Диагностическое значение стандартных и модифицированных эхокардиографических критериев некомпактного миокарда левого желудочка

ДИ — доверительный интервал, ЗБдиаст — модифицированный эхокардиографический критерий некомпактного миокарда левого желудочка, определяемый в заднебоковой стенке в конце диастолы, ЗБсист — модифицированный эхокардиографический критерий некомпактного миокарда левого желудочка, определяемый в заднебоковой стенке в конце систолы, ЛЖ — левый желудочек, масса-НМ — МРТ-критерий Grothoff некомпактного миокарда ЛЖ, при котором определяется индексированная масса некомпактного миокарда, МРТ — магнитно-резонансная томография, МЭК — модифицированный эхокардиографический критерий, Н/К — отношение некомпактного слоя миокарда ЛЖ к компактному, НМ — некомпактный миокард, ОП — отношение правдоподобия, ОП- — ОП для отрицательных результатов теста, ОП+ — ОП для положительных результатов теста, ПБдиаст — модифицированный эхокардиографический критерий НМ ЛЖ, определяемый в переднебоковой стенке в конце диастолы, ПБсист — модифицированный эхокардиографический критерий НМ ЛЖ, определяемый в переднебоковой стенке в конце систолы, ПНКМП — первичная некомпактная кардиомиопатия, процент-НМ — МРТ-критерий Grothoff НМ ЛЖ, при котором определяется масса НМ в процентах, СНМ — синдром НМ, Сп — специфичность, СЭК — стандартный эхокардиографический критерий, Чв — чувствительность, ЭхоКГ — эхокардиография/эхокардиографические, ROC — операционная характеристическая кривая.

Введение

Несмотря на большой научный интерес к проблемам диагностики некомпактного миокарда (НМ), эта патология остается одной из малоизученных [1]. Согласно рекомендациям Европейского общества кардиологов, НМ относится к неклассифицируемой кардиомиопатии [2], основным отличительным признаком которой является наличие характерного двухслойного строения миокарда левого желудочка (ЛЖ), состоящего из губчатого неоднородного некомпактного слоя, расположенного эндокардиально, и компактного эпикардиального слоя [3].

Разнообразие эхокардиографических (ЭхоКГ) критериев и отсутствие золотого неинвазивного диагностического стандарта часто приводит к гипо- или гипердиагностике НМ [4]. Кроме того, увеличение массы некомпактного слоя может наблюдаться на фоне гемодинамической перегрузки ЛЖ при различных клинических ситуациях: на фоне дилятационной кардиомиопатии, при беременности, у атлетов [5][6]. Некомпактность ЛЖ, определяемая при ЭхоКГ как отношение трабекулярного слоя к компактному >2, которая встречается не только при первичной некомпактной кардиомиопатии (ПНКМП), но и на фоне другой кардиальной патологии, обозначается термином “синдром некомпактного миокарда” (СНМ) [7].

Противоречивые данные о самостоятельности термина ПНКМП и прогностическом значении CНМ, а также ограниченные возможности использования магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве скрининга требуют поиска доступного информативного способа неинвазивной диагностики НМ [8][9][10][11].

Цель исследования — изучить диагностическое значение стандартных ЭхоКГ-критериев (СЭК) и модифицированных ЭхоКГ-критериев (МЭК) НМ по сравнению с современными МРТ-критериями, а также разработка ультразвуковых критериев с высокой специфичностью для точной диагностики СНМ.

Материал и методы

В исследование включено 37 пациентов с НМ в период с 03.09.2013г по 28.08.2019г: 19 (51,4%) женщин и 18 (48,6%) мужчин в возрасте 18-69 лет. Средний возраст пациентов был 37,7±12,6 лет. ЭхоКГ-исследование выполнено на базе отдела фундаментальных и прикладных аспектов ожирения ФГБУ “НМИЦ ТПМ” Минздрава России. Исследование проведено в соответствии с принципами Хельсинкской Декларации, согласно стандартам надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice). Протокол исследования был одобрен этическим комитетом ФГБУ “НМИЦ ТПМ” Минздрава России. Все пациенты, принимавшие участие в исследовании, получили и подписали информированное согласие.

Критерии включения были следующие: возраст >18 лет; наличие любого из трех СЭК НМ: Chin TK, et al. [3], Jenni R, et al. [7], Stöllberger C, et al. [12]; согласие пациента на диагностическое исследование и обработку данных. Критерии исключения: отказ от проведения ЭхоКГ и/или МРТ.

Наличие НМ подтверждали с помощью МРТ-исследования, которое было проведено всем пациентам. У 4 (10,8%) пациентов для улучшения визуализации границы компактного слоя миокарда ЛЖ проводили контрастную ЭхоКГ. Семейную форму НМ имели 30 (81,1%) пациентов. У всех пациентов проводили сбор анамнеза, физикальный осмотр, измерение роста (см) и веса (кг).

ЭхоКГ. Все ЭхоКГ-исследования проводили на аппарате Philips iE-33 (Bothell, США). Использовался ультразвуковой фазированный датчик X5-1. Пациент находился в горизонтальном положении на левом боку. Количественная оценка структурно-функциональных показателей сердца проводилась в М- и В-режимах, согласно рекомендациям Американского общества эхокардиографии [13]. Фракция выброса ЛЖ рассчитывалась в процентах методом сложения дисков по модифицированному правилу Симпсона. Проводилось измерение следующих ультразвуковых показателей структуры сердца: конечно-диастолический размер ЛЖ, толщина межжелудочковой перегородки и задней стенки ЛЖ на уровне створок митрального клапана в диастолу, переднезадний размер правого желудочка, который измеряли в парастернальной проекции по длинной оси. Ультразвуковую диагностику НМ проводили по СЭК: Chin TK, et al. (1990) [3], Jenni R, et al. (2001) [7], Stӧllberger C, et al. (2013) [12]. Согласно критериям Jenni, измеряли линейный размер некомпактного и компактного слоев миокарда ЛЖ в конце систолы по короткой оси парастернальной проекции в месте максимальной толщины губчатого миокарда [7]. Диагноз НМ по критерию Jenni устанавливался при следующих признаках: наличие двухслойного миокарда при соотношении НМ к компактному (Н К) >2, наличие патологических трабекул с глубокими межтрабекулярными щелями, заполняемыми кровью из полости ЛЖ и визуализируемыми при цветном картировании, отсутствие другой врожденной аномалии.

Толщину миокарда ЛЖ согласно критерию Chin измеряли в конце диастолы в парастернальной проекции по короткой оси. Диагностически значимым для НМ считали соотношение компактного слоя к некомпактному ≤0,5 [3].

Диагноз НМ по критерию Stollberger устанавливали при наличии двухслойного миокарда ЛЖ без количественной оценки выраженности некомпактного слоя, >3 патологических апикальных трабекулах ЛЖ, визуализации кровотока в межтрабекулярных щелях при цветном картировании [12].

Кроме того, диагностику НМ проводили по разработанному нами протоколу: измеряли толщину компактного и некомпактного слоев миокарда ЛЖ в 3- и 4-камерной верхушечных проекциях в систолу и диастолу. Измерение линейных размеров толщины слоев миокарда проводили в сегменте с наиболее выраженным некомпактным слоем миокарда на базальном, срединном или верхушечном уровнях в области переднебоковой и заднебоковой стенок в конце систолы и диастолы. Измерения НМ слоя в области верхушечного сегмента (apex) ЛЖ, определяемого по 17-сегментной схеме Американского общества эхокардиографии, не проводили в связи с некорректностью оценки в этой локализации [13]. Таким образом, получили следующие МЭК НМ ЛЖ:

1. Н/К ≥2 в 3-камерной проекции в любом сегменте заднебоковой стенки ЛЖ в конце диастолы (ЗБдиаст) (рисунок 1а),

2. Н/К ≥2 в 3-камерной проекции в любом сегменте заднебоковой стенки ЛЖ в конце систолы (ЗБсист) (рисунок 1б),

3. Н/К ≥2 в 4-камерной проекции в любом сегменте переднебоковой стенки ЛЖ в конце систолы (ПБсист),

4. Н/К ≥2 в 4-камерной проекции в любом сегменте переднебоковой стенки ЛЖ в конце диастолы (ПБдиаст).

При необходимости для более точного определения границы слоев миокарда ЛЖ проводили измерение с локальным увеличением изображения (так называемый режим “ZOOM”) (рисунок 2).

При неудовлетворительном акустическом окне для улучшения визуализации границы некомпактного и компактного слоев миокарда ЛЖ внутривенно, струйно, дробно вводили транспульмональный ультразвуковой контрастный препарат серы гексафторид (SonoVue, Bracco, Италия) в дозе 2,5 мл с последующим введением 0,9% раствора хлорида натрия в количестве 5 мл (рисунок 3).

Для сравнительного анализа ЭхоКГ-критериев и верификации диагноза применяли МРТ-критерии Grothoff M, et al. [14]:

• отношение в процентах массы НМ ЛЖ к общей массе ЛЖ >25% (процент-НМ),
• отношение индексированный массы НМ к площади поверхности тела >15 г/м² (масса-НМ),
• отношение Н/К >3 в одном из сегментов (1-3, 7-16),
• отношение Н/К >2 в одном из сегментов (4-6).

При оценке НМ верхушечный сегмент ЛЖ (apex), определяемый по 17-сегментарной схеме, в области верхушки не учитывался [13].

Статистический анализ данных проводили с помощью пакета MS Office Excel и SPSS Statistics 21.0 (США).

Характер распределения количественных показателей оценивали с помощью теста Колмогорова-Смирнова. Количественные величины выражались как среднее ± стандартное отклонение (M±SD). Для оценки ультразвуковых критериев НМ определяли их специфичность (Сп) и чувствительность (Чв). Для сравнительной оценки диагностической значимости ЭхоКГ-критериев НМ использовали коэффициент отношения правдоподобия (likelihood ratio). Отдельно рассчитывали отношение правдоподобия для положительных результатов теста (ОП+) и отношение правдоподобия для отрицательных результатов теста (ОП-). При сравнении двух независимых групп по одному признаку (непараметрическое распределение) были использованы методы непараметрической статистики (классический критерий χ2 Пирсона). Для сравнительной оценки диагностической точности и определения оптимального отношения Н К для МЭК НМ использовали анализ операционной характеристической кривой (ROC-кривой).

Уровень значимости p принимали равным 0,05, что соответствует критериям, принятым в медико-биологических исследованиях.

Результаты

В исследование включено 30 (81,1%) пациентов с семейной формой НМ и 7 (18,9%) — со спорадической. Среди пациентов с семейной формой НМ ПНКМП диагностирована в 60% случаев, СНМ — в 40%. Среди клинических состояний, связанных с неблагоприятным прогнозом при НМ, хроническая сердечная недостаточность имела место у всех пациентов со спорадической формой и более чем в половине случаев (57%) при семейной форме; желудочковая тахикардия при спорадической форме выявлена у 43% пациентов и у 20% при семейной, кардиовертер-дефибриллятор имплантирован двум пациентам с семейной формой и одному со спорадической, внезапная сердечная смерть зарегистрирована у 1 пациента с семейной формой и у 1 пациента со спорадической. При семейной форме НМ желудочковая экстрасистолия была диагностирована у 8 (26,7%) пациентов, при спорадической форме — у 3 (42,9%) пациентов.

При анализе ЭхоКГ структурно-функциональных показателей левых камер сердца у пациентов с НМ (n=37) выявлено увеличение среднего индексированного объема левого предсердия (42,3±26,1 мл/м²); увеличение средней индексированной массы миокарда (157,7±60,5 г/м²); снижение средней ранней диастолической скорости движения митрального клапана (6,4±2,4 см/с); увеличение среднего отношения между скоростью раннего диастолического трансмитрального потока и ранней скоростью движения митрального клапана (14,7±9,5); снижение систолической функции ЛЖ, определяемой по средней фракции выброса ЛЖ (43,6±14,9%).

В таблице 1 представлен сравнительный анализ ЭхоКГ-показателей структуры и функции левых отделов сердца и правого желудочка у пациентов с ПНКМП и СНМ. Линейные размеры левого предсердия, ЛЖ, выносящего отдела правого желудочка, толщина и масса миокарда, показатели систолической и диастолической функций ЛЖ у пациентов с ПНКМП и СНМ статистически значимо не различались.

Для оценки диагностической значимости ЭхоКГ при НМ вычислили Сп, Чв и ОП ультразвуковых критериев НМ, а также критерии НМ, рассчитанные по предлагаемому в настоящей работе протоколу (рисунки 4а и 4б).

Как видно из данных, представленных на рисунке 4а, СЭК НМ характеризуются низкой Сп и Чв, при комбинировании различных СЭК Чв увеличивается (60-75%), но уменьшается Сп (6-29%). ОП+ >1 был только при критерии Chin при ОП- =0,85. Среди СЭК средняя Чв составила 60%, средняя Сп — 35%.

На рисунке 4б представлены данные о Чв, Сп, ОП+ и ОП- для МЭК критериев НМ, а также различных комбинаций этих критериев. На рисунке 4б показано, что наибольшая Сп (82,4%) среди МЭК НМ относительно МРТ-критерия Petersen была у критерия ЗБдиаст при Чв 50%. Среди МЭК наибольшее ОП+ было у ЗБдиаст (2,84). Комбинирование МЭК приводит к увеличению Чв за счет снижения Сп (рисунок 4б). У МЭК средняя Чв была 43%, средняя Сп — 54%.

При использовании в качестве эталона МРТкритерия процент-НМ диагностическая значимость как отдельных, так и различных комбинаций СЭК была низкая (ОП+ <3). При этом средняя Чв СЭК (Chin, Jenni, Stollberger) составила 77%, средняя Сп — 46%. Наиболее информативными критериями НМ среди МЭК были ПБдиаст (ОП+ =4,13, ОП- =0,37, Чв — 69%, Сп — 83%), ПБсист (ОП+ =3,15, ОП- =0,11, Чв — 92%, Сп — 71%), ЗБдиаст (ОП+ =2,98, ОП- =0,48, Чв — 62%, Сп — 79%) (рисунок 5).

При использовании в качестве эталона МРТкритерия масса-НМ ОП+ для СЭК было в пределах от 1 до 2, ОП- от 0,74 до 0,37. Среди МЭК наиболее информативными критериями НМ были ПБсист (ОП+ =6,67, ОП- =0,37, Чв — 67%, Сп — 90%), ПБдиаст (ОП+ =3,34, ОП-=0,42, Чв — 41%, Сп — 80%) (рисунок 6).

Для сравнительного анализа МРТ и ЭхоКГкритериев НМ также использовали различные комбинации МРТ-критериев. При сочетании двух МРТ-критериев НМ Grothoff (масса-НМ + процент-НМ) наиболее информативным ЭхоКГкритерием НМ был ПБсист (ОП+ =5,79, ОП- =0,4, Чв — 64%, Сп — 89%) (рисунок 7). Наибольшее статистически значимое ОП+ среди ЭхоКГ-критериев НМ, сравниваемых относительно сочетания четырех МРТ-критериев Grothoff, было для ЗБдиаст (ОП+ =2,59, ОП- =0,55, Чв — 57%, Сп — 78%) (рисунок 8). С увеличением суммарного числа МРТ-критериев НМ, взятых в качестве эталона, наблюдали снижение диагностической точности ЭхоКГ критериев. Это можно объяснить тем, что комбинация МРТ-критериев, как и ЭхоКГ-критериев может приводить к снижению Сп исследования. Таким образом, в качестве эталона на данный момент, видимо, целесообразно использовать МРТ-критерии Grothoff, рассчитанные по проценту массы или индексированной массы НМ.

Для сравнительного статистического анализа наиболее информативных ЭхоКГ-критериев НМ провели ROC-анализ (рисунок 9). Для ПБдиаст площадь под ROC равнялась 0,782, 95% доверительный интервал (ДИ): 0,613-0,951; p=0,005; для ПБсист — 0,849 (ДИ: 0,715-0,984); р=0,001, для ЗБдиаст — 0,809 (ДИ: 0,666-0,952); р=0,002); для ЗБсист — 0,812 (ДИ: 0,673-0,952); р=0,002 (таблица 2).

Для определения оптимального баланса Сп и Чв для четырех МЭК НМ провели вычисление советующего коэффициента Н/К. В 4-камерной верхушечной проекции при измерении в области переднебоковой стенки в систолу для Н/К =2,3 Чв составила 62% при Сп 92% (критерий ПБсист с Н/К =2,3), в заднебоковой проекции в систолу для отношения Н/К =2,2 Чв — 62% при Сп 83% (критерий ЗБсист с Н/К =2,2), в заднебоковой проекции в диастолу для отношения Н/К =2,1 Чв — 46% при Сп 96% (критерий ЗБдиаст с Н/К =2,1), в переднебоковой проекции в диастолу для отношения Н/К =2,1 Чв — 54% при Сп 88% (критерий ПБдиаст с Н/К =2,1).

Обсуждение

Исследования, на основании которых разработаны существующие общепринятые ультразвуковые критерии НМ, характеризуются большой вариабельностью по количеству включенных пациентов, их возрасту, используемым для диагностики ЭхоКГ проекциям [3, 7, 12]. В нашем исследовании мы разработали универсальные ЭхоКГ-критерии НМ, основанные на приемлемом количестве пациентов, учитывая сравнительно редкую распространенность данной патологии (таблица 3).

Существенным ограничением ЭхоКГ в сравнении с МРТ при оценке структурных изменений ЛЖ является неудовлетворительная визуализация миокарда [15]. Для устранения ограничений, свойственных ультразвуковым исследованиям и имеющимся в предыдущих исследованиях, для лучшей визуализации границы некомпактного и компактного слоев миокарда ЛЖ мы использовали транспульмональный контрастный препарат. Кроме этого, при разработке МЭК мы пытались устранить и другие ограничения, связанные с методикой проведения ЭхоКГ, используя как конечно-систолическую, так и конечно-диастолическую фазы сердечного цикла для измерения отношения Н К, а также наиболее удобные верхушечные проекции сканирования ЛЖ с технической точки зрения, которые рутинно используются при скрининговом и экспертном протоколах (таблица 3).

В связи с тем, что при сопоставимых Сп и Чв сложно сравнивать несколько диагностических критериев, использовали коэффициент ОП, в основе которого лежит сравнение шансов. ОП+ характеризует во сколько раз шанс положительного результата теста у больных выше, чем у здоровых, при этом результат ≤1 указывает на бесполезность теста. Соответственно ОП- показывает во сколько раз шанс отрицательного теста у больных выше, чем у здоровых.

Учитывая, что одного общепризнанного МРТкритерия диагностики НМ не существует, мы выбрали, с одной стороны, наиболее информативные, в основе которых лежит оценка массы НМ ЛЖ [14], а с другой стороны, наиболее распространенный в практическом здравоохранении критерий Petersen, в основе которого лежит оценка отношения Н/К [8].

В результате статистического анализа было показано, что МЭК обладают большей диагностической значимостью в сравнении с СЭК, что может служить основанием для дальнейшего изучения возможности применения МЭК в клинической практике. Значение ОП+ <3, полученное для критериев Chin, Jenni и Stollberger, соответствует низкому уровню диагностической значимости и требует уточнения их роли в алгоритме диагностики НМ.

При сравнении СЭК с различными МРТ-критериями наибольшая диагностическая значимость СЭК была относительно МРТ-критерия, оценивающего процентную долю НМ, но при этом при сравнительно высокой Чв оставался недостаточным уровень Сп. В качестве скрининга НМ может быть полезным критерий ЗБсист с соотношением Н/К =2,2 (Чв — 62% при Сп 83%), критерий Пбсист с соотношением Н/К =2,3 (Чв — 62% при Сп 93%).

В связи с тем, что визуальная качественная оценка выраженности некомпактного слоя проводится в стандартных проекциях (верхушечная, 3- и 4-камерные), которые необходимы даже при фокусной ЭхоКГ, продолжительность ультразвукового исследования сердца не должна существенно увеличиться. При выявлении любого из 4-х критериев МЭК целесообразно было бы указывать в протоколе заключения наличие СНМ у пациента, что может быть основанием для проведения углублённого исследования и дальнейшего динамического наблюдения пациента в зависимости от клинической ситуации. При углубленном исследовании для верификации диагноза проводится МРТ сердца с измерением индексированной массы или процента массы НМ, а также генетический скрининг. Количественная оценка (вычисление Н/К и/или суммы сегментов с НМ) МЭК особенно важна при динамическом наблюдении пациента на фоне хронической гемодинамической перегрузки ЛЖ или при наличии прогностически неблагоприятных состояний: хроническая сердечная недостаточность, тромбоэмболические события, выраженные нарушения ритма. При выявлении выраженной трабекулярности ЛЖ, но не удовлетворяющей критериям СНМ (Н/К >2), может быть полезным указание локализации и/или количества сегментов, особенно у прямых родственников пациента.

Кроме выраженного некомпактного слоя миокарда ЛЖ, у пациентов с НМ часто диагностируются и другие структурно-функциональные изменения левых камер сердца, такие как гипертрофия и дилатация ЛЖ, снижение систолической и нарушение диастолической функций ЛЖ [4, 16]. Требуется дальнейшее изучение прогностического значения различных фенотипов ремоделирования ЛЖ при НМ с помощью современных режимов ультразвуковой визуализации миокарда, таких как speckle tracking, контрастного усиления для более точной оценки систолической и регионарной сократительной функций ЛЖ [17][18].

Заключение

Относительно современных МРТ-критериев НМ диагностическая точность общепринятых ЭхоКГ-критериев характеризуется умеренной Чв и низкой Сп. С целью увеличения Сп ультразвуковой диагностики НМ при решении вопроса о проведении МРТ может быть полезным использование МЭК с более жесткими критериями некомпактности миокарда: для критерия ЗБсист соотношение Н/К =2,2, для критерия Пбсист соотношение Н/К =2,3.

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