Леонид Валерьевич Крашенинников
кардиолог клиники Ковчег, Европейского ветеринарного центра, г. Москва.
Ольга Владимировна Захарченко
кардиолог клиники Базилио, Московская область.
Движение крови по сердечно-сосудистой системе обеспечивается благодаря насосной функции сердца. Сердце, чередуя стадии сокращения и расслабления, обеспечивает движение крови по сосудам большого и малого кругов кровообращения. В камерах сердца и магистральных сосудах движение крови происходит по градиенту концентрации: из полости с более высоким давлением в полость с более низким давлением. Разница давления влияет на скорость движения крови. Проводя эхокардиографию, мы можем визуализировать движение крови в камерах сердца, измерить скорости потоков и рассчитать давление в камерах, используя модифицированное уравнение Бернулли: Р=4V2, где P – градиент давления между камерами, V – скорость потока между камерами.
Наш доклад посвящён расчёту давления в камерах и анализу цифр в протоколе эхокардиографии. Однако, важно отметить, что всегда необходим комплексный подход к пациенту. Нельзя оценивать цифры, полученные в ходе эхокардиографии, в отрыве от анамнеза, симптомов, результатов осмотра и дополнительных исследований. Кроме того, существует ряд ограничений в получении адекватных измерений: это и критическое состояние пациента, и отсутствие сотрудничества со стороны животного на приёме, и неудобное ультразвуковое окно. Поэтому, хотя показатели доплерографии являются полезным и уникальным инструментом, к их анализу стоит подходить с разумной долей критичности.
С другой стороны, ремоделирование полостей сердца в ответ на изменение гемодинамики — более надёжная находка. Цитата А. Г. Комолова гласит: «Геометрия не врёт!» и, если чувствительность и специфичность показателей доплерографии, а значит, и расчётов градиентов давления, может отличаться при разных патологиях, то развитие гипертрофии определённых камер в ответ на перегрузку и изменения давления между полостями — более предсказуемый процесс.
В процессе эхокардиографии мы оцениваем визуально субъективно гипертрофию камер, а также имеем в своем арсенале большое количество специфических измерений. Для левого предсердия это соотношение левого предсердия к аорте по короткой оси, измерение абсолютного размера левого предсердия для кошек по длинной оси, измерение объёма левого предсердия, фракции сократимости левого предсердия для кошек (ЛП, ЛП/Ао, ФС ЛП, V ЛП). Для правого предсердия это размер правого предсердия в 4-х камерной апикальной проекции, измерение площади правого предсердия, индексированное к поверхности площади тела в диастолу (ПП, RAA/ППТ). Измерение стенок левого желудочка в систолу и диастолу, конечный диастолический и систолический размеры левого желудочка, с индексацией на массу тела у собак, конечные диастолические и систолические объёмы левого желудочка, индексированные на массу тела и поверхность площади тела, МАПСЕ, EPSS, характер движения межжелудочковой перегородки (КДР, КСР, КДРн, КСРн, ЗСЛЖ, МЖП, КДО, КСО). Измерение свободной стенки правого желудочка в диастолу, соотношение полости правого желудочка к полости левого желудочка в диастолу, площадь полости правого желудочка в апикальной проекции, нормализованная на поверхность площади тела, фракционное измерение площади правого желудочка, фракцию сократимости выносящего тракта правого желудочка, ТАПСЕ (ПЖ/ЛЖ, ЗСПЖ, ЗСПЖ/ЗСЛЖ, RVA/ППТ, FAC, ВТПЖ ).
Огромное количество параметров (не считая доплерографии), которые мы можем измерить в ходе ЭХОкг, сводятся к тому, чтобы получить ответ на вопрос: есть ли гипертрофия камер? И если да, какого характера: концентрическая или эксцентрическая? И второй вопрос, на который мы получаем ответ в ходе вышеперечисленных измерений: есть ли снижение систолической функции левого или правого желудочка?
Кроме того, мы оцениваем размер выносящих и приносящих магистральных сосудов и их соотношение: аорта к лёгочной артерии, лёгочная вена к правой ветви лёгочной артерии, спадание каудальной полой вены и спадание правой ветви лёгочной артерии (Ао/ЛА, КПВ%, RPAD). Проводим оценку застоя в малом и большом кругах кровообращения: асцит, гидроторакс, В-линии.
Тема нашего доклада — расчёт градиентов давления, и, хотя измерения геометрии сердца критически важны в оценке последствий изменения нормальных градиентов в сердце, основной акцент мы хотим уделить параметрам доплерографии.
Как уже упоминалось, скорость потоков, графическое отображение которых мы получаем с помощью постоянной и импульсной доплерографии, зависит от разницы давления между камерами и от величины отверстия, через которое проходит поток. И если мы говорим о сужении физиологических отверстий (стенозы), то более выраженная степень обструкции приводит к необходимости для камеры создавать более высокое давление.
Диастола сердца начинается со стадии изоволюмического расслабления, которой соответствует параметр IVRT на трансмитральной доплерографии. Это промежуток времени, в течение которого давление в левом желудочке становится ниже, чем в аорте, но остаётся выше, чем в левом предсердии, поэтому аортальный клапан закрывается, а митральный остаётся закрытым. В эту стадию объёмы камер остаются без изменений (клапаны закрыты, потоков крови нет), но происходит резкое и быстрое снижение давления в левом желудочке. Давление в левом желудочке снижается со 100 до 10 мм рт. ст. за 40-45 мс. Стадия изоволюмического расслабления заканчивается, когда давление в левом предсердии становится выше давления в полости левого желудочка, кровь в этот момент механически открывает митральный клапан. Соответственно, при высоком давлении в левом предсердии момент открытия митрального клапана наступит раньше, и стадия изоволюмического расслабления будет укорочена. А в случае замедления расслабления левого желудочка давление в его полости падает медленнее и IVRT удлиняется.
Следующая стадия диастолы, которая на ЭХО соответствует пику Е трансмитрального потока и пику Е’ тканевого доплера, это стадия быстрого наполнения левого желудочка. В этот момент давление в левом предсердии превышает давление в полости левого желудочка, кровь из предсердия устремляется в желудочек. Если скорость пика Е в норме составит около 0,8 м/с, разница давления между левым предсердием и левым желудочком будет всего 2,64 мм рт. ст. (давление в левом предсердии в этот момент будет около 12 мм, в желудочке около 10 мм, и затем постепенно снижается до 0,8 мм рт. ст.). В апикальной проекции во время диастолы мы наблюдаем постепенное увеличение объёма левого желудочка, при этом его стенки растягиваются и смещаются в направлении от датчика. Это смещение фиксируется тканевым доплером и отображается в фазу быстрого наполнения в виде Е’.
Далее идет фаза медленного наполнения левого желудочка или диастазис, в течение которой разница давлений между предсердием и желудочком практически отсутствует. Это промежуток между пиками Е и А, который не всегда фиксируется на ЭХО у кошек и собак. В течение диастазиса давление в левых камерах медленно нарастает до 5мм рт. ст.
Следующая стадия диастолы – систола предсердий, пик А и А’. При пике А 0,4 м/с градиент давления между предсердием и желудочком составит 0,64 мм рт. ст. (менее 1!), а для правого желудочка ещё меньше. Связано это с более низкой разницей в давлении между предсердиями и желудочками, так как желудочек уже наполнен определенным объёмом крови.
Диастола правого желудочка отличается более короткой фазой изоволюмического расслабления, более продлёнными фазами изгнания. И поскольку градиент между систолическим и диастолическим давлением в лёгочной артерии и правом желудочке ниже, то ниже и разница давлений между правым предсердием и правым желудочком, а соответственно потоки Е и А в правых отделах имеют меньшую скорость. (Несмотря на то, что сердечный выброс для обоих желудочков примерно одинаков).
В фазу диастолы могут быть зафиксированы потоки регургитации на клапанах аорты и лёгочной артерии. При давлении в аорте 80 мм рт. ст., а в левом желудочке 0,8 мм рт. ст. разница давления составляет 79,2 мм рт. ст., соответственно скорость недостаточности при нормальном давлении в аорте и левом желудочке – около 4,5 м/с. Справа в диастолу в лёгочной артерии давление 10 мм рт. ст., в правом желудочке 0,5 мм рт. ст., градиент 9,5 мм рт. ст. Соответственно, скорость регургитации на лёгочной около 1,5 м/с. При росте давления в сосудах малого или большого кругов кровообращения (артериальная или лёгочная гипертензия), давление в магистральных сосудах поднимется, и будет фиксироваться более скоростной поток регургитации.
Фаза систолы начинается с фазы изоволюмического сокращения, когда полулунные клапаны ещё закрыты, так как давление в магистральных сосудах выше, чем в желудочках, а атриовентрикулярные закрываются, так как в предсердиях давление становится ниже, чем в желудочках. В эту фазу нет потоков крови, объёмы камер не меняются, но растёт напряжение миокарда желудочков, и резко возрастает давление в их полостях. Когда давление в левом желудочке становится более 80 мм рт. ст. и превосходит давление в аорте, открываются полулунные клапаны и кровь устремляется в сосуды.
Так начинается фаза изгнания крови (делится на фазу быстрого изгнания, от начала потока и до пика – АТ, и медленного изгнания). На ЭХО в эту стадию мы видим потоки на аорте, лёгочной артерии, и можем видеть потоки регургитации на митральном и трукуспидальном клапанах. При скорости потока на аорте 0,9 м/с разница давлений между левым желудочком и аортой составит 3,24 мм рт. ст., при этом абсолютные значения давления в камерах доходят до 120-140 мм рт. ст. При этом в норме мы будем наблюдать высокий градиент давления между левым желудочком и левым предсердием и при наличии недостаточности клапана скорость потока митральной регургитации выше 5 м/с, градиент выше 100 мм рт. ст. (120 рт. ст. в левом желудочке и 8-10 мм рт. ст. в левом предсердии). Если же у нас снизится давление в левом желудочке (например, систолическая дисфункция) и/или повысится давление в левом предсердии, градиент уменьшится и поток регургитации будет иметь более низкую скорость.
Разница в давлении в систолу между правым желудочком и лёгочной артерией при скорости потока на лёгочной 0,8 м/с составит 2,64 мм рт. ст. (то есть градиент ниже, чем слева, но менее чем в 2 раза), однако абсолютные значения давления в правых отделах ниже в десятки раз. И мы наблюдаем рост давления справа с 5 до 30 мм рт. ст. При давлении в правом желудочке 30 мм рт. ст., а в правом предсердии 3-5 мм рт. ст., градиент между ними 25 мм рт. ст. и мы можем зафиксировать трикуспидальную регургитацию со скоростью 2,5 м/с. Если же у нас будет рост давления в правом желудочке из-за роста давления в лёгочной артерии (по причине стеноза или лёгочной гипертензии), градиент между камерами вырастет и скорость ТК регургитации возрастет.
После пика начинается стадия медленного изгнания крови, когда снижается давление в желудочках и магистральных сосудах (со 140 до 100 мм рт. ст. слева и с 30 до 10 мм рт. ст. справа), градиент давления между ними также снижается, уменьшается скорость потока и, когда давление в желудочках становится ниже давления в артерии и аорте – полулунные клапаны закрываются.
Таким образом, мы располагаем следующими параметрами доплера:
Измеряемые показатели для оценки давления в систолу: потоки на аорте, лёгочной артерии, регургитация на митральном и трикуспидальном клапанах. Суррогатные показатели соотношение АТ/ЕТ (более длинная фаза быстрого изгнания указывает на повышенное давление в магистральном сосуде, кровь течет «туго», медленно из желудочка). PVR = ТКР^2/VTIла, суррогатный показатель расчёта лёгочного сосудистого сопротивления. Параметр, который может помочь отличить прекапиллярную лёгочную гипертензию от посткапиллярной. Чем он выше, тем больше давление в сосудах лёгких (более 3-5 мм рт. ст. указывает на прекапиллярную ЛГ).
Измеряемые диастолические показатели для оценки давления: пики Е, а, Е’, а’, IVRT, регургитация на лёгочной артерии, аорте. Суррогатные показатели соотношение Е/а — паттерн диастолы: нарушение расслабления, пcевдонормализация, рестрикция. Е/IVRT и E/Е’ — показатели, способные помочь в определении повышения давления наполнения левого желудочка (а соответственно повышение давления в левом предсердии, лёгочных венах и вероятности кардиогенного отёка лёгких). Мы интерпретируем эти показатели в качестве оценки давления заклинивания лёгочной артерии (то же самое давление заклинивания лёгочных капилляров). Ещё один суррогатный показатель — это диастолический пульмонарный градиент: разница между диастолическим давлением в лёгочной артерии (регургитация на лёгочной артерии) и давлением заклинивания лёгочной артерии (E/E’). Его мы используем при наличии лёгочной гипертензии 2-го типа (левосторонняя сердечная недостаточность), чтобы оценить, с посткапиллярной или смешанной ЛГ мы имеем дело в первую очередь. Если ДПГ менее 7 мм рт. ст., это данные за изолированную посткапиллярную ЛГ, если более 7 мм – за смешанную. То есть ДПГ = регЛА – Е/е’. Например, если взять регургитацию на лёгочной артерии 2,5 м/с, градиент 25мм, а Е/е’ 12 (более 12 мы подозреваем пациента в повышении давления наполнения левого желудочка, соответственно в повышенном давлении заклинивания лёгочной артерии), то ДПГ = 25-12 = 10, более 7, соответственно, мы имеем данные за смешанную лёгочную гипертензию.
Показатели для оценки среднего давления: в эхокардиографии только суррогатные.
ePLAR = ТКР/ (Е/е’) (echocardiographic pulmonary to left atrial ratio). Более 0,4 – прекапиллярная, менее 0,2 – посткапиллярная. Показатель похож на ДПГ, но здесь мы берем ТКР (поток во время систолы) и соотносим его с показателем застоя. Например, ТКР 3,5 м/с, Е/E’ 15, ePLAR= /12= 0,23 – выражен посткапиллярный компонент.
И второй суррогатный показатель — это оценка давления в лёгочной артерии.
ДавлЛА= ТКР + ПП, складывается из градиента, измеренного на трикуспидальной регургитации, плюс давление в правом предсердии. Давление в правом предсердии принимает равным 5 мм рт. ст. при его нормальных размерах и спадании КПВ на 50% и более, 8 мм рт. ст. при умеренной дилатации правого предсердия и спадание КПВ от 30 до 50%, 10 мм рт. ст. при выраженном расширении правого предсердия и спадании КПВ менее 30%. Например, ТКР 3,5 м/с – градиент 49 мм рт. ст. и выраженное расширение ПП 10 мм рт. ст., получаем давление в лёгочной артерии 60 мм рт. ст.
В оценке давления также нам помогают показатели спадания правой ветви лёгочной артерии (RPAD), если этот показатель менее 30%, мы предполагаем повышение давления в артериях малого круга (кровь идет под давлением, сосуд не спадается). Парадоксальное движение межжелудочковой перегородки в диастолу будет говорить о том, что давление в полости правого желудочка в диастолу превышает давление в полости левого желудочка.
Как говорилось ранее, показатели доплерографии имеют ряд ограничений, связанных как с воспроизводимостью, так и различной чувствительностью и специфичностью при разных патологиях сердца (ДКМП, ГКМП, МДМК и др.), а значит и отличной гемодинамике. По исследованиям К. Шобера и др., для кошек с ГКМП показателями доплера с лучшей чувствительностью и специфичностью в предсказании ЗСН стали паттерн диастолы и отношение слитых пиков Е/E’, в то время как Е/IVRT и абсолютное значение пика Е продемонстрировали слабую прогностическую ценность. Однако, нужно заметить, что количество кошек с разделёнными пиками Е и А было ограничено, что может сказываться на результате исследования. С другой стороны, у собак E/IVRT (2,5 при МДМК и 1,88 при ДКМП), IVRT и паттерн диастолы показали большую ценность в прогнозировании ЗСН.
Обширный протокол эхокардиографии с оценкой геометрии сердца, показателей доплерографии и множеством суррогатных показателей нужен нам для решения клинических задач. Для определения наличия застоя в кругах кровообращения и необходимости назначения диуретика пациенту, для определения вероятности развития застоя в ближайшее время, для дифференциации лёгочной прекапиллярной гипертензии от посткапиллярной и выбора стратегии терапии. Для определения значимости шунта или стеноза при врожденном пороке сердца и принятии решения о проведении хирургического вмешательства. Комплексный подход к пациенту, оценка данных анамнеза, осмотра и анализ данных протокола эхокардиографии (но не отдельных цифр) — ключ к успешной диагностике, мониторингу и терапии наших пациентов.
Список использованной литературы:
- Выявление застойной сердечной недостаточности с помощью допплерэхокардиографии у кошек с гипертрофической кардиомиопатией. Мишель Н. Рорбо, Карстен Э. Шобер, Джейлин Д. Райнхарт, Джон Д. Бонагура, Эми Хабинг, Ведат Йылдыз
- Эхокардиографическая оценка диастолической функции левого желудочка у кошек: гемодинамические детерминанты и распознавание паттернов. Карстен Э. Шобер, Валери Шетбуль
- Выявление застойной сердечной недостаточности у собак с помощью допплеровской эхокардиографии. К. Э. Шобер, ТМ Харт, JA Стерн, Ли, ВФ Самии, LJ Зекас, BA Скансен, Дж. Д. Бонагура
- ePLAR — Эхокардиографическое отношение легочного давления к левому предсердию — новый неинвазивный параметр для дифференциации прекапиллярной и посткапиллярной легочной гипертензии. Грегори М. Скалиа, Изабель Г. Скалиа, Ребекка Кирле, Ребекка Бомонт, Дэвид Б. Кросс, Джон Финстра, Даррил Дж. Берстоу, Бенджамин Т. Фицджеральд, Дэвид Г. Платтс
- Эхокардиографическое соотношение легочного кровотока и левого предсердия: неинвазивная переменная для гемодинамической классификации легочной гипертензии у собак. Андреа Корда, Франческа Корда, Пламена Пенчева, Марианджела Пучи, Алессандра Моллика, Пабло Гомес Очоа, Турая Даббаг, Мария Луиза Пинна Парпалья
- Допплерэхокардиографическое прогнозирование легочной гипертензии у вест-хайленд-уайт-терьеров с хроническим заболеванием легких. Карстен Э. Шобер, Ханно Бааде
- Рекомендации ACVIM по диагностике, классификации, лечению и мониторингу легочной гипертензии у собак. Кэрол Рейнеро, Лэнс С. Виссер, Хайди Б. Келлихан, Изабель Массо, Элизабет Розански, Сесиль Клерк, Курт Уильямс, Джонатан Эбботт, Микеле Боргарелли, Брайан А. Скансен
- Кардиоваскулярные заболевания собак и кошек. Клаудио Буссадори.
- Кардиологический синопсис для ветеринарного врача. Дмитрий Олейников