Features of myocardial deformation in non-obstructive hypertrophic cardiomyopathy and left ventricular myocardial hypertrophy in arterial hypertension

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ 
Гипертрофия левого желудочка (ГЛЖ) — одно из наиболее часто встречающихся патологических состояний в клинической практике [1]. Этот синдром характеризуется множеством возможных причин, включая физиологические адаптации к физической нагрузке (например, у спортсменов) [2][3], а также патологические состояния, такие как артериальная гипертензия, аортальный стеноз [4] гипертрофическая кардиомиопатия [5] и болезни накопления [6], [7]. Однако особое внимание уделяется дифференциации различных форм гипертрофии, что имеет решающее значение для прогноза и выбора стратегии лечения [8].
В клинической практике причины ГЛЖ не очевидны, поэтому дифференциальный диагноз имеет решающее значение. Необструктивная ГКМП, одна из наиболее распространенных форм кардиомиопатии, требует стратификации риска для прогнозирования течения болезни. В практике могут возникать диагностические трудности при разграничении данной формы ГКМП от ГЛЖ при гипертоническом сердце. Ошибки в диагностике этих состояний могут привести к неверной стратификации риска и неправильному выбору терапии, что увеличивает вероятность таких осложнений, как сердечная недостаточность, аритмии и внезапная сердечная смерть [1].
Магнитно-резонансная томография является "золотым стандартом" для неинвазивной оценки структурных и функциональных изменений сердца [9]. Оценка деформации миокарда (myocardial strain), ранее используемая преимущественно в ЭХО-кардиографии также нашла свое применение при МРТ сердца за счет использования специальной методики обработки данных для оценки деформации миокарда, называемой   Feature Tracking (FT). Данная методика постпроцессинга позволяет оценивать strain в числовых значениях, обрабатывая данные кино-последовательностей, входящих в стандартный протокол сканирования. 
Активное применение данного метода позволило существенно улучшить диагностику, прогнозирование и стратификацию риска при различных кардиологических патологиях. Тем не менее, остаются вопросы, связанные с стандартизацией методологии и её внедрением в рутинную практику, что требует дальнейших исследований [10, 11, 12].

Цель исследования. Целью настоящего исследования является оценка деформации миокарда левого желудочка по данным МРТ сердца при постобработке данных последовательностей в кино-режиме Feature Tracking (FT) у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией и ГЛЖ при артериальной гипертензии, а также определение перспектив применения данного метода в клинической практике на основании полученных данных.

МЕТОДЫ

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ

Данное исследование являлось одноцентровым проспективным.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Набор пациентов, которым выполнялась МРТ, осуществлялся на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения города Москвы «Городская клиническая больница № 1 им. Н.И. Пирогова Департамента здравоохранения города Москвы». В исследование включены пациенты, которым проводилась магнитно-резонансная томография сердца с 03.2018 по 12.2024 гг. 

КРИТЕРИИ СООТВЕТСТВИЯ (ОТБОРА)

Критериями включения являлись: гипертрофия миокарда левого желудочка с толщиной стенки ≥14мм, Индексированная масса миокарда ≥50г/м2, возраст старше 18 лет.

Критерии невключения не были запланированы. 

Критериями исключения являлись: обструктивные формы гипертрофической кардиомиопатии (ГКМП), известные болезни накопления, другие изменения миокарда (в том числе ПИКС, постмиокардитические изменения).

Для оценки нормальных значений деформации дополнительно набиралась группа здоровых добровольцев (35 пациентов). 

ТЕСТИРУЕМЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Исследуемый диагностический метод 
Протокол МРТ-исследования: Исследования проводились на аппарате Toshiba Vantage ExelArt 1.5 Тл с использованием стандартного протокола для кардиоваскулярной МРТ с использованием ЭКГ-синхронизации; выполнении сканирования при задержке дыхания на выдохе; использованием передних и задних матричных катушек.
В ходе сканирования для всех пациентов получали стандартные последовательности: короткая ось: SA T1, Т2, Т2FS (black blood); киноизображения (SA cine, 4CH cine, 2CH cine, RVOT cine, LVOT cine); постконтрастные изображения (TI, SA2D delayed, 2CH 2D delayed, 4CH 2D delayed). Для каждого типа кинопоследовательностей выполнялось получение 20 сегментированных фаз сердечного цикла.
Анализ изображений: Постпроцессинг выполнялся с использованием специализированного программного обеспечения. Алгоритм FT обеспечивал полуавтоматическую разметку эндокарда и эпикарда в продольных и поперечных плоскостях в конце диастолы. Трабекулярный миокард включался в объём полости левого желудочка.
Метод FT позволял оценивать следующие показатели деформации: продольная деформация (2D Longitudinal - GLS), окружная деформация (2D Circumferential - GCS), радиальная деформация (2D Radial - GRS).
Для трёхмерного анализа (3D) использовались данные кинопоследовательностей в короткой и длинной оси. Автоматически генерировались кривые деформации во времени, значения пиковой глобальной деформации и сегментарные показатели, соответствующие 17-сегментной модели Американской кардиологической ассоциации (American Heart Association – AHA)[13]

Референсный (контрольный) диагностический метод -  неприменимо.

Регистрация результатов применения диагностических тестов – неприменимо.

АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЯВЛЯЛСЯ РАЗВЕДОЧНЫМ.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕДУРЫ - РАЗМЕР ВЫБОРКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НЕ РАССЧИТЫВАЛИ.

Статистические методы
Для анализа данных использовались стандартные статистические методы. Для сравнения качественных переменных использовался тест хи-квадрат или точный тест Фишера. Для сравнения количественных переменных применялись t-тест Стьюдента или непараметрический тест Манна-Уитни в зависимости от распределения данных.  Для сравнения количественных переменных в 3-х и более группах использован метод ANOVA.  Для определения критических значений были построены ROC-кривые с использованием индекса Йодена. Результаты представлены как среднее значение ± стандартное отклонение или как медиана (25-й; 75-й процентили), в зависимости от распределения данных. Значения p <0.05 считались статистически значимыми.

РЕЗУЛЬТАТЫ

УЧАСТНИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ходе исследования произведен анализ данных 650 пациентов. В исследование включено 96 пациентов с гипертрофией миокарда левого желудочка и 35 здоровых добровольцев.  

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

По результатам исследования с использованием стандартного протокола сканирования пациенты были разделены на две группы: 29 пациентов с необструктивной ГКМП (средний возраст 53±13,2 года; 72% мужского и 28% женского пола) и 32 пациента с ГЛЖ в рамках гипертонического сердца (средний возраст 57,4±13,4 года; 44% мужского и 56% женского пола). Контрольную группу составили 35 здоровых добровольцев (ЗД), средний возраст 52,7±14,1 года; 34% мужского и 66% женского пола).
Статистически значимых различий по возрасту и полу между группами не выявлено.
Анализ параметров, полученных при стандартном МРТ-исследовании, показал: что для большинства параметров наблюдаются значимые различия (p<0.001) между группами ГКМП, ГТЛЖ и ЗД. Параметры массы миокарда, толщины МЖП и ЗСЛЖ демонстрируют наибольшую статистическую значимость в межгрупповых сравнениях. Конечный диастолический объём (КДО), конечный систолический объём (КСО) и ударный объём (УО) не отличались между группами (p>0,05). Фракция выброса (ФВ) левого желудочка была достоверно выше у пациентов с ГКМП по сравнению с контрольной группой (p<0,01). Результаты представлены в таблице 1.

Анализ деформации миокарда ЛЖ показывает, что GLS (продольный стрейн) стабильно снижен при патологии, особенно у ГКМП, что соответствует данным литературы. 2D-GRSlax и 2D-GLS — наибольшая чувствительность к отличию между ГКМП и другими группами. 3D-GRS выше в группах ГКМП и ГТЛЖ закономерно являясь следствием течения заболевания. Различия между ГКМП и ГТЛЖ имеют статистически значимые различия GLS, являясь наиболее надёжным показателем. При диагностике и оценке тяжести состояния пациентов с ГКМП и ГТЛЖ полезно опираться на комплексную оценку всех трёх направлений деформации. 2D методика может быть предпочтительнее из-за лучшей чувствительности к различиям между группами. Результаты представлены в таблице 2. Оценка деформации миокарда демонстрирует высокую точность, воспроизводимость и эффективность для оценки глобальной и сегментарной деформации миокарда. ROC анализ также подтверждает, что наибольшей чувствительностью и специфичностью обладает анализ 2D-GLS и 3D-GLS (Таблица 3, рис.1, рис.2, рис.3)

НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ХОДЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОТСУТСТВОВАЛИ.

ОБСУЖДЕНИЕ

РЕЗЮМЕ ОСНОВНОГО РЕЗУЛЬТАТА ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ морфометрических характеристик показал статистически значимые различия в оценке индексированной массы миокарда ЛЖ, толщины МЖП и ЗСЛЖ (p<0,001) между группами ГКМП vs. ГТЛЖ, ГКМП vs. ЗД и ГТЛЖ vs. ЗД, также отмечено значимое различие параметра ФВ (p=0,034) между вышеперечисленными группами (p<0,001, p=0,11, p=0,37, соотв.). На следующем этапе произведена оценка деформации. Большинство из параметров деформации миокарда ЛЖ имели статистически значимые различия между группами пациентов с ГКМП, ГЛЖ и контролем. По нашим данным, наибольшей значимостью обладал параметр GLS, как в 2-D, так и 3 - D режимах, имеющий наиболее низкие по модулю значения при ГКМП  (-13.91±3.24 vs -15.58±3.42 vs -17.16±2.52, ГКМПvsГЛЖvsЗД в 2D и -8.66±3.16 vs -10.19±4.35 vs -13.74±2.97 в 3D соответственно). Кроме того, в исследовании были определены критические значение GLS, как в 2D, так и 3D режимах, позволяющее дифференцировать ГКПМ, которые составили -11.08 при чувствительности 0,9 и специфичности 0,51, и -8.19 чувствительности 0,84 и специфичности 0,51 соответственно. Такие параметры, как 2D-GRSsax, 2D-GCS не имели значимых различий в группах ГТЛЖ vs. ЗД (p=0,92) и ГКМП и ГТЛЖ (p=0.72), что возможно указывает на необходимость оценки этих параметров в 3D анализе.  

ОБСУЖДЕНИЕ ОСНОВНОГО РЕЗУЛЬТАТА ИССЛЕДОВАНИЯ 

Целью представленного исследования являлось сопоставление значений деформации миокарда левого желудочка у пациентов с ГКМП и гипертрофией миокарда левого желудочка.  Оценка деформации миокарда с помощью постобработки данных последовательностей в кино-режиме FT при выполнении МРТ сердца является многообещающим инструментом для выявления изменений миокарда, в том числе на доклинических стадиях заболевания [14]. Так, в работе Priya D. и соавт. показано [11], что GLS является более ранним предиктором дисфункции левого желудочка, чем ФВ при различных типах кардиомиопатий. Кроме этого оценка деформации может иметь значение в дифференциальной диагностике ряда состояний, таких, как гипертрофия миокарда на фоне артериальной гипертонии, ГКМП, амилоидоза и др. В исследовании Neisius U и соавт. показано значимое различие значений GLS при ГКМП в сравнении с гипертрофией миокарда на фоне АГ и контрольной группой (-14.7±3.8 vs. -16.5±3.3%, p = 0.004; и. -17.2±2.0%, p<0.001, соответственно) [21]. Также, в ранее опубликованных работах [21-23] получены статистические значимые различия ФВ и индексированных конечного диастолического и систолического объемов (B. Yao и соавт.), индексированной массы миокарда (Ulf Neisius и соавт), толщины межжелудочковой перегородки (Rocio Hinojar, MD и соавт.) в группах сравнения, аналогичных представленному исследованию. Кроме того, в нашем исследовании полученные данные при оценке параметров деформации миокарда в 2-D, так и 3 - D режимах сопоставимы с результатами анализа ранее проводившихся исследований [24-26].

ОГРАНИЧЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Таким образом, результаты окружной и радиальной деформации продемонстрировали ограниченную информативность в 2D-исследованиях, однако многоплоскостной подход значительно увеличил их диагностическую ценность. Эти данные согласуются с выводами предыдущих исследований, подчёркивающих преимущество 3D-анализа при оценке сложных изменений миокарда.
Ограничением данного метода служит необходимость высокого качества визуализации, отсутствии артефактов от нарушений ритма, которые наиболее часто встречалось в группе ГКМП, а также неадекватном выполнении команд задержки дыхания пациентом. Коме того, применение метода в рутинной практике ограничено стандартизацией протоколов и затратами времени на постпроцессинг. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящего исследования подтверждают, что анализ деформации миокарда с использованием методики FT при МРТ сердца является перспективным инструментом для дифференциальной диагностики ГКМП и ГЛЖ, особенно при использовании многоплоскостного 3D-анализа. Его внедрение в рутинную практику может значительно улучшить дифференциальную диагностику данных состояний.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
ВКЛАД АВТОРОВ
Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: К.В. Ковалёв — сбор и анализ данных пациентов, анализ литературных источников, подготовка, написание текста и редактирование статьи; Д.Ю. Щекочихин - статистический анализ, редактирование текста статьи, Е.С. Першина — обзор литературы, сбор и анализ данных пациентов; З.М. Магомедова — сбор и анализ данных пациентов; Д.А. Андреев — редактирование текста статьи; А.К. Шишимарина — редактирование текста статьи.
БЛАГОДАРНОСТИ* НЕ ПРИМЕНИМО.

ЭТИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА НЕ ТРЕБУЕТСЯ.

СОГЛАСИЕ НА ПУБЛИКАЦИЮ НЕПРИМЕНИМО.

ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ.

Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении поисково аналитической работы и подготовке рукописи 

РАСКРЫТИЕ ИНТЕРЕСОВ 

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ЗАЯВЛЕНИЕ ОБ ОРИГИНАЛЬНОСТИ
При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

ДОСТУП К ДАННЫМ
Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима.

ГЕНЕРАТИВНЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ ПРИ СОЗДАНИИ ДАННОЙ СТАТЬИ НЕ ИСПОЛЬЗОВАЛСЯ.

РАССМОТРЕНИЕ И РЕЦЕНЗИРОВАНИЕ
Рукопись направлена в редакцию журнала в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре.

ДИСКЛЕЙМЕР* НЕПРИМЕНИМО. 

About the authors

Konstantin V. Kovalev

Pirogov Municipal Clinical Hospital № 1

Email: radix606@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-4841-041X

MD, radiologist of the Department of Magnetic Resonance and Computed Tomography

Russian Federation, Moscow

Ekaterina S. Pershina

City Сlinical Hospital №1 Pirogov N.I.

Email: pershina86@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3952-6865
SPIN-code: 7311-9276

Cand. of Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Dmitry Y. Shchekochikhin

Pirogov Municipal Clinical Hospital № 1; Sechenov First Moscow State Medical University

Email: agishm@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-8209-2791
SPIN-code: 3753-6915

MD, Cand. Sci. (Medicine), Assistant Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Denis A. Andreev

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: dennan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0276-7374

д-р мед. наук, проф., зав. каф. кардиологии, функциональной и ультразвуковой диагностики

Russian Federation, Moscow

Zainab M. Magomedova

Pirogov Municipal Clinical Hospital № 1; Sechenov First Moscow State Medical University

Email: magomedova.zainab.97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6753-1525
SPIN-code: 5271-4915

MD, radiologist of the Department of Magnetic Resonance and Computed Tomography of the Clinical Hospital No. 1 named after N.I. Pirogov; postgraduate student of the Cardiology Department, Functional and Ultrasound Diagnostics at I.M. Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University).

Russian Federation, Moscow; Moscow

Alisa Shishimarina

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Author for correspondence.
Email: alisa__99@mail.ru

врач-ординатор кафедры кардиологии, функциональной и ультразвуковой диагностики

References

Supplementary files