На правах рукописи

ФАТЕНКОВА

Елена Сергеевна

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


14.01.04 – Внутренние болезни


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

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.

Защита диссертации состоится «22» февраля 2012 года в «11» часов на заседании диссертационного совета Д 208.085.05 при ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (443079, г. Самара, пр. К. Маркса, 165 «Б»)

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

Автореферат разослан «__» ________ 2012 г.

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).

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 ИКЧ ИММ	-ишемическая болезнь сердца -индекс курящего человека -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 ППП	-постинфарктный кардиосклероз -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 ЭОС ЭхоКГ А AT AV	-хроническая сердечно-сосудистая недостаточность -электрическая ось сердца -эхокардиография -максимальная скорость трансмитрального потока во время СП (м/с) - время ускорения кровотока (мс) -максимальная скорость в фазу систолы правого предсердия (м/с)
FEV1	-см. ОФВ1
FVC	-см. ФЖЕЛ
Gмах	- максимальный градиент давления (мм рт.ст.)
Gср Е Е/А ET	-средний градиент давления (мм рт.ст.) - максимальная скорость трансмитрального потока в период раннего наполнения левого желудочка (м/с) - соотношение максимальных скоростей трансмитрального потока - 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 RV RV/AV Vср Vcf VA/AV VE/VR	-максимальная скорость потока (м/с) -максимальная скорость в фазу БН (м/с) -отношение максимальных скоростей (отн. Ед) -средняя скорость потока (м/с) - средняя скорость укорочения волокон миокарда ЛЖ (окр./с) -отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом предсердии (отн. Ед) -отношение максимальных скоростей в фазу БН в левом и правом желудочке (отн. Ед)