Способ диагностики ранних признаков хронического легочного сердца на доклинической стадии силикоза

 

Изобретение относится к медицине, кардиологии, пульмонологии. Больным на доклинической стадии силикоза проводят эходопплерокардиографию. Определяют скоростно-временные параметры транстрикуспидального кровотока. Определяют тип заполнения правого желудочка на фоне пробы Вальсальвы. При наличии изолированной диастолической дисфункции правого желудочка диагностируют начальную степень хронического легочного сердца. Способ позволяет установить доклиническую стадию хронического легочного сердца при воздействии кварцсодержащей пыли. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в профессиональной патологии, а также пульмонологии при диагностике ранних признаков хронического легочного сердца.

Диастолическое заполнение правого желудочка (ПЖ) сердца является результатом сложного взаимодействия ряда факторов, включающих активную и пассивную компоненты диастолической функции, уровень преднагрузки, перикардиальное ограничение и нейрогуморальную регуляцию. Диастолическая дисфункция ПЖ является не только ранней, но и интегративной характеристикой патологического процесса в миокарде при многих заболеваниях легких.

Силикоз является одним из наиболее типичных заболеваний, относящихся к так называемым свободнорадикально-зависимым болезням легких. Реализация действия частиц кварца осуществляется благодаря их способности генерировать активные формы кислорода. Системный характер действий первичного детерминанта - активных форм кислорода обусловливает поражение в первую очередь органов с интенсивным кислородзависимым метаболизмом. Воздействие патогенного фактора вызывает цепную разветвленную реакцию, заключающуюся в ингибировании и дезорганизации физиологических систем, включая метаболические и контролирующие механизмы. Тем не менее, силикотический процесс на уровне легких долгое время может не сопровождаться рентгенологическими изменениями либо клинически значимыми функциональными нарушениями. Вместе с тем морфофункциональные особенности ПЖ, а также своеобразие его адаптационного процесса при действии активных форм кислорода, заключающегося в избыточном коллагенообразовании, ремоделировании коллагенового матрикса миокарда, а также нарушении нейрогуморальной регуляции, позволяет заключить, что наиболее ранним регистрируемым признаком патологического процесса в сердце является нарушение диастолического заполнения ПЖ, возникающее в первую очередь вследствие патологии пассивной компоненты диастолической функции (способности к растяжению камеры).

Само выделение ранних признаков хронического легочного сердца при воздействии кристаллического кремния имеет стратегическое значение, поскольку прекращение контакта с кварцсодержащей пылью и проведение лечебных мероприятий в наиболее ранних стадиях заболевания приводит к стабилизации процесса.

Известны различные способы диагностики доклинических стадий пневмокониозов, включающие такие методы, как определение: щелочной фосфатазы в бронхоальвеолярном лаваже (Capelli A., Lusuardi M., Cerutti C.G., Donner C.F. Lung alkaline phosphatase as a marker of fibrosis in chronic interstitial disorders//Am. J. Respir. Crit. Care Med.-1997.-Vol.155:1.-P.249-253), наличия антител к коллагену в плазме крови (Т. Nagaoka Т., Tabata M., Kobayashi К., Okada A. Studies on production of anticollagen antibodies in silicosis// Environ. Res. - 1993. - Vol.60:1. - P.12-29) в качестве маркеров фиброзного процесса, а также изучение клеточного состава бронхоальвеолярного лаважа (Рассамахин Б.П., Шубич М.Г., Герасин В.А., Поляков В.В., Павлищук С.А. Ранняя диагностика пневмокониоза// Мат. 6 нац. конгресса по болезням органов дыхания. - M., 1996. - Тез. 1514).

Однако недостатком известных способов является то, что, с одной стороны, их применение может быть травматичным для больного и характеризуется высокой сложностью, а с другой, способно давать ценную, но ограниченную информацию о патогенезе процесса.

Также известен способ диагностики доклинической стадии силикоза методом чрезбронхиальной биопсии (Орлова Г.П., Цюра Е.В., Картавова В.А., Бажанова А.А., Амосов В.И., Листочкин Б.Г., Двораковская И.В. Новые аспекты в диагностике пневмокониозов// Мат. 7 нац. конгресса по болезням органов дыхания. - М. , 1997. - Тез.1145), позволяющий выявить наличие пневмофиброза, скопления кониофагов и двоякопреломляющие кристаллы кремния при гистологическом исследовании легочной ткани, подтверждая диагноз диффузной формы силикоза.

Недостатком данного способа является, с одной стороны, ограниченность получаемой в результате исследования информации, позволяющей судить только о процессе, локализующемся в легких, а с другой, сопряженность с высоким риском осложнений, У заявляемого изобретения имеются следующие существенные признаки: исследуется кардиореспираторная система на доклиническом этапе силикоза, когда отсутствуют установленные клинико-рентгенологические и функциональные критерии силикоза.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в диагностике ранних признаков хронического легочного сердца на доклинической стадии силикоза, не сопровождающегося легочной гипертензией, при отсутствии установленных критериев гипертрофии миокарда ПЖ и нарушений легочной вентиляции.

Решение этой задачи позволяет повысить точность диагностики хронического легочного сердца на ранних стадиях формирования, своевременно проводить лечебно-профилактические мероприятия.

Для достижения этого технического результата заявляемое изобретение способа диагностики доклинической стадии силикоза включает следующие существенные признаки: методом эходопплерокардиографии определяют скоростно-временные параметры транстрикуспидального кровотока, дифференцируют паттерны заполнения правого желудочка и при наличии изолированной диастолической дисфункции правого желудочка диагностируют начальную стадию хронического легочного сердца.

У заявляемого изобретения имеются следующие преимущества: доступное, неинвазивное, воспроизводимое и относительное недорогое исследование структурно-геометрических вариантов ПЖ и профиля его диастолического заполнения у лиц, контактирующих с кварцсодержащей пылью и не имеющих клинико-рентгенологических и функциональных данных за силикоз.

Между отличительными признаками и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: исследование структурно-геометрических вариантов ПЖ и профиля его диастолического заполнения позволяет сделать заключение об основной причине диастолической дисфункции: патологии активной либо пассивной компоненты.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня медицины, так как из него не выявляется вышеуказанная возможность диагностики ранних признаков хронического легочного сердца на доклинической стадии силикоза, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в медицине с получением технического результата, заключающегося в более точном и раннем установлении доклинической стадии хронического легочного сердца при силикозе, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

Данный способ осуществляется следующим образом.

Для исследования структурно-геометрического варианта ПЖ и профиля его диастолического заполнения используется ультразвуковой аппарат с возможностью работы в режимах 2-мерной визуализации, М-сканировании и импульсной спектральной допплерографии. Во всех режимах исследования проводятся вместе с синхронным наложением сигнала ЭКГ. Морфометрические исследования сердца проводятся в парастернальном и апикальном доступах в М- и В-режимах. Диастолическое наполнение ПЖ оценивается из апикального доступа в 4-камерном сечении с расположением контрольного объема в приносящем тракте на уровне краевых отделов створок трикуспидального клапана с желудочковой стороны. Рассчитываются все общепринятые скоростные и временные показатели трикуспидального потока (максимальная скорость раннего заполнения (Е, м/с)), максимальная скорость заполнения в систолу правого предсердия (А, м/с), их отношение (Е/А), время достижения максимальной скорости потока быстрого заполнения (AT, с), время замедления потока быстрого заполнения (DT, с), время систолы предсердия (AFT, с), время изоволюметрического расслабления ПЖ (IVRT, с). Проводится импульсная допплерография крупных печеночных вен на задержке выдоха. Регистрируются максимальные скорости антеградных волн в систолу и первую половину диастолы ПЖ (V_S и V_D соответственно), ретроградная волна в систолу правого предсердия (V_A), отношение V_S/V_D, продолжительность V_A (V_At, с), отношение AFT/V_At.

После записи исходных параметров проводится проба Вальсальвы: в положении лежа обследуемый после неглубокого выдоха производит задержку дыхания и натуживание средней интенсивности. Продолжительность пробы составляет около 10 с, что определяет развитие первой и второй фаз маневра, когда на фоне увеличения внутригрудного давления снижается венозный возврат, но исключает дальнейшую динамику в виде развития брадикардии (овершут) в фазу 4. В это время записывается кривая транстрикуспидального кровотока и рассчитывается коэффициент Е/А.

Дифференциация паттернов заполнения ПЖ проводится по данным спектрограммы трикуспидального кровотока, отношению продолжительности потока в систолу правого предсердия и одновременного ретроградного потока в нижней полой вене, а также по результатам маневра Вальсальвы. Критериями нормального типа заполнения ПЖ является: отношение Е/А исходно и на фоне маневра Вальсальвы более 1, время замедления (DT) от 0,130 до 0,200 с, отношение AFT/V_At более 1. "Гипертрофический" тип констатирован в случае, когда отмечается снижение отношения Е/А менее 1, увеличение DT более 0,200 с при AFT/V_At более 1. Допплеровский спектр наполнения ПЖ считается псевдонормальным в случае соблюдения следующих условий: 1) отношение AFT/V_At менее 1; 2) исходное отношение Е/А более 1 в результате маневра Вальсальвы переходит в отношение менее 1; 3)отношение V_S/V_D менее 1 (см. чертеж). Рестриктивный тип заполнения, помимо перечисленных признаков псевдонормального типа, характеризуется укорочением DT менее 0,130 с и увеличением Е/А более 2.

Исследовали изменения вышеуказанных показателей в разных группах исследуемых, отличающихся наличием клинико-рентгенологических и функциональных (состояние функции внешнего дыхания) изменений.

Исследуемые были распределены следующим образом: 1 группа - рабочие огнеупорного производства металлургического комбината без анамнестических указаний на заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной систем, не предъявлявшие никаких существенных жалоб и не состоящих на диспансерном учете по поводу заболеваний кардиореспираторной системы; n=100 (предлагаемое изобретение).

2 группа представлена работающими на момент исследования либо ранее работавшими на том же производстве больными силикозом I-II ст. (11 человек) и хроническим пылевым бронхитом I ст. (20 человек) и II ст. (19 человек). Диагноз силикоза и пылевого бронхита во всех случаях подтверждался клинико-рентгенологическими, функциональными и лабораторными данными; n= 50 (группа сопоставления).

К факторам производственной вредности в обоих группах в основном относились контакт с кварцсодержащей пылью в массовой концентрации от 9 до 28 мг/м³ (массовая доля свободной двуокиси кремния 4,9-15,6%), а также физическая динамическая нагрузка 26400-74000 кгм за смену.

3 группа - исследуемые, не имевшие контакта с кварцсодержащей пылью и указаний на заболевания кардиореспираторной системы (контрольная группа); n= 50.

Анализ полученных результатов (см. таблицу) показал, что основной характеристикой ПЖ и в первой, и во второй группах, претерпевающей наиболее явные изменения, является изменение паттерна его заполнения. Зарегистрировано 3 типа диастолического заполнения ПЖ: нормальный (у 72% в 1 и 30% во 2 группах), гипертрофический (7% в 1 и 28% во 2 группе) и псевдонормальный+рестриктивный (21% в 1 и 42% во 2 группе).

Если морфометрические показатели 1А подгруппы находятся в пределах нормальных величин и вполне сопоставимы с контрольной группой, то изменения паттерна заполнения ПЖ в 1Б и 2Б подгруппах отражают, в частности, нарушение активной релаксации миокарда на фоне увеличения миокардиального стресса. Свидетельством тому является увеличение времени изоволюмического расслабления (IVRT), источником модуляции которого у этих исследуемых служит, в частности, относительное утолщение миокарда. Существование корреляции между этими параметрами (r= 0,268, р<0,01 в 1Б; r=0,556, р<0,01 во 2Б подгруппе) подтверждает это. Непосредственной причиной снижения активного расслабления миокарда следует полагать нарушение элиминации внутриклеточного Са²⁺, происходящее вследствие как непосредственного влияния SiO₂ на миокардиоцит, так и опосредованно развивающейся в нем гипоксией, когда большая часть О₂ расходуется на генерацию активных форм кислорода.

Вместе с тем дальнейшая прогрессия диастолической дисфункции до псевдонормального и рестриктивного типов (объединены в единую подгруппу в обеих группах), когда снижение отношения АFТ/V_AТ менее 1 и инверсия Е/А в результате маневра Вальсальвы, в комплексе являющихся достаточно чувствительными и специфичными признаками повышения давления заполнения ПЖ происходит без нарастания уровня РАМР либо миокардиального стресса, а корреляция RVWd с IVRT уже не является достоверной (r=0,243, р=0,293 в 1В подгруппе; r=0,295, р= 0,205 во 2В). Последнее позволяет заключить, что влияние активной детерминанты диастолической функции уже не столь явно, как в подгруппах "Б". Снижение величины RVd относительно подгрупп "Б" при сопоставимых уровнях преднагрузки отражает нарушение способности ПЖ к растяжению, определяемой в первую очередь пассивным компонентом диастолической функции, идентифицируемым как коллагеновый матрикс. Высокая распространенность этих типов (75 и 60% от выявленных в 1 и 2 гр. соответственно) определяется исходно присущему ПЖ направленностью адаптационного процесса, характеризующегося более интенсивным коллагенообразованием.

Таким образом, применение дифференцирующих методов диагностики диастолической дисфункции ПЖ по данным эходопплерокардиографии у исследуемых первой группы, а также использование в качестве объективного критерия данных второй группы, гомологичных в отношении фактора производственной вредности, нами получен следующий технический результат.

На доклинической стадии хронического легочного сердца при воздействии кварцсодержащей пыли регистрируется изолированная диастолическая дисфункция ПЖ по гипертрофическому, псевдонормальному либо рестриктивному типу.

Это значит, что предлагаемый способ диагностики доклинической стадии хронического легочного сердца при силикозе является наиболее эффективным по сравнению с применяемыми в современной практической медицине.

ПРИМЕР 1.

Рабочий Н., 45 лет, поступил на обследование 10.04.1997. Жалоб не предъявляет. Из анамнеза: до поступления на настоящую работу трудился электриком, проф. вредностей не имел. Работает сортировщиком на огнеупорном производстве 8 лет. Курит 23 года, по 1 пачке в день. Наследственность по заболеваниям кардиореспираторной системы не отягощена.

Объективно: общее состояние удовлетворительное. Кожные покровы обычной окраски. В легких: перкуторно легочный звук, аускультативно - везикулярное дыхание. ЧДД-18/мин. АД-130/80 мм Hg, пульс - 67/мин, ритмичный.

ЭКГ: синусовый ритм, вариант нормальной ЭКГ.

При рентгенологическом исследовании: без патологии.

Функция внешнего дыхания: легочная вентиляция не нарушена, диффузионная способность легких нормальная (FVC - 112%, FEV₁ - 107%, FEV₁/FVC - 79%, FEF₂₅ - 99%, FEF₅₀ - 96%, PEF - 100%, TLC - 106%, RV - 88%, RV/TLC - 26, FRC - 104%, DL_CO - 128%) (значения даны в % от предиктового значения).

Эходопплерокардиография: морфофункциональные показатели левого желудочка без патологии. ПЖ: RVWd - 0,3 cм; RVd - 22,5 см²; EF RV - 35%; РАМР - 15 ммHg; ОЛС - 157 дин/с/см^-5; Е/А - 1,55; DT - 0,18 с; IVRT - 0,5 с; AFT/V_At - 0,85; V_S/V_D - 0,8. В результате маневра Вальсальвы зарегистрирована инверсия отношения Е/А до 0,68. Заключение: псевдонормальный тип диастолического заполнения ПЖ.

Гипоксический тест (вдыхание через обычную маску в течение 10 мин газовой смеси 12% O₂ в N₂, мониторирование трикуспидального кровотока): на фоне умеренного гипоксемического сдвига (десатурация гемоглобина крови от исходного значения 97% до 79%) к 10 мин теста зарегистрировано увеличение отношения Е/А до 2,3; укорочение DT (до 0,125 с) и IVRT (до 0,40 с); AFT/V_At - 0,7; V_S/V_D - 0,5; в результате маневра Вальсальвы зарегистрирована инверсия отношения Е/А до 0,7. К 7 мин восстановления все показатели вернулись к исходному уровню. Заключение: спровоцирован рестриктивный тип диастолического заполнения ПЖ - диастолический резерв отсутствует.

Спироэргометрия: ЧСС_max - 152 уд/мин; мощность последней ступени W_max - 125 Вт; удельная мощность последней степени W/kg -1,5 Вт/кг; выполненная работа Σ W - 725 Вт; максимальное потребление кислорода VO_2max - 1,952 л/мин (23,8 мл/кг/мин); максимальная вентиляция легких VE - 59,05 л/мин; дыхательный объем TV_исх - 0,65 л, TV_max - 1,91 л; отношение вентиляции мертвого пространства к дыхательному объему V_D/V_Tисх - 0,373, V_D/V_Tmax - 0,214; отношение альвеолярной вентиляции к общей легочной вентиляции на последней ступени VA/VE - 0,781; дыхательный резерв BR-49%; уровень насыщения гемоглобина SaO_2исх. - 97%, SaO_2макс. - 93%. Заключение: общая физическая работоспособность в сравнении с подгруппой А и контрольной группой снижена и ограничена кардиоциркуляторным компонентом.

Общее заключение: у исследуемого исходно зарегистрирован псевдонормальный тип диастолической дисфункции ПЖ, имеющий место на фоне нормального структурно-геометрического варианта сердца, сопровождающийся снижением диастолического резерва ПЖ и уровня общей физической работоспособности.

Таким образом, предлагаемый способ диагностики доклинической стадии хронического легочного сердца при воздействии кварцсодержащей пыли показывает эффективность его использования на ранних стадиях формирования и позволяет своевременно проводить лечебно-профилактические мероприятия.

Формула изобретения

Способ диагностики ранних признаков хронического легочного сердца на доклинической стадии силикоза, отличающийся тем, что методом эходопплерокардиографии определяют тип заполнения правого желудочка по данным спектрограммы транстрикуспидального кровотока, отношению продолжительности потока в систолу правого предсердия и одновременного ретроградного потока в нижней полой вене, после записи исходных параметров проводят пробу Вальсальвы, на фоне которой определяют тип заполнения правого желудочка, и при наличии изолированной диастолической дисфункции правого желудочка диагностируют начальную стадию хронического легочного сердца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2