Исследование функция правого желудочка (лекция на Диагностере)
Систолическая функция правого желудочка должна оцениваться по крайней мере с помощью одного из следующих критериев или их комбинации: FAC, S’ Wave, TAPSE или RIMP.
Было предложено несколько эхокардиографических параметров систолической функции правого желудочка:
TAPSE измеряется в M-режиме из А4С с курсором через латеральную часть кольца ТкКл.
S′ измеряли в режиме тканевого доплера из А4С с курсором через латеральную часть кольца ТкКл.
FAC рассчитывается из А4С по формуле: 100 × (конечная диастолическая площадь ПЖ — конечная систолическая площадь ПЖ) / конечная диастолическая площадь ПЖ.
Оценка функции правого желудочка TAPSE
Систолическая экскурсия кольца ТкКл TAPSE — это линейное измерение продольной функции ПЖ в M-режиме.
Установите курсор в M-режиме параллельно движению латерального кольца ТкКл.
Кольцо должно двигаться вверх к верхушке во время систолы.
В M-режиме ищите последовательный сигнал на протяжении всей систолы и диастолы.
Определите максимальную систолическую и диастолическую экскурсию движения фиброзного кольца.
Измеряйте ВЕРТИКАЛЬНО методом от переднего края к переднему.
Показатель угол зависимый, легко переоценить или недооценить функцию ПЖ.
Обычно значение TAPSE менее 17 мм сильно свидетельствует о дисфункции правого желудочка.
Оценка функции правого желудочка волной S’
Методом Pulsed Wave TDI (см/сек) получают систолическая скорость латерального кольца ТкКл.
Чтобы выполнить измерение S ‘волны наведите курсор на латеральное кольцо ТкКл.
Импульсно-волновой допплер и TDI определите максимальную систолическую скорость НАД базовым уровнем — «S» волна.
Показатель угол зависимый, легко недооценить, если доплеровский сигнал не параллелен.
Значением S’ менее 9,5 см / сек, указывает на дисфункцию правого желудочка.
ВАЖНО убедиться, что мы получаем значения TAPSE и S ’Wave, чтобы они коррелировали друг с другом.
Если вы получаете ненормальный TAPSE, вам необходимо убедиться, что ваша S ’Wave также демонстрирует ненормальное значение.
Фракция изменения площади правого желудочка FAC
Методы TAPSE и S ’Wave имеют ограничения: угол зависимые, не полностью представляет глобальную функцию ПЖ.
Фракционное изменение площади (FAC) обеспечивает лучшую оценку глобальной функции правого желудочка.
Это формула для расчета изменения площади правого желудочка между диастолой и систолой.
Указанное значение является процентным, но, пожалуйста, не путайте его с фракцией выброса.
Нормальное значение FAC составляет 35% или выше, помните, что это процент изменения площади, а не фракция выброса правого желудочка.
Отражает как продольные, так и радиальные компоненты сокращения ПЖ.
Сфокусированный на ПЖ А4С позиция, убедитесь, что весь правый желудочек находится в секторе визуализации как во время систолы, так и во время диастолы.
Обозначьте площадь ПЖ в диастоле и систоле (см²), не забудьте включить трабекулы и верхушку в полость.
Обведите эндокардиальную границу, а не модераторный пучок и трабекулы.
Не измеряйте то, чего не видите! Помните, что есть и другие методы оценки функции RV, которые вы можете использовать! (TAPSE или S ‘волна).
RIMP для оценки функции правого желудочка
RIMP — это индекс общей производительности миокарда правого желудочка.
Значение представляет собой соотношение между временем выброса и временем отсутствия выброса сердца.
Время «отсутствия выброса» — это периоды времени, когда все сердечные клапаны закрыты.
Время отсутствия выброса: сразу после закрытия ТкКл/МтКл и до открытия ПуКл/АоКл.
Аналогичным образом, сразу после закрытия ПуКл/АоКл и до того, как ТкКл/МтКл снова откроются.
Чтобы лучше визуализировать эти временные интервалы, посмотрите на диаграмму ниже.
Диаграмма помогает понять, что общее время закрытия ТкКл (TCO) больше, чем время выброса из легкого (ET).
Это обращает наше внимание на небольшие промежутки времени до и после времени выталкивания RVOT, когда трикуспидальный клапан все еще закрыт. (IVCT и IVRT)
TCO — время закрытия-открытия ТкКл. Это время между открытием и закрытием трехстворчатого клапана.
ET — время выброса. Это время выброса крови через легочный клапан.
IVCT — время изоволюмического сокращения. Это время после закрытия ТкКл и до открытия ПуКл.
IVRT — время изоволюмической релаксации. Это время после закрытия ПуКл и открытия ТкКл.
RIMP — это время отсутствия выброса (IVRT + IVCT), деленное на время выброса.
Чтобы увидеть это в формуле, которая будет выглядеть так: RIMP = (время отсутствия выброса) / время выброса
RIMP = (IVCT + IVRT) / ET
Другой способ выразить время отсутствия выброса, который не требует измерения крошечных интервалов времени между IVCT и IVRT, — это взять общее время закрытия ТкКл (TCO) и вычесть время выброса RVOT (ET).
(Посмотрите еще раз на диаграмму и посмотрите взаимосвязь между TCO и ET)
RIMP = (время отсутствия выброса) / время выброса
Есть 2 метода выполнения RIMP. Один требует двухэтапного процесса, который включает в себя измерение двух разных изображений и уделение особого внимания интервалам R-R.
Методом тканевого допплера все измерения выполняются на одном ударе. Хорошие новости …
Шаги к выполнению RIMP стандартное окно AP4 при выполнении измерения RIMP.
Используйте ту же технику, что и для волны S ‘, и поместите курсор над латеральным кольцом ТкКл, импульсно-волновой допплер TDI
Убедитесь, что кольцо движется к вершине Стоп-кадр с четкой формой волны S ’, E’ и A ’.
Если вам сложно представить, как измерения тканевого допплера соотносятся с исходной диаграммой, просто переверните диаграмму вверх ногами и поместите ее рядом с вашим доплеровским изображением ткани, чтобы лучше понять каждый временной интервал. Посмотрите…..
Если ваша машина не настроена с этим пакетом измерений, тогда значения необходимо будет вычислить в уравнении вручную:
Наиболее очевидным ограничением RIMP является получение достаточно четких показаний тканевого допплера для правильного определения периодов отсутствия выброса сердца.
Когда я просматривал повседневные примеры допплерографии тканей правого сердца, было трудно найти изображения с достаточно четкими формами волн, чтобы правильно идентифицировать периоды IVRT / IVCT и, следовательно, TCO.
Другие ограничения включают: RIMP зависит от давления и объема. Ненадежен при повышенном давлении RA Укорачивает IVRT.
Систолическая экскурсия митральной и трикуспидальной кольцевой плоскости у кошек с гипертрофической кардиомиопатией
Spalla I., Payne J.R., Borgeat K., A. Pope, Luis Fuentes V., Connolly D.J. Mitral Annular Plane Systolic Excursion and Tricuspid Annular Plane Systolic Excursion in Cats with Hypertrophic Cardiomyopathy // J Vet Intern Med. 2017; 31(3): 691–699.
Систолическая экскурсия митральной и трикуспидальной кольцевой плоскости у кошек с гипертрофической кардиомиопатией
Абстракт
Фон. Систолическая дисфункция левого желудочка (ЛЖ) связана с повышенным риском смерти у кошек с гипертрофической кардиомиопатией (HCM). Митральная и трикуспидальная систолическая экскурсия в кольцевой плоскости (MAPSE и TAPSE, соответственно) являются мерами продольной систолической функции и снижаются у пациентов с HCM.
Гипотезы. Кошки с HCM имеют более низкие MAPSE и TAPSE по сравнению с контрольными кошками; более низкие MAPSE и TAPSE связаны с наличием застойной сердечной недостаточности (CHF) и сокращением времени выживания.
Животные. 64 кошки с HCM и 27 здоровых кошек. Сорок пять кошек с HCM не показывали клинических признаков, а 19 имели CHF.
Методы. Ретроспективное исследование. Анатомический М-режим из левого апикального 4-камерного вида использовался для записи MAPSE со свободной стенки (MAPSE FW) и перегородки (MAPSE IVS) и TAPSE.
Результаты. По сравнению с контролем у кошек с HCM был более низкий MAPSE IVS (контроль 5.2 [4.6-5.6] мм, при бессимптомной HCM 4.7 [4.1-5.2] мм, HCM с CHF 2.6 [2.5-3.2] мм, P 2884 day (0–2884 day)
| CV | Внутриисследовательская (1) (%) | Межисследовательская CV (%) |
| MAPSE FW | 2.0 | 8.0 |
| MAPSE IVS | 1.6 | 8.0 |
| TAPSE | 1.5 | 5.0 |
Обсуждение
Результаты нашего исследования показали, что кошки с HCM имеют более низкие значения MAPSE и TAPSE по сравнению с здоровыми контрольными кошками. Кроме того, кошки с ЗСН показали самые низкие значения MAPSE и TAPSE. Хотя количество кошек в анализе было небольшим, более низкие MAPSE и TAPSE также были связаны со снижением времени выживания для смертности от всех причин, что указывает на потенциальную прогностическую ценность. Дальнейшие исследования с большим количеством кошек должны дать более высокую оценку прогностической полезности MAPSE и TAPSE в отношение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и всех причин. Внутреннее и межисследовательская CV, а также границы соглашения Бланда-Альтмана показали, что эта техника легко достижима и повторяема среди разных наблюдателей.
Укорочение левого желудочка по продольной оси является одним из основных компонентов сердечного сокращения, когда основание сердца смещается к его вершине. MAPSE и TAPSE измеряют продольное смещение кольцевой плоскости во время сердечного цикла и поэтому могут рассматриваться как маркеры систолической длинноосевой функции. Было подсчитано, что вклад продольного сокращения, оцененный при перемещении атриовентрикулярной плоскости, составляет до 60% от общего объема сердечного удара у здоровых взрослых людей [22]. Уменьшение продольной функции было выявлено с помощью спекл-трековой эхокардиографии в ранние стадии HCM у людей [23, 24]. Кроме того, MAPSE, измеренный с помощью МРТ, снижается у людей с обструктивной и непроизводительной HCM и коррелирует с наличием фиброза, который оценивается поздним улучшением гадолиния [25].
Точно так же результаты нашего исследования показывают, что кошки с HCM имеют более низкую MAPSE по сравнению с нормальными кошками, что подтверждает снижение систолической продольной функции даже у тех кошек, которые не показывают клинических признаков. Это аналогично выводам в медицине человека [23, 24].
Функциональные аномалии левого желудочка можно ожидать у кошек с HCM, но наше исследование показало, что продольное смещение RV также снижается у кошек с HCM. Это сравнивает результаты у людей с HCM, где было зарегистрировано снижение TAPSE [15]. Неясно, можно ли объяснить снижение TAPSE сопутствующей кардиомиопатией правого желудочка, которая была идентифицирована у одной трети пациентов и около половины из кошек с HCM [4, 26]. Альтернативно, левосторонняя сердечная недостаточность может спровоцировать дисфункцию правого желудочка через ряд патофизиологических механизмов, включая развитие легочной гипертензии [27, 28], снижение соответствия правого желудочка из-за вентрикулярной взаимозависимости [15, 28], или причины вредные изменения в перфузионном давлении коронарного давления в правом желудочке. Один или несколько из этих механизмов могут объяснить сокращение TAPSE, указанное в этом исследовании [12, 15, 27, 28].
В этом отчете кошки с ХСН имели самые низкие значения для MAPSE и TAPSE, что, вероятно, отражает прогрессирование заболевания и ухудшение систолической дисфункции. Аналогичный вывод был сообщен для LVFS у кошек с более развитой болезнью [8, 9].
Кроме того, кошки в самом низком тертиле для каждого из MAPSE IVS, MAPSE FW и TAPSE с большей вероятностью достигли конечной точки смертности от всех причин, предполагая, что эти эхокардиографические параметры имеют потенциальную прогностическую ценность. Было показано, что размер и функция левого предсердия имеют прогностическое значение у нашей выборки, как это было указано в предыдущих исследованиях [6, 7, 8, 9].
Из-за небольшого числа событий невозможно было оценить прогностическую полезность этих переменных для сердечной смертности, и было слишком мало событий для проведения многофакторного анализа для окончательной модели выживаемости. Тем не менее, эти предварительные выводы обнадеживают и согласуются с недавним исследованием, которое показало, что дисфункция правого желудочка на основе TAPSE независимо связана с повышенной вероятностью смерти или трансплантации [15] и, следовательно, требует дальнейшего изучения с большим количеством кошек.
По мнению авторов, для кошек не было опубликовано никаких справочных интервалов MAPSE и TAPSE. У собак было установлено криволинейное соотношение между TAPSE и весом, которое стало линейным, когда вес нормализовался до шкалы 1 / 3,19. Кошки могут изменяться по весу, но это, как правило, менее выражено по сравнению с собаками, где вес тела имеет существенное зависящая от породы вариация; однако, поскольку стандартные эхокардиографические параметры варьируются в зависимости от массы тела, [29] авторы рекомендуют, чтобы предварительные значения MAPSE и TAPSE, представленные в этом исследовании, применимы у кошек с массой тела от 3,7 до 5,2 кг. Дальнейшие исследования необходимы для определения степени вариации MAPSE и TAPSE на основе различий в отношении веса и породы у кошек. Настоящее исследование имеет некоторые ограничения. Прежде всего, будучи ретроспективным исследованием, было невозможно измерить TAPSE с левого апикального зрения, оптимизированного для правого желудочка во всех случаях. Как и при всех методах, требующих хорошего выравнивания, измерение MAPSE и TAPSE может быть затруднено степенью несогласованности; однако мы смогли свести к минимуму это с помощью анатомического М-режима, который позволил нам достичь приемлемого внутри- и межисследовательской CV. Однако дальнейшая валидация текущей изменчивости этих индексов продольных функций оправдана для дальнейшей оценки их точности и воспроизводимости в проспективных исследованиях. Это исследование не пыталось установить корреляции между MAPSE, TAPSE и другими эхокардиографическими показателями тяжести заболевания, такими как размер предсердий и желудочков, а также данные о функции или инвазивной катетеризации, например, для определения наличия и тяжести легочной гипертензии. Интересно, что у пациентов с HCM было показано, что дисфункция правого желудочка, измеренная TAPSE, независимо связана со степенью диастолической и систолической дисфункции левого желудочка и легочной гипертензии [15]. Кроме того, мы не оценивали влияние таких лекарств, как фуросемид на эхокардиографические параметры, которые путем уменьшения преднагрузки могут влиять на продольную функцию. Из-за небольшого числа событий мы не смогли выполнить многофакторный анализ выживаемости и необходимы дальнейшие исследования для подтверждения наших предварительных результатов выживания и оценки того, имеют ли MAPSE и TAPSE прогностическую ценность сердечной смертности. Авторы пытались исключить все возможные вторичные причины гипертрофии левого желудочка на основе имеющихся данных для каждого случая. Однако из-за ретроспективного характера исследования и проблем, связанных с окончательным подтверждением миокардита, мы не можем полностью исключить возможность того, что в исследование были включены кошки с редкими причинами LVH, такие как преходящий миокардит. Наконец, из-за ретроспективного характера исследования невозможно было ослепить исследователя, выполняющего эхокардиографические измерения, до постановки клинического диагноза кошек, что, возможно, внесло смещение в наши результаты. В заключение, у кошек с HCM был более низкий MAPSE IVS, MAPSE FW и TAPSE, с самыми низкими значениями у кошек с CHF. Кроме того, наши предварительные данные показали, что кошки с MAPSE ниже 3,3 мм и TAPSE менее 5,3 мм имели низкое время выживания. Важно отметить, что метод был признан выполнимым у большинства кошек с приемлемым внутри- и межисследовательской CV.
Ссылки
Статья опубликована
Spalla I., Payne J.R., Borgeat K., A. Pope, Luis Fuentes V., Connolly D.J. Mitral Annular Plane Systolic Excursion and Tricuspid Annular Plane Systolic Excursion in Cats with Hypertrophic Cardiomyopathy // J Vet Intern Med. 2017; 31(3): 691–699.
Литература
Полезно знать
© VetConsult+, 2016. Все права защищены. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии ссылки на ресурс. При копировании либо частичном использовании материалов со страниц сайта обязательно размещать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку, расположенную в подзаголовке или в первом абзаце статьи.
Speckle-tracking эхокардиография – техника оценки функции миокарда
Sergio Mondillo, MD, Maurizio Galderisi, MD, Donato Mele, MD, Matteo Cameli, MD, Vincenzo Schiano Lomoriello, MD, Valerio Zacà, MD, Piercarlo Ballo, MD, Antonello D’Andrea, MD, Denisa Muraru, MD, Mariangela Losi, MD, Eustachio Agricola, MD, Arcangelo D’Errico, MD, Simona Buralli, MD, Susanna Sciomer, MD, Stefano Nistri, MD, Luigi Badano, MD
Speckle-tracking эхокардиография – количественная ультразвуковая методика точной оценки функции миокарда путем анализа движения спеклов, выявленных на обычных 2-мерных сонограммах. Она предоставляет данные о недоплеровской, угол-независимой и объективной количественной деформации миокарда и систолической и диастолической динамики левого желудочка. При отслеживании перемещения спеклов во время сердечного цикла, саму деформацию и её скорость можно быстро измерить после соответствующего проведенного исследования. Данные о технических особенностях выполнения исследования, точности и клиническом применении speckle-tracking эхокардиографии появляются с высокой скоростью. Этот обзор описывает основные понятия speckle-tracking эхокардиографии, иллюстрирует то, как получить измерения деформации с помощью этой техники, и обсуждает их применение и дальнейшее клиническое развитие. Speckle-tracking эхокардиография – новый, неинвазивный ультразвуковой метод визуализации, который позволяет объективно и количественно оценить глобальную и регионарную функцию миокарда независимо от угла атаки и от поступательных движений сердца.
Speckle-tracking эхокардиография основана на анализе пространственного смещения (именуемый отслеживанием или трекингом) спеклов (которые определяются в виде пятен, точек в серошкальном изображении, генерируемых взаимодействием между ультразвуковым лучом и волокнами миокарда) при обычной 2-мерной сонографии. До введения этой сложной эхокардиографической техники, только магнитно-резонансная томография (МРТ) с мечеными молекулами позволяла выполнить точный анализ нескольких компонентов деформации, которые характеризуют динамику миокарда. Хотя магнитно-резонансная томография с мечеными молекулами считается золотым стандартом в этой области исследования, его рутинное использование ограничено высокой стоимостью, малой доступностью, относительной сложностью получения изображений и длительным анализом данных.
Отслеживая перемещения спеклов во время сердечного цикла, speckle-tracking эхокардиография позволяет полуавтоматически обрабатывать данные деформации миокарда в 3 пространственных направлениях: продольном, радиальном и циркулярном. Кроме того, speckle-tracking эхокардиография проводит оценку возникновения, направления, и скорости вращения левого желудочка (ЛЖ). Полуавтоматический характер speckle-tracking эхокардиографии гарантирует хорошую внутринаблюдательную и межнаблюдательную воспроизводимость. Несмотря на то, что этот новый метод был введен исключительно для анализа функции ЛЖ, несколько исследований недавно расширили поле его применения и в других камерах сердца, например, в левом предсердии (ЛП).
Этот обзор объясняет основные понятия speckle-tracking эхокардиографии, является практическим руководством по получению и интерпретации данных. В нем обсуждаются особенности клинического применения этих новых эхокардиографических параметров, которые в последнее время стали предметом большого интереса для клиницистов.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Термин speckle-tracking означает, что этот метод основан на анализе спеклов во время сердечного цикла. Единичные спеклы сливаются в функциональные блоки (ядра), что, в свою очередь, однозначно идентифицируются, характеризуя специфическое распределение спеклов. В результате, каждое ядро представляет собой вид ультразвукового отпечатка, который отслеживается с помощью программного обеспечения в течение всего сердечного цикла. Путем анализа движения каждого ядра, в режиме двухмерного изображения в серой шкале, система, без использования доплеровского сигнала, может вычислить смещение, частоту смещения (скорость), деформацию, а также скорость деформации (частоту деформации) выбранных сегментов миокарда и вращение ЛЖ.
В соответствии с указаниями, полученными из литературы с целью снижения случайного шума, каждый образец для speckle-tracking эхокардиографического анализа, должен быть получен путем усреднения, по меньшей мере, 3 последовательных сердечных циклов, установив частоту кадров стандартного двухмерного изображения от 60 до 110 кадров в секунду.
Учитывая тесную зависимость speckle-tracking эхокардиографии от анализа деформации одного сердечного цикла, её ограничением является невозможность проведения исследования у пациентов с несинусовым ритмом.
Эхокардиографические данные, полученные при speckle-tracking исследовании, недавно были сравнены с сономикрометрией и МРТ с мечеными молекулами, и при этом показали высокую возможность их получения и воспроизводимость. Значительные потенциальные ограничения этой новой методики заключаются в её строгой зависимости от частоты кадров и качества двухмерных изображений, что является необходимым условием для получения оптимального определения границы эндокарда.
ТЕРМИНОЛОГИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Краткая информация о терминологии, которая используется при этой эхокардиографической технике и описанная в тексте, приведена в Таблице 1.
Таблица 1. Speckle-tracking эхокардиографическая терминология
Напряжение ― Strain
Напряжение представляет собой измерение, которое оценивает степень деформации анализируемого сегмента по отношению к его начальному размеру. Оно выражается в процентах. Уравнение напряжения (ε) состоит в следующем:
где L представляет собой длину объекта после деформации, а L0 – начальная длина объекта. По общепринятым условиям, в зависимости от направления деформации, при удлинении или утолщении, значение принимается как положительное, в то время как при укорочении или истончении значение принимается как отрицательное.
Скорость деформации (напряжения) ― Strain Rate
Скорость напряжения (ε ‘) представляет собой скорость деформации миокарда. Она выражается в секундах-1. Другими словами, если то же самое значение деформации достигается в два раза быстрее, значение скорости деформации будет в два раза выше. Экспериментальные исследования показали, что скорость деформации менее зависима от изменения нагрузки ЛЖ, чем сама деформация. Тем не менее, поскольку сигнал скорости деформации имеет больше шума и сложнее воспроизводится, большинство клинических исследований по-прежнему используют измерения деформации.
Продольная деформация (напряжение) ― Longitudinal Strain
Продольная деформация представляет собой деформацию миокарда, направленную от основания до верхушки сердца. Во время систолы, желудочковые волокна миокарда укорачиваются с поступательным движением от основания к верхушке. Последующее сокращение расстояния между отдельными ядрами представлено негативными трендовыми кривыми (Рис. 1А).
Путем анализа продольной деформации в 4-камерной, 2-камерной и апикальной, вдоль длинной оси, плоскостях, могут быть получены как регионарные (относительно каждого из 17 сегментов ЛЖ), так и глобальные значения деформации (глобальная продольная деформация). Глобальная продольная деформация недавно была утверждена в качестве количественного показателя для оценки глобальной функции ЛЖ. Такие же измерения могут быть применены к speckle-tracking эхокардиографическому анализу продольной миокардиальной деформации левого предсердия и правого желудочка (ПЖ), при получении пиковой продольной предсердной деформации и продольной деформации ПЖ, соответственно.
Радиальная деформация ― Radial Strain
Радиальная деформация представляет собой деформацию миокарда в радиальном направлении, т.е. по направлению к центру полости ЛЖ, и таким образом отражая утолщение и истончение ЛЖ при движении во время сердечного цикла. Следовательно, во время систолы, учитывая прогрессирующее радиальное движение отдельных ядер, значения радиальной деформации представлены положительными кривыми (Рис. 1В). Значения радиальной деформации при speckle-tracking эхокардиографическом анализе получаются как в базальной, так и апикальной плоскостях короткой оси ЛЖ.
Рис. 1. Speckle-tracking эхокардиографический анализ деформации миокарда с указанием измерения продольной деформации (A), радиальной деформации (В) и циркулярной деформации (С).
Циркулярная деформация ― Circumferential strain
Циркулярная деформация представляет собой укорочение волокон миокарда ЛЖ по циркулярному периметру в плоскости короткой оси сердца (Рис. 1C). Следовательно, во время систолы, в связи с сокращением циркулярного расстояния спекл-до-спекл, измерения циркулярной деформации представлены в виде негативных кривых. Что касается продольной деформации, при использовании этого значения можно получить значение глобальной циркулярной деформации.
Скручивание и кручение ― Twisting and Torsion
До недавнего времени оценка скручивания ЛЖ была возможна только при помощи МРТ, но в настоящее время speckle-tracking эхокардиография стала новым перспективным инструментом для анализа скручивания ЛЖ. Скручивание левого желудочка – компонент нормального систолического сокращения, которое возникает от взаимного поворота верхушки и основания ЛЖ в течении систолы и представляет собой важный аспект сердечной биомеханики. Являясь внутренней физиологической характеристикой сердца, количественная оценка скручивания левого желудочка при speckle-tracking эхокардиографии базируется на основе анализа взаимного вращения верхушки и основания ЛЖ во время систолы. Скручивание левого желудочка рассчитывается как чистая разница среднего вращения между апикальным и базальным уровнями (Рис. 2). Кручение левого желудочка определяется как скручивание ЛЖ, нормализованное к расстоянию основание-верхушка.
Раскручивание ― Untwisting
Растущее внимание уделяется роли раскручивания в механике диастолического наполнения ЛЖ. Скорость раскручивания считается критическим начальным проявлением активного отдыха, что делает это измерение относящимся к исследованию диастолы и, главным образом, к изоволемической релаксации, потому что этот показатель имеет меньшую зависимость от нагрузки, по сравнению с другими диастолическими параметрами.
КАК ПОЛУЧИТЬ ПАРАМЕТРЫ ДЕФОРМАЦИИ
Получение изображения
Изображения для speckle-tracking эхокардиографического анализа, выполняемые в автономном режиме, получаются и записываются с использованием обычной двухмерной эхокардиографии в серой шкале во время задержки дыхания со стабильной электрокардиографической картиной. Необходимо соблюдать аккуратность для получения истинных апикальных изображений, а также изображений в плоскости короткой оси, используя стандартные анатомические ориентиры в каждой плоскости и избегать неправильных ракурсов анализируемых структур миокарда, что позволяет более надежно устанавливать границы эндокарда. Оптимальная частота кадров для получения двухмерного изображения устанавливается между 60 и 110 кадрами в секунду.
Эти настройки рекомендуется для того, чтобы объединить высокое временное разрешение с приемлемым пространственным разрешением, для повышения возможности покадровой методики трекинга (отслеживания). Рекомендуется начинать speckle-tracking эхокардиографический анализ с плоскости камеры сердца вдоль апикальной длинной оси для выбора кадра, соответствующего закрытию клапана аорты, которое является полезным опорным пунктом для последующего анализа. Верхушечная 4-х и 2-х камерная плоскость получения изображения необходима для анализа продольной деформации и пиковой продольной деформации предсердий (см. выше). Запись изображения в плоскости короткой оси сердца используется для определения радиальной деформации, циркулярной деформации и анализа вращения. Её проводят при стандартном парастернальном положении датчика в плоскости основания сердца и в более удаленных ― передней или переднебоковой позициях для апикальной плоскости. Для стандартизации получения изображения, базальную плоскость (основание сердца) определяют как плоскость, которая включает края митрального клапана, в то время как апикальная плоскость определяется дистальнее папиллярных мышц, проксимальнее уровня, на котором определяется конечно-систолическое закрытие полости ЛЖ. Особое внимание должно уделяться выполнению поперечного сечения ЛЖ, выполняя его как можно больше циркулярно.
Офлайн анализ
Записанные данные обрабатываются с помощью специфического acoustic-tracking программного обеспечения, как правило, доступного на специальных рабочих станциях, что позволяет выполнять автономный (после обследования) полуавтоматический анализ деформации на основе спеклов. Анализируемая поверхность эндокарда миокардиальных сегментов, определяется вручную у верхушки и / или в плоскости короткой оси сердца с помощью подхода «указал и щёлкнул, point-and-click». Поверхность эпикарда помечается, а затем автоматически генерируется системой, создавая тем самым поле зрения. После ручной настройки ширины и формы поля зрения, программное обеспечение автоматически делит поле зрения на 6 сегментов, и в результате автоматически подсчитывается качество трекинга (tracking) для каждого сегмента и, либо применяется либо отвергается, с возможностью дальнейшей ручной коррекции. Сегменты, для которых нет возможности получения адекватного качественного изображения, отклоняются программным обеспечением и исключаются из анализа. Последнее: когда поле зрения оптимизировано, программное обеспечение генерирует кривые деформации для каждого выбранного миокардиального сегмента (Рис. 1). Из этих кривых, исследователь может получить значения регионального и глобального (путем усреднения значений, наблюдавшихся во всех сегментах) пиков и времени достижения пика.
Если продольный анализ деформации выполняется во всех 3 апикальных плоскостях, программное обеспечение автоматически генерирует топографическое представление всех 17 проанализированных сегментов (bull’s eye ― мишень; Рис. 3А). С помощью простого ввода оператор может также получить параметры времени достижения пика продольной деформации и постсистолический индекс (например, процент постсистолического значения деформации по сравнению с максимальным пиком деформации оцениваемого сегмента) bull’s eye ― мишень (Рис. 3В), которые оказались полезными в предварительных исследованиях для анализа и выявления потенциальной ишемии или зон миокардиальной диссинхронии.
Рис. 3. Топографическое представление (мишень ― bull’s-eye) различных измерений деформации. А ― представлена продольная деформация (слева) и время до пика продольной деформации (справа) у пациента с тяжелым стенозом левой передней нисходящей артерии. Обратите внимание на хроматическую индивидуализацию зоны ишемии (слева), также показана задержка сокращения (красная зона с сокращением задержки 286 мс; справа). B ― измерение постсистолического индекса при speckle-tracking эхокардиографии в начале исследования (слева) и при физической нагрузке (50 Вт; справа) у пациента, подвергающегося эхокардиографии с физической нагрузкой. Обратите внимание на ухудшение задержки сокращения ЛЖ в переднебоковой части. После коронарной ангиографии выявлена патология левой коронарной и левой нисходящей артерий сердца. ANT указывает на передний; ANT_SEPT ― переднеперегородочный; INF ― нижний; LAT ― боковой и POST ― задний.
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
В общем, помимо традиционных эхокардиографических методов, speckle-tracking эхокардиография позволяет провести беспрецедентную углубленную оценку систолической и диастолической динамики миокарда в широком диапазоне физиологических и патологических состояний. Например, существует не только хорошая корреляция между продольной деформацией и фракцией выброса левого желудочка (ФВЛЖ), как было показано в ряде исследований, но, кроме того, продольная деформация обеспечивает количественный анализ миокардиальной деформации каждого сегмента ЛЖ, что позволяет обнаруживать начальные проявления систолической дисфункции у больных с сохраненной ФВЛЖ.
Гипертония
Артериальная гипертензия является идеальной моделью для оценки изменений при различных видах деформаций, развивающиеся вслед за развитием концентрической геометрии ЛЖ (концентрическое ремоделирование и концентрическая гипертрофия ЛЖ). Это очень важный вопрос, потому что опыт использования стандартной эхокардиографии показал, что ухудшение фракционного сокращения стенок циркулярных волокон предшествует снижению фракции выброса левого желудочка. Speckle-tracking эхокардиография способствует дальнейшему пониманию того, что взаимодействие различных деформаций является гораздо более сложным процессом в этих условиях. В частности, оказывается, что продольная и радиальная деформация нарушаются, в то время как циркулярная деформация все еще нормальная, а кручение ЛЖ также находится в пределах нормы, как механическая компенсация для сохранения нормальной фракции выброса (ФВ). Эти данные дополнительно подтверждаются клиническими проявлениями у больных артериальной гипертензии с сохраненной ФВЛЖ, нарушенной продольной деформацией и увеличенным кручением ЛЖ, связанными с сывороточным уровнем ингибитора тканевой матричной металлопротеиназы 1 ― маркера миокардиального фиброза, который является основной детерминантой диастолической дисфункции ЛЖ. Эти данные позволяют предположить то, что нарушения обмена коллагена и миокардиальный фиброзный процесс могут привести к ранней сократительной дисфункции ЛЖ, когда ФВЛЖ еще нормальная, а функциональные нарушения ЛЖ, по-видимому, в основном влияют на диастолические свойства миокарда.
Диабет
Было показано, что у больных сахарным диабетом безсимптомных, с сохраненной ФВЛЖ, speckle-tracking эхокардиография имеет большой потенциал для обнаружения субклинической систолической дисфункции ЛЖ, которая маскируется изменениями продольной деформации. С этой точки зрения, speckle-tracking эхокардиография может предоставить полезную информацию о развитии субклинической дисфункции миокарда при диабете до явного появления диабетической кардиомиопатии. Эти данные подтверждают предыдущий опыт использования цветной визуализации скоростей в ткани, а также скорость деформации при допплеровском исследовании.
Ишемическая болезнь сердца
Пороки клапанов сердца
Speckle-tracking эхокардиографический анализ у пациентов с заболеваниями клапанов сердца был в основном выполнен для оценки функции ЛЖ со стрессовыми тестами (физические упражнения или фармакологическая проба). Lancellotti и др. показали, что у бессимптомных пациентов с дегенеративной митральной регургитацией, подвергающихся клапанной хирургии, ограниченное (индуцированное физической нагрузкой) восстановление продольной сократительной функции ЛЖ, и при оценке по speckle-tracking эхокардиографии глобальной продольной деформации прогнозируется дисфункция ЛЖ в послеоперационном периоде. У пациентов с аортальным стенозом или аортальной регургитацией, сразу после замены аортального клапана, существует значительное увеличение радиальной и циркулярной деформации, что наводит на мысль о том, как эти параметры деформации миокарда в значительной степени зависят от состояния нагрузки на ЛЖ.
Сердечная недостаточность
Было показано, что у пациентов с гипертензией и с сердечной недостаточностью, а также у пациентов с сердечной недостаточностью и нормальной ФВ, продольная деформация ЛЖ постепенно ухудшается (согласно Нью-Йоркской кардиологической ассоциации) от I класса, к классу IV, с дополнительным левожелудочковым радиальным и циркулярным систолическим ухудшением у пациентов в III и IV функциональных классов Нью-Йоркской кардиологической ассоциации. Что касается вращения и кручения ЛЖ, Park и др. сообщили, что систолическое скручивание, кручение и диастолическое раскручивание значительно повышено у пациентов с легкой диастолической дисфункцией (как два показательных случая на рисунке 4).
Рис. 4. Сравнительная картина измерений скручивания левого желудочка у диабетических пациентов с сохраненной фракцией выброса левого желудочка (справа) и здорового человека соответствующего возраста (слева). Желудочковая функция скручивания существенно увеличилась у пациентов с диабетом.
У пациентов с поздними стадиями диастолической дисфункции и увеличенным давлением наполнения, эти параметры нормализованы или снижены. Тем не менее, еще предстоит выяснить: увеличение показателей кручения ЛЖ является компенсаторным механизмом для уменьшения релаксации миокарда, или следствием редуцированного наполнения ЛЖ на ранней стадии диастолической дисфункции. Первое продольное исследование, проведенное у пациентов с сердечной недостаточностью и сниженной ФВ выявило, что глобальная циркулярная деформации может быть мощным предиктором сердечных атак. Другое исследование показало, что глобальная продольная деформация для прогнозирования исходов значительно превосходит показатели ФВ и оценочный индекс движения стенки.
Механическая диссинхрония
Кардиальная ресинхронизирующая терапия является эффективным средством для лечения пациентов с III и IV функциональным классом сердечной недостаточности (согласно Нью-Йоркской кардиальной ассоциации), у которых параметры фракции выброса левого желудочка ― 35% или меньше, с удлинением QRS, у которых, несмотря на оптимальную медикаментозную терапию, остаются клинические симптомы. Тем не менее, около 30% пациентов не имеют существенного преимущества при кардиальной ресинхронизирующей терапии, и в последние годы было сделано несколько попыток для выявления устойчивых к терапии пациентов до имплантации. Было изучено всё разнообразие эхокардиографических параметров потенциально пригодных для прогнозирования ответа на кардиальную ресинхронизирующую терапию. В недавнем многоцентровом исследовании, ни один из 12 обычных и допплеровских эхокардиографических параметров диссинхронии не был надежным прогностическим показателем ответа на ресинхронизирующую терапию. Однако, параметры деформации, как недавно было показано, имеют хорошую воспроизводимость и точность в дифференцировании здоровых пациентов от реагирующих на кардиальную ресинхронизирующую терапию. Кроме того, недавнее исследование показало, что изображение двухмерной скорости продольной деформации является перспективным потенциальным эхокардиографическим параметром для прогнозирования преимущества ресинхронизации сердца у пациентов с сердечной недостаточностью. Кроме того, показатель радиальной деформации при диссинхронии был успешно использован для прогнозирования ЛЖ функционального реагирования на кардиоресинхронизирующую терапию. Проспективных рандомизированных исследований с использованием speckle-tracking эхокардиографии для прогнозирования ответа на кардиальную ресинхронизирующую терапию по-прежнему не хватает.
Кардиомиопатии
У пациентов с необструктивными гипертрофическими кардиомиопатиями и сохраненной ФВ, speckle-tracking эхокардиография показала возможность выявления ранних стадий значительных нарушений всех компонентов деформации миокарда (продольной, циркулярной и радиальной деформации). Еще одно потенциальное клиническое применение speckle-tracking эхокардиографии для дифференциальной диагностики гипертрофической кардиомиопатии от гипертрофии ЛЖ у спортсменов. Оно основано на более низких значениях продольной деформации у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией, у которых сохранена нормальная фракция выброса левого желудочка. Другие интересные результаты были недавно показаны и для других кардиомиопатий.
НОВЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Пересадка сердца
Cameli и др. недавно опубликовали статью об изменениях параметров скручивания ЛЖ, кручения ЛЖ и частоты раскручивания у пациентов с пересаженным сердцем по сравнению с подобной возрастной контрольной группой людей, а также с пациентами, которые перенесли другие типы хирургических операций на сердце. Эти выводы дают информацию о потенциальной роли денервации сердца в детерминизме торсионной депрессии ЛЖ (Рис. 5).
Рис. 5. Сравнительная картина измерений скручивания левого желудочка в сопоставимой возрастной группе здорового человека (слева), пациентка после нетрансплантационной кардиохирургии (в центре), и после трансплантации сердца (HTX) у реципиента (справа). Желудочковая функция скручивания оказывается сильно редуцированной после трансплантации сердца.
Функция левого предсердия
Предварительные данные о миокардиальной деформации ЛП при speckle-tracking эхокардиографии, которая оценивалась путем измерения пика продольной деформации предсердий, предполагают, что и артериальная гипертензия и сахарный диабет оказывают существенное влияние на функцию ЛП, даже при отсутствие увеличения ЛП. Сосуществование обоих состояний, дополнительно ухудшает функциональные характеристики ЛП аддитивным образом (Рис. 6), а степень дисфункции ЛП напрямую связана с давлением наполнения ЛЖ.
Рис. 6. Анализ функции левого предсердия по speckle-tracking эхокардиографии. Картина измерения пиковой продольной деформации предсердия у здорового индивидуума (А), гипертоника (В), диабетика (С), диабетического пациента с гипертонической болезнью (D), с сохраненной фракцией выброса и отсутствием расширения левого предсердия. Обе патологии – и гипертония, и сахарный диабет оказывают существенное влияние на миокардиальную деформацию левого предсердия. Сосуществование двух патологий дополнительно ухудшает работу левого предсердия в аддитивной форме.
Идентификация субклинических нарушений во время проведения химиотерапии
В связи с применением новых противоопухолевых препаратов, многие пациенты могут иметь длительный срок выживаемости. По этой причине, лечение сопутствующих заболеваний стало проблемой для пациентов после проведенной химиотерапии по поводу рака. Учитывая то, что кардиотоксичность остается основным побочным эффектом противораковой терапии, раннее выявление повреждения сердечной ткани является очень важным, так как это способствует раннему назначению лечебных мероприятий. В отличие от изолированного анализа ФВ, новые speckle-tracking эхокардиографические параметры, как было показано, надежно выявляют доклинические нарушения как регионарной, так и глобальной функции миокарда на ранней стадии.
Ограничения
Для проведения speckle-tracking измерений требуются максимальные возможности аппаратуры для получения изображений, а также для установки правильной эндокардиальной границы, что зависит от наличия адекватных эхокардиографических проекций. Кроме того, учитывая тесную зависимость speckle-tracking эхокардиографии от каждого сердечного цикла при анализе миокардиальной деформации, не представляется возможным проводить измерения деформации у пациентов с несинусовым ритмом. Дополнительным ограничением техники является то, что результаты исследования критически зависят от устройства, на котором проводится анализ, при этом они не являются взаимозаменяемыми среди различных производителей.
ВЫВОДЫ
Speckle-tracking эхокардиография – новая сложная эхокардиографическая техника, которая работает со стандартным 2-мерным изображением, лишенная ограничений доплеровских технологий, обеспечивает всесторонний анализ глобальной и регионарной деформации миокарда во всех пространственных плоскостях. Кроме того, speckle-tracking эхокардиография позволяет оценить ЛЖ ротационную и торсионную динамику – параметры функции ЛЖ, которые до внедрения этой методики, анализировались исключительно с помощью МРТ.
В течение последних 3-х лет растет доказательная база, которая показывает хорошее технико-экономическое обоснование, воспроизводимость и точность speckle-tracking эхокардиографии при различном клиническом применении. Тем не менее, все еще не опубликовано проспективного клинического испытания для оценки этого метода в больших популяциях. Недавно разработанная трехмерная speckle-tracking техника, показала многообещающие предварительные результаты в оценке данных 3-мерных изображений. Это еще одно технологическое направление, которое, предположительно, обеспечит более объемный и подробный анализ сердечной динамики, в результате чего эхокардиография приблизится к самому продвинутому методу визуализации, при этом сохранив возможность ее выполнения у постели больного.
