Влияние электрокардиостимуляторов различного типа на механическое сопряжение миокарда при лечении нарушения ритма сердца Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 616.12 - 008.1 - 318

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯТОРОВ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ МИОКАРДА ПРИ ЛЕЧЕНИИ НАРУШЕНИЯ РИТМА СЕРДЦА

1 2 3

Е.Ю. Попова , В.Ю. Баранович , С.Г. Горохова , Д.А. Максимкин, Г.И. Веретенник, Е.В. Мурасеева, Е.В. Илларионова

ЦКБ № 2 им. H.A. Семашко ОАО «РЖД»,

Российский университет дружбы народов, Москва,

ФППОВ Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова

Исследована внутри- и межжелудочковая асинхронна миокарда сердца до и после имплантации одно- и двухкамерных электрокардиостимуляторов пожилым пациентам с нарушениями ритма и проводимости сердца методом тканевой допплерэхокардиографии. Имплантация кардиостимулятора в правые отделы сердца снижает асинхронию в левом желудочке. Влияние на электромеханическое сопряжение миокарда более выражено на уровне среднего сегмента желудочков по сравнению с базальным. Положительно влияют на электромеханическую асинхронизацию миокарда преимущественно двухкамерные кардиостимуляторы в режиме БББ, БББИ.

Ключевые слова: нарушение ритма и проводимости сердца, кардиостимуляторы, электромеханическое сопряжение миокарда, пожилой возраст

Key words: pacemaker, rhythm disturbance of heart, aged

Имплантация электрокардиостимулятора — один из основных методов хирургического лечения нарушений ритма и проводимости сердца, распространенных в пожилом возрасте [2,3,4]. Непосредственный механизм действия кардиостимулятора очевиден и заключается в механическом ответе (сокращении) миокарда на искусственно вызванный электрический импульс.

1 Попова Елена Юрьевна, аспирант, врач функциональной диагностики ЦКБ 2 им. H.A. Семашко. E-mail: [email protected].

2 Баранович Владислав Юрьевич, канд. мед. наук, доцент, кафедра госпитальной хирургии РУДН. Тел.: (499) 966-95-75.

3 Горохова Светлана Георгиевна, д-р мед. наук, профессор, курс кардиологии, кафедра семейной медицины. E-mail: [email protected].

Однако существуют и другие немаловажные аспекты воздействия кардиостимулятора на сердечную мышцу, к которым, в частности, относится изменение электромеханических свойств миокарда [1,2].

Как известно, в здоровом миокарде ответ кардиомиоцитов на электрический импульс достаточно гомогенен и не превышает порога так называемой физиологической асинхронии, обусловленной некоторым различием реакции кар-диомиоцитов на импульс. При нарушении электромеханических свойств миокарда возникает патологическая асинхрония миокарда: внутри-желудочковая и межжелудочковая, которая может приводить к изменению диастолического наполнения и систолической функции желудочков [1,4,7]. Новые возможности изучения ди-

намики электромеханической асинхронии миокарда с помощью современных методик трансторакальной эхокардиографии (ЭхоКГ), в том числе TDI, pwTDI, 3Б-режим, strain-rate, можно использовать для углубленной оценки процессов электромеханического ремоделирования у больных с имплантированными кардиостимуляторами [8,11,12,17,18]. Это представляется актуальным, так как имплантация кардиостимулятора при нарушении ритма и проводимости сердца может оказывать не только положительное [10,14], но и отрицательное влияние на функцию желудочков сердца, особенно при фиксации электрода в правом желудочке [9,13,16]. Кроме того, разный режим стимуляции может по-разному влиять на асин-хронию миокарда [9].

В связи с этим целью исследования стало изучение электромеханической внутри- и межжелудочковой асинхронии миокарда желудочков до и после имплантации одно- и двухкамерных электрокардиостимуляторов пациентам старшего возраста с различным нарушением ритма и проводимости сердца методом тканевой допплер-эхокардиографии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на базе ЦКБ № 2 им. Н.А. Семашко ОАО «РЖД», где за период с 1996 по 2008 гг. электрокардиостимуляторы имплантированы 594 пациентам с нарушением ритма и проводимости сердца. Возраст пациентов составил 40—86 лет. При им-

плантации кардиостимуляторов использовали разные типы стимуляции сердца. Однокамерная стимуляция (режим VVI) была выполнена 158 (26,6%) пациентам, двухкамерная — (режим DDD и DDDR) — 436 (73,4%). Устанавливали электроды в правый желудочек и/или предсердие.

Электромеханические свойства миокарда исследовали у 76 пациентов (48 мужчин, 28 женщин) с электрокардиостимулятором, имплантированным в правые отделы сердца. Из них 31 (41%) пациенту был имплантирован однокамерный электрокардиостимулятор (режим VVI) и 45 (59%) — двухкамерный (режим DDD и режим с частотной адаптацией DDDR). Основные нарушения ритма и проводимости сердца у пациентов, ставшие показанием к имплантации электрокардиостимулятора: тахи-бради форма фибрилляции предсердий, синдром слабости синусового узла, брадисистолия с приступами Мор-ганьи—Эдемса—Стокса, причиной которой была АВ-блокада III степени, АВ-блокада II степени, тип II, синоатриальная блокада II степени, тип Мо-битц II. Обследование пациентов проводилось дважды: до операции и через 7 дней после нее.

Электромеханические свойства миокарда оценивали методом тканевой импульсно-волновой ЭхоКГ (ультразвуковая система IE 33 фирмы Philips). За показатель электромеханического сопряжения желудочков принимали величину электромеханического интервала левого желудочка Q-S, рассчитываемый от начала желудочкового комплекса QRS на ЭКГ до начала волны S спектральной кривой тканевой допплерограммы. Интервал Q-S рассчитывал -ся последовательно в 10 желудочковых сегментах: 5 базальных и 5 средних ( при визуализации левого желудочка из апикальной позиции) (рисунок).

1 IMIIr

SV1 9ГЧР

-ИК1 KZ ГТ»Я 1 Сна ■:: п ь'-н 3

Измерение интервала 0-Я от начала комплекса ОИЯ ЭКГ до начала систолической волны Я тканевой допплерограммы.

Определяли максимальное и минимальное значение электромеханического интервала на уровне базальных (в области фиброзного кольца митрального клапана) и средних сегментов левого желудочка (LVmax и LVmin), максимально продолжительный электромеханический интервал правого желудочка (RV ).

v max'

Внутрижелудочковую асинхронию (ВА) и межжелудочковую асинхронию (МА) рассчитывали по формулам:

BA=((LV —LV . )/LV )-100,

v v max min'' max' '

MA=((RVm-LVm)/RVm)-100,

где LVmax — максимальное значение электромеханического интервала левого желудочка на уровне фиброзного кольца митрального клапана, LVmin — его минимальное значение, RVm, LVm — среднее значение электромеханического интервала правого и левого желудочка.

Выраженность электромеханической внутриже-лудочковой и межжелудочковой асинхронии рассчитывали для базального и среднего уровня желудочков.

Статистическая обработка проводилась с помощью программы Microsoft STATISTICA 7. Для оценки достоверности различий использовали критерий Уилкоксона для сопряженных пар и Т-крите-рий для средних по группам значений. Статистические гипотезы о достоверной разнице между группами признавались верными при уровне значимости p < 0,05

ставлял 20,6 для средних и 19,9 для базальных сегментов миокарда соответственно.

В ранний период после имплантации кардиостимулятора отмечалась положительная динамика электромеханического сопряжения миокарда. Так, при попарном сравнении относительных показателей асинхронии по критерию Уилкоксона были отмечено достоверное снижение показателей внутрижелудочковой асинхро-нии на уровне средних и базальных сегментов левого желудочка (р < 0,000003). Межжелудочковая асинхрония как на базальном, так и на среднем уровне также уменьшилась, однако с меньшей достоверностью (р = 0,028 и 0,021 соответственно). Средние значения асинхронии (Т-критерий) в группах изменялись аналогичным образом: с высокой достоверностью снизил -ся уровень внутрижелудочковой асинхронии и с более низкой достоверностью уменьшилась межжелудочковая асинхрония на базальном и среднем уровне миокарда (табл. 1).

Показатели асинхронии миокарда были проанализированы также отдельно для групп пациентов с имплантированными однокамерными (режим УУ1) и двухкамерными (режим БОБ и ОООК) кардиостимуляторами.

В группе с имплантированными двухкамерными кардиостимуляторами попарное сравнение показателей по критерию Уилкоксона показало достоверное снижение уровня внутрижелу-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Обобщены данные об электромеханической внутрижелудочковой и межжелудочковой асин-хронии у 76 пациентов с электрокардиостимулятором различного типа, имплантированным в связи с нарушением ритма и проводимости сердца. Сравнивая значения асинхронии миокарда попарно с помощью критерия Уилкоксона (до и после имплантации кардиостимулятора у каждого из пациентов), мы получили следующие результаты.

До имплантации кардиостимулятора индекс внутрижелудочковой асинхронии на уровне средних и базальных сегментов левого желудочка у всех пациентов составлял в среднем 31,4 для средних и 32 для базальных сегментов. Индекс межжелудочковой асинхронии незначительно зависел от исследуемого уровня миокарда и со-

Таблица 1

Средние значения асинхронии миокарда у пациентов до и после имплантации электрокардиостимулятора

Раз-

Показатель До ЭКС n = 76 После имплантации n = 76 ница зна-че-ний Р

Внутрижелу-

дочковая гете-

рогенность:

базальные 32,0 ± 18,6 21,4 ± 18,6 10,6 <0,000001

сегменты

средние 31,4 ± 16,1 19,3 ± 15,1 12,2 <0,000001

сегменты

Межжелудоч-

ковая гетеро-

генность:

базальные 19,9 ± 27,6 14,2 ± 18,0 5,7 0,044

сегменты

средние 20,6 ± 23,4 13,9 ± 16,5 6,6 0,016

сегменты

Таблица 2

Средние значения асинхронии у пациентов

до и после имплантации двухкамерного кардиостимулятора (режим БББ, БББК)

дочковой асинхронии у всех пациентов, причем более значимое на уровне средних сегментов (р = 0,000124 для базальных сегментов и 0,000008 — для средних). Межжелудочковая асинхрония миокарда достоверно уменьшилась на уровне средних сегментов (р = 0,023), но существенно не изменилась на уровне базальных (р = 0,166). Аналогичная динамика межжелудочковой асинхронии наблюдается и при рассмотрении средних по группе значений (табл. 2). Видно, что межжелудочковая асинхрония достоверно снижается на уровне средних сегментов (р = 0,01) и недостоверно — на уровне базальных сегментов (р = 0,1).

В группе пациентов с имплантированными однокамерными кардиостимуляторами наблюдалась несколько иная динамика (табл. 3). При попарном сравнении по критерию Уилкоксона оказалось, что внутрижелудочковая асинхрония после имплантации кардиостимулятора снижалась, но в меньшей степени, чем у пациентов с двухкамерной стимуляцией (р = 0,009 и 0,006 для базального и для среднего уровня левого желудочка соответственно). Межжелудочковая асинхрония и на базальном (р = 0,06), и на среднем (р = 0,45) уровне практически не менялась. Средние значения внутрижелудочковой асинхронии в группе достоверно уменьшались только на уровне средних сегментов (р = 0,004), а на уровне базальных оставались прежними

(р = 0,1). Средний уровень межжелудочковой асинхронии в базальных (р = 0,09) и средних сегментах (р = 0,5) практически не изменялся.

Наличию внутрисердечной асинхронии, т. е. нарушению скоординированной работы отдельных участков миокарда, в настоящее время придается большое значение, поскольку это состояние оказывает влияние на функцию сердца при различных сердечно-сосудистых заболеваниях [5,6,18]. При нарушениях ритма и проводимости сердца внутрисердечная асинхрония в определенной степени закономерна, хотя четкой связи между локализацией блокады по ЭКГ и топографией, а также значимостью механических последствий нарушения проводимости не обнаружено [3,11].

Согласно полученным данным, имплантация кардиостимулятора оказывает неодинаковое воздействие на внутрижелудочковую и межжелудочковую асинхронию миокарда. Внутрижелу-дочковая асинхрония уже к концу первой недели после операции характеризуется достоверной положительной динамикой, но межжелудочковая асинхрония в этот период меняется незначительно. По-видимому, положительная динамика внутрижелудочковой асинхронии обусловлена тем, что импульс кардиостимулятора, независимо от его типа, заведомо превышает пороговый потенциал клеток, и в ответ вовлекаются все кардиомиоциты левого желудочка.

Таблица 3

Средние значения асинхронии у пациентов до и после имплантации однокамерного кардиостимулятора (режим УУ!)

Показатель До ЭКС п = 31 После имплантации п = 31 Разница значений Р

Внутрижелу-

дочковая гете-

рогенность: базальные 33,6 ± 23,4 26,0 ± 24,7 7,6 0,1

сегменты

средние 33,0 ± 18,0 23,1 ± 18,9 9,9 0,004

сегменты

Межжелудоч-

ковая гетеро-

генность:

базальные 21,0 ± 25,5 17,7 ± 25,0 3,2 0,09

сегменты

средние 17,0 ± 26,7 14,2 ± 20,5 2,8 0,5

сегменты

Раз-

Показатель До ЭКС п = 45 После имплантации п = 45 ница зна-че-ний Р

Внутрижелу-

дочковая ге-

терогенность: базальные 34,8 ± 21,7 22,4 ± 22,3 12,4 0,00001

сегменты

средние 32,0 ± 18,0 16,5 ± 17,0 15,6 0,000003

сегменты

Межжелу-

дочковая ге-

терогенность: базальные 23,9 ± 35,0 16,5 ± 23,0 7,4 0,1

сегменты

средние 24,7 ± 23,8 15,7 ± 18,6 9,0 0,01

сегменты

Это изменяет в первую очередь путь проведения импульса и ход волны сокращения миокарда левого желудочка. В результате уменьшается электромеханическая гетерогенность миокарда левого желудочка и снижается уровень внутрижелудочковой асинхронии.

Динамика показателей внутрижелудочковой и межжелудочковой асинхронии у пациентов (при примерно одинаковом у них исходном уровне асинхронии) после имплантации кардиостимулятора при двухкамерной стимуляции в режимах DDD, DDDR и при однокамерной стимуляции в режиме VVI различается, что, по-видимому, связано с разными путями проведения электроимпульса. Больший положительный ответ наблюдается при DDD- и DDDR-режимах, так как при этом происходит считывание сигналов как с предсердий, так и с желудочков, что позволяет координировать между собой стимуляцию этих отделов [8]. В то же время кардиостимулятор в режиме VVI стимулирует работу либо предсердий, либо желудочков, что может рассинхронизировать эти отделы сердца и вызвать осложнения вплоть до синдрома кардиостимулятора [2,12].

Менее выраженные изменения межжелудочковой асинхронии при однокамерной и двухкамерной стимуляции желудочков свидетельствует о том, что она обусловлена большими нарушениями в электромеханическом сопряжении миокарда желудочков. Кроме того, необходимо учесть, что мы обследовали пациентов с кардиостимуляторами, имплантированными в правые отделы сердца, а эта локализация электродов сама по себе может вызывать рассинхронизацию активации и сокращения желудочков, что, в свою очередь, оказывает отрицательное влияние на структурно-функциональные показатели левого желудочка и может увеличивать риск хронической сердечной недостаточности [13,16]. При этом риск развития или усугубления сердечной недостаточности зависит как от индивидуальных особенностей пациента (исходного ритма, атриовентрикулярной и внутрижелудоч-ковой проводимости, фракции выброса, наличия инфаркта и др.), так и от особенностей стимуляции (режим стимуляции, место фиксации электрода, величина AV-задержки, процентное соотношение собственного и артифициального

ритма и др.) [9,15]. Учитывая вышесказанное, а также выявленную положительную динамику межжелудочковой асинхронии на уровне средних сегментов при имплантации двухкамерных кардиостимуляторов, нужно отметить, что оценка динамики показателя межжелудочковой асин-хнронии в послеоперационном периоде необходима — она может иметь важное прогностическое значение, т. е., несмотря на то что прогресси-рование ИБС при имплантации кардиостимулятора зависит от многих факторов, показатели асинхронии могут быть одним из количественных признаков, определяющих прогноз и течение ИБС и структурно-функциональные изменения левого желудочка у больных. Подтвердить это предположение могут продолжительные наблюдения пациентов. Однако уже сейчас можно говорить о целесообразности использования показателей асинхронии миокарда в поиске и оценке режимов стимуляции, наиболее адекватных с точки зрения воздействия на электромеханическое сопряжение желудочков сердца.

Что касается различий показателей электромеханической гетерогенности миокарда в зависимости от уровня регистрации допплерэхо-кардиограммы (на уровне базальных и средних сегментов), то здесь явно прослеживается тенденция к более выраженной динамике данных показателей на уровне средних сегментов. Возможно, это связано с тем, что в целом движение миокарда в средних сегментах более мощное и в меньшей степени зависит от окружающих структур, в том числе фиброзных колец клапанов. Кроме того, немалое значение здесь имеет и качество изображения и четкость регистрации допплеровского сигнала, которая может меняться в зависимости от уровня регистрации.

Следует отметить, что в данной работе был использован метод оценки асинхронии миокарда с помощью TDI в режиме pulse wave с расчетом относительных показателей внутри- и межжелудочковой гетерогенности. У больных с нарушением ритма сердца и имплантированным кардиостимулятором он использован впервые. На наш взгляд, данный метод позволяет устранить ограничения, существующие при использовании других методик, основанных на определении абсолютных значений [11]. В частности, такими ограничениями являются достаточно

высокий уровень межисследовательской ошибки и широкий разброс абсолютных значений асинхронии у разных пациентов. Кроме того, необходимо заметить, что для оценки значимости полученных данных мы применяли два метода их статистической обработки, при этом один из примененных нами статистических критериев — критерий Уилкоксона для сопряженных пар позволил оценить динамику показателей асинхронии у каждого пациента. Данный критерий дал более корректный результат, чем сравнение средних значений по группе, поскольку не зависит от абсолютных значений асинхронии, которые значительно отличаются у разных пациентов.

ВЫВОДЫ

1. Имплантация кардиостимулятора в правые отделы сердца достоверно снижает уровень асинхронии в левом желудочке; снижение межжелудочковой асинхронии у большинства пациентов статистически не достоверно.

2. Влияние кардиостимулятора на электромеханическое сопряжение миокарда более выражено на уровне средних сегментов желудочков по сравнению с базальным уровнем, поэтому при оценке прогноза целесообразно рассматривать индексы асинхронии именно на уровне средних сегментов.

3. Преимущественное положительное влияние на электромеханическую асинхронию миокарда оказывают имплантированные двухкамерные электрокардиостимуляторы в режиме DDD, DDDR.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ардашев А.В., Джанжгава А.О., Климов В.П., Кор-неев Н.В., Чернов М.Ю., Давыдова Т.В. Использование ресинхронизирующей электрокардиостимуляции в лечении пациентов с ХСН. Опыт главного военного клинического госпиталя. URL.: http://www.ardashev-arrhythmia.ru

2. Баранович В.Ю., Таричко Ю.В. Лечение аритмий. М.: Изд-во РУДН, 2006.

3. Марцинкевич Г.И., Соколов А.А. // Вестник аритмо-логии. 2004. № 35. С. 38-44.

4. Якоб О.В. Электрокардиостимуляция в коррекции хронической сердечной недостаточности: клинико-инструментальная оценка эффективности, качества жизни, стратификации осложнений и исходов по данным пятилетнего проспективного исследования. Авто-реф. дис. ... канд. мед. наук М., 2007.

5. Arts T., Bovendeerd P., Delhaas T., Prinzen F. Modeling the relation between cardiac pump function and myofiber mechanics // J. Biomech. 2003. Vol. 36. № 5. P. 731-6.

6. Bader H., Garrigue S., Lafitte S., Reuter S. Intra-Left Electromecanichal Asynchrony // J. Amer. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 21. № 43 (2). P. 248-56.

7. Barold S.S. What is cardiac resynchronization therapy? // Amer. J. Med. 2001. Vol. 15. № 111 (3). P. 224-32.

8. Bordachar S., Garrigue G., Lafitte S. et al. Interven-tricular and intra-left ventricular electromechanical delays in right ventricular paced patients with heart failure: implications for upgrading to biventricular stimulation // Heart. 2003. № 89. P. 1401-1405.

9. Epstein A.E., DiMarco J.P., Ellenbogen K.A. et al. ACC/AHA/HRS 2008 Guidelines for Device-Based Therapy of Cardiac Rhythm Abnormalities // J. Amer. Coll. Cardiol. 2008. № 51. P. 1-62.

10. Kim J.J., Friedman R.A., Eidem B.W., Cannon B.C., Arora G., Smith E.O., Fenrich A.L., Kertesz N.J. Ventricular function and long-term pacing in children with congenital complete atrioventricular block // J. Cardio-vasc. Electrophysiol. 2007. Vol. 18. № 4. P. 373-7.

11. Knebel F., Reibis R.K., Bondke H-J. Tissue Doppler echocardiography and biventricular pacing in heart failure: Patient selection, procedural guidance, follow-up, quantification of success // Cardiovascular Ultrasaund. 2004. № 15. P. 2-17.

12. Lane R.E., Chow A.W.C., Chin D., Mayet J. Selection and optimisation of biventricular pacing: the role of echocardiography // Heart. 2004. № 90. P. 10-16.

13. Nielsen J.C., Andersen H.R., Thomsen P.E., Thuesen L., Mortensen P.T., Vesterlund T. et al. Heart failure and echocardiographic changes during long-term follow-up of patients with sick sinus syndrome randomized to single chamber atrial or ventricular pacing // Circulation. 1998. № 97. P. 987-95.

14. Nishimura R.A., Hayes D.L., Holmes D.R. Jr., Tajik A.J. Mechanism of hemodynamic improvement by dual-chamber pacing for severe left ventricular dysfunction: an acute Doppler and catheterization hemodynamic study // J. Amer. Coll. Cardiol. 1995. Vol. 25. № 2. P. 281-8.

15. Siu C.W., Wang M., Zhang X.H., Lau C.P., Tse H.F. Analysis of ventricular performance as a function of pacing site and mode // Prog. Cardiovasc. Dis. 2008. Vol. 51. № 2. P. 171-82.

16. Thambo J.B., Bordachar P., Garrigue S., Lafitte S., Sanders P., Reuter S. et al. Detrimental ventricular remodeling in patients with congenital complete heart block and chronic right ventricular apical pacing // Circulation. 2004. № 110. P. 3766-72.

17. Verbeek X.A., Vernooy K., Peschar M. et al. Quantification of interventricular asynchrony during LBBB and ventricular pacing // Amer. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2002. Vol. 283. № 4. P. 1370-8.

18. Yu C.M., Lin H., Fung W.H., Zhang Q. et al. Comparison of acute changes in left ventricular volume, systolic and diastolic functions, and intraventricular synchronici-ty after biventricular and right ventricular pacing for heart failure // Amer. Heart J. 2003. Vol. 145. № 5. P. 18.

nocTynnëa 05.11.2009