Размещено на http://www.allbest.ru

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ БИОМЕХАНИКИ МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ

14.01.04 - Внутренние болезни

Фатенкова Елена Сергеевна

Самара 2011

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Давыдкин Игорь Леонидович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Косарев Владислав Васильевич

доктор медицинских наук, профессор Сиротко Илья Иванович

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Пензенский институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (443001 г. Самара, ул. Арцыбушевская, 171)

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук,

профессор М.А. Качковский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - одно из наиболее распространенных заболеваний органов дыхания, приводящих к временной нетрудоспособности большого количества людей, увеличению случаев нетрудоспособности и преждевременной смертности (Шмелев Е.И., 2007;Чучалин А.Г., 2008). По данным Федеральной целевой программы «Концепция развития пульмонологической службы в России на 2002-2007г.» в Российской Федерации ХОБЛ занимает более 55% патологии респираторной системы. Ожидается, что к 2012 году ХОБЛ займет третье место среди причин смертности во всем мире (GOLD, 2008;Лещенко И.В.;2007; Косарев В.В., Жестков А.В.,2010; Бабанов С.А., 2011).

Детально описаны клинико-функциональные взаимоотношения у больных ХОБЛ: одышка и снижение толерантности к физической нагрузке, снижение объема форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1) до 25% от его нормальных величин, дыхательная недостаточность, гиперкапния, вторичная бронхолегочная инфекция, прогрессирование бронхообструктивного синдрома (Чучалин А.Г.,2008; Скворцов В.В. с соавт. 2009; Дзюбайло А.В. 2010).

Исключительное значение имеет присоединение к ХОБЛ легочной гипертензии, являющейся ведущим фактором формирования хронического легочного сердца и хронической сердечной недостаточности, утяжеляющих прогноз и определяющих выживаемость больных с заболеваниями органов дыхания (Кароли Н.А. 2005; Батыралиев Т.А. с соавт., 2008; Salvaterra C.G. 1993).

Нарушения легочной гемодинамики при ХОБЛ могут быть обусловлены регионарными расстройствами кровотока, характеризующимися неравномерностью вентиляции и перфузии, приводящей к вентиляционо - перфузионным нарушением и изменениям газового состава артериальной крови (Козлова Л.И. и соавт.,2001, 2003;Григорьева Е.Г., 2008).

Формирующаяся альвеолярная гипоксия является основной причиной артериальной вазоконстрикции - ведущего патогенетического фактора легочной гипертензии (Авдеев С.Н. 2009; Струтынский А.В. и соавт. 2009).

Одновременно возможно развитие вторичного эритроцитоза, ухудшающего реологические свойства крови и принимающего участие в формировании легочной гипертензии (Кокосов А.Н., 2003; Привалова Е.В., 2008).

Уменьшение суммарной площади поперечного сечения сосудистого русла легких, обусловленного анаболическими изменениями, вазоконстрикция артерий и артериол, редукция капиллярного ложа вследствие разрыва межальвеолярных перегородок способствуют у больных ХОБЛ умеренной или выраженной легочной гипертензии с повышением сердечного выброса, неадекватного выполняемым физическим нагрузкам (Чазова И.Е.,2008). дыхание обструктивный легкое болезнь

Хроническая гемодинамическая перегрузка (постнагрузка) правого желудочка приводит к его гипертрофии и на фоне стойких нарушений газового состава крови к прогрессированию правожелудочковой недостаточности (Браунвальд Ю. 2002;Бова А.А., 2009).

Вместе с тем, в настоящее время имеются данные о нарушении функции левого желудочка у больных ХОБЛ (Айсанов З.Р. с соавт., 2003, 2004; Боровков Н.Н., 2006; Бабанов С.А.,2007; Горелик 2011). Присоединение ХЛС сопровождается снижением фракции выброса левого желудочка до 35 - 43,3% (Вербитский О.Н. с соавт., 2004; Сабиров И.С., Миррахимов Э.М., 2005; Kiely D. еt al., 2000).

Таким образом, изучены основные патогенетические феномены ХОБЛ и ХЛС, характеризующие нарушения функции внешнего дыхания, легочной гипертензии, центральной гемодинамики, определяющие диагностику, лечение и прогноз ХОБЛ. Однако в большинстве работ нет комплексного анализа зависимости изменений всех перечисленных звеньев патогенеза ХОБЛ в зависимости от стадий заболевания. Отсутствуют в литературе данные о биомеханике малого круга кровообращения. В связи с этим комплексное исследование всех указанных параметров имеет, актуальное значение, что и послужило темой диссертации.

Цель исследования:

Разработать комплекс клинико-инструментальных показателей для оценки ранних проявлений нарушений функции сердечно-сосудистой системы у больных с ранними стадиями ХОБЛ.

Задачи исследования:

1. Изучить клинические проявления, основные параметры функции внешнего дыхания и данные ЭКГ у больных ХОБЛ I и II стадий заболевания.

2. Провести компьютерный анализ биомеханики малого круга кровообращения у больных ХОБЛ.

3. Изучить количественные показатели кровотока в легочной артерии у больных ХОБЛ I и II стадии и больных ИБС.

4. Выявить морфофункциональные изменения и рассчитать параметры центральной гемодинамики у больных ХОБЛ обеих стадий и полученные данные сравнить с аналогичными показателями у больных ИБС.

5. На основании анализа количественных параметров биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики разработать систему автоматизированной диагностики стадий ХОБЛ.

Научная новизна

Впервые в Российской Федерации в ходе исследования с помощью компьютерного клинико - инструментального комплекса выявлены изменения биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики, и их выраженность у больных ХОБЛ начальных стадий.

Установлены наиболее информативные клинико-инструментальные показатели, позволяющие оценить характер нарушений сердечно-сосудистой системы у больных ХОБЛ начальных стадий.

Разработана комплексная автоматизированная система диагностики нарушений кровообращения и оперативного контроля лечения у больных ХОБЛ начальных стадий.

Практическая значимость

Впервые в Российской Федерации предложен компьютерный клинико - инструментальный комплекс наиболее информативных показателей нарушений гемодинамики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики у больных ХОБЛ ранних стадий, который может быть использован в поликлиниках, стационарах и в работе медико - социальной экспертизы.

Разработанная программа обследования больных ХОБЛ позволит выявить ранние нарушения гемодинамики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики, опережающие классические признаки ХЛС, таким образом улучшить качество жизни больных ХОБЛ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Клинические симптомы, оцениваемые в баллах, показатели ФВД и данные ЭКГ позволяют дифференцировать стадии ХОБЛ, а не стадии хронического легочного сердца.

2. У больных ХОБЛ обеих стадии имеются нарушения биомеханики малого круга кровообращения как в систолические фазы, так и в диастолические, изменения количественных показателей, более выраженные у больных ХОБЛ II ст.

3. У больных ХОБЛ обеих стадий изменяются параметры кровотока в легочной артерии: у больных ХОБЛ I ст. увеличиваются максимальная скорость, интеграл скорости и среднее давление, а у больных ХОБЛ II ст. уменьшаются максимальная скорость, интеграл скорости и среднее давление увеличиваются.

4. У больных ХОБЛ выявлены изменения морфометрических показателей ЛЖ: показатели систолической функции ЛЖ (фракция выброса, КСО, УИ) и диастолической функции (снижение показателей скорости и давления в фазу БН и гиперфункция миокарда предсердий).

5. Изменения биомеханики малого круга кровообращения, количественных показателей потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики являются основой для разработки автоматизированной диагностики нарушений функции сердечно - сосудистой системы при развитии ХОБЛ.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на X международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» «Инновационные технологии в биологии и медицине» (Москва, 2009); III съезде кардиологов Приволжского Федерального округа (Самара, 2010); на Всероссийской конференции дипломированных специалистов «Молодые ученые - медицине» (Самара, 2010); на научно - практической конференции «Непрерывное образование - залог повышения качества медицинской помощи в первичном звене» (Самара, 2010); на XXI Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Уфа, 2011); на IV Конгрессе Сердечная недостаточность (Москва, 2011); на совместном заседании кафедры госпитальная терапия с курсом трансфузиологии и пропедевтической терапии Самарского государственного медицинского университета.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в научных журналах и изданиях Перечня ВАК Министерства науки и образования РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций, 1 рационализаторское предложение.

Внедрение результатов исследования в практику

Результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы врачей терапевтического отделения клиники госпитальной терапии Клиник ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России, в работу амбулаторного медицинского центра ООО «Консультативно - диагностический медицинский центр».

Материалы диссертации используются в учебном процессе и включены в лекционный курс на кафедре госпитальной терапии с курсом трансфузиологии ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России.

Объём и структура работы

Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 рисунками, 18 таблицами. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы "Материалы и методы", 4 глав собственных наблюдения, обсуждение результатов, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 235 наименования, из которых 155 отечественных и 80 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования - одномоментное обсервационное исследование.

Пациенты

В работе представлены данные обследования 71 больного хронической обструктивной болезнью легких, которые находились на стационарном лечении в клиниках Самарского медицинского университета. Больные были разделены на 2 группы: I группа - пациенты ХОБЛ легкого течения (22 человек), II группа - пациенты ХОБЛ средней тяжести (49 больных), III группа - группа сравнения - больные ИБС ССН II ФК 14 человек), IV группа - группа здоровые (21 человек).

В исследование отбирались пациенты ХОБЛ в период ремиссии (GOLD 2008). Диагноз был подтвержден жалобами больных, данными анамнеза, клинической картиной, функциональными и рентгенологическими методами исследования. У больных ИБС был постинфарктный кардиосклероз и ХСН II А ст. Группу здоровых составили курящие пациенты без легочной и сердечно - сосудистой патологии в возрасте от 38 до 46 лет (средний возраст 41,2±3,7лет).

Критерии включения пациентов в исследование:

Больные в возрасте от 45 до 66 лет

Пациенты с диагнозом ХОБЛ легкого и среднетяжелого течения в период ремиссии (в соответствии с критериями GOLD 2008 г.)

Пациенты ИБС с перенесенным инфарктом миокарда

Фракция выброса ЛЖ 50% (рекомендации американской и европейской ассоциаций эхокардиографии)

Критерии исключения пациентов из исследования:

Больные ХОБЛ тяжелого и крайне тяжелого течения.

Больные с клиникой тяжелой бронхиальной астмы.

Пациенты с первичной легочной гипертензией.

Больные с вторичной легочной гипертензией, обусловленной заболеваниями сердца, системы легочной артерии, гипоксией и/или гиперкапнией.

Больные с хроническим декомпенсированным легочным сердцем.

Клиническая характеристика пациентов, включенных в исследование

Одной из основных жалоб у больных ХОБЛ является кашель. У больных ХОБЛ I ст. он носил перемежающийся характер, у больных ХОБЛ II ст. кашель был выраженным, наблюдался в течение всего дня и сопровождался выделением слизистой вязкой мокротой. Выраженность клинических симптомов оценивали в баллах по Borg G., (1982). У пациентов ХОБЛ I ст. средний балл составил 1,91 ± 0,16, у больных ХОБЛ II ст. - 2,3 ± 0,18 (р<0,05).

Одышка у 7 больных I группы отсутствовала, у остальных 20 была легкой и возникала при быстрой ходьбе. У всех больных II группы одышка была легкой и умеренной. Средний балл у пациентов с ХОБЛ Iст. составил 0,75 ± 0,04, у пациентов с ХОБЛ II ст. - 1,10 ± 0,06 (р<0,01).

Курящих в первой группе было 76%, во второй - 88%. Курящими признавались лица, регулярно выкуривающие 5 и более сигарет в день, бросивших курить - лица, которые не курили последние 6 месяцев и более. У всех курильщиков рассчитывали индекс курящего человека (ИКЧ) по формуле: ИКЧ = (число сигарет, выкуриваемых в день) х 12.Оценка анамнеза курящего человека рассчитывали по формуле: Количество, пачки/лет = общее количество выкуриваемых сигарет в день х число лет курения / 20.

ИКЧ у больных с ХОБЛ I ст. составил 228 ± 16,0, у больных с ХОБЛ IIст. - 292 ± 14,3. Стаж курения (п/лет) у пациентов первой группы составил 29,6 ± 6,7, у пациентов второй группы - 31,4 ± 7,2 (р>0,05).

Электрокардиографическое исследование (ЭКГ) проводилось на 3- х канальном электрокардиографе CARDIOVITAL - 1 (SCHILLER, Австрия) в состоянии покоя, после 20 минутного отдыха пациента. Регистрировали 12 отведений по общепринятой методике.

Выраженных изменений при клиническом исследовании сердечно - сосудистой системы у больных ХОБЛ мы не обнаружили. В первой группе у 2 больных диагностировали синусовую тахикардию и у одного больного предсердную экстрасистолию. На ЭКГ у 18 больных этой группы обнаружили признаки, свидетельствующие об изменении сердца: отклонение электрической оси вправо у 6 больных (22%), р - pulmonale у 4 больных - (14,8%), P в aVL отрицательный у 5 (16,8) больных, выраженный S в V₅ и V₆ - у 5 больных (16,8%), неполная блокада правой ножки пучка Гиса - у 3 больных (11,1%) и гипертрофия правого желудочка - у 2 больных (7,1%).

Во второй группе больных с ХОБЛ II ст. при клиническом исследовании у 7 пациентов (14,1%) обнаружили синусовую и суправентрикулярную тахикардию и у 5 (10,2%) - экстрасистолию. На ЭКГ у 36 больных обнаружили признаки, свидетельствующие об изменении сердца, обусловленные ХОБЛ: отклонение электрической оси сердца вправо у 14 больных (28,6%), р - pulmonale у 16 больных (32,6%), P в aVL отрицательный у 12 больных (24,5%), электрическая ось типа SI - SII - SIII у 5 больных (10,5%), выраженный S в V₅ и V₆ - у 11 больных (22,5%), неполная блокада правой ножки пучка Гиса - у 6 больных (12,2%), гипертрофию правого желудочка - у 12 больных (24,5%). У больных ИБС выявлены рубцовые изменения на ЭКГ у 12 больных (85,7%), A - V блокада и блокада левой ножки пучка Гиса у 5 больных (35,7%).

Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) проводили на аппарате Micromеdical Limited P.O. Box 6, Rochester Kent M E 12 A Z England. Полученные данные сопоставили с должными величинами , рассчитанными по формулам Европейского Сообщества Стали и Угля (ЕССУ), 1993. Анализировали следующие показатели: жизненная емкость легких (ЖЕЛ), форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), индекс Тиффно (TIFN), пиковая скорость выдоха (PEF), мгновенная максимальная скорость выдоха на уровне 75%, 50% и 25% ФЖЕЛ (MEF75, MEF50, MEF25).

Биомеханику малого круга кровообращения исследовали с помощью автоматизированного анализа реограммы легочной артерии (РеоЛА), которую регистрировали на полиграфе “Biomedika” (Италия). На этапе регистрации автоматизация процесса проводилась с помощью пакета прикладных программ “RECORD”, позволяющего адаптировать полиграф “ОТЕ Biomedika” к АЦП PCL - 718, подбирать оптимальную частоту дискретизации, проводить поликанальную регистрацию РеоЛА, кривых сопровождения и калибровочного импульса и формировать базу данных на компьютере IBM - 486. Разработан ППП “RHEOVIEW”. Выделили диастолу и систолу легочной артерии. Диастола включает фазы: время распространения пульсовой волны (РПВ), быстрый (БП) и медленный (МП) приток, систола: эластический (ЭКО)и мышечный компонент оттока (МКО) и капиллярно - венозный отток (КВО). В каждую фазу рассчитывали длительность в секундах, величины скорости (Ом/сек) и силы (Ом/сек²).

Эхокардиографическое исследование (ЭхоКГ) проводили на аппаратах ACUSON 128 XP/10 и SHIMADZU SDU - 500 в в М -, В - и D- режимах. Легочную артерию визуализировали из левой парастернальной позиции. Определяли максимальную (PV) и среднюю скорости потока (V_ср), максимальный (G_мах), и средний (G_ср) градиент давления, интеграл скорости кровотока (TD), время ускорения кровотока (AT), время изгнания из правого желудочка (ET), среднее давление в легочной артерии (DЛА_ср) рассчитывали по формуле Kitabatake et al. (1983): lg ( DЛАср)= - 2.8*AT/ET+2,4.

Анализировали морфометрические параметры левых отделов сердца: конечно - систолический размер (КСР) и конечно - диастолический размер (КДР) и объемы (КСО и КДО), толщину межжелудочковой перегородки (МЖП) и задний стенки левого желудочка (ЗСЛЖ), процент укорочения диаметра (переднезаднего) левого желудочка (%DS) и др.

Центральную гемодинамику анализировали по следующим показателям: конечно - систолический объем (КСО) и конечно - диастолический объем (КДО), ударный (УО) и минутный (МО) объемы, ударный (УИ) и систолический (СИ) индексы фракции выброса (ФВ). Диастолическую функцию левого желудочка анализировали по следующим показателям: максимальные и средние скорости кровотока в раннее (VE и VE_ср.) и позднее (VA и VA_cр.) наполнение, их отношение (VE/VA), максимальные и средние градиенты давления в фазы быстрого наполнения (G_max и G_ср. БН) и систолу левого предсердия (G_max и G_ср СП), интегралы скорости раннего (Е) и позднего (А) наполнения и их отношения (Е/А), конечное диастолическое давление (КДД) по формуле Stork T.A. et al. (1983).

Полученный в результате исследований материал обработан с определением для каждого показателя средней величины (М), среднеквадратичного отклонения и ошибки средней величины (m). Значения представлены в виде М±m. При сравнении данных определялась достоверность результата по параметрическому критерию Стьюдента.

Обработка результатов осуществлялась в среде пакета статистических программ “Statistika” фирмы “StatSoft” (США).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Характеристики функции внешнего дыхания

Статические и динамические дыхательные объемы были изучены у 22 больных ХОБЛ I ст., у 49 больных ХОБЛ II ст., у 14больных ИБС, и 21 здорового. Установлены выраженные изменения статических объемов (табл. 1). Показатель FVC (л) у больных ХОБЛ I ст. уменьшился в среднем на 1,68 л (р < 0,01), у больных ХОБЛ II ст. - на 2,23 л (р < 0,001). У больных ИБС FVC уменьшился в среднем на 1,48 л (р < 0,05), но это уменьшение было менее выраженным (р > 0,05) чем у больных обеих групп. Аналогичные изменения были обнаружены при анализе показателей FEV₁ и TIFN. Но достоверного различия между группами больных ХОБЛ I и II ст. мы не обнаружили. Полученные данные, свидетельствуют о диффузном сужении бронхов в результате отека слизистой, скопления вязкого секрета и ремоделирования бронхиальной стенки. Процентное отношение изученных показателей у больных ХОБЛ I ст. соответствует градации по Р.Ф. Клементу умеренных нарушений (74 - 55%), а у больных ХОБЛ II ст. - градации значительных нарушений (69 - 50%). У здоровых и больных ИБС процентное отношение соответствует градации нормы.

Динамические объемы ФВД имеют некоторое отличие от статических. Абсолютная величина PEF снижена у обследованных всех групп по сравнению со здоровыми: у больных ХОБЛ Iст. на 40,3% (р < 0,001), у больных ХОБЛ II ст. на 49,5% (р < 0,001), у больных ИБС на 38,2% (р < 0,001).

Таблица 1

Показатели статических легочных объемов

Показатели	Здоровые Р1	ХОБЛ I Р2	ХОБЛ II Р3	ИБС Р4	Достоверность
					Р2-Р1	Р3-Р1	Р3-Р2	Р4-Р1
FVC л	4,44±0,27	2,76±0,4	2,21±0,23	2,96±0,12	S	S	nS	nS
FVC %	103,1±12,1	70,2±3,4	68,4 ± 6,9	110 ± 2,46	S	S	nS	nS
FEV1 л/с	3,47 ± 0,63	1,96±0,3	1,72 ± 0,4	2,58 ± 0,2	S	S	nS	nS
FEV1 %	102,2±12,1	64,2±9,3	54,4 ± 7,1	108,1±12,2	S	S	nS	nS
TIFN %	102,4 ± 7,3	84,2±3,3	72,2 ± 4,3	106,1±16,2	nS	nS	S	nS

Примечание: S - статистические значимые (р < 0,01), nS - недостоверные (р >0,01) различия при сравнении групп обследованных.

Но у больных ХОБЛ обеих групп достоверного различия снижения мы не установили. Аналогичные данные имеют место и при анализе относительных величин PEF%. Снижения PEF у больных ХОБЛ свидетельствует о некотором сужении дыхательных путей до долевых бронхов. Снижения PEF у больных ИБС, но меньшее, чем у больных ХОБЛ может свидетельствовать об ослаблении у них усилия, создаваемого при форсированном выдохе.

Показатели MEF₇₅л/с и MEF₇₅% снижены у больных ИБС и ХОБЛ обеих стадий. При достоверном снижении этого показателя у обследованных всех групп по сравнению со здоровыми между ними достоверной разницы не было.

Иные данные получены при анализе величин MEF₅₀, которые мало зависят от усилия. У больных ХОБЛ I ст. этот показатель снизился на 38% (р < 0,01), а у больных ХОБЛ II ст. - на 68% (р < 0, 001). Средние абсолютные величины MEF₂₅ мало информативны. Относительные величины MEF_25% более показательны. У больных ХОБЛ I ст. MEF_25% снизился на 32,4% и у больных ХОБЛ II ст.на 51,3% (р < 0,01). Корреляционный анализ клинических проявлений и данных ЭКГ показал минимальную корреляцию (r = 0,32) между этими параметрами.

Таблица 2

Показатели динамических легочных объемов

Показатели	Здоровые Р1	ХОБЛ I Р2	ХОБЛ II Р3	ИБС Р4	Достоверность
					Р2 -Р1	Р3 -Р1	Р3-Р2	Р4 - Р1
PEFл/с	7,2±0,56	4,31±0,4	3,64±0,5	4,9±0,07	S	S	nS	S
PEF%	88,3±3,3	69,2±4,6	56,2±1,7	71,3±2,9	S	S	nS	S
MEF 75л/с	6,7±0,8	3,43±0,2	2,65±0,6	5,3 ± 1,2	S	S	nS	S
MEF75%	94,3±12,1	58,2±3,2	46,4±0,4	82,3±4,6	S	S	S	nS
MEF50л/с	4,2 ± 0,7	3,2 ± 0,7	2,1 ± 0,6	3,47±0,09	S	S	S	nS
MEF50%	93,6±18,0	48,4±2,1	30,4±2,2	90,2±21,2	S	S	S	nS
MEF25л/с	2,12 ± 0,4	1,3 ± 0,3	0,72 ± 0,2	1,92 ± 0,9	nS	S	nS	nS
MEF25%	93,6±19,1	61,2±5,6	36,3±10,4	96,6 ± 4,2	nS	S	S	nS

Примечание: S - статистические значимые (р < 0,01), nS - недостоверные (р >0,01) различия при сравнении групп обследованных.

Мы предполагаем, что выявленные изменения ФВД у больных ХОБЛ обусловлены воспалительными изменениями бронхиального дерева и развивающейся эмфиземой легких.

Биомеханика малого круга кровообращения была изучена с помощью автоматизированного анализа легочной артерии (РеоЛА). По аналогии с сердечным циклом выделяем систолу и диастолу легочной артерии. Систола включает фазы эластического компонента оттока (ЭКО), мышечного компонента оттока (МКО) и каппилярно - венозного оттока (КВО). Диастола состоит из фаз: время распространения пульсовой волны (РПВ), быстрого (БП) и медленного притока (МП).

Фаза ЭКО обусловлена сокращением эластических структур ЛА и ее разветвлений, растянутых ударным объемом правого желудочка. Длительность этой фазы достоверно была увеличена только у больных ХОБЛ II ст. (13,3%, р < 0,01), но одновременно уменьшился показатель скорости (- 17,9%, р < 0,01). Но эти нарушения компенсируются увеличением силы (+ 26,5%, р < 0,01) следовательно, в фазу ЭКО отсутствуют проявления декомпенсации малого круга.

Фаза МКО связана с сокращением мышечных волокон ЛА и ее разветвлений, увеличивающими кровенаполнение легких. У больных всех групп произошло достоверное увеличение длительности фазы и уменьшение показателей скорости и силы. Например, показатель силы у больных ХОБЛ II ст. составил 0,07 ± 0,005 ом/с² (норма 0,14 ± 0,02 ом/с²) (р < 0,01). Полученные данные свидетельствуют о снижении сократительной способности мышечных волокон ЛА и ее разветвлений у больных ХОБЛ обеих стадий.

Рис. 1 Изменения количественных показателей в фазу КВО у обследованных пациентов

В фазу КВО продолжается отток крови из малого круга в левое предсердие. Диастолическое присасывающее действие ЛЖ обеспечивает перемещение крови в фазу КВО. Кровь из капилляров аэрогемического барьера оттекает через посткапилляры, венулы и вены, богатые сетью ретикулярных и эластических волокон, вплетающихся в стенки альвеол. Поэтому ток крови зависит только от систолы легочной артерии, но и от дыхательных движений.

У больных всех групп количественные показатели фазы КВО достоверно меньше таковых показателей здоровых (рис.1). Мы предполагаем, что выявленные изменения, главным образом у больных ХОБЛ II ст., обусловлено глубокими изменениями легочной ткани: истончение стенок альвеол, образование плохо вентилируемых полостей, повышение сосудистого сопротивления.

Биомеханика диастолы ЛА зависит от систолы правого желудочка, состояние ЛА и ее разветвлений и периферического сопротивления легочных сосудов, которое в свою очередь определяется структурными изменениями легочной ткани и бронхов.

В фазу РПВ выявлено достоверное ее укорочение по сравнению со здоровыми (у больных ХОБЛ I ст. на 12,7%, р < 0,01; у больных ХОБЛ II ст. на 17,2%, р < 0,01; у больных ИБС на 8,2% р < 0,01). У больных ХОБЛ II ст. это уменьшение было более выраженным, но достоверного различия мы не выявили. При анализе параметров биомеханики ЛА в фазу РПВ мы выявили максимальное увеличение показателей скорости у больных ИБС (+ 43,5%, р < 0,01), что может быть проявлением компенсации ХСН I ст. у больных ИБС. У больных ХОБЛ II ст. показатель скорости уменьшился по сравнению со здоровыми на 19,4% (р < 0,01) и с больными ХОБЛ I ст. на 32,4% (р < 0,01).

В фазу БП, отражающую главным образом функцию правого желудочка в фазу максимального изгнания, произошло выраженное ее укорочение: у больных ХОБЛ I ст. по сравнению со здоровыми на 13,1% (р < 0,01) и у больных ХОБЛ II ст. - на 19,1% (р < 0,01 по сравнению со здоровыми и р < 0,01 - с больными ХОБЛ I ст.). Одновременно уменьшился показатель скорости до 3,36 ± 0,12 ом/с (р < 0,01) у больных ХОБЛ I ст. и до 3,21 ± 0,08 ом/с (р < 0,01) у больных ХОБЛ II ст. Показатель силы уменьшился только у больных ХОБЛ II ст. до 0,121 ± 0,02 ом/с² (нормы 0,138 ± 0,01 ом/с², р < 0,01). Полученные данные свидетельствуют о большем нарушении сократительной способности миокарда у больных ХОБЛ, чем у больных ИБС.

Эти данные подтверждаются количественными показателями фазы МП. У больных ХОБЛ II ст. длительность фазы увеличилась до 96,4 ± 2,1 мс (норма 79,9 ± 1,8 мс, р < 0,01), показатель скорости снизился до 2,23 ± 0,03 ом/с (норма 2.41 ± 0,04 ом/с, р < 0,01), и показатель силы уменьшился до 0,09 ± 0,01 ом/с² (норма 0,13 ± 0,01 ом/с², р < 0,01).

Наши данные совпадают с данными многих авторов (Енисеева Е.С., Сизых Т.П., 1968; Соболев В.А., 2002; Larrazet F. et al., 1997 и др.) об изменении функции правого желудочка у больных ХОБЛ. Два фактора определяют это нарушение. Первое - хроническое воспаление бронхиального дерева, развивающаяся эмфизема легких и изменение легочного сопротивления. Второе - нарушение контрактильной функции миокарда правого желудочка и повышение постнагрузки.

Показатели кровотока в легочной артерии обследованных пациентов

Состояние гемодинамики в ЛА изучили с помощью ЭхоКГ в импульсном доплеровском режиме и методом Kitabatake L.A.et al. (1983). Максимальная скорость потока у больных ХОБЛ I ст. достоверно была больше, чем у здоровых и больных ИБС, у которых она была одинаковой (рис.2).



Рис.2 показатели гемодинамики в ЛА у обследованных

Интеграл скорости кровотока в ЛА, отражающий суммарную величину скорости был минимальным у здоровых (рис.2).У больных всех групп он превысил норму. Максимальную величину мы зарегистрировали у больных ХОБЛ II ст. (17,1 ± 0,06 см, норма 13,3 ± 0,19, р < 0,01).

Основным показателем потока крови в ЛА является среднее давление. По нашим данным, у больных ХОБЛ I ст. было выявлено достоверное повышение давления по сравнению со здоровыми на 42.1% (р < 0,01) и у больных ХОБЛ II ст - на 53,1% (р < 0,01). У больных ИБС среднее давление в ЛА превысило давление у здоровых, но оно не достигло величин у больных ХОБЛ. У больных ХОБЛ установлено так же повышение G_max и G_ср. Полученные данные подтверждают нарушения биомеханики ЛА и свидетельствуют об умеренной легочной гипертензии.

Морфометрические изменения левого желудочка у больных ХОБЛ

Дисфункцию миокарда и выявление основных ее причин мы изучили с помощью ЭхоКГ в М - режиме, двухмерной ЭхоКГ и допплерографии. У больных ХОБЛ I ст. только один показатель - средняя скорость укорочения волокон миокарда ЛЖ - достоверно уменьшилась до 1,37 ± 0,03 окр./с (норма 1,53 ± 0,04 окр./с), что свидетельствует о некотором нарушении сократительной способности циркулярного мышечного слоя. У больных ХОБЛ II ст. мы обнаружили достоверное увеличение КДР (54,2 ± 1,3 мм, норма 51,2 ± 0,56, р < 0,01) и ИКДР (27,2 ± 0,7, норма 24,7 ± 0,3, р < 0,01); уменьшение V_cf (окр/с) (р< 0,01) и увеличение левого предсердия. У больных ИБС выявлены те же изменения, но в большей степени.

Показатели центральной гемодинамики у больных ХОБЛ I ст. были в пределах нормы, за исключением ФВ, и ИММ. ФВ уменьшилась на 6,7% (р < 0,01), ИММ увеличился 13,2 г/м² (р < 0,01). У больных ХОБЛ II ст. большинство показателей, за исключением УО и УИ, достоверно изменялись. Так КДО увеличился до 139,7 ± 3,3мл (нормы 126,5 ± 5,4 мл, р < 0,01), КСО - до 43,3 ± 1,2мл (норма 40,2 ± 0,06 мл, р < 0,01), УО - до 94,3 ± 1,6мл (норма 84,3 ±2,7 мл, р < 0,01), ФВ уменьшилась на 10,2% (р <0,01). Параллельно произошло увеличение массы и индекса массы миокарда. Однако обнаруженные изменения не достигли параметров больных ИБС, у которых процесс ремоделирования детально изучен. Например, КДО у больных ИБС равен 150,2 ± 3,1 мл, у больных ХОБЛ II ст. - 139,3 мл (р < 0,01); ФВ у больных ИБС равна 52,2 ± 2,3%, у больных ХОБЛ II ст. 57,2 ± 1,3% (р < 0,01).

Диастола сердца описывается абсолютным большинством авторов как активное расслабление. Но мы придерживаемся другой точки зрения, по которой активное состояние диастолы желудочков объясняется сокращением субэпи - и субэндокардиальных слоев миокарда.

По нашим данным, у больных ХОБЛ I ст. скорость раннего диастолического заполнения нормальная, у больных же ХОБЛ II ст. эта скорость достоверно уменьшилась. При сокращении предсердий показатель скорости увеличился на 8,2% (р < 0,01), что привело к уменьшению показателя VE/VA на 9,1% (р < 0,01) у больных ХОБЛ I ст. и на 14,1% (р < 0,01) у больных ХОБЛ IIст. Аналогично изменяются градиенты максимального и среднего давления быстрого наполнения у больных ХОБЛ. Как компенсаторную реакцию мы рассматриваем усиление сокращения предсердий, проявляющиеся увеличением показателей VA, G_max и G_ср. Таким образом, у больных ХОБЛ имеются признаки диастолической дисфункции.

Проведение исследования функции внешнего дыхания, биомеханики малого круга и сердца позволили разработать систему дифференциальной диагностики стадий ХОБЛ, теоретической основой которой явилось теорема Байесса, примененная в медицине Е.В. Гублером (1978). Система представляется логарифмом отношений вероятностей двух симптомов, названным диагностическим коэффициентом (ДК). Процесс отношения конкретного пациента к соответствующей группе состоит в вычислении параметров функции внешнего дыхания, параметров биомеханики малого круга и миокарда, расчете и накоплении суммы ДК с положительными и отрицательными знаками. По абсолютной сумме ДК определяют стадию ХОБЛ.

Таким образом, состояние больных ХОБЛ определяется не только нарушением ФВД, которые максимальны у больных ХОБЛ, но и существенными нарушениями функции ПЖ, малого круга и ЛЖ. Наши данные подтверждают мнение T.F.Guasp и В.Н.Фатенкова об анатомическом и функциональном единстве миокарда желудочков. При легочном сердце на фоне ХОБЛ начальных стадий идет одновременный процесс в обоих желудочках с параллельным нарушением биомеханики ЛА. По нашим данным, гемодинамические нарушения при ХОБЛ развиваются раньше, чем ФВД, и обусловлены они нарушением гемодинамики, формирующемися при хроническом бронхите и эмфиземе легких. Это имеет значение в познании патогенеза поражения сердечно - сосудистой системы, выработке диагностических критериев и разработке тактики лечения.

ВЫВОДЫ

1. Клинические симптомы, оцениваемые в баллах по шкале Борга, изменения функции внешнего дыхания (достоверные снижения параметров функции внешнего дыхания: FVC₁ до 68,4 %, FEV₁ до 1,72 л/с и 54,4 %,индекса Тиффно до 72,2 %, PEF до 3,64 л/с и до 56,2 % и др.); данные ЭКГ (отклонение электрической оси сердца вправо, р - pulmonale, неполная блокада правой ножки пучка Гиса, гипертрофия правого желудочка), позволяют дифференцировать стадии ХОБЛ.

2. У больных ХОБЛ в систолические фазы эластического и мышечного компонента оттока цикла легочной артерии достоверно снижаются параметры скорости до 0,4 - 1,2 (ом/с), силы до 0,05 (ом/с²) и увеличивается длительность до 230,2 ± 7,1 (мс) и диастолические фазы быстрого и медленного притока уменьшается длительность до 106,3(мс), скорость до 2,23 ± 0,03 (ом/с), и сила до 0,09 ± 0,01 (ом/с²) свидетельствующие о гиподинамии малого круга кровообращения.

3. Параметры кровотока в легочной артерии имеют разнонаправленный характер: у больных ХОБЛ I ст. увеличиваются максимальная и средняя скорости, интеграл скорости и давления в легочной артерии; у больных ХОБЛ II ст. уменьшаются максимальная и средняя скорости, время ускорения кровотока, увеличиваются интеграл скорости и давления в легочной артерии. У больных ИБС повышаются интеграл скорости и давления в легочной артерии, но меньше чем у больных ХОБЛ (р < 0,01 по сравнению с больными ХОБЛ).

4. У больных ХОБЛ выявлены изменения морфометрических показателей левого желудочка, увеличение конечно - диастолического размера до 54,2 мм и размера левого предсердия до 39 мм, показателей систолической функции (уменьшение фракции выброса до 57,2%, увеличение конечно -- диастолического объема до 139 мл) и диастолической (снижение показателей скорости в фазу быстрого наполнения до 0,52 ±0,006 м/с и гиперфункция левого предсердия до 0,40 ± 0,01 м/с).

5. Количественные параметры биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики являются основой разработанной системы автоматизированной дифференциальной диагностики ранних стадий ХОБЛ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При профилактическом обследовании больных с хронической обструктивной болезнью легких необходимо изучение биомеханики малого круга кровообращения, потока крови в легочной артерии и центральной гемодинамики с помощью компьютерного анализа кардиосигналов и ЭхоКГ.

2. Определение количественных показателей функции малого круга кровообращения, легочной артерии и центральной гемодинамики должно использоваться при оценке функционального состояния сердечно - сосудистой системы и дифференциальной диагностике стадий у больных ХОБЛ.

3. Разработанная система автоматизированной диагностики стадий ХОБЛ характеризуется простотой, воспроизводимостью и может быть использована в пульмонологических и терапевтических отделениях больниц и поликлиник для диагностики ранних стадий ХОБЛ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Фатенкова, Е.С. Компьютерный анализ гемодинамики малого круга по данным реографии легкого / Е.С. Фатенкова, О.В. Фатенков // Научные труды Х международного конгресса «Здоровье и образования в ХХI веке» «Инновационные технологии в медицине» 9 - 12 декабря 2009г., РУДН, г. Москва. - С.1131 - 1133.

2. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии / Е.С. Фатенкова // Аспирантский вестник. - 2010. - № 3-4. - С.84-88.

3. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии заболевания / Е.С. Фатенкова // Материалы докладов Всероссийской конференции дипломированных специалистов «Молодые ученые - медицине». - 2010. - С.95 - 97.

4. Фатенкова, Е.С. Биомеханика малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии / Е.С. Фатенкова // Кардиология ПФО возможности и перспективы. - Самара. - 2010. - С.290 - 291.

5. Фатенкова, Е.С. Кровоток и биомеханика легочной артерии у больных ХОБЛ I и II стадии / Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин // Вестник РУДН. - 2010. - №3. - С.133-138.

6. Фатенкова, Е.С. Функциональное состояние малого круга кровообращения у больных хронической обструктивной болезнью легких / Е.С. Фатенкова // Непрерывное профессиональное образование - залог повышения качества медицинской помощи в первичном звене. - Самара. - 2010г. - С.116 - 119.

7. Фатенкова, Е.С. Функциональное состояние малого круга кровообращения у больных ХОБЛ / Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин // Медицинский альманах. - 2011г. - №3. - С.116 - 119.

8. Фатенкова, Е.С. Изменение функции внешнего дыхания и малого круга кровообращения у больных ХОБЛ I и II стадии / Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин, О.В. Фатенков // XXI Национальный Конгресс по болезням органов дыхания. - г. Уфа. - 2011г. - С.376 - 377.

9. Фатенков, О.В. Биомеханика артерий мышечно - эластического типов при хронической сердечной недостаточности / О.В. Фатенков, Е.С. Фатенкова // VI Конгресс Сердечная недостаточность. - г. Москва. - 2011г. - С.63 - 64.

10. Фатенкова, Е.С. Способ оценки нарушений гемодинамики в малом круге кровообращения у больных ХОБЛ путем автоматического анализа реографии легочной артерии /Е.С. Фатенкова, И.Л. Давыдкин // Удостоверение на рационализаторское предложение №188 от 16.12 2011г., выдано ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

БН - быстрое наполнение

БП - быстрый приток

ВЖД - внутрижелудочковое давление

ВПК - внутрижелудочковое перемещение крови

ДЛА - давление в легочной артерии

ДД - диастолическая дисфункция

ДП - диастола левого предсердия

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИКЧ - индекс курящего человека

ИММ - индекс массы миокарда

КВО - капиллярно-венозный отток

КДД - конечное диастолическое давление

КДО - конечно-диастолический объем левого желудочка (мл)

КДР - конечно-диастолический размер левого желудочка (мм)

КИ - кумулятивный индекс

КСО - конечно-систолический объем левого желудочка (мл)

КСР - конечно-систолический размер левого желудочка (мм)

ЛА - легочная артерия

ЛЖ - левый желудочек (мм)

ЛП - левое предсердие (мм)

МКО - мышечный компонент оттока

ММ - масса миокарда (г)

МО - минутный объем

МП - медленный (сердечный) приток

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов

ОФВ₁ - объем форсированного выдоха за 1 сек.

ПЖ - правый желудочек

ПК - постинфарктный кардиосклероз

ППП - пакет прикладных программы

РеоЛА - реография легочной артерии

РПВ - распространение пульсовой волны

СИ - систолический индекс

ССН - стабильная стенокардия напряжения

СП - систола предсердий

ТМДП - трансмитральный диастолический поток

УО - ударный (систолический) объем

ФВ - фракция выброса

ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких

ФК - функциональный класс

ХЛС - хроническое легочное сердце

ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких

ХСН - хроническая сердечно-сосудистая недостаточность

ЭОС - электрическая ось сердца

ЭхоКГ - эхокардиография

А - максимальная скорость трансмитрального потока во время СП (м/с)

AT - время ускорения кровотока (мс)

AV - максимальная скорость в фазу систолы правого предсердия (м/с)

FEV₁ -см. ОФВ₁

FVC -см. ФЖЕЛ

G_мах - максимальный градиент давления (мм рт.ст.)

G_ср - средний градиент давления (мм рт.ст.)

Е - максимальная скорость трансмитрального потока в период раннего наполнения левого желудочка (м/с)

Е/А - соотношение максимальных скоростей трансмитрального потока

ET - время изгнания из правого желудочка (мс)

MEF₇₅ - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 75% ФЖЕЛ

MEF₅₀ - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 50% ФЖЕЛ

MEF₂₅ - мгновенная объемная скорость в момент выдыхания 25% ФЖЕЛ

% DS - процент укорочения диаметра (переднезаднего) левого желудочка

PEF - пиковая или максимальная скорость форсированного выдоха

PV - максимальная скорость потока (м/с)

RV - максимальная скорость в фазу БН (м/с)

RV/AV - отношение максимальных скоростей (отн. Ед)

V_ср - средняя скорость потока (м/с)

V_cf - средняя скорость укорочения волокон миокарда ЛЖ (окр./с)

VA/AV - отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом предсердии (отн. Ед)

VE/VR - отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом желудочке (отн. Ед)

Размещено на Allbest.ru