Индекс глобальной функции левого желудочка: диагностическая и прогностическая значимость при сердечно-сосудистых заболеваниях

Аннотация

Индекс глобальной функции (ИГФ) левого желудочка (ЛЖ) — новый показатель для оценки функции ЛЖ, учитывающий основные компоненты ремоделирования сердца, полученный с помощью магнитно-резонансной томографии и эхокардиографии. Проанализированы работы с оценкой нормальных значений ИГФ ЛЖ. В обзоре приводятся данные о диагностической и прогностической эффективности ИГФ ЛЖ при различных сердечно-сосудистых заболеваниях, таких как сердечная недостаточность, инфаркт миокарда, кардиомиопатии и амилоидоз. Также представлены примеры расчета ИГФ ЛЖ у пациентов в норме и при перечисленных патологиях.

В большинстве европейский стран отмечается снижение частоты возникновения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), за последнее время выявлены основные факторы риска (ФР) развития этих заболеваний. Однако они все еще остаются ведущей причиной заболеваемости и смертности. В связи с этим не теряет актуальности поиск новых ФР и усиление профилактики ССЗ [1]. Современные визуализирующие методики занимают важное место в диагностике, выборе метода лечения и прогнозе пациентов с ССЗ [2].

Оценка систолической функции левого желудочка (ЛЖ) остается важной проблемой при принятии клинических решений и стратификации риска при различных ССЗ [3]. Фракция выброса (ФВ) ЛЖ на сегодняшний день является наиболее важным и широко используемым эхокардиографическим (ЭхоКГ) показателем для оценки сердечной недостаточности (СН). Важно также отметить, что ФВ ЛЖ является основным критерием включения в большинство рандомизированных клинических исследований, связанных с кардиологией [4].

Однако, несмотря на важность и широкое использование ФВ ЛЖ, существует ряд ограничений её использования в оценке функции сердца при СН [5-8]. Во-первых, снижение ФВ ЛЖ не отражает лежащую в его основе патофизиологию процесса, т.к. причинами снижения ФВ ЛЖ могут быть различные заболевания сердца [9]. Во-вторых, на нормальные значения показателя ФВ ЛЖ влияют физиологические факторы, такие как, например, возраст и пол [10]. В-третьих, имеются ограничения непосредственно у самого ЭхоКГ метода, включающие плохую визуализацию, межисследовательскую вариабельность значений, зависимость от геометрических допущений метода Симпсона.

Кроме вышеперечисленных ограничений ФВ ЛЖ не учитывает в полной мере процесс ремоделирования собственно миокарда ЛЖ.

Патологическое ремоделирование ЛЖ тесно связано с активацией ряда нейроэндокринных, паракринных и аутокринных механизмов, которые активируются после повреждения миокарда в условиях повышенного напряжения стенки ЛЖ и нарушения гемодинамики [11]. Современные представления гласят, что последовательность этих событий — компенсаторная реакция на различные патологические воздействия, однако процесс ремоделирования кратковременно носит положительный характер [12]. Развитие любого из паттернов ремоделирования ЛЖ (концентрического ремоделирования, эксцентрической гипертрофии, концентрической гипертрофии) связано с постепенным увеличением риска развития комбинированных конечных точек [13].

Таким образом, наряду с важностью оценки объемов ЛЖ дополнительной информацией в оценке прогноза обладает оценка ремоделирования ЛЖ.

Концентрическая и эксцентрическая гипертрофия ЛЖ (ГЛЖ) являются преобладающими фенотипами, связанными с ремоделированием ЛЖ у пациентов с СН [14]. Современное ЭхоКГ исследование позволяет количественно оценить массу и геометрию ЛЖ в рамках рутинного диагностического обследования [15]. Выявление увеличения массы ЛЖ является сильным независимым предиктором сердечно-сосудистого риска у взрослых [16].

Концентрическая ГЛЖ чаще наблюдается у пациентов при СН с сохраненной ФВ. Это объясняется механизмом сохранения нормальной функции скручивания миокардиальных волокон, несмотря на нарушение функции продольной и циркулярной деформации [17]. Кроме того, вклад в развитие СН с сохранной ФВ вносит прогрессирование диастолической дисфункции ЛЖ [18].

Эксцентрическая ГЛЖ напротив чаще связана с формированием СН со сниженной ФВ, которая возникает вследствие инфаркта миокарда (ИМ), дилатационной кардиомиопатии и объемной перегрузки ЛЖ (например, при митральной или аортальной регургитации) [19]. Преобладают процессы фиброза и синтеза новых саркомеров, удлиняющих волокна миокарда [11][20][21], в результате чего происходит изменение геометрии ЛЖ в виде перехода от эллиптической к сферической конфигурации камеры ЛЖ с ее последующим расширением [22][23] и потеря ориентации кардиомиоцитов с нарушением всех видов деформации миокарда ЛЖ [24][25].

ГЛЖ увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистых событий и является важнейшим ФР по сравнению с другими ФР заболеваемости и смертности [26]. В настоящее время ЭхоКГ является распространенным, широко используемым в повседневной диагностической практике и простым методом диагностики ГЛЖ.

Принимая во внимание вышеприведенные данные, следует отметить, что такой важнейший ЭхоКГ показатель, как ФВ ЛЖ, полностью не учитывает процесс ремоделирования ЛЖ, в т.ч. изменения массы миокарда ЛЖ.

Mewton N, et al. [27] в 2013г впервые предложили новый показатель — индекс глобальной функции (ИГФ) ЛЖ, полученный с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), который включает в себя ударный объем (УО), конечно-диастолический объем (КДО), конечно-систолический объем (КСО), а также массу миокарда ЛЖ.

ИГФ ЛЖ вычисляли по формуле:

где УО — ударный объем, КДО ЛЖ — конечно-диастолический объем левого желудочка, КСО ЛЖ — конечно-систолический объем левого желудочка. Объем миокарда ЛЖ рассчитывался как масса миокарда ЛЖ/плотность ЛЖ, где плотность ЛЖ равнялась 1,05 г/мл.

В дальнейшем ряд исследователей также публиковали данные, включающие ИГФ ЛЖ, полученный методом МРТ при различных патологических состояниях [28-33], в т.ч. при ИМ, гипертрофической кардиомиопатии (ГКМП) и амилоидозе сердца. Учитывая то, что параметры необходимые для ИГФ ЛЖ, возможно получить с помощью трансторакальной ЭхоКГ, с 2019г стали появляться работы, использующие данный метод, проанализировавшие здоровых лиц, пациентов с ИМ и хронической СН (ХСН) [34-37].

Целью данного обзора является анализ возможностей и ограничений при использовании ИГФ ЛЖ в клинической практике.

Поиск литературы был выполнен с помощью электронных библиографических баз данных (Medline, PubMed, Elibrary) без ограничений по дате публикации.

ИГФ ЛЖ у здоровых лиц

Целенаправленных исследований для определения нормальных значений ИГФ ЛЖ на настоящий момент не проводилось. Существует несколько публикаций, относящихся к ИГФ ЛЖ, в которые включены группы относительно здоровых людей [27][30][34].

Mewton N, et al. (2013) [27] в своей работе впервые представили с помощью МРТ ИГФ ЛЖ, как новый маркер для прогноза сердечно-сосудистых событий, используя базу данных мультиэтнического исследования атеросклероза. У 4425 пациентов контрольной группы со средним возрастом 61±10 лет и примерно одинаковым соотношением мужчин и женщин, ИГФ ЛЖ составил 40±7%.

Также в работе по дифференциальной диагностике амилоидоза и ГКМП методом МРТ [30] фигурировала контрольная группа пациентов, количественно значительно уступающая предыдущей представленной публикации. Было включено 35 относительно здоровых пациентов возраста 51±9 лет с равномерным гендерным распределением с ИГФ ЛЖ 51±7,3%. Возможно, большие значения ИГФ ЛЖ были получены из-за более молодого возраста пациентов в группе.

ИГФ ЛЖ с помощью ЭхоКГ у относительно здоровых лиц был предложен в публикации по изучению прогностической ценности ИГФ ЛЖ в отношении СН и ССЗ у молодых лиц [34]. Проанализировав 3900 человек контрольной группы в возрасте 29,9±3,6 лет, были получены значения ИГФ ЛЖ 34,6±6,4%. По-видимому, более низкие значения в сравнении с предыдущими двумя данными обусловлены различными методиками получения ИГФ ЛЖ — МРТ и ЭхоКГ.

На рисунке 1 представлены параметры для расчета и пример расчета ИГФ ЛЖ у здоровой пациентки 35 лет со следующими ЭхоКГ показателями — КДО ЛЖ 111 мл, КСО ЛЖ 43 мл, УО ЛЖ 68 мл, масса миокарда ЛЖ 147 г, ФВ ЛЖ 62%, ИГФ ЛЖ — 31%.

Таким образом, вопрос о поиске референсных значений ИГФ ЛЖ остается актуальным, в т.ч. зависимость этих значений от метода (ЭхоКГ или МРТ), возраста и пола.

ИГФ ЛЖ при СН

Mewton N, et al. (2013) [27] в мультиэтническом исследовании атеросклероза выявили значимость снижения ИГФ ЛЖ и ФВ ЛЖ в отношении развития СН наряду с увеличением массы миокарда, значений частоты сердечных сокращений, наличия сахарного диабета (СД) и повышения уровня N-концевого фрагмента промозгового натрийуретического пептида у пациентов со средним возрастом 68±8 лет. Кроме этого, ИГФ ЛЖ <35% ассоциировался с увеличением риска развития СН в 1,5 раза.

В аналогичном исследовании, но у лиц молодого возраста (29,8±3,7 лет) [34], в течение 25 лет показали, что при ИГФ ЛЖ <30,7% существует достоверно более высокий риск развития СН. При сравнении ИГФ ЛЖ с ФВ ЛЖ первый показал лучшее прогностическое значение в отношении риска развития СН — AUC 0,80 и 0,66, соответственно.

Есть данные о значимости ИГФ ЛЖ у пациентов с ХСН с сохранной ФВ ЛЖ старше 60 лет [35], для которых ИГФ ЛЖ ниже 21,1% обладал независимой прогностической ценностью в отношении летального исхода и имел большую чувствительность и специфичность по сравнению с ФВ ЛЖ (73,3% vs 66,7% чувствительность и 70,0% vs 68,0% специфичности).

ИГФ ЛЖ при ИМ

В первую работу по исследованию ИГФ ЛЖ с помощью МРТ у пациентов с острым ИМ [28] было включено 795 пациентов, которым проводилось стентирование коронарных артерий (в течение 12 ч от возникновения симптомов) с последующим проведением повторного МРТ через неделю, период наблюдения составил 1 год. ИГФ ЛЖ <31,2% в мультифакторном анализе показал себя независимым предиктором развития неблагоприятных конечных точек (смерти от всех причин, развития повторного ИМ, СН). Подобную прогностическую ценность показала только шкала оценки риска TIMI (Thrombolysis In Myocardial Infarction). В сравнении с ФВ ЛЖ ИГФ ЛЖ показал большее прогностическое значение в отношении смерти от всех причин (AUC 0,73 и 0,65, соответственно, р=0,05).

В исследовании пациентов с острым ИМ с подъемом сегмента ST [29], включившим 200 человек, при наблюдении в течение 3,1 года анализировалась частота возникновения неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (смерти от всех причин, развития повторного ИМ, СН). Было выявлено 20 таких случаев, среди которых отмечались достоверно более низкие значения как ИГФ ЛЖ, так и ФВ ЛЖ в сравнении с группой без развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. В ROC-анализе ИГФ ЛЖ и ФВ ЛЖ продемонстрировали также сопоставимые показатели прогнозирования — AUC 0,73 и 0,74, соответственно. Таким образом, ИГФ ЛЖ явился сильным предиктором в возникновении неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в течение 3 лет у пациентов после ИМ, однако не превзошел ФВ ЛЖ.

В другой публикации [31] было обследовано 235 пациентов с симптомами ишемической болезни сердца и по данным МРТ выделено 3 группы — перенесших ИМ (67 пациентов), без ИМ в анамнезе, но выявленном на МРТ (48 пациентов) и без ИМ (120 пациентов). Существенных различий между 1 и 2 группами получено не было ни в отношении ФВ ЛЖ, ни в отношении ИГФ ЛЖ, но значимая разница была между суммарно 1+2 группами и 3 группой. Таким образом, была показана роль ИГФ ЛЖ как дополнительного параметра в оценке функции ЛЖ у пациентов с ИБС, что, наряду с уже приведенными данными, говорит в пользу в большей степени его прогностического значения.

В работах по оценке ИГФ ЛЖ у пациентов с острым коронарным синдромом было показано, что снижение ИГФ ЛЖ <22,6% [36] ассоциируется с неблагоприятным исходом ОКС, коррелирует с риском смерти от всех причин и риском неблагоприятных коронарных событий наряду с возрастом, наличием ИМ в анамнезе, СН, СД и периферического атеросклероза. Обращало на себя внимание отсутствие статистически достоверной разницы в значениях ФВ ЛЖ между группами выживших и умерших пациентов в отличие от ИГФ ЛЖ. Значения ИГФ ЛЖ <27% [37] являлись предиктором обструктивного поражения коронарных артерий и обладали высокой прогностической ценностью (AUC 0,80) при комбинировании с ФВ ЛЖ, глобальной продольной систолической деформацией ЛЖ, уровнем липопротеидов низкой плотности и возрастом.

На рисунке 2 представлен пример расчета ИГФ ЛЖ у пациента 73 лет с небольшой концентрической ГЛЖ, небольшим участком нарушения локальной сократимости ЛЖ (гипокинезия среднего передне-бокового и среднего задне-бокового сегментов) с ИМ в анамнезе, наличием СД 2 типа, гипертонической болезнью 3 степени, атеросклероза артерий нижних конечностей.

Обращает на себя внимание значительное снижение ИГФ ЛЖ при нормальной ФВ ЛЖ и нормальных объемах ЛЖ.

На рисунках 3 и 4 проиллюстрирован расчет ИГФ ЛЖ у пациентов 77 и 67 лет со сниженной ФВ ЛЖ, ГЛЖ (эксцентрической и концентрической, соответственно), с неоднократными ИМ в анамнезе, гипертонической болезнью 3 степени и многососудистым поражением коронарного русла.

Расчеты проиллюстрировали значительное снижение ИГФ ЛЖ у пациентов с низкой ФВ ЛЖ как при эксцентрической ГЛЖ, так и при концентрической ГЛЖ.

ИГФ ЛЖ при кардиомиопатиях и амилоидозе

Особый интерес ИГФ ЛЖ вызывает у пациентов с ГКМП, т.к. ФВ не учитывает связи между массой и размерами ЛЖ. В публикации [30], включающей 90 пациентов с ГКМП и 68 пациентов с амилоидозом (66% с AL-амилоидозом), ИГФ ЛЖ продемонстрировал сопоставимые возможности с поздним накопление гадолиния при дифференциальной диагностике амилоидоза и ГКМП, превосходящие ФВ ЛЖ.

На рисунке 5 представлен пример расчета ИГФ ЛЖ у пациента 67 лет с амилоидозом.

Как представлено на рисунке 5 ИГФ ЛЖ значительно снижен в то время, как ФВ ЛЖ и масса миокарда нормальные, а объемы ЛЖ небольшие.

С большей выборкой пациентов (681 пациент) был поведен анализ ИГФ ЛЖ при ГКМП с ФВ ЛЖ >55% [33] в период наблюдения 6,1 лет. ИГФ ЛЖ <37% ассоциировался с риском развития смерти от всех причин и срабатыванием имплантируемых кардиовертеров-дефибрилляторов.

На рисунке 6 представлены параметры расчета ИГФ ЛЖ у пациента 68 лет с ГКМП.

Из представленных расчетов видно снижение ИГФ ЛЖ при нормальной ФВ ЛЖ и нормальных объемах ЛЖ, но с увеличенной массой миокарда.

В отдельных публикациях [32] показали различия ИГФ ЛЖ у пациентов с миокардитами и кардиомиопатией такоцубо, в большей степени выражавшиеся при использовании модификации ИГФ ЛЖ, которая, однако, по мнению самих авторов, существенно усложняет расчет этого показателя.

На рисунке 7 представлены параметры расчета ИГФ ЛЖ у пациентки 68 лет с кардиомиопатией такоцубо.

Отмечается снижение ИГФ ЛЖ при нормальных объемах и массе миокарда ЛЖ, но со снижением ФВ ЛЖ.

Таким образом, ИГФ ЛЖ — показатель оценки функции ЛЖ, который может быть легко рассчитан с использованием ЭхоКГ показателей, входящих в стандартный протокол, и не требует применения каких-либо дополнительны измерений и технологий. Это является огромным преимуществом ИГФ ЛЖ для широкого использования в диагностической практике. Целесообразность его использования основана на учете основных компонентов ремоделирования сердца. Имеются данные о его прогностической значимости в развитии неблагоприятных сердечно-сосудистых событий у здоровых лиц, пациентов с ИМ, СН, ХСН с сохранной ФВ ЛЖ, ГКМП. Показана эффективность этого индекса в дифференциальной диагностике ГКМП и амилоидоза сердца.

Однако ИГФ ЛЖ имеет и ряд ограничений, свойственных ему на математическом, методическом и клиническом уровнях. Конечно, ИГФ ЛЖ математически связан с ФВ ЛЖ и имеет схожие недостатки. Например, зависимость от качества визуализации сердца при ультразвуковом исследовании является основным ограничением и для ФВ, и для ИГФ ЛЖ. Нарушение внутрисердечной гемодинамики с объемной перегрузкой ЛЖ также может существенно сказаться на значениях как ФВ, так и ИГФ ЛЖ. Несмотря на эти ограничения, дополнительная прогностическая ценность ИГФ ЛЖ и указанные выше его преимущества позволяют шире использовать его в ряде клинических ситуаций.

Оценка ИГФ ЛЖ по имеющимся данным не фигурирует в повседневной диагностической практике, не включена в действующие рекомендации и в настоящее время носит сугубо исследовательский характер. Требуются дополнительные исследования по оценке у здоровых групп людей и при различных ССЗ. Суммарно эти результаты свидетельствуют о том, что ИГФ ЛЖ, объединяющий структурные изменения и функциональное состояние ЛЖ, может быть полезным и перспективным как в прогнозировании последующих сердечно-сосудистых событий, так и в качестве показателя структурно-функционального ремоделирования ЛЖ.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.