Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему:Сравнительная оценка трансторакальной и чреспищеводной эхокардиографии при изучении функций коронарных артерий у больных ишемической болезнью сердца

ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России и ФГУ «Всероссийский научно-иследовательский и испытательный институт медицинской техники» Минздрава России

На правах рукописи

04201457318

Сафронов Сергей Николаевич

Сравнительная оценка трансторакальной и чреспищеводной эхокардиографнн при изучении функций коронарных артерий у больных ишемической болезнью сердца

14.01.13

Лучевая диагностика, лучевая терапия диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: Доктор медицинских наук Вартанян К.Ф.

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.......................................................................................5

Глава 1. Обзор литературы. Эхокардиография в диагностике ишемической болезни сердца (обзор литературы)...................................15

1.1. Состояние проблемы, история развития эхокардиографии.......................15

1.2. Современные проблемы ишемической болезни сердца.............................25

1.3. Эхокардиография - современный метод диагностики ИБС.......................32

1.4. Анализ и интерпретация результатов эхокардиографии...........................34

1.5. Методы выявления и оценки жизнеспособности миокарда.......................40

1.6. Сравнительный анализ клинической значимости различных видов эхокардиографии в диагностике ИБС...................................................42

Глава 2. Материал и методы исследования............................................51

2.1. Контингент больных, характеристика клинического материала..................51

2.2. Методы исследования..........................................................................56

2.3. Комплексная чреспищеводная и трансторакальная эхокардиография............67

2.4. Статистический метод исследования....................................................76

Глава 3. Результаты собственных исследований.....................................76

3.1. Клиническая характеристика обследованных больных с ИБС.......................76

3.2. Данные трансторакальной эхокардиографии в раннем послеоперационном периоде у больных ИБС..................................................................81

3.3. Метод стресс-эхокадиографии при диагностике ИБС......................88

3.4. Связь данных, полученных при проведении исследований, с характером поражения коронарных артерий.......................................................97

3.5. Интраоперационные ЧПЭхоКГ показатели левого желудочка

у больных ИБС........................................................................103

3.6. Оценка интраоперационных скоростных параметров и структуры кровотока в полости левого желудочка у больных ИБС...............113

Глава 4. Обсуждение результатов исследования и заключение Выводы.........................................................................

119 142

Практические рекомендации Список использованной литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИИ

АВК атриовентрикулярный канал

АД артериальное давление

АК аортальный клапан

ВОЛЖ выводной отдел левого желудочка

ВЭМ велоэргометрия

ДМЖП дефект межжелудочковой перегородки

ДМПП дефект межпредсердной перегородки

ДПГ допплеркардиография

ИБС ишемическая болезнь сердца

ИС индекс сферичности

КДИ конечно диастолический индекс

КДО конечно-диастолический объем

КСИ конечно-систолический индекс

КСО конечно-систолический объем

ЛЖ левый желудочек

ЛП левое предсердие

МЖП межжелудочковая перегородка

МК митральный клапан

МО минутный объем

МРТ магнитно-резонансная томография

ПЖ правый желудочек

ПП правое предсердие

СС синусовый ритм

ССС сердечно-сосудистая система

ТДЭхоКГ трехмерная динамическая эхокардиография

ТТЭхоКГ трансторакальная эхокардиография

УО ударный объем

ФВ фракция выброса

ФК фиброзное кольцо

ЧПЭхоКГ чреспищеводная эхокардиография

ЧСС частота сердечных сокращений

ЦДК цветное допплеровское картирование

ЭКГ электрокардиограмма

ЭхоКГ эхокардиография

2D двухмерная эхокардиография

3D трехмерная эхокардиография

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

К концу XX и началу XXI столетия проблема профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний является одной из самых актуальных задач современного здравоохранения большинства развитых стран мира, включая и Россию, так как до 40% всех летальных случаев приходится на эту патологию. По данным ряда исследователей более чем в 90% случаев смерть от сердечно-сосудистых заболеваний обусловлена ишемической болезнью сердца (ИБС) и мозговым инсультом. В то же время эксперты ВОЗ обращают внимание на «омоложение» ИБС и увеличение частоты инфарктов миокарда среди мужской популяции населения в возрасте 35-45 лет (Оганов Р.Г., 1994; Беленков Ю.Н. и др., 1999; Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я., 2000).

В этой связи на современном этапе развития медицинской науки вопросы, связанные с профилактикой и лечением сердечно-сосудистых заболеваний, разработкой новейших эффективных методов своевременной и четкой диагностики ИБС, имеют приоритетное значение, весьма актуальны и являются важной медико-социальной проблемой. На сегодняшний день ведется активный поиск более перспективных методов диагностики постишемической дисфункции миокарда и коронарных сосудов при ИБС. Применяется достаточное количество методов, большинство из которых требуют дорогостоящей аппаратуры (магнитно-резонансная томография, позитронно-эмиссионная томография, сцинтиграфические методы и пр.).

Достижения ультразвуковой техники произвели переворот в диагностике заболеваний внутренних органов и открыли широкие перспективы в распознавании заболеваний, ранее недоступных для инвазивных методов исследования. Развитие новых методов визуализации в медицине, направленных на получение изображений, наиболее приближенных к реальному объекту, явились стимулом для разработки и внедрения в медицинскую практику рентгенологических, компьютерной и магнитно-

резонансной томографии, эхокардиографии и других современных методов исследования. Новая технология - эхокардиография (ЭхоКГ) является перспективным методом изучения сократительной функции миокарда. Метод позволяет количественно оценивать амплитуду и скорость движения различных сегментов миокарда и сердечных структур. Недавние научные исследования, основанные на сопоставлении данных ЭхоКГ с гистологическими исследованиями миокарда, свидетельствуют, что миокардиальные скорости отражают структурные изменения в миокарде и коронарных сосудах (выраженность фиброза, плотность стенок сосудов, степень кальциноза и пр.). Метод ЭхоКГ оказался простым, безвредным и высокоинформативным в диагностике различных заболеваний сердца и коронарных сосудов. Более сложной является интерпретация полученных изображений на экране, что зависит от техники и квалификации врача. За несколько десятилетий своего существования ультразвуковая визуализация сердца прошла путь от изображения в одномерной М-модальной развёртке до трёхмерной реконструкции изображения в картезианской системе координат (Бокерия Л. А., 2002; Shan К. et al., 2000г).

Уже ставшее рутинным эхокардиографическое исследование позволило создать так называемую эхокардиографическую анатомию сердца, что позволяет расширить диапазон визуализации, оценить пространственное расположение, конфигурацию, объем и особенности строения различных структур сердца и сосудов. Применение в кардиохирургической клинике метода ЭхоКГ представляет большой интерес, так как дает возможность изучить анатомические особенности клапанной патологии, септальных дефектов, особенности отхождения магистральных сосудов, что определяет, в свою очередь, выбор врачебной тактики лечения как консервативной, так, в особенности, и хирургической.

Стремительный прогресс кардиологии, появление новых технологий и внедрение в кардиохирургическую практику более информативных методов

диагностики побудили к появлению трансторакальной эхокардиографии (ТТЭхоКГ), что позволило значительно четче визуализировать гемодинамику при ишемической болезни серда (ИБС). Одним из основных преимуществ ТТЭхоКГ является, по-видимому, возможность более детального изучения характера поражения сосудистого аппарата сердца, определение степени стеноза и кальциноза сосудов, определение деструктивных изменений со стороны клапанов и других отклонений от нормы со стороны различных элементов сердца. Кроме того, важным обстоятельством является оценка функционально-анатомического состояния коронарных сосудов и клапанного аппарата сердца после проведенных хирургических реконструктивных вмешательств (Бокерия Л.А., Голухова Е.З. и соавт., 2005, 2008; Menzel Т. et al., 1997; Levine R.A. et al., 1999; Nanda N.C. et al., 2001; Pandian KG. et al., 2002; Cheng Т.О. et al., 2004; Roelandt J. et al., 2004; Ge S. et al., 2007). Накоплен сравнительно большой опыт клинического использования ТТЭхоКГ, изучены возможности и ограничения метода, разработаны диагностические алгоритмы для различных видов патологий со стороны сердечно-сосудистой системы, что позволят в определенной степени оптимизировать качество диагностических решений. Определение внутриполостных объемов у больных с асимметричным, ремоделированным ЛЖ является одной из самых перспективных областей применения ТТЭхоКГ. Оценка возможностей метода в вычислении объемов у больных с различными вариантами ремоделирования ЛЖ, сравнительная оценка результатов этого метода с традиционными ультразвуковыми методиками и магнитно-резонансной томографией (МРТ) определяет

информативность и спектр клинического использования ТТЭхоКГ.

Однако в ряде случаев возникают объективные ограничения

использования метода ТТЭхоКГ, в частности, при наличии акустических препятствий на пути ультразвукового луча, локализованных вне сердца -легкие, ребра, подкожная жировая клетчатка, мышечная прослойка. Кроме того, применение датчиков с частотой 2,4-3,5 МГц, ограничивающих разрешающую

способность ультразвуковой диагностики, побудили к поиску новых возможностей для ЭхоКГ. Разработка метода чреспищеводной эхокардиографии (ЧПЭхоКГ), предложенного Peter Hanrat в 1987г., является разновидностью стандартного эхокардиографическош исследования сердца с применением специального эндоскопического датчика, который вводится в пищевод пациента. Отсутствие на пути ультразвукового датчика помех от подкожного жирового слоя, ребер, лёгочной ткани позволяет получать в 100% случаев высококачественные изображения сердца, внутрисердечных структур. Ограничение возможности визуализации для диагностики тромбоза полостей сердца, оценки функции правых отделов сердца при использовании ТТЭхоКГ диктует применение ЧПЭхоКГ, которое имеет большое значение для расчета показателей центральной гемодинамики.

Использование ЧПЭхоКГ мониторинга является обязательным при проведении ряда операций в коронарной хирургии и входит в систему обеспечения интраоперационной безопасности (Khandheria В. К. 1990).

Огромную роль играет ЧПЭхоКГ в оценке количества и определении адекватности сформированных трансмиокардиальных каналов при операциях лазерной реваскуляризации миокарда. Велика роль ЧПЭхоКГ в раннем послеоперационном периоде для мониторинга параметров гемодинамики, выявления ранних послеоперационных осложнений со стороны сердца, включая оценку функций сосудов и клапанов, дисфункцию шунтов и других образований (Бураковский В. И., 1989; Петровский Б. В., 1996; Шевченко Ю. JL, 1998; Бокерия Л. А., Бузиашвили Ю. И. 1999, 2004).

Развитие и широкое внедрение в клиническую практику неинвазивного и безопасного метода допплерэхокардиографии в последние годы резко повысило интерес к изучению различных патологических состояний со стороны сердца, сосудов и внутрисердечной гемодинамики при ИБС (Hoffman A. et al., 1992; Smith G. et al, 1997; Chambers J. et al., 1999).

Однако в раннем послеоперационном периоде, когда больные находятся на искусственной вентиляции легких, диагностика возможных осложнений со

стороны сердца и сосудов при помощи ТТЭхоКГ представляет определённые трудности из-за нечёткой визуализации. И поэтому в определённых случаях специалисты прибегают к использованию ЧПЭхоКГ, которая является частично инвазивной процедурой и требует определённых навыков и умений. Метод ЧПЭхоКГ предоставил новые возможности в визуализации сердца и коронарных сосудов, благодаря отсутствию промежуточных структур и использованию датчиков высокой частоты (5-7 МГц), что позволило получить отличное изображение структур сердца, коронарных сосудов и паракардиальных пространств, труднодоступных для метода ТТЭхоКГ. При изучении дисфункции миокарда и коронарных сосудов, связанной с ишемией/реперфузией при ИБС, представляется перспективным сравнительная оценка методов ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ, что потенциально приведет к выявлению более чувствительных и прогностически оптимальных параметров в оценке патологических проявлений у больных ИБС. Результаты сообщений различных авторов по поводу обсуждаемой проблемы достаточно противоречивы, неясно, какие из описанных методов являются наиболее оптимальными и более перспективными при определенных диагностических ситуациях, развивающихся при синдроме ишемии/реперфузии у больных ИБС. В частности, необходим поиск наиболее современных и перспективных методов диагностики постишемической дисфункции коронарных сосудов и миокарда с достижением четкой визуализации патологически измененных элементов сердца и сосудов. Именно подобные ситуации побудили нас к проведению настоящих исследований, направленных на выявление показаний к проведению ТТЭхоКГ по отношению к ЧПЭхоКГ и их сравнительной эффективности в определенных диагностических ситуациях у больных с ИБС.

Исходя из вышеизложенного, целью настоящего исследования явилось: выбор оптимальной методики, отражающей состояние внутрисердечной гемодинамики и функций коронарных сосудов у больных ИБС при трансторакальной и чреспищеводной эхокардиографии с оценкой наиболее информативных показателей используемых методик в сравнительном плане.

В соответствии с поставленной целью нами были определены следующие задачи исследования:

1. Разработать диагностическую методику оптимальной визуализации при оценке реперфузионных повреждений миокарда и коронарных сосудов у больных ИБС до и после кардиохирургических операций с использованием ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ.

2. Исследовать состояние коронарных сосудов, глобальной и локальной сократимости миокарда у больных ИБС как в покое, так и при нагрузке с использованием добутамина и велоэргометра по результатам эхокардиографии и цветного допплеровского картирования.

3. Определить визуализированные, расчетные и индексированные показатели по результатам трансторакальной и чреспищеводной ЭхоКГ с сравнительным сопоставлением полученных данных.

4. Оценить ограничения и преимущества ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ методов в оценке степени обструкции коронарных сосудов и гемодинамических нарушений у больных ИБС.

5. Провести сравнительный анализ и оценить основные диагностические преимущества применения ЧПЭхоКГ в условиях плохой трансторакальной визуализации коронарных артерий у больных ИБС.

Научная новизна

Впервые на большом клиническом и эхокардиографическом материале проведена корреляционная связь между инвазивным определением состояния коронарных сосудов и исследованием с помощью неинвазивных методов дагностики - ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ.

Разработана оригинальная методика по получению четкой визуализации при исследовании глобальной и локальной сократимости миокарда, состояния коронарных сосудов у больных ИБС как в покое, так и при использовании соответствующих нагрузочных проб в виде добутамина и велоэргометра по результатам эхокардиографии и цветного допплеровского картирования. Впервые при комплексной интраоперационной ЧПЭхоКГ изучены

закономерности скоростных параметров кровотока в полости ЛЖ у больных ИБС до и после операции по АКШ и геометрической реконструкции ЛЖ. Определены визуализированные, расчетные и индексированные показатели по результатам ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ с сравнительным сопоставлением полученных данных.

Проведена оценка в отношении ограничений и преимуществ по проведению диагностических мероприятий с использованием методов ТТЭхоКГ и ЧПЭхоКГ в случаях определенных клинических ситуаций при оценке степени обструкции коронарных сосудов и гемодинамических нарушений у больных ИБС. Определены основные диагностические преимущества применения ЧПЭхоКГ в условиях плохой трансторакальной визуализации коронарных артерий у больных ИБС. Среди пациентов кардиохирургического профиля обоснована и определена ведущая роль ЧПЭхоКГ в ведении больных в раннем послеоперационном периоде при операциях по коррекции обструкций коронарных сосудов.

Практическая значимость работы

Проведенные исследования позволяют расширить существующие представления о роли ЧПЭхоКГ в диагносических мероприятиях по визуализации патологически измененных элементов в условиях плохой транстора�