Identification of predictors of postinfarction left ventricular remodelling by three-dimensional speckle-tracking echocardiography
Identification of predictors of postinfarction left ventricular remodelling by three-dimensional speckle-tracking echocardiography
Abstract
Research objective. To determine the strain indices characterizing the left ventricular (LV) myocardial remodelling in patients with coronary heart disease (CHD) who underwent myocardial infarction (MI).
Materials and methods. Stress echocardiography with vasodilator Na-adenosine triphosphate (ATP) was performed to detect markers of remodelling. The study included cardiac surgical inpatients with a diagnosis of CHD, with and without a history of myocardial infarction. During stress echocardiography, the deformation parameters recorded using 4D-AFI technology were compared with standard echocardiographic techniques for determining left ventricular remodelling. Data registration and processing were performed on a Vivid E95 GE Healthcare (USA) ultrasound scanner. The results were analysed using MedCalc® Statistical Software version 22.014, IBM SPSS Statistics version 23 (USA).
Research results. The method of regression analysis was used to determine the strain indices that change at the peak of loading in patients with myocardial infarction. These are the parameters of global torsion (p=0.036) and rotation (p=0.016). The odds' ratio of manifestation of changes in the parameters: global circular strain by 63%, global longitudinal strain by 4%, global radial strain by 11%, global rotation by 71% is higher in patients who have undergone myocardial infarction. Overall, the model for studying deformation indices characterizing LV remodelling during stress echocardiography in patients who had undergone myocardial infarction showed a high level of diagnostic efficiency: AUC=0.840 (95%CI:0.71-0.92).
Conclusions. The method of three-dimensional stress-echocardiography with calculation of strain indices at the peak of stress test is effective for diagnostics of functional remodelling of the left ventricle of the heart in patients after myocardial infarction.
1. Введение
Постинфарктное ремоделирование левого желудочка является негативным прогностическим фактором развития сердечной недостаточности у пациентов кардиохирургического профиля , , . Данный вид ремоделирования связан с потерей контрактильности участков миокарда и изменением механики сокращения, что может проявляться клиническими симптомами, даже при сохраненной фракции выброса , , . В РФ, по данным на 2020 г., смертность при хронической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса составила 7%. , . Современные методики эхокардиографии, такие как трехмерная спекл-трекинг эхокардиография позволяют с высокой точностью рассчитывать деформационные параметры, характеризующие структурные и функциональные изменения миокарда левого желудочка , , .
2. Методы и принципы исследования
В результате анализа и обобщения данных литературных источников нами была сформулирована основная гипотеза исследования. Она состояла в том, что формирование функционального ремоделирования после инфаркта миокарда у пациентов с сохраненной фракцией выброса может быть изучено путем проведения стресс-эхокардиографии.
Исследование проводилось на базе ультразвукового и кардиохирургического отделений клиники ФГБОУ ВО РостГМУ МЗ РФ г. Ростова-на-Дону с 2018 по 2022 гг. Объектом исследования стали пациенты кардиохирургического стационара с диагнозом ИБС, постинфарктный кардиосклероз, ХСН 1-3 ФК по NYHA. Контрольную группу составили пациенты без инфаркта миокарда в анамнезе. В исследовании приняли участие 51 пациент с ИБС: 25 с перенесенным инфарктом миокарда, средний возраст 58 лет (95%ДИ: 55,27-60,72) и 26 человек без перенесенного инфаркта, средний возраст 60,2 года (95%ДИ: 57,53-63,04). У всех пациентов с ишемической болезнью сердца были выявлены на коронарографии поражения коронарных артерий с пограничными и значимыми стенозами (более 60%). При этом у всех пациентов систолическая функция, оцененная методом стандартной эхокардиографии, была компенсирована (фракция выброса левого желудочка составила не менее 50%).
Рисунок 1 - Алгоритм проведения нагрузочной пробы с АТФ
3. Основные результаты
После расчета минимального объема выборки для получения статистически достоверных выводов с помощью номограммы Альтмана (n=42, p< 0,05) мы приступили к обработке полученных данных.
Группы пациентов с ишемической болезнью сердца и контрольная группа были сопоставимы по возрасту: критерий Хартли F=1,135, p=0,382 (95% ДИ по разности: -5,6 – 1,6). Использование данного критерия было связано с тем, что не все данные были распределены нормально.
С целью выявления значимых параметров, характеризующих ремоделирование ЛЖ у пациентов с постинфарктным кардиосклерозом, проведен логистический регрессионный анализ. Были изучены показатели деформации в покое и на пике нагрузочной пробы. Параметры на пике нагрузочной пробы показали лучшую статистическую значимость: Хи-квадрат = 21,036, p = 0,007. Для выявления пессимистичных параметров, с помощью которых можно описать изменения, характерные для пациентов, перенесших инфаркт миокарда левого желудочка применен критерий Вальда. Данные расчетов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения критерия Вальда для показателей глобальной деформации на пике нагрузочной пробы
Переменная | Коэффициент | Стандартная ошибка | Критерий Вальда | Уровень значимости |
Глобальная продольная деформация на пике нагрузки | 0,036920 | 0,20727 | 0,03173 | 0,8586 |
Сферический индекс на пике нагрузки | -0,85723 | 4,95861 | 0,02989 | 0,8627 |
Фракция выброса на пике нагрузки | -0,047282 | 0,057747 | 0,6704 | 0,4129 |
Глобальный циркулярный стрейн на пике нагрузки | 0,49396 | 0,27233 | 3,2899 | 0,0697 |
Глобальный радиальный стрейн на пике нагрузки | 0,10408 | 0,093622 | 1,2358 | 0,2663 |
Глобальный стрейн по площади на пике нагрузки | -0,010974 | 0,24625 | 0,001986 | 0,9645 |
Глобальное вращение на пике нагрузки | 0,53848 | 0,22426 | 5,7656 | 0,0163 |
Глобальное скручивание на пике нагрузки | -2,98553 | 1,43001 | 4,3588 | 0,0368 |
Константа | 5,65682 | 3,29008 | 2,9562 | 0,0855 |
Согласно значениям критерия Вальда, даже при оценивании таких признаков, как глобальное вращение (p=0,016) и глобальное скручивание (p=0,037) возможно построить модель, характеризующую изменения у пациентов с постинфарктным кардиосклерозом.
Дополнительно было изучено отношение шансов возникновения различий в показателях деформации на пике нагрузочной пробы у пациентов, перенесших инфаркт миокарда и без него.
Так, частота встречаемости изменений глобального продольного стрейна на 4% (95% ДИ: 0,692 – 1,557), глобального циркулярного стрейна на 63% (95% ДИ: 0,961 – 2,794), глобального радиального стрейна на 11% (95% ДИ: 0,923 – 1,333), глобальной ротации на 71% (95% ДИ: 1,104 – 2, 659) выше у пациентов с ИБС, перенесших инфаркт миокарда.
При проведении ROC анализа была подтверждена производительность классификационной модели с высоким уровнем диагностической эффективности: AUC – 0,840 (95% ДИ: 0,710 – 0,927).
Таким образом, анализ показателей глобальной деформации во время проведения нагрузочной пробы выявил достоверные отличия в группах с перенесенным инфарктом и без него.
4. Обсуждение
Трехмерная эхокардиография в реальном масштабе времени позволяет выявлять наиболее специфичные для постинфарктного ремоделирования изменения, а именно изменения функции изгнания крови из ЛЖ , , , . Последние исследования показали, что как двухмерная, так и трехмерная спекл-трекинг эхокардиография могут быть полезны в оценке ремоделирования левого желудочка и в стратификации риска после инфаркта миокарда . Обнаружено, что трехмерный регионарный стрейн независимо связан с риском смерти от сердечной недостаточности после инфаркта миокарда, предполагается, что это может быть полезным прогностическим параметром , . В результате нашего эксперимента были подтверждены достоверные отличия в показателях глобального продольного стрейна, показателей циркулярного стрейна, а также показателей глобального вращения и скручивания у пациентов, перенесших инфаркт миокарда и без него, на пике проведения пробы с АТФ , . Полученные нами результаты подтверждают литературные данные о том, что продольный стрейн является высокочувствительным показателем поражения миокарда левого желудочка при ИБС и является дополнительным предиктором его ремоделирования. Помимо лонгитудинального стрейна, изученные нами параметры циркулярного, радиального стрейна, скручивания и вращения левого желудочка показали связь с ремоделированием миокарда во время проведения стресс-эхокардиографии у пациентов, перенесших инфаркт миокарда. В дальнейшем планируется использовать вышеуказанные параметры деформации для построения модели, характеризующей функциональное ремоделирование левого желудочка. По последним литературным данным, в настоящее время эти параметры находятся на стадии сбора и подтверждения данных .
5. Заключение
В результате проведенного эксперимента были найдены изменения показателей деформации, а именно скручивания, вращения, продольного, радиального и циркулярного стрейна, характерные для постинфарктного ремоделирования у пациентов с ишемической болезнью сердца и сохраненной фракцией выброса левого желудочка. Регистрация показателей деформации на пике нагрузочной пробы методом трехмерной спекл-трекинг эхокардиографии в реальном масштабе времени позволяет обнаружить субклинические изменения систолической функции левого желудочка сердца.