Dynamics of echocardiographic parameters in patients with severe COVID-19 during hospitalization

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Неблагоприятная роль различных сердечно-сосудистых осложнений, выявляемых у пациентов с новой коронавирусной инфекцией, стала обсуждаться уже на ранних этапах развития пандемии [1–6]. Появились сообщения о широком нозологическом спектре кардиологических осложнений, представляющих большую группу возникающих при COVID-19 заболеваний, таких как острый вирусный миокардит, острая сердечная недостаточность, декомпенсация хронической сердечной недостаточности, острый коронарный синдром, нарушения сердечного ритма, гиперкоагуляционные состояния и т. д. [6–10]. В то же время высокая госпитальная летальность регистрируется и у пациентов без сердечно-сосудистых факторов риска [11–15].

Доступным методом исследования, позволяющим оценить кардиальный статус в остром инфекционном периоде, является эхокардиография (ЭхоКГ). И если в дебюте пандемии необходимость широкого использования ЭхоКГ считалась спорной, в настоящее время она признана инструментом, позволяющим оценить госпитальный прогноз [6, 13, 16, 17]. Изменения, выявляемые при ультразвуковом исследовании сердца, носят различный характер, наиболее часто приводятся данные о дилатации и/или нарушении систолической функции правого желудочка (ПЖ), легочной гипертензии, реже о систолической дисфункции левого желудочка (ЛЖ) [11, 18–21].

В нашем недавнем исследовании с включением 158 пациентов, госпитализированных с COVID-19, проведен анализ ЭхоКГ-параметров, сопоставленных с клинической картиной. Основными факторами, определяющими неблагоприятный ближайший прогноз, были следующие показатели ЭхоКГ: умеренно сниженная и низкая фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ; менее 50%; p <0,0001), выпот в полости перикарда любого объема (p <0,0001), легочная гипертензия (p <0,0001) [17].

Вместе с тем остаются вопросы по поводу сроков развития поражения сердца, темпов прогрессирования значимой патологии и др. Выполнение динамических исследований с ЭхоКГ с визуализацией при ухудшении состояния пациента может помочь изменить лечебную тактику.

В большинстве доступных источников отсутствуют данные о выполненных ЭхоКГ-исследованиях в динамике и сопоставлении их с клинической картиной. В основном описываются отдельные клинические случаи, потребовавшие проведения данной методики [11, 22–24]. Y. Szekely и соавт. приводят данные 20 пациентов, которым выполнялись последовательные ЭхоКГ в связи с клиническим ухудшением состояния. Параметры, показавшие свою динамичность, были связаны с состоянием ПЖ и включали увеличение конечно-диастолической площади ПЖ (20,7±8 против 23,9±4 см², р=0,004), увеличение конечно-систолической площади ПЖ (11,9±5 в сравнении с 14,9±8 см², р=0,01) и уменьшение времени ускорения потока в легочную артерию (95±20 и 72±17 мс соответственно, р=0,0002). Значимой динамики параметров, связанных с ЛЖ, не отмечалось, кроме тенденции к снижению ФВЛЖ, не достигшей статистической значимости (57,5±3 против 55,3±8%) [11]. Необходимо отметить, что в исследование были включены только выписанные пациенты. Авторы указывают на факторы, ограничивающие приведенное исследование: небольшое число пациентов и большие доверительные интервалы. В исследовании H.S. Bhatia и соавт., которое носило ретроспективный характер, приводятся данные 12 пациентов, свидетельствующие об отсутствии динамики стандартных параметров ЭхоКГ, в том числе у умерших пациентов. Единственным параметром, который оказался динамичным у пациентов и предсказывал плохой госпитальный прогноз, являлся показатель глобальной продольной деформации (GLS) [23]. Авторы также указывают на небольшой объем выборки, выполнение ЭхоКГ разными врачами и на разных ультразвуковых (УЗ) аппаратах, а также отсутствие ясности в определении показаний для проведения повторного исследования.

Таким образом, в настоящее время сведения о динамике показателей ЭхоКГ и ее влиянии на госпитальный прогноз немногочисленны и противоречивы.

Цель исследования — оценка показателей ЭхоКГ в динамике у пациентов с COVID-19, сопоставление показателей с данными компьютерной томографии (КТ), уровня насыщения кислородом крови (SрO₂), клинической картиной, данными аутопсий и госпитальным прогнозом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В Центральной клинической больнице РАН, которая является базой кафедры госпитальной терапии № 2 РНИМУ им. Н.И. Пирогова (Москва) в период ее перепрофилирования в госпиталь для лечения пациентов с новой коронавирусной инфекцией, нами была проведена ЭхоКГ 40 больным в динамике, дважды. Показанием к повторной УЗ визуализации сердца являлось тяжелое течение инфекционного процесса.

Статистические методы. В отсутствие нормального распределения в исследуемых группах использовались непараметрические методы статистики: метод Манна– Уитни при определении статистической значимости данных независимых групп, метод Уилкоксона при продольном исследовании динамики в зависимых группах, критерий χ² Пирсона при определении статистической значимости чисел и долей, построение кривых Каплана–Мейера и лонгранговый критерий при определении различий общей выживаемости.

Критерии включения в исследование: пациенты в возрастной группе 18 лет и старше с тяжелым течением заболевания COVID-19, подтвержденным методом полимеразной цепной реакции мазка из зева и носовых ходов и типичной картиной при компьютерной томографии (КТ), с удовлетворительным УЗ-окном при ЭхоКГ. Возраст пациентов колебался от 33 до 93 лет — 75,5 (62,5–82,5) лет.

Критерии исключения: недоказанный инфекционный процесс новой коронавирусной инфекции.

Перед началом исследования получено одобрение Локального этического комитета РНИМУ им. Н.И. Пирогова.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Обследование пациентов проводилось в соответствии со стандартом оказания помощи данной нозологической группе с проведением лабораторной диагностики, КТ органов грудной клетки, пульсоксиметрией, ЭКГ. Всем пациентам выполнена двукратная ЭхоКГ по стандартному протоколу на аппарате Philips Affiniti-70 (Philips, Нидерланды) в положении лежа на левом боку с парастернальным и апикальным положением датчика одним и тем же исследователем. В исследуемой группе пациентов оказались показатели ЭхоКГ 20 умерших и 20 выписанных пациентов. Возраст умерших составил 80,5 (75,0–86,0; n=20) года, и он статистически значимо отличался от возраста выписанных пациентов — 66,5 (57,5–78,0; n=20) года (p=0,002). Результаты изучения динамики показателей ЭхоКГ и их сравнительный анализ в группах больных с COVID-19 представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Динамика показателей эхокардиографии и их сравнительный анализ в группах больных с COVID-19

Table 1. Dynamics and comparative analysis of echocardiographic parameters in patients with COVID-19

Показатели	Группа		Р2
	живые	умершие
ФВЛЖ, 1-е исследование, %	49,5 (47,5–56,0)	47,0 (40,0–56,0)	0,51
ФВЛЖ, 2-е исследование, %	51,0 (44,0–55,0)	43,5 (37,0–49,0)	0,049
Р1	0,156	0,002
КДРПЖ, 1-е исследование, см	4,0 (3,9–4,2)	4,0 (3,95–4,2)	0,58
КДРПЖ, 2-е исследование, см	4,0 (3,9–4,4)	4,3 (3,95–4,65)	0,071
Р1	0,086	0,062
СДЛА, 1-е исследование, мм рт. ст.	54,0 (50,0–59,0)	60,0 (55,5–70,0)	0,02
СДЛА, 2-е исследование, мм рт. ст.	50,0 (46,0–57,0)	65,0 (60,0–70,0)	<0,0001
Р1	0,126	0,073
УО, 1-е исследование, мл	60,0 (58,0–71,0)	57,5 (51,0–65,0)	0,17
УО, 2-е исследование, мл	66,0 (55,0–80,0)	54,0 (48,5–62,5)	0,013
Р1	0,49	0,025
МО, 1-е исследование, л/мин	5,05 (4,34–6,16)	5,46 (4,55–6,48)	0,41
МО, 2-е исследование, л/мин	6,24 (4,61–6,89)	4,57 (3,83–6,13)	0,16
Р1	0,11	0,60
ЧСС, 1-е исследование, 1/мин	80,0 (73,5–89,5)	86,0 (77,0–113,0)	0,13
ЧСС, 2-е исследование, 1/мин	85,0 (76,0–99,0)	88,0 (77,5–104,0)	0,73
Р1	0,30	0,91

Примечание: Р₁ — статистическая значимость по критерию Уилкоксона для связанных выборок между показателями при динамическом исследовании; Р₂ — статистическая значимость по методу Манна–Уитни для показателей независимых выборок выписанных и умерших пациентов, полученных при 1-м и 2-м исследовании. КДРПЖ — конечно-систолический размер правого желудочка; СДЛА — систолическое давление в легочной артерии; ФВЛЖ — фракция выброса левого желудочка; МО — минутный объем крови левого желудочка; УО — ударный объем левого желудочка, ЧСС — частота сердечных сокращений.

 

Из табл. 1 видно, что в группе умерших пациентов отмечалось статически значимое снижение ФВЛЖ. При оценке систолической функции ЛЖ у выживших пациентов статистически значимой динамики обнаружено не было. Сравнительный анализ этого показателя у умерших и выписанных пациентов при 1-м исследовании различий не выявил, в то время как сопоставление ФВЛЖ при 2-м исследовании продемонстрировало статистически значимо более низкие показатели данного параметра в группе умерших пациентов.

Динамика конечно-диастолического размера ПЖ (КДРПЖ) у умерших пациентов продемонстрировала тенденцию к увеличению его размеров со статистической значимостью, близкой к достоверной (p=0,062). У выписанных пациентов динамика КДРПЖ оказалось незначительной. Изучение этого параметра не показало различия между обеими группами на первых ЭхоКГ, при 2 исследованиях также отмечалась только тенденция к разнице размеров ПЖ в группе умерших пациентов и выписанных больных (р=0,58 и p=0,071 соответственно).

Существенные различия были выявлены в значениях систолического давления легочной артерии (СДЛА). В группе с благоприятным госпитальным исходом разницы в уровне этого показателя при повторном исследовании по сравнению с первым не установлено (р=0,126). При этом при стартовом измерении отмечалось статистически значимое различие в показателе у умерших и выписанных пациентов, хотя динамика СДЛА показала только тенденцию к его увеличению у умерших пациентов (р=0,073), при повторном исследовании различия в СДЛА между выписанными и умершими становятся высоко статистически значимыми (р <0,0001).

Ударный объем (УО) в группе выписанных больных явно, но статистически незначимо увеличивался. В группе умерших больных УО уменьшался и становился ниже этого показателя, чем у выживших.

При сравнении минутного объема (МО) крови ЛЖ при динамическом контроле достоверных различий в группах с благоприятным и плохим прогнозом не выявлено. Также не обнаружено различий между МО на 1-м этапе исследования и последовательного измерения. Предположение о компенсаторном механизме в виде тахикардии с сохранением адекватного МО в условиях инфекционного процесса не получило подтверждения: при исследовании частоты сердечных сокращений (ЧСС) не было зарегистрировано разницы как в группе умерших, так и выписанных пациентов. Хотя следует отметить определенную тенденцию к более высокой ЧСС в группе умерших пациентов.

Из 40 пациентов у 22 (55,0%) изменения значений ФВЛЖ за время лечения не зарегистрированы или отмечалось незначительное повышение данного показателя, у 18 (45,0%) систолическая функция ЛЖ ухудшилась. При оценке госпитальной выживаемости в зависимости от снижения ФВЛЖ или его отсутствия в оцениваемых группах, кривые разошлись со степенью, близкой к достоверности (p=0,08) (рис. 1).

 

Рис. Общая выживаемость в зависимости от динамики фракции выброса левого желудочка.

 

Данные пациентов, включенных в наше исследование, были разделены на 2 группы: 1-я группа — пациенты без отрицательной динамики ФВЛЖ, 2-я — с ее снижением более 5% (от 5 до 20%). В группе с ФВЛЖ без динамики после 1-го исследования (n=30) неблагоприятный исход отмечался у 12 (40%) человек против 18 (60%) выписанных, в то время как в группе пациентов со снижением ФВЛЖ летальность соcтавила 80% — 8 человек из 10.

Таким образом, основными параметрами ЭхоКГ, динамика которых значимо отличалась на госпитальном этапе лечения пациентов с COVID-19, были ФВЛЖ и СДЛА.

Сравнительный анализ показателей сатурации кислорода у 40 обследованных больных свидетельствует о некотором увеличении SpO₂ в обеих группах при динамическом исследовании (табл. 2). Исходные величины данного показателя были сопоставимы в обеих группах, как и при повторном исследовании. Динамика SpO₂ в обеих группах не была значительной и в группах не различалась.

 

Таблица 2. Показатели мультиспиральной компьютерной томографии и насыщения кислородом крови в динамике

Table 2. Multislice computed tomography and blood oxygen saturation indices in dynamics

Показатели	Группа		Р2
	живые	умершие
SpO2, 1-е исследование, %	91,0 (88,0–92,5)	92,0 (89,5–93,0)	0,40
SpO2, 2-е исследование, %	96,0 (96,0–97,0)	96,0 (95,0–97,0)	0,41
Р1	0,057	0,031
КТ, 1-е исследование (n=40) %	55,0 (30,0–65,0)	45,0 (30,0–55,0)	0,46
КТ, 2-е исследование (n=15), %	55,0 (30,0–65,0)	75,0 (55,0–85,0)	0,007
Р1	1,0	0,011

Примечание: Р₁ — статистическая значимость по критерию Уилкоксона для связанных выборок между показателями при динамическом исследовании. Р₂ — статистическая значимость по методу Манна–Уитни для показателей независимых выборок выписанных и умерших пациентов, полученных при 1-м и 2-м исследовании. SpO₂ — уровень насыщения кислородом крови; КТ — компьютерная томография.

 

Изменения объема поражения легких при исследовании КТ, напротив, отражают увеличение степени вовлеченности паренхимы легких в группе больных с неблагоприятным исходом со статистической значимостью при отсутствии прогрессирования вирусной пневмонии в группе пациентов, выписанных из стационара (см. табл. 2).

Нами также изучена взаимосвязь между разницей в показателях различных методик, полученных при 1-м и 2-м исследованиях (d) (табл. 3). Анализ корреляционной зависимости показал слабую, но достоверную обратную корреляцию dУО с dSpO₂, полученного при ингаляции воздухом. Слабая корреляция с низкой значимостью выявлена также между dУО с dSpO₂ и dСДЛА и динамикой показателей КТ.

 

Таблица 3. Коэффициент корреляции эхокардиографических параметров со степенью поражения легочной ткани по компьютерной томографии в динамике и насыщением кислородом крови при дыхании воздухом

Table 3. Correlation coefficient of echocardiographic parameters with the degree of pulmonary tissue damage according to computed tomography in dynamics and blood oxygen saturation during respiration

Взаимосвязь показателей	n	r	p
ФВЛЖ и SpO2, %	38	–0,23	0,16
ФВЛЖ и КТ	40	–0,01	0,93
УО и SpO2	38	–0,32	0,04
УО и КТ	40	–0,21	0,90
МО и SpO2	38	–0,15	0,37
МО и КТ	40	0,17	0,28
КДРПЖ и SpO2	38	0,16	0,32
КДРПЖ и КТ	40	0,26	0,11
СДЛА и SpO2	38	0,31	0,06
СДЛА и КТ	40	0,32	0,04

Примечание: КДРПЖ — конечно-систолический размер правого желудочка; КТ — компьютерная томография; СДЛА — систолическое давление в легочной артерии; ФВЛЖ — фракция выброса левого желудочка; SpO₂ — уровень насыщения кислородом крови.

 

По данным аутопсии у умерших больных с и без снижения ФВЛЖ распределение пациентов оказалось равномерным по следующим нозологиям: острый инфаркт миокарда, постинфарктный кардиосклероз, гипертрофия миокарда ЛЖ, значимая экстракардиальная и нелегочная патология, онкологический процесс. Исключением оказалось наличие диффузного кардиосклероза и дилатированных полостей сердца в отсутствие признаков острого миокардита в 1-й группе (табл. 4).

 

Таблица 4. Распределение различных нозологий в зависимости от динамики фракции выброса левого желудочка.

Table 4. Distribution of different nosologies according to the dynamics of the left ventricular ejection fraction

Группа	ОИМ	ПИКС	ДК/дил	ГЛЖ	Э/кард	Онко
1 — с отрицательной динамикой на ЭхоКГ, n=12, абс. (%)	1 (8,3)	3 (25,0)	3 (25,0)	1 (8,3)	3 (25,0)	1 (8,3)
2 — без отрицательной динамики на ЭхоКГ, n=8, абс. (%)	1 (12,5)	3 (37,5)	0 (0)	2 (25,0)	2 (25,0)	0 (0)

Примечание: ОИМ — острый инфаркт миокарда; ПИКС — постинфарктный кардиосклероз; ДК/дил — диффузный кардиосклероз/дилатация полостей сердца; ГЛЖ — гипертрофия миокарда левого желудочка; Э/кард — значимые экстракардиальные заболевания; Онко — онкологические заболевания.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Таким образом, наше исследование показало, что в группе пациентов с COVID-19 большое значение имеет не только выявление поражения сердечно-сосудистой системы в начале госпитализации, но и изучение динамики таких показателей ЭхоКГ, как СДЛА и ФВЛЖ, которые, по-видимому, вместе с динамикой КТ определяют ближайший прогноз.

Анализ доступных опубликованных исследований показывает, что результаты, касающиеся прогностической ценности состояния правых и левых отделов, разноречивы и неоднородны. Крупных исследований с участием пациентов, которым УЗИ сердца проводилось в динамике, не найдено. Отдельные исследования, отражающие изменения ЭхоКГ-параметров на стационарном этапе, выполнены, так же как и нами, на небольшой когорте участников. Так, I. López Saubidet и соавт. провели анализ эхокардиографических измерений у 33 пациентов, находившихся на искусственной вентиляции легких. Однородность клинической картины по наличию у пациентов острого респираторного дистресс-синдрома является фактором, позволяющим провести анализ госпитального прогноза только в группе с очень тяжелым течением COVID-19, ЭхоКГ выполнялась при поступлении и каждые 15 дней до окончания респираторной поддержки, на 28-й день или при летальном исходе. В общей сложности проведено 76 исследований, которые показали, что наиболее частым признаком было увеличение ПЖ (43%), легочная гипертензия (15%), при этом новые или динамические нарушения глобальной сократимости ЛЖ присутствовали только в 6% случаев [24]. В нашем исследовании показано, что основными параметрами, доказавшими свою динамическую значимость, оказались именно СДЛА и ФВЛЖ. Полученные Y. Szekely и соавт. данные также свидетельствуют о динамике именно правых отделов сердца — увеличении конечно-диастолической площади ПЖ и конечно-систолической площади ПЖ в группе пациентов с более тяжелым течением заболевания, значимой динамики же со стороны систолической функции ЛЖ выявлено не было. Однако, в отличие от нашего исследования, анализу подверглись результаты ЭхоКГ только выписанных пациентов с заведомо благоприятным госпитальным прогнозом [11]. Таким образом, в настоящее время нельзя говорить однозначно о частоте встречаемости и значимости в прогнозе состояния правых или левых отделов сердца. В связи с этим представляет интерес результаты крупного исследования P. Taieb и соавт. с участием 531 госпитализированного пациента, которым ЭхоКГ выполнялась однократно. Показано, что состояние именно ПЖ связано с более тяжелым течением заболевания, в то время как гемодинамика ЛЖ является независимым предиктором смертности у данной категории больных [25].

Ограничением нашей работы является небольшое число участников, однако включение в анализ различных по степени тяжести инфекционного процесса пациентов позволило оценить динамику показателей ЭхоКГ в неоднородной и относительно малочисленной группе.

ВЫВОДЫ

1. У больных с исходно более низкими значениями ФВЛЖ можно ожидать дальнейшего снижения систолической функции ЛЖ и неблагоприятного ближайшего прогноза.
2. Статистически значимое увеличение исходно повышенной СДЛА при динамическом исследовании пациентов COVID-19 является предиктором госпитальной смерти.
3. Увеличение степени поражения легких на КТ, выраженного в %, при исследовании в динамике соответствовало неблагоприятному прогнозу, в то время как SpO₂ не претерпевало изменений.
4. У пациентов с тяжелым течением COVID-19 проведение ЭхоКГ в динамике может быть полезным для оценки госпитального прогноза.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ/ADDITIONAL INFO

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

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

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Наибольший вклад распределен следующим образом: И.В. Ковтюх, Г.Е. Гендлин — написание статьи, сбор и дизайн материала; И.Г. Никитин — редактирование; С.Н. Дворникова, Ю.А.Шихова — сбор материала.

Author contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. Author contributions: I.V. Kovtyukh and G.E. Gendlin, text writing and collection and design of data; I.G. Nikitin, text editing; S.N. Dvornikova and Y.A. Shikhova, collection of data.

About the authors

Irina V. Kovtyukh

Petrovsky National Research Centre of Surgery

Author for correspondence.
Email: ivkovtuh@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9176-1889
Russian Federation, Moscow

Gennady E. Gendlin

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: rgmugt2@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7846-1611

MD, Dr. Sci.( Med.), professor

Russian Federation, Moscow

Igor G. Nikitin

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: igor.nikitin.64@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1699-0881

MD, Dr. Sci.( Med.), professor

Russian Federation, Moscow

Svetlana N. Dvornikova

Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: svetlanadvornikova67@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8564-9778
Russian Federation, Moscow

Yuliya A. Shikhova

Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: shikyula@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4688-4385
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files