Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине  

На правах рукописи

а

АРЗАМАСОВ КИРИЛЛ МИХАЙЛОВИЧ

ОЦЕНКА АРТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТОКА НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

У БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЕМ НАСОСНОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА

14.01.13 - Лучевая диагностика, лучевая терапия

а

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

а

Москва Ц 2012

Работа выполнена в ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова Минздрава Россииаи в НУЗ Центральная клиническая больница №1 ОАО РЖД

а

Научный руководитель:

доктор медицинских наук,
профессораа Иванов Сергей Валерьевич

Официальные оппоненты:

Трофимова Елена Юрьевна - доктор медицинских наук, профессор, НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, руководитель отделения

Берестень Наталия Федоровна -  доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования Минздрава России, профессор кафедры

Ведущая организация:аа

ФГБУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс Министерства здравоохранения России

Защита состоится л20 декабря 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.208.071.05 при ГБОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования Минздрава России по адресу: 123995, г. Москва, ул. Баррикадная, д.2/1

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГБОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования  Минздрава России по адресу: 125445, Москва, ул. Беломорская, 19.

Автореферат разослан л 19 ноября 2012 года

Ученый секретарь

диссертационного совета                        Низовцова Людмила Арсеньевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Известно, что периферический артериальный кровоток при физической нагрузке отражает центральную гемодинамику, как у здоровых, так и у больных с сердечной недостаточностью [Sullivan M.J. (1989), Cohen-Solar A. (1999)]. Это дает возможность оценки недостаточности насосной функции сердца по показателям артериального кровотока во время нагрузочного теста. К настоящему времени это подробно изучено только в работах с катетеризацией сосудов во время велоэргометрии [Sullivan M.J. (1989)]. Очевидно, что использование данного метода в повседневной практике имеет серьезное ограничение, так как он является инвазивным.

Давно существует неинвазивный точный и доступный способ оценки периферического кровотока - ультразвуковая допплерография. Современные ультразвуковые допплеровские системы позволяют с высокой точностью производить спектральную оценку периферического кровотока как в покое, так и при физической нагрузке, позволяют длительно мониторировать параметры кровотока.

С помощью ультразвуковой допплерографии показатели периферического артериального кровотока при нагрузке изучались в работах Harper A.J.(2005), Lutjemeir B.J.(2005), Ferreira L.F.(2006). Для изучения периферического кровотока использовались статическая нагрузка (удерживание грузов вытянутой ногой) и сгибание-разгибание коленного сустава. Имеются работы по исследованию параметров периферического кровотока при динамической нагрузке - ходьбе по тредмилу [Кудряшев В.Э (2000), Иванов С.В.(2003, 2009)]. В указанных работах изучались многие показатели артериального кровотока - систолическая, диастолическая и средняя линейные  скорости, объемная скорость, показатели сопротивления. Все указанные исследования были проведены либо у здоровых, либо у больных с окклюзирующими поражениями артерий нижних конечностей.

К настоящему времени практически не изучалась динамика периферического артериального кровотока у больных с сердечной недостаточностью при физической нагрузке, не сопоставлялась с критериями нарушений насосной функции сердца. В то же время наиболее полная оценка нарушений насосной функции сердца возможна только при физической нагрузке, так как сердечная недостаточность не всегда проявляется в состоянии покоя.

Таким образом, изучение артериального кровотока с помощью ультразвуковой допплерографии при физической нагрузке у больных с нарушением насосной функции сердца на сегодняшний день является актуальным в аспекте разработки новых критериев оценки сердечной недостаточности.

Цель исследования:  разработать ультразвуковую допплеровскую методику оценки  нарушений насосной функции сердца по показателям артериального кровотока в нижних конечностях  при возрастающей физической нагрузке в тредмил-тесте.

Задачи исследования:

1. Изучить динамику ультразвуковых допплерографических показателей артериального кровотока в нижних конечностях при возрастающей физической нагрузке у здоровых и больных с нарушением насосной функции сердца.
2. Сопоставить динамику ультразвуковых допплерографических показателей артериального кровотока в нижних конечностях и показателей газового анализа, отражающих насосную функцию сердца, в многоступенчатом тредмил-тесте.
3. На основе динамики ультразвуковых допплерографических показателей артериального кровотока нижних конечностей в тредмил-тесте разработать критерии нарушений насосной функции
4. Изучить диагностическую значимость ультразвуковых допплерографических критериев нарушений насосной функции сердца в оценке степени тяжести больных  с патологией сердца.
5. Разработать практические рекомендации по использованию ультразвуковой допплерографии и разработанных критериев для оценки нарушений насосной функции сердца у больных с сердечной недостаточностью.

Научная новизна

В настоящем исследовании выделен новый ультразвуковой допплерографический показатель периферического кровообращения, получаемый при физической нагрузке - артериальный долг, позволяющий оценивать степень недостаточности насосной функции сердца.

Проведен сравнительный анализ данных ультразвуковой допплерографии артериального кровотока нижних конечностей и данных газового анализа в тредмил-тесте.

Доказана корреляция ультразвукового допплерографического показателя артериального долга нижних конечностей с кислородным долгом и анаэробным порогом.

На основе ультразвукового допплерографического показателя артериального долга разработаны критерии недостаточности насосной функции сердца.

Выявлены характерные изменения ультразвуковых допплерографических скоростных показателей кровотока у пациентов с нарушением насосной функцией сердца во время тредмил-теста.

Выявлена взаимосвязь динамики ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока во время нагрузки с анаэробным порогом и  со степенью нарушения насосной функции сердца.

Показана возможность и разработаны критерии прогнозирования нарушения насосной функции по показателям кислородного долга при малых нагрузках.

Разработаны критерии оценки степени нарушения насосной функции сердца по тангенсу угла наклона кривой кислородного долга.

Практическая значимость

Разработанная ультразвуковая допплерографическая методика оценки  насосной функции сердца по показателям артериального кровотока в нижних конечностях  при возрастающей физической нагрузке в тредмил-тесте является достоверной и доступной методикой оценки насосной функции сердца. Внедрение разработанного метода и критериев в повседневную практику будет способствовать более эффективному выявлению и оценке степени тяжести пациентов с сердечной недостаточностью, что позволит повысить эффективность диагностики и лечения данной категории больных. 

Полученные данные дают возможность разработки программного обеспечения для ультразвуковых допплеровских систем с целью автоматизированной обработки результатов при оценке степени нарушения насосной функции сердца по показателям артериального кровотока нижних конечностей в нагрузочных тестах.

Разработанный метод на основе ультразвуковой допплерографии вследствие своей экономичности может быть доступен в широком практическом применении, как в стационаре, так и в поликлиническом звене. Для проведения таких нагрузочных проб не потребуется специальная переподготовка специалистов.

Разработанные критерии прогнозирования степени нарушения насосной функции сердца по показателям кислородного долга на первой ступени многоступенчатого тредмил-теста позволяют для тяжелых пациентов ограничить выполняемую нагрузку одной ступенью, без потери информативности нагрузочной пробы.

Положения, выносимые на защиту

1. По ультразвуковым допплерографическим показателям артериального кровотока нижних конечностей при физической нагрузке можно оценивать степень недостаточности насосной функции сердца.
2. Динамика ультразвукового допплерографического показателя артериального долга в тредмил-тесте отражает динамику кислородного долга. Перелом в динамике показателя артериального долга - коэффициента восстановления по кровотоку - в  сторону прогрессивного увеличения указывает на момент возникновения патологического кислородного долга в результате недостаточности насосной функции сердца.
3. Скорость нарастания ультразвукового допплерографического показателя артериального долга при возрастающей нагрузке в тредмил-тесте  отражает тяжесть нарушения насосной функции сердца.
4. Стабилизация ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока при возрастающей нагрузке в тредмил-тесте указывает на аэробно-анаэробный переход.
5. Абсолютные значения коэффициента восстановления по кислороду на первой ступени тредмил-теста позволяют прогнозировать недостаточность насосной функции сердца при дальнейшем повышении нагрузки.

       ичный вклад автора        

Соискатель определил критерии включения в исследование, самостоятельно осуществлял набор клинического материала, принимал непосредственное участие в проведении всех инструментальных исследований. Автор лично выполнил работу по систематизации, статистической обработке анализу и интерпретации полученных результатов, а также по подготовке материалов к публикации. Помимо непосредственного написания диссертационной работы автором лично подготовлены 27 таблиц и 37 рисунков. На основании полученных результатов исследования были сформулированы выводы и даны практические рекомендации.

Внедрение результатов исследования

Методы оценки насосной функции сердца, разработанные в диссертации, внедрены в практическую деятельность отделений функциональной диагностики ЦКБ №1 ОАО РЖД, ЦКБ №2 им. Н.А. Семашко ОАО РЖД, Научно-клинического центра ОАО РЖД. Материалы диссертации включены в учебные программы кафедры инструментальной диагностики МБФ ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России.

Апробация

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на совместной конференции кафедры инструментальной диагностики МБФ  ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России, кафедры железнодорожной медицины  Московского государственного университета путей сообщения и сотрудников отделения функциональной диагностики НУЗ ЦКБ№1 ОАО РЖД. 

       Материалы диссертации доложены на Всероссийской конференции Функциональная диагностика - 2011 Москва, 25-27 мая 2011г; на VII Международной (XVI Всероссийская) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых, Москва, 15 марта 2012 г,, на Всемирном кардиологическом конгрессе в Дубаи (Объединенные Арабские Эмираты), 18-21 апреля 2012 г.

Публикации

       По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 3 статьи в центральных рецензируемых журналах.

Объём и структура работы

       Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики больных и методов исследования, десяти разделов с описанием результатов исследования, обсуждения,  выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, содержащего 18 отечественных и 157 зарубежных источника. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, иллюстрирована 27 таблицами и 37 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследовано 79 больных  (73 мужчины и 6 женщин)  с ИБС (557,6  лет.). Из них  57 чел. перенесли ранее инфаркт миокарда (24 чел. - передней стенки, 22 - задней, 5 - заднебоковой и  6 - передней и задней стенок левого желудочка). У 50 больных отсутствовали признаки стенокардии. У 9 - была стенокардия напряжения 1, у 14 - 2 и у 6 чел. - 3 функционального класса по Канадской классификации.

По классификации Стражеско-Василенко 1 стадия сердечной недостаточности наблюдалась у 35, 2а - у 28, 2б - у 2 чел. У 14 чел. признаки сердечной недостаточности отсутствовали. К I функциональному классу NYHA относились 32, ко II - 21, к III - 16 человек.

По результатам эхокардиографии систолическая функция левого желудочка была снижена у трети пациентов. Средняя фракция выброса составила 47,01,6%.  Дилатация левого желудочка отмечалась у 25,  дилатация левого предсердия у 55 чел. Значимой дилатации правого желудочка выявлено не было. Нарушение диастолической функции по 1 типу выявлено у 70, по II типу у 5 пациентов. Легочная гипертензия наблюдалась у 8 больных.

Для изучения результатов исследования все больные были распределены на 3 группы согласно классам международной классификации тяжести состояния по результатам проб с физической нагрузкой. В группу  I  функционального класса (ФК) включили 18 больных, которые выполнили нагрузку в 7 и более метаболических единиц (МЕТ)  (1 МЕТ - потребление О2, равное 3,5 мл/мин на 1 кг веса). В группу II ФК  включили 38 чел., выполнивших нагрузку от 5 до 7 МЕТ, и в III ФК - 23 чел. с максимальной нагрузкой от 2 до 5 МЕТ.

Помимо этого результаты исследований были проанализированы в 2 группах больных, выделенных согласно классической оценке насосной функции сердца при физической нагрузке - по динамике кислородного долга в тредмил-тесте.  Появление патологического кислородного долга наблюдалось у 32 пациентов (группа с нарушенной насосной функцией сердца).  У 47 больных наблюдалась нормальная динамика этого показателя (группа с сохраненной насосной функцией). В группу с нарушенной насосной функцией сердца попали все пациенты с III ФК и 24% пациентов со II ФК. Остальные пациенты вошли в группу с сохраненной насосной функцией сердца.

В группу контроля были включены 26 практически здоровых людей (средний возраст 4314 лет, 25 мужчин и 1 женщина).

  Всем проведен многоступенчатый тредмил-тест на кардиопульмональном нагрузочном комплексе УOxусon ProФ (E.Jaeger, Германия). На  1-ой и 2-ой ступенях скорость ходьбы  была 1,5 и 4,0 км/час соответственно. На 3-ей ступени - скорость ходьбы составляла 5,4 км/час с углом подъема бегущей дорожки на 4%. На каждой последующей ступени скорость ходьбы не менялась, а нагрузка увеличивалась путем повышения угла подъема на каждой ступени на 4%. Длительность ступени составляла 3 мин. После каждой ступени следовал 3-х минутный отдых.

Уровень нагрузки в тредмил-тесте оценивался в  единицах потребления кислорода (МЕТ), измеряемого с помощью газового анализатора. Увеличение нагрузки на каждой ступени составляло  1,0-1,5 МЕТ.

В течение всего теста непрерывно регистрировались легочная вентиляция, концентрации О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе, потребление О2, выделение СО2. Непрерывно регистрировалась компьютерная ЭКГ в грудных отведениях и по Небу. На 3-ей минуте каждой ступени измерялось артериальное давление методом Короткова.

В покое до теста и после каждой ступени проводился мониторинг кровотока в подколенной артерии с помощью ультразвукового допплеровского прибора УАнгиодинФ (УБИОССФ, Россия). Использовался плоский допплеровский датчик (4 Мгц), который крепился с помощью пластыря в область подколенной артерии. Длительность записи кровотока после каждой ступени нагрузки, как и в покое составляла 3 мин.  В покое и сразу в первые 10 сек после каждой ступени тредмил-теста измеряли систолическую (S), диастолическую (D), среднюю (M) скорости кровотока и резистивный индекс (RI). Артериальный долг измеряли по площади под кривой, огибающей спектр кровотока за период восстановления после каждой ступени теста.

Для оценки насосной функции сердца использовали газоаналитические критерии, к которым относятся анаэробный порог (АП), порог декомпенсации метаболического ацидоза (ПДМА), а также кислородный долг, оцениваемый по динамике коэффициента восстановления (КВ(О2)). АП определяли по характерному перелому кривой  вентиляционного эквивалента по O2 в сторону её роста. АП свидетельствует о начале перехода кислородного энергообеспечения мышц на бескислородное (анаэробное). ПДМА определяли по перелому в динамике давления СО2 в конечной порции выдыхаемого воздуха в сторону его резкого падения после возрастания или стабилизации. ПДМА указывает на начало падения рН крови. КВ(О2) рассчитывали, как соотношение суммарного потребления О2 за период восстановления к суммарному потреблению О2 за нагрузочную ступень. В результате каждая ступень нагрузки характеризовалась одним значением КВ(О2), измеряемого в относительных единицах. Перелом в динамике КВ(О2) в сторону резкого увеличения после медленного роста или неизменности указывает на момент возникновения недостаточного прироста сердечного выброса или недостаточности насосной функции сердца [Кудряшев В.Э. и соавт, (2000); Jones N.L, (1997); Harper A. J. et al. (2006)].

Динамику артериального долга в течение тредмил-теста оценивали по динамике коэффициента восстановления (КВ кров), который рассчитывался как отношение объема крови прошедшего через подколенную артерию за период восстановления к объему крови за период нагрузки.  Объем крови, прошедший через подколенную артерию за период восстановления, оценивался по площади под кривой огибающей ультразвуковой допплеровский спектр кровотока за указанный период (Vm).

Так как в период нагрузки запись была невозможна, то  площадь под кривой огибающей спектр в первые 10 секунд восстановления аппроксимировали на весь период нагрузки. Каждая ступень характеризовалась своим значением КВ(кров), аналогично КВО2.

Анализировалась также крутизна нарастания кривых КВ(О2) и КВ(кров.)  в зависимости от уровня нагрузки в МЕТ, выраженная в виде тангенса угла наклона кривой. Оценивали два способа расчета тангенса: из уравнения линейного тренда  - показатели были обозначены, как Tg(КВ(О2)) и Tg(КВ(кров)) и  -  как отношение максимального коэффициента восстановления и соответствующей нагрузки в МЕТ. Показатели в этом случае были обозначены для кислородного долга, как МаксКВ(О2)/МаксМЕТ, а для артериального долга, как - МаксКВ(кров)/МаксМЕТ.

Статистическая обработка результатов исследования

Данные анамнеза, клиническая картина и все результаты исследований заносились в компьютерную базу данных. Был использован Access 2000 (Microsoft, США). Статистическая обработка осуществлялась с использованием пакета компьютерных программ Excel 2000 (Microsoft, США), STATISTICA 8 (StatSoft, США). Анализируемые величины по группам представлены в виде M и Mm  , где M - среднее значение, m - ошибка среднего, - стандартное отклонение. Достоверность различий определялась непараметрическими методами и по t-критерию Стьюдента для нормального распределения показателей. Данные считались статистически достоверными при значении p<0,05. Использован коэффициент корреляции Спирмена. В исследовании использовались стандартные методы определения чувствительности и специфичности. Для поиска пороговых значений использовалось решающее правило Фишера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оценка недостаточности насосной функции сердца с

использованием газовых показателей.

На  первом этапе была проанализирована работоспособность газоаналитических показателей  недостаточности насосной функции сердца.

Показатели аэробно-анаэробного перехода.

Проанализировали уровни нагрузок на моменты анаэробного порога (АП) и порога декомпенсации метаболического ацидоза (ПДМА) в контрольной и изучаемых группах больных. Было получено последовательное снижение величины нагрузки на момент возникновения АП и ПДМА в группах больных от I до III ФК (табл. 1).

Таблица 1.

Уровни нагрузки (в МЕТ) на момент АП и ПДМА у пациентов I-III ФК и контрольной группы.

	Максимальная нагрузка (МЕТ)	АП (МЕТ)	ПДМА (МЕТ)
Контроль (n=21)	8,491,18	4,211,01	6,661,14
I ФК (n=18)	7,760,78 (0,05)	4,760,89 (0,89)	6,461,10 (0,80)
II ФК (n=38)	6,280,87 (0,001)	3,940,86 (0,99)	5,071,22 (0,001)
III ФК (n=23)	4,540,91 (0,001)	3,150,61 (0,75)	3,590,71 (0,001)
Достоверность	p<0,001: I ФК и II ФК, II ФК и III ФК, I ФК и III ФК	p<0,001: I ФК и II ФК, II ФК и III ФК, I ФК и III ФК	p<0,001: I ФК и II ФК, II ФК и III ФК, I ФК и III ФК

В скобках указаны величины достоверности различия при сравнении с контрольной группой (p).

Результаты подтвердили известный факт, что АП и ПДМА могут быть использованы для оценки степени недостаточности насосной функции сердца [Wasserman K., (1999)]. Однако, следует отметить, что эти пороговые параметры обязательно наблюдаются у каждого здорового человека при физической нагрузке. В связи с этим, отражать недостаточность насосной функции сердца эти показатели могут  только в диапазоне малых нагрузок, в котором не возникает физиологических АП и ПДМА [Кудряшев В.Э. и соавт, (2000)]. 

Кислородный долг

В выделенных группах больных была изучена динамика наиболее высоко специфичного критерия недостаточности насосной функции сердца - коэффициента восстановления по  О2 (КВ(О2)), отражающего возникновение патологического О2-долга при недостаточности сердечного выброса.

С утяжелением функционального класса отмечалось увеличение количества пациентов, имеющих резкое патологическое возрастание значений КВ(О2) (перелом в динамике).  Средние кривые динамики КВ(О2) у больных с переломом динамики показателя приведены на рис. 1.

Рисунок 1. Усредненная динамика КВ(O2)  в группах больных  I-III ФК.

По горизонтальной оси величина нагрузки выраженная потреблением О2 в МЕТ. По вертикальной оси величина КВ(O2)  в относительных единицах.

Средние величины нагрузки на момент патологического увеличения КВ(О2) у больных I, II  и III ФК составили соответственно 5,750,29, 5,480,11 и 3,830,14 МЕТ. Больные III ФК достоверно отличались от других групп более ранним возникновением избыточного патологического кислородного долга - переломом КВ(О2) (p<0,05). У больных  I  и II ФК уровни нагрузок на момент возникновения недостаточности насосной функции сердца достоверно не различались, только наблюдалась тенденция к более высоким значениям у больных I ФК.

В то же время, следует отметить, что у больных I  ФК наблюдалось более постепенное возрастание  КВ(О2), как до, так и после перелома (рис.1). Крутизна наклона указанных участков кривых нарастала с  утяжелением функционального класса. Это послужило мотивацией для использования в качестве дополнительного критерия недостаточности насосной функции сердца  угла наклона кривой КВ(О2) относительно горизонтальной оси (нагрузки в МЕТ). Для оценки угла наклона были использованы значения тангенса, рассчитанных двумя способами: Tg(КВ(О2)) и Макс КВ(О2)/Макс МЕТ. Было выявлено, что по обоим показателям получены достоверные различия, как между группами, так и в сравнении с контрольной группой. При этом значения показателей увеличивались при утяжелении ФК  (табл. 2).

Таблица 2.

Показатели тангенса  угла наклона КВ(О2) относительно

возрастающей нагрузки

	Tg(КВ(О2))	Макс КВ(О2)/ Макс МЕТ
Контроль (n=21)	0,0430,003	0,0470,002
I ФК (n=18)	0,0530,005 (0,15)	0,0600,002 (0,001)
II ФК (n=38)	0,0790,005 (0,001)	0,0820,003 (0,001)
III ФК (n=23)	0,1690,033 (0,001)	0,1550,016 (0,001)
Достоверность	p<0,01: IФК- IIIФК, IIФК-IIIФК.	p<0,01: IФК- IIIФК, IIФК-IIIФК. p<0.05: IФК- IIФК

В таблице указаны величины вида M m. В скобках указаны величины достоверности различия при сравнении с контрольной группой (p).

Следует отметить, что тангенс КВ(О2), рассчитанный вторым способом (МаксКВ(О2)/МаксМЕТ), оказался более диагностически значимым критерием.

Полученные результаты показали, что перелом динамики КВ(О2) в сторону резкого увеличения позволяет выявлять и оценивать  выраженную недостаточность насосной функции сердца. Это доказывает наибольшая частота встречаемости этого признака у больных III ФК, а также меньший уровень нагрузки на момент перелома у этих больных. В то же время этот параметр не дифференцировал больных I и II ФК. Показатели степени нарастания КВ(О2) (тангенсы) оказались более чувствительными критериями недостаточности насосной функции сердца, позволяющие различать больных с легкими степенями нарушения насосной функции сердца (I  и II ФК).

При анализе полученных данных также было выявлено, что абсолютные величины КВ(О2) на первой ступени тредмил-теста закономерно и достоверно увеличивались с утяжелением функционального класса (рис. 1). В контрольной группе КВ(О2) был равен 0,140,09, у больных I, II и III ФК соответственно 0,190,09; 0,230,10 и 0,360,09 (p<0,05 между всеми группами).  Этот факт позволил на основе результатов 1 ступени тредмил-теста (или малой нагрузки) разработать диагностическое правило по выявлению больных, у которых обязательно возникнет недостаточность насосной функции при дальнейшем увеличении нагрузки. Для этого сравнили распределения значений КВ(О2) на 1 ступени в группах больных с сохраненной насосной функцией сердца во время физической нагрузки по показателю КВ(О2) (отсутствие перелома) и с нарушенной (с переломом КВ(О2).  С помощью решающего правила Фишера был произведен поиск порогового значения КВ(О2), которое с наименьшим количеством ошибок разграничивало эти распределения. Такое значение было равно 0,275. Это указывало на то, что если на первой ступени тредмил-теста КВ(О2) будет выше, чем 0,275, то у данного пациента с возникнет недостаточность насосной функции сердца при дальнейшем повышении нагрузки (чувствительность 71%, специфичность 73%).

Динамика ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока у здоровых

У 73% исследуемых с увеличением нагрузки систолическая, диастолическая и средняя скорости кровотока сначала постепенно возрастали, а затем с определенного уровня нагрузки стабилизировались или снижались, то есть наблюдался перелом в динамике показателей (рис. 2). У остальных 27% исследуемых отмечался непрерывный рост скоростных показателей в течение всего тредмил-теста. В состоянии покоя индекс сопротивления (RI) у всех пациентов был равен 1,0.  C увеличением нагрузки RI постепенно снижался в среднем до величины 0,580,08. В динамике RI также наблюдался перелом с последующей стабилизацией (рис. 2). Уровень нагрузки на момент перелома был одинаков  для всех показателей скорости кровотока и составлял в среднем по группе 6,61,1 МЕТ.

Рисунок 2 Средние величины скоростей кровотока и индекса сопротивления в тредмил-тесте у здоровых.

По горизонтальной оси величина нагрузки выраженная потреблением О2 в метаболических единицах (МЕТ). СЛЕВА: По вертикальной оси величина скорости в см/сек. S - систолическая, D - диастолическая, M - средняя скорости. СПРАВА: По вертикальной оси величина резистивного индекса (RI) в условных единицах.

Динамика ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока у больных сердечной недостаточностью

У больных также наблюдалось 2 типа динамики скоростных показателей кровотока - с непрерывным ростом и стабилизацией, или падением. В группах с различным функциональным классом такой тип динамики встречался практически с одинаковой частотой - у 37-39% больных. У остальной части пациентов отмечался непрерывный равномерный рост скоростных показателей кровотока до конца теста, что было обусловлено ранним прекращением нагрузки.

По величине максимально достигнутой систолической скорости (Smax) группа больных  III ФК (65,34,6 см/с) достоверно (p<0.05) отличалась от контрольной группы (793,5 см/с), пациентов I ФК (83,67,9 см/с) и II ФК (83,94,5 см/с).

В состоянии покоя величины скоростей были практически одинаковые во всех группах (26,60,9,  28,81,9, 32,81,7, 31,71,4 см/с соответственно в контроле, I, II и III ФК)

По величине максимально достигнутой диастолической скорости (Dmax) больные  III ФК (25,32,7 см/с) достоверно отличались от контрольной группы (33,32,3 см/с) (p<0,01). Dmax  закономерно снижалась с утяжелением ФК: 31,23,3 см/с, 25,32,7 см/с соответственно у пациентов I и III ФК (p<0,05). В состоянии покоя значения диастолической скорости составили соответственно 0 см/с, 0,30,3см/с, 0,90,5 см/с, 0,30,3 см/с в контроле, I, II и III ФК (p>0,05)

Максимально достигнутая средняя скорость была самой низкой в группе пациентов с III ФК (38,917,7 см/с) и достоверно отличалась от II ФК (48,816,3 см/с.) и контрольной группы (47,515,2 см/с) (p<0,05). По величинам средней скорости в покое достоверных различий между исследуемыми группами не было.

При сравнении значений минимального резистивного индекса (RI), полученного во время нагрузки, достоверных различий получено не было,  как между группами пациентов разных ФК, так и  контрольной группой (p>0,05). Значения индекса колебались от 0,50 до 0,74. Это указывало на одинаковое снижение периферического сопротивления при физической нагрузке как у больных с различной степенью недостаточности насосной функции, так и у здоровых.

Переломы динамики систолической, диастолической и средней скоростей в сторону стабилизации или падения в исследуемых группах наблюдались при одинаковых уровнях нагрузки. При этом наблюдалось снижение уровня нагрузки с утяжелением ФК больных (6,50,43,  5,70,17,  3,80,17 МЕТ соответственно в I, II, III ФК).

Таким образом,  полученные результаты показали, что уровень нагрузки на момент перелома скоростных показателей кровотока отражает степень недостаточности насосной функции сердца, а максимально достигнутая скорость позволяет выделить наиболее тяжелых больных. Однако, диагностические возможности этих критериев ограничены - динамика с переломом в сторону стабилизации или падения наблюдается у 37-39% больных.  В связи с этим, необходим был дальнейший поиск более универсального критерия, отражающего недостаточность насосной функции сердца.

Связь динамики ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока с газовыми показателями  недостаточности насосной функции сердца

Сопоставили уровни нагрузки на момент перелома в динамике скоростных показателей и уровни нагрузки на момент АП, ПДМА и на момент перелома КВ(О2) (табл. 3). Сравнивались группы больных с сохраненной насосной функцией сердца по показателю КВ(О2) (отсутствие перелома) и с нарушенной (с переломом КВ(О2), а также с контрольной группой.

Таблица 3.

Уровни нагрузок на моменты возникновения переломов в  динамике скоростных показателей с показателями газового анализа.

	перелом ЛСК кров (МЕТ)	АП (МЕТ)	ПДМА (МЕТ)	Перелом КВ(О2) (МЕТ)
Контрольная группа (n=15)	6,591,20	4,341,20 (0,95)	6,541,20 (0,67)
Пациенты с сохраненной насосной функцией (n=13)	6,120,94	4,351,04 (0,45)	6,21,12 (1,0)
Пациенты с нарушенной насосной функцией (n=15)	4,631,17	3,720,92 (0,72)	5,011,40 (0,70)	5,051,22 (0,50)

В таблице приведены средние величины показателей пациентов с переломами в динамике скоростных показателей. В скобках указаны величины коэффициента корреляции (r) между уровнем нагрузки на момент перелома в динамике скоростных показателей и пороговыми значениями показателей газового анализа.

В группе пациентов с сохраненной насосной функцией сердца перелом в динамике скоростных показателей высоко коррелировал с ПДМА, а в контрольной группе - с АП, несколько меньше с ПДМА. В группе пациентов с нарушенной насосной функцией сердца прослеживается одинаково тесная связь как с АП, так и с ПДМА.  Не обнаружено высокой корреляции между нагрузками на момент стабилизации скорости  и резкого увеличения кислородного долга. Следовательно, по динамике линейной скорости кровотока есть возможность определения АП или дальнейших его проявлений - ПДМА.

Ультразвуковые допплерографические показатели артериального долга в тредмил-тесте у здоровых и больных сердечной недостаточностью

На первом этапе были изучены абсолютные величины артериального долга и прирост этого показателя относительно прироста нагрузки. Было выявлено,  что значения обоих показателей достоверно (p>0.05) не различались между контрольной группой и больными, а также между группами с различным функциональным классом.

Это могло быть  связано с погрешностями измерения  объемной скорости кровотока с помощью ультразвуковой допплерографии и  послужило мотивацией к переходу к оценке  артериального долга в относительных единицах - по  КВ(кров), вычисляемому как отношение суммарного количества крови, которое протекло по подколенной артерии за период восстановления к суммарному количеству крови, которое протекло за период нагрузочной ступени.

При анализе динамики KB(кров) в течение тредмил-теста у всех исследуемых было выявлено 2 типа динамики: с непрерывным ростом и с переломом в сторону резкого увеличения значений показателя.

Перелом в динамике КВ(кров) в сторону резкого увеличения отмечался у 23% исследуемых контрольной группы, и у  22%, 50% и 43% пациентов соответственно I, II и III ФК.

Динамика КВ(кров) в тредмил-тесте в группах больных с различным  функциональным классом приведена на рис. 3.

Рисунок 3. Усредненная динамика КВ(кров) в группах больных I-III ФК.

По горизонтальной оси величина нагрузки, выраженная потреблением О2 в МЕТ. По вертикальной оси - значения КВ(кров) в условных единицах.

Уровень нагрузки на момент перелома КВ(кров) достоверно (p<0,05) снижался с утяжелением  ФК (6,601,23, 4,600,85, 3,850,46 МЕТ  в I, II и III ФК). У больных II и III ФК уровень нагрузки был достоверно ниже, чем у здоровых (6,250,35 МЕТ).  В то же время больные  I ФК практически не отличались от контрольной группы.

При сопоставлении нагрузок на момент перелома КВ(кров) с АП, ПДМА и перелома КВ(О2) было выявлено, что перелом в динамике КВ (кров) у здоровых и легких больных (I ФК) совпадал с возникновением ПДМА (r=0,72 и 0,84), то есть с началом падения рН крови в результате далеко зашедшего анаэробного обмена. У больных  II и III ФК перелом КВ(кров) отражал момент возникновения перелома КВ(О2) (r=0,96), то есть начало недостаточного прироста минутного объема сердца и неадекватной доставки кислорода к мышцам.

Полученные данные показали, что  уровень нагрузки на момент  перелома КВ(кров) отражает степень тяжести больных с нарушением насосной функции сердца.  В то же время, наличие перелома наблюдалось  не более, чем у 50% больных. В связи с этим, был продолжен поиск других показателей  оценки артериального долга.

Было выявлено, что крутизна нарастания (прироста) кривой КВ(кров) относительно нагрузки увеличивается с утяжелением  ФК, как на участке до перелома, так и после (рис.3). В связи с этим решено было оценивать этот параметр по тангенсу угла наклона кривой КВ(кров), который рассчитывался, как указано выше, двумя способами и соответственно был обозначен двумя показателями  - Tg(КВ(кров))  и Макс КВ(кров)/Макс МЕТ.

В контрольной группе средняя величина Tg(КВ(кров)) составила 0,0410,023,  а -  Макс КВ(кров)/Макс МЕТ  - 0,0340,013.

В группе больных с утяжелением ФК отмечалось увеличение угла наклона кривой КВ(кров) (табл. 4).

Таблица 4.

Показатели тангенса  угла наклона КВ(кров) относительно

возрастающей нагрузки

	Tg(КВ(кров))	Макс КВ(кров)/ Макс МЕТ
Контроль (n=26)	0,0410,023	0,0340,013
I ФК (n=18)	0,0370,026	0,0330,013
II ФК (n=38)	0,0710,054	0,0450,018
III ФК (n=23)	0,0990,068	0,0620,050
Достоверность	p<0,05: I ФК- II ФК. p<0,01: II ФК-К, III ФК-К, I ФК- III ФК.	p<0,05: I ФК- II ФК, I ФК- III ФК II ФК-К, III ФК-К.

К - контрольная группа.

При сравнении групп больных с контрольной достоверные различия по этому показателю были получены для II и III ФК пациентов (p<0,05). Чувствительность второго способа расчета тангенса КВ(кров) оказалась ниже по сравнению с первым способом расчета.

При сравнении значений тангенса угла наклона КВ(кров) между исследуемыми группами достоверные различия были получены между I и II ФК и между I и III ФК. При сравнении II и III ФК статистически значимой разницы не получено, наблюдалась только тенденция  к увеличению значений показателя.

Показатели прироста КВ(кров) также были изучены в группах больных с сохраненной насосной функцией сердца во время физической нагрузки по показателю КВ(О2) (отсутствие перелома) и с нарушенной (с переломом КВ(О2) (табл. 5).

Таблица 5

Показатели тангенса  угла наклона КВ(кров)  в зависимости от состояния насосной функции сердца в тредмил-тесте

Группы (по О2 долгу)	Tg(КВ(кров))	МаксКВ(кров)/ Макс МЕТ
Пациенты с сохраненной насосной функцией (n=47)	0,0590,007	0,0410,003
Пациенты с нарушенной насосной функцией (n=32)	0,1020,014	0,0600,009
Достоверность	p<0,01	p<0,01

Указаны величины M m.

У больных с нарушением насосной функции сердца  регистрировался более крутой рост КВ(кров) по сравнению с пациентами с сохраненной функцией, что отражалось достоверно большими значениями показателей Tg(КВ(кров)) и Макс КВ(кров)/Макс МЕТ.

Полученный факт позволил по значениям показателей прироста КВ(кров) разработать диагностическое правило для выделения больных с недостаточностью насосной функции сердца. 

С помощью метода Фишера определили границу между распределениями значений показателей в исследуемых группах больных.

Было выявлено, что значения показателя Tg(КВ(кров)), превышающие 0,07 или  значения показателя МаксКВ(кров)/МаксМЕТ -  превышающие 0,044,  указывают на  недостаточность насосной функции сердца, сопровождающуюся патологическим кислородным долгом.

Таким образом, показатели нарастания КВ(кров) относительно нагрузки отражают степень тяжести больных и наравне с уровнем нагрузки на момент перелома КВ(кров) могут быть использованы для оценки недостаточности насосной функции сердца. Следует отметить, что эти показатели являются единственными при отсутствии перелома в динамике КВ(кров).

ВЫВОДЫ

1. Ультразвуковые допплерографические показатели артериального кровотока нижних конечностей при физической нагрузке отражают степень недостаточности насосной функции сердца. Наиболее информативным показателем является периферический артериальный долг, выраженный коэффициентом восстановления. Динамика ультразвукового допплерографического показателя артериального долга в тредмил-тесте отражает динамику кислородного долга, являющегося классическим критерием оценки насосной функции сердца.
2. Перелом в динамике ультразвукового допплерографического показателя артериального долга - коэффициента восстановления по  кровотоку -  в  сторону прогрессивного увеличения в тредмил-тесте указывает на момент возникновения недостаточности насосной функции сердца. Уровень нагрузки на момент перелома отражает степень функциональной тяжести больного.
3. Скорость нарастания ультразвукового допплерографического показателя артериального долга при возрастающей нагрузке является дополнительным показателем тяжести нарушения насосной функции сердца. Чем выше скорость нарастания коэффициента восстановления по  кровотоку, тем тяжелее недостаточность насосной функции сердца.
4. У больных с нарушением насосной функции сердца уровень нагрузки на момент стабилизации ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока указывает на анаэробный порог патологического происхождения с последующей декомпенсацией метаболического ацидоза.
5. У здоровых людей стабилизация ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока указывает на физиологический анаэробный порог,  а перелом в динамике коэффициента восстановления по кровотоку отражает порог декомпенсации метаболического ацидоза.
6. Абсолютные значения коэффициента восстановления по кислороду на первой ступени тредмил-теста позволяют прогнозировать недостаточность насосной функции сердца при дальнейшем повышении нагрузки. Превышение коэффициента восстановления свыше 0,275 свидетельствует о возникновении недостаточности при дальнейшем проведении теста.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Ультразвуковой допплерографический мониторинг артериального кровотока в нижних конечностях в тредмил-тесте целесообразно использовать для оценки насосной функции сердца. Для этого необходимо исследовать динамику допплерографических показателей линейной скорости кровотока и артериального долга.
2. Для определения уровня нагрузки на момент возникновения недостаточности насосной функции сердца необходимо использовать перелом в динамике ультразвукового допплерографического показателя артериального долга.
3. Перелом динамики ультразвуковых допплеровских характеристик линейной скорости кровотока в сторону стабилизации может использоваться для оценки анаэробного порога, как у больных, так и у здоровых.
4. Для диагностики недостаточности насосной функции сердца целесообразно использовать скорость нарастания ультразвукового допплерографического показателя артериального долга при возрастающей нагрузке.
5. Для прогнозирования нарушений насосной функции сердца у больных с постинфарктным кардиосклерозом при проведении нагрузочного теста с малой нагрузкой (первой ступени тредмил-теста) следует использовать  абсолютные значения коэффициента восстановления по кислороду.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Арзамасов К.М., Иванов С.В., Иванов С.С., Арзамасова Л.Н. Диагностика недостаточности насосной функции сердца в тредмил-тесте по артериальному долгу периферического кровообращения// Функциональная диагностика, 2011, №1, C. 41.

2. Иванов С.В., Пестова А.Б., Иванов С.С., Арзамасов К.М. Определение момента возникновения ишемии миокарда в нагрузочных тестах по динамике депрессии сегмента ST// Функциональная диагностика, 2011, №1, C. 27.

3. Иванов С.В., Пестова А.Б., Иванов С.С., Арзамасов К.М., Арзамасова Л.Н. Оценка недостаточности  насосной функции сердца у больных ИБС по динамике кислородного долга в многоступенчатом тредмил-тесте// Функциональная диагностика, 2011, №4, C. 15-22.

4. Иванов С.В., Арзамасов К.М., Иванов С.С., Арзамасова Л.Н. Выявление недостаточности насосной функции сердца у больных ИБС по показателю кислородного долга при малых нагрузках// Функциональная диагностика, 2012, №1, C. 48-50.

5. Арзамасов К.М., Иванов С.В., Арзамасова Л.Н., Иванов С.С. Оценка недостаточности насосной функции сердца у больных ИБС по показателям периферического артериального долга в тредмил-тесте// Функциональная диагностика, 2012, №1, C. 51-55.

6. Арзамасов К.М., Арзамасова Л.Н. Динамика артериального долга нижних конечностей у больных с постинфарктным кардиосклерозом// Вестник РГМУ, 2012, № 1, с 97.

7. Sergey V. Ivanov, Kirill M. Arzamasov, Uriy A. Izachik, Sergey S. Ivanov. Popliteal artery blood velocity during exercise in patients with heart failure// Circulation, 2012, Vol 125, No 19, P. e750.

8. Sergey V. Ivanov, Kirill M. Arzamasov, Uriy A. Izachik, Sergey S. Ivanov. Determination of the anaerobic and respiratory compensation thresholds

by the leg skin temperature and doppler test of leg blood flow// Circulation, 2012, Vol 125, No 19, P. e797.

  9. Арзамасов К.М., Иванов С.В., Арзамасова Л.Н., Иванов С.С.  Показатели артериального долга при физической нагрузке  в оценке насосной функции сердца// Актуальные вопросы клинической транспортной медицины, 2012, С.146-152.

Список сокращений:

АП - анаэробный порог

ИБС - ишемическая болезнь сердца

КВ(кров) - коэффициента восстановления по кровотоку

КВ(О2) - коэффициента восстановления по кислороду

СК - линейная скорость кровотока

Макс КВ(кров)/ Макс МЕТ - крутизна нарастания кривой КВ(кров)

Макс КВ(О2)/ Макс МЕТ - крутизна нарастания кривой КВ(О2)

МЕТ - метаболическая единица, одна МЕТ соответствует потреблению О2 в 3,5 мл/мин на кг веса

ПДМА - порог декомпенсации метаболического ацидоза

ФК - функциональный класс

D - диастолическая скорость кровотока

M - средняя скорость кровотока

r - коэффициент корреляции

RI - резистивный индекс

S - систолическая скорость кровотока

Tg(КВ(кров)) - тангенса угла наклона кривой КВ(кров.)

TgКВ КВ(О2) - тангенса угла наклона кривой КВ(О2)

Vm - площадь под кривой, огибающей ультразвуковой допплеровский спектр кровотока за указанный период времени

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине