Возможности, ограничения и перспективы нагрузочной

стресс – эхокардии в современной кардиологии

А.Б. Тривоженко, П.В. Стручков

ФГУЗ Клиническая больница 81 ФМБА, Северск

ФГОУ Институт повышения квалификации ФМБА, Москва

      Уникальное строение человеческого организма и человеческо­го тела предназначено его Создателем для ежедневного выполне­ния различных по сложности и интенсивности физических нагру­зок. Мы начинаем двигаться от момента зачатия и до самой смерти и нельзя представить себе более надежного метода обнаружения скрытой и трудно доступной дисфункции организма, чем во время движения, близкого к пределу человеческих возможностей. Для кардиологии это является особенно актуальным, учитывая то, что именно сердечная деятельность одновременно обеспечивает и ограничивает эти возможности. Впервые использовать физиче­ские упражнения для индукции ишемии миокарда предложили А. Мастер и Е. Оппенгеймер в 1929 г. Ставшая классической двух­ступенчатая проба, в настоящее время дополнена целым комплек­сом статических и динамических физических нагрузок, самыми по­пулярными из которых являются тредмил и велоэргометрия (ВЭМ).

      Диагностический ультразвук открыл новые возможности выяв­ления ранних маркеров ишемии, благодаря чему сформировалась стресс — эхокардиография (стресс-ЭхоКГ), которая на протяжении 30 лет успешно применяется в клинической практике и позици­онируется как один из наиболее доступных и достаточно точных методов раннего выявления ИБС. Многочисленными исследованиями транспарентно доказана высокая надежность метода только в первичной постановке диагноза ИБС, но и в определении дальнейшего прогноза развития заболевания. Несмотря на то, что тредмиловая проба является наиболее физиологичной, а так же индуцирует выраженную и продолжительную ишемию миокарда, в процессе стресс-ЭхоКГ она применяется достаточно редко. Во многом это обусловлено громоздкостью тредмиловых комплексов и достаточно большой продолжительностью исследования.

      Напротив, ВЭМ представляет собой простую и непродолжительную процедуру, не требующую специальных навыков у пациента. Обеспечивая участие многих мышечных групп, она включает периоды устойчивого состояния для регистрации сопоставимых количественных показателей.

      Для первичной диагностики ИБС может быть использована постоянная, перманентно увеличивающаяся или ступенчато возрастающая физическая нагрузка. Постоянной является та нагрузка, при которой пациент выполняет работу с одинаковой низкой средней или высокой мощностью. Основным ее недостатком является то, что при низком или среднем уровне интенсивности добиться необходимой реакции сердечнососудистой системы у дается крайне редко, а при высоком — развивается быстрое утомление, которое не позволяет довести пробу до диагностически значимых результатов. Поэтому чаще всего применяются ступенчато возрастающие тесты с начальным уровнем нагрузки 25 или 30 Вт и последующим увеличением ее на эквивалентную мощность. Могут быть использованы непрерывные и прерывистые модификации ступенчато возрастающих проб. Последний вариант включает периоды кратковременного отдыха и предпочтителен для нетренированных пациентов, а так же лиц пожилого возраста.

      Многочисленные  модификации  стресс-тест-систем  позволяют осуществить иследования в самых различных положениях пациента — вертикальном, полу- вертикальном и горизонтальном (супинальном) причем каждая позиция имеет свои преимущества и недостатки.

      Вертикальная ВЭМ является более физиологичной и выполнимой по причине того, что нагрузка равномерно распределяется на все мышечные группы нижнего плечевого пояса, при этом в полной мере используется масса тела человека. Дыхательные экскурсии грудной клетки абсолютно беспрепятственны и дополняются не только участием диафрагмы, но сокращениями мышц передней брюшной стенки в условиях свободного ритмичного перемещения тела вперед-назад. Диагностическую процедуру намного проще довести до критериев, определяющих ее результат, при этом происходит индукция ишемии сердечной мышцы средней степени выраженности и продолжительности.

      Однако вертикальная ВЭМ практически исключает возможность анализа систолической функции миокарда на этапах вращения педалей эргометра. Трансформация «акустических окон», напряжение скелетной мускулатуры и гипервентиляция легких в подавляющем большинстве случаев не позволяют выполнить трансторакальные исследования из парастернальных позиций, которые зачастую определяют постановку диагноза. В процессе физической нагрузки оператор вынужден ориентироваться

исключительно на изменения конечной части желудочкового комплекса в мониторируемых отведениях ЭКГ. Полноценное ультразвуковое исследование представляется возможным лишь в конце и, после изменения положения обследуемого, а нагрузочный этап стресс-ЭхоКГ оказывается исключенным из ультразвукового анализа.

      Как известно, чувствительность ЭКГ в диагностике СКН составляет не более 75%, нередко асимптомный или ЭКГ-негативный порог ишемии наступает раньше окончания физической нагрузки и может быть пропущенным.

      По сути, вертикальная ВЭМ относится к посленагрузочной стресс - ЭхоКГ, а длительность предполагаемых перфузионных расстройств, которая составляет не менее 2-3 мин, позволяет придать пациенту необходимое положение и осуществить качественный

анализ сократимости миокарда сразу после окончания нагрузки. В то же время, гипервентиляция и риск возможных осложнений при резкой смене положения пациента из-за скачкообразного увеличения венозного возврата, создают определенные препятствия  для полноценного выполнения ультразвукового исследования.

      Супинальная ВЭМ позволяет преодолеть визуализационные ограничения лишь частично, так как и в этом случае сохраняется гипервентиляция легких и гиперкинез. У пациентов с большим объемом грудной клетки, ожирением или узкими межреберными промежутками ультразвуковые исследования с невысоким качеством возможны лишь в спокойном состоянии, что вынуждает часто прерывать пробу и пролонгирует исследование.

      Кроме этого, при вращении педалей в горизонтальном положе­нии, нагрузка на суставы и мышцы ног оказывается весьма существенной, ввиду того, что масса тела человека, облегчающая работу в горизонтальной позиции, в данных условиях не используется. Таким образом довести супинальную пробу до субмаксимальной ЧСС у детренированных пациентов или в присутствии незначи­тельной   дисфункции   опорно-двигательного   аппарата   крайне сложно, а необходимость внушительных усилий, прилагаемых испытуемым для выполнения упражнений в необычном положении, ограничивают данную вариацию стресс-ЭхоКГ.

      Отсутствует и возможность длительного изучения локальной сократимости после завершения физической нагрузки, что связано с коротким восстановительным периодом. Однако при вы­полнении супинальной ВЭМ происходит более выраженное по­вышение систолического АД и увеличивается венозный возврат, что приводит к возрастанию потребности миокарда в коронарном кислороде и более раннему появлению признаков ишемии.

      Вполне очевидно, что преодолеть визуализационные огра­ничения можно за счет чреспищеводного (ЧП) доступа, который впервые был использован группой японских и немецких ученых в 1982 г. Несмотря на примитивность оборудования и эндоскопов, позволяющих выполнять лишь М — модальные исследования, авторам удалось оценить безопасность метода и высокую эффек­тивность в изучении глобальной сократимости левого желудочка (ЛЖ) как у здоровых добровольцев, так и у пациентов с аортальной недостаточностью. С целью диагностики ИБС, методика применя­лась и специалистами Чикагского университета, которые исполь­зовали ультратонкий прототип ЧП датчика, вводимый транснозально. Даже моноплановые двумерные исследования позволяли авторам надежно выявлять нарушения локальной сократимости в процессе вертикальных нагрузок на тредмиле.

      В Клинической больнице 81 ФМБА ЧП визуализация в стресс-ЭхоКГ используется с 2005 г. и в настоящее время позиционируется как утилитарная процедура, но ключевым ограничением данной модификации является дискомфорт у пациента. Хотя следует при­знать, что физическая нагрузка не усугубляет, а наоборот сглажи­вает эметогенность эндоскопии за счет того, что форсированное дыхание, которому ни как не препятствует интубация пищевода, эффективно угнетает чувство тошноты.

      Использование малых доз современных противорвотных пре­паратов (Ондансетрона, Эмесета, Эметрона, Латрана) позволяет минимизировать рвотную перистальтику пищевода и желудка, а индивидуальный выбор непродолжительных протоколов нагру­зочной части тестирования и сокращение времени присутствия ЧП датчика, сводит дискомфорт до уровня обычной фиброгастроскопии.

      Необходимо отметить, что сама интубация пищевода является самостоятельным стрессовым агентом или ментальным компонен­том стресс-ЭхоКГ. В ответ на дискомфортную установку эндоско­па происходит существенный адренэргический рост ЧСС и АД, а кратковременная физическая нагрузка выступает лишь в качестве дополнительного стрессового фактора, используется минимально, тарируется индивидуально и предназначена лишь для диагности­чески значимого прибавочного увеличения сердечной функции. Данная методика имеет мало общего со стандартными многосту­пенчатыми, длительными протоколами ВЭМ, не вызывает пере­утомления, тяжелой коронарной недостаточности, значительных изменений центрального венозного давления и характеризуется быстрым восстановлением параметров центральной гемодинами­ки.

      Необходимо подчеркнуть, что ЧП стресс-ЭхоКГ требует мак­симальной осторожности и предельной концентрации внимания врача. Должны четко соблюдаться следующие правила: никаких усилий при установке датчика, ни каких излишних перемещений эндоскопа и маневров его кривизной, ни какого форсирования ВЭМ, если замечены любые осложнения или очевидно страдание пациента. Особый смысл приобретает и подготовка к диагности­ческой процедуре, акцентируя внимание на преимуществах метода, можно добиться заинтересованности человека в экспертной диагностике, так как мотивация играет не последнюю роль в пре­одолении дискомфорта. Собеседование должно быть дополнено демонстрацией фото и видеоматериалов, которые помогают раз­веять лишние опасения.

      В настоящее время нагрузочная стресс-ЭхоКГ является доско­нально изученной диагностической процедурой и данный метод относится к установленным, тривиальным технологиям выявления ИБС. Непротиворечивые различия в показателях чувствительно­сти, специфичности и точности, которые прослеживаются в публи­кациях, зависят от дизайна исследования, количества обследован­ных лиц, качества используемого ультразвукового оборудования, а так же от применяемых авторами методов анализа региональной систолической и диастолической функции миокарда. В сопоставлении с результатами коронарной ангиографии, чувствительность обычной трансторакальной нагрузочной стресс-ЭхоКГ просматри­вается в пределах от 80 до 85%, а специфичность — от 78 до 87%. ЧП доступ увеличивает эти показатели соответственно до 93 и 92%, в основном, за счет сокращения ошибок, обусловленных недоста­точной визуализацией.

      Стоит отметить, что гипертрофия левого желудочка у больных без исходных нарушений локальной сократимости в покое не вли­яет на показатели диагностической ценности метода, а снижение его глобальной сократимости в ответ на физическую нагрузку является высокоспецифичным маркером выраженного и распро­страненного поражения коронарного русла.

      Как известно, риск-стратифицирующее значение метода опре­деляется по частоте возникновения конечных критических исхо­дов заболевания в течение достаточно продолжительного перио­да времени. В этом ключе, изменения сегментарной сократимости, полученные в процессе нагрузочной стресс-ЭхоКГ, являются более сильными предикторами неблагоприятного течения ИБС, чем то­лерантность к физической нагрузке. Риск кардиальной смерти или нефатального инфаркта миокарда в течение года при отрицатель­ном результате пробы не превышает 3%, а в случае положитель­ного теста, вероятность наступления неблагоприятных событий возрастает в пять раз, достигая 15%.

      Пятилетняя предсказующая ценность сопоставима с аналогич­ным показателем одногодичного и трехлетнего периодов, а риск кардиальных событий при отрицательных и положительных ре­зультатах стресс-ЭхоКГ с ВЭМ в этих популяциях составляет 13 и

31 % соответственно.

      Специалисты клиники Майо (Миннесота, США) исследовали предсказующую значимость тредмиловой стресс-ЭхоКГ у 5798 пациентов (3322 мужчин и 2476 женщин). В результате было обна­ружено, что в течение 3,2 ± 1,7 лет у 5,3% мужчин и 3,1% женщин с позитивными результатами тестирований и без последующих реваскуляризационных манипуляций произошли острые коронар­ные катастрофы, включающие нефатальный инфаркт миокарда и коронарную смерть.

      Для больных с высокой исходной вероятностью ИБС чувстви­тельность трансторакальной нагрузочной стресс-ЭхоКГ может превышать 90%, но сама диагностическая процедура для этих лиц, логично, не является актуальной. Напротив, в случаях с промежу­точной возможностью наличия заболевания, то есть в пределах от 10 до 75%, определенный результат исследования с физической нагрузкой в наибольшей степени увеличивает или уменьшает вероятность присутствия гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий. Вместе с тем, именно в этих группах, наблю­дается и большее число ложнонегативных исходов в связи с уме­ренной выраженностью и распространенностью патологических изменений венечного русла. Однако чувствительность нагрузоч­ной стресс-ЭхоКГ, всегда превышает исходную вероятность забо­левания и оправдывает ее назначение.

      Это утверждение можно проиллюстрировать простым при­мером. У мужчины 48 лет с атипичной стенокардией исходная возможность наличия коронарной недостаточности составляет 46,1 ± 1,8%, положительный результат стресс-ЭхоКГ увеличивает эту вероятность до уровня чувствительности пробы, как мини­мум, до 80%, а отрицательный — уменьшает ее до значения 22% [100% — показатель чувствительности).

      В определении стратификации риска коронарных катастроф у больных с позитивными результатами нагрузочной стресс-ЭхоКГ, высокая предтестовая возможность наличия ИБС является опре­деляющей. Как правило, в течение последующих трех лет именно в данной группе происходит до 18% серьезных сердечно-сосудистых событий, а у пациентов с умеренной и низкой исходной вероятностью присутствия гемодинамически значимых стен коронарных артерий частота аналогичных исходов не превышает 2%, то есть она ниже в 9 раз. Несмотря на все неоспоримые достоинства стресс-ЭхоКГ с ВЭМ, главным из которых является ее физиологичность, она все же не лишена ограничений и существенных недостатков. В первую очередь, диагностическая процедура значительно лимитирована многочисленными кардиологическими несердечными противопоказаниями для нагрузочных тестирований. Кроме этого, в ряде случаев данный вид стресс-ЭхоКГ просто не удается довести до диагностически значимых критериев появления одышки, усталости, боли в ногах или отказа пациента выполнять физическую нагрузку. Более того, интерпретация  сегментарной систолической функции миокарда левого желудочка может значительно осложниться неадекватной визуализацией сердечных структур вследствие плохого ультразвукового окна по причине ожирения, узких межреберных промежутков, заболеваний или гипервентиляции легких.

      Наконец, одним из обстоятельств появления ложноотрицательных результатов нагрузочной стресс-ЭхоКГ, по нашему мнению, является включение целого комплекса защитно-приспособительных реакций организма. Как известно, на протяжении всей своей жизни человек более или менее интенсивно двигается, благодаря чему сердечнососудистая система в той или иной степени функционально тренируется и в ряде случаев адаптированный миокард оказывается подготовленным к гипоксическим испытаниям. Не стоит забывать и о том, что в ответ на физическую нагрузку организма происходит периферическая вазодилятация с увеличением коронарного резерва, одновременно повышается эффективность утилизации коронарного кислорода кардиомиоцитами, при этом его потребление компенсируется хорошо развитым анаэробным расщеплением углеводов. Многочисленными экспериментальными работами было доказано, что адаптация к стрессорным воздействиям приводит к накоплению в миокарде пяти изоформ белков теплового шока семейства HSP 70. Эти белки, как известно, усиливают структурную стабильность клеточных мембран к различным повреждающим факторам, в том числе и к гипоксии. Механизм гипоксической устойчивости реализуется благодаря способности HSP 70 повышать мощность антиоксидантных ферментов, ограничивать кальциевую перегрузку, блокировать гиперпродукцию оксида азота, осуществлять дезагрегацию денатурированных белков.

      При выполнении нагрузочных тестов от ступени к ступени исходит постепенное включение всех перечисленных адаптационных механизмов, а к моменту достижения субмаксимальной ЧСС может проявиться устойчивость к ишемической гипоксии. Это подтверждается нередким наблюдением клинического феномена трактуемого как «прохождение через боль». Суть его заключается в транзиторном появлении кратковременного эпизода ишемических расстройств, исчезающего спонтанно во время продолжения нагрузки у пациентов с измененными коронарными артериями в условиях хорошо развитого коллатерального кровообращения.

      В заключение необходимо подчеркнуть, что при выполнении нагрузочной стресс-ЭхоКГ особое значение имеют вопросы обеспечения ее безопасности, которые базируются на пунктуальном исключении пациентов с общеизвестными противопоказаниями для стрессовых тестирований. Но даже при самом тщательном выполнении всех требований возможны редкие осложнения. Чаще всего они обусловлены неподготовленностью обследуемого к выполнению пробы или связаны с развитием сосудистых реакций при ортостатическом положении и гипервентиляции. Значительно реже наблюдается индукция плохо управляемой ишемии миокарда, которая потенциально чревата серьезными последствиями.