Неинвазивные методы исследования в кардиологии (практическое руководство). Функциональные нагрузочные пробы в кардиологии

Список сокращений

АВ - атриовентрикулярный

АГ - артериальная гипертензия

АД - артериальное давление

АС - аортальный стеноз

БПНПГ - блокада правой ножки пучка Гиса

ВТЛЖ - выносящий тракт левого желудочка

ГКМП - гипертрофическая кардиомиопатия

ГЛЖ - гипертрофия левого желудочка

ГПЖ - гипертрофия правого желудочка

ЖТ - желудочковая тахикардия

ЖЭ - желудочковая экстрасистолия

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИМ - инфаркт миокарда

ИОТ - индекс относительной толщины

КДО - конечный диастолический объем

КДР - конечный диастолический размер

КСО - конечный систолический объем

КСР - конечный систолический размер

ЛА - легочная артерия

ЛГ - легочная гипертензия

ЛП - левое предсердие

МЕТ - метаболический эквивалент

МЖП - межжелудочковая перегородка

МК - митральный клапан

ММЛЖ - масса миокарда левого желудочка

НПВ - нижняя полая вена

ОКС - острый коронарный синдром

ПБЛНПГ - полная блокада левой ножки пучка Гиса

ПЖ - правый желудочек

ПП - правое предсердие

ППТ - площадь поверхности тела

СН - сердечная недостаточность

ССЗ - сердечно-сосудистые заболевания

ССС - сердечно-сосудистая система

СУ - синусовый узел

ТР - трикуспидальная регургитация

ТЭЛА - тромбоэмболия легочной артерии

ФВ - фракция выброса

ФВЛЖ - фракция выброса левого желудочка

ХМ - холтеровское мониторирование

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭКГ - электрокардиография

ЭКС - электрокардиостимуляция

ЭОС - электрическая ось сердца

ЭхоКГ - эхокардиография

Функциональные нагрузочные пробы в кардиологии

Мацкеплишвили С.Т.

В практической работе врача-кардиолога функциональным нагрузочным пробам принадлежит одна из ведущих ролей - они широко используются и являются неотъемлемым этапом обследования пациентов. Это является следствием их значительно большей информативности при оценке основных показателей состояния миокарда и сердечно-сосудистой системы (ССС) в целом, коронарного кровотока и его резервов, изучении патофизиологии заболеваний сердца и функционирования организма по сравнению с данными, получаемыми в покое, когда ССС может находиться в состоянии относительной компенсации даже при выраженных анатомических и функциональных изменениях. Помимо того что они способны выявить скрытую в условиях покоя патологию в тех случаях, когда нозологическая форма заболевания известна до исследования, функциональные пробы помогают определить степень ее выраженности или, наоборот, компенсаторные возможности ССС.

Наиболее достоверным и воспроизводимым количественно измеряемым параметром, используемым для стандартизации проб с физической нагрузкой, является потребление кислорода при нагрузке. Однако полноценное нагрузочное кардиореспираторное тестирование с точным определением потребления кислорода малодоступно, поэтому в ходе проведения нагрузочных тестов опираются на другие физиологические параметры, тесно связанные с потреблением кислорода.

Учитывая прямую зависимость между потреблением кислорода и ЧСС, нагрузку можно стандартизировать по такому легко определяемому параметру. Чем выше ЧСС при постепенно возрастающей нагрузке, тем выше максимальное потребление кислорода и соответственно лучше физическая работоспособность и функциональное состояние ССС. По мере нарастания кардиальной патологии происходит прогрессирующее снижение максимального потребления кислорода и максимальной ЧСС при выполнении нагрузки. При этом существуют некоторые факторы, влияющие на прирост ЧСС при нагрузках. Кроме возраста и, в меньшей степени, пола пациента, на нее влияет степень тренированности человека, поскольку систематические спортивные тренировки или регулярная физическая активность уменьшают скорость увеличения ЧСС в ответ на нагрузку. Чрезмерное увеличение ЧСС при стресс-тестах происходит при недостаточной физической подготовленности человека (предшествующая гиподинамия, астенические состояния), а также при симпатикотонических состояниях, гиперфункции щитовидной железы и т. д. Наоборот, недостаточное учащение сердечных сокращений наблюдается у лиц, принимающих β-блокаторы, верапамил, амиодарон, сердечные гликозиды.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили функциональные стресс-тесты с дозированной физической нагрузкой. Значительно реже применяются функ­циональные пробы, направленные на улучшение состояния ССС, тем самым диагноз подтверждается как бы методом от противного; это так называемые разрешающие пробы.

Дозированная физическая нагрузка - это нагрузка, мощность которой можно изменять согласно определенным задачам исследователя, что стало возможно благодаря появлению специальных аппаратов, позволяющих изменять интенсивность физической нагрузки в определенных стандартных значениях. К ним относятся велоэргометры и беговые дорожки (тредмил).

Велоэргометрия позволяет дозировать физическую нагрузку, выраженную в ваттах (Вт). Существуют 2 типа велоэргометров: с электромагнитным и ременным механизмами дозирования нагрузки. Тредмил-тест позволяет дозировать физическую нагрузку путем изменения скорости движения и угла наклона движущегося полотна. Нагрузка дозируется в метаболическом эквиваленте (МЕТ), при этом 1 МЕТ = 1,2 кал/мин или 3,5 мл потребленного кислорода на 1 кг массы тела в 1 мин.

Велоэргометры и тредмилы обеспечивают так называемую изотоническую нагрузку, т. е. нагрузку, при выполнении которой задействуется большая группа мышц. Тредмил-тест по сравнению с велоэргометрией имеет как преимущества, так и недостатки. Так, при использовании стандартного протокола Брюса можно выполнить большую нагрузку, чем при велоэргометрии и быстрее достичь целевой ЧСС.

Показания к проведению функционального нагрузочного тестирования

· Диагностика ИБС у пациентов с промежуточной исходной вероятностью наличия заболевания (табл. 1).

· Оценка прогноза у пациентов с установленным диагнозом ИБС, включая больных, перенесших ИМ.

· Определение толерантности к физической нагрузке, эффективности проводимого лечения и показаний для выполнения коронарной ангиографии, в том числе после выполненной реваскуляризации миокарда.

· Необходимость установки параметров работы частотноадаптивной электрокардиостимуляции (ЭКС).

· Клиническая оценка состояния больных с вазоспастической стенокардией.

· Клиническая оценка состояния больных, перенесших операцию реваскуляризации после ИМ.

· Определение переносимости физической нагрузки у больных с поражением клапанного аппарата сердца или хронической сердечной недостаточностью (ХСН).

· Определение тактики ведения пациентов без клинических проявлений ИБС, но с высоким риском ее развития при необходимости выполнения интенсивных физических нагрузок или если их профессиональная деятельность связана с обеспечением безопасности для окружающих.

· Оценка симптомов (например, нарушений сердечного ритма или обморочных состояний), возникающих во время или после физических нагрузок.

· Оценка риска у больных с ИБС перед хирургическими вмешательствами.

· Оценка риска у больных с ГКМП.

· Дифференциальный диагноз болевого синдрома в грудной клетке.

Противопоказания к проведению функционального нагрузочного тестирования

Абсолютные противопоказания

· ОКС: с подъемом сегмента ST (первые 48 ч), без подъема сегмента ST (проведение исследования для стратификации риска возможно не ранее чем через 6 ч после последнего эпизода ишемии миокарда).

· Нарушения сердечного ритма, сопровождающиеся клиническими проявлениями или расстройствами кровообращения.

· Тяжелый АС, сопровождающийся клиническими проявлениями.

· Острая или декомпенсированная хроническая СН.

· ТЭЛА.

· Острый миокардит или перикардит.

· Расслоение аорты.

· Любые острые состояния, сопровождающиеся лихорадкой.

Относительные противопоказания

· Подтвержденный стеноз ствола левой коронарной артерии.

· Стеноз клапанов сердца без клинической симптоматики.

· Выраженные электролитные нарушения.

· Тяжелая АГ (>200 и 110 мм рт.ст.).

· Нарушения ритма и проводимости сердца (тахи- или брадиаритмии, АВ-блокады высокой степени).

· ГКМП с выраженной обструкцией выносящего тракта левого желудочка (ВТЛЖ).

· Психические или физические нарушения, препятствующие полноценному выполнению исследования (в том числе выраженное ожирение).

Подготовка к проведению исследования

1. Перед проведением исследования необходимо оценить общее состояние пациента, жалобы и анамнез заболевания, наличие показаний и противопоказаний к выполнению нагрузочной пробы, общий уровень физической активности, измерить ЧСС и АД. Необходимо подробно объяснить больному методику проведения исследования и возможные осложнения, а также получить его согласие.

2. За 3 ч до исследования не следует принимать пищу, курить.

3. В течение 12 ч до исследования не следует выполнять непривычную или тяжелую физическую работу.

4. За 24-48 ч до исследования (в зависимости от длительности эффекта принимаемых препаратов) следует отменить β-адреноблокаторы и другие антиангинальные препараты (за исключением случаев, когда основным показанием к проведению исследования является оценка эффективности проводимого лечения).

5. Обеспечить хорошее качество ЭКГ-сигнала (использовать специальные гели или сбрить волосы при значительном волосяном покрове в области предполагаемого наложения электродов и т. д.).

6. Обеспечить полноценный венозный доступ при наличии указаний на возможность развития жизнеугрожающих нарушений ритма или проводимости сердца, гемодинамических нарушений.

Методика проведения исследования

В помещении, где проводятся тесты, должно быть доступно все необходимое для проведения сердечно-легочной реанимации, включая препараты для оказания неотложной помощи, дефибриллятор и набор для эндотрахеальной интубации. Нагрузочный тест должен проводиться врачом, имеющим специальную подготовку, или специально обученным средним медицинским персоналом при обеспечении возможности экстренного вызова врача. Осложнения при проведении исследования редки: риск смерти - 0,005-0,01%, риск остановки сердца - 0,02%.

Во время проведения теста с физической нагрузкой мониторируют 3 основных параметра:

· клиническая реакция испытуемого на физическую нагрузку (т. е. появление одышки, головокружения, боли в грудной клетке, развитие типичного приступа стенокардии, а также нарушение состояния по шкале Борга);

· гемодинамический ответ (т. е. ЧСС, АД, двойное произведение, пиковая физическая нагрузка);

· изменения ЭКГ во время проведения пробы с физической нагрузкой и в течение фазы восстановления.

Основные принципы проведения нагрузочных исследований

· Равномерность нагрузки (нагрузка от ступени к ступени должна дозированно и равномерно возрастать, чтобы обеспечить должную адаптацию ССС на каждой ступени, что позволит провести точную диагностику).

· Фиксированная длительность каждой ступени (во всем мире принята длительность ступени нагрузки, равная 3 мин).

· Начальная нагрузка должная быть наименьшей (для велоэргометрии - 25 Вт; для тредмил-теста - 1,8 МЕТ).

· Расчет максимальной ЧСС выполняют по формулам:

§ для мужчин ЧССmax = 220 - возраст, лет;

§ для женщин ЧССmax = 210 - возраст, лет.

У больных с установленным диагнозом ИБС часто ограничиваются достижением субмаксимальной ЧСС, составляющей 75-85% от максимальной, так как дальнейшее увеличение нагрузки опасно из-за возможности возникновения осложнений.

Основные параметры, оцениваемые во время выполнения исследования

Ø Клинические (жалобы, нарушение состояния по шкале Борга).

Ø Гемодинамические (ЧСС, АД, двойное произведение - ЧСС×САД).

Ø Изменения ЭКГ во время проведения пробы и в фазу восстановления.

Признаки необходимости прекращения физической нагрузки до достижений целевой частоты сердечных сокращений

Клинические

Абсолютные:

- снижение САД на >10 мм рт.ст. менее исходного уровня, несмотря на увеличение рабочей нагрузки (при наличии других признаков ишемии миокарда);

- возникновение приступа стенокардии умеренной или большой интенсивности;

- появление мозговых нарушений (атаксия, головокружение, обморок);

- признаки гипоперфузии (цианоз или бледность);

- отказ больного от дальнейшего проведения пробы;

- технические сложности.

Относительные показания к прекращению пробы:

- снижение систолического АД на >10 мм рт.ст. от исходного уровня, несмотря на увеличение рабочей нагрузки (при отсутствии других признаков ишемии миокарда);

- усиление боли в грудной клетке;

- появление резкой общей слабости;

- возникновение выраженной одышки;

- появление боли в икрах (перемежающейся хромоты);

- повышение АД более 250/115 мм рт.ст.

Электрокардиографические

Абсолютные:

- устойчивая желудочковая тахиаритмия (ЖТ);

- подъем сегмента ST на >0,1 мВ (или 1 мм) в отведениях без диагностически значимых зубцов Q (кроме отведений V₁ или aVR).

Относительные:

- выраженная горизонтальная или косонисходящая депрессия сегмента ST более чем на 0,2 мВ (или 2 мм), или значительные отклонения ЭОС;

- нарушения сердечного ритма [кроме устойчивой (ЖТ)], включая политопные желудочковые экстрасистолии (ЖЭ), триплеты ЖЭ, наджелудочковую тахикардию, АВ-блокаду и брадиаритмии;

- появление блокады ножки пучка Гиса (БНПГ) или замедление внутрижелудочковой проводимости, по морфологии не отличимые от ЖТ.

Наиболее частая причина прекращения нагрузочного теста - появление одышки и усталости вследствие детренированности пациента.

Интерпретация результатов функционального нагрузочного теста

Разделы заключения

Описание исходной ЭКГ.

Клинические проявления, наблюдавшиеся в ходе выполнения нагрузки и в восстановительном периоде.

Причина прекращения нагрузки.

Оценка мощности нагрузки (Вт/МЕТ).

Показатели АД.

Наличие нарушений сердечного ритма и проводимости.

Изменения на ЭКГ во время исследования с их подробным описанием.

Заключение включает оценку наличия коронарной недостаточности, переносимости и толерантности к физической нагрузке.

Результат функциональной нагрузочной пробы может быть положительным, отрицательным, сомнительным и неинформативным

Положительная проба

Проба считается положительной, если во время проведения исследования возникают достоверные ЭКГ-признаки ишемии миокарда. Горизонтальная или косонисходящая депрессия сегмента ST не менее чем на 0,1 мВ (1 мм) ниже изолинии, продолжающаяся в течение не менее 0,06-0,08 с после точки J в одном или нескольких смежных отведениях - наиболее надежный ЭКГ признак ишемии миокарда (рис. 21). Нужно помнить, что примерно у 15% пациентов подобные изменения сегмента ST возникают только в фазе восстановления, что также считается проявлением ишемии миокарда.

ЭКГ-признаки высокой вероятности ИБС

Раннее появление ишемических изменений (в течение первых 6 мин нагрузки).

Стойкая депрессия сегмента ST в течение ≥6 мин в восстановительном периоде.

Депрессия сегмента ST в ≥5 отведениях.

Отрицательная проба

Проба считается отрицательной при отсутствии ЭКГ-признаков ишемии миокарда при условии достижения необходимого уровня нагрузки (субмаксимальная ЧСС или нагрузка, соответствующая ≥150 Вт/10 МЕТ).

Признаки нормальной (отрицательной) нагрузочной пробы.

Достижение 4-й ступени нагрузки (13 МЕТ).

Достижение двойного произведения ≥20 000.

Достижение ЧСС, составляющей 85% максимальной.

Нормальная ЭКГ-картина:

- увеличение амплитуды зубцов Р;

- уменьшение амплитуды зубцов R;

- снижение точки J;

- остроугольная косовосходящая депрессия сегмента ST;

- уменьшение интервала Q-T;

- уменьшение амплитуды зубца Т.

Важно! Отрицательная проба не указывает на отсутствие ИБС (чувствительность метода составляет примерно 70%, поэтому существует вероятность ложноотрицательного результата).

Сомнительная проба

Проба считается сомнительной при:

возникновении приступа болей в грудной клетке при отсутствии ишемических изменений на ЭКГ;

следующих изменениях на электрокардиограмме:

- появление клинически незначимых нарушений сердечного ритма:

- монотопные ЖЭ;

- предсердные или узловые тахиаритмии;

- появление нарушений проводимости;

- АВ-блокада разной выраженности;

- блокада ножек пучка Гиса;

- изменение морфологии зубцов ЭКГ;

- уплощение зубца Т;

- изменения зубца Р <0,01 мВ;

- депрессия сегмента ST <0,1 мВ (1 мм);

- отклонение сегмента ST не более чем на 0,1 мВ (1 мм);

снижении САД <10 мм рт.ст.

Неинформативная проба

Проба считается неинформативной при невозможности достижения необходимого уровня нагрузки (достигнутая ЧСС ниже субмаксимальной или выполненная нагрузка <7 МЕТ) при отсутствии ишемических изменений на ЭКГ.

Оценка результатов исследования затруднена при наличии определенных исходных изменений на ЭКГ (в подобных случаях показано проведение других визуализирующих исследований).

· ПБЛНПГ.

· Манифестирующий синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта.

· Выраженная ГЛЖ.

· Исходная депрессия сегмента ST более чем на 0,1 мВ (1 мм).

· Изменения на ЭКГ, связанные с приемом дигоксина.

· ЭКС-навязанный желудочковый ритм.

Проба с физической нагрузкой у пациентов с исходно измененной ЭКГ (депрессия сегмента ST и инверсия зубца Т) проводится с особой осторожностью. Если при минимальных нагрузках наряду с увеличением ЧСС сегмент ST возвращается к изолинии, то такую динамику ЭКГ следует расценивать как признак отрицательной пробы.

Также следует помнить, что изменения зубца Т при нагрузке неспецифичны. Его форма, даже в покое и у здоровых людей, весьма вариабельна и зависит от многих факторов (положение тела, дыхание). При гипервентиляции часто наблюдается уплощение зубцов Т или появление отрицательных. Если до нагрузки зубцы Т отрицательные, то во время нагрузки они часто становятся положительными, и это не считается признаком болезни.

ЖЭ, в том числе групповая, встречается при нагрузке и у здоровых людей. В то же время ЖЭ может исчезать при нагрузке, поэтому она не имеет существенного диагностического значения. У больных, перенесших ИМ, групповые ЖЭ или периоды желудочковой пароксизмальной тахикардии во время нагрузки указывают на высокий риск внезапной смерти.

Наджелудочковая экстрасистолия при нагрузке наблюдается как у здоровых людей, так и у пациентов с заболеваниями сердца. Для диагностики ИБС ее появление во время теста не имеет значения.

Также при нагрузке может возникнуть блокада левой или правой ножек пучка Гиса, которая не имеет самостоятельного диагностического или прогностического значения.

Пробы с фармакологической нагрузкой

При невозможности выполнения пробы с физической нагрузкой проводят фармакологические пробы. С этой целью можно использовать несколько лекарственных препаратов, основными из них являются аденозин, дипиридамол и добутамин.

Аденозин является мощным вазодилататором. Поскольку в атеросклеротически измененных сосудах, кровоснабжающих ишемизированные области миокарда, имеется выраженное снижение резерва коронарного кровотока и максимальная дилатация этих артерий с невозможностью их дальнейшего расширения, аденозин воздействует преимущественно на неизмененные коронарные артерии, коронарный резерв в которых сохранен. Это приводит к увеличению перфузии кровоснабжаемых ими участков миокарда и снижению перфузии остальных областей (феномен коронарного обкрадывания), что сопровождается развитием ишемии миокарда. Использование препарата в целом безопасно, но часто сопровождается различными побочными реакциями ("приливы", одышка, головная боль, головокружение, парестезии). Аденозин образуется из АТФ, имеет короткий период полураспада (~10 с), поэтому применение антидотов не требуется. Противопоказания для введения аденозина: бронхообструктивные состояния (хроническая обструктивная болезнь легких, астма), тяжелые нарушения внутрижелудочковой проводимости, тяжелая АГ.

Дипиридамол ингибирует метаболизм аденозина, поэтому его действие является следствием накопления эндогенного аденозина со всеми фармакологическими эффектами последнего. Но, в отличие от аденозина, побочные эффекты препарата возникают редко (1-2% случаев) и менее выражены. Противопоказания для введения дипиридамола соответствуют таковым для аденозина. Поскольку время действия дипиридамола превышает 30 мин, по завершении пробы необходимо введение аминофиллина для прекращения эффекта дипиридамола.

Добутамин является синтетическим катехоламином, стимулирующим преимущественно β₁-адренорецепторы. Обладая положительным хронотропным и инотропным эффектами, он значительно повышает частоту и силу сердечных сокращений, потребность миокарда в кислороде и вызывает его ишемию при гемодинамически значимом сужении коронарных артерий. Противопоказаниями для использования добутамина являются: тяжелые клапанные стенозы, обструктивная форма ГКМП, желудочковая тахиаритмия, тяжелая АГ. Предсердные экстрасистолии возникают редко, в 10-35% случаев при проведении пробы возникают аритмии, преимущественно экстрасистолия.

ЭКГ пробы с фармакологической нагрузкой по чувствительности значительно уступают пробе с физической нагрузкой, поэтому лекарственные тесты в основном применяют в сочетании с другими методами визуализации [сцинтиграфия миокарда с дипиридамолом и аденозином или стресс-эхокардиография (ЭхоКГ) с добутамином].

Тесты при хронической сердечной недостаточности (кардиореспираторный нагрузочный тест)

Характерным признаком ХСН является снижение способности выполнять аэробные физические нагрузки, связанное с изменениями как в периферических тканях (скелетная мускулатура, эндотелий, региональный кровоток, регуляция кардиопульмональных рефлексов), так и в центральных органах (легкие, сердце), приводящими к снижению транспорта кислорода из внешней среды в скелетные мышцы.

Кардиореспираторный функциональный нагрузочный тест все чаще используется у этой популяции пациентов, поскольку он позволяет получить точные и воспроизводимые данные о функциональном состоянии больного, а также важные прогностические показатели, в настоящее время используемые при подготовке к трансплантации сердца.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)