2011 год № 3

Резюме:

Ключевые слова:

Summary:

Key words:

Введение

Быстрая и точная оценка размера и сократительной способности правого желудочка (ПЖ) остается ведущим фактором в ведении больных в ряде клинических ситуаций, включающих хроническую сердечную недостаточность (ХСН), острую декомпенсированную сердечную недостаточность (ОДСН) и легочную гипертензию (ЛГ) [1, 8, 11, 12].

Трехмерная ультразвуковая визуализация сердца в режиме реального времени (RT-4DE), которая появилась сравнительно недавно, становится особенно широко востребованной методикой в проспективных научных исследованиях в связи с неинвазивным характером вмешательства, низкой стоимостью, отсутствием воздействия ионизирующего излучения и радиоактивных агентов [7, 8, 9, 10, 11]. Ультразвуковая система экспертного класса Vivid 7 Dimension system оснащена рабочей станцией Echo Рас, на платформе которой в режиме RT-4DF работают программы компьютерной графики 4D LV Echo РАС и RT-4DE Тоm Тес, созданные для измерения объемов камер сердца. Наличие этих опций позволяет выполнять полный анализ функции левого и правого желудочков без ограничений, обусловленных индивидуальной геометрией полостей сердца [2, 3, 4].

Цель исследования - проведение сравнительной оценки результатов параметрического анализа объемов и систолической функции ПЖ, полученных методами программной обработки в режимах RT-4DE Volume 4-D RV Tom Tec и 4-D LV Echo РАС у больных ОДСН.

Материалы и методы

В исследование были включены пациенты с ОДСН, выбранные ретроспективно из базы данных и имеющие архив ЭХОКГ удовлетворительного и высокого качества, записанный на ультразвуковой системе Vivid 7 Dimension (Vingmed, System 7, General Electric Healthcare, USA) в течение временного периода с мая 2006 г. по май 2010 г. Основную группу составили 53 пациента (39 мужчин и 14 женщин), средний возраст 56,3±8,08 лет, которые поступили в клинику с прогрессированием ОДСН. Эхокардиография в режиме RT-4DE и архивация данных на платформе рабочей станции Echo РАС проводились при первом (12 ч с момента поступления) и повторном (через 24-72 ч) исследованиях. У всех пациентов клинически и лабораторно была диагностирована ОДСН, как проявление декомпенсации ХСН функциональных классов III или IV в соответствии с классификацией Нью-Йоркской ассоциации сердца (NYHA). Несмотря на проводимую оптимальную фармакологическую терапию, фракция выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) в большинстве наблюдений не превышала 35%. Аппараты ресинронизирующей терапии (РСТ) были имплантированы 28 (52,8%) больным, искусственные кардиовекторы, дефибрилляторы (ИКД) - 14 (26,4%) пациентам.

Эхокардиографическая методика. База данных в виде видеороликов создана при выполнении трансторакальной эхокардиографии трехмерным датчиком в режиме RT-4DE из апикального и/или субкостального доступов индивидуально для каждого пациента в зависимости от лучшего акустического окна. Точное определение видимых границ эндокарда ПЖ было основным условием для полуавтоматического алгоритма расчета объемов и систолической функции ПЖ [6, 7, 8, 9, 10]. Для улучшения визуализации внутренних контуров применяли методы внутриполостного контрастирования, увеличения, затенения и цветового контрастирования эндокарда [8, 9, 10, 12].

Изображения прошли обработку программами компьютерной графики, разработанными специально для оценки кардиального объема в трехмерном измерении и режиме реального времени: RT 4-DE Tom Tec 4D RV (EchoView, TоmТес Imaging, Inc, Munich, Germany) и Echo РАС 4D LV (Vingmed, System 7, General Electric Healthcare, USA). Все этапы реконструкции кардиального объема выполнены в трех проекциях на индивидуальных, архивных, полностью объемных изображениях.

Эндокардиальная граница ПЖ очерчивалась в фазах конечной диастолы и систолы на всех анатомических уровнях после синхронизации с зубцами ЭКГ, что позволяло многократно воспроизводить данные КДО, КСО, УВ и ФВ ПЖ для каждого пациента. После выделения границы эндокарда ПЖ в ручном режиме для каждой из трех плоскостей в диастолу и систолу, программное обеспечение автоматически обнаруживало поверхность ПЖ для всего сердечного цикла. В случае необходимости, перед конечным этапом анализа выполнялась ручная коррекция контура эндокарда для каждого сомнительного среза. Сравнительная оценка времени постпроцессинговой обработки (ВПО) изображений проводилась для каждого метода в отдельности. Пример RT-4DE полуавтоматической реконструкции трехмерной объемной модели ПЖ в режиме реального времени в 4-камерной позиции из апикального доступа представлен на рис. 1.

Рис. 1. А - RT-4DE построение трехмерной объемной модели ПЖ в режиме реального времени в 4-камерной позиции из апикального доступа, адаптированное для визуализации ПЖ; Б - ручное контурирование эндокардиальных границ ПЖ для КДО и КСО в поперечной, продольной и коронарной плоскостях; В - 4-D LV Echo РАС реконструкция кардиального объема: КДО, КСО, УВ и ФВ; Г - 4-D RV Тоm Тес реконструкция кардиального объема: КДО, КСО, УВ и ФВ

Статистический анализ проведен с определением средней арифметической (М), ошибки средней арифметической (±m). Внутригрупповые сравнения параметров выполнены по критерию Стьюдента и значению вероятности (р) с помощью парного t-теста. Корреляционный анализ и анализ линейной регрессии проведен для параметров кардиального объема ПЖ (КДО, КСО, УВ) и ФВ методом Бленда-Альтмана. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена определялся между некоторыми параметрами 2-DE и показателями ПЖ (КДО, КСО, УВ) и ФВ в режиме RT-4DE. Критерием достоверности считали р<0,05.

Результаты и обсуждение

Базовые клинические и демографические показатели базы данных RT-4DE в зависимости от пола пациентов представлены в табл. 1.

Стандартное распределение объемных показателей ПЖ (КДО, КСО и УВ) и ФВ ПЖ в общей группе и подгруппах представлено в табл. 2.

По результатам параметрического анализа, средние значения КДО и УВ ПЖ были несколько ниже по данным 4-D LV Echo РАС по сравнению с 4-D RV Тоm Тес: КСО (мл) 186,79±53,86 и 195,86±53,07 соответственно, р<0,005; УВ (мл) - 62,35±21,42 и 68,07±26,46 соответственно, р<0,001. Вместе с тем, не было отмечено достоверной разницы для КСО и ФВ КСО (мл) - 124,43±41,01 и 127,79±37,26 соответственно, р=0,16; ФВ (%) - 33,8±8,14 и 34,66±8,52 соответственно, р=0,17. Анализ линейной регрессии и метод Бленда-Альтмана, по данным Tom Tec 4D RV и Echo PAC 4-D LV, показали достоверную согласованность между объемными показателями ПЖ и ФВ ПЖ. При сравнении данных попарно отсутствовала зависимость разности измерения от абсолютной величины. КДО: r=0,82, средняя разность (ТоmТес минус EchoPAC) = 9,1±22,9; 95% стандартного отклонения разности [CI] - от 36,6 до 54,9 мл; КСО: r=0,82; средняя разность = 3,5±17,3; 95% [CI] - от 31,3 до 38,1 мл; УВ: r=0,79; средняя разность = 5,7±12,3; 95% [CI] - от 18,8 до 30,2 мл; ФВ: r=0,74; средняя разность = 0,81±4,3; 95% [CI] - от 7,8 до 9,5% (рис. 2).

Рис. 2. Результаты линейной регрессии и корреляционного анализа (слева) и метода Бленда-Альтмана (справа). Точечная линия отражает линию тождественности для КДО, КСО, УВ и ФВ ПЖ

Тесная положительная корреляционная зависимость с коэффициентами Пирсона (КДО ПЖ, r=0,90; КСО ПЖ, r=0,90; УВ ПЖ, r=0,86; ФВ ПЖ, r=0,89 соответственно, р<0,01) наблюдалась между параметрами RT - 4DE, измеренными с помощью Tom Tec 4D RV и Echo PAC 4D LV. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена отразил статистически достоверную положительная связь при анализе методом 4-D RV ТоmТес и 4-D LV Echo РАС между ФВ ПЖ и TAPSE (амплитуда экскурсии фиброзного кольца трикуспидального клапана) - r_s=0,55 и r_s=0,64 соответственно, р<0,01.

Особое внимание обращено на достоверные различия ВПО-изображений. Так, время пошаговой реконструкции кардиального объема ПЖ при использовании опций рабочей станции Echo РАС было достоверно меньше, чем при работе с программой 4-D RV Тоm Тес (8,23±5,34 и 23,12±10,24 мин соответственно, р<0,001).

Возрастающий интерес к методикам оценки формы, объемов и систолической функции ПЖ связан с клинической и прогностической значимостью при различной патологии, особенно у больных с ХСН, ОДСН и ЛГ [1, 2, 3, 4, 6].

В настоящее время, к сожалению, отсутствуют точные, легковоспроизводимые и признанные всеми специалистами методы анализа функции ПЖ в режиме 2DE. С одной стороны, это обусловлено рядом анатомических особенностей, характерных для ПЖ. С другой стороны, созданию единой геометрической модели ПЖ препятствуют влияние пред- и постнагрузок на ПЖ, отсутствие возможности визуализации различных сегментов ПЖ в одной плоскости, функциональное состояние ЛЖ и, как следствие, вариации в локализации и ориентации отделов ПЖ [5, 7, 10, 11, 12]. Результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу о том, что при соблюдении необходимых программных требований, RT-4DE может стать надежным методом выбора, как быстрый и малозатратный подход в анализе размера, формы и систолической функции ПЖ у пациентов с ОДСН в условиях отделения неотложной кардиологии и кардиохирургического операционного блока. Особенно важным это становится в случаях ограничения использования МРТ сердца в связи с наличием у пациентов имплантированных устройств: ИКД, ЭКС, аппаратов РСТ [4]. Так, в нашей работе более 76% больных имели имплантированные ВСУ.

Как и ожидалось, использование компьютерного обеспечения ТоmТес Imaging Systems GmbH для трехмерного анализа кардиального объема ПЖ в режиме реального времени позволило получить полную количественную информацию о геометрии и функции ПЖ у больных с ОДСН. Внутригрупповые вариации параметров кардиального объема для КДО и УВ между 4-D RV ТоmТес и 4-D LV Echo РАС могли быть обусловлены качеством изображений, особенностями геометрии ПЖ и преимуществом программы 4-D RV Тоm Тес в реконструкции объема ПЖ. Вместе с тем, тесная корреляционная зависимость, выявленная методом оценки согласованности Бленда-Альтмана для всех показателей кардиального объема и систолической функции ПЖ, подчеркивает правильность выбранного подхода, который может гораздо шире применяться в практической работе (рис. 2).

При ограничениях в проведении МРТ сердца у лиц с имплантированными ВСУ остро встает вопрос о достоверности результатов RT-4DE анализа ПЖ. Общепризнано, что универсальным показателем, косвенно отражающим ФВ ПЖ и имеющим с ней тесную корреляционную связь в режимах 2DE, 3DЕ и МРТ сердца, является амплитуда экскурсии фиброзного кольца трикуспидального клапана (TAPSE) [7, 8]. Проведенный анализ выявил достоверную положительную корреляционную зависимость между TAPSE и ФВ ПЖ, полученными обеими программами компьютерной графики.

Кроме того, мы обратили внимание на ВПО изображений в каждом наблюдении, поскольку этот показатель клинически значим у больных с ОДСН, поступающих в отделения ургентной кардиологии. В процессе реконструкции кардиального объема наибольшие сложности представляют определение пространственной ориентации режима 3DЕ и этапы контурирования эндокарда ПЖ, что требует обучающего периода в работе с обеими программами [5, 9, 10, 11, 12]. Достоверная разница, наблюдаемая при расчете ВПО для 4-D RV - Тоm Тес и 4-D LV Echo РАС, может быть важным в клинической практике. Мы полагаем, что приоритет ВПО-изображений в режиме RT-4DE на рабочей станции Echo РАС позволяет использовать эту программную опцию для быстрой оценки геометрии, размеров и функции ПЖ у пациентов с ОДСН в ургентной практике.

Выводы

1. Оба метода RT-4DE пошаговой реконструкции кардиального объема и анализа систолической функции ПЖ, как высокоспецифичный для ПЖ, так и более универсальный, не выявили достоверной разницы между измерениями у пациентов с ОДСН.
2. Короткое время постпроцессинговой обработки RT-4DE изображений на рабочей станции Echo РАС позволяет использовать эту программную опцию для быстрой оценки геометрии, размеров и функции ПЖ у пациентов с ОДСН и ИВСУ в условиях отделения неотложной кардиологии и кардиохирургического операционного блока.

Литература

1. 1. Chen G., Sun К., Huang G. In vitro validation of right ventricular volume and mass measurement by real-time threedimensional echocardiography // Echocardiography. - 2006. - № 23. - P. 395-399.
2. 2. Chua S., Levine R.A., Yosefy C. et al. Assessment of right ventricular function by real-time three-dimensional echocardiography improves accuracy and decreases interobserver variability compared with conventional twodimensional views // Eur J Echocardiography. - 2009. - №10. - P. 619-624.
3. 3. Tamborini G., Marsan N., Gripari P. et al. Reference values for right ventricular volumes and ejection fraction with real-time three-dimensional echocardiography: evaluation in a large series of normal subjects // J Am soc Echocardiography. - 2010. - № 23. - P. 109-115.
4. 4. Leibundgut G., Rohner A., Grize L. et al. Echocardiography: A comparison study with magnetic resonance imaging in 100 adult patients // J Am soc echocardiography. - 2010. - №23. - P. 116-126.
5. 5. Gopal A.S., Chukwu E.O., Iwuchukwu C.J. et al. Normal values of right ventricular size and function by real-time 3dimensional echocardiography: comparison with cardiac magnetic resonance imaging // J Am Soc echocardiography.2007. - №20. - P. 445-455.
6. 6. Jenkins C., Chan J., Bricknell K. et al. Reproducibility of right ventricular volumes and ejection fraction using realtime three-dimensional echocardiography: comparison with cardiac MRI // Chest. - 2007. - Vol. 131. - P. 1844-1851.
7. 7. Kjaergaard J., Petersen C.L., Kjaer A. et al. Evaluation of right ventricular volume and function by 2D and 3D echocardiography compared to MRI // Eur J Echocardiography. - 2006. - №7. - P. 430-438.
8. 8. Lu X., Nadvoretskiy V., Bu L. et al. Accuracy and reproducibility of real-time three-dimensional echocardiography for assessment of right ventricular volumes and ejection fraction in children // J Am soc echocardiography. - 2008. - №21. - P. 84-89.
9. 9. Marwick Т.Н., Schwaiger M. The future of cardiovascular imaging in the diagnosis and management of heart failure, part 1. Tasks and tools // Circ cardiovasc imaging. - 2008. - №1. - P. 58-89.
10. 10. Mor-Avi V., Sugeng L., Lindner J.R. Imaging the forgotten chamber: is the devil in the boundary? // J Am soc echocardiography. - 2010. - Vol. 23, №2. - P. 141-143.
11. 11. Sheehan F., Redington A. The right ventricle: anatomy, physiology and clinical imaging // Heart. - 2008. - Vol. 94. P. 1510-1515.
12. 12. Shiota T. 3D echocardiography: evaluation of the right ventricle // Curr. Opin. Cardiol. - 2009. - №24. - P. 410-415.