Неинвазивное ультразвуковое исследование коронарного кровотока во время физической нагрузки у здоровых лиц и пациентов с сердечно-сосудистой патологией: диагностические возможности и прогноз Загатина Анжела Валентиновна

Краткое описание

Загатина Анжела Валентиновна. Неинвазивное ультразвуковое исследование коронарного кровотока во время физической нагрузки у здоровых лиц и пациентов с сердечно-сосудистой патологией: диагностические возможности и прогноз: диссертация ... доктора Медицинских наук: 14.01.05 / Загатина Анжела Валентиновна;[Место защиты: ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации], 2019
Неинвазивное ультразвуковое исследование коронарного кровотока во время физической нагрузки у здоровых лиц и пациентов с сердечно-сосудистой патологией: диагностические возможности и прогноз Загатина Анжела Валентиновна
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
доктор наук Загатина Анжела Валентиновна
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Возможность визуализации и измерения параметров коронарных артерий с помощью ультразвука

1.2. Измерение параметров коронарного кровотока с помощью ультразвука

1.3. Возможность исследования коронарного кровотока во время стресс-эхокардиографии

1.4. Роль измерения коронарного резерва в диагностике ИБС

1.5. Роль оценки коронарного резерва в артериях сердца для определения дальнейшего прогноза пациентов

1.6. Диагностические и прогностические возможности теста с физической

нагрузкой

Глава 2. Материал и методы

2.1. Характеристика пациентов

2.2. Описание методов обследования

Глава 3. Исследование возможности измерения коронарного кровотока

во время тестов с физической нагрузкой

3.1. Оценка возможности измерения параметров коронарного кровотока до физической нагрузки и в период после прекращения нагрузочной пробы

3.2. Оценка возможности измерения параметров коронарного кровотока во время всего стандартного стресс-эхокардиографического теста и на пике физической нагрузки

3.3. Обсуждение

3.4. Воспроизводимость параметров коронарного кровотока

Глава 4. Исследование коронарного кровотока у здоровых лиц во время

физической нагрузки, определение значения нормальных показателей

4.1. Цель и организация исследования

4.2. Материалы и методы

4.3. Результаты

4.4. Обсуждение

Глава 5. Исследование особенностей коронарного кровотока

во время физической нагрузки у пациентов с артериальной гипертензией

5.1. Цель и организация исследования

5.2. Материалы и методы исследования

5.3. Результаты

5.4. Обсуждение

Глава 6. Исследование особенностей коронарного кровотока во

время физической нагрузки у пациентов с сахарным диабетом

6.1. Цель и организация исследования

6.2. Материал и методы

6.3. Результаты

6.4. Обсуждение

Глава 7. Исследование сопоставимости измеренного коронарного резерва с результатами коронарографии при сканировании коронарных артерий на пике физической нагрузки

7.1. Цель и организация исследования

7.2. Материалы и методы

7.3. Результаты

7.4. Обсуждение

Глава 8. Динамика скоростных показателей коронарного кровотока

у различных групп пациентов в течение всех ступеней физической нагрузки

8.1. Цель и организация исследования

8.2. Материал и методы

8.3. Результаты

8.4. Обсуждение

Глава 9. Прогностическая значимость параметров коронарного кровотока, измеренных на пике физической нагрузки в общей популяции пациентов

9.1. Цель исследования

9.2. Материал и методы

9.3. Результаты

9.4. Обсуждение

Глава 10. Прогностическая значимость параметров коронарного кровотока у отдельных групп пациентов

10.1. Прогностическая значимость изменения коронарного кровотока у пациентов с незавершенным нагрузочным тестом

10.2. Прогностическая значимость параметров коронарного кровотока у пациентов, ранее перенесших операции реваскуляризации

10.3. Прогностическая значимость изменения коронарного кровотока у пациентов с низкой толерантностью к физической нагрузке

10.4. Прогностическая значимость изменения коронарного кровотока у

пациентов с перенесенным инфарктом миокарда

Выводы

Практические рекомендации

Список сокращений

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Список литературы

Возможность визуализации и измерения параметров коронарных артерий с помощью ультразвука
Связь ишемической болезни сердца с изменениями анатомии и функции артерий сердца была выявлена еще в прошлых веках. В настоящее время исследование анатомии и параметров коронарного кровотока является неотъемлемой частью диагностики ИБС для определения оптимальной тактики ведения пациента с целью улучшения его прогноза. Как и в 20 веке, в настоящее время инвазивная диагностика является «золотым» стандартом для исследования анатомии сердечных артерий и определения значимых сужений. В последние годы стандартная коронарография в силу серьезных ограничений в определении точности значимых стенозов [76, 143, 244], особенно при пограничных изменениях [245] и определениях степени сужения стенозов ствола левой коронарной артерии [245], дополнилась новыми инвазивными технологиями измерением фракционного резерва [60, 76], оптической когеррентной томографией, внутрисосудистой ультразвуковой оценкой [76]. Однако, инвазивная диагностика является менее доступной, более дорогостоящей, а главное имеющей наибольшее количество осложнений [76], в связи с чем данный вид обследования не может использоваться для рутинных и скрининговых исследований у широкого круга пациентов. Коронарография при хронических формах ИБС в клинической практике, как правило, используется уже после более безопасных неинвазивных методов диагностики.
Таким образом, разработка точных методов неинвазивной диагностики в последние годы является одним из приоритетных направлений в мировой кардиологии. Появились принципиально новые виды визуализации коронарных артерий, определение их анатомических и функциональных изменений. Одним из направлений в диагностике является мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) сосудов сердца. Данный метод позволяет определить не только анатомические, но и функциональные изменения [69]. Действительно, точность определения стенозов данного вида неинвазивного исследования в современных системах может превышать 90% [61, 187]. Тем не менее, применение исследования с радиационным излучением может увеличивать риск онкологических заболеваний [72].
Радионуклидные томографические виды диагностики ИБС одно- и двухфотонные эмиссионные методы много лет используются для выявления изменений функционального состояния коронарных артерий, однако они по точности не лучше ультразвуковых видов диагностики [91, 174] при этом пациент подвергается радиационному излучению, методы дорогостоящие, менее доступны.
Другим разрабатывающимся современным методом для неинвазивного исследования анатомии и функции венечных артерий является магнитно-резонансная томография (МРТ). Данный метод имеет преимущество в отсутствии радиационного излучения, однако точность диагностики в различных исследованиях либо не выше, либо значимо уступает другим методикам, включая ультразвуковые исследования [61, 65, 100], также доступность МРТ меньше, а стоимость значимо выше.
Наиболее доступным и безопасными неинвазивными методами диагностики изменений сосудов сердца на сегодняшний день по-прежнему являются ультразвуковые методы обследования. Широко используется набор функциональных тестов стресс-эхокардиографии, который является одним из основных методов для определения функциональной значимости сужений коронарных артерий [75, 76, 166], когда в качестве критерия значимости используется изменение сократимости миокарда в сегментах, кровоснабжаемых исследуемой артерией. Однако данные методы также не лишены недостатков: отсутствие количественных критериев делает данные тесты более уязвимыми с точки зрения субъективности интерпретации [192]; также точность методов по отношению к инвазивным исследованиям широко варьируется от лаборатории к лаборатории и обычно составляет не более 85% [75]; индивидуальные варианты кровоснабжения и различное распределение кровотока в зависимости от типа коронарного кровоснабжения, перекрестные зоны бассейнов коронарных артерий и т.д. часто делают определение топической диагностики невозможной или затруднительной, что может отражаться на выборе вида реваскуляризации и дальнейшей тактике ведения. Более того, традиционная стресс-эхокардиография, потенциально, может выявлять только функциональное состояние зоны миокарда, кровоснабжаемой той или иной веткой коронарного русла. Информация об изменениях анатомии является косвенной.
В последние годы появилась возможность визуализировать непосредственно артерии сердца и оценивать параметры кровотока в них с помощью ультразвука. Первые публикации о возможности использования трансторакальной эхокардиографии для оценки коронарного кровотока появились в 80-90-х годах XX века [54, 83, 126, 212], часть из них касалась исследований с помощью высокочастотного датчика дистальных сегментов передней межжелудочковой артерии. Работы были сделаны на малых выборках и, как правило, демонстрировали небольшой процент успешной визуализации фрагментов коронарных артерий около 35-50%. Лучшая визуализация с возможностью оценки кровотока традиционно регистрировалась у детей и в популяции молодых взрослых в связи с небольшими размерами грудной клетки и, соответственно, малым расстоянием от датчика до артерии [101].
Развитие ультразвуковых технологий и датчиков позволило значительно улучшить визуализацию и оценку кровотока, в среднем, уже в течение 10 лет. В этот период параллельно развивались две новых методики использование чреспищеводной эхокардиографии для визуализации артерий сердца [6, 7, 123, 256, 271] и контрастирования коронарных артерий [22, 29, 180, 181, 236, 272]. Это значительно увеличило частоту визуализации не только ПМЖА, но и позволило четко видеть и оценивать кровоток в стволе левой коронарной артерии (СЛКА), огибающей (ОА) и задней межжелудочковой артерии (ЗМЖА). Причем успешность визуализации и оценки для ПМЖА была от 88 до 97%. Однако контрастное исследование являлось более дорогим и менее доступным. Чреспищеводная визуализация артерий сердца, помимо технических трудностей, дает возможность визуализировать только малую часть до 1,5 см проксимальных частей коронарных артерий, что вызывало затруднения распространения применения данной методики в практике эхокардиографистов.
Совершенствование ультразвуковых машин в серой шкале и допплерографии в последнее десятилетие, а также применение режима второй гармоники, позволило увеличить доступность и возможность исследования всех трех магистральных коронарных артерий в проксимальных, срединных и дистальных сегментах при помощи серийного мультичастотного трансторакального датчика, который используют при проведении рутинной эхокардиографии [2, 9, 28, 31, 138, 139, 252, 253]. Современные работы, посвященные исследованию артерий сердца с помощью трансторакальной эхокардиографии, показывают возможность визуализации и оценки кровотока в различных артериях сердца в покое у большинства пациентов, при этом наивысшая частота визуализации наблюдается у ПМЖА в дистально-срединных сегментах - с помощью высокочастотного [270], во всех сегментах с помощью серийного мультичастотного датчика до 97% - [2, 9, 28, 138, 139, 164, 247, 252, 253], достигая высоких значений процента успешных случаев даже у отобранной популяции пациентов с ожирением 80-83% [181, 235]. Также последние работы демонстрируют возможность оценки артерий в трехмерном режиме, в частности, для правой коронарной артерии [230].
Ультразвуковые методы позволяют определить аномалии коронарного русла [80, 106], в том числе при болезни Кавасаки [105].
Эхокардиографическая визуализация артерий, кровоснабжающих сердце, включает в себя возможность исследования венозных шунтов, а также правой и левой маммарных артерий. Частота успеха визуализации данных сосудов превышала 90% в работах 90-х годов [39, 71, 233] и более поздних исследованиях [40, 42, 82, 108, 163, 165].
Были показаны возможности измерения диаметра коронарных артерий [190, 237], в том числе с высокой степенью корреляции (r=0,93-0,94) с инвазивными диагностическими методами [63, 104, 130]; измерение толщины сосудистой стенки [189, 190, 237]. Полученные размеры были сопоставимы с ранее представленными величинами в крупном анатомическом исследовании [68]. Стала возможной также визуализация коллатералей [15, 198] и перфорантных артерий сердца [10, 254]. Современные методики позволяют оценивать кровоток с помощью ультразвука в наиболее тонких артериях сердца у животных например, у мышей [263].
Таким образом, современная эхокардиографическая визуализация коронарных артерий позволяет оценить анатомические особенности коронарного русла, измерить диаметр, толщину стенки артерии магистральных коронарных артерий, выявить аномалии развития. Большинство исследований возможно с помощью рутинно использующихся для традиционной эхокардиографии датчиков.
Результаты
В основной группе мужчин и женщин было равное количество 72/72. Средний возраст группы был 54±9 лет. У большинства пациентов была артериальная гипертензия 2 степени (116 человек 81%), гипертензия 3 степени была диагностирована у 17 человек (12%), 1 степень артериальной гипертензии наблюдалась у наименьшего количества пациентов основной группы (11 человек 8%). У 56 пациентов наблюдалось ожирение (39%): первой степени 44 человека, второй степени 9 человек, третей степени 3 человека. Масса миокарда в группе была, в среднем, 165 ± 42 г. Индекс массы миокарда 83 ± 19 г/м2. Пациентов с критерием наличия гипертрофии левого желудочка в группе было32 человека.
Средняя частота пульса до нагрузки была 75 ± 13 уд/мин, мощность нагрузки 133 ± 36 Ватт, частота сердечных сокращений на пике нагрузки 144 ± 11 уд/мин, максимальное систолическое артериальное давление на пике нагрузки 208 ± 26 мм рт. ст. В покое скорость коронарного кровотока в данной группе в срединном сегменте ПМЖА была 33,0 ± 8,4 см/с, скорость на пике нагрузки 80,3 ± 16,5 см/с, разница скорости на пике и до нагрузки 48,2 ± 13,9 см/с, значение КРпмжа 2,55 ± 0,56.
Исследуемая группа была подразделена на 4 подгруппы согласно квартильному распределению по возрасту: 1 подгруппа пациенты до 49 лет, 2 подгруппа 49-54 лет, 3 подгруппа 55-60 лет, 4 подгруппа пациенты старше 60 лет. Пациенты старше 60 лет выполняли меньшую мощность нагрузки, при которой имели меньшие значения КРпмжа и разницу скоростей. Соотношение параметров нагрузочного теста в таблице 5.3.1.
При этом методом корреляционного анализа не было получено статистически достоверной корреляции значений скоростей кровотока в ПМЖА до и на пике нагрузки, разницы данных скоростей, а также величин коронарного резерва с возрастом (r=0,02; r=-0,09; r=-0,08; r=-0,04, соответственно; р 0,05).
Женщины по сравнению с мужчинами выполняли меньшую мощность нагрузки, на нагрузке имели меньшую величину артериального давления. При этом скорость кровотока в покое, на нагрузке, КРпмжа и разница скоростей достоверно не различалась между группами. Параметры теста мужчин и женщин см. таблица 5.3.2.
Не было получено достоверных корреляционных данных между значениями массы миокарда и скоростями коронарного кровотока в покое, на пике нагрузки, КРпмжа, разницей скоростей на пике и до нагрузки (r=0,14; r=0,18; r=-0,01; r=0,15, соответственно; р 0,05), а также между значениями индекса массы миокарда и скоростями коронарного кровотока в покое, на пике нагрузки, КРпмжа, разницей скоростей на пике и до нагрузки (r=0,11; r=0,16; r=0,01; r=0,15, соответственно; р 0,05).
Отдельно анализировалась подгруппа из 32 человек с наличием гипертрофии левого желудочка. В данной подгруппе также не было значимой корреляции параметров кровотока и массы/индекса массы миокарда.
Подгруппы без и с гипертрофией левого желудочка не отличались друг от друга по исследуемым параметрам: скорость кровотока в покое (32,9±8,7 по сравнению с 33,3±7,1 см/c, p 0,05), скорость кровотока на пике нагрузки (79,0±17,1 по сравнению с 84,0±14,2 см/c, p 0,05), разница скоростей (47,5±14,4 по сравнению с 50,6±12,2 см/c, p 0,05), КРпмжа (2,55±0,59 по сравнению с 2,56±0,48, p 0,05).
В группе пациентов с артериальной гипертензией частота сердечных сокращений на пике нагрузки была меньше, артериальное давление достоверно выше.
Не было получено значимой разницы между группами здоровых пациентов и больных артериальной гипертензией по исследуемым параметрам коронарного кровотока таблица 5.3.3.
В данной части работы впервые были получены величины скоростных параметров коронарного кровотока во время теста с физической нагрузкой с помощью неинвазивных ультразвуковых методов у пациентов с диагностированной артериальной гипертензией. Проведен анализ распределения по полу и возрасту. Не было получено достоверных различий скоростных показателей у мужчин и женщин. У лиц старше 60 лет, страдающих артериальной гипертензией, кровоток в артерии прирастал значимо меньше.
Ранее в исследованиях с вазодилататорами было показано, что у лиц с артериальной гипертензией кровоток прирастает значимо меньше по сравнению со здоровыми людьми, величина КРпмжа определялась достоверно ниже [17, 88, 113, 146]. В настоящей работе не было получено различий у этих групп пациентов. Ранее также было показана корреляция скоростных параметров с индексом массы миокарда. В данной работе такой корреляции не наблюдалось. Разница в полученных результатах может быть связана с различной реакцией сосудов коронарного русла на вазодилатирующие агенты по сравнению с физиологичной физической нагрузкой. Во время теста с физической нагрузкой, который является моделью обычной каждодневной нагрузки, профиль коронарного кровотока был аналогичен профилю здоровых лиц.
Таким образом, 1) скоростные величины коронарного кровотока во время физической нагрузки у пациентов с артериальной гипертензией не отличаются от таковых у здоровых лиц, значения для пациентов с артериальной гипертензией в покое 33,0 ± 8,4 см/с, скорость на пике нагрузки 80,3 ± 16,5 см/с, разница скорости на пике и до нагрузки 48,2 ± 13,9 см/с, значение КРпмжа 2,55 ± 0,56.
2) Скорости коронарного кровотока во время тестов с физической нагрузкой у женщин и мужчин с артериальной гипертензией значимо не отличаются.
3) Не получено доказательств взаимосвязи показателей массы миокарда со скоростными параметрами кровотока в коронарных артериях во время тестов с физической нагрузкой.