The myocardial infarction size measuring using modern methods

Full Text

ИМ – инфаркт миокарда

кМРТ – контрастная магнитно-резонансная томография

ЛЖ – левый желудочек

СПО – стандартная погрешность оценки

ТЛТ – тромболитическая терапия

ЭКГ – электрокардиография

ЭхоКГ – эхокардиография

Точная количественная оценка площади некроза и зоны жизнеспособного (оглушенного и гибернирующего) миокарда у пациентов с инфарктом миокарда (ИМ) имеет принципиально важное значение для принятия ряда решений, определяющих судьбу больного.

В настоящее время наибольший интерес исследователи и клиницисты проявляют именно к проблеме определения зоны жизнеспособного миокарда [1]. В первую очередь это обусловлено тем, что такая информация необходима для предоперационного отбора больных и прогнозирования эффективности кардиохирургических вмешательств [2, 3]. Также площадь зоны жизнеспособного миокарда существенно меняется на фоне лечения, что позволяет оценить эффективность медикаментозной терапии и оперативных вмешательств в динамике.

Некроз миокарда – это необратимое изменение сердечной мышцы. Несмотря на то, что постинфарктный рубец помимо соединительнотканных компонентов содержит миофибробласты, получающие кровоснабжение из неососудов и сохраняющие клеточный метаболизм, эта зона не сокращается и не оказывает влияния на глобальную сократительную функцию сердца [1]. Площадь зоны некроза прямо коррелирует с прогнозом пациентов и предопределяет процессы патологического ремоделирования сердца [4]. В отдаленном периоде полученные данные могут быть использованы для прогнозирования течения постинфарктного периода, анализа взаимосвязи зоны некроза с аритмогенезом и ряда других показателей. Таким образом, точная количественная оценка площади некроза наряду с определением зоны жизнеспособного миокарда является необходимым звеном реализации индивидуального подхода к каждому пациенту, позволяющему подобрать оптимальную программу ведения.

Однако в настоящее время методы оценки площади некроза миокарда не входят в стандартные диагностические алгоритмы ведения больных с острыми коронарными синдромами и не используются в рутинной клинической практике.

Ранее считалось, что наиболее мощными прогностическими факторами при ИМ являются фракция выброса и конечный систолический объем левого желудочка (ЛЖ) [5–7]. Согласно современным представлениям глубина и площадь некроза миокарда при ИМ определяют функциональную восстановительную способность миокарда и являются более сильными предикторами неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, чем систолическая активность ЛЖ [8, 9].

«Золотым стандартом» при измерении морфологических и функциональных параметров миокарда является контрастная магнитно-резонансная томография (кМРТ). Попытки визуализации зон ИМ с помощью МРТ предпринимались с момента появления данного метода [10]. В настоящее время для проведения кМРТ чаще всего используется контрастное вещество на основе хелатных комплексов гадолиния, которое накапливается в зоне инфаркта. При оценке «первого прохождения» контраста исследуется миокардиальная перфузия. Зона дефекта перфузии соответствует зоне ИМ, но неспецифична при дифференцировке «свежей» зоны некроза и рубца [11]. Сохранение дефекта перфузии более 2 мин после введения контрастного вещества у больных, подвергшихся реваскуляризации, интерпретируется как феномен no-reflow [12]. Наиболее перспективным представляется использование кМРТ для дифференцировки жизнеспособного миокарда в инфарцированной зоне при отсроченном сканировании после введения контраста. Данный метод позволяет определить глубину поражения миокарда – 1–24% толщины стенки (субэндокардиальное); 25–49, 50–74 и 75–100% (трансмуральное) [13, 14]. При использовании методики задержки усиления позднего контрастирования возможна дифференцировка некротизированного миокарда и рубца. Таким образом, кМРТ позволяет с высокой точностью отследить динамику образования рубца и оценить эффективность реперфузионной и фармакологической терапии, проводимой у пациента. Ранее считалось, что выполнение кМРТ противопоказано в течение месяца после чрескожного коронарного вмешательства в связи с опасностью дислокации или нагревания стента, что значительно ограничивало возможности применения метода [15]. Позднее доказано, что проведение МРТ у таких пациентов абсолютно безопасно, даже непосредственно после коронарного стентирования, что, безусловно, расширяет возможности метода [16, 17]. В то же время, несмотря на высокую информативность и неинвазивность метода, его использование требует наличия специализированного дорогостоящего оборудования, недоступного в региональных сосудистых центрах большинства регионов Российской Федерации.

Другие радиоизотопные методы, такие как планарная сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная компьютерная томография, позитронная эмиссионная томография, также обладают высокой чувствительностью и специфичностью в определении степени ишемии и жизнеспособности миокарда инфарцированной зоны [18]. Однако, учитывая длительность проведения исследования, его высокую стоимость и лучевую нагрузку на пациента, данные методы в настоящее время применяются в научных исследованиях и отдельных клинических ситуациях, но не в рутинной практике.

Одним из методов диагностики ИМ, доступных в каждом лечебном учреждении, является электрокардиография (ЭКГ) – неотъемлемая часть диагностического алгоритма у пациентов с болью с груди. Возможности этой простой и дешевой методики зачастую недооцениваются. Так, помимо грубой топической диагностики ИМ и выявления нарушений ритма и проводимости, при серийной регистрации ЭКГ и можно получить гораздо больше информации касательно точной топической диагностики, предсказания окончательного размера инфаркта и определения прогноза [19].

Первоначальные попытки исследовать ишемизированную область миокарда или конечный размер ИМ с помощью ЭКГ базировались на подсчете количества отведений с элевацией и/или депрессией сегмента ST или оценке абсолютной амплитуды девиации сегмента ST [20–26].

1. Aldrich и соавт. предложили следующие формулы для расчета площади ИМ у пациентов, которым не проводилась тромболитическая терапия (ТЛТ) [20].

Передний ИМ:

% размера ИМ=3¥[1,5¥(число отв. с ↑ST)-0,4]

(r=0,70, стандартная погрешность оценки – СПО=36%)

Нижний ИМ:

% размера ИМ=3¥[0,6¥(∑ST↑ II, III, AVF)+2,0]

(r=0,52, СПО=43%)

В последующем P. Clemmensen и соавт. модифицировали эти формулы для расчета площади ИМ у больных после ТЛТ. При этом для пациентов с передним ИМ формула H. Aldrich и соавт. оказалась воспроизводимой и у пациентов после реперфузии, поэтому осталась прежней [21].

Нижний ИМ (модифицированная формула, А):

% размера ИМ=3¥[0,6¥(∑ST↑ во всех отведениях)+2,0]

(r=0,63; СПО=39)

Нижний ИМ (модифицированная формула, В):

% размера ИМ=3¥[0,6¥(∑ST↑ II, III, AVF)+2,0]+3¥[1,5¥ (число других отведений с ST↑)-0,4]

(r=0,65; СПО=38)

Все эти исследования основаны на гипотезе, что каждое отведение представляет равную долю миокарда и что одинаковый размер ишемизированной зоны в разных участках ЛЖ приведет к сходной величине девиации сегмента ST в том же количестве отведений. Однако известно, что на ЭКГ в 12 отведениях сегменты ЛЖ отображаются в неравной степени, кроме того, ишемия в противоположных областях ЛЖ может нивелировать девиацию сегмента ST [27–30].

Чтобы преодолеть неравнозначное представление разных зон миокарда в разных отведениях предложены другие подходы, например использование QRS-шкалы Сильвестра (см. таблицу) [31, 32]. Это 32-балльная шкала, в которой оценивается 54 параметра ЭКГ, каждый балл отражает зону, соответствующую 3% инфарцированного миокарда ЛЖ [33]. Максимальные баллы по шкале Сильвестра присваиваются отведениям с элевацией сегмента ST≥100 мкВ. Так, у 28 пациентов с ИМ показана корреляция между суммой баллов по QRS-шкале Сильвестра и областью ишемии, выявленной при сцинтиграфии с таллием – 201 (r=0,79; р<0,005) [31].

 

QRS-шкала Сильвестра*
Отведение	Максимальное количество баллов	Критерии	Баллы
I	2	Q≥30 мс	1
		R/Q≤1	1
		R≤0,2 мВ	1
II	2	Q≥40 мс	2
		Q≥30 мс	1
aVL	2	Q≥30 мс	1
		R/Q≤1	1
aVF	5	Q≥50 мс	3
		Q≥40 мс	2
		Q≥30 мс	1
		R/Q≤1	2
		R/Q≤2	1
V1 anterior	1	Любой Q	1
V1 posterior	4	R/S≥1	1
		R≥50 мс	2
		R≥1,0 мВ	2
		R≥40 мс	1
		R≥0,6 мВ
		Q и S≤0,3 мВ	1
V2 anterior	1	Любой Q	1
		R≤10 мс	1
		R≤0,1 мВ	1
		R≤R V1 мВ	1
V2 posterior	4	R/S≥1,5	1
		R≥60 мс	2
		R≥2,0 мВ	2
		R≥50 мс	1
		R≥1,5 мВ
		Q и S≤0,4 мВ	1
V3	1	Любой Q	1
		R≤20 мс	1
		R≤0,2 мВ	1
V4	3	Q≥30 мс	1
		R/S≤0,5	2
		R/Q≤0,5	2
		R/S≤1	1
		R/Q≤1	1
		R≤0,7 мВ	1
V5	3	Q≥30 мс	1
		R/S≤1	2
		R/Q≤1	2
		R/S≤2	1
		R/Q≤2	1
		R≤0,7	1
V6	3	Q≥30 мс	1
		R/S≤1	2
		R/Q≤1	2
		R/S≤3	1
		R/Q≤3	1
		R≤0,6 мВ	1
*Адаптировано из: Rasmus S. Ripa, et al. J Electrocardiology. 2005;38:180-6.

 

1. Birnbaum и соавт. предложили подход для оценки окончательного размера ИМ по первичной ЭКГ, основанный на стадиях ишемии: сначала зубцы Т становятся высокими, симметричными и достигают максимума (I стадия); затем происходит элевация сегмента ST без изменений конечной части комплекса QRS (II стадия); наконец, появляются изменения конечной части комплекса QRS (III стадия ишемии). Эти изменения включают увеличение амплитуды зубцов R и исчезновение зубцов S (см. рисунок) [34–37].

 

Стадии ишемии. В отведениях с конфигурацией R_s (отведения V₁–V₃): стадия I – высокие, симметричные зубцы Т без элевации сегмента ST; стадия II – элевация ST без изменения терминальной части комплекса QRS; стадия III – элевация ST с изменением терминальной части комплекса QRS [нет зубца S в отведениях V₁–V₃] (стрелка). В отведениях с конфигурацией qR: стадия I – высокие, симметричные зубцы Т без элевации сегмента ST; стадия II – элевация ST с отношением т.J/R<0,5; стадия III – элевация ST с отношением т.J/R>0,5 (стрелка) [19].

 

В исследовании TIMI-4 пациенты с III стадией ишемии (n=85) при поступлении имели большие размеры ИМ, что подтверждено уровнем креатинкиназы в течение 24 ч (р=0,023) и данными сцинтиграфии миокарда с ⁹⁹mTc (р=0,001) [34]. Окончательный балл по QRS-шкале Сильвестра был выше у пациентов с III стадией ишемии, чем со II, как у тех, кто получил ТЛТ, так и получавших консервативное лечение [35].

ЭКГ не позволяет дифференцировать зону некротизированного и жизнеспособного миокарда в инфарцированной зоне. Если раньше маркером необратимого повреждения считалось наличие патологических зубцов Q на ЭКГ, то в настоящее время доказано, что наличие патологических зубцов Q в отведениях с девиацией ST в острую стадию ИМ не является надежным признаком необратимого повреждения [19].

Применение методик расчета площади ИМ по данным ЭКГ не представляет сложности, особенно при разработке автоматизированных систем расчета или приложений, встраиваемых непосредственно в электрокардиограф или компьютер врача, однако следует учитывать их высокую погрешность и использовать поэтому исключительно ориентировочно или же в комплексе с визуализирующими методами.

Еще одной распространенной методикой, применяемой при измерении площади некроза при ИМ, является эхокардиография (ЭхоКГ). При проведении ЭхоКГ оцениваются движение и толщина стенки ЛЖ, что дает косвенную информацию о наличии или отсутствии некроза в том или ином сегменте [38]. Следует помнить, что разрешающая способность 2D-ЭхоКГ позволяет выявлять зоны повреждения, затрагивающие более 20% толщины стенки миокарда [39]. Таким образом, нарушение сегментарной сократимости ЛЖ в инфарцированной зоне оценивается качественно, по принципу «все или ничего», т.е. невозможна визуализация глубины повреждения в том или ином сегменте, так как зоны акинеза могут наблюдаться, даже если ишемизированы только внутренние слои миокарда. Несмотря на то, что при использовании 2D-ЭхоКГ возможна оценка степени нарушения региональной сократимости миокарда, дифференциальная диагностика между рубцовыми изменениями и новыми очагами некроза не всегда осуществима в связи с тем, что благодаря stunning-эффекту движения стенки могут сохраняться в течение длительного времени после проведения реперфузии. Основными преимуществами 2D-ЭхоКГ являются ее доступность, мобильность, относительная дешевизна, неинвазивность и простота использования, однако правильность интерпретации результатов напрямую зависит от квалификации оператора.

Для более точного определения зон некроза и ишемии миокарда предложена оценка деформации ЛЖ (Strain) и скорости деформации (Strain rate). В одномерном объекте единственно возможной деформацией объекта является удлинение или укорочение. Миокард же может быть деформирован в продольном, поперечном и радиальном направлении. Кроме того, анализ деформации миокарда усложняют сдвиговые деформации. Деформация миокарда может быть оценена с помощью транстканевой допплерографии и наиболее перспективной и точной методики speckle tracking, которая, в отличие от транстканевой допплерографии, не зависит от угла сканирования, так как не основана на допплеровской технологии и позволяет различать активное и пассивное сокращение миокарда [40]. Методика валидирована использованием сономикрометрии и кМРТ с применением меченых радиоизотопов [41].

О. Gjesdal и соавт. показали, что с помощью speckle tracking Strain при уровне продольной деформации -15% возможно оценить нарушение сегментарной сократимости с чувствительностью 76% и специфичностью 95% [42]. В исследовании М. Becker и соавт. доказано, что нетрансмуральные и трансмуральные ИМ можно дифференцировать при сегментарном значении радиальной деформации 16,5% с чувствительностью 70,0% и специфичностью 71,2%, а при значении радиальной деформации менее -11,10% – с чувствительностью 70,4% и специфичностью 71,2% [43]. S. Roes и соавт. определили, что при значении продольной регионарной деформации -4,5% возможно дифференцировать нетрансмуральный и трансмуральный ИМ с чувствительностью 81,2% и специфичностью 81,6% [44]. По данным ряда исследований величина глобальной продольной деформации ЛЖ у пациентов, перенесших ИМ, значительно снижена и прямо пропорциональная размеру ИМ [42, 45–47] и может быть важным клиническим инструментом для стратификации риска у пациентов с острым ИМ [48]. Определение глобальной продольной деформации является более чувствительным, чем фракция выброса, методом при оценке количественной функции ЛЖ. Это связано с тем, что продольная деформация отражает сократимость субэндокардиальной зоны сегментов миокарда, которые менее перфузированы и более уязвимы к ишемии [49, 50].

Исследование деформационных характеристик позволяет не только количественно оценить тяжесть и глубину сегментарной дисфункции миокарда [51, 52], но и спрогнозировать восстановление региональной сократимости у пациентов с ИМ после чрескожного коронарного вмешательства [53]. Региональная деформация коррелирует с состоянием регионального кровотока и при создании автоматизированной системы обработки данных или нейронных сетей потенциально способна прогнозировать ветви коронарных артерий, связанные с ишемией миокарда в том или ином сегменте. Последнее обусловлено тем, что распределение инфарцированного миокарда не ограничено бассейном одной коронарной артерии, а среднее значение глобальной деформации отражает смесь инфарцированного и нормального миокарда [42].

Расчет многонаправленных компонентов деформации ЛЖ (продольного, радиального и циркулярного) дает важную информацию о трансмуральной гетерогенности в сократительной функции миокарда, которая полезна для выявления субклинических состояний, которые могут прогрессировать в виде систолической либо диастолической дисфункции миокарда.

Таким образом, исследование деформационных характеристик позволяет количественно оценить глобальную и сегментарную сократительную активности миокарда и сохраняет все преимущества стандартной 2D-ЭхоКГ, а при использовании технологии speckle tracking влияние оператора на результат исследования сведено к минимуму [49]. Разработка единой системы стандартизации и номенклатуры данного исследования является следующим важнейшим шагом, который обеспечит повсеместное внедрение методики и максимальную воспроизводимость результатов.

Новые перспективы открываются в связи с внедрением в клиническую практику технологии 3D-ЭхоКГ, которая основана на автономной многоплоскостной реконструкции изображения, что позволяет получить более точные результаты при оценке глобальной и региональной сократимости ЛЖ [54]. С внедрением 3D-ЭхоКГ и новых алгоритмов для отслеживания деформации ЛЖ появилась возможность лучше понять механизмы возникновения дисфункции ЛЖ, получить более точную информацию о фракции выброса ЛЖ и его объемах, а также отслеживать влияние новых методов лечения на функцию сердца [55]. Особенно это актуально у пациентов с нарушенной геометрией сердца, например, после ИМ [56]. 3D-speckle tracking-ЭхоКГ является принципиально новым методом, позволяющим преодолеть большинство ограничений 2D-ЭхоКГ, в первую очередь связанных с субъективизмом в оценке данных, и получить более точные результаты при оценке деформационных характеристик ЛЖ.

Основным нововведением в истории сердечно-сосудистых ультразвуковых исследований является 4D-ЭхоКГ, позволяющая визуализировать и анализировать трехмерную структуру сердца в режиме реального времени. 3D- и 4D-ЭхоКГ с возможностью исследования деформационных характеристик ЛЖ с помощью метода speckle tracking уже сейчас отодвигает на второй план классическую 2D-ЭхоКГ, оставляя ей лишь скрининговую роль. Накопление опыта и совершенствование алгоритмов анализа 3D- и 4D-изображений, безусловно, выдвинет эти методики на первый план у пациентов с болезнями системы кровообращения.

Следует учитывать, что пока не разработаны четкие алгоритмы анализа 3D-моделей сердца, которые основывались бы не на привычных измерениях в двухмерном пространстве, а учитывали бы движение эндокарда одновременно в трех плоскостях, что, безусловно, является предметом для активной научно-исследовательской работы.

Заключение

Размер ИМ – это важнейший маркер, позволяющий оценить прогноз пациента и эффективность проводимого лечения. Согласно классическим представлениям о патофизиологии ИМ зона ишемизированного миокарда претерпевает принципиальные изменения в соответствии со стадиями ИМ – повреждения, острой, подострой и рубцовой. При этом динамика площади зоны некроза и зоны жизнеспособного миокарда существенно варьирует в зависимости от эффективности проводимой терапии. Так, при своевременной реперфузии и адекватном медикаментозном лечении зона некроза существенно не изменяется, а гибернирующий миокард постепенно восстанавливает сократительную функцию. И наоборот, при невозможности адекватной реваскуляризации из-за позднего обращения в зоне гибернирующего и оглушенного миокарда наступают необратимые изменения. Таким образом, зона некроза и зона жизнеспособного миокарда – два параметра, которые необходимо отслеживать в динамике у всех пациентов, перенесших ИМ.

Наиболее точным и воспроизводимым методом определения размера ИМ и периинфарктной области является кМРТ сердца, однако данная методика все еще малодоступна в большинстве больниц. В связи с этим актуальной остается оценка этих параметров с помощью повсеместно распространенных неинвазивных методов, таких как ЭКГ и ЭхоКГ.

About the authors

E. A. Shigotarova

Burdenko Penza Oblast Clinical Hospital

Email: v.oleynikof@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4452-2049

к.м.н., врач-кардиолог кардиологического отд-ния с палатой реанимации и интенсивной терапии

Russian Federation, Penza

V. A. Galimskaja

Penza State University

Email: v.oleynikof@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7545-8196

к.м.н., доц. каф. терапии

Russian Federation, Penza

A. V. Golubeva

Penza State University

Email: v.oleynikof@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6640-6108

ассистент каф. терапии

Russian Federation, Penza

V. E. Oleynikov

Penza State University

Author for correspondence.
Email: v.oleynikof@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7463-9259

д.м.н., проф., зав. каф. терапии

Russian Federation, Penza

References

Supplementary files