Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему:Тредмил-тест с доплерэхокардиографией и газовым анализом в диагностике нарушений центральной гемодинамики у больных с ишемической болезнью сердца

Актуальность проблемы.

В настоящее время в кардиологии существует три типа неинвазивных тестов с физическими нагрузками. Это рутинный электрокардиографический нагрузочный тест, кардио-пульмональный тест с газовым анализом и стресс-эхокардиография (Аронов Д.М., Лупанов В.П., 2002; Кудряшев В.Э., Иванов С.В. 2000; Седов В.П. и соавт., 2000; Roberts S.O., 1997; Jones N.L. 1997; Wasserman К., 1999).

Электрокардиографический нагрузочный тест позволяет диагностировать ишемию миокарда и оценивать тяжесть коронарной недостаточности с чувствительностью и специфичностью от 60 до 90%. При этом существует ряд объективных обстоятельств, значительно снижающих диагностические возможности этих тестов. Оценка гемодинамики в этих тестах принципиально невозможна.

Кардио-пульмональный нагрузочный тест дает возможность наиболее точно оценивать уровень нагрузки по потреблению кислорода, оценивать аэробно-анаэробный переход энергобеспечения работающих мышц, выявлять и оценивать выраженные степени нарушения насосной функции сердца, выявлять тяжелую легочную гипертензию. Наибольшая эффективность такого типа нагрузочного теста достигается у больных пороками сердца (Кудряшев В.Э. с соавт., 2000). В тоже время при ишемической болезни сердца, когда наблюдается не столь выраженное развитие патологических изменений гемодинамики при физической нагрузке, по сравнению с пороками сердца, многие газоаналитические критерии имеют невысокие диагностические возможности.

Стресс-эхокардиография с физической нагрузкой в настоящее время широко используется в диагностике ишемической болезни сердца. Основной целью таких тестов является оценка характера ишемических нарушений сегментарной сократимости (систолической функции) левого желудочка, что имеет большое практическое значение. Доказана высокая чувствительность и специфичность стресс-эхокардиографии, диагностическая точность которой не уступает радиоизотопным методам диагностики и превышает обычные нагрузочные ЭКГ-тесты (Armstrong W.F. 1987, 1997; Ryan Т. 1988, Marwik Т.Н., 1992, Седов В.П. и соавт., 2000).

В последние годы множество работ отечественных и зарубежных авторов было посвящено изучению возможности применения допплеровского исследования кровотока при проведении стресс-эхокардиографии для оценки внутрисердечной гемодинамики (Бащинский С.Е. 1991, Хананашвили Е.М. 1999, Ахмедярова Н.К. 2000, Edner М. 1998, Urek R. 2001, Bajraktari G. 2003). В этих работах изучалась диастолическая функция левого желудочка и скоростные показатели выброса из левого желудочка при развитии ишемии миокарда. Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о том, что нарушение диастолической функции является наиболее ранним проявлением ишемии миокарда и применение допплеровского исследования трансмитрального кровотока повышает диагностическую точность стресс-эхокардиографии (Бащинский С.Е. 1991, Gibson D. 1987; Marwik Т.Н., 1994). Наоборот, допплерографическое исследование аортального кровотока хотя и выявляет нарушения общей сократительной функции желудочка при стресс-индуцированной ишемии, не является чувствительным в диагностике ишемии (Harrison M.N. 1987).

Чаще всего в качестве стресс-агента используются различные фармакологическое пробы (добутамин, дипиридамол), а также чреспищеводная электростимуляция. Это вносит значительную сложность в определение истинных значений пороговых уровней гемодинамической нагрузки на сердце, при которых развивается ишемия и последующие нарушения диастолической и систолической функции. Использование тестов с физической нагрузкой позволяет более точно оценивать как пороговые критерии ишемии, так и изменения внутрисердечной гемодинамики при нарушении насосной функции сердца и адаптировать результаты теста к повседневной физической активности.

Проблемы нарушения насосной функции при стресс-индуцированной ишемии были подробно изучены в ряде исследований с использованием инвазивных методов (SullivanM.J., 1992; Hossack K.F., 1987).

В настоящее время малоизученным является вопрос о влиянии ишемии миокарда на процессы расслабления и кровенаполнения левого желудочка, а также на насосную функцию сердца при возрастающей физической нагрузке. Фундаментальные исследования Appleton С.Н., 1988 и Nishimura R.A., 1989 показали возможность использования допплер-эхокардиографии для оценки параметров внутрисердечной гемодинамики. Использование этого метода позволяет заменить инвазивные методы для выявления нарушений диастолической и общей сократительной функции левого желудочка при возрастающей физической нагрузке.

Существует ряд недостатков методик нагрузочных тестов, которые существенно ограничивают их оценочные возможности. Тесты состоят из небольшого количества нагрузочных ступеней. Критическая нагрузка, вызвавшая нарушения, либо не оценивается, либо определяется по мощности внешней нагрузки (ватты, килограммометры и т.д.), а не по потреблению кислорода, являющегося основным результатом функции кровообращения при физической нагрузке. В существующих стресс-эхокардиографических тестах с физической нагрузкой оценка центральной гемодинамики часто отсутствует. Если и производятся измерения гемодинамических параметров, то не непрерывно или не на каждой нагрузочной ступени, и в связи с этим нет однозначных пороговых критериев возникновения нарушений насосной функции сердца и внутрисердечной гемодинамики при возрастающих физических нагрузках.

Все перечисленное выше не позволяет количественно с высокой точностью дифференцировать степени нарушения центральной гемодинамики (от легких до тяжелых степеней), не дает возможности оценить влияния нарушений насосной функции сердца на оксигенацию тканей организма, не дает возможности переноса результатов теста на повседневную бытовую и профессиональную физическую активность, что важно для определения рекомендаций конкретному больному. В связи с этим нами была поставлена цель:

Разработать метод количественной оценки нарушений центральной гемодинамики, основанный на многоступенчатом тредмил-тесте с допплер-эхокардиографией и газовым анализом.

Задачи исследования:

1) Изучить динамику диастолической функции при возрастающих физических нагрузках у здоровых и больных ишемической болезнью сердца.

2) Разработать пороговые критерии ишемии миокарда на основе динамики показателей нарушения диастолической функции левого желудочка в тредмил-тесте

3) Изучить динамику насосной функции сердца в тредмил-тесте при возрастающих физических нагрузках у здоровых и больных ишемической болезнью сердца на основе гемодинамических показателей и газового анализа.

4) Определить клинико-физиологическое значение классических показателей аэробно-анаэробного перехода и кислородного долга для больных с ишемической болезнью сердца.

5) Показать практическую важность разработанного тредмил-теста для оценки больных с ишемической болезнью сердца и разработать практические рекомендации для клинического применения метода.

Научная новизна.

Впервые получены данные о взаимосвязи между динамикой кислородного долга и минутного объема сердца при возрастающей физической нагрузке. Выявлено, что чрезмерный (патологический) кислородный долг возникает при нарушении насосной функции сердца, сопровождающемся ранней стабилизацией минутного объема.

Получены данные о типах нарушения насосной функции левого желудочка у больных ИБС.

Получены данные о непрерывной динамике процессов диастолического наполнения левого желудочка при возрастающей физической нагрузке у здоровых и больных ишемической болезнью сердца. Уровень нагрузки на момент перераспределения пассивного и предсердного кровотоков в диастолу уменьшается с увеличением возраста.

Разработаны пороговые критерии ишемии миокарда левого желудочка основанные на динамике показателей диастолической функции левого желудочка в многоступенчатом тредмил-тесте.

Показано, что переход аэробного обмена в анаэробный у здоровых не зависит от изменений центральной гемодинамики.

Установлено клиническое значение показателей анаэробного порога у больных ИБС. Признаки анаэробного порога, возникшие при малых нагрузках, могут свидетельствовать о развитии легочной гипертензии.

Выявлен феномен двух точек падения давления С02 в конечно-выдыхаемом объеме, свидетельствующем о тяжелом нарушении центральной гемодинамики - раннем возникновении нарушения диастолической функции, легочной гипертензии и падения минутного объема сердца.

Впервые разработаны пороговые критерии диагностики латентной для состояния покоя обструкции выносящего тракта левого желудочка, развивающейся при нагрузке.

Практическая значимость.

Разработанный тредмил-тест позволяет определять уровни нагрузки (в единицах потребления кислорода) при появлении наиболее раннего критерия ишемии миокарда - диастолической дисфункции, возникающей до появления нарушений региональной сократимости и специфических изменений ST-сегмента на электрокардиограмме.

Метод дает возможность оценивать критические уровни нагрузки, при которых ишемия приводит к выраженной диастолической дисфункции и нарушению глобальной сократительной функции левого желудочка, и количественно оценивать степень этих нарушений.

Полученные критерии позволяют более точно интерпретировать и дифференцировать несиецифические изменения на ЭКГ, а также сомнительные результаты оценки кинетики стенок при нагрузке, что повышает диагностическую точность метода стресс-эхокардиографии.

Метод также дает возможность выявлять последствия недостаточности сердечного выброса на метаболизм тканей, дифференцировать физиологический и патологический (гемодинамически зависимый) анаэробные пороги, а также выявлять развивающуюся при нагрузке легочную гипертензию.

Метод позволяет оценивать как здоровых, так и пациентов с различными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, точно переносить результаты теста на бытовую и профессиональную физическую активность.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Тредмил-тест с допплер-эхокардиографией и газовым анализом позволяет диагностировать раннее возникновение ишемии миокарда, непрерывно оценивать динамику наполнения левого желудочка и регионарную сократимость миокарда, оценивать нарушения насосной функции сердца, определять физиологический и патологический анаэробный порог.

2. Ишемия миокарда, развивающаяся при физической нагрузке, приводит к нарушению диастолической функции 1 типа у больных ИБС без рубцовых изменений миокарда, и к нарушению диастолической функции 2 типа у больных с обширными Рубцовыми изменениями, гипертрофией миокарда, митральной недостаточностью.

3. У больных ИБС физическая нагрузка приводит к трем типам нарушения насосной функции сердца: первый тип характеризуется ранней стабилизацией ударного объема, но нормальным возрастанием минутного объема сердца, второй - сменой роста этих показателей на падение ударного и раннюю стабилизацию минутного объемов, третий — возникновением прогрессивного снижения обоих показателей.

4. Появление патологического кислородного долга при физической нагрузке у больных ИБС свидетельствует о возникновении нарушений насосной функции сердца, заключающейся в ранней стабилизации или падении минутного объема сердца.

5. Возникновение газоаналитических признаков анаэробного порога и декомпенсации метаболического ацидоза в диапазоне малых нагрузок до стабилизации или снижения минутного объема крови свидетельствуют о развитии легочной гипертензии.

14

ВЫВОДЫ

1. У больных ИБС с обширными Рубцовыми изменениями, гипертрофией миокарда левого желудочка, митральной недостаточностью ишемия миокарда при физической нагрузке приводит к нарушению диастолической функции 2 типа, а у больных без исходных изменений левого желудочка к нарушению диастолической функции 1 типа.

2. Из всех показателей диастолической функции левого желудочка самым надежным и ранним пороговым критерием ишемии миокарда является перелом динамики нормированного времени изоволюмического расслабления в сторону прогрессивного увеличения.

3. По результатам тредмил-теста выявлено 3 типа нарушений насосной функции сердца при развитии ишемии миокарда. Первый тип характеризуется ранней стабилизацией ударного объема, но нормальным возрастанием минутного объема кровообращения, второй - сменой роста ударного объема на падение и ранней стабилизацией минутного объема кровообращения, третий — сменой роста обоих показателей на прогрессивное снижение. Выраженное нарушение насосной функции связано со степенью исходных нарушений сократимости и протяженностью рубцовых зон.

4. Возникновение патологического кислородного долга, определяемого по моменту резкого увеличения коэффициента восстановления, свидетельствует о возникновении нарушений насосной функции сердца. Определены количественные критерии: прирост значений коэффициента от 0,1 до 0,23 на 1 МЕТ свидетельствует о стабилизации МОК, а свыше 0,24 на 1 МЕТ - о падении МОК.

5. Газоаналитические критерии анаэробного порога и декомпенсации метаболического ацидоза, возникающие в диапазоне нагрузок до 4.0 МЕТ с опережением стабилизации или снижения минутного объема кровообращения свидетельствуют о развитии легочной гипертензии. Два уровня падения давления С02 в конечно-выдыхаемом объеме свидетельствуют о раннем нарушении диастолической функции, возникновении легочной гипертензии и падении минутного объема сердца.

6. Разработанный тредмил-тест позволяет дифференцировать ишемию миокарда и развивающуюся при нагрузке обструкцию выносящего тракта левого желудочка. Применение допплерографии при стресс-ЭХОКГ может значительно снизить вероятность «ложноположительного» результата теста при развитии обструкции ВТЛЖ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для ранней диагностики ишемии миокарда, а также для дифференцирования ишемии и перегрузки левого желудочка, в нагрузочном тесте необходимо использовать динамику нормированного времени изоволюмического расслабления. Характерные изменения скоростей пассивного и предсердного наполнения желудочка могут быть использованы для определения ишемии только в диапазоне малых нагрузок (до 4,0 МЕТ).

2. Допплер-эхокардиографические критерии ишемии миокарда (увеличение IVRT/RR и снижение Е/А) необходимо применять для диагностики ишемии в базальных сегментах задней и боковой стенки левого желудочка - наиболее сложных отделах для электрокардиографической диагностики и эхокардиографической локации.

3. Для выявления больных ИБС с тяжелым нарушением центральной гемодинамики необходимо оценивать динамику концентрации СОг в конечно-выдыхаемом объеме и динамику коэффициента восстановления.

Двухуровневое падение РЕТС02 и резкое увеличение KB свидетельствует о тяжелом нарушении гемодинамики.

4. Выявляемый уровень нагрузки на момент начала резкого возрастания градиента давления в выносящем тракте левого желудочка позволяет давать рекомендации о допустимых бытовых и профессиональных нагрузках.