величин РЕР%. Снижения РЕИ у больных ХОБЛ свидетельствует о некотором сужении дыхательных путей до долевых бронхов. Снижения РЕ!7 у больных ИБС, но меньшее, чем у больных ХОБЛ может свидетельствовать об ослаблении у них усилия, создаваемого при форсированном выдохе.

Показатели МЕР?5л/с и МЕР75% снижены у больных ИБС и ХОБЛ обеих стадий. При достоверном снижении этого показателя у обследованных всех групп по сравнению со здоровыми между ними достоверной разницы не было.

Иные данные получены при анализе величин МЕР50, которые мало зависят от усилия. У больных ХОБЛ I ст. этот показатель снизился на 38% (р < 0,01), а у больных ХОБЛ II ст. - на 68% (р < 0, 001). Средние абсолютные величины МЕР25 мало информативны. Относительные величины МЕР25% более показательны. У больных ХОБЛ I ст. МЕР25%

снизился на 32,4% и у больных ХОБЛ II ст.на 51,3% (р < 0,01). Корреляционный анализ клинических проявлений и данных ЭКГ показал минимальную корреляцию (г = 0,32) между этими параметрами.

Таблица 2.

Показатели динамических легочных объемов.

Показатели Здоровые Р, ХОБЛ I Р2 ХОБЛ II Рз ИБС Р< Достоверность

р -Р 2 1 1 Р -Р 3 1 1 Р -Р 3*2 Р -Р 4 1 1

РЕИл/с 7,2±0,56 4,31 ±0,4 3,64±0,5 4,9±0,07 Б Б пБ Б

РЕР% 88,3±3,3 69,2±4,6 56,2±1,7 71,3±2,9 Б Б пБ Б

МЕР 75л/с 6,7±0,8 3,43±0,2 2,65±0,6 5,3 ± 1,2 Б Б пБ Б

мер75% 94,3±12,1 58,2±3,2 46,4±0,4 82,3±4,6 Б Б Б пБ

МЕР51)л/с 4,2 ± 0,7 3,2 ± 0,7 2,1 ±0,6 3,47±0,09 Б Б Б пБ

мер50% 93,6±18,0 48,4±2,1 30,4±2,2 90,2±21,2 Б Б Б пБ

МЕР25л/с 2,12 ±0,4 1,3 ±0,3 0,72 ± 0,2 1,92 ±0,9 пБ Б пБ пБ

МЕР25% 93,6±19,1 61,2±5,6 36,3±10,4 96,6 ± 4,2 пБ Б Б пБ

Примечание: Б - статистические значимые (р < 0,01), пБ - недостоверные

(р >0,01) различия при сравнении групп обследованных.

Мы предполагаем, что выявленные изменения ФВД у больных ХОБЛ обусловлены воспалительными изменениями бронхиального дерева и развивающейся эмфиземой легких.

Биомеханика малого круга кровообращения была изучена с помощью автоматизированного анализа легочной артерии (РеоЛА). По аналогии с сердечным циклом выделяем систолу и диастолу легочной артерии. Систола включает фазы эластического компонента оттока (ЭКО), мышечного компонента оттока (МКО) и каппилярно - венозного оттока (КВО). Диастола состоит из фаз: время распространения пульсовой волны (РПВ), быстрого (БП) и медленного притока (МП).

Фаза ЭКО обусловлена сокращением эластических структур ЛА и ее разветвлений, растянутых ударным объемом правого желудочка. Длительность этой фазы достоверно была увеличена только у больных ХОБЛ II ст. (13,3%, р < 0,01), но одновременно уменьшился показатель скорости (-17,9%, р < 0,01). Но эти нарушения компенсируются увеличением силы (+ 26,5%, р < 0,01) следовательно, в фазу ЭКО отсутствуют проявления декомпенсации малого круга.

Фаза МКО связана с сокращением мышечных волокон ЛА и ее разветвлений, увеличивающими кровенаполнение легких. У больных всех групп произошло достоверное увеличение длительности

12

фазы и уменьшение показателей скорости и силы. Например, показатель силы у больных ХОБЛ II ст. составил 0,07 ± 0,005 ом/с2 (норма 0,14 ± 0,02 ом/с2) (р < 0,01). Полученные данные свидетельствуют о снижении сократительной способности мышечных волокон ЛА и ее разветвлений у больных ХОБЛ обеих стадий.

300 200 100

0 "И

и Здоровые и ХОБЛ I ст.

ХОБЛ II ст. U ИБС

Длительность, MC

ОД 0

bä Здоровые ш ХОБЛ 1ст.

ХОБЛ Ист. ¡а ИБС

Рис. 1. Изменения количественных показателей в фазу КВО у обследованных пациентов.

Сила, ом/с

В фазу КВО продолжается отток крови из малого круга в левое предсердие. Диастолическое присасывающее действие ЛЖ обеспечивает перемещение крови в фазу КВО. Кровь из капилляров аэрогемического барьера оттекает через посткапилляры, венулы и вены, богатые сетью ретикулярных и эластических волокон, вплетающихся в стенки альвеол. Поэтому ток крови зависит только от систолы легочной артерии, но и от дыхательных движений.

У больных всех групп количественные показатели фазы КВО достоверно меньше таковых показателей здоровых (рис.1). Мы предполагаем, что выявленные изменения, главным образом у больных ХОБЛ II ст., обусловлено глубокими изменениями легочной ткани: истончение стенок альвеол, образование плохо вентилируемых полостей, повышение сосудистого сопротивления.

Биомеханика диастолы ЛА зависит от систолы правого желудочка, состояние ЛА и ее разветвлений и периферического сопротивления легочных сосудов, которое в свою очередь определяется структурными изменениями легочной ткани и бронхов.

В фазу РПВ выявлено достоверное ее укорочение по сравнению со здоровыми (у больных ХОБЛ I ст. на 12,7%, р < 0,01; у больных ХОБЛ II ст. на 17,2%, р < 0,01; у больных ИБС на 8,2% р < 0,01). У больных ХОБЛ II ст. это уменьшение было более выраженным, но достоверного различия мы не выявили. При анализе параметров биомеханики ЛА в фазу РПВ мы выявили максимальное увеличение показателей скорости у больных ИБС (+ 43,5%, р < 0,01), что может быть проявлением компенсации ХСН I ст. у больных ИБС. У больных ХОБЛ II ст. показатель скорости уменьшился по сравнению со здоровыми на 19,4% (р < 0,01) и с больными ХОБЛ I ст. на 32,4% (р < 0,01).

В фазу БП, отражающую главным образом функцию правого желудочка в фазу максимального изгнания, произошло выраженное ее укорочение: у больных ХОБЛ I ст. по сравнению со здоро-

выми на 13,1% (р < 0,01) и у больных ХОБЛ II ст. - на 19,1% (р < 0,01 по сравнению со здоровыми и р < 0,01 - с больными ХОБЛ I ст.). Одновременно уменьшился показатель скорости до 3,36 ± 0,12 ом/с (р < 0,01) у больных ХОБЛ I ст. и до 3,21 ± 0,08 ом/с (р < 0,01) у больных ХОБЛ II ст. Показатель силы уменьшился только у больных ХОБЛ II ст. до 0,121 ± 0,02 ом/с2 (нормы 0,138 ± 0,01 ом/с2, р < 0,01). Полученные данные свидетельствуют о большем нарушении сократительной способности миокарда у больных ХОБЛ, чем у больных ИБС.

Эти данные подтверждаются количественными показателями фазы МП. У больных ХОБЛ II ст. длительность фазы увеличилась до 96,4 ±2,1 мс (норма 79,9 ± 1,8 мс, р < 0,01), показатель скорости снизился до 2,23 ± 0,03 ом/с (норма 2.41 ± 0,04 ом/с, р < 0,01), и показатель силы уменьшился до 0,09 ± 0,01 ом/с2 (норма 0,13 ± 0,01 ом/с2, р < 0,01).

Наши данные совпадают с данными многих авторов (Енисее-ва Е.С., Сизых Т.П., 1968; Соболев В.А., 2002; Larrazet F. et al., 1997 и др.) об изменении функции правого желудочка у больных ХОБЛ. Два фактора определяют это нарушение. Первое - хроническое воспаление бронхиального дерева, развивающаяся эмфизема легких и изменение легочного сопротивления. Второе - нарушение контрактильной функции миокарда правого желудочка и повышение постнагрузки.

Показатели кровотока в легочной артерии обследованных пациентов.

Состояние гемодинамики в ЛА изучили с помощью ЭхоКГ в импульсном доплеровском режиме и методом Kitabatake L.A.et al. (1983). Максимальная скорость потока у больных ХОБЛ I ст. достоверно была больше, чем у здоровых и больных ИБС, у которых она была одинаковой (рис.2).

в 'Здоровые Я ХОБЛ 1н ХОБЛ Пи в ИБС

интеграл скорости, см

25 20 15 10 5 О

Рис. 2. Показатели гемодинамики в ЛА у обследованных.

Интеграл скорости кровотока в ЛА, отражающий суммарную величину скорости был минимальным у здоровых (рис.2).У больных всех групп он превысил норму. Максимальную величину мы зарегистриро-

вали у больных ХОБЛ II ст. (17,1 ± 0,06 см, норма 13,3 ± 0,19, р < 0,01).

Основным показателем потока крови в ЛА является среднее давление. По нашим данным, у больных ХОБЛ I ст. было выявлено достоверное повышение давления по сравнению со здоровыми на 42.1% (р < 0,01) и у больных ХОБЛ II ст - на 53,1% (р < 0,01). У больных ИБС среднее давление в ЛА превысило давление у здоровых, но оно не достигло величин у больных ХОБЛ. У больных ХОБЛ установлено так же повышение Стах и Сср. Полученные данные подтверждают нарушения биомеханики ЛА и свидетельствуют об умеренной легочной гипертензии.

Морфометрические изменения левого желудочка у больных ХОБЛ.

Дисфункцию миокарда и выявление основных ее причин мы изучили с помощью ЭхоКГ в М - режиме, двухмерной ЭхоКГ и допплеро-графии. У больных ХОБЛ I ст. только один показатель - средняя скорость укорочения волокон миокарда ЛЖ - достоверно уменьшилась до 1,37 ± 0,03 окр./с (норма 1,53 ± 0,04 окр./с), что свидетельствует о некотором нарушении сократительной способности циркулярного мышечного слоя. У больных ХОБЛ II ст. мы обнаружили достоверное увеличение КДР (54,2 ± 1,3 мм, норма 51,2 ± 0,56, р < 0,01) и ИКДР (27,2 ± 0,7, норма 24,7 ± 0,3, р < 0,01); уменьшение УсГ (окр/с) (р< 0,01) и увеличение левого предсердия. У больных ИБС выявлены те же изменения, но в большей степени.

Показатели центральной гемодинамики у больных ХОБЛ I ст. были в пределах нормы, за исключением ФВ, и ИММ. ФВ уменьшилась на 6,7% (р < 0,01), ИММ увеличился 13,2 г/м2 (р < 0,01). У больных ХОБЛ II ст. большинство показателей, за исключением УО и УИ, достоверно изменялись. Так КДО увеличился до 139,7 ± 3,3мл (нормы 126,5 ± 5,4 мл, р < 0,01), КСО - до 43,3 ± 1,2мл (норма 40,2 ± 0,06 мл, р < 0,01), УО - до 94,3 ± 1,6мл (норма 84,3 ±2,7 мл, р < 0,01), ФВ уменьшилась на 10,2% (р <0,01). Параллельно произошло увеличение массы и индекса массы миокарда. Однако обнаруженные изменения не достигли параметров больных ИБС, у которых процесс ремодели-рования детально изучен. Например, КДО у больных ИБС равен 150,2 ± 3,1 мл, у больных ХОБЛ II ст. - 139,3 мл (р < 0,01); ФВ у больных ИБС равна 52,2 ± 2,3%, у больных ХОБЛ II ст. 57,2 ± 1,3% (р < 0,01).

Диастола сердца описывается абсолютным большинством авторов как активное расслабление. Но мы придерживаемся другой точки зре-

17

ния, по которой активное состояние диастолы желудочков объясняется сокращением субэпи - и субэндокардиальных слоев миокарда.

По нашим данным, у больных ХОБЛ I ст. скорость раннего диа-столического заполнения нормальная, у больных же ХОБЛ II ст. эта скорость достоверно уменьшилась. При сокращении предсердий показатель скорости увеличился на 8,2% (р < 0,01), что привело к уменьшению показателя VE/VA на 9,1% (р < 0,01) у больных ХОБЛ I ст. и на 14,1% (р < 0,01) у больных ХОБЛ Нет. Аналогично изменяются градиенты максимального и среднего давления быстрого наполнения у больных ХОБЛ. Как компенсаторную реакцию мы рассматриваем усиление сокращения предсердий, проявляющиеся увеличением показателей VA, Gmax и Gc[). Таким образом, у больных ХОБЛ имеются признаки диастолической дисфункции.

Проведение исследования функции внешнего дыхания, биомеханики малого круга и сердца позволили разработать систему дифференциальной диагностики стадий ХОБЛ, теоретической основой которой явилось теорема Байесса, примененная в медицине Е.В. Гублером (1978). Система представляется логарифмом отношений вероятностей двух симптомов, названным диагностическим коэффициентом (ДК). Процесс отношения конкретного пациента к соответствующей группе состоит в вычислении параметров функции внешнего дыхания, параметров биомеханики малого круга и миокарда, расчете и накоплении суммы ДК с положительными и отрицательными знаками. По абсолютной сумме ДК определяют стадию ХОБЛ.

Таким образом, состояние больных ХОБЛ определяется не только нарушением ФВД, которые максимальны у больных ХОБЛ, но и существенными нарушениями функции ПЖ, малого круга и ЛЖ. Наши данные подтверждают мнение T.F.Guasp и В.Н.Фатенкова об анатомическом и функциональном единстве миокарда желудочков. При легочном сердце на фоне ХОБЛ начальных стадий идет одновременный процесс в обоих желудочках с параллельным нарушением биомеханики ЛА. По нашим данным, гемодинамические нарушения при ХОБЛ развиваются раньше, чем ФВД, и обусловлены они нарушением гемодинамики, формирующемися при хроническом бронхите и эмфиземе легких. Это имеет значение в познании патогенеза поражения сердечно - сосудистой системы, выработке диагностических критериев и разработке тактики лечения.

18

выводы.

1. Клинические симптомы, оцениваемые в баллах по шкале Борга, изменения функции внешнего дыхания (достоверные снижения параметров функции внешнего дыхания: FVC, до 68,4 %, FEV! до 1,72 л/с и 54,4 %,индекса Тиффно до 72,2 %, PEF до 3,64 л/с и до 56,2 % и др.); данные ЭКГ (отклонение электрической оси сердца вправо, р - pulmonale, неполная блокада правой ножки пучка Гиса, гипертрофия правого желудочка), позволяют дифференцировать стадии ХОБЛ.

2. У больных ХОБЛ в систолические фазы эластического и мышечного компонента оттока цикла легочной артерии достоверно снижаются параметры скорости до 0,4 - 1,2 (ом/с), силы до 0,05 (ом/с2).и увеличивается длительность до 230,2 ± 7,1 (мс) и диа-столические фазы быстрого и медленного притока уменьшается длительность до 106,3(мс), скорость до 2,23 ± 0,03 (ом/с), и сила до 0,09 ± 0,01 (ом/с2) свидетельствующие о гиподинамии малого круга кровообращения.

3. Параметры кровотока в легочной артерии имеют разнонаправленный характер: у больных ХОБЛ I ст. увеличиваются максимальная и средняя скорости, интеграл скорости и давления в легочной артерии; у больных ХОБЛ II ст. уменьшаются максимальная и средняя скорости, время ускорения кровотока, увеличиваются интеграл скорости и давления в легочной артерии. У больных ИБС повышаются интеграл скорости и давления в легочной артерии, но меньше чем у больных ХОБЛ (р < 0,01 по сравнению с больными ХОБЛ).

4. У больных ХОБЛ выявлены изменения морфометрических показателей левого желудочка, увеличение конечно - диастолического размера до 54,2 мм и размера левого предсердия до 39 мм, показателей систолической функции (уменьшение фракции выброса до 57,2%, увеличение конечно — диастолического объема до 139 мл) и диастолической (снижение показателей скорости в фазу быстрого наполнения до 0,52 ±0,006 м/с и гиперфункция левого предсердия до 0,40 ± 0,01 м/с).

5. Количественные параметры биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики являются основой разработанной системы автоматизированной дифференциальной диагностики ранних стадий ХОБЛ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. При профилактическом обследовании больных с хронической об-структивной болезнью легких необходимо изучение биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики с помощью компьютерного анализа кардиосигналов и ЭхоКГ.

2. Определение количественных показателей функции малого круга кровообращения, легочной артерии и центральной гемодинамики должно использоваться при оценке функционального состояния сердечно - сосудистой системы и дифференциальной диагностике стадий у больных ХОБЛ.

3. Разработанная система автоматизированной диагностики стадий ХОБЛ характеризуется простотой, воспроизводимостью и может быть использована в пульмонологических и терапевтических отделениях больниц и поликлиник для диагностики начальных стадий ХОБЛ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Фатенкова, Е.С. Компьютерный анализ гемодинамики малого круга по данным реографии легкого /Е.С. Фатенкова, О.В. Фатенков// Научные труды X международного конгресса «Здоровье и образования в XXI веке» «Инновационные технологии в медицине» 9-12 декабря 2009г., РУДН, г. Москва. - С. 1131 - 1133.

2. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии /Е.С. Фатенкова//Аспирантский вестник. - 2010. - № 3 - 4. - С.84 - 88.

3. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии заболевания/Е.С. Фатенкова// Материалы докладов Всероссийской конференции дипломированных специалистов «Молодые ученые - медицине». - 2010. - С.95 - 97.

4. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии /Е.С. Фатенкова// Кардиология ПФО возможности и перспективы. - Самара. - 2010. - С.290 - 291.

5. Фатенкова, Е.С. Кровоток и биомеханика легочной артерии у больных ХОБЛ I и II стадии /Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыд-кин// Вестник РУДН. - 2010. - №3. - С.133 - 138.

6. Фатенкова, Е.С. Функциональное состояние малого круга кро-

20

вообращения у больных хронической обструктивной болезнью легких /Е.С. Фатенкова// Непрерывное профессиональное образование - залог повышения качества медицинской помощи в первичном звене. - Самара. - 2010г. - С. 116 - 119.

7. Фатенкова, Е.С. Функциональное состояние малого круга кровообращения у больных ХОБЛ / Е.С. Фатенкова, И.Л. Да-выдкин// Медицинский альманах. - 2011г. - №3. - С.116 -119.

8. Фатенкова, Е.С. Изменение функции внешнего дыхания и малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии / Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин, О.В. Фатенков// XXI Национальный Конгресс по болезням органов дыхания. - г. Уфа. - 2011г. - С.376 - 377.

9. Фатенков, О.В. Биомеханика артерий мышечно - эластического типов при хронической сердечной недостаточности /О.В. Фатенков, Е.С. Фатенкова// VI Конгресс Сердечная недостаточность. - г. Москва. - 2011 г. - С.63 - 64.

10. Фатенкова, Е.С. Способ оценки нарушений гемодинамики в малом круге кровообращения у больных ХОБЛ путем автоматического анализа реографии легочной артерии /Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин// Удостоверение на рационализаторское предложение № 188 от 16.12 2011г., выдано ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоц-развития России.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

БН - быстрое наполнение

БП - быстрый приток

ВЖД - внутрижелудочковое давление

ВПК - внутрижелудочковое перемещение крови

ДЛА - давление в легочной артерии

ДД - диастолическая дисфункция

ДП - диастола левого предсердия

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИКЧ - индекс курящего человека

ИММ - индекс массы миокарда

КВО - капиллярно-венозный отток

КДД - конечное диастолическое давление

КДО - конечно-диастолический объем левого желудочка (мл) КДР - конечно-диастолический размер левого желудочка (мм) КИ - кумулятивный индекс

КСО - конечно-систолический объем левого желудочка (мл)

КСР - конечно-систолический размер левого желудочка (мм)

ЛА - легочная артерия

ЛЖ - левый желудочек (мм)

ЛП - левое предсердие (мм)

МКО - мышечный компонент оттока

ММ - масса миокарда (г)

МО - минутный объем

МП - медленный (сердечный) приток

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов

ОФВ] - объем форсированного выдоха за 1 сек.

ПЖ - правый желудочек

ПК - постинфарктный кардиосклероз

ППП - пакет прикладных программы

РеоЛА - реография легочной артерии

РПВ - распространение пульсовой волны

СИ - систолический индекс

ССН - стабильная стенокардия напряжения

СП - систола предсердий

ТМДП - трансмитральный диастолический поток УО - ударный (систолический) объем ФВ - фракция выброса

ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких

ФК - функциональный класс

ХЛС - хроническое легочное сердце

ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких

ХСН - хроническая сердечно-сосудистая недостаточность

ЭОС - электрическая ось сердца

ЭхоКГ - эхокардиография

А - максимальная скорость трансмитрального потока во время СП (м/с)

AT - время ускорения кровотока (мс)

AV - максимальная скорость в фазу систолы правого предсердия (м/с)

FEV,-см. ОФВ, FVC - см. ФЖЕЛ

G - максимальный градиент давления (мм рт.ст.)

Gcp - средний градиент давления (мм рт.ст.)

Е - максимальная скорость трансмитрального потока в период

раннего наполнения левого желудочка (м/с)

E/A - соотношение максимальных скоростей трансмитрального

потока

ET - время изгнания из правого желудочка (мс)

MEF75 - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 75%

ФЖЕЛ

MEF^ - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 50% ФЖЕЛ

MEF25 - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 25% ФЖЕЛ

% DS - процент укорочения диаметра (переднезаднего) левого желудочка

PEF - пиковая или максимальная скорость форсированного выдоха

PV - максимальная скорость потока (м/с) RV - максимальная скорость в фазу БН (м/с) RV/AV - отношение максимальных скоростей (отн. Ед) Vcp - средняя скорость потока (м/с)

V f - средняя скорость укорочения волокон миокарда ЛЖ (окр./с) VA/AV - отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом предсердии (отн. Ед)

VE/VR - отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом желудочке (отн. Ед)

12 -20 И

¿1-

Подписано в печать 12.01.2012 г. Формат 60x80/16. Объем 1,5 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Бумага офсетная. Печать оперативная.

Отпечатано в типографии ООО «ЦПР». 443013, г. Самара, Московское шоссе, 3. Тел. (846) 276-85-92, 276-85-72.

2010281846