Алгоритм диагностики диастолической дисфункции правого желудочка у работников основных профессий угольной промышленности

Введение

Условия труда работников основных профессий угольной промышленности характеризуются как вредные и опасные. Приоритетными факторами, оказывающими негативное влияние на организм работников, являются угольно-породная пыль, неблагоприятный производственный микроклимат, значительное нервно-эмоциональное напряжение, физические нагрузки, шум, вибрация, ионизирующее излучение, ослабление геомагнитного поля, наличие в воздухе рабочей зоны повышенных концентраций метана, оксида азота и других токсикантов. Исследования показали, что даже краткосрочное угольно-пылевое воздействие на работников угольных шахт может привести к морфологическим изменениям в сердечной мышце без функциональных проявлений [1, 2]. В литературе полно описаны методики определения диастолической дисфункции (ДД) левого желудочка, при этом чёткие критерии диагностики ДД правого желудочка (ПЖ) отсутствуют. Долгое время дисфункция ПЖ считалась малозначимой. В настоящее время установлено большое клиническое и прогностическое значение правожелудочковой сердечной недостаточности – как систолической, так и диастолической. Оценка наличия ДД ПЖ также имеет большое клиническое и прогностическое значение [3, 4]. Поэтому для профилактики сердечно-сосудистых катастроф необходимо выявление ранних (доклинических) проявлений дисфункции ПЖ с целью своевременного проведения лечебно-профилактических мероприятий.

В литературе описаны способы диагностики ДД ПЖ, имеющие ряд недостатков [5–7]. Для оценки ДД ПЖ на основании регистрации транстрикуспидальных допплеровских потоков пациенту устанавливают эхокардиографический датчик в апикальной четырехкамерной позиции, регистрируют спектры систолического и диастолического потоков через трикуспидальный клапан, измеряют временной интервал от окончания систолического до начала диастолического потока и по его величине более 0,05 с диагностируют ДД правого желудочка [5]. Недостатком данного способа является использование лишь одного показателя, а это может привести и к несвоевременной диагностике, и к гипердиагностике данного осложнения. Известен способ диагностики латентной ДД ПЖ с использованием транстрикуспидального кровотока Е трёхстворчатого клапана (ТК) и А ТК. При величине отношения Е/А ТК > 1 дополнительно измеряют скоростные показатели отражённых эхо-сигналов Eat и Aat в точке на 2–3 см латеральнее трикуспидального фиброзного кольца. При величине отношения Eat/Aat < 1 диагностируют латентную диастолическую дисфункцию миокарда правого желудочка [6]. Данный способ диагностики ДД ПЖ также базируется на одном показателе, что может привести к гипердиагностике. Описан ещё один способ диагностики ДД ПЖ у больных хроническим лёгочным сердцем, когда определяется скорость распространения трикуспидального потока в цветном М-модальном режиме с определением индекса Tei [7]. Но при данном способе учитываются не все показатели, которые отражают диастолическую функцию ПЖ, а индекс Tei может изменяться не только при наличии диастолической дисфункции, но и при нарушении сократительной функции ПЖ.

Экстраполировать алгоритм определения ДД ЛЖ на правый желудочек не представляется возможным ввиду особенностей его конфигурации (форма ПЖ напоминает треугольник с вершиной, направленной вниз, в поперечном разрезе имеет форму полумесяца) [8], ПЖ более чувствителен к изменениям постнагрузки, что может влиять на его функцию [9].

На основании этого нами была поставлена цель: разработать алгоритм диагностики диастолической дисфункции правого желудочка для повышения точности её определения у работников основных профессий угольной промышленности для своевременного проведения лечебно-профилактических мероприятий.

Материалы и методы

Для разработки способа диагностики диастолической дисфункции правого желудочка были изучены эхокардиографические показатели диастолической функции правого желудочка у работников основных профессий угольных шахт юга Кузбасса (проходчики, горнорабочие очистного забоя, машинисты горных выемочных машин, подземные горномонтажники) (n = 118, возраст от 40 до 55 лет, средний возраст 46,12 ± 0,36 года), которые проходили углублённый периодический медицинский осмотр (ПМО) на базе клиники ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» (НИИ КПГПЗ), а также у шахтёров с ранее установленной профессиональной патологией лёгких (хронический необструктивный бронхит, хроническая обструктивная болезнь лёгких), проходивших очередное обследование в отделении № 1 клиники института (n = 27, возраст от 40 до 55 лет, средний возраст 47,003 ± 0,875 года). Критерии исключения из исследования: наличие ишемической болезни сердца, осложнённой артериальной гипертензии, пороков сердца, кардиомиопатий.

Состояние здоровья шахтёров изучали клинико-лабораторными, инструментальными методами, с помощью анализа амбулаторных карт, историй болезни и анкетирования. Для определения наличия и степени дыхательной недостаточности проводилось исследование функции внешнего дыхания (ФВД) на спирографе SPIROVIT SP-1 фирмы SCHILLER (Швеция). Эхокардиография осуществлялась на ультразвуковой системе Vivid E9 фирмы-производителя General Electric по стандартной методике с оценкой основных показателей правых и левых отделов сердца. Измеряли линейные и объёмные величины правого предсердия (ПП), объём которого индексировали к площади поверхности тела обследуемого (ИПП). В режиме допплер-эхокардиографии определяли скорости транстрикуспидальных потоков в раннюю и позднюю диастолы (Е, А, м/с) и их отношение (Е/А). С помощью импульсно-волнового спектрального режима тканевой допплерографии оценивалось движение трикуспидального кольца в области латеральной стенки ПЖ (Еа – движение миокарда в раннюю диастолу, Аа – в позднюю диастолу, их отношения Еа/Аа и отношения Е/Еа ПЖ). За норму принимались значения Е/А ПЖ и Еа/Аа ПЖ > 0,8, Е/Еа ПЖ < 6. В режиме тканевой допплерографии для расчёта индекса кардиальной дисфункции для ПЖ (Tei) определяли время изоволюмического сокращения ПЖ (IVCT, мс) – время от окончания Аа ПЖ до начала систолической волны и время изоволюмического расслабления (IVRT, мс) – время от окончания систолической волны до начала пика Еа. Рассчитывали индекс Tei как отношение суммы времени изоволюмического сокращения и времени изоволюмического расслабления ко времени изгнания ПЖ в режиме тканевой допплерографии, за норму принимали значения Tei < 0,55.

В соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (ред. 2013 г.) все обследуемые ознакомились и подписали информированное согласие на участие в исследовании, протокол которого удовлетворял требованиям биоэтического комитета ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» (протокол заседания № 4, § 2 от 18 ноября 2021 г.).

Методы статистической обработки. Статистическая обработка данных проведена с помощью пакета прикладных программ Statistica (версии 10.0). Количественные данные анализировали при помощи средней и её стандартной ошибки (M ± SEM), значимыми считали различия при р < 0,05.

Результаты

Выявлены значимые различия в показателях, отражающих диастолическую функцию правого желудочка, между респондентами изучаемых групп. Так, в группе шахтёров с установленным диагнозом пылевой патологии лёгких значимо больше индекс объёма ПП и индекс Tei; выявлено более низкое значение отношения транстрикуспидальных потоков, что обусловлено увеличением позднего транстрикуспидального диастолического потока, а также отношение раннего и позднего диастолического движения трикуспидального кольца в режиме спектральной тканевой допплерографии (см. таблицу).

Среди обследованных работников основных профессий угольной промышленности при отсутствии у них профессиональной, бронхолёгочной и сердечно-сосудистой патологий выявлено снижение Eat/Aat у 67% респондентов, что указывает на необходимость дополнительного обследования и определения показателей, характерных для ДД ПЖ, чтобы избежать гипердиагностики данной патологии. Мы определяли Е/Еа, ИПП и индекс Tei, с учётом этих показателей диастолическая дисфункция правого желудочка была диагностирована уже у 16,5% работников основных профессий угольной промышленности из 118 шахтёров, проходивших периодический медицинский осмотр. Также у этих лиц выявлено нарушение вентиляционной способности лёгких, преимущественно по обструктивному типу. Данной категории работников было рекомендовано углублённое обследование в клинике для диагностики бронхолёгочной патологии. Среди пациентов стационара клиники НИИ КПГПЗ, имеющих профессиональную пылевую патологию лёгких, у 29,6% обследованных была выявлена диастолическая дисфункция правого желудочка с учётом определения совокупности показателей, характерных для нарушения диастолической функции ПЖ.

Был сформирован алгоритм диагностики ДД ПЖ у работников основных профессий угольной промышленности, включающий оценку транстрикуспидальных потоков в раннюю и позднюю диастолы в режиме импульсно-волнового допплера (Е/А ПЖ), отношений раннего и позднего диастолических потоков тканевого допплера (Еа/Аа), отношения раннего диастолического потока в импульсно-волновом режиме к раннему диастолическому потоку тканевого допплера на уровне фиброзного кольца со стороны латеральной стенки правого желудочка (Е/Еа), определение индекса Tei, а также расчёт значения индекса объёма правого предсердия (ИПП, мл/м²). При значении отношения Е/А ПЖ меньше или равном 0,8 диагностировали диастолическую дисфункцию правого желудочка, а при значении отношения Е/А больше 0,8 дополнительно оценивали Еа/Аа. Если значение отношения Еа/Аа было больше 0,8, считали, что диастолическая функция правого желудочка сохранена, при значении отношения Еа/Аа меньше или равном 0,8 дополнительно оценивали следующие три критерия: значение отношения Е/Еа (больше или равно 6), индекс Tei (больше или равен 0,55), ИПП (больше или равен 34 мл/м²). При наличии двух данных признаков диагностировали ДД ПЖ, при наличии только одного признака или при их отсутствии считали, что диастолическая функция правого желудочка сохранена.

Нами разработан алгоритм диагностики диастолической дисфункции ПЖ (см. рисунок).

Приведём примеры использования способа диагностики диастолической дисфункции ПЖ у шахтёров.

Пример 1. Шахтёр С.И.К., 55 лет, горнорабочий очистного забоя, стаж работы во вредных условиях труда 30 лет, наличие хронических болезней отрицает. По данным амбулаторной карты, были единичные обращения по поводу обострения поясничного остеохондроза (дорсопатии). По результатам обследования во время ПМО на ЭКГ было обнаружено снижение амплитуды зубца Т в грудных отведениях, флюорография органов грудной клетки выявила наличие плевродиафрагмальных спаек, по ФВД – выраженные смешанные нарушения вентиляционной способности лёгких (жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) – 54,1%, объём форсированного выдоха за 1 с (ОФВ₁) – 47,4%). При эхокардиографическом исследовании структурных изменений желудочков не было выявлено (индекс массы миокарда левого желудочка – 86,1 г/м², размер ПЖ – 2 см, толщина передней стенки ПЖ – 4 мм, расчётное систолическое давление в лёгочной артерии (СистДЛА) – 25 мм рт. ст. Систолическая функция желудочков не нарушена. С использованием вышеописанного способа при Е/А – 1,53; Еа/Аа – 0,61; Е/Еа – 7,4; индексе Tei – 0,72; ИПП – 35 мл/м² диагностирована диастолическая дисфункция правого желудочка. Пациенту рекомендовано дообследование в клинике института.

Пример 2. Шахтер С.А.А., 51 год, подземный горномонтажник, пылевой стаж 20 лет, наличие хронических болезней отрицает. По амбулаторной карте – редкие обращения по поводу ОРВИ. По результатам обследования: ЭКГ – без изменения, флюорография органов грудной клетки патологических изменений не выявила, показатели ФВД находились в пределах нормальных значений (ЖЕЛ – 91,4%, ОФВ₁ – 91,3%). По результатам эхокардиографии структурных изменений желудочков выявлено не было (индекс массы миокарда левого желудочка – 92,4 г/м², ПЖ – 2,4 см, толщина передней стенки ПЖ – 4 мм), СистДЛА – 24 мм рт. ст. Систолическая функция желудочков не нарушена. С учётом значений показателей Е/А – 1,29; Еа/Аа – 0,54; Е/Еа – 5,2; индекс Tei – 0,44; ИПП – 30 мл/м² диастолическая дисфункция правого желудочка не диагностирована.

Пример 3. Шахтёр П.И.Ю., 45 лет, подземный машинист подъёмных машин, пылевой стаж 18 лет, наличие хронических болезней отрицает. По амбулаторной карте – редкие обращения по поводу ОРВИ. По результатам обследования: ЭКГ – вариант нормы, флюорография органов грудной клетки – без патологических изменений, показатели ФВД – в пределах нормальных значений (ЖЕЛ – 94,4%, ОФВ₁ – 100,9%). По результатам эхокардиографии структурных изменений желудочков не выявлено (индекс массы миокарда левого желудочка – 76 г/м², ПЖ – 2,1 см, толщина передней стенки ПЖ – 5 мм), СистДЛА – 22 мм рт. ст. Систолическая функция желудочков не нарушена, но диагностирована диастолическая дисфункция правого желудочка на основании следующих значений показателей: Е/А – 1,42; Еа/Аа – 0,7; Е/Еа – 6,1; индекс Tei – 0,66; ИПП – 22,8 мл/м², что определяет неблагоприятный прогноз. Также у данного пациента при нормальной фракции выброса левого желудочка (72%) выявлено снижение продольной деформации левого желудочка (–16,1%). Пациенту рекомендовано обследование в отделении кардиологии.

Обсуждение

Диагностика начальной (субклинической) стадии недостаточности ПЖ у работников, занятых во вредных условиях труда, в том числе работников основных профессий угольной промышленности, имеющих вредный пылевой фактор в виде повышенных концентраций в рабочей зоне угольно-породной пыли, а также фактор охлаждающего микроклимата, чрезвычайно актуальна и сопряжена со значительными трудностями. Поэтому большой интерес представляет исследование диастолической функции ПЖ как раннего маркёра субклинической дисфункции ПЖ.

Нарушение релаксации желудочков, в том числе и правого, обусловлено многими причинами. Исследователи изучали ДД ПЖ при различных патологических состояниях, таких как хронические болезни лёгких [10], профессиональные патологии лёгких (хронический пылевой бронхит, профессиональная хроническая обструктивная болезнь лёгких, интерстициальная форма пневмокониоза) [11], артериальная гипертензия [12], ишемическая болезнь сердца [13], сахарный диабет [14], ожирение [15]. Описаны возрастные изменения диастолической функции желудочков за счёт повышения жёсткости стенок с возрастом [16, 17]: у лиц старше 60 лет происходило увеличение предсердного вклада транстрикуспидального потока из-за снижения эластических свойств и уменьшения присасывающего действия миокарда ПЖ, но в наше исследование были включены пациенты в возрасте до 55 лет.

Особенности строения миокарда ПЖ также вносят вклад в оценку диастолической функции ПЖ и её развитие. Сокращение миокарда ПЖ происходит в основном за счёт продольных волокон, и каждое систолическое сокращение приводит к преимущественно продольному укорочению. Снижение амплитуды продольного укорочения происходит из-за увеличения жёсткости миокарда и выражается в уменьшении скорости раннего диастолического транстрикуспидального потока.

Патогенетическими моментами формирования жёсткости миокарда ПЖ у пациентов в нашем исследовании были альвеолярная гипоксия с последующей артериальной гипоксемией [18], хроническая гипоксия в условиях производственной среды [19], а также возможное изменение структуры кардиомиоцитов, которое было показано в эксперименте при вдыхании угольно-породной пыли (гипертрофические изменения кардиомиоцитов переходили в субатрофические и атрофические, дистрофия прогрессировала при увеличении срока эксперимента) [20]. Прогнозирование и ранняя (своевременная) диагностика хронической сердечной недостаточности при профессиональных болезнях органов дыхания при воздействии высокофиброгенных, среднефиброгенных и малофиброгенных промышленных аэрозолей позволит своевременно начать лечебно-профилактические мероприятия [21].

Разработанный нами комплексный последовательный подход к диагностике ДД ПЖ позволяет повысить точность исследования. Дополнительные показатели, отражающие диастолическую функцию ПЖ (отношение раннего диастолического потока в импульсно-волновом режиме к раннему диастолическому потоку тканевого допплера на уровне фиброзного кольца со стороны латеральной стенки ПЖ (Е/Еа), индекс объёма правого предсердия) исключают гипердиагностику данной патологии.

Оценка в совокупности параметров диастолической функции правого желудочка позволит своевременно и точно диагностировать его дисфункцию. Это даст возможность своевременно проводить лечебно-профилактические мероприятия.

Ограничения исследования. Данное исследование лимитировано выборкой работников основных профессий угольной промышленности, находящихся на обследовании в клинике НИИ КПГПЗ.

Заключение

Сформированный алгоритм диагностики диастолической дисфункции правого желудочка у работников основных профессий угольной промышленности, особенно у пациентов, имеющих пылевую патологию лёгких, включает оценку транстрикуспидальных потоков в раннюю и позднюю диастолы в режиме импульсно-волнового допплера (Е/А ПЖ). При значении отношения Е/А ПЖ меньше или равном 0,8 диагностируется диастолическая дисфункция правого желудочка; отношения раннего и позднего диастолических потоков тканевого допплера (Еа/Аа) – при значении отношения Е/А и отношения Еа/Аа больше 0,8 диастолическая функция правого желудочка сохранена. При значении отношения Еа/Аа меньше или равном 0,8 дополнительно необходимо оценить следующие три критерия: значение отношения Е/Еа (больше или равно 6), индекс Tei (больше или равен 0,55), индекс правого предсердия (больше или равен 34 мл/м²). При наличии двух данных признаков диагностируется ДД ПЖ, при наличии только одного признака или при их отсутствии – диастолическая функция правого желудочка сохранена.

Данный алгоритм позволяет выявлять лиц с высоким риском формирования сердечной недостаточности для ранней профилактики, предотвращать утрату трудоспособности и фатальные сердечно-сосудистые события у работников основных профессий угольной промышленности.