Ciąża powoduje dramatyczne, zwykle odwracalne, zmiany w układzie sercowo-naczyniowym kobiety. Choroby serca matki (występujące w 2% wszystkich ciąż) są najważniejszą niepołożniczą przyczyną zgonów kobiet w ciąży.1 Dzięki technikom nieinwazyjnym można określić zmiany zachodzące w układzie sercowo-naczyniowym matki w czasie całej ciąży. W piśmiennictwie można znaleźć prace, w których za pomocą echokardiografii oceniano funkcję skurczową lewej komory (LV) i hemodynamikę serca u ciężarnych.234567 Niewiele jest natomiast informacji na temat fizjologicznych zmian funkcji rozkurczowej LV zachodzących w czasie ciąży.5 Dopiero w ciągu ostatniej dekady klinicyści i badacze odkryli, że nieprawidłowości funkcji rozkurczowej LV w istotny sposób przyczyniają się do występowania objawów różnych zaburzeń kardiologicznych, w tym tych, w których funkcja skurczowa jest prawidłowa lub zbliżona do prawidłowej.8 Dlatego dokładne badanie funkcji rozkurczowej LV w prawidłowej ciąży byłoby przydatne nie tylko do oceny stanu zdrowia matki u ciężarnych z chorobami układu sercowo-naczyniowego, ale także do przewidywania i ewentualnego leczenia ciąż powikłanych.

Funkcję rozkurczową LV można ocenić, rejestrując prędkość przepływu przez zastawkę mitralną i żyły płucne. Na profil napływu mitralnego wpływa złożona interakcja wielu czynników, w tym relaksacja mięśnia sercowego, podatność komór, ograniczenie osierdzia, obciążenie wstępne i następcze oraz kurczliwość mięśnia sercowego.9 Ciąża powoduje 40% wzrost obciążenia wstępnego3 oraz wzrost grubości i masy ściany LV.4 Dlatego postawiliśmy hipotezę, że wzorce rozkurczowego napełniania LV będą zmienione podczas ciąży. Aby sprawdzić tę hipotezę, wykorzystaliśmy rozkurczowe profile napływu mitralnego i płucnego przepływu żylnego do prospektywnej oceny funkcji rozkurczowej LV u zdrowych kobiet w ciąży.

Metody

Uczestnicy badania

Badanie przeprowadzono między lipcem 1996 a sierpniem 1997 roku. Uczestnikami badania było 37 zdrowych ciężarnych kobiet w wieku od 26 do 41 lat (średnia wieku 32 lata), z których każda nosiła jeden płód. Wszystkie uczestniczki zostały zrekrutowane w pierwszym trymestrze ciąży. Każda uczestniczka miała prawidłowy wywiad kliniczny dotyczący układu sercowo-naczyniowego oraz prawidłowe wyniki badania fizykalnego, EKG i dwuwymiarowego (2D) badania echokardiograficznego. Wszystkie uczestniczki poddano identycznym procedurom badawczym pod koniec pierwszego, drugiego i trzeciego trymestru ciąży; 8 uczestniczek (grupa kontrolna) poddano badaniom po porodzie. Podczas każdej wizyty dokonywano pomiaru ciśnienia tętniczego oraz wykonywano badanie echokardiograficzne w pozycji leżącej na lewym boku. Wszyscy badani wyrazili pisemną świadomą zgodę, a instytucjonalna komisja rewizyjna naszego szpitala zatwierdziła protokół.

Badanie echokardiograficzne

Wykonano pełne badanie echokardiograficzne 2D i dopplerowskie. Wszystkie badania wykonano przy użyciu systemów firmy Hewlett-Packard (modele 2000 i 5500) z przetwornikiem 2,5-MHz. Mierzono od 5 do 7 profili dopplerowskich, a następnie uśredniano wyniki dla każdej opisywanej zmiennej dopplerowskiej. Wszystkie badania rejestrowano na taśmie wideo w celu późniejszej analizy off-line.

Badanie echokardiograficzne 2D

Przeglądy przymostkowe w osi długiej, uzyskane na poziomie podstawnym i środkowo-komorowym, wykorzystano do uzyskania następujących pomiarów w trybie 2D: wymiary końcowoskurczowe i końcoworozkurczowe LV, grubość przegrody międzykomorowej i tylnej ściany LV, wymiar lewego przedsionka, pole przekroju zastawki aortalnej oraz frakcję skracania. Na podstawie tych pomiarów określano frakcję wyrzutową według metody Quinonesa i współpracowników.10 Masę LV obliczano za pomocą modelu elipsoidy ściętej.

Badanie doplerowskie

Badanie doplerowskie koncentrowało się na drodze odpływu LV, napływie na końcach płatków mitralnych, przepływie żył płucnych mierzonym 0,5 do 1 cm do prawej górnej żyły płucnej oraz czasie relaksacji izowolumetrycznej (IVRT). Mierzono objętość wyrzutową LV, rzut serca, wskaźnik sercowy i całkowity systemowy opór naczyniowy (SVR) bez korekcji na centralne ciśnienie żylne. Na rycinie 1 przedstawiono schematy prędkości przepływu w żyłach płucnych oraz prędkości napływu mitralnego uzyskane w echokardiografii dopplerowskiej metodą fali pulsacyjnej.

Frakcja skurczowa żył płucnych, tj. suma całki prędkości przepływu w czasie skurczu żył płucnych (PVsTVI) i całki prędkości przepływu w czasie wczesnego rozkurczu żył płucnych (PVdTVI) podzielona przez całkę prędkości przepływu w czasie skurczu żył płucnych (PVsTVI+PVdTVI)/(PVsTVI), została wykorzystana do oszacowania średniego ciśnienia w lewym przedsionku (LAP)11 lub jako marker ciśnienia napełniania komór.12

Rossvoll i Hatle12 wykazali, że znaczący wzrost średniego LAP i ciśnienia rozkurczowego LV (>18 mm Hg) był obecny, gdy skurczowa frakcja płucnego przepływu żylnego do przodu była <40% u wszystkich pacjentów z ciśnieniem rozkurczowym LV przed-A >18 mm Hg. Ekstrapolowaliśmy wyniki Kuecherer i współpracowników,11 którzy użyli przezprzełykowej pulsacyjnej echokardiografii dopplerowskiej przepływu żył płucnych, aby wykazać, że frakcja skurczowa jest markerem przewidywania podwyższonego średniego LAP (ciśnienie zaklinowania kapilary płucnej). Na podstawie ich badań zastosowaliśmy podejście przezklatkowe do pomiaru średniego LAP podczas ciąży.

W ocenie stosunku czasu trwania szczytowego przepływu mitralnego przy skurczu przedsionka do czasu trwania szczytowego płucnego żylnego przepływu wstecznego przy skurczu przedsionka (stosunek A-dur/PVA-dur), Cecconi i współautorzy13 wykazali, że wartość ≤0,9 przewiduje ciśnienie końcoworozkurczowe LV (LVEDP) >20 mm Hg. Appleton i współpracownicy14 oraz Rossvoll i Hatle12 udowodnili, że jeśli PVA-dur przekroczył A-dur o >30 ms, to odkrycie miało 85% czułość i 79% swoistość dla przewidywania LVEDP >15 mm Hg. Użyliśmy obu formuł do udokumentowania LVEDP podczas ciąży.

Analiza statystyczna

Podstawowe zmienne hemodynamiczne i dopplerowskie są wyrażone jako średnia±SD. Różnice między średnimi wartościami zmiennych hemodynamicznych i dopplerowskich uzyskanych podczas każdej wizyty porównywano metodą ANOVA. W przypadku stwierdzenia różnic międzygrupowych wykonywano test Scheffégo w celu określenia, które grupy różnią się istotnie. We wszystkich testach statystycznych wartość P<0,05 uznawano za istotną.

W celu określenia zmienności międzyobserwacyjnej i wewnątrzobserwacyjnej echokardiograficznych pomiarów dopplerowskich zmienne dla 10 losowo wybranych pacjentów były analizowane przez 2 niezależnych obserwatorów (zmienność międzyobserwacyjna) oraz przez 1 obserwatora przy 2 różnych okazjach (zmienność wewnątrzobserwacyjna).15

Wyniki

Jedna z 37 uczestniczek została wykluczona po tym, jak poroniła w pierwszym trymestrze; inna uczestniczka przegapiła wizytę w drugim trymestrze. Grupa kontrolna przeszła badania poporodowe od 1 do 3,5 miesiąca (średnio 1,7 miesiąca) po porodzie.

Zmienne hemodynamiczne

Tabela 1 i ryciny od 2 do 4 przedstawiają zmienne hemodynamiczne obserwowane podczas i po prawidłowej ciąży. Skurczowe ciśnienie krwi pozostawało niezmienione przez cały okres ciąży. Ciśnienie rozkurczowe nieznacznie się obniżyło, osiągając swój nadir w połowie ciąży; różnica ta była nieistotna (P=NS), a ciśnienie powróciło do poziomu nieciężarnego w połowie ciąży.246

Średnie ciśnienie tętnicze zmniejszyło się maksymalnie w drugim trymestrze i powróciło do poziomu wyjściowego po porodzie (P=NS).16

SVR, oparty na stosunku między rzutem serca a średnim ciśnieniem tętniczym, zmniejszył się o 350 dynes – s – cm-5 (23%) (P<0,05) w drugim i trzecim trymestrze, pozostając na poziomie wyjściowym w pierwszym trymestrze i po porodzie15 (ryc. 2). Ponieważ rzut serca pozostawał podwyższony aż do terminu, SVR był obniżony aż do terminu.2616

W 34±2 tygodniu ciąży częstość akcji serca wzrosła o 21,8%, z 68±6 do 87±10 uderzeń na minutę. Zmiana ta była istotna, gdy wyniki z drugiego i trzeciego trymestru porównywano z wynikami z okresu poporodowego (P<0,05) (ryc. 3). Częstość akcji serca wzrastała wcześnie i osiągnęła szczyt w terminie porodu (maksymalny wzrost, 19 bpm).

Przez całą ciążę objętość wyrzutowa wzrosła o 13%, z 62±8 do 71±14 mL (P=NS).

Średni rzut serca, określony metodą Dopplera fali pulsacyjnej, wzrastał przez całą ciążę, z 4,6±0,8 L/min u osób z grupy kontrolnej do 6,0±1,3 L/min w 34±1 tygodniu ciąży. Rzut serca ulegał istotnemu zwiększeniu przez cały okres ciąży (ryc. 4).

Od pierwszego do trzeciego trymestru średni wskaźnik sercowy wzrósł o 20,6%, z 2,7±0,5 do 3,4±0,6 L – min-1 – m-2. Zwiększony rzut serca wynikał zarówno z istotnego wzrostu częstości akcji serca, jak i niewielkiego wzrostu objętości wyrzutowej.

Przekrój poprzeczny zastawki aortalnej nie zmienił się istotnie ani w czasie ciąży, ani po jej zakończeniu. W porównaniu z wynikami z pierwszego trymestru, wyniki z trzeciego trymestru wykazały niewielki trend w kierunku zwiększenia średnicy zastawki aortalnej (średni zakres zwiększenia, 6,17%).

Zmienne echokardiograficzne

Tabela 2 i rycina 5 przedstawiają zmienne echokardiograficzne 2D obserwowane podczas i po prawidłowej ciąży. Wymiary końcoworozkurczowe i końcowoskurczowe LV nie uległy istotnym zmianom ani w czasie ciąży, ani po jej zakończeniu. W porównaniu z wartościami kontrolnymi frakcja wyrzutowa LV316 i frakcja skracania LV nie uległy zmianie w czasie ciąży. Od pierwszego do trzeciego trymestru wielkość lewego przedsionka zwiększyła się o 9,1%, z 3,0±0,4 do 3,3±0,4 cm, ale zmiana ta nie była istotna. Masa LV była o 15,6% większa w trzecim trymestrze niż w pierwszym (P<0,05) (Rycina 5).

LV Inflow Velocities

Tabela 3 i Rycina 6 pokazują szczytową prędkość przepływu mitralnego we wczesnym rozkurczu (E) i przy skurczu przedsionka (A), jak również stosunek E/A, czas deceleracji mitralnej (DT) i IVRT w każdym trymestrze i po porodzie. Kobiety w I trymestrze ciąży miały wyższą wartość E, która wzrosła o 13,3%, z 78±13 do 90±17 cm/s, w porównaniu z osobami po porodzie (grupa kontrolna). Wartość ta utrzymywała się na wysokim poziomie normy przez cały okres ciąży. Szczytowa prędkość fali A wzrosła maksymalnie w trzecim trymestrze, o 17,6%, ale nie zaobserwowano istotnych zmian między trymestrami.5 Stosunek E/A zmniejszył się w czasie ciąży, odzwierciedlając wzrost prędkości fali A. W porównaniu z osobami z grupy kontrolnej, osoby w pierwszym trymestrze ciąży miały istotnie zwiększony stosunek E/A. Nie zaobserwowano istotnych zmian w IVRT i DT. W okresie poporodowym, DT był znacząco wydłużony, prawdopodobnie z powodu wolniejszych częstości akcji serca.

Pulmonary Venous Flow Velocities

Tabela 3 i Rycina 6 pokazują płucny żylny przepływ przez całą ciążę. Przezklatkowe dopplerowskie zapisy płucnego przepływu żylnego były uzyskane w 94.5% z badanych.

W większości ciężarnych kobiet, szczytowe prędkości płucnego przepływu żylnego we wczesnym skurczu komorowym (PVs1) i w późniejszym skurczu komorowym (PVs2) były połączone i płucny komponent skurczowy był obliczony jako jednostka. Co ciekawe, szczytowa prędkość skurczowego przepływu do przodu (PVs) wzrosła w czasie ciąży, osiągając szczyt w drugim trymestrze, ale wzrost ten nie był istotny, a PVs powróciła do poziomu wyjściowego w okresie poporodowym. Prędkość rozkurczowego przepływu żył płucnych do przodu (PVd) wzrosła w pierwszym trymestrze, utrzymując normalną przewagę rozkurczową dla tej grupy wiekowej, jak zaobserwowano w naszych poporodowych (kontrolnych) badanych. W drugim trymestrze zmieniła się relacja między PVd i PVs. W drugim i trzecim trymestrze udokumentowano nieistotny trend w kierunku dominacji skurczowej. Wzrost prędkości PVd w I trymestrze korelował z niewielkim wzrostem wartości E w mitrze. PVdTVI zmniejszył się w czasie ciąży o 23%, z 11,0 do 8,5 cm; zmiana ta stała się istotna w trzecim trymestrze (P<0,05). Szczytowa prędkość wstecznego przepływu w żyłach płucnych przy skurczu przedsionków (PVa) zwiększyła się istotnie (P<0,05) podczas ciąży, o 22%, z 23,0 (wartość kontrolna) do 29,5 cm/s, bez wykazania istotnej zmiany w czasie trwania. Stwierdzenie to korelowało ze wzrostem prędkości mitralnej fali A w czasie ciąży. PVs i szczytowa prędkość rozkurczowa płucnego przepływu żylnego (PVd) miały tendencję do zwiększania się podczas ciąży.

Średnie LAP i LVEDP

Pośrednio nie zaobserwowano wzrostu średniego LAP ani LVEDP podczas ciąży.

Reproducibility of Measurements

Dla prędkości płucnego przepływu żylnego, wartości zmienności międzyobserwacyjnej i wewnątrzobserwacyjnej wynosiły 0.84±4.2% (r=0.98) i 0.2±1.7% (r=0.99), odpowiednio, dla PVs; 0.15±5,8% (r=0,97) i 0,1±1% (r=0,99), odpowiednio, dla szczytowego PVd; 0,54±7,4% (r=0,94) i 1±6,2% (r=0,99), odpowiednio, dla PVa; oraz 1,2±4,8% (r=0,98) i 0,6±1,4% (r=0,99), odpowiednio, dla PVa-dur.

Dyskusja

W pracy scharakteryzowano odpowiedź LV na przewlekły stan przeciążenia objętościowego (ciąża) u zdrowych kobiet, zwracając szczególną uwagę na zmiany w rozkurczowym wzorcu napełniania lewej komory (Rycina 7). Nasze dane potwierdziły obserwacje poczynione wcześniej metodami inwazyjnymi i nieinwazyjnymi. Zgodnie z oczekiwaniami w czasie ciąży obserwowano istotny wzrost częstości akcji serca, rzutu serca, wskaźnika sercowego oraz masy i wskaźnika LV, a także istotne zmniejszenie SVR. Stwierdzono również wzrost objętości wyrzutowej oraz grubości końcoworozkurczowej przegrody i ściany tylnej LV, ale wzrosty te nie były istotne. W porównaniu z wartościami kontrolnymi frakcja wyrzutowa LV316 i frakcja skracania LV nie zmieniły się podczas ciąży; wynik ten jest poparty wynikami Katza i współpracowników3, ale nie innych.617

Wymiary końcoworozkurczowe i końcowoskurczowe LV nie zmieniły się istotnie podczas lub po ciąży; wynik ten zgadza się z wynikami Mabie i współpracowników5, ale różni się od wyników innych badaczy.23

Zaobserwowaliśmy niewielki, ale nieistotny wzrost wielkości lewego przedsionka. Wykazano, że jest to pośredni wskaźnik stanu napełniania LV.18 Wzrost średnicy przedsionka w czasie ciąży, udokumentowany przez nas i innych,36 sugeruje, że wzrost występuje zarówno w obciążeniu wstępnym, jak i w objętości krwi krążącej.

W naszym badaniu podłużnym pole przekroju zastawki aortalnej wzrosło o 6,17% od pierwszego do trzeciego trymestru; wzrost ten był mniejszy niż opisany wcześniej przez Robsona i współpracowników.19. Kilku badaczy3620 zaobserwowało 10% do 30% wzrost pola powierzchni otworu zastawki aortalnej w czasie ciąży, ale inni nie zgłosili żadnych istotnych zmian.5

Ciąża powoduje wzrost grubości ściany i masy LV317 , który jest widoczny w drugim trymestrze i jest najbardziej widoczny pod koniec ciąży. Nasze wyniki potwierdzają, że przerost LV występuje w czasie ciąży z powodu zwiększonej objętości krwi i rzutu serca; zmiany te przypominają te obserwowane u biegaczy długodystansowych, co sugerują Robson i wsp.6 U kobiet w ciąży Katz i wsp.3 wykazali postępujące ekscentryczne powiększenie LV związane ze zmniejszeniem stosunku grubości ściany tylnej do promienia końcoworozkurczowego LV.

Z powodu relaksacji mięśnia sercowego i zmian podatności zachodzących wraz ze starzeniem się, w różnych grupach wiekowych należałoby się spodziewać różnych wzorców rozkurczowego napełniania.2122 Przepływ mitralny, prędkość przepływu w żyłach płucnych i inne dopplerowskie zmienne rozkurczowe u naszych poporodowych (kontrolnych) osób były podobne do wartości spotykanych u zdrowych nieciężarnych 21- do 40-letnich kobiet.23 U zdrowych młodych kobiet elastyczne zwijanie LV jest energiczne, a relaksacja mięśnia sercowego jest szybka, więc napełnianie jest prawie zakończone podczas wczesnego rozkurczu, a tylko niewielka ilość napełniania występuje przy skurczu przedsionków. Zaobserwowano pewne zmiany w rozkurczowym napływie mitralnym w każdym trymestrze ciąży. Znamienny wzrost wartości E obserwowano u pacjentek w I trymestrze ciąży w porównaniu z grupą kontrolną. W I i II trymestrze obciążenie objętościowe występowało we wczesnej fazie rozkurczu, co odzwierciedlało wzrost wartości E. Wraz z początkiem II trymestru, a tym bardziej III trymestru, skurcz przedsionków zaczął odgrywać coraz większą rolę w napełnianiu LV. Zmiana ta spowodowała stopniowy wzrost wartości A z każdym trymestrem, a stosunek E/A zmniejszył się w późnym okresie ciąży. Mabie i współautorzy5 postulowali, że średnie LAP i/lub LVEDP wzrasta w górnych granicach normy w drugim i trzecim trymestrze, co wymusza zwiększenie siły skurczu przedsionków w celu całkowitego wypełnienia komory; alternatywnie, przyrost masy LV (grubości ściany) może zmniejszać podatność komór, co wymusza silniejszy skurcz przedsionków. Obie te hipotezy mogą być prawdziwe. Jak wykazano u osób z grupy kontrolnej, omawiane wyniki wracają do wartości wyjściowych w okresie poporodowym.

Podczas ciąży zarówno PVd, jak i PVdTVI uległy zmniejszeniu, ponieważ zwiększyło się wypełnienie LV, zwłaszcza przy udziale skurczu przedsionków. Kiedy porównaliśmy pierwszy trymestr z trzecim trymestrem w odniesieniu do PVdTVI, różnica była istotna (P<0,05). Na zmiany te miał wpływ wzrost częstości akcji serca24 , który występuje w czasie ciąży i osiąga swój szczyt w trzecim trymestrze.

PVa zwiększa się w czasie ciąży bez zmiany czasu trwania. U lekko uspokojonych, normalnych psów poddanych obciążeniu objętościowemu Appleton24 wykazał, że wzrost ten wynika z podwyższonego średniego LAP. Podobnie Nishimura i wsp.2526 oraz inni27 wykazali, że w obecności zwiększonego obciążenia wstępnego przedsionków, jak to ma miejsce przy obciążeniu płynami, kurczliwość przedsionków wzrasta, a zarówno przepływ mitralny do przodu, jak i PVa zwiększają się przy skurczu przedsionków. Wyraźnie udokumentowaliśmy zwiększenie PVa podczas przewlekłego przeciążenia objętościowego (ciąża) w prawidłowym sercu.

Z każdym trymestrem skurczowa frakcja płucna związana z obciążeniem objętościowym ma tendencję do zwiększania się, jak wykazano w badaniach na zwierzętach.242829 W przeciwieństwie do tego u pacjentów z chorobami serca występuje zmniejszona skurczowa frakcja płucna wraz ze wzrostem ciśnienia napełniania.11121330 Ten pozorny paradoks wynika najprawdopodobniej z faktu, że prawidłowe przedsionki i komory wykazują rezerwę obciążenia wstępnego i zwiększoną kurczliwość w odpowiedzi na obciążenie objętościowe, ale nieprawidłowe serca często zawodzą w tych warunkach.24 Zwiększona kurczliwość lewego przedsionka zwiększa relaksację przedsionków, co zwiększa PVs1. W tym samym czasie zwiększona kurczliwość LV zwiększa podatność lewego przedsionka i PVs2 poprzez zwiększenie wymiaru długoosiowego lewego przedsionka. W przeciwieństwie do tego, zwiększone ciśnienie w chorych sercach często powoduje niewydolność skurczową lewego przedsionka i LV, zmniejszoną podatność lewego przedsionka, fazowe zmiany LAP, niższe PVs1 i PVs2 oraz niższą płucną frakcję skurczową.

Study Limitations

Masa LV zwiększyła się podczas ciąży i zmniejszyła się po porodzie, ale nie powróciła do poziomu wyjściowego w średnim okresie 1,7 miesiąca po porodzie. Wskazuje to, że wartość ta potrzebuje jeszcze kilku miesięcy, aby osiągnąć poziom wyjściowy. Robson i współpracownicy7 wykazali, że masa LV zmniejsza się jeszcze przez 24 tygodnie po porodzie, chociaż większość tego spadku następuje do 12 tygodnia po porodzie. Clapp i Capeless16 wykazali, że objętość LV, rzut serca i SVR stopniowo powracają do wartości wyjściowych, ale pozostają istotnie różne od wartości sprzed ciąży 1 rok po porodzie. W naszym badaniu czas obserwacji po porodzie mógł być zbyt krótki, aby odzwierciedlić stan wyjściowy. Niemniej jednak, u naszych poporodowych (kontrolnych) osób, przepływ mitralny, płucna prędkość żylna, i inne rozkurczowe wartości Dopplera były podobne do tych obserwowanych przez Oh i współpracowników23 u nieciężarnych kobiet, których zakres wieku był podobny do tego z naszej kontroli.

Wnioski

Ciąża ma ważny wpływ na płucny przepływ żylny i prędkości napływu LV u zdrowych osób podczas każdego trymestru. Nasze wyniki dostarczają standardowego odniesienia dla tych zmiennych napełniania według trymestru. Ponieważ przewlekły, naturalny stan przeciążenia objętościowego silnie wpływa na dynamikę rozkurczowego napełniania, przyszłe badania dopplerowskie funkcji rozkurczowej LV u kobiet w ciąży powinny obejmować porównania z dopasowanymi do trymestru osobami kontrolnymi.

Guest Editor for this article was A. Jamil Tajik, MD, Mayo Clinic, Rochester, Minn.