DETECTION OF SYMPTOM-RELATED CORONARY ARTERIES IN IHD PATIENTS DURING THREE-DIMENSIONAL STRESS ECHOCARDIOGRAPHY WITH ADENOSINE TRIPHOSPHATE USING DIFFERENT LEFT VENTRICULAR MYOCARDIAL DEFORMATION TECHNIQUES
DETECTION OF SYMPTOM-RELATED CORONARY ARTERIES IN IHD PATIENTS DURING THREE-DIMENSIONAL STRESS ECHOCARDIOGRAPHY WITH ADENOSINE TRIPHOSPHATE USING DIFFERENT LEFT VENTRICULAR MYOCARDIAL DEFORMATION TECHNIQUES
Abstract
Objective. Different echocardiographic algorithms for strain analysis can be used to detect stress-induced left ventricular (LV) myocardial ischaemia in addition to stress echocardiography (SEchocardiography): longitudinal (L), circular (C), radial (R), area-based (AB) and tissue Doppler longitudinal strain (TDls). The aim of the present study is to analyse the algorithms (L, C, R, AB or TDls) and to determine the most effective one for detection of symptom-related arteries in patients with stable IHD during 3D stress echocardiography with adenosine triphosphate (4D SECHO with ATP), and to compare these algorithms with traditional visual assessment of segmental contractility.
Material and methods. 47 patients (42 men, 5 women, mean age 59.7 years (95% CI: 57.7-61.7 years)) with stable, angiographically confirmed coronary heart disease (CHD) underwent 4D SECHO with ATP. The criterion for worsening of LV myocardial deformation during the stress test was a 5% increase in values in at least two adjacent myocardial segments using the L, C, R, and TDls methods, and a 10% decrease using the R method.
Results. During stress-testing the L algorithm using stepwise/quantitative mode detected appearance/increase of deformation disorders in the areas of blood supply of the affected coronary arteries in 74.5%, C – in 63.6%, R – in 70.4%, AB – in 81.8% and TDls – in 66.6% of patients, while visual assessment of LV myocardial contractility revealed its disturbances only in 36.2% of patients (the differences in all cases are reliable).
Conclusion. All algorithms of segmental strain analysis (longitudinal strain, circular strain, radial strain, area strain, tissue Doppler longitudinal strain) allow to identify symptom-related arteries during 4D echoCG with ATP in patients with stable IHD more effectively than visual assessment of segmental myocardial contractility; area and longitudinal strain are the most effective methods to identify symptom-related arteries.
1. Введение
На данный момент ишемическая болезнь сердца (ИБС) занимает одно из первых мест в мире по встречаемости и смертности , , причем в большинстве случаев, это заболевание обусловлено нарушением кровоснабжения миокарда вследствие обструкции коронарных артерий .
Первым специфическим неинвазивным методом диагностики ИБС является Стресс-ЭхоКГ с физической или фармакологической нагрузкой , .
В литературе имеются данные о большей эффективности методик деформации/стрейна миокарда левого желудочка (ЛЖ) при выполнении СЭхоКГ для оценки наличия или отсутствия участков акинеза или гипокинеза в зонах кровоснабжения стенозированных и окклюзированных коронарных артерий у больных со стабильными формами ИБС . Однако какая из этих методик оценки нарушения деформации лучше выявляют стресс-индуцированную ишемию у больных ИБС в зонах кровоснабжения пораженных коронарных артерий и лучше идентифицируют симптом-зависимые коронарные артерии, до сих пор остается неясным.
Цель исследования: оценить эффективность обнаружения симптом-связанных артерий у больных ИБС во время трехмерной стресс-эхокардиографии с аденозинтрифосфатом в режиме реального времени (4D СЭхоКГ с АТФ) при применении различных методик анализа деформации миокарда левого желудочка двумя способами (пошаговым/количественным и автоматизированным/количественным) и сравнить их между собой и с традиционной визуальной оценкой региональной сократимости миокарда.
2. Методы и принципы исследования
На базе Ростовского государственного медицинского университета (РостГМУ) обследовано 47 пациентов (42 мужчины, 5 женщин, средний возраст 59,7 года (95% ДИ: 57,7–61,7)) со стабильной ИБС с обструкцией магистральных коронарных артерий, подтвержденной при выполнении коронароангиографии, и с сохранной ФВ (выше 50%).
Всем пациентам на эхокардиографе Vivid Е95 (General Electric, США), оснащенном матричным объемным секторным датчиком 4VD, была проведена 4D СЭхоКГ с АТФ в реальном масштабе времени по алгоритму, разработанному и запатентованному нами ранее , , с использованием технологии автоматизированной оценки функции левого желудочка (AFI), пространственного спекл-трекинга/тканевого следа, а также тканевого допплера. АТФ (ВИАЛ, Россия) вводили внутривенно интракубитально с помощью шприцевого дозатора Инстилар-1438 (Диксион, Россия). Запись ЭхоКГ параметров на втором этапе теста осуществлялась только при достижении состояния эффективной системной и коронарной вазодилатации (снижение систолического артериального давления на 5 мм рт. ст. и более). На каждом этапе нагрузочной пробы (а также в ходе анализа видеоклипов, записанных во время стресс-теста в трехплоскостном режиме из апикальной позиции датчика) визуально оценивали сегментарную сократимость миокарда ЛЖ, а при активированной программе анализа скорости движения миокарда (QTVI) – посегментарную деформацию миокарда ЛЖ в режиме тканевого допплера (ПДдоп). В ходе выполнения фармакологического стресс-теста и использования спекл-трекинг технологии, нами были изучены данные, полученные с помощью следующих алгоритмов анализа деформации миокарда: продольной деформации (ПД), радиальной деформации (РД), циркулярной деформации (ЦД), деформации по площади (ДП). Для наглядного представления полученной информации был использован формат оценки сегментарной сократимости и деформации миокарда ЛЖ в виде диаграмм «бычий глаз» (с выделением зон кровоснабжения передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии (ПМЖВ), огибающей ветви левой коронарной артерии (ОВ) и правой коронарной артерии/задней нисходящей ветви левой коронарной артерии (ПКА)); при этом спекл-трекинг данные отображались в виде диаграммы «бычий глаз», сгенерированной автоматизированно программой AFI, а данные о локальной сократимости и тканевой допплерографии – с помощью специальной компьютерной программы, разработанной нами. Признаком стресс-индуцированной ишемии считали обнаружение в двух и более сегментах миокарда, в зоне кровоснабжения той или иной магистральной коронарной артерии, ухудшения сократимости миокарда (при визуальном контроле), либо ухудшения деформационных процессов (при применении AFI и тканевого допплера) на пике фармакологической нагрузки (второй этап стресс-теста) , . Использовали два способа оценки динамики процессов деформации при использовании спекл-трекинг технологии:
а) пошаговый количественный (с последовательным сравнением значений деформации в каждом из сегментов миокарда ЛЖ исходно и на пике нагрузки);
б) визуальный/колориметрический (с визуальной оценкой только изменения расположения, площади и выраженности пятен раскраски на диаграмме «бычий глаз»).
Критериями ухудшения деформации во время нагрузки в том или ином сегменте при применении пошагового метода было увеличение исходных значений при нагрузке как минимум на 5% при использовании методов ПД, ЦД, ДП, ПДдоп и уменьшение на 10% – при использовании метода РД , , , ; критерием ухудшения деформации при колориметрической оценке было расширение зон голубых/синих оттенков на диаграмме и усиление интенсивности прокраски сегментов в случае использования алгоритмов ПД, ЦД и ДП и, наоборот, розовых/красных – при применении алгоритма РД. Сохранение/обнаружение описанных изменений в фазе восстановления нагрузочной пробы (через 5 мин после прекращения инфузии АТФ) повышало надежность вывода о наличии индуцированной ишемии .
Для статистически-математического анализа собранных данных использовали пакет программ Statistica 10.0 (StatSoft, США). При сравнении качественных показателей применен точный метод Фишера, а при сравнении количественных – тест Вилкоксона. Статистически значимым считался показатель p < 0,05.
Исследование было одобрено комитетом по этике РостГМУ и проводилось в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы медицинских исследований с участием человека».
3. Основные результаты
Данные об эффективности обнаружения симптом-связанных коронарных артерий по результату детекции появления/усиления нарушений сегментарной сократимости миокарда ЛЖ во время 4D СЭхоКГ с АТФ либо появления/усиления сегментарных стресс-индуцированных нарушений деформации в зоне кровоснабжения той или иной артерии при использовании различных алгоритмов расчета показателей деформации представлены в таблице (№1).
Таблица 1 - Частота выявления симптом-связанных коронарных артерий во время 4D СЭхоКГ с АТФ при использовании различных методик/алгоритмов оценки нарушений миокардиальной сегментарной сократимости/деформации
Методика/алгоритм оценки нарушений сегментарной сократимости/нарушений деформации | Частота выявления симптом-связанных коронарных артерий (%) | Достоверность различий с визуальной оценкой сократимости (р) |
Визуальная оценка сократимости | 36,2 | – |
Продольная деформация/тканевой след (авт) | 72,3 | 0,0008 |
Продольная деформация /тканевой след (пошаг) | 74,5 | 0,0004 |
Циркулярная деформация (авт) | 50,0 | 0,2080 |
Циркулярная деформация (пошаг) | 63,6 | 0,0119 |
Радиальная деформация (авт) | 63,6 | 0,0119 |
Радиальная деформация (пошаг) | 70,4 | 0,0015 |
Деформация по площади (авт) | 63,6 | 0,0119 |
Деформация по площади (пошаг) | 81,8 | < 0,0001 |
Продольная деформация/тканевой допплер | 66,6 | 0,0079 |
Как видно из таблицы, применение показателей анализа деформации практически во всех случаях достоверно повышает точность выявления симптом-зависимых артерий по сравнению с визуальным контролем сегментарной сократимости миокарда ЛЖ (исключение составляет только лишь показатель ЦД с автоматизированной/колориметрической оценкой данных). Это не противоречит данным литературы , , , . Наиболее информативными в диагностике оказываются алгоритмы оценки деформации по площади и продольного стрейна при использовании пошагового посегментарного количественного анализа (оба алгоритма опираются в анализе на технологию тканевого следа). Но следует учитывать, что данные по первому из алгоритмов могут быть получены только при использовании 4D СЭхоКГ, а второго – при использовании как 4D СЭхоКГ, так и 2D СЭхоКГ.
4. Обсуждение
4D СЭхоКГ все шире используется в диагностической кардиологии. По сравнению с обычной двумерной (2D) СЭхоКГ, она имеет следующие преимущества: быстрота записи объемных видеоклипов во время скоротечного стресс-теста, возможность набора ультразвуковых данных и проведение их автоматизированного анализа оператором без большого опыта работы в кардиальной функциональной диагностике, оценка локальной сократимости/деформации миокарда синхронно во всех сегментах миокарда ЛЖ на протяжении одного сердечного цикла и, наконец, возможность применения нового перспективного трехмерного показателя деформации по площади (который невозможно получить при обычной 2D ЭхоКГ) , .
Ранее нами было продемонстрировано, что применение АТФ в качестве стресс-агента при СЭхоКГ намного более безопасно, чем применение допамина, аденозина, дипиридамола, а экономически – намного более целесообразно .
Учитывая эти обстоятельства, мы и решили провести наше исследование по оценке сравнительной диагностической эффективности различных ультразвуковых методов обнаружения симптом-связанных магистральных коронарных артерий в формате 4D СЭхоКГ с АТФ.
В ряде исследований было показано, что у лиц с ИБС ухудшение деформационных процессов в миокарде ЛЖ во время нагрузочных проб, регистрируемое с помощью разных алгоритмов оценки стрейна, ассоциировано с формированием стресс-индуцированной ишемии и позволяет выявлять симптом-связанные коронарные артерии , , , . Это и объясняет наш интерес к изучению деформационных процессов в миокарде у больных ИБС.
5. Заключение
1. Все алгоритмы сегментарной оценки деформации миокарда ЛЖ на основе технологии тканевого следа (продольная деформация, ПД, ЦД, РД, ДП) при использовании обоих способов (пошагового/количественного и автоматизированного/колориметрического) являются более эффективными по сравнению с визуальной оценкой сегментарной сократимости миокарда.
2. Наиболее эффективными в выявлении симптом-связанных артерий оказываются алгоритмы на основе технологии тканевого следа ДП и ПД.
3. Более эффективным приемом обнаружения симптом-связанных артерий является пошаговый/количественный метод анализа деформации.