CC BY
91
© Коллектив авторов, 2009 г УДК 616.26-06:616.1-008.64
Е. Г. Суркова, А. Л. Александров, В. Е. Перлей, А. Ю. Гичкин, Н. А. Кузубова
ДИСФУНКЦИЯ ДИАФРАГМЫ И ЕЕ УЧАСТИЕ В РАЗВИТИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
НИИ пульмонологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова
Болезни органов дыхания до настоящего времени остаются одной из значимых проблем здравоохранения и являются широко распространенными заболеваниями, что приводит к экономическим потерям вследствие временной нетрудоспособности и инвалидности, характеризуется неблагоприятным прогнозом, о чем свидетельствуют сравнительно высокие показатели заболеваемости, инвалидизации и смертности населения [2, 7, 8].
В Санкт-Петербурге регистрируется 15,2 случая ХОБЛ на 1 000 населения (в абсолютных цифрах - 65 368 человек). В структуре инвалидности вследствие болезней органов дыхания на ХОБЛ приходится 26 % [1].
Обострение ХОБЛ является одной из наиболее частых причин обращения пациентов за медицинской помощью. Тяжесть обострения заболевания может значительно варьировать от легкой до тяжелой, осложненной жизнеугро-жающей дыхательной недостаточностью, существенную роль в развитии которой у больных ХОБЛ играет прогрессирующая слабость дыхательной мускулатуры и, в первую очередь, главной дыхательной мышцы - диафрагмы.
Современные представления о важной роли дисфункции дыхательных мышц в развитии и прогрессировании легочно-сердечной недостаточности диктуют необходимость разработки высокоинформативных методов диагностики нарушений функциональной способности диафрагмы у больных ХОБЛ. Вопросы диагностических возможностей ультразвуковых методов исследования диафрагмы у больных ХОБЛ детально не изучены.
До сих пор ультразвуковыми методами различные исследователи оценивали либо высоту стояния купола диафрагмы и определяли утолщение диафрагмальной мышцы у больных ХОБЛ по мере нарастания степени дыхательной недостаточности [4, 5, 13], либо оценивали эхострукту-ру диафрагмы и ее утоньшение на высоте вдоха [10].
В настоящее время, в связи с усовершенствованием ультразвуковых методов исследования, появилась возможность наиболее полно и достоверно изучать скорость экскурсии мембранозной и мышечной частей диафрагмы при спокойном и форсированном дыхании, толщину мышечной части диафрагмы, а также фракцию утолщения мышечной части диафрагмы в различные фазы ды-
хательного цикла. Указанные показатели в наибольшей степени характеризуют функциональное состояние диафрагмы и позволяют произвести его детальную оценку. С помощью ультразвуковых методов исследования также можно раздельно изучать функцию сухожильной и мышечной частей диафрагмы, чего невозможно добиться, используя другие методы исследования.
Следует помнить о том, что измененная функция диафрагмы, несомненно, ведет к развитию дыхательной недостаточности, что отрицательно скажется на функциональном состоянии легочно-сердечной гемодинамики и вызовет серьезные нарушения сердечно-сосудистой системы, лежащие в основе развития ХЛС.
Таким образом, оценка диагностических и прогностических возможностей ультразвуковых методов исследования для выявления как начальной дисфункции диафрагмы, так и ее роли в формировании артериальной легочной гипертензии с последующим развитием хронического легочного сердца, представляет особый практический интерес.
Цель работы: определение взаимосвязи между показателями, характеризующими дисфункцию диафрагмы и параметрами легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ на разных этапах формирования хронического легочного сердца.
Задачи исследования: 1) разработка ультразвуковых критериев выявления дисфункции диафрагмы; 2) выявление дисфункции диафрагмы у больных ХОБЛ; 3) определение связи между показателями дисфункции диафрагмы и параметрами легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ на разных этапах формирования хронического легочного сердца.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
На клинической базе НИИ пульмонологии в течение четырех лет (2005-2009 гг.) проводилось исследование функциональной активности диафрагмы и оценивалось состояние легочно-сердечной гемодинамики у 63 пациентов ХОБЛ, составивших две группы. Больные 1 группы -ХОБЛ 2 ст. - 31 человек, (средний возраст - 56±7,5 года), больные 2 группы - ХОБЛ 3 ст. - 32 человека (средний возраст - 60± 5,3 года) и 13 добровольцев (средний возраст - 55,3±5,5 года) без легочно-сердечной патологии.
Всем пациентам на ультразвуковой диагностической системе экспертного класса VIVID 7 Dimension GE (США) с помощью матричного конвексного датчика с несущей частотой 3,5 МГц проводилось исследование функциональной активности диафрагмы и параметров легочно-сердечной гемодинамики с параллельной регистрацией ЭКГ и реопневмограммы. Локация диафрагмы осуществлялась из правого подреберья, по средне-ключичной линии. Использовались следующие режимы работы аппарата: М-режим, анатомический М-режим, В-режим, допплеровский импульсный и постоянноволновой режимы, режим тканевого допплера и режим цветного картирования внутрисердечного кровотока. Определялись следующие параметры: экскурсия купола диафрагмы, фрак-
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XVI • N04 • 2009
ция утолщения мышечной части диафрагмы, толщина мышечной части диафрагмы при спокойном и форсированном дыхании, скорость сокращения мышечной части диафрагмы, скорость расслабления мышечной части диафрагмы при спокойном и форсированном дыхании, диастолический размер левого предсердия, толщина миокарда задней стенки левого желудочка в диастолу, фракция выброса левого желудочка по методу Teichholz, толщина миокарда передней стенки правого желудочка в диастолу, систолическое давление в легочной артерии по трикуспидальной регургитации, соотношение пиковых скоростей раннего и позднего диастолического наполнения левого и правого желудочков.
РЕЗУЛЬТАТЫ1 ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Функциональное состояние диафрагмы у больных ХОБЛ было детально описано нами ранее [6].
Рассмотрим наиболее информативные показатели кардиогемодинамики, характеризующие состояние сократительной функции миокарда.
Систолическое давление в легочной артерии составило в общей группе больных ХОБЛ 36±4,9 мм рт. ст., у больных ХОБЛ 3 ст. - 3 8±5,4 мм рт. ст. и у больных ХОБЛ 2 ст. -34±3,2 мм рт. ст., что статистически достоверно выше, чем в группе контроля - 26±2,0 мм рт. ст. Увеличение СДЛА у больных ХОБЛ 3 ст. до 38 мм рт. ст. является прогностически неблагоприятным признаком возможного развития ХЛС из-за возросшей постнагрузки давлением на ПЖ.
Сосудистые изменения малого круга кровообращения начинают проявляться на ранних этапах формирования ХЛС и наблюдаются уже у больных ХОБЛ 2 ст. Результаты исследований О. А. Щербинина, А. В. Никитина (2006) и M. A. Higham et al. (2001) также свидетельствуют о раннем включении в патологический процесс сосудистого компонента.
Увеличение систолического давления в легочной артерии, ведущее к развитию хронического легочного сердца, является ранним прогностически неблагоприятным признаком, способствующим прогрессированию ХОБЛ, и связано с высокой частотой встречаемости альтернативного аллеля гена ММР-1 1G/1G [3].
Размер правого желудочка в диастолу был увеличен в большей степени у больных ХОБЛ 3 ст. - 3,4± 0,23 см, несколько меньше - в общей группе больных ХОБЛ -3,3±0,26 см и у больных ХОБЛ 2 ст. - 3,2±0,24 см. Между собой группы практически не отличались по величине этого показателя. В группе контроля размер правого желудочка в диастолу составил 2,7±0,13 см и достоверно отличался от всех групп больных ХОБЛ. Явная дилатация ПЖ у больных ХОБЛ 3 ст. является характерным эхокар-диографическим признаком развития хронической недостаточности ПЖ у этих больных.
Размер левого предсердия в диастолу значимо не отличался в группах больных ХОБЛ и группе контроля. Но у больных ХОБЛ 3 ст. этот показатель был на верхней границе нормы - 4,2±0,17 см, в группе контроля составил 3,9±0,3.
Значит, у больных ХОБЛ 3 ст. компенсаторные возможности истощаются, при этом создаются условия для возможного развития недостаточности левых отделов сердца.
Толщина передней стенки правого желудочка в диастолу во всех группах больных была достоверно выше (в среднем 0,50±0,06 см), чем в контрольной группе - 0,36±0,03 см. Значение этого показателя в 5 мм является свидетельством начальной гипертрофии миокарда. Для больных ХОБЛ 2 ст. это соответствует действительности, в то время как для больных ХОБЛ 3 ст. гипертрофия миокарда уже нивелируется развившейся дилатацией ПЖ. Следует отметить, что гипертрофия и дилатация миокарда - это не последовательные процессы развития сердечной недостаточности, как считалось ранее, так как дилатация миокарда может развиваться изначально, минуя стадию гипертрофии, и быть самостоятельной - первичной дилатацией ПЖ.
Толщина задней стенки левого желудочка в диастолу во всех группах больных была практически одинаковой -1,10±0,14 см - и достоверно не отличалась от группы контроля - 0,99±0,14 см, но значения показателя у больных ХОБЛ 3 ст. были на верхней границе нормы. Это свидетельствовало о том, что ЛЖ у обследованных больных ХОБЛ 2 ст. еще не был гипертрофирован и не вовлекся в процесс развития сердечной недостаточности.
Фракция выброса левого желудочка у больных ХОБЛ 2 ст. составила величину 63±1,9 %. Это соответствовало нижней границе нормы. У больных ХОБЛ 3 ст. фракция выброса была достоверно снижена по сравнению с контролем - 59±2,3 %, что свидетельствовало об уже начавшемся процессе угнетения механизмов компенсации ЛЖ в этой группе больных.
Относительный показатель, характеризующий диасто-лическую функцию левого желудочка (Е/А ЛЖ), у больных ХОБЛ 2 ст. составил 0,90±0,11 и достоверно не отличался от такового контрольной группы - 1,1±0,15. У больных ХОБЛ 3 ст. величина данного показателя составила 0,79±0,18 и была достоверно ниже, чем в контрольной группе, т. е. у больных ХОБЛ 3 ст. выявлено нарушение диастолической функции левого желудочка.
Но у больных ХОБЛ 3 ст. нарушена диастолическая функция и правого желудочка, что вытекает из сравнения относительного показателя, характеризующего диас-толическую функцию правого желудочка (Е/А ПЖ) больных ХОБЛ 3 ст., составившего величину 0,85±0,18, с группой контроля - 1,23±0,15, так как различие средних величин является статистически достоверным.
Таким образом, состояние кардиогемодинамики у больных ХОБЛ 2 ст. почти не нарушено и мало чем отличается от такового контрольной группы. В то время как у больных ХОБЛ 3 ст. определяются четкое снижение сократительной функции миокарда правого желудочка и начинающиеся нарушения функции левых отделов сердца.
Представлялось интересным узнать - какие же показатели нарушения функции диафрагмы в наибольшей степени влияют на изменения кардиогемодинамики с последующим развитием сердечно-сосудистой недостаточности?
№ Я
■Г:-: КД
Рис. 1. Корреляция скоростных показателей (скорость экскурсии движения купола диафрагмы и показателей функции левого желудочка (ЛЖ): толщина задней стенки в диастолу (а) и фракции выброса (б)
С этой целью были рассчитаны коэффициенты корреляции между всеми изучаемыми показателями, характеризующими функцию диафрагмы и состояние кардио-гемодинамики.
Как показали рассчитанные коэффициенты корреляции, у больных ХОБЛ 2 ст. наиболее информативными параметрами дисфункции диафрагмы, значимо связанными с показателями кардиогемодинамики, оказались скоростные показатели и амплитуда движения купола диафрагмы.
При сравнении скоростных показателей движения купола диафрагмы (СЭ КД), толщины задней стенки левого желудочка в диастолу (ЗС ЛЖд) (А) и фракции выброса ЛЖ (ФВ ЛЖ) (Б) коэффициенты корреляции составили r = =-0,54 и r =-0,47 соответственно, что указывало на средней силы обратную связь между сравниваемыми показателями, т. е. чем выше скорость движения купола диафрагмы, тем менее гипертрофирован миокард ЛЖ и тем менее угнетена сократительная способность миокарда ЛЖ (рис. 1).
В то же время миокард ПЖ был гипертрофирован, о чем уже говорилось, так как правому желудочку приходилось работать с возрастающей постнагрузкой, связанной с повышением СДЛА. Коэффициент корреляции между скоростью движения купола диафрагмы и толщиной передней стенки ПЖ r = -0,36 указывал на средней силы обратную связь между сравниваемыми показателями, т. е. чем выше скорость движения купола диафрагмы, тем менее гипертрофирован правый желудочек.
Выявлена взаимосвязь скоростных показателей движения купола диафрагмы (ЭК Д) и состояния диастоличе-ской функции ЛЖ (Е/А ЛЖ). Коэффициент корреляции (r =-0,48) указывал на средней силы обратную связь между этими показателями и свидетельствовал о том, что при увеличении амплитуды движения купола диафрагмы нарушается диастолическая функция ЛЖ.
У больных ХОБЛ 3 ст. по мере нарастания патологических изменений функции диафрагмы и нарушений кар-диогемодинамики наиболее информативными показателями дисфункции диафрагмы также оказались скоростные показатели движения купола диафрагмы, а также величина экскурсии купола диафрагмы и степень гипер-
трофии мышечной части диафрагмы, которые были достоверно связаны почти со всеми изучаемыми показателями сердечно-сосудистой системы.
Коэффициент корреляции между скоростью экскурсии купола диафрагмы фракцией выброса ЛЖ составил г = =-0,65, указывая на средней силы, приближающуюся к сильной обратную связь между показателями, свидетельствуя об уменьшение фракции выброса ЛЖ, т. е. сократительная функция миокарда ЛЖ угнеталась (рис. 2). Это связано с тем, что у больных ХОБЛ 3 ст. с резкими нарушениями бронхиальной проходимости выдох становится более длительным и затрудненным из-за повышенного внутри-грудного давления, что приводит к снижению присасывающей способности грудной клетки, уменьшению притока крови к сердцу и вызывает тем самым снижение ударного объема крови и, соответственно, фракции выброса ЛЖ.
Коэффициент корреляции между скоростью движения купола диафрагмы и относительным показателем, характеризующим состояние диастолической функции ПЖ г = =-0,43, указывал на средней силы обратную связь и свидетельствовал о том, что чем больше скорость движения ку-
62 60 58 g 56 § 54 52 50
.о о
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
СЭ КД выдох СД
| о 95% confidence
Рис. 2. Корреляция скоростных показателей СЭ движения КД на выдохе и сократительной способности миокарда ЛЖ ФВ
б
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XVI • №4 • 2009
Рис. 3. Корреляция скоростных показателей СЭ движения КД на выдохе при СД и диастолической функции ПЖ (относительный показатель (Е/А))
пола диафрагмы, тем менее угнетена диастолическая функция ПЖ (рис. 3). Иначе говоря, ПЖ не успевает справиться с возросшей преднагрузкой объемом, в результате образуется застой крови в большом круге кровообращения, что проявляется классической клинической симптоматики истинной правожелудочковой недостаточности.
На величину СДЛА оказывает влияние величина амплитуды движения купола диафрагмы и степень гипертрофии мышечной части диафрагмы. Коэффициенты корреляции между показателями составили г = 0,43 и г = 0,44 соответственно и указывали на положительную, средней силы связь, т. е. при увеличении размаха движения купола диафрагмы возрастало СДЛА и увеличивалась гипертрофия мышечной части диафрагмы (рис. 4).
Следует еще раз подчеркнуть, что в результате проведенного исследования установлены наиболее информативные показатели дисфункции диафрагмы, которые в наибольшей степени способствуют развитию сердечно-сосудистой недостаточности. Это скоростные показатели движения купо-
ла диафрагмы, величина экскурсии купола диафрагмы и степень гипертрофии мышечной части диафрагмы.
В клинической практике необходимо учитывать, что главным симптомом, заставляющим пациента обратиться за медицинской помощью, является одышка. Не так часто на прием приходят больные с ХОБЛ 2 ст. Однако необходимо стремиться к раннему выявлению и лечению заболевания. Ультразвуковой метод дает такую возможность, выявляя усталость и слабость дыхательной мускулатуры на начальных этапах заболевания. Подтвержденное наличие у пациента дисфункции диафрагмы, возможно, заставит его задуматься о состоянии своего здоровья и о необходимости предпринять меры к его улучшению: отказаться от курения и начать лечение заболевания на ранних этапах развития.
Таким образом, проведенное исследование позволило сделать вывод о том, что больным ХОБЛ даже в поликлинических условиях ультразвуковыми методами нужно проводить всестороннюю и достоверную оценку функциональной активности диафрагмы и состояния кар-диогемодинамики малого круга кровообращения. С целью раннего выявления усталости и слабости дыхательной мускулатуры и расстройств кровообращения в легочном циркуляторном русле и на основании данных обследования осуществлять своевременную профилактику развития дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности при правильном выборе лекарственной терапии и раннюю коррекцию установленных нарушений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Илькович, М. М. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике заболеваний органов дыхания на амбулаторном этапе / М. М. Илькович, В. И. Симаненков. - СПб., 2007. - 75 с.
2. Кокосов, А. Н. Хронический бронхит и обструктивная болезнь легких : особенности клинической картины, клинико-функциональ-ная диагностика и принципы лечения / А. Н. Кокосов // Новые Санкт-Петербург. врачебные ведомости. - 1999. - № 2 (8). - С. 15-19.
3. Кузубова, Н. А. Патофизиологические механизмы формирования хронической обструктивной болезни легких (клинико-экспериментальное исследование) : автореф. дисс. ... д-ра мед. наук / Н. А. Кузубова. - СПб., 2009. - 39 с.
а б
Рис. 4. Корреляция ЭК диафрагмы при ФД (а), ТМД (б) и величины СДЛА (г=0,43)
4. Скляр, И. В. Диагностика и методы коррекции нарушений функционального состояния диафрагмы у больных хроническим обструктивным бронхитом, осложненным хроническим легочным сердцем : автореф. дис. ... канд. мед. наук / И. В. Скляр. -Благовещенск, 2002. - 23 с.
5. Сивякова, О. Н. Способ определения толщины и экскурсии диафрагмы с помощью ультразвукового сканирования для диагностики утомления диафрагмальной мышцы : пат. № 2140768 / О. Н. Сивякова, О. А. Мажарова. - Благовещенск, 1999.
6. Суркова, Е. Г. Оценка функции диафрагмы у больных хроническими заболеваниями легких по данным ультразвуковых методов исследования / Е. Г. Суркова [и др.] // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. - 2009. - Т. 16. - № 1. - С. 28-32.
7. Федосеев, Г. Б. Оценка роли некоторых генов детоксикации для доклинической диагностики и первичной профилактики бронхиальной астмы / Г. Б. Федосеев // Мед. академ. журн. - 2006. -Т. 6. - № 1. - С. 68-72.
8. Чучалин, А. Г. Качество жизни больных хронической об-структивной болезнью легких в России : результаты многоцентрового исследования «ИКАР-ХОБЛ» / А. Г. Чучалин [и др.] // Пульмонология. - 2005. - Т. 1. - С. 93-102.
9. Щербинина, О. А. Диагностика и коррекция нарушений гемодинамики у больных хроническим легочным сердцем / О. А. Щербинина, А. В. Никитин // Скорая мед. помощь : реальность и перспективы : сб. науч.-практ. работ. - Воронеж, 2006. - С. 80.
10. Gottyman, E. Ultrasound evaluation of the paralised diaphragm / E. Gottyman, F. D. McCool // Am. J .Respir. Crit. Care Med. - 1997. -Vol. 55. - P. 1570-1574.
11. Higham, M. A. Utility of echocardiography in assessment of pulmonary hypertension secondary to COPD / M. A. Higham [et al] // Eur. Respir. J. - 2001. - № 17. - Р. 350-355.
12. MacNee, W. Update in Chronic Obstructive Pulmonary Disease 2007 / W. MacNee // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2008. - Vol. 177. - P. 820-829.
13. Naeije, R. Pulmonary Hypertension and Right Heart Failure in Chronic Obstructive Pulmonary Disease / R. Naeije // Proceedings of the ATS. - 2005. - № 2 (1). - P. 20-22.
РЕЗЮМЕ
Е. Г. Суркова, А. Л. Александров, В. Е. Перлей,
А. Ю. Гичкин, Н. А. Кузубова
Дисфункция диафрагмы и ее участие в развитии сердечно-сосудистой недостаточности
Впервые с помощью ультразвуковой диагностической системы экспертного класса VIVID 7 Dimension GE (США) по оригинальной методике исследована функция диафрагмы и кардиогемодинамика у больных ХОБЛ. Выявлено значительное нарушение функции диафрагмы, приводящее к развитию легочной гипертензии и формированию хронического легочного сердца. Определены наиболее информативные ультразвуковые показатели, характеризующие функциональное состояние диафрагмы. Выполнено сравнение наиболее информативных показателей, характеризующих дисфункцию диафрагмы с показателями легочно-сердечной гемодинамики.
Ключевые слова: ХОБЛ, диафрагма, кардиогемодинамика, УЗИ-диагностика.
S UMMARY
E. G. Surkova, A. L. Alexandrov, V. E. Perley,
A. Yu. Gichkin, N. A. Kuzubova
Diaphragm dysfunction and its role in cardio-vascular failure development
For the first time the diaphragm function and cardiohaemo-dynamics have been studied in COPD patients with the ultrasound diagnostic system of expert class VIVID 7 Dimension GE (USA) by an original method. Marked disorders in the diaphragm functioning leading to pulmonary hypertension and chronic pulmonary core development have been revealed. The most important ultrasound indices of the diaphragm functional condition have been identified and compared with those for pulmonary-cardial haemodynamics.
Key words: COPD, diaphragm, cardio-haemodinamics, ultrasound diagnostics.
© Коллектив авторов, 2009 г УДК 616.134.31-009.12-036.8
Н. П. Алексеева, Е. П. Иванова, Л. Б. Митрофанова, Э. В. Кулешова, Т. Н. Енькина,М. Л. Гордеев, М. М. Ротенко, Б. Б. Бондаренко
О СПОСОБЕ УЛУЧШЕНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВАЗО-СПАЗМА ЛУЧЕВОЙ АРТЕРИИ НА ОСНОВЕ СИМПТОМНОГО РАССЛОЕНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ
Математико-механический факультет Санкт-Петербургского государственного университета; Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В. А. Алмазова
Большинство задач классификации и диагностики в клинических данных зачастую остаются без решения из-за ограниченности возможностей методов, представ-
ленных в основных пакетах статистических программ. Расширение этих возможностей связано с построением правила для введения нескольких функций классификации или с переходом к нелинейным функциям [5]. То, насколько может быть улучшена процедура классификации за счет использования одного из этих методов, рассматривается в статье на примере задачи прогнозирования вазоспазма лучевой артерии.
Аортокоронарное шунтирование (АКШ) является стандартным хирургическим методом лечения ишеми-ческой болезни сердца, улучшающим прогноз и качество жизни пациентов. В зависимости от характера и локализации атеросклеротического поражения коронарного русла для реваскуляризации миокарда используются артериальные или венозные шунты, часто в комбинации [16]. В последние годы большим количеством многоцентровых исследований были доказаны преимущества артериальной реваскуляризации миокарда [12]. Лучшим кондуитом является внутренняя грудная артерия, в качестве второго шунта все более широко применяется лучевая артерия (ЛА), что связано с особенностями ее строения и легкостью выделения трансплантата.
