Артериальная жесткость - Белорусская медицинская академия

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ И
КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЕЕ ОЦЕНКИ ПРИ
АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ
Ушакова Л.Ю., Вертинский Е.А. , Чиж С.А.
Белорусская медицинская академия последипломного образования
Аннотация. В статье представлен сравнительный анализ методов определения локальной и регионарной ригидности артерий. Приведены данные
о клиническом значении определения скорости распространения пульсовой волны и других показателей артериальной жесткости в оценке прогноза при артериальной гипертензии.
Ключевые слова: артериальная жесткость, скорость распространения
пульсовой волны, артериальная гипертензия.
methods of assessment arterial stiffness
arterial hypertension
Ushakova L., Vertinsky E., Chizh S.
State Educational Establishment ‘Belarusian Medical Academy
of Post-Graduate Education’
Summary. In article current methods for evaluating local and regional arterial
stiffness are presented. Comparative analysis is conducted. Particular attention is
paid to estimating the parameters of pulse wave velocity by rheovasography
method. Data on the role of determining pulse wave velocity as a marker of target organ damage in arterial hypertension are presented.
Keywords: arterial stiffness, pulse wave velocity, arterial hypertension.
В последнее десятилетие произошли изменения подходов к лечению артериальной гипертензии (АГ) и профилактике сердечно-сосудистых забо-
леваний (ССЗ). Основная цель лечения больных АГ направлена на максимальное снижение риска развития сердечно-сосудистых осложнений и
смерти от них. В связи с этим большое значение имеет оценка общего сердечно-сосудистого риска, проявления которого зависит не только от уровня АД, а также от наличия или отсутствия сопутствующих факторов риска
(ФР) CCЗ, поражений органов-мишеней (ПОМ) и ассоциированных клинических состояний (АКС) [3, 4, 6, 7, 11, 13, 19].
В связи с эволюцией взглядов на роль повышения артериального давления (АД) и ПОМ в формировании сердечно-сосудистого риска внесенны
изменения в критерии стратификации риска пациентов с АГ. Среди внесенных в критерии изменений – величина пульсового давления (ПД) у пожилых как ФР CCЗ и каротидно-феморальная скорость пульсовой волны
(СПВ) как маркер ПОМ (сосудистого ремоделирования). Это связано с
тем, что в последние годы получены новые данные об артериальной жесткости крупных сосудов и возможности влияния на нее при лечении АГ.
Оценка поражения органов-мишеней. В Европейских рекомендациях
2007 г. предлагается учитывать доклинические изменения в органахмишенях. Существует достаточно убедительных доказательств того, что
значительно большее число людей, чем считалось ранее, имеют доклиническое поражение органов-мишеней. Эти поражения могут предшествовать стойкому повышению АД и часто не зависят от его уровня. В Российских рекомендациях по диагностике и лечению АГ 2008 г. термин «доклинические изменения в органах-мишенях» не употребляется, а используется
термин «поражение органов-мишеней» [5, 9, 12, 14, 23].
Доклинические признаки поражения органов-мишеней (Европейские
рекомендации по АГ 2007 г.). Признаки поражения органов-мишеней (Российские рекомендации по АГ 2008 г.):
 ЭКГ признаки гипертрофии левого желудочка;
 ЭхоКГ признаки гипертрофии левого желудочка (индекс массы миокарда мужчин > 125 г/ м2, женщин > 110 г/ м2);
 толщина комплекса интима-медиа каротидной артерии > 0,9 мм при
накличии бляшек;
 скорость распространения пульсовой волны на участке от сонной до
бедренной артерии > 12 м/с;
 лодыжечно-плечевой индекс < 0,9;
 увеличение уровня креатинина плазмы: мужчины - 115 – 133
мкмоль/л, женщины – 107 – 124 мкмоль/л;
 снижение скорости клубочковой фильтрации < 60 мл/мин/1,73 м2
или клиренс креатинина < 60 мл/мин;
 микроальбуминурия 30 – 300 мг/сут или альбумин-креатининовый
индекс ≥ 22 (мужчины); или ≥ 31 (женщины) мг/г креатинина.
В Европейских рекомендациях 2007 г. и Российских рекомендациях
введены два новых маркера кардиоваскулярного риска - лодыжечноплечевой индекс (ЛПИ) и скорость распространения пульсовой волны
(СРПВ). Разница в уровнях АД на лодыжке и плечевой артерии, а также
увеличение СРПВ – ранние и значимые маркеры атеросклеротического поражения сосудов, имеющие высокую прогностическую ценность.
ЛПИ = систолическое АД на лодыжке / систолическое АД на плече.
Диагностические значения ЛПИ: 0,91-1,3 – норма, 0,41-0,90 – поражение периферических сосудов легкой и средней степени тяжести, 0,0-0,40 –
тяжелое поражение периферических сосудов. Снижение величины индекса
менее 0,9 свидетельствует об облитерирующем поражении артерий нижних конечностей и расценивается как признак выраженного атеросклероза.
Структурно-функциональные изменения артерий лежат в основе прогрессирования АГ. Изменения в артериальных сосудах при АГ возникают
намного раньше, чем поражение других органов-мишеней: сердца, почек.
Снижение податливости артериальных сосудов встречается в 100% случа-
ев при АГ, а гипертрофия левого желудочка – только у 30-40% больных
АГ. Для оценки индивидуального риска и выбора оптимальной стратегии
профилактики осложнений при АГ необходима ранняя диагностика сосудистых нарушений.
Скорость пульсовой волны является классическим показателем растяжимости сосудистой стенки. В широкомасштабном исследовании «Complior» (1999) было показано, что СРПВ может являться достоверным, объективным методом оценки растяжимости артерий, и одним из независимых факторов риска развития сердечно-сосудистых осложнений [2, 15, 17,
21, 24].
Состояния, при которых имеет место повышение артериальной
жесткости: старение, низкий вес при рождении, менопауза, недостаточная
физическая активность, наличие у родителей в анамнезе АГ, сахарного
диабета, инфаркта миокарда, генетические полимофизмы, метаболический
синдром, ожирение, курение, АГ, нарушение толерантности к глюкозе, сахарный диабет 1 и 2 типа, гипергомоцистеинемия, высокий уровень СРБ, гиперхолестеринемия, ишемическая болезнь сердца, хроническая сердечная
недостаточность, фатальный инсульт, хронические заболевания почек, хроническая почечная недостаточность, ревматоидный артрит,
системный
васкулит, системная красная волчанка.
Определение каротидно-феморальной скорости распространения пульсовой волны является «золотым стандартом» изучения артериальной жесткости. Основным методом регистрации пульсовой волны является аппланационная тонометрия сонной или лучевой артерии с последующим компьютерным преобразованием (рис. 1).
Центральное АД является косвенным показателем жесткости артерии и
зависит от скорости распространения пульсовой волны, величины и времени отраженной волны. Центральное АД тесно взаимодействует с эластическими свойствами аорты.
Оценка локальной ригидности – изменение сегментарной геометрии
сосуда под действием растягивающего пульсового давления проводится с
использованием таких методов, как ангиография, магнитно-резонансной
томография, ультразвук высокого разрешения - ультразвуковая технология
echotracking или динамическое слежение за эхоконтрастной границей.
Местная артериальная ригидность определяется при этом прямым методом измерения изменения диаметра в ответ на действие вызвавшего это
изменение растягивающего давления.
Существует ряд расчетных индексов для определения этого соотношения: коэффициент растяжимости (DC); коэффициент податливости (СС);
содуль жесткости Петерсона; модуль Юнга (Е); индекс жесткости β.
Индекс жесткости β - коэффициент, характеризующий зависимость
"напряжение-растяжение" стенки сосуда, выраженный экспоненциальной
функцией. Определяется по формуле In (PS / PD) / (ΔD / Dmin), где PS - систолическое АД, PD - диастолическое АД, ΔD - разность наибольшего и
наименьшего диаметров сосуда, Dmin - наименьший диаметр сосуда. Индекс жесткости β является одиним из существующих на сегодняшний день
параметров, обладающих относительной независимостью от уровня измеряемого АД [8, 10, 16, 20].
Диаметр аорты измеряется в М-режиме параллельно с регистрацией
электрокардиограммы. Диаметр в систолу определяется во время полного
открытия аортальных клапанов в фазу изгнания. Диастолический диаметр
соответствует пику зубца R на электрокардиограмме (рис. 2, 3).
Анализ регионарной ригидности – измерения скорости пульсовой
волны. Согласованные рекомендации группы экспертов Европейского
общества кардиологов признали каротидно-феморальную скорость пульсовой волны, измеренную с применением сфигмографии, "золотым стандартом" при оценке ригидности артерий. Однако в этом же документе указаны и основные недостатки измерения каротидно-феморальной скорости
пульсовой волны, главным образом из-за разных подходов в расчете длины
артерий. Сопоставляли каротидно-феморальную скорость пульсовой волны, измеренную с использованием аппланационной тонометрии, и глобальную скорость пульсовой волны, измеренную с помощью допплерографии.
Измерение каротидно-феморальной скорости пульсовой волны обеспечивает по существу основу глобальной оценки сосудистой жесткости (в
частности, аортальной). В то же время при использовании этой методики
волна распространяется не только по сосуду эластического типа - аорте, на
значение каротидно-феморальной скорости пульсовой волны влияет распространение волны и по сосудам мышечного типа. Анализ пульсовой
волны на участке, охватывающем большой аортальный сегмент, более
клинически оправдан в связи с тем, что аорта – сосуд, непосредственно
прилегающий к сердцу и отражающий происходящие в нем неблагоприятные изменения на ранних стадиях сердечно-сосудистых заболеваний.
Каротидно-феморальная скорость пульсовой волны определяется с
применением двух микродатчиков, одновременно измерявших пульсации
сонной и бедренной артерий. Допплеровское исследование проводилось в
области несколько дистальнее аортальных клапанов и в общей бедренной
артерии. Выявлены
значимые
различия между глобальной скоростью
пульсовой волны и каротидно-феморальной скоростью пульсовой волны:
7,1 ± 1,1 и 11,4 ± 3,3 м/с соответственно; р < 0,001.
В определении скорости пульсовой волны допплеровским методом расстояние рассчитывается как сумма отдельных частей аорты – сумма приблизительных длин восходящей, нисходящей, брюшной аорты, подвздошного сегмента. Авторы заключают, что глобальная скорость пульсовой
волны, измеренная допплеровским методом, выглядит более точным параметром, чем каротидно-феморальная скорость пульсовой волны, которая
характеризует аортальную жесткость в целом.
Каротидно-феморальная скорость пульсовой волны обеспечивает непрямую оценку глобальной жесткости артериального сегмента, но с использованием этого параметра невозможно проанализировать регионарные
эластические свойства какого-либо аортального сегмента.
Методика измерения скорости пульсовой волны в аортальном сегменте допплеровским методом («foot-to-foot»). Регионарная скорость
пульсовой волны, измеренная с использованием допплерографии, впервые
исследовалась Dahan M. et al. в 1990 г. [1, 18, 22]. Проводят синхронизированную с электрокардиограммой запись спектра скоростей кровотока в
нисходящей аорте из супрастернального доступа, а затем в брюшной аорте
на требуемом уровне в нескольких сердечных циклах. Далее измеряют
расстояние от яремной вырезки до места установки датчика на проекции
брюшной аорты. Скорость пульсовой волны (V) рассчитывают по формуле
V = S / Т, где S - расстояние между яремной вырезкой и уровнем установки
датчика, Т - разность между временем от зубца R электрокардиограммы до
начала сигнала в нисходящем отделе и в брюшной аорте (рис. 4, 5).
Допплеровский анализ является воспроизводимым методом определения регионарной артериальной жесткости, выраженной скоростью пульсовой волны. При использовании ультразвуковых технологий было выявлено
прогрессивное возрастание жесткости от проксимальной аорты до общей
бедренной артерии. Экспериментальные исследования показали краниокаудальные уменьшение количества эластина в аорте и увеличение количества коллагена. Скорость пульсовой волны, которая отражает эти эластические свойства сосудов, возрастает с увеличением жесткости артериальной стенки и расстояния от сердца. Изменение эластичности артериального дерева зависит не только от геометрии сосуда, но и от строения
стенки данного сосуда.
Оценка параметров распространения пульсовой волны с реовазографическим методом. Основу технологии оценки параметров распро-
странения пульсовой волны составляет автоматизированное определение
времени запаздывания периферической реовазограммы – лучевойя артерии
относительно центральной –сонной артерии с помощью реографа «Импекард М» (разработчик РНПЦ «Кардиология», Республика Беларусь).
Технология использования метода. Измеряются величина АД, расстояния по поверхности тела от яремной ямки до максимальной пульсации лучевой артерии на запястье при отведенной в сторону руке, от яремной ямки до выраженной пульсации сонной артерии на шее. Данные вводятся в
компьютер. Для регистрации реограммы сонной артерии один сдвоенный
реографический электрод располагается на переднешейной борозде на
уровне верхнего края щитовидного хряща, второй электрод на этом же
уровне, но со смещением на 2 см кзади. Дистальная продольная реограмма
регистрируется при наложении электродов в зоне максимальной пульсации
лучевой артерии на уровне запястья. Пациент должен находиться в положении сидя. На любом свободном участке второй руки обследуемого фиксируется общий заземляющий электрод-прищепка, который подключается
кабелем к разъему «ЭКГ» реографа «Импекард М». Два электродных кабеля пациента соединяются с реографическими каналами: кабель верхней
конечности со входом первого канала, кабель от сонной артерии – со входом второго канала. Вводятся и автоматически анализируются объемные
реовазографические сигналы двух отведений. Результатом данного исследования является вычисление времени и СРПВ в автоматическом режиме.
Заключения строятся следующим образом: СРПВ в пределах нормы, если
ее значение не превышает 10,2 м/с; СРПВ повышена, если ее значение
больше 10,2 м/с.
В качестве длины пути при распространении пульсовой волны принимается разность измеренных расстояний – от яремной ямки до реоэлектрода на запястье, от яремной ямки до электрода на сонной артерии. Для
оценки временного параметра распространения пульсовой волны вычисля-
ется разность между временем начала комплекса реограммы сонной артерии и временем начала соответствующего комплекса реограммы лучевой
артерии. Вычисленные разности усредняются по числу синхронно размеченных комплексов и результирующее значение принимается за время
распространения пульсовой волны у данного пациента. Скорость пульсовой волны рассчитывается, как отношение вычисленного расстояния ко
времени запаздывания пульсовой волны.
Роль определения скорости распространения пульсовой волны.
Данные многих исследований выявили повышение СПВ у пациентов с АГ
по сравнению с нормотониками. Однако показатели СПВ в разных исследованиях различались между собой в зависимости от сегмента артериального русла, на котором проводилось исследование, классификации АГ, используемой в исследовании, а также от возраста и особенностей гипотензивной терапии. В настоящее время установлено, что изменения сосудистой стенки регистрируются у пациентов с АГ уже на ранних стадиях заболевания. Сила связи жесткости артерий с АД увеличивается по мере
утяжеления гипертензии. Эти изменения могут быть обусловлены не только повышением АД, но и первичной патологией сосудистой стенки. Выявлено, что увеличенная скорость пульсовой волны – аортальная жесткость,
является независимым предиктором общей и сердечно-сосудистой смертности, фатальных и нефатальных инфарктов миокарда и инсультов у больных с АГ, сахарным диабетом 2 типа, хронической почечной недостаточностью, пожилых людей и в общей популяции [1].
Представленные в статье данные сравнительного анализа методов оценки локальной и регионарной ригидности артерий, а также о клиническом
значении определения скорости распространения пульсовой волны и других показателей артериальной жесткости в оценке прогноза при АГ являются необходимыми для правильного и своевременного проведения медикаментозной и немедикаментозной коррекции.
Список литературы
1. Андреевская, М.В. Возможности ультразвуковой оценки ригидности
аорты и ее значимость при патологии сердца и сосудов / М.В. Андреевская, Н.М. Чихладзе, М.А. Саидова // Ультразвуковая и функциональная
диагностика. 2009. № 2. С. 91-99.
2. Андреевская, М.В. Воспроизводимость результатов определения ригидности аорты ультразвуковыми методами / М.В. Андреевская, М.А.
Саидова, А.Н. Рогоза // Тезисы 5-го Съезда Российской ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. М., 2007. С. 78.
3. Болезни органов кровообращения / Под ред. Чазова Е.И. М.: Медицина,
1997. 832 с.
4. Оценка эластических свойств артериальной стенки у больных артериальной гипертонией молодого возраста / Г.И. Сторожаков [и др.] // Артериальная гипертензия. 2005. Т. 11. № 1. С. 33-36.
5. Рогоза, А.Н. Неинвазивные методы определения ригидности магистральных артерий / А.Н. Рогоза // Функциональная диагностика. 2007.
№ 3. С. 17-32.
6. A comparative study of the effect of coronary artery disease on ascending
and abdominal aorta distensibility and pulse wave velocity / F. Triposkiadis
[et al.] // Acta Cardiol. 1993. V. 48. № 2. P. 221-233.
7. Analysis of the regional pulse wave velocity by Doppler: methodology and
reproducibility / J.P. Baguet. [et al.] // J. Hum. Hypertens. 2003. V. 17. № 6.
P. 407-412.
8. Aortic elastic properties with transesophageal echocardiography with automated border detection: validation according to regional differences between
proximal and distal descending thoracic aorta / B.P. Cholley [et al.] // J. Am.
Soc. Echocardiogr. 1996. V. 9. № 4. P. 539-548.
9. Aortic pulse wave velocity as an independent marker of coronary artery disease / H.E. Lim [et al.] // Blood Press. 2004. V. 13. № 6. P. 369-375.
10.Aortic pulse wave velocity as a marker of cardiovascular risk in hypertensive
patients / J. Blacher [et al.] // Hypertension. 1999. V. 33. №5. P. 1111-1117.
11.Aortic stiffness is an independent predictor of primary coronary events in hypertensive patients: a longitudinal study / P. Boutouyrie [et al.] // Hypertension. 2002. V. 39. № l.P. 10-15.
12.Association between serum C-reactive protein levels and pulse wave velocity: a population-based cross-sectional study in a general population / M. Nagano [et al.] // Atherosclerosis. 2005. V. 180. № 1. P. 189-195.
13.Carotid stiffness and the risk of new vascular events in patients with manifest
cardiovascular disease. The SMART study / J.M. Dijk [et al.] // Eur. Heart J.
2005. V. 26. № 12. P.1213-1220.
14.Dernellis, J. Time course of aortic stiffness changes after acute myocardial
infarction / J. Dernellis // Int. J. Angiol. 2001. V. 10. P. 153-158.
15.Distensibility of the ascending aorta: comparison of invasive and noninvasive techniques in healthy men and in men with coronary artery disease /
C. Stefanadis [et al.] // Eur. Heart J. 1990. V. 11. № 11. P. 990-996.
16.Doppler echocardiographic study of the consequences of aging and hypertension on the left ventricle and aorta / M. Dahan [et al.] //Eur. Heart J. 1990. V.
ll.Suppl. P. G39-G45.
17.Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and
clinical applications / S. Laurent [et al.] // Eur. Heart J. 2006. V. 27. № 21. P.
2588-2605.
18.Impact of aortic stiffness on survival in end-stage renal disease / J. Blacher
[et al.] // Circulation. 1999. V. 99. № 18. P. 2434-2439.
19.Low-grade systemic inflammation impairs arterial stiffness in newly diagnosed hypercholesterolaemia / M. Pirro [et al.] // Eur. J. Clin. Invest. 2004.
V. 34. № 5. P. 335-341.
20.Measurement of pulse wave velocity using pulse wave Doppler ultrasound:
comparison with arterial tonometry / В. Jiang [et al.] // Ultrasound Med. Biol.
2008. V. 34. №3.P. 509-512.
21.Oliver, J.J. Noninvasive assessment of arterial stiffness and risk of atherosclerotic events / J.J. Oliver, D.J. Webb // Arterioscler. Thromb. Vase. Biol.
2003. V. 23. № 4. P. 554-566.
22.Reduced aortic elastic properties in a child with Takayasu arteritis: case report and literature review / D. Baumgartner [et al.] // Eur. J. Pediatr. 2005. V.
164. № 11. P.685-690.
23.Relation between aortic stiffness and left ventricular diastolic function in patients with hypertension, diabetes, or both / M. Eren [et al.] // Heart. 2004. V.
90. № 1. P. 37-43.
24.Relationship between low-grade inflammation and arterial stiffness in patients with essential hypertension / P. Pietri [et al.] // J. Hypertens. 2006. V.
24. № 11. P.2231-2238.
Дополнительная информация
1. Ушакова Людмила Юрьевна, 220714, г. Минск, ул. П. Бровки, 3,
ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»
(БелМАПО), кандидат мед. наук доцент, заведующий кафедрой функциональной
диагностики,
телефон:
+375 293
36
36
31,
e-mail:
L_Ushakova_@mail.ru.
2. Вертинский Евгений Анатольевич, 220714, г. Минск, ул. П. Бровки,
3, БелМАПО, кандидат мед. наук, доцент кафедры функциональной диагностики.
3. Чиж Сергей Аркадьевич, 220714, г. Минск, ул. П. Бровки, 3, БелМАПО,
ассистент
dr.echo@tut.by.
кафедры
функциональной
диагностики,
e-mail: