Роль магнитно-резонансной томографии сердца в прогнозе неблагоприятного ремоделирования левого желудочка: ретроспективный анализ после хирургического лечения ишемической кардиомиопатии

Многочисленные исследования демонстрируют, что комбинированное хирургическое лечение ишемической кардиомиопатии (ИКМП), включающее реваскуляризацию, коррекцию формы левого желудочка (ЛЖ) и устранение митральной недостаточности, при необходимости, обеспечивает лучшие клинические исходы, чем консервативная терапия [1][2]. Реконструкция ЛЖ, уменьшая объем его полос­ти, снижает напряжение в стенке сердца в соответствии с законом Лапласа, оптимизирует энергозатраты миокарда [3].

Однако у части пациентов в отдаленном периоде после оперативного лечения наблюдается продолженное, т.е. неблагоприятное ремоделирование (НР) ЛЖ [4], ассоциированное с плохим прогнозом (Mele D) [5].

Основным механизмом дисфункции ЛЖ у пациентов с ИКМП является потеря сократительной способности кардиомиоцитов, прежде всего в зоне повреждения после инфаркта миокарда (ИМ). Ключевым звеном патогенеза выступает механическая асинхронность — нарушение координации сокращений между инфарцированными и сохранными сегментами миокарда. Асинхронное сокращение снижает суммарную насосную функцию ЛЖ, провоцирует расширение полости ЛЖ, увеличение напряжения стенки сердца, усугубляет сократительную дисфункцию [6][7]. Существенный вклад вносит также изменение геометрии ЛЖ [8].

Традиционные методы визуализации не позволяют достаточно точно оценить механику сердца из-за сложной пространственной ориентации и распределения мышечных волокон в продольном и циркулярном направлениях [9]. Новые методики, основанные на оценке деформации и ее скорости, вероятно, более точно отражают вну­тренние показатели сократительной способности миокарда и вносят вклад в понимание механики сердца.

Современные технологии магнитно-­резонансной томографии (МРТ) позволяют не только выявлять наличие и степень ремоделирования сердца. Такие методы, как визуализация с кодированием деформации или отслеживание признаков после обработки, дают возможность количественно оценить деформацию миокарда для получения информации, сопоставимой с данными эхокардиографической визуализации [10].

Прогностическая значимость деформации миокарда на основе данных МРТ у пациентов с сердечной недостаточностью (СН) и сниженной фракцией выброса (ФВ) ЛЖ в настоящее время активно изучается. Анализ данных МРТ сердца продемонстрировал, что показатели деформации миокарда у таких пациентов достоверно ниже, чем в группе с нормальной ФВ ЛЖ [11]. Была выявлена четкая зависимость между степенью нарушения деформации миокарда и частотой неблагоприятных событий [12].

Однако существующие на сегодняшний день критерии не позволяют в полной мере прогнозировать отдаленные исходы и оптимально отбирать пациентов с ИКМП для оперативного вмешательства. Вопрос прогнозирования постоперационного НР сердца с помощью методов лучевой диагностики остается малоизученным, а количество публикаций на эту тему ограничено.

В связи с этим целью данного исследования была оценка прогностической значимости МР-томо­графических показателей сердца, в т.ч. параметров деформации ЛЖ, в аспекте НР в среднесрочном периоде после хирургического вмешательства у пациентов с ИКМП.

Материал и методы

Настоящее исследование носит ретроспективный одноцентровой характер и является post-hoc анализом научного исследования "Разработка и оценка эффективности способа формирования полости ЛЖ сердца у пациентов с переднеперегородочными аневризмами при его реконструкции по методу Menicanti".

Исследование было одобрено локальным комитетом по биомедицинской этике (протокол № 210 от 18 февраля 2021г) и проведено в соответствии с этическими нормами, изложенными в Хельсинкской декларации с пересмотром 2008г. Все пациенты дали информированное согласие на участие в исследовании. Анализ МРТ сердца был выполнен на оборудовании Центра коллективного пользования научно-­исследовательского оборудования "Медицинская геномика" Томского НИМЦ.

Критериями включения в исследование являлись: ФВ ЛЖ <40% по данным трансторакальной эхокардиографии (ТТЭхоКГ); конечно-­систолический индекс ЛЖ >60 мл/м² по данным эхокардиографии (ЭхоКГ); СН II-IV функционального класса по NYHA, ИМ в анамнезе и многососудистое гемодинамически значимое атеросклеротическое поражение коронарных артерий. Критерии невключения: пороки сердца различного генеза, повторные острые ИМ, пациенты с острым нарушением мозгового кровообращения. Из анализа исключали пациентов с низким качеством МРТ-изображений. Всем пациентам была проведена оценка факторов риска при кардиохирургических вмешательствах по шкале EuroSCOR E. За 3-5 дней перед плановым оперативным вмешательством (коронарным шунтированием, реконструкцией ЛЖ и коррекцией митрального клапана при необходимости) пациентам, отобранным для участия в исследовании, выполняли МРТ сердца с парамагнитным контрастным усилением. Для выявления НР ЛЖ (увеличения конечно-­диастолического индекса ЛЖ или снижение его ≤10% относительно раннего послеоперационного периода) была проведена ТТЭхоКГ в ранний после­операционный период и через 9-24 мес. после хирургического лечения [13]. В зависимости от полученных результатов, пациенты были разделены на две группы: пациенты без НР ЛЖ (НР ЛЖ-) и пациенты с НР ЛЖ (НР ЛЖ+), с последующим изучением парамет­ров сердца в разных группах.

МРТ сердца с контрастированием проведено на магнитно-­резонансном томографе Vantage Titan (Toshiba) 1,5 Тл с электрокардиографической синхронизацией и получением изображений миокарда по короткой и длинной осям, до и после введения контрастного препарата (Гадовист из расчета 0,2 мл на 1 кг массы тела пациента). Протокол МРТ-исследования включал Т1-, Т2-взвешенные последовательности для оценки состояния миокарда, динамические SSFP-последовательности для оценки объемов и функции камер сердца, градиентные последовательности инверсия-­восстановление (GR-IR) для выявления участков патологического контрастирования. Время инверсии подбиралось индивидуально. Оценка осуществлялась с учетом 17-сегментной системы топической характеристики миокарда ЛЖ. Постпроцессорная обработка МР изображений проводилась на рабочей станции Advantage Workstations (GE Healthcare, США) c применением специализированного программного обеспечения CVI42 (Circle Cardiovascular Imaging Inc., Канада). Для расчета использовали конечно-­систолический индекс ЛЖ, конечно-­диастолический индекс ЛЖ, ФВ ЛЖ, индексированный объем левого предсердия (ЛП), индексированную массу миокарда ЛЖ, глобальный размер ИМ (IS – размер ИМ, выраженный в % от общей массы миокарда ЛЖ), показатели деформации ЛЖ. Проводили оценку количества сегментов с патологическим отсроченным контрастированием и сегментов с высокой трансмуральностью (с включением парамагнетика >50% толщины стенки ЛЖ). Эндокардиальный и эпикардиальный контуры ЛЖ были выделены с помощью совместного метода автоматической идентификации с использованием искусственного интеллекта и ручной корректировки. Программное обеспечение автоматически генерировало параметры деформации ЛЖ: глобальной продольной (GLS) и радиальной (GRS).

Эхокардиографическое исследование проводилось с применением одной из ультразвуковых систем: Vivid-7 Demension, Vivid-7 Expert; Vivid E9 (GE Healthcare, США). ЭхоКГ-параметры оценивались в обе фазы сердечного цикла, как в абсолютных цифрах, так и индексированных к площади поверхности тела.

Статистическая обработка. Проверку нормальности распределения параметров проводили с использованием критерия Шапиро-­Уилка, сравнение непрерывных переменных между двумя независимыми группами — с использованием непараметрического U-критерия Манна-­Уитни. Категориальные данные представлены в виде абсолютных значений и процентов (n, %). Для оценки взаимосвязей между количественными признаками, не подчинявшимися нормальному распределению, был использован коэффициент ранговой корреляции Спирмена (ρ). Силу корреляционной связи оценивали по шкале Чеддока, где 0,3-0,5 — умеренная; 0,5-0,7 — средняя (заметная); 0,7-0,9 — высокая связь. Для определения диагностической ценности параметров применялся ROC-анализ с расчетом площади под кривой (AUC). Качество прогностической модели оценивалось следующим образом: AUC <0,7 — низкое, 0,7≤ AUC <0,8 — умеренное, AUC ≥0,8 — высокое. Для наиболее значимых признаков (AUC >0,8) были рассчитаны чувствительность (Se) и специфичность (Sp).

Учитывая поисковый, пилотный характер исследования, размер выборки предварительно не рассчитывался. Для выявления факторов, ассоциированных с развитием конечной точки, был первоначально проведен однофакторный анализ. Все переменные, продемонстрировавшие статистически значимую связь с конечной точкой в однофакторном анализе (p<0,05), были включены в последующий многофакторный анализ для оценки их независимого прогностического вклада. Результаты представлены в виде отношений шансов с 95% доверительным интервалом. Статистическая значимость в многофакторных моделях определялась при p<0,05.

Результаты

Всего в исследование было отобрано 29 пациентов с ИКМП (средний возраст 59,4±9,4 лет), их клиническая характеристика представлена в таблице 1.

В выборке преобладали пациенты мужского пола (97,2%). Среднее значение EuroSCORE составило 5,0±1,4 баллов.

При сравнительном анализе установлено, что группы пациентов без НР ЛЖ (НР ЛЖ-, n=22) и с НР (НР ЛЖ+, n=7) в сроки 9-24 мес. после оперативного вмешательства исходно были сопоставимы по возрасту, функциональному классу стенокардии, баллам шкалы рисков оперативного вмешательства EuroSCORE (5,0±1,5 vs 5,5±0,5, p=0,12), а также объему оперативного вмешательства (табл. 2).

Результаты ТТЭхоКГ в ранние сроки после оперативного вмешательства и через 9-24 мес. представлены в таблице 3.

Как показано в таблице 3, исходно у пациентов обеих групп значения конечно-­диастолического объема и конечно-­систолического объема, ФВ ЛЖ статистически значимо не различались. Через 9-12 мес. после оперативного вмешательства в группе пациентов с НР ЛЖ выявлены более низкие значения ФВ ЛЖ (статистически значимо) и высокие значения конечно-­диастолического объема и конечно-­систолического объема (статистически не значимо).

Оценка исходных МРТ-параметров сердца не выявила статистически значимых различий конечно-­систолического индекса ЛЖ, конечно-­диастолического индекса ЛЖ, ФВ ЛЖ, индекса массы миокарда, объема предсердий, IS, а также количества поврежденных сегментов ЛЖ с высокой трансмуральностью между группами (табл. 4). При этом были определены статистически значимые различия количества сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием. Кроме того, показатели GRS и GLS ЛЖ были значительно снижены у пациентов обеих групп, но с достоверной разницей значений в зависимости от наличия НР ЛЖ. МРТ-изображения и показатели деформации ЛЖ у пациентов различных групп представлены на рисунке 1.

При проведении корреляционного анализа Спир­мана в целом по группе выявлена положительная взаимосвязь средней силы между индексом объема ЛП и показателями GLS ЛЖ (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=0,55), отрицательная взаимосвязь средней силы между индексом объема ЛП и показателями GRS ЛЖ (p<0,005, коэффициент кор­-
реляции ρ=-0,51), положительная взаимосвязь умеренной силы между GLS и количеством сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=0,43), отрицательная взаимосвязь умеренной силы между GRS и количеством сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=-0,38).
Результаты корреляционного анализа представлены в таблице 5.

По результатам однофакторного регрессионного анализа было установлено, что количество сегментов с патологическим отсроченным контрастированием, ФВ ЛЖ, показатели GLS и GRS ЛЖ были статистически значимыми предикторами НР ЛЖ (табл. 6).

Дальнейшее исследование с помощью многофакторной логистической регрессии показало, что только показатель GLS ЛЖ является единственным независимым предиктором развития НР ЛЖ через 9-24 мес. после хирургического вмешательства, отношение шансов — 4,0, 95% доверительный интервал: 1,29-12,5, p=0,01. По данным ROC анализа, чувствительность дооперационного показателя GLS ЛЖ в предсказании НР ЛЖ в послеоперационном периоде составила — 90,9%, специфичность — 85,7% (рис. 2).

Обсуждение

В рамках нашего исследования была изучена прогностическая значимость МРТ-параметров сердца в отношении НР ЛЖ у пациентов с ИКМП через 9-24 мес. после хирургического лечения. Было установлено: 1) показатели GLS ЛЖ, GRS ЛЖ, ФВ ЛЖ, количество сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием были статистически значимыми предикторами НР ЛЖ через 9-24 мес. после хирургического вмешательства; 2) после коррекции на другие кофакторы GLS был независимым предик­тором ремоделирования ЛЖ: при значении данного показателя >-3,8 можно прогнозировать НР ЛЖ в послеоперационном периоде с чувствительностью 90,9% и специфичностью — 85,7%. Выявлена взаимосвязь между индексированным объемом ЛП и показателями GLS ЛЖ (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=0,55), между индексированным объемом ЛП и показателями GRS ЛЖ (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=-0,51), взаимосвязь между GLS и количеством сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=0,43), взаимосвязь между GRS и количеством сегментов ЛЖ с патологическим отсроченным контрастированием (p<0,005, коэффициент корреляции ρ=-0,38).

Полученные нами данные демонстрируют, что у 24,1% пациентов в сроки 9-24 мес. после хирургического вмешательства отмечено НР ЛЖ. Несмотря на то, что реконструкция ЛЖ в целом улучшает и функциональные параметры сердца в раннем послеоперационном периоде, устраняя рубец и уменьшая полость ЛЖ, однако не влияет на биологические аспекты прогрессирования заболевания (диффузный фиброз, нейрогормональную активацию, хроническое воспаление).

Прогностическая ценность GLS для НР ЛЖ, по всей видимости, обусловлена тем, что этот параметр отражает функцию именно субэндокардиальных волокон миокарда, наиболее уязвимых к ишемии и повреждению. Что касается показателя GRS, то он характеризует утолщение стенки ЛЖ в систолу и взаимосвязан с глобальной продольной деформацией ЛЖ при выраженных структурных изменениях миокарда [14]. Исходно низкие значения GLS сигнализирует о том, что даже успешная хирургическая коррекция не сможет предотвратить порочный круг ремоделирования, т.к. утрачена способность ключевому компоненту нормальной насосной функции сердца.

Полученные нами данные согласуются с результатами, представленными в современной литературе. Так, в метаанализе 2014г, включающем 5721 пациента с различными сердечно-­сосудистыми заболеваниями, было показано, что показатель GLS, оцененный с помощью ЭхоКГ, более точно, по сравнению с ФВ ЛЖ, предсказывает смертность от всех причин и будущие неблагоприятные сердечные события [14].

В исследованиях PARAMOUNT и TOPCAT оценка GLS доказала свою прогностическую значимость как наиболее важного ЭхоКГ-предиктора сердечно-­сосудистой смерти и/или прогрессирования СН у пациентов с хронической СН [15].

Полученные нами данные согласуются и с результатами исследования Berg J, et al., в которое было включено 287 пациентов среднего возраста 62±12 лет, страдающих СН со сниженной ФВ ЛЖ, и установлено, что показатели деформации, выявленные при помощи МРТ, статистически ниже показателей деформации по сравнению с лицами, имеющими нормальную ФВ ЛЖ [11].

Согласно данным Chen L, et al. у пациентов с ухудшением показателей GLS ЛЖ совокупная частота сердечно-­сосудистых событий (включая смертность, госпитализации в связи с СН и ИМ) более чем в 3 раза превышала аналогичный показатель в группе с сохранной продольной функцией [12].

Наша работа впервые демонстрирует значение показателей деформации ЛЖ, выявленных по данным МРТ, в прогнозе НР ЛЖ при ИКМП в среднесрочном послеоперационном периоде.

Мы выявили взаимосвязь показателей деформации ЛЖ с расширением полости ЛП, количеством поврежденных (фиброзно-­измененных сегментов) после ИМ, что подтверждает более тяжелые исходные изменения сердца в группе пациентов с ИКМП перед оперативным вмешательством. В нашей выборке с исходно сниженной ФВ ЛЖ GLS ЛЖ позволила стратифицировать риск внутри этой, казалось бы, однородной, группы тяжелых пациентов.

Таким образом, оценка структурных и деформационных свой­ств ЛЖ в дооперационном периоде является ценным инструментом для прогнозирования исходов у пациентов с ИКМП, поскольку отражает степень повреждения миокарда.

Ограничения исследования. Настоящее исследование имеет ряд ограничений, основными из которых являются его ретроспективный одноцентровой дизайн и небольшой объём выборки, что обуславливает необходимость проверки результатов на более крупной когорте, а также фокус только на глобальных параметрах деформации ЛЖ, в то время как сегментарный анализ остаётся задачей будущих исследований.

Заключение

Изменения количественных параметров деформации ЛЖ у пациентов с ИКМП являются более чувствительным маркером НР ЛЖ в послеоперационном периоде, чем ФВ и объемные показатели. Полученные данные имеют высокий потенциал для клинического применения.

Практическая значимость полученных результатов

МРТ-оценка структурных и деформационных свой­ств ЛЖ в дооперационном периоде рекомендована для прогнозирования исходов хирургического вмешательства у пациентов с ИКМП, поскольку отражает степень поражения миокарда.

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