Значение миокардиального рабочего индекса в диагностике гипертрофии миокарда левого желудочка (данные тканевого допплеровского исследования)

Миокардиальный рабочий индекс (МРИ) - один из наиболее информативных показателей «глобальной» сократимости миокарда [1, 2]. Он описан A. Stoylen и соавт. как «...индекс суммарной работы миокарда (MRI)» и рассчитывается методом допплер-эхокардиографии (Д-ЭхоКГ) по графику допплеровского спектра трансмитрального потока: MRI = (ИВС+ИВР)/ПИК_лж, где (ИВС+ИВР) - суммарное изометрическое состояние миокарда, ПИК_лж - период изгнания крови из ЛЖ [3]. Этот индекс по сути характеризует соотношение потенциальной (суммарное изометрическое состояние) и кинетической (период динамического изгнания крови из ЛЖ) энергии миокарда ЛЖ. Использование данного индекса ограничено при правожелудочковой дисфункции у больных с сопутствующей легочной патологией и с легочной гипертензией.

В 1995 г. С. Tei и соавт. [4] впервые предложили рассчитывать МРИ (Tei индекс) по допплеровскому спектру трансмитрального и трансаортального потоков при Д-ЭхоКГ. Представляются важными изучение и сравнение значений МРИ, полученных в режиме импульсно-волновой тканевой допплерографии (ТД) и при постобработке тканевого допплеровского изображения (ТДИ).

Цель работы - с помощью методик тканевого допплеровского исследования миокарда (ТД и ТДИ) изучить значимость миокардиального рабочего индекса «Tei» (tМРИ) при гипертрофии ЛЖ у больных с артериальной гипертензией (АГ).

Материал и методы

Для решения поставленной задачи были обследованы 110 человек, из них 80 больных с АГ со стабильным превышением нормативов систолического (САД) и диастолического (ДАД) АД на фоне гипотензивной терапии (критерии ЕОАГ-ЕОК) и с превышением индекса массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ), по данным ЭхоКГ, выше нормативов и 30 здоровых добровольцев, составивших контрольную группу. Все больные были разделены на 2 группы. Степени АГ устанавливались в соответствии с классификацией ЕОАГ-ЕОК. Обследованные пациенты с АГ были разделены на 2 группы по выраженности гипертрофии миокарда ЛЖ с учетом значения ИММЛЖ, рассчитанных в В-режиме ЭхоКГ по программе A-L, с критериями гипертрофии по ИММЛЖ. Наличие гипертрофии определялось по критерию Helak (1981), выраженность гипертрофии миокарда ЛЖ - по значению ИММЛЖ (рекомендации ASE 2005). К 1-й группе были отнесены 40 больных с АГ 1-й (36, или 90%) и 2-й (4, или 10%) степени и с 30-40% гипертрофией ЛЖ, которую расценивали как незначительную или умеренную. Среди больных этой группы были 22 (55%) мужчины и 18 (45%) женщин. Значение ИММЛЖ в контроле составило 74,9±8,0 г/м² (р<0,0001), у больных 2-й группы оно было наибольшим и составило 151,8±32,0 г/м² (при р_2-1,к<0,0001), в то время как в 1-й группе - соответственно 102,9±14,3 г/м². Средний возраст пациентов 1-й группы составил 54,7±13,8 года. Во 2-ю группу вошли 40 больных с АГ 2-й (2, или 5%) и 3-й степени (38, или 95%) с более чем 200% гипертрофией ЛЖ, которую расценивали как выраженную. В этой группе были 18 (45%) мужчин и 22 (55%) женщины (средний возраст 56,0±11,1 года). В контрольную группу из 30 человек с нормальными значениями ИММЛЖ вошли 18 (60%) мужчин и 12 (40%) женщин (средний возраст 52,0±12,9 года).

Методика импульсно-волновой ТД

Анализ продольного движения миокарда проводился в верхушечном 4-камерном срезе сердца с синхронной записью мониторного отведения ЭКГ при задержке дыхания пациента в течение 5-10 сердечных циклов (рис. 1). Контрольный объем (5x8 мм) ТД размещался в латеральной и медиальной частях фиброзного кольца митрального клапана (МФК). Точкой начала отсчета временных фаз считали зубец R ЭКГ. Проводился анализ параметров ТД от латеральной (МФКл) и медиальной (МФКм) частей фиброзного кольца митрального клапана: ТМРИ вычислялся по ТД в медиальной и латеральной частях МФК по графикам максимальной скорости движения МФК как отношение разницы временного интервала между началом положительной волны ИВС до начала «Еm» (a’) и временем систолической волны Sm (b’), по формуле:

Tei = (a’-b’)/(b’)

Количественный анализ тканевых допплеровских изображений миокарда проводился по программе Q-lab 3.0 Advanced Ultrasound Quantification software/(Philips). Для анализа ТДИ, каждая стенка ЛЖ условно делилась на основной, средний и верхушечный сегменты (рис. 2). При работе в программах количественного анализа для опроса данных использовались центральные части стенок ЛЖ. Записанное в «кинопетле» ультразвуковое изображение содержало тканевые допплеровские скоростные данные, которые анализировались в соответствии с программой, как показано на рис. 3 и 4.

Миокардиальный рабочий индекс (tМРИ) вычислялся при постобработке «петли» ТДИ по графикам средней скорости миокарда боковой стенки ЛЖ в трех сегментах как отношение разницы временного интервала между началом положительного зубца ИВС до начала «Ve» (a*) и временем систолической волны Vsys (b*), по формуле:

Tei = (a-b)/(b).

Методики статистического анализа результатов исследования

Полученные данные были подвергнуты математической обработке при помощи пакета программ «SPSS», версия 13. Для выявления различий внутри каждой группы по анализируемым параметрам применялся метод дисперсионного анализа ANOVA, для выявления различий по ряду параметров в группах использовали метод Post Hoc теста и анализа Шефе. Оценка корреляционных связей между парами количественных признаков осуществлялась с использованием непараметрического коэффициента Спирмана.

Результаты и обсуждение

С учетом теоретических представлений глобальная функция миокарда ЛЖ должна характеризоваться соотношением его потенциальной и кинетической энергии.

Формально МРИ является соотношением суммарного изометрического состояния (ИВС+ИВР, или «a-b») миокарда к его динамической компоненте изгнания (ПИК, или «b»). Глубинное содержание сути этого показателя находит свое отражение в данных литературы [5, 6].

Теоретический смысл МРИ (при ТД исследовании обозначен - ТМРИ) состоит в оценке соотношения потенциальной и кинетической энергий миокарда ЛЖ (a_баз-b_баз)/(b_баз, усл.ед.). Следовательно, он должен характеризовать глобальную (движение фиброзного кольца митрального клапана) или сегментарную (движение отдельного участка миокарда) функцию миокарда ЛЖ, в том числе гипертрофированного [7, 8].

Сравнительный анализ значений ТМРИ от латеральной и медиальной частей МФК в группах

В табл. 1 представлены результаты анализа относительных временных параметров изометрических и динамических фаз сокращения миокарда ЛЖ и ТМРИ, полученных методом ТД от латеральной и медиальной частей МФК.

Интервал R-R и частота сердечных сокращений (ЧСС) во всех группах достоверно не различались. Представленные результаты показывают, что глобальная функция ЛЖ у больных 1-й и 2-й групп по ТМРИ достоверно отличается от контроля. Он достоверно выше в 1-й группе и в МФКл, и в МФКм. Следует отметить, что кинетическая энергия миокарда гипертрофированного миокарда ЛЖ (b) недостоверно снижена по сравнению с контролем, в то время как во 2-й группе динамическая компонента изгнания достоверно меньше, чем в контроле.

Достоверное увеличение ТМРИ у больных 1-й и особенно 2-й группы свидетельствует об ухудшении глобальной функции миокарда ЛЖ. Логически более правильным было бы обратное соотношение ПИК/(ИВС+ИВР) или «b»/(«a-b»). Тогда бы снижение этого показателя действительно характеризовало ухудшение глобальной функции ЛЖ. Что касается соотношения потенциальной и кинетической энергии миокарда ЛЖ у больных с АГ, то оно достоверно снижается, преимущественно за счет более выраженного истощения кинетической компоненты. Различие групп заключается в достоверном увеличении ТМРИ. Таким образом, качество миокарда у больных 2-й группы характеризуется достоверным снижением и кинетической, и потенциальной энергии.

При анализе функции латеральной части МФК у здоровых лиц контрольной группы время «b» МФКл, «a» МФКл и ТМРИ_мфкл составили: 313,7±8,1 мс; 421±19,54 мс; 0,34±0,03 усл.ед. соответственно. У больных 1-й группы обнаружено меньшее время «b» МФКл (280,8±35,11 мс; р<0,001), большее «a» МФКл (414,8±45,12 мс) и в связи с этим достоверно значительно больший ТМРИ_мфкл индекс (0,48±0,09 усл.ед; р<0,0001) по сравнению с контрольной группой.

Из табл. 1 видно, что во 2-й группе у больных с гипертрофией ЛЖ отмечалось достоверное уменьшение времени «b» МФКл (273,8±23,2 мс; р<0,001), удлинение времени «a» МФКл (475,5±43,9 мс; р<0,001) и увеличение ТМРИ_мфкл индекса (0,74±0,1 усл.ед; р<0,001) по сравнению с практически здоровыми лицами. При сравнении значения латеральной МФК у пациентов 1-й и 2-й групп у больных 2-й группы выявлены незначимое уменьшение времени b_мфкл, максимально значимое удлинение времени a_мфкл и увеличение ТМРИ_мфкл.

Значения времени b_мфкл, a_мфкм и ТМРИ_мфкм индекса при анализе медиальной части МФК у здоровых лиц контрольной группы составили соответственно 312±9,97 мс; 428,6±20,9 мс и 0,35±0,05 усл.ед. У больных 1-й группы время b_мфкм было значительно уменьшено до 273,5±29,6 мс (р<0,001), время a_мфкм имело лишь тенденцию к уменьшению до 410±58,67 мс и в связи с этим ТМРИ_мфкм было достоверно (p<0,001) выше (0,49±0,09 усл.ед.) по сравнению с контрольной группой.

Различие между 1-й и 2-й группой проявилось в значительном уменьшении времени b_мфкм до 257,8±39,7 мс (р<0,001), достоверным удлинением времени a_мфкм до 468,5±49,75 мс (р<0,01) и значительным увеличением ТМРИ_мфкм до 0,76±0,1 усл.ед. (р<0,001) по сравнению с показателями практически здоровых лиц.

Анализ двух компонент диаграммы, представленных на рис. 5, доказывает, что различие между 1-й и 2-й группой заключается в достоверном и закономерном увеличении a_мфкл и a_мфкм, а также ТМРИ_мфкл и ТМРИ_мфкм. При этом следует отметить, что оценки ТМРИ_мфкл и ТМРИ_мфкм равнозначны. Можно на практике использовать ТМРИ как удобнее исследователю, так как абсолютные значения этих показателей в МФКл и МФКм не отличаются.

Сравнительный анализ tМРИ, рассчитанного в базальном сегменте боковой стенки ЛЖ по графику средней скорости движения миокарда в группах

В табл. 2 представлен сравнительный анализ сегментарного tМРИ, рассчитанного в базальном сегменте боковой стенки (БСлж) у практически здоровых лиц и больных с АГ в 1-й и 2-й группах.

При анализе временных интервалов b_баз, a_баз (в %R-R) и tМРИ_баз по графику средней скорости движения базального сегмента боковой стенки ЛЖ в контрольной группе установлено, что они составляют соответственно: 37,3±2,7%R-R; 46,8±5,5%R-R и 0,27±0,03 усл.ед. У больных 1-й группы оказалось укороченным время b_баз (31,3±0,5%R-R; р<0,05). Время a_баз практически не отличалось от контроля, составляя 46,5±2,3%R-R. В связи с этими фактами tМРИ_баз достоверно и закономерно увеличивается до 0,5±0,01 усл.ед. (р<0,001) по сравнению с контролем. Во 2-й группе отмечались аналогичные изменения: достоверное укорочение времени b_баз до 287,5±28,6 мс (р<0,05), удлинение времени a_баз до 491,2±70,6 мс (р<0,0001) и увеличение tМРИ_баз до 0,70±0,01 усл.ед. (р<0,001) по сравнению с контролем.

Представленные результаты сравнительного анализа временных параметров движения базального сегмента боковой стенки ЛЖ и вариаций tМРИ этого сегмента показывают, что 1-я и 2-я группы отличаются от контроля достоверным укорочением времени сокращения миокарда во время изгнания. При этом обе группы по этому параметру не различаются. Достоверное различие групп между собой проявляется в увеличении tМРИ во 2-й группе по сравнению не только с контролем, но и с 1-й группой. Таким образом, функция базального сегмента боковой стенки ЛЖ достоверно хуже у больных с АГ 2-й группы.

При анализе временных интервалов b_баз, a_баз (в %R-R) и tМРИ_баз в контрольной группе установлено, что они составляют соответственно: 37,3±2,7%R-R; 46,8±5,5%R-R и 0,27±0,03 усл.ед. В 1-й группе оказалось укороченным время b_баз (31,3±0,5%R-R; р<0,05). Время a_баз практически не отличалось от контроля, составляя 46,5±2,3%R-R. В связи с этими фактами tМРИ_баз достоверно и закономерно увеличивается до 0,5±0,01 усл.ед. (р<0,001) по сравнению с контролем. Во 2-й группе отмечены аналогичные изменения: достоверное укорочение времени b_баз до 287,5±28,6 мс (р<0,05), удлинение времени aбаз до 491,2±70,6 мс (р<0,0001) и увеличение tМРИ_баз до 0,70±0,01 усл.ед. (р<0,001), по сравнению с контролем.

Корреляционные связи tМРИ в разных сегментах миокарда ЛЖ с ИММЛЖ

Представленные результаты корреляционного анализа (рис. 6) свидетельствуют о высокой положительной корреляционной связи tМРИ с ИММЛЖ в латеральной (r = 0,700, p<0,01) и медиальной частях МФК (r = 0,713; p<0,01).

На практике tМРИ - индекс, характеризующий и глобальную сократительную функцию ЛЖ и гипертрофию миокарда, в одинаковой степени информативен при определении его как в медиальной, так и в латеральной частях МФК (см. рис. 5).

Результаты корреляционного анализа параметров tМРИ, рассчитанного в сегментах боковой стенки ЛЖ и межжелудочковой перегородки (МЖП), и ИММЛЖ подтверждают сделанные выше выводы о том, что наибольшее диагностическое значение имеет tМРИ базальных сегментов ЛЖ (табл. 3).

В настоящей работе диагностическая ценность tМРИ базальных сегментов МЖП и боковой стенки ЛЖ равна. Диаграмма рассеяния корреляции tМРИ от базального сегмента боковой стенки ЛЖ и ИММЛЖ (r=0,84; р<0,01), представленная на рис. 7, наглядно подтверждает этот вывод.

Многие исследователи, использующие ТДИ, сосредотачиваются на измерении скоростей, другие стремятся точно определить систолические и диастолические временные интервалы методом ТД или ТДИ [9, 10].

ТД имеет такие преимущества, как высокое разрешение и хорошая визуализация зоны митрального фиброзного кольца. МРИ по данным Д-ЭхоКГ вычисляется в результате усреднения значения за несколько сердечных циклов (для исключения влияния ЧСС). Измерение временных интервалов по данным ТД для вычисления МРИ удобнее, так как проводится анализ одного сердечного цикла. У больных, перенесших инфаркт миокарда, из-за асинхронии и нарушений внутрижелудочковой проводимости длительность временных интервалов изменяется, возникают различия в длительности сокращения и расслабления сегментов миокарда ЛЖ [10, 11]. Скорость движения МФК обычно выше из-за влияния «сократимости» основных сегментов ЛЖ. Тем не менее различия значений ТМРИ и tМРИ несущественны, они близки по значению у больных как с различными нарушениями сократительной функции ЛЖ, так и без них. Кроме того, аналогичные данные получены и при анализе этих показателей у здоровых лиц. Поэтому различия между методами можно считать несущественными.

Установлено, что измерение интервалов ИВС и ET (время изгнания) при ТДИ определяется точнее, чем при Д-ЭхоКГ. Этот факт повышает ценность индекса tМРИ. В то же время интервал ИВР был обычно короче при измерении ТДИ, что влияет и на значение индекса tМРИ. В целом анализ значений ТМРИ и tМРИ не показал существенных различий. Тем не менее мы считаем, что вычисление tМРИ и ET более предпочтительно, так как данные показатели незначительно отличались от результатов, получаемых при Д-ЭхоКГ, а временные интервалы tICT (ИВС) и tIRT (ИВР) плохо коррелировали с подобными интервалами, измеренными методом Д-ЭхоКГ. Поэтому точность измерения длительности изоволюмических фаз, являющихся компонентами ТМРИ и tМРИ, определяют и точность индексов.

Учитывая эти данные, tМРИ должен определяться как «сегментарный» индекс, он не аналогичен классическому МРИ, потому что tМРИ рассчитывается по скоростным временным интервалам движения ткани, а они не совпадают с временными интервалами, рассчитанными по Д-ЭхоКГ трансмитрального потока. Это значит, что tМРИ должен использоваться при анализе нарушений сегментарной сократимости.

При анализе ТД лучшие результаты были получены по определению движения медиальной части МФК. Частично это можно объяснить худшим изображением боковой части МФК, а также асинхронией между противоположными частями МФК. Однако у здоровых лиц боковая часть МФК визуализировалась немного лучше, чем его медиальная часть. Анализ временных интервалов показал, что систолические скоростные временные интервалы предпочтительнее измерять при ТДИ, в частности период предызгнания (PEP), включающий интервалы электромеханической задержки (EMD), собственно изоволюмического сокращения (ICT, ИВС) и изгнания (ET). Временной период tPEP и его интервалы обычно длиннее традиционных (рассчитанных по трансмитральному потоку). Время изгнания (tET) также длиннее обычного, поэтому и скорости изоволюмического расслабления выше по сравнению с IRT, рассчитанным по Д-ЭхоКГ трансаортального потока. С другой стороны, диастолические интервалы, рассчитанные по движению МФК, короче, чем диастолические интервалы, рассчитанные по Д-ЭхоКГ, особенно IRT и время наполнения (FT). Из этих наблюдений можно сделать заключение, что сокращение миокарда ЛЖ заканчивается после закрытия аортального клапана. Кроме того, максимальная скорость расслабления миокарда ниже и возникает позже, по сравнению с фазой IRT и временем наполнения, измеренными при Д-ЭхоКГ. Эта задержка увеличивается при ишемии миокарда, но может встречаться и у больных без нарушений региональной сократимости.

Оценивая вариабельность значений, мы отметили большие колебания МРИ при расчете его разными операторами, а вариабельность tМРИ была меньше. Это можно объяснить четкостью выделения пределов различных интервалов при ТДИ, а также уровнем квалификации исследователя. В то же время расчет традиционного МРИ имеет преимущество, так как он прост и может быть легко выполнен любым исследователем.

Данные литературы указывают на низкую воспроизводимость значений МРИ и tМРИ [12, 13]. При измерении их дважды в разное время суток (особенно tМРИ) они точнее при втором исследовании. Это связано с различными условиями проведения исследования и уровнем АД, который изменяется при втором исследовании. Поэтому следует подчеркнуть, что и ТМРИ, и tМРИ не являются точными индексами. В большей степени это утверждение относится к tМРИ, который чувствителен к умеренным изменениям гемодинамики, часто наблюдаемым у больных с АГ.

Выводы

1. Для оценки глобальной сократимости миокарда у больных с артериальной гипертензией в равной степени информативны способы оценки «МРИ» как в медиальной или латеральной части фиброзного кольца митрального клапана методом импульсно-волновой тканевой допплерографии, так и при измерениисредней скорости движения сегментов миокарда по данным количественного анализа тканевого допплеровского изображения.
2. При гипертрофии миокарда левого желудочка отмечается превышение следующих значений миокардиального рабочего индекса: ТМРИ > 0,35 (ТД МФК) и tМРИ > 0,27 (ТДИ базального сегмента боковой стенки левого желудочка).

Литература

1. Алехин М.Н. Возможности практического использования тканевого допплера. Лекция 2. Тканевой допплер фиброзных колец атриовентрикулярных клапанов // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2002. No 4. С. 112-118.
2. Ткаченко С.Б., Берестень Н.Ф. Тканевое допплеровское исследование миокарда. М.: Реал Тайм, 2006.
3. Stoylen A., Skjelvan G., Skjaerpe T. Flow propagation velocity is not a simple index of diastolic function in early filling. A comparative study of early diastolic strain rate and strain rate propagation, flow and flow propagation in normal and reduced diastolic function // Cardiovasc. Ultrasound. 2003 Apr 01; 1(1):3.
4. Tei C., Nishimura R.A., Seward J.B., Tajik A.J. Noninvasive Doppler-derived myocardial performance index: correlation with simultaneous measurements of cardiac catheterization measurements // J. Am. Soc. Echocardiogr. 1997;10: 169-178.
5. Дамбаев А.И. Сегментарная систолическая и диастолическая функция левого желудочка у больных ишемической болезнью сердца (по результатам импульсного тканевого допплеровского исследования). Автореф. дис. канд. мед. наук.; НИИ кард. Томск. науч. центра СО РАМН, 2002. 22 с.
6. Alam M., Wardelle J. et al. Effects of first myocardial on left ventricular systolic and diastolic function with the use of mitral annular velocity determined by pulsed wave Doppler tissue imaging // J. Am. Soc. Echocardiogr. 2000; 13;342-352.
7. Alam M., Wardelle J., Andersson E. et al. Characteristics of Effects of mitral and tricuspid annular velocities determined by pulsed wave Doppler tissue imaging in healthy subjects // Am. Soc. Echocardiogr. 1999. V.12. P. 618-628.
8. Borges M.C., Colombo R. C., Goncalves J. G.F. et al. Longitudinal Mitral Annulus Velocities Are Reduced in Hypertensive Subjects With or Without Left Ventricle Hypertrophy // Hypertension 2006. 47. P. 854-860.
9. Chattopadhyay S., Alamgir M. F., Nikitin N. P. et al. Apex-to-base dyssynchrony in left ventricular systolic dysfunction / World Congress of Cardiology 2006. Barcelona-Spain, Online Abstract: P. 4808.
10. Keser N., Yildiz Y., Kurtogly N., Dipar I. Modified TEI Index a prognosing parameter in essential hypertension // Echocard. 4. 2005. V.
11. Lind B., Nowak J., Quintana M., Brodin L. Left ventricular isovolumicvelocity and duration variables calculated from colour-coded myocardial velocity images in normal individuals // Eur. J. Echocardiogr. 2004; 5: 284-293.
12. Lindqvist P., Morner S., Karp K., Waldenstrom A. Onset of myocardial and blood flow motion during isovolumic relaxation / World Congress of Cardiology 2006. Barcelona-Spain, Online Abstract: P. 5235.
13. Rojo E.C., Rodrigo J.L., L. Perez de Isla, Almeria C. et al. Disagreement between tissue Doppler imaging and conventional pulsed wave Doppler in the measurement of myocardial performance index // Eur. J. Echocardiogr. 2006; 7: 356.