6 курс / Кардиология / Джон_Кэмм_Болезни_сердца_и_сосудов_2011

Рис. 8.4. (Верхний ряд) Кривые давления в ЛЖ (красная), аорте (синяя) и бедренной артерии (зеленая), полученные у больного со стенозом АК, демонстрируют, что градиент давления между левым желудочком и бедренной артерией ложно занижен по сравнению с истинным градиентом через АК. (Нижний ряд) Анализ пикового градиента давления и площади открытия АК в каждую систолу по отношению давления в бедренной артерии к центральному давлению в аорте. Значение, предшествующее записи, - пиковый градиент (мм рт.ст.); значение, следующее за записью, - площадь открытия АК (мм2).

Несмотря на простоту измерения градиента давления на АК с помощью допплеровского УЗИ, эти измерения могут оказаться менее точными в случае сочетания аортального стеноза с небольшим градиентом давления и низким сердечным выбросом. У таких больных для точного измерения градиента давления и площади открытия клапана необходимо с осторожностью обязательно предпринять попытку пройти через стенозированный клапан.

Относительные противопоказания для катетеризации левых камер сердца доступом через бедренную артерию включают стенозирующее поражение артерий нижних конечностей (см. рис. 8.3), выраженную извитость подвздошных артерий, аневризму абдоминального отдела аорты, аорто-бедренное шунтирование и выраженные ожирение. В таких ситуациях больше

преимуществ имеет катетеризация лучевой артерии: поверхностное расположение, простой доступ, лучший контроль гемостаза и большее удобство для пациента. Все чаще врачи отдают предпочтение пункции лучевой артерии, как доступу первого выбора, поскольку он минимизирует риск кровотечения и дает возможность легкого поверхностного прижатия артерии, избавляет от необходимости использовать устройства для закрытия пункционного доступа или длительного пребывания в стационаре. Необходимы определенные меры предосторожности, такие как выполнение пробы Аллена, чтобы убедиться в наличии хороших коллатералей от локтевой артерии, и применение вазодилататоров для предотвращения спазма артерии. Должны быть в наличии катетеры с различными типами дуги, поскольку анатомически доступ к венечным артериям через лучевую артерию несколько иной. Кроме того, описаны случаи успешного использования доступа через локтевую артерию.

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ КАТЕТЕРИЗАЦИИ СЕРДЦА

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

Основная задача катетеризации сердца - точная оценка кривых давления, генерируемых в различных полостях сердца. Давление эквивалентно силе, действующей на единицу поверхности (единица измерения - дин/см2); оно передается через жидкость как волна. Рассматриваемые как сложные циклические колебания, волны давления можно подразделить на ряд синусоид, различных по амплитуде и частоте циклов, в силу чего частотность синусоид выражается как гармоническое или многократное основное колебание составной волны. Это имеет важное практическое значение, поскольку идеально регистрирующая давление система должна реагировать с идентичной амплитудой на передающийся импульс на протяжении всего частотного диапазона, содержащегося в пределах волны давления. Чувствительность такого инструмента можно определить как отношение амплитуды зарегистрированного (выходящего) к амплитуде входящего сигнала. Его частотный ответ - отношение между выходящей и входящей амплитудой по всему диапазону частот входящего сигнала. Жесткие, в противоположность мягким, мембраны для измерения давления создают регистрирующие инструменты менее чувствительные, но лучше адаптированные по частоте. Эффективный ответ по частоте, широко применяемый в регистрирующих давление инструментах, составляет менее 20 циклов в секунду (1 цикл в секунду соответствует ЧСС 60 в минуту). К примеру, дикротический зубец на кривой АД содержит частоты более 10 циклов в секунду. Естественная частота чувствительности мембраны и то, в какой мере она обусловливает степень затухания (за счет трения), представляют другую особенность инструмента, поскольку его функциональные особенности в основном определяются этим. Амплитуда выходящего сигнала обычно улучшается по мере того, как частота входящего сигнала приближается к естественной частоте мембраны. В этом случае чувствительные мембраны начинают вибрировать с повышенной силой, то есть резонировать. Уменьшение рассеивания энергии вибрирующей мембраны и оптимальное уменьшение рассеивания энергии последовательно, так что существует постоянное отношение амплитуды выходящего сигнала к входящему. Оптимально настроенная система должна обладать самой высокой естественной частотой и оптимальным затуханием: первая прямо пропорциональна диаметру катетера и обратно пропорциональна длине катетера и соединительной трубки, а также квадратному корню из коэффициента податливости катетера и соединительной трубки и плотности жидкости, заполняющей систему. Демпфирование уже заложено в самой системе вследствие заполнения соединительной трубки вязкой средой. Если необходимы более точные измерения, например для оценки минимальных изменений абсолютного давления во время диастолы или для измерения частоты изменений давления во время сокращения и расслабления, то используют высокочувствительные полупроводниковые датчики, смонтированные на кончике катетера. Частотный ответ таких систем значительно выше (более 200 циклов в секунду), чем катетеров, заполненных жидкостью, а следовательно, пригодных для точных измерений сократимости миокарда и активного расслабления.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В КРОВИ. РАСЧЕТЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОТОКА И ШУНТИРОВАНИЯ

Согласно методу Фика [3], общее усвоение или потребление веществ органом зависит от прохождения крови через орган и концентрации различных веществ в арте-рио-венозной системе. Измерение параметров потока крови, особенно сердечного выброса, наиболее важно в инвазивной кардиологии, определение содержания кислорода в крови также является основным. Сердечный выброс наиболее часто рассчитывают на основе кислородного метода Фика:

сердечный выброс = потребление кислорода / разница между содержанием кислорода артериальной и венозной крови.

Потребление кислорода определяют в основном поляриграфическим методом или при помощи мешка Дугласа. В качестве альтернативы о потреблении кислорода можно судить на основании площади поверхности тела, возраста и пола. Допускают, что остаточное потребление кислорода составляет 125 мл/м2 (или 110 мл/м2 для людей пожилого возраста). Обычно погрешность между предполагаемой и полученной прямым путем величиной потребления кислорода составляет не более 10% [4].

Разницу между содержанием кислорода артериальной и венозной крови определяют путем забора крови катетером, позиционированным в ЛЖ и ЛА соответственно. По содержанию кислорода в артериальной и венозной крови можно рассчитать насыщение крови кислородом (в процентах) и кислородную емкость крови (в миллилитрах кислорода на 1 л крови). В качестве экспериментальной модели может быть использована рефлекторная оксиметрия гепаринизированной крови, где определяют отношение содержания гемоглобина к оксигемоглобину (в процентах). Кислородная емкость крови приблизительно равна произведению количества гемоглобина (в граммах на 1 л) на 1,36 (то есть миллилитр кислорода на каждый грамм гемоглобина).

Наличие и локализацию внутрисердечных шунтов можно легко определить, используя в качестве индикатора насыщение крови кислородом, взятой из различных внутри- и околосердечных структур (то есть оксиметрию) (рис. 8.5 и 8.6) [5]. Расчет значимости шунта основан на измерении легочного (ЛК, л/мин) и системного (СК) кровотока, как представлено в табл. 8.1.

ЛК = поглощение кислорода / (содержание кислорода в легочной вене - содержание кислорода в ЛА).

СК = поглощение кислорода / (содержание кислорода в артериальной крови - среднее значение содержания кислорода в венозной крови).

Рис. 8.5. Данные оксиметрии больного с ДМПП: значения насыщения крови кислородом, полученные в процессе катетеризации полостей сердца. Прирост, зафиксированный в ПП, свидетельствует о наличии сброса слева направо в данной области.

Рис. 8.6. Данные оксиметрии больного с ДМЖП: значения насыщения крови кислородом, полученные в процессе катетеризации полостей сердца. Прирост, зафиксированный в ПЖ, свидетельствует о наличии сброса слева направо в данной области.

Ключом к определению системного кровотока при наличии внутрисердечного шунта служит тот момент, что содержание кислорода в венозной крови должно быть получено в камере сердца сразу же за местом впадения шунта.

Таблица 8.1. Расчет гемодинамической значимости шунта

ЛК (л/мин) = потребление О2 (мл/мин) / [содержание О2 в легочной вене (мл/л) - содержание О2 в ЛА (мл/л)] СК (л/мин) = потребление О2 (мл/мин) /

(содержание О2 в артериальной крови (мл/л) - содержание О2 в смешанной венозной крови (мл/л)

Лево-правый шунт (л/мин) = ЛК - СК

Двунаправленный шунт Лево-правый шунт (л/мин) = ЛК (содержание О2

в смешанной венозной крови - содержание О2 в ЛА) / (содержание О2 в смешанной венозной крови

-

содержание О2 в легочной вене)

Право-левый шунт (л/мин) = ЛК (содержание О2

в легочной вене - содержание О2 в плечевой артерии) (содержание О2 в ЛА - содержание О2 в легочной вене) /

(содержание О2 в плечевой артерии - содержание О2

всмешанной венозной крови) (содержание О2 в смешанной венозной крови - содержание О2

влегочной вене)

Примечание. ЛК - легочный кровоток; СК - системный кровоток.

ПРОТОКОЛ КАТЕТЕРИЗАЦИИ

В табл. 8.2 представлена последовательность действий детальной оценки гемодинамики правых и левых отделов сердца. Необходимо измерять давление и получать данные при катетеризации правых и левых отделов, строго придерживаясь протокола. После установки плавающего катетера Суона-Ганца в ПП и катетера типа "поросячий хвостик" в восходящую часть аорты на уровне АК выполняют действия, описанные в табл. 8.2.

При некоторых патологических состояниях (таких, как врожденные пороки сердца) необходимы дополнительные измерения давления и заборы проб крови. В табл. 8.3 представлен диапазон нормы для величин давления, насыщения крови кислородом и объемного содержания кислорода. В табл. 8.4 изложены наиболее часто используемые формулы для расчетов параметров гемодинамики.

Таблица 8.2. Протокол катетеризации правых и левых камер сердца

Шаг 1. Регистрация фазового и среднего давления в ПП и аорте.

Шаг 2. Одновременный забор крови из ПП и аорты для определения насыщения крови кислородом.

Шаг 3. Последовательное проведение катетера Суона-Ганца в полость ПЖ и ЛА с целью измерения давления и забора крови для определения насыщения крови кислородом.

Шаг 4. Определение сердечного выброса с помощью трехпросветного термоделюционного катетера Суона-Ганца.

Шаг 5. Проведение катетера Суона-Ганца в ЛА для измерения давления заклинивания, проведение катетера типа "поросячий хвостик" через АК для одновременной регистрации КДД ЛЖ и ДЗЛА (одинаковый масштаб).

Шаг 6. Сдувание баллона и выведение катетера Суона-Ганца в ЛА.

Шаг 7. Одновременная регистрация давления в ЛЖ и бедренной артерии (с артериального интродьюсера) или аорте (через двухпросветный катетер).

Шаг 8. После выполнения вентрикулографии из полости ЛЖ (при необходимости) выведение

ПРОБЫ ВО ВРЕМЯ КАТЕТЕРИЗАЦИИ

Параметры гемодинамики, зарегистрированные во время катетеризации сердца, часто укладываются в пределы нормы, даже при наличии серьезного сердечного заболевания. По этой причине, для того чтобы получить более точную связь между симптомами и зарегистрированными параметрами гемодинамики, во время катетеризации сердца необходимо выполнять некоторые вмешательства с анестезиологическим обеспечением.

ТЕСТЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ МИОКАРДА И ВЫЯВЛЕНИЯ ПАТОЛОГИИ КЛАПАНОВ

•Динамические упражнения. Обычно используют велосипедную установку, смонтированную на катетеризационном столе. Регистрируют одновременно ЧСС, давление в левых и правых камерах сердца с забором крови для определения концентрации кислорода, величину сердечного выброса в покое и при максимальной физической нагрузке. Изменения сердечного выброса послужат показателем физиологической нормы. Индекс Декстера (частное сердечного индекса, определенного при физической нагрузке, и предполагаемого сердечного индекса) должен превышать единицу. К тому же для оценки гемодинамики будут полезны данные об изменении ЧСС и АД, изменения диастолического давления в ЛЖ, так же как и объем ЛЖ и градиент на клапанах.

•Изометрические упражнения. Для изометрических тестов с физической нагрузкой используют кистевой экспандер. Физическая нагрузка на скелетную мускулатуру приводит к повышению потребления кислорода. В этом случае измерение внутрисердечного давления, концентрации кислорода и оценку функций желудочка проводят в покое и во время изометрической нагрузки.

•Нагрузка объемом. Быстрая (за 3 мин) инфузия 500 мл изотонического раствора натрия хлорида приводит к гемодинамически значимой нагрузке на желудочек и помогает выявить такие патологических состояния, как констриктивный перикардит и рестриктивная кардиомиопатия, особенно у больных, получавших мочегонные средства.

•Стресс-тест с фармакологической нагрузкой. Введение нитроглицерина уменьшает ишемию миокарда и улучшает функционирование желудочка, эффективно снижая пред- и постнагрузку. Инфузия добутамина, инотропного средства, имитирует физическую нагрузку и повышает потребление кислорода, что позволяет выявить обструктивное поражение венечных артерий.

ТЕСТЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ВАЗОСПАСТИЧЕСКОЙ СТЕНОКАРДИИ

•Холодовой тест. Погружение кисти и предплечья в лед вызывает стимуляцию α- адренорецепторов, что приводит к повышению ЧСС, систолического и среднего АД и сердечного выброса. У здоровых людей этот тест приводит к увеличению коронарного кровотока и снижению резистентности венечных артерий. У больных с атеросклерозом венечных артерий это приводит к снижению коронарного кровотока, а также может спровоцировать спазм венечной артерии и изменение сегментарной сократимости ЛЖ.

•Гипервентиляция может быть использована для провокации коронарного спазма. Увеличение глубины дыхания в течение 5 мин ассоциируется с возрастанием ЧСС, повышением потребления кислорода, увеличением разницы между артериальной и венозной оксигенацией и pH артериальной крови, снижением АД и PaCO2.

•Стресс-тест с фармакологической нагрузкой. Эрго-новинΡ в последовательно нарастающих дозах 0,02, 0,08, 0,2 мг в/в, с 3-минутными интервалами, используют для провокации коронароспазма. Диффузное уменьшение диаметра венечных сосудов, часто бессимптомное, считают нормальным ответом. Очаговое сужение венечных артерий ассоциируется с появлением клинической симптоматики, изменениями данных ЭКГ, проходящими после приема нитратов, и трактуется как положительный результат теста.

ОБЪЕМ ЖЕЛУДОЧКОВ

Количественная информация о размерах, площади и толщине стенки желудочка, получаемая при вентрикулографии ЛЖ, позволяет оценить его объем, ФВ, массу и подвижность стенки желудочка (одновременно с регистрацией давления). Вентрикулограммы обычно записываются с частотой кадров 30-60 в секунду. Скорость введения рентгеноконтрастного вещества для взрослого пациента составляет 10-15 мл/с, а суммарный объем - 30-50 мл. Для подсчета объема ЛЖ очерчивают внешний контур законтрастированной полости желудочка. Объем (V) вычисляют с измерением длинной (L) и короткой (S) осей [V = (frac16) × πLS2] или определением отношения площади к длине (V = 8A2/3πL), используя эллипсовидную аппроксимацию формы желудочка. В

качестве альтернативы можно применить метод, основанный на правиле Симпсона, где учитывается форма желудочка. Необходимо делать поправку на увеличение контура желудочка электронно-оптическим преобразователем.

ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ

Изменения давления и объема, возникающие во время сердечного цикла, показаны на диаграммах (рис. 8.7). Такая быстро меняющаяся зависимость между изменениями во внутрижелудочковом давлении и объеме на всем протяжении сердечного цикла - хороший инструмент для оценки функций ЛЖ. Долгое время эти измерения были ограничены областью лабораторных исследований. Однако с открытием Бааном (Baan) электропроводящих катетеров появилась возможность во время катетеризации в реальном масштабе времени измерять давление и объем ЛЖ, а также оценивать его функционирование [6]. Анализ кривых давления и объема позволяет распознать различные фазы сердечного цикла и дает возможность регистрации параметров производительности желудочка, систолической и диастолической функций.

Рис. 8.7. А - установка в желудочке электропроводящего катетера для измерения давления, снабженного электродами (обычно 12 электродов). Два электрода (проксимальный и дистальный) создают электрическое поле в полости желудочка, остальные попарно измеряют сигналы проведения в нескольких сегментах, что отражает моментальный объем на соответствующем уровне, который затем переводится в абсолютное значение объема.

Источник (с разрешения): Steendijk P., Tulner S.A.F., Wiemer M. et al. Pressure-volume measurements by conductance catheter during cardiac resynchronization therapy // Eur. Heart J. - 2004. - Vol. 6. - P. 35-42. Б - пример кривой давление-объем, полученной при помощи электропроводящего катетера у больного с асинхронией ЛЖ при предсердной стимуляции (синий) и бивентрикулярной стимуляции (красный). Параметры, оцениваемые по кривой давление-объем: SBP - систолическое АД; P end syst - конечное систолическое давление; DBP - диастолическое АД; EDP - КДД; LAP - давление в ЛП; ESV - КСО; EDV - КДО; SV - объем выброса. Расчетные параметры: ФВ - dP/dtmax; максимальная объемная скорость

выброса - dP/dtmin, dP/dtmax; константа времени расслабления - τ.

СОСУДИСТОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Расчет сосудистого сопротивления обычно используют для оценки легочного кровотока (нормальные значения 67±30 дин/с/см-5) и системного кровотока (нормальные значения 1170±270 дин/с/см-5). Сопротивление сосудов (R) определяют на основании закона Ома

(R = ΔP/Q), где Q - сердечный выброс (литр в минуту), а ΔP - градиент давления в малом круге кровообращения (разность среднего давления в ЛА и среднего давления в ЛП) или большом круге (разность среднего давления в аорте и среднего центрального венозного давления) кровообращения. Упомянутые уравнения условно принято рассчитывать в единицах сопротивления (также называемых гибридными единицами сопротивления, или единицами Вуда, мм рт.ст./л в минуту) и при переводе в метрические единицы выражать в размерности дин/с/см-5, с коэффициентом преобразования 80.

РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ РАСКРЫТИЯ КЛАПАНА

По мере нарастания стеноза клапана прогрессивно увеличивается сопротивление току крови, проходящей через фиброзное кольцо, в результате чего давление за клапаном падает. Увеличение потока через клапан приводит к нарастанию градиента давления. Закон Торричелли качественно описывает взаимосвязь потока, проходящего сквозь кольцо клапана (A = Q/VCC), и отношения между скоростью потока и падением давления [V = Cv (2gΔP)½], а также формирует основу для вычислений площади раскрытия клапана (A), используя величину сердечного давления

(ΔP; рис. 8.8 и 8.9) и потока (Q) [7]:

A = Q / CvCc × (2gΔP)1/2,

где Cc - коэффициент сжатия устья; Cv - коэффициент скорости, корректирующий потерю энергии

при преобразовании энергии давления в кинетическую; g - ускорение свободного падения

(9,8 м/с2).

Для АК и МК можно использовать следующие формулы:

AАК = (минутный объем сердца / фаза систолического изгнания × ЧСС) / 44,3ΔP1/2.

AМК = (минутный объем сердца / фаза диастолического наполнения × ЧСС) / 37,7ΔP1/2.