Ключові слова: ехокардіографія, тканинна імпульсна доплерографія, лівий шлуночок, діастолічна функція, вікова динаміка

Тканинна імпульсна доплерографія (ТІД) – новий доплерівський режим, що дає змогу проводити локальну кількісну фазово-швидкісну оцінку кінетики тканин. За допомогою цього методу залежно від використаного ехографічного доступу та орієнтації площини скaнування проводять оцінку або поздовжньої, або циркулярної складових скорочення і розслаблення стінок серця. Кінетику лівого шлуночка (ЛШ) по довгій осі в основному забезпечують субендокардіальні волокна, функціонування яких при патології порушується раніше за інші шари міокарда. Тому дослідження поздовжньої скоротливості ЛШ викликає особливий інтерес. Однак, відсутність вікових нормативів дещо обмежує широке клінічне використання ТІД.

Опубліковано багато робіт, присвячених саме цьому питанню [1, 3, 5, 6], і практично в кожній роботі, де застосовують ТІД, автори , за даними власних досліджень, наводять цифри, що характеризують нормальну кінетику міокарда. Проте недостатньо публікацій, в яких наводилися б результати одночасного вивчення усього комплексу швидкісних, фазових і комбінованих показників ТІД поздовжньої кінетики міокарда в нормі, а також їх вікова динаміка. В одних публікаціях повідомляють дані, що стосуються обмеженого вікового діапазону [1], в інших – обстежені розподілені на групи із занадто широким діапазоном [3]. Часто нормальні значення недостатньо представляють за топікою [6], чи характеризують лише швидкісні параметри [5], доповнені обмеженим набором фазових показників.

При ішемії або гіпертрофії рано змінюються ізоволюмічні періоди тканинної кінетики. Інтервал між закінченням систолічного і початком ранньо-діастолічного руху (Ivr), який визначають тільки за ТІД, має високу інформативність, однак його величини в нормі досліджені недостатньо. Також відсутні дані про нормальне значення такого параметра, як час від зубця Q (ЕКГ) до початку хвилі типового систолічного руху S (ТІД), який іноді називають PCT – precontraction time. Окрім іншого, він особливо інформативний у випадках миготливої аритмії, а також для виявлення методом ТІД додаткових провідних шляхів.

Крім того, відомо, що фазові і швидкісні показники ТІД суттєво залежать від частоти скорочень серця (ЧСС), але більшість дослідників не наводять нормалізовані величини. Для розрахункових і комбінованих показників, за винятком небагатьох, також не опубліковані нормативні дані.

Таким чином, ми поставили собі за мету доповнити дані щодо нормальних значень показників поздовжньої сегментарної кінетики міокарда в середньому віковому діапазоні і з’ясувати їх вікову динаміку.

Матеріал і методи

Обстежено 40 здорових чоловіків віком 20–50 років, яких розділили за декадами життя на першу (20–29 років), другу (30–39 років) і третю групи (40–49 років). У всіх обстежених виключено патологію серця за анамнестичними даними, результатами об’єктивного обстеження, ЕКГ, велоергометрії (ВЕМ), ехокардіографії і стрес-ехокардіографії. Ехокардіографію проводили на ультразвуковій системі “Aspen” (“Acuson”, США) векторним датчиком 2–4 МГц з паралельною реєстрацією ЕКГ. Лінійні вимірювання ЛШ і його стінок у М- і В-режимах, волюметричну оцінку і розрахунок фракції викиду (ФВ) виконували згідно з рекомендаціями Aмериканського товариства з електрокардіографії. Проводили повний спектр доплерівських вимірювань трансмітрального потоку, потоку в легеневих венах [2], потоку заповнення ЛШ [4] і розповсюдження передаткових хвиль у вихідний тракт ЛШ [8]. Поздовжню ТІД проводили з використанням спеціального програмного забезпечення з верхівкового доступу за стандартними дво- і чотирикамерними моделями і перетином ЛШ по довгій осі. Реєстрували дані з базальних і середніх сегментів нижньої частини міжшлуночкової перегородки (НП), бокової (БС), нижньої (НС) і передньої стінок (ПС), а також передньоперегородкової ділянки (ПП). Контрольний об’єм встановлювали посередині відповідного сегмента, для аналізу розраховували середнє арифметичне з трьох послідовних вимірювань. Визначали максимальні швидкості й інтеграли лінійних швидкостей руху в систолу (Vs, Vtis) і фази діастоли – ранньо-діастолічну (Ve, Vtie) і передсердну (Va, Vtia). Крім того, вимірювали часові інтервали від зубця Q (ЕКГ) до початку хвиль ТІД-швидкостей: Qs, Qe, Qa; інтервали між ними – величини сегментарних ізоволюмічних періодів Ivсt і Ivr; тривалість систолічного (Ts), ранньо- (Te) і пізньо-діастолічного руху (Ta), час сповільнення швидкості релаксації (Dte). Обов’язково оцінювали нормалізовані величини усіх часових показників (відношення їх тривалості до інтервалу R-R ЕКГ в %). Визначали також такі розрахункові параметри: фазове співвідношення швидкостей e/a; сегментарний індекс скоротливості Tei = (Ivct+Ivr)/Ts; відношення параметрів трансмітрального кровоплину і ТІД-швидкостей E/e і A/a та інтервалів QE/Qe і QA/Qa.

Результати та їх обговорення

За основними конституційними характеристиками пацієнтів, величинами ЧСС і артеріального тиску (АТ) групи суттєво не відрізнялися. Також несуттєвими були відмінності за показниками трансмітрального кровотоку, крім співвідношення E/A при порівнянні 1-ї і 3-ї груп. Для величин параметрів кровотоку в легеневих венах, швидкості поширення потоку раннього заповнення ЛШ за кольоровим М-режимом, співвідношення часу передачі хвиль діастолічного заповнення у вихідний тракт ЛШ суттєвої вікової динаміки не виявлено. З усього масиву проаналізованих показників поздовжньої ТІД у таблиці наведені лише ті параметри, які виявляють чітку вікову динаміку, або ж ті показники, нормальні значення яких ще не були запропоновані.

Таблиця Основні параметри поздовжньої тканинної кінетики лівого шлуночка у нормі в осіб віком 20–50 років

Примітка. Різниця показників достовірна порівняно з такими: * – у 2-й групі; ° – у 3-й групі (P<0,05).

Нещодавно опубліковано дані про те, що показники поздовжньої скоротливості (VS мітрального кільця) з віком зменшуються [11]. Однак для сегментарних Vs у нашій вибірці достовірної динаміки не виявлено, що можна пояснити вужчими границями аналізованого вікового діапазону. Цікаво, що для певних інших систолічних показників у наших групах було відзначено навіть деяке їх збільшення в середніх сегментах з віком (для Ts – по НС, для Vtis – НП).

За нашими даними, тривалість Qe суттєво не відрізняється між різними сегментами і стінками при внутрішньогруповому порівнянні, не виявлено також і вікової динаміки цього інтервалу в аналізованому віковому діапазоні. При використанні нормалізованого показника його величина досить чітко збігається в усіх ділянках, тобто в нормі поздовжня релаксація починається практично одночасно. Для абсолютних та відносних величин інтервалів Qa не відзначено суттєвої різниці величин вздовж стінок і між стінками, немає і суттєвої вікової динаміки цих величин чи їх розподілу. Для цього показника навіть у ненормалізованому вигляді в 1-й і 2-й групах відзначено високий ступінь кореляції (r коливається від 0,76 до 0,99) між всіма сегментами і стінками. Усе це підтверджує пасивний механізм пізньодіастолічного поздовжнього зміщення стінок – розтягнення при заповненні ЛШ внаслідок систоли передсердь.

Відзначено зростання показника Ivct між 1-ю і 3-ю віковими групами – для базального сегмента ПС, а між 2-ю і 3-ю – для середнього сегмента ПП. Однак для відносної величини Ivct немає чіткої динаміки з віком у жодному з відділів. Також не виявлено переконливої динаміки величин Te і Dte в обстеженому віковому діапазоні. Проте для нормалізованої тривалості (%Te) відзначено суттєве зменшення величини між третьою (1 група) і п’ятою (3 група) декадами життя для базального сегмента ПС.

Між різними сегментами однієї і тієї ж стінки в 1-й групі відзначали зменшення тривалості Dte від базальних до середніх сегментів у НП, БС і НС. У 1-й групі показник Tе більший у базальному сегменті НС, у 2-й групі спостерігають ту саму тенденцію для НП. У 3-й віковій групі з’являється і суттєва відмінність між різними стінками: для симетричних базальних сегментів тривалість Те менша в ПС. Динаміка показника Ta з віком не відзначена.

З віком достовірно зменшується величина інтегрального показника скоротливості Tei (див. таблицю) тільки в базальному сегменті НС. Відзначено також його суттєву відмінність у середньому сегменті ПС, однак лише між 1-ю і 3-ю групами. При порівнянні всередині окремих стінок суттєвою виявляється різниця його величини між базальними ісередніми сегментами (менше в основі) НП і НС у 1-й і 2-й групах.

Спостерігали достовірний кореляційний зв’язок абсолютної і відносної величин QS у 1-й і 2-й груп у сегменті НП і НС, Іvct – у 1-й групі в сегменті ПС і БС, Іvrt – в 2-й групі в сегменті НП і НС. В 1-й і 2-й групах достовірно корелювали між собою значення Vs у різних ділянках “вільних” (БС, ПС) і “зв’язаних” (НП, НС) стінок. Щодо показника Vtis – то суттєвою була кореляція тільки в ділянках НП і НС. В обстеженій вибірці з віком також у цілому зменшилася відмінність між показниками Ivct i Ts устінках і сегментах, що може свідчити про більшу синхронність скорочення.

Таким чином, отримані дані свідчать про те, що нормальна просторово-часова організація скорочення шлуночка має важливі особливості, які активно зараз обговорюють. Наприклад, відомо, що поздовжні волокна починають скорочуватися раніше, ніж циркулярні. В усіх групах величина Qs поздовжньої кінетики виявилася меншою, ніж такого ж показника, визначеного по короткій осі, довівши тим самим, що апікальні зміщення основи шлуночка виникають раніше від циркуляторного скорочення. Абсолютна величина Qs з віком практично не змінюється, але нормалізований показник поступово зменшується, що достовірно виражене в НП і НС. Ця закономірність у літературі не описана. Абсолютна і відносна величини Qs для базальних сегментів між різними стінками суттєво не відрізняються, що наочно показує раніше описану [7] вражаючу синхронність початку поздовжнього скорочення.

Таким же виявився і базально-апікальний інтрамуральний поздовжній градієнт Vs, який зберігається в усіх вікових групах, особливо в НС і НП, що підтверджують дані C.E. Silva і співавторів [10]. Це можна пояснити відносною фіксованістю верхівки під час скорочення і рухом до неї основи шлуночка. Згідно з даними [7] тривалість поздовжнього систолічного руху міокарда cтає меншою, чим ближче до верхівки, але в нашій вибірці достовірної різниці між базальними і середніми сегментами не виявлено. Однак, значення показника Vtis знижується в напрямку до верхівки, особливо чітко для НС і НП. Важливо, що особливості топічного розподілу цього параметра в нормі збігаються з нормативними даними для новітнього тканинного доплерівського режиму “tracking” [9].

Щодо діастолічних параметрів, то значення Ve в нормі майже не зменшується в напрямку до верхівки, а Va знижується суттєвіше, що призводить до поздовжнього градієнта їх співвідношення, тобто величина Ve/Va апікально зростає. Величини значення Ve і Ve/Va найнижчі в НП і НС. У вивченому нами віковому діапазоні суттєвою була різниця між 1-ю і 3-ю групами для Ve в НП і НС (зменшення), а для Va – в середніх сегментах БС і ПС (збільшення). Величина співвідношення діастолічних швидкостей Ve/Va суттєво відрізняється між 1-ю і 3-ю групами в більшій частині сегментів, а в ПП достовірна також відмінність і між 2-ю і 3-ю групами. Інший діастолічний параметр Ivr значно відрізняється між 1-ю і 3-ю групами в більшості сегментів (з віком подовжується), однак нормалізований показник має набагато менш виражену динаміку з віком (суттєвою є лише відмінність для БС), що полегшує його практичне застосування з метою виявлення локальних діастолічних розладів.

Вище ми вже згадували про високу кореляцію багатьох показників кінетики для НП і НС, а також для БС і ПС. При дослідженні цих “пар” можна зауважити і подібні тенденції в динаміці багатьох параметрів з віком. А між ними є також і очевидні відмінності форми кривих спектрів систолічного руху. У систолічній кінетиці “вільних” стінок ЛШ вдається чітко диференціювати два піки швидкостей. У “зв’язаних” стінках, як правило, виділяється один пік швидкості, нижчий і менш виражений у спектрі. Звичайно, всі ці відмінності пов’язані не лише з біомеханічними особливостями міокарда та умовами руху стінок (вплив міжшлуночкової взаємодії на кінетику перегородки, прилягання ділянок НС до діафрагми та інше), а й з особливостями міоархітектоніки (менша вираженість шару поздовжніх волокон у перегородці). Усе це не лише обґрунтовує необхідність інших ТІД-нормативів для різних сегментів і стінок, а й наштовхує на думку про використання такого критерію ранніх змін, як порушення нормального топічного розподілу показників.

Висновки

1. У нормальному лівому шлуночку є складна просторово-часова організація скорочення, яку треба оцінювати інтегрально з використанням комплексу швидкісних, фазово-часових і комбінованих параметрів тканинної імпульсної доплерографії. Порушення топічного розподілу цих показників і невідповідність їх віковим нормативам можна розглядати як ранній прояв функціональних розладів міокарда.
2. Щоб адекватно інтерпретувати ранні зміни поздовжньої кінетики лівого шлуночка, необхідно враховувати як особливості топографічного розподілу показників, так і їх нормальну динаміку з віком.
3. Для багатьох сегментарних параметрів діастолічної кінетики міокарда по довгій осі відзначено достовірну динаміку з віком (раніше за показники глобальної діастолічної функції).
4. Динаміка більшості сегментарних показників відбувається з віком асинхронно і асиметрично.
5. Для коректної оцінки окремих часових показників доцільно застосовувати нормалізовані величини.

1. Павлюкова Е.Н., Шмырина А.В., Дамбаев А.И.. Сегментарная систолическая и диастолическая функция левого желудочка у практически здоровых лиц (по результатам импульсно-волнового тканевого допплеровского исследования) // Ультразвуковая и функциональная диагностика. – 2002. – Т. 3. – С. 71-76.
2. Appleton C., Jensan J., Hatle L. Doppler evaluation of left and right ventricular diastolic function: a technical guid for obtainig optimal flow velocity recordings // J. Amer. Soc. Echocardiography. – 1997. – Vol. 10. – P. 271-292.
3. Edner M., Jarnert C., Muller-Brunotte R. et al. Influence of аge and cardiovascular factors on regional pulsed wave Doppler myocardial imaging indices // Eur. J. Echocardiography. – 2000. – Vol. 1, № 1. – P. 87-95.
4. Garcia M., Paloc R., Malenka D. et al. Color M-mode flow propagation velocity is a relatively preload-independent index ofleft ventricular filling // J. Amer. Soc. Echocardiography. – 1999. – Vol. 12. – P. 129-137.
5. Garcia-Fernandez M.A., Zamorano J., Azevado J. Doppler tissue imaging echocardiography. – N.Y.: McGraw-Hill, 1998. – 155 p.
6. Henein M., Lindqvist P., Franicis D. et al. Tissue Doppler analysis of age-dependency in diastolic ventricular behavior and filling // Eur. Heart J. – 2002. – Vol. 23, № 1. – P. 161- 171.
7. Pai R.G., Gill K.S. Amplitudes, durations and timings of apically directed left ventricular myocardial velocities: their normal pattern and coupling to ventricular filling and ejection // J. Amer. Soc. Echocardiography. – 1998. – Vol. 11. – P. 105-111.
8. Pai R.G., Stoletni L.N. An integrated measure of left ventricular diastolic function based on relative rates of mitral E and A wavepropagation // J. Amer. Soc. Echocardiography. – 1999. – Vol. 12. – P. 811-816.
9. Pan C., Hoffman R., Kuhl H. et al. Tissue tracking allows rapid and accurate visual evaluation of left ventricular function // Eur. J. Echocardiography. – 2001. – Vol. 2. – P. 197-202.
10. Silva C.E., Ferreira L.D., Peixoto L.B. et al. Study of the myocardial contraction and relaxation velocities through Doppler tissue imaging echocardiography: A new alternative in the assessment of the segmental ventricular function // Arq. Bras. Cardiology. – 2002. – Vol. 78. – P. 200-211.
11. Wang M., Ho P.Y., Tse M.K. et al. The effect of aging on left ventricular long axis function by tissue Doppler imaging // Eur. J. Echocardiography. – 2002. – Vol. 3 (Suppl. 1). – P. 77.

Normal evolution of time-velocity indices of longitudinal myocardial kinetics in middle age range determined by pulsed wave tissue Doppler imaging

A.S. Turkin, Yu.A. Ivaniv

The normal values of segmental indices of longitudinal myocardial kinetics in middle age range of 20–50 years and their aging-dependant evolution have been studied. Pulsed wave tissue Doppler imaging have been obtained from standard apical two- and four-chamber views and left ventricular long axis view in 40 healthy men. Data from basal and middle segments of posterior septum, lateral, posterior and anterior walls and anteroseptal portion have been registered. The complex of amplitude, phasic and combined tissue Doppler indices has been used. Received data essentially widen the vision of normal topical and phasic organization of left ventricular contraction and relaxation. This study elucidates the normal age-related limits of tissue Doppler indices and their topical distribution to reveal the early changes of left ventricular longitudinal kinetics.