CC BY
113
УДК 616.121-053.35
на цивулькин1, д.н. самигуллина2, с.с. молокович2
1Казанская государственная медицинская академия, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 36 2Городская детская больница №1, 420034, г. Казань, ул. Декабристов, д. 125а
Особенности внутрисердечной гемодинамики при дефекте межпредсердной перегородки в первый месяц жизни
Цибулькин Николай Анатольевич - кандидат медицинских наук, доцент кафедры кардиологии, РЭ и ССХ, тел. (843) 261-74-11, e-mail: kldkgma@mail.ru
Самигуллина Диана Наилевна - кандидат медицинских наук, заведующая отделением функциональной диагностики, тел. +7-917-274-97-50, e-mail: d0129@yandex.ru
Молокович Светлана Сергеевна - заведующая отделением ультразвуковой диагностики, тел. +7-904-665-78-63, e-mail: d0129@yandex.ru
Дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) является одной из наиболее частых врожденных аномалий сердца. Наличие дефекта приводит к нарушению внутрисердечной гемодинамики с шунтированием крови и увеличением легочного кровотока. Патологические последствия ДМПП развиваются с момента рождения, приводя к формированию клинических признаков, которые в течение первого месяца жизни не всегда очевидны. Эхокардиографическое (Эхо-КГ) исследование является наиболее практичным и доступным методом диагностики ДМПП в первый месяц жизни. Раннее, в том числе и скрининговое, обследование новорожденных на наличие врожденных аномалий развития сердца методом Эхо-КГ позволяет своевременно выявить патологию и выбрать оптимальную тактику ведения пациента. Сравнительная эхокардиографическая оценка структуры и функции сердца у детей первого месяца жизни с ДМПП и у детей без врожденных аномалий сердца позволило выявить ряд закономерностей, характеризующих особенности гемодинамики при данном врожденном пороке сердца у новорожденных. Ключевые слова: дефект межпредсердной перегородки, эхокардиография, диагностика.
N.A. TSIBULKIN 1, D.N. SAMiGULUNA2, S.S. M0L0K0VICH2
1Kazan State Medical Academy, 36 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012 2City Children Hospital №1, ^ Dekabristov Str., Kazan, Russian Federation, 420034
Features of intracardiac haemodynamics in newborns with atrial septal defect in the first month of life
Tsibulkin A.P. - D. Med. Sc., Professor, Associate Professor of the Department of Cardiology, endovascular and cardiovascular surgery, tel. (843) 233-34-72, e-mail: kldkgma@mail.ru
Samigullina D.N. - Cand. Med. Sc., Head of the Department of Functional Diagnostics, tel. +7-917-274-97-50, e-mail: d0129@yandex.ru Molokovich S.S. - Head of the Department of Ultrasound Diagnostics, tel. +7-904-665-78-63, e-mail: d0129@yandex.ru
Atrial septal defect (ASD) is one of the most frequent congenital anomalies of heart. The defect leads to abnormal intracardiac haemodynamics with blood shunting and pulmonary blood-flow increase. Pathological consequences of ASD develop from the moment of birth, leading to formation of clinical signs which aren't always obvious within the first month of life. Echocardiography (Echo-CG) is the most practical and available method to diagnose ASD in the first month of life. Early screening of the newborns to identify congenital anomalies of heart by Echo-CG allows to reveal the pathologic condition in due time and to choose the optimal tactics of care. Comparative Echo-CG assessment of structure and function of heart in newborns of the first month of life with ASD and in newborns without congenital anomalies of heart has allowed to reveal a number of features which characterize intracardiac haemodynamics in this group of patients. Key words: atrial septal defect, echocardiography, diagnostics.
'9 (101) декабрь 2016 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^ 45
Дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) является частой формой врожденных аномалий сердца. Изолированные ДМПП различных типов встречаются с примерной частотой один случай на полторы тысячи живых новорожденных, составляя около 40% всех врожденных пороков сердца (ВПС) [1]. Разные варианты ДМПП могут сочетаться, являясь составной частью комбинированной врожденной патологии сердца [2, 3]. Считается, что ВПС ассоциируется с низким весом при рождении, наличием других врожденных аномалий и хромосомными нарушениями [4, 5]. Существенным фактором возникновения ВПС остается тератогенный эффект ряда лекарственных препаратов, принимаемых на ранних сроках беременности [6]. Социально значимой и потенциально устранимой причиной ВПС остается курение в первом триместре беременности. Неблагоприятный эффект прямо зависит от интенсивности курения и повышает риск развития аномалий в полтора раза, причем у матерей старше 35 лет риск еще выше [7].
Наличие ДМПП нарушает внутрисердечную гемодинамику, приводя к шунтированию крови и увеличению легочного кровотока. В период внутриутробного развития ДМПП не влияет на гемодинамику в связи с отсутствием кровотока в малом круге. Развитие патологических последствий порока начинается с момента рождения. ДМПП влияет на распределение давлений в кругах кровообращения, вызывая нарушения гемодинамики и приводя к известным диагностическим признакам порока. ДМПП предрасполагает к таким осложнениям как недостаточность кровообращения, фибрилляция предсердий и ишемический инсульт. В последнем случае риск возрастает с момента рождения и повышается десятикратно уже к концу первого года жизни [8].
В первый месяц жизни эти изменения, не имея достаточно времени для развития, не всегда очевидны. Изучение эхокардиографических (Эхо-КГ) показателей сердца при ДмПп в первый месяц жизни имеет практическое значение и может способствовать более точной клинической оценке получаемых данных. Несмотря на наличие менее затратных или более технологичных методов скрининга на ВПС по данным пульс-оксиметрии или маркерам биохимических изменений генома, Эхо-КГ остается наиболее доступным и надежным инструментом выявления данной патологии у новорожденных [9, 10]. Ранняя скрининговая диагностика врожденных аномалий развития сердца у новорожденных методом Эхо-КГ позволяет своевременно оценить состояние пациента и выбрать оптимальную тактику его ведения.
Цель работы — сравнительная оценка основных структурных и функциональных показателей сердца у детей первого месяца жизни при ДМПП и у здоровых.
Материал и методы
Проведено Эхо-КГ исследование 62 детей с ДМПП в возрасте от 5 до 30 дней (возраст — 13,93±10,97 дней, вес — 2937,02±815,16 г), поступивших в стационар. Контрольную группу (КГ) составили 32 практически здоровых ребенка (возраст — 13,63±4,58 дней, вес — 2927,69±730,09 г) с регистрацией биометрических данных и основных структурных и функциональных показателей Эхо-кГ. Структурные показатели включали: диаметр аорты (Да), раскрытие аортального клапана (АК),
передне-задний размер левого предсердия (ЛП), конечно-диастолический (КДР) и конечно-систолический (КСО) размеры левого желудочка (ЛЖ), толщину межжелудочковой перегородки (МЖП) и задней стенки лЖ (ЗСЛЖ), передне-задний размер правого желудочка (ПЗР ПЖ) и диаметр ДМПП. Функциональные показатели включали: ударный объем (УО), минутный объем (МО), фракцию выброса и фракцию укорочения ЛЖ (ФВ ЛЖ, ФУ ЛЖ), а также пиковые скорости ^т) на митральном (МК), трикуспидальном (ТК), аортальном (АК), легочном (КЛА) клапанах и в стволе легочной артерии (ЛА). Статистическая обработка проведена программными средствами, уровень значимости 0,05. Выбор возраста 5-30 дней определялся тем, что в этот период большинство детей с признаками нарушений гемодинамики проходят первое Эхо-КГ исследование, которое определяет дальнейшую тактику ведения больных.
Результаты и обсуждение
Среди структурных показателей сердца у пациентов с ДМПП были выявлены достоверные (р<0,05) отличия от КГ только по толщине МЖП (3,90±0,92 мм, 3,33±0,49 мм в КГ) и передне-заднему размеру ПЖ (8,90±2,27 мм, 7,17±1,06 мм в КГ). При ДМПП пиковые скорости на атриовентрикулярных клапанах, а также на клапане ЛА и в стволе ЛА были выше по сравнению с КГ: на МК — на 20% (67,10±15,13 и 56,13±7,89 см/с), на ТК — на 40% (70,31± 16,37 и 49,52±6,78 см/с), на КЛА — на 27% (89,82±20,12 и 70,97±8,84 см/с), в стволе ЛА — на 43% (119,10±31,03 и 83,29±8,32 см/с). Ограниченное число показателей, по которым выявлено различие пациентов с ДМПП от лиц КГ, может быть связано с малой длительностью существования септального дефекта, недостаточной для формирования классических вторичных изменений. Увеличение размера ПЖ согласуется с диагнозом ДМПП и может оказаться полезными в дифференциальной диагностике. ПЗР ПЖ более 8 мм может быть использован в качестве дифференциально-диагностического критерия наличия ДМПП со специфичностью (спец.) 81% и чувствительностью (чув.) 68%. Положительная предсказательная ценность (ППЦ) данного значения критерия составляет 88%.
Толщина МЖП в норме и при ДМПП различалась не только по средним величинам, но и по распределению значений (рис. 1).
У большинства детей в обеих группах толщина МЖП составляла 3,0-4,0 мм, но если для КГ это был максимум, то при ДМПП толщина МЖП доходила до 6,5 мм. Такое распределение толщины мЖп в КГ может определяться нормальной нагрузкой на желудочки, не превышающей физиологического лимита даже у детей с наибольшим весом (макс. 4406 г). Напротив, при ДМПП гемодинамическая нагрузка превышает физиологическую норму, что может отражаться в утолщении МЖП. В то же время, значимой корреляции толщины МЖП с размером септального дефекта выявлено не было (г=0,14). Предположение о гипоксическом генезе гипертрофии МЖП также не лишено оснований для детей с септальными дефектами, хотя явного цианоза не было выявлено ни в одном случае.
Таким образом, можно предположить, что нормальные гемодинамические нагрузки на сердце у детей первого месяца жизни находятся в пределах определенного физиологического лимита, не име-
Рисунок 1.
Распределение значений толщины МЖП при ДМПП и в КГ
ющего непосредственной пропорциональной зависимости от массы тела, а представляющего, скорее, верхнюю границу нормального диапазона, в котором находится большинство здоровых новорожденных. Напротив, гемодинамические перегрузки при ДМПП могут превышать этот лимит, приводя в ряде случаев к гипертрофии МЖП. Распределение значений в этом случае приобретает нормальный характер, свидетельствуя, что оцениваемый показатель перестает определяться каким-то одним фактором (в данном случае, физиологическим лимитом) и становится зависим от нескольких, не связанных друг с другом, факторов, к числу которых может относиться вариабельная гемодинамическая перегрузка при ДМПП, не всегда пропорциональная величине дефекта, или индивидуальные особенности сердечно-сосудистой системы.
Увеличение показателей Vm в правых камерах при ДМПП закономерно и связано с тем, что скорость кровотока определяется как площадью поперечного сечения, так и объемом проходящей крови. На КЛА, в области физиологического сужения, пиковая скорость и в норме сравнительно высокая: в КГ пиковая скорость на КЛА на 42% выше чем на ТК при равном объеме проходящей крови (рис. 2). При ДМПП значение Vm на КЛА было еще выше (89,82±20,12 см/с и 70,97±8,84 см/с в КГ), хотя степень ее превышения над Vm на ТК снизилась почти вдвое, с 42 до 28%. Напротив, на ТК и в стволе ЛА, где поперечное сечение больше, наблюдаемый прирост скорости порядка 40% может определяться увеличенным объемом проходящей крови вследствие ДМПП. Таким образом, прирост Vm на ТК и в стволе ЛА может отражать увеличение кровотока через правые камеры, характерное для ДМПП, в то время как повышение Vm на КЛА не всегда является следствием гемодинамической перегрузки.
Ускорение кровотока на КЛА, достигающее иногда степени относительного стеноза, является классическим признаком септальных дефектов у взрослых, но для новорожденных диагностически более значимыми можно считать повышение Vm на ТК и в стволе ЛА. Хотя значения Vm в этих точках формально не достигают уровня стенозов и находятся в пределах нормального диапазона, сам факт их повышения может иметь диагностическое значение. Увеличение Vm на ТК и в стволе ЛА может
использоваться в качестве дифференциально-диагностического критерия ДМПП: значение Vm на ТК выше 55 см/с со специфичностью 87% и чувствительностью 84%; значение Vm в стволе ЛА более 95 см/с со специфичностью и чувствительностью 87%. Положительная предсказательная ценность обоих критериев составляет 93%. Показатель Vm на КЛА также имел достоверное различие в обеих группах, а его значение более 75 см/с в качестве диагностического критерия ДМПП имело специфичность 75%, чувствительность 77% и ППЦ 86%. Таким образом, Vm на ТК и в стволе ЛА продемонстрировали более высокую диагностическую ценность, чем общепринятый вторичный признак — увеличение правого желудочка (ПЗР ПЖ более 8 мм, специфичность 81%, чувствительность 68%, ППЦ 88%) и чем классический гемодинамический параметр — пиковая скорость на КЛА.
Учитывая закономерности, выявленные для правых камер, можно предположить, что увеличение Vm на МК при ДМПП также связано с повышенным объемом трансклапанного кровотока. Считается, что при ДМПП избыточный объем крови, поступающий в малый круг, перегружает оба предсердия, но, сбрасываясь слева направо через дефект, не отягощает ЛЖ. Повышение Vm на МК может свидетельствовать о том, что у детей с ДМПП первого месяца жизни разница сопротивлений в легочном и системном кругах кровообращения еще не достаточно велика, что позволяет части избыточного объема крови, возвращающегося из малого круга, в ряде случаев попадать через МК в ЛЖ. Это подтверждается сочетанным повышением Vm на ТК и на МК (г=0,52, р<0,05), и позволяет считать трансмитральное прохождение крови предохранительным механизмом в условиях риска чрезмерной перегрузки малого круга. При этом, существенного повышения Vm на АК (в месте физиологического сужения), как следовало бы ожидать на примере КЛА, выявлено не было. Различная степень перераспределения крови с ДМПП на МК может быть одной из причин как для повышенной вариабельности Vm на клапанах правого сердца и в стволе ЛА при ДМПП (рис. 2), так и для отсутствия корреляции гемодинамических параметров в правых камерах сердца с поперечным размером дефекта (г=0,15 для Vm ТК; г=0,11 для Vm КЛА; г=0,19 для Vm в стволе ЛА).
Рисунок 2.
Пиковые скорости на ТК, КЛА и в стволе ЛА (СЛА) при ДМПП и в КГ
Рисунок 3.
Значения ФВЛЖ при ДМПП и в КГ
Основным функциональным показателем сердца является ФВЛЖ. При сравнении обеих групп по данному параметру, достоверных различий в характеристиках средних величин выявлено не было (69,50±1,72% в КГ и 70,71±7,48% при ДМПП), однако, распределение индивидуальных значений существенно различалось(рис. 3).
Снижения ФВ ЛЖ менее 55% среди пациентов с ДМПП выявлено не было, что свидетельствует о сохранности интегральной сократимости миокарда ЛЖ во всех случаях порока на ранних сроках обследования. В то же время, все случаи в КГ находились в диапазоне от 65 до 75%, тогда как из группы ДМПП в этот диапазон попало менее половины (45%) случаев. И хотя для группы с ДМПП оказался характерен более широкий разброс зна-
чений большинства функциональных показателей Эхо-КГ, сократимость ЛЖ, не будучи фактором компенсации ДМПП, теоретически, не должна меняться у лиц с данной патологией, тем более на столь ранних сроках. В случаях с ФВ ЛЖ>75% была выявлена меньшая амплитуда раскрытия АК, чем при ФВ ЛЖ<65% (5,59±1,15 мм и 6,40±0,98 мм, р<0,05). При этом возраст, вес, ЧСС и УО ЛЖ не различались, составляя при ФВ>75% — 13,25±8,56 дней, 2824,25±1051,08 г, 140,95±17,53 мин-1, 7,37±2,15 мл, а при ФВ<65% — 18,31±11,74 дней, 3092,69±764,19 г, 139,85±19,90 мин-1, 6,37±2,08 мл соответственно.
Повышение сократимости ЛЖ, наблюдаемое в некоторых случаях ДМПП, может являться компенсаторным механизмом для выброса через физио-
логическое сужение в области створок АК дополнительного объема крови, возникающего за счет ее перераспределения с ДМПП на МК. Показатели Vm на МК и ТК в у детей с ФВ>75% и ФВ<65% не различались, что указывает на идентичный характер распределения кровотока между ДМПП и МК в обоих случаях. Вероятно, что гемодинамика у этих пациентов определяется не соотношением кровотока через ДМПП и МК, а анатомическим максимумом раскрытия створок АК. При уменьшении поперечного сечения вдвое, гемодинамическое сопротивление возрастает вчетверо, что особенно актуально при малых абсолютных значениях поперечного сечения, как у новорожденных. Можно предположить, что в случае частичного прохождения через МК избыточного объема крови из малого круга, у детей с меньшим анатомическим максимумом раскрытия АК может возникать перегрузка ЛЖ по типу относительного аортального стеноза. При этом, повышенный объем крови проходит через фиксированное малое поперечное сечение АК, создавая повышенную нагрузку давлением на миокард ЛЖ и требуя повышения его сократимости.
Подтверждением такого механизма повышения сократимости ЛЖ при ДМПП является значимая обратная корреляция между ФВ ЛЖ и амплитудой раскрытия АК только у детей с ФВ ЛЖ>75% (г=-0,54, р<0,05). На этот механизм также указывает наличие обратной корреляции ФВ ЛЖ с амплитудой раскрытия АК только у пациентов с Vm на МК не выше 60 см/с (г=-0,47, р<0,05). Хотя в группе с ДМПП показатель Vm на МК был, в целом, повышен, его относительно невысокие значения у детей с ФВ ЛЖ>75% могут указывать на затруднение диастолического наполнения ЛЖ вследствие его гемодинамической перегрузки при малом анатомическом максимуме раскрытия АК.
Выводы
Сравнительное эхокардиографическое обследование детей первого месяца жизни при наличии и отсутствии ДмПп позволило выявить ряд закономерностей, характеризующих особенности гемодинамики при данной врожденной аномалии сердца.
1. Распределение значений толщины МЖП позволяет предположить, что нагрузки на сердце в первый месяц жизни в норме находятся в пределах определенного физиологического лимита, не зависящего напрямую от массы тела, которому в большинстве случаев соответствует максимальная нормальная толщина МЖП, также не зависящая напрямую от фактической гемодинамической нагрузки. Напротив, перегрузка при ДМПП может превышать этот лимит, приводя в ряде случаев к увеличению толщины (гипертрофии) МЖП выше нормальных значений.
2. Ряд Эхо-КГ показателей правого сердца могут использоваться как дополнительные диагностические критерии, способствующие выявлению ДМПП:
— ПЗР ПЖ >8 мм (спец. 81%, чув. 68%, ППЦ 88%),
— Vm на КЛА >75 см/с (спец. 75%, чув. 77%, ППЦ 86%),
— Vm на ТК >55 см/с (спец. 87%, чув. 84%, ППЦ 93%),
— Vm в стволе ЛА >95 см/с (спец. 87%, чув. 87%, ППЦ 93%).
Пиковые скорости на ТК и в стволе ЛА, на участках меньшего гемодинамического сопротивления, показали более высокую диагностическую ценность в отношении ДМПП, чем переднее-задний размер ПЖ и пиковая скорость на КЛА.
3. Увеличение пиковой скорости на МК при ДМПП может говорить о повышении трансмитрального кровотока и быть следствием недостаточно выраженной разницы сопротивлений в кругах кровообращения в первый месяц жизни, что может играть роль защитного механизма при перегрузке малого круга. Различное перераспределение крови с ДМПП на МК может быть одной из причин повышенной вариабельности пиковых скоростей на клапанах правого сердца и в стволе ЛА.
4. Повышение сократимости ЛЖ, наблюдаемое в ряде случаев ДМПП, может быть механизмом, компенсирующим выброс через физиологическое сужение на уровне створок АК объема крови, увеличенного за счет перераспределения с ДМПП на МК. Определяющим фактором при этом будет анатомический максимум раскрытия АК. Возможно, что при прохождении через Мк дополнительного объема крови, возвращающейся из малого круга, меньшее раскрытие АК может создавать перегрузку ЛЖ по типу относительного аортального стеноза и вызывать компенсаторное повышение его сократимости.
5. Дети с ДМПП достоверно не отличались по весу от детей контрольной группы, набранной случайным образом из поступивших в стационар на обследование. Данный факт существенен, т.к. дифференциальная диагностика врожденных аномалий сердца проводится обычно не среди абсолютно здоровых новорожденных, а среди детей, уже имеющих те или иные отклонения в здоровье, по причине которых они и были направлены на обследование. Эти данные не противоречат доказанной ассоциации ВПС с низким весом новорожденных для популяции в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Kaplan S. Congenital heart disease in adolescents and adults. Natural and postoperative history across age groups // Cardiol. Clin. - 1993. - 11 (4). - P. 543-56.
2. Isilak Z., Kucuk U., Uz O., Yalcin M., Temizkan V. Multimodality Images of a Mixed Atrial Septal Defect // Arq Bras Cardiol. — 2016 Feb. — 106 (2). — P. 160-1.
3. John J., Abrol S., Sadiq A., Shani J. Mixed atrial septal defect coexisting ostium secundum and sinus venosus atrial septal defect // J. Am. Coll Cardiol. — 2011. — 58 (5). — P. e9.
4. Luca A., Holoc A., Iordache C. Congenital heart malformations in newborn babies with low birth weight // Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat. Iasi. — 2015 Apr-Jun. — 119 (2). — P. 353-60.
5. Probst F.J., James R., Burrage L., et al. De novo deletions and duplications of 17q25.3 cause susceptibility to cardiovascular malformations // Orphanet. J. Rare Dis. — 2015 Jun 14. — 10. — P. 75.
6. Reefhuis J., Devine O., Friedman J., et al. Specific SSRIs and birth defects: Bayesian analysis to interpret new data in the context of previous reports // British Medical Journal. — 2015 Jul 8. — 351. — h3190.
7. Sullivan P., Dervan L., Reiger S., Buddhe S., Schwartz S. Risk of congenital heart defects in the offspring of smoking mothers: a population-based study // J. Pediatr. — 2015 Apr. — 166 (4). — P. 978-984.e2.
8. Mandalenakis Z., Rosengren A., Lappas G., et al. Ischemic Stroke in Children and Young Adults With Congenital Heart Disease // J. Am. Heart Assoc. — 2016. — 5:e003071.
9. Bahado-Singh R., Zaffra R., Albayarak S., et al. Epigenetic markers for newborn congenital heart defect (CHD) // J. Matern. Fetal Neonatal. Med. — 2015 Oct 1. — P. 1-7.
10. Jawin V., Ang H., Omar A., Thong M. Beyond Critical Congenital Heart Disease: Newborn Screening Using Pulse Oximetry for Neonatal Sepsis and Respiratory Diseases in a Middle-Income Country // PLoS One. — 2015 Sep 11. — 10 (9). — e0137580.
