WPROWADZENIE

Wśród publikowanych wartości prawidłowych (norm) mających służyć do oceny porównawczej przy badaniach echokardiograficznych u dzieci rzadko można spotkać dane dotyczące masy mięśnia lewej komory (left ventricle mass, LVM). Podczas rutynowych badań parametr ten nie jest na ogół poddawany ocenie. Jest on jednak potrzebny: autorzy klinicznych doniesień o skutkach przerostu lewej komory u dorosłych coraz częściej szukają źródeł tego zjawiska w wieku rozwojowym.

Uważając, że informacje o prawidłowych wartościach LVM u polskich dzieci również są niewystarczające, uznaliśmy za celowe wykonanie takich pomiarów u dzieci kierowanych na badania echokardiograficzne. Założyliśmy, że uzyskane w obecnym opracowaniu dane okażą się przydatne dla oceny porównawczej w badaniach wielkości LVM.

CEL PRACY

ustalenie prawidłowych wartości LVM oraz określenie stopnia zależności między powierzchnią ciała a masą mięśnia lewej komory (LVM) serca u dzieci.

MATERIAŁ I METODY

W okresie od czerwca 2004 do września 2007 r. wykonano badania echokardiograficzne u 773 dzieci w wieku od 2 tygodni do 18 lat. W zbadanej grupie znalazły się 403 dziewczynki (52,4%) i 370 chłopców (47,6%). W większości były to dzieci mieszkające w Warszawie i w innych miejscowościach woj. mazowieckiego. Do badań zakwalifikowano dzieci: 1) skierowane z Poradni Dziecięcych z powodu szmeru nad sercem, bez innych objawów ze strony układu krążenia, 2) opuszczające szpital po zakończeniu leczenia (hospitalizowane z przyczyn niekardiologicznych), 3) kierowane z Oddziału Noworodków Szpitala w celu wyłączenia wady układu krążenia, 4) kierowane ze szkoły podstawowej w ramach profilaktycznych badań przesiewowych.

U wszystkich tych dzieci zbierano dane z wywiadu oraz przeprowadzano badanie fizyczne i elektrokardiograficzne – nie stwierdzając u żadnego zmian chorobowych w układzie krążenia. Badania odbywały się za zgodą rodziców i w ich obecności. Nie stosowano przygotowania farmakologicznego. Zgodę Komisji Bioetycznej uzyskano dla grupy uczniów szkoły podstawowej.

Do badań echokardiograficznych używano aparatu Philips, model HDI 4000. Badania wykonywano według kryteriów ASE (American Society of Echocardiography) standardowo w prezentacji M-mode, w osi długiej, oznaczając wielkość masy mięśnia lewej komory (Left Ventricular Mass – LVM) z wymiarów w okresie późno-rozkurczowym: jamy lewej komory, przegrody komorowej i tylnej ściany (LVDd, IVSd, LVPWd). Prezentację M-mode poprzedzało uwidocznienie jamy lewej komory w prezentacji 2D w osi krótkiej na wysokości nieco powyżej mięśni brodawkowatych.

Ten sposób „pilotowania” (2D-guided M-mode) zapewniał optymalny dla pomiarów w prezentacji M-mode obraz lewej komory i jej struktur. W trakcie obrazowania standardowo stosowano częstotliwość podstawową, wystarczającą dla dzieci szczupłych i małych. Częstotliwość harmoniczną stosowano często u dzieci otyłych, jak również dla lepszej wizualizacji wsierdzia LV. Przyjmowano wartość średnią uzyskaną z 3-4 kolejnych cykli serca uwzględniając zmianę wymiaru późno-rozkurczowego lewej komory w zależności od fazy oddechowej. Otrzymywane wartości średnie porównywano z wartościami publikowanymi jako prawidłowe (1, 2, 3, 4, 5).

Za kluczowy parametr odniesienia dla obliczanych wielkości LVM przyjęto powierzchnię ciała (BSA – body surface area). Dodatkowo wzięto pod uwagę dwa inne parametry: wiek dziecka i płeć. Powierzchnię ciała stanowiącą wykładnik długości (wzrostu) i masy ciała obliczano w metrach kwadratowych z równania Du Bois & Du Bois (6) w oparciu o program komputerowy. Wyniki badań poddano analizie statystycznej.

Utworzono 17 grup dzieci według zwiększających się wartości BSA, w przedziałach co 0,1 m2 (od 0,2 m2 do > 1,8 m2). Jako liczbę przedziałów przyjęto liczbę naturalną nie większą niż pierwiastek kwadratowy z ogólnej liczebności danych (jak przy przygotowywaniu histogramów). Badania echokardiograficzne wykonywała jedna osoba (pierwszy autor).

WYNIKI

Liczba zbadanych dzieci (dziewczynek i chłopców) w poszczególnych przedziałach BSA wynosiła od 36 do 88. W tabeli I przedstawiono rosnące wartości BSA, odpowiadające im liczby badanych oraz średnią wieku (w mies.) z podziałem według płci

U każdego z badanych obliczono LVM. W obrębie każdego z 17 przedziałów BSA zestawiono wartości średnie (± odchylenia standartowe) i skrajne (tab. II, ryc. 1 – umieszczona między stronami  190-191). Gdyby rozkład otrzymanych wartości miał charakter rozkładu normalnego – za wartości prawidłowe można by uznać te, które mieszczą się w granicach ±2 odchyleń standartowych. Jednakże uzyskane dane nie miały rozkładu normalnego (test Shapiro-Wilka) i dlatego wartości graniczne dla normy określono poprzez wyznaczenie najkrótszego przedziału zawierającego 95% otrzymanych wartości. Za prawidłowe uznano wielkości mieszczące się w granicach ± 2 odchyleń standartowych i nie przekraczające zakresu: 5-95 percentyl.

Wielkość masy lewej komory serca w odpowiednich przedziałach BSA z uwzględnieniem płci badanych dzieci przedstawiono w tabeli III oraz na rycinach 2 i 3 – umieszczone między stronami 190-191.

U 25 dzieci spośród zbadanych 773 – wartość LVM przekroczyła 95% wartości (lub 2 SD). Stanowi to 3,2% badanych. Wartości przekraczające 2 SD pojawiały się w każdym przedziałe BSA, niezależnie od płci i od dynamiki zmian w zakresie innych parametrów wzrastania.

Wartości LVM u dziewcząt i chłopców poddano porównawczej analizie testem U Manna-Whitney’a (szczegółowe dane w tabeli – u autorów). W ocenie tej opierano się przede wszystkim na średnich rangowych chcąc uniknąć mylnej interpretacji wyniku opartej wyłącznie na średniej; może ona zostać zawyżona, lub zaniżona w wyniku włączenia pomiaru dającego wynik znacznie odbiegający od pozostałych. W grupie dzieci najmłodszych (BSA: 0,2-0,4 ) średnia wielkość LVM u chłopców była nieznacznie (nie znamiennie) wyższa, niż u dziewczynek (p<0,08). Tylko w przedziale BSA 0,7-0,8 m2 (u mniej, niż u 7% wszystkich badanych) przewaga masy lewej komory u chłopców była istotna (p<0,05). W pozostałych przedziałach BSA istotnych różnic nie obserwowano.

Uwzględniono fakt, że wiek – niezależny parametr rozwoju, również ma wpływ na wyniki oceny masy lewej komory serca. Jest oczywiste, że BSA zwiększa się równocześnie z wiekiem. Nie dzieje się to jednak równolegle i przebiega różnie u chłopców i dziewcząt (tab. IV). Zależność LVM od wieku ilustruje również (wartości indywidualne) rycina 4 – umieszczona między stronami 190-191.

Stwierdzono istnienie znamiennych zależności między masą lewej komory serca, a powierzchnią ciała i wiekiem (tab. IV, ryc. 3 i 4 – umieszczona między stronami 190-191). Świadczą o tym wysokie wartości współczynnika korelacji obliczone dla całej grupy i dla każdej z płci (tab. V). Dla każdego z 17 przedziałów BSA i przedziałów wieku wartość bezwzględna współczynnika r jest różna; wszędzie jednak pozostaje w granicach znamienności, przeciętnej i wysokiej, z podobnym stopniem korelacji u dziewcząt i chłopców.

DYSKUSJA

Problem właściwej oceny wielkości masy mięśnia lewej komory serca u dzieci budzi nieco kontrowersji. Dominuje jednak opinia, że powierzchnia ciała (BSA) jest najbardziej obiektywnym parametrem odniesienia w ocenie LVM u dzieci (7, 8), mówi się również o wykorzystaniu – zamiast BSA – wzrostu dziecka (H – Height) i jego wielokrotności (H2, 2xH, 2,7xH) jako parametru bardziej obiektywnego, zwłaszcza w przypadkach otyłości oraz w okresie dojrzewania (8). Podkreśla się znaczenie różnic w tempie przyrostu długości i masy ciała u dziewcząt i chłopców. De Simone (7, 8) proponuje wykorzystywać BSA jako wykładnik dla LVM, w postaci jego wielokrotności (BSA2, lub BSA x1,5), szczególnie u dzieci do 5 roku życia zakładając, że w tej grupie wieku obliczane wielkości LVM mogą być zawyżone przy zastosowaniu rzeczywistej, nie skorygowanej wartości BSA. W obecnym opracowaniu – przyjmując BSA za podstawowy parametr oceny LVM nie stosowano takiej korekcji. U wszystkich dzieci obliczano również indeks LVM/BSA (LVMI g/m2), którego
średnie wartości zamieszczono w tabeli III, obok średnich LVM. Jednakże interpretacja obliczanych wielkości wskaźnika wydawała się nam przedwczesna wobec braku zgodnych opinii: którą z rosnących wartości tego wskaźnika przyjąć za jeszcze prawidłową (1). Uzyskane przez nas wartości LVM wykazują wysoką korelację z BSA i mieszczą się w szerokim zakresie wartości prawidłowych podawanych przez autorów, którzy, podobnie jak my, nie uwzględniali zacytowanej sugestii de Simone w swoich badaniach (8, 9, 10).

W związku ze współistnieniem wysokiej korelacji LVM z wiekiem zbadanych dzieci należało się zastanowić, czy wiek nie jest równie przydatnym, jak BSA parametrem odniesienia w obliczaniu LVM. Przeciw temu przemawia jednak fakt, że wiek nie musi odzwierciedlać osiągniętego poziomu rozwoju fizycznego; powierzchnia ciała jest lepszym miernikiem wzrastania.

W literaturze często podkreśla się (10, 11), że mimo ścisłego przestrzegania standardów badania, udziału różnych ośrodków badawczych i stosowania metody „ślepej próby” różnice między wynikami kolejnych pomiarów u badanego pacjenta mogą sięgać kilku - kilkunastu procent. Dlatego też w obecnym opracowaniu średnią wartość LVM obliczano z 3-4 kolejnych cykli pracy serca. Tą drogą starano się eliminować wynikające z subiektywnej oceny obrazu, albo zależne od czynności oddychania różnice wymiaru późno-rozkurczowego lewej komory.

Zakres prawidłowych wartości LVM określony w naszej pracy jest, podobnie jak i w innych opracowaniach (10, 7), szeroki. Za wartość prawidłową przyjęto tę, która uzyskana z pomiaru dokonanego według konwencji ASE mieściła się w granicach dwóch odchyleń standardowych, lub w granicach 95-go percentyla. Uzyskane w taki sposób wartości uznawane są powszechnie za prawidłowe w odniesieniu do rasy białej (10, 13).

Dość często uważa się (4, 8, 1), że wyniki szeregu prac uzyskiwano w oparciu o zbyt małe grupy badanych. Równocześnie – w ciągu ostatnich 20 lat technika pomiarów i zasady odczytywania podlegały różnym modyfikacjom, między innymi w zależności od sposobu interpretowania konwencji ASE (1, 3, 4). Wybierając metodę badania M-mode uwzględnialiśmy jej większą przydatność, niż badanie 2D, biorąc pod uwagę fakt, że jest mniej czasochłonna i łatwiej akceptowana przez dzieci co, na przykład, pozwala stosować ją powszechnie w badaniach przesiewowych. Wydaje się, że zastosowana w obecnej pracy metodyka i uzyskane wyniki badań dużej grupy (773) dzieci pozwoliły osiągnąć wyznaczone cele i otrzymane wartości LVM potraktować jako wartości prawidłowe, mogące służyć jako dane porównawcze do dalszych echokardiograficznych badań dzieci. Cechuje je wysoka korelacja z BSA (również – z wiekiem dzieci). Mieszczą się one w granicach wartości przyjętych za prawidłowe w Europie i w Ameryce Północnej (3, 4, 7). Są natomiast niższe od wartości opracowanych u dzieci z krajów Ameryki Południowej (11), prawdopodobnie w związku z różnym oddziaływaniem czynników społecznych, cywilizacyjnych, etnicznych i rasowych.

Znajomość prawidłowych wartości LVM jest szczególnie istotna w stanach chorobowych niosących ryzyko przerostu lewej komory (9). Może okazać się celowe przyjęcie zasady, zgodnie z którą wykrycie granicznych wartości w przedziale 90-95 percentyla nawet u dziecka uznanego za zdrowe jest wskazaniem do jego dalszej obserwacji. Według publikowanych statystyk ok. 3% zdrowej populacji ma „duże serce” (1). W naszym materiale – wartość LVM przekraczającą 2 SD stwierdziliśmy u 25 dzieci, na ogólną liczbę 773. Liczba ta stanowi 3,2% naszych badanych i jest porównywalna z innymi publikowanymi danymi.

Nie stwierdziliśmy znamiennych różnic wartości LVM związanych z płcią. Według Kampmanna (4) istotne różnice zaczynają się pojawiać u dzieci, których BSA sięga 1-1,2 m2; LVM staje się wówczas większa u chłopców. W naszym materiale istotnie większą wartość LVM stwierdzono u pewnej liczby chłopców w przedziale BSA 0,7-0,8 m2. Niewielka przewaga (nieznamienna) zaznaczyła się również u najmłodszych badanych chłopców Jest to obserwacja zgodna z doniesieniami Goble i wsp. (12, 13, 14). Nie ma jednomyślności, który z czynników mógłby decydować o tych różnicach: proces dojrzewania, zmiany rozwojowe w zakresie hemodynamiki krążenia, różna u dziewcząt i chłopców gęstość tkanki, różna aktywność fizyczna, czy też zdeterminowana w okresie mitozy liczba i objętość miocytów (7, 10). Podzielamy opinię Bonatto (11), że nieznaczne różnice wartości LVM związane z płcią są mało istotne w codziennej praktyce klinicznej.

Przeszło 10% obecnie zbadanych stanowiły dzieci najmłodsze (średni wiek: 1,3 mies.) z BSA mieszczącą się w przedziale 0,2 m2. U dzieci z tej grupy braliśmy pod uwagę obciążający wywiad dotyczący ciąży, obecność wskazań do cesarskiego cięcia, dystrofię wewnątrzmaciczną, konieczność stosowania antybiotyków w okresie noworodkowym oraz inne przyczyny zwolnienia przyrostu masy ciała. Według hipotezy o roli wewnątrzłonowych zaburzeń metabolicznych i zaburzeń krążenia, w tym – krążenia wieńcowego (12, 13, 15, 16) dzieci te mogą być obarczone ryzykiem przerostu mięśnia lewej komory w późniejszym okresie życia i powinny być poddawane okresowym badaniom echokardiograficznym.

WNIOSKI

1.    Obliczone wartości LVM mogą służyć jako wartości porównawcze przy ocenie badań echokardiograficznych u dzieci.

2.    Wielkość masy mięśnia lewej komory serca u dziewcząt i u chłopców nie różni się w sposób istotny.

3.    Powierzchnia ciała jest dobrym parametrem odniesienia przy obliczaniu wielkości masy mięśnia lewej komory u dzieci w wieku od 2-go tygodnia do18 lat.

4.    Ze względu na ryzyko, jakie niesie ze sobą przerost mię-śnia serca – u dzieci z masą mięśnia lewej komory przekraczającą 95 centyl, lub dwa odchylenia standardowe wydaje się celowe podjęcie obserwacji kardiologicznej.

..............................................................................................................................................................

Zastosowane skróty: BSA (Body Surface Area) – powierzchnia ciała, LVM (Left Ventricle Mass) – masa mięśnia lewej komory, LVDd – wymiar lewej komory w rozkurczu, IVSd – przegroda międzykomorowa w rozkurczu, LVPWd – tylna ściana lewej komory w rozkurczu.

Abbreviations: BSA (Body Surface Area), LVM (Left Ventricular Mass), LVDd (Left Ventricular Dimension in diastole), IVSd (Interventricular Septum in diastole), LVPWd (Left Ventricular Posterior Wall in diastole).

..............................................................................................................................................................

Podziękowanie

Autorzy składają podziękowanie Panu doc. dr. hab. Adamowi Jóźwikowi z Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN oraz Pani dr Beacie Sokołowskiej z Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN za nieocenioną pomoc w statystycznym opracowaniu i graficznym przedstawieniu uzyskanych danych.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Foppa M., Duncan B.B., Rhode L.E.P.: Echocardiography-based left ventricular mass estimation. How should we define hypertrophy? Cardiovasc. Ultrasound, 2005, 3, 1-17.

2.    Otto C.M.: Left and right ventricular systolic function, str. 131-163 w: Textbook of Clinical Echocardiography, 3rd Edition, Elsevier Saunders, 2004.

3.    Sahn D.J., De Maria A., Kisslo J. i wsp.: Recommendations regarding quantitation in M-mode echocardiography: results of a survey of echocardiographic measurements, Circulation, 1978, 58, 1072-1083.

4.    Kampmann C., Wiethoff C.M., Wenzel A. i wsp.: Normal values of M-mode echocardiographic measurements of more than 2000 healthy children in central Europe. Heart, 2000, 83, 667-672.

5.    Henry W.L., Gardin J.M., Ware J.H.:  Echocardiographic measurements in normal subjects from infancy to old age. Circulation, 1980, 62 (5), 1054-1061.

6.    Gutgesell H.P., Rembold Ch.M.: Growth of the human heart relative to body surface area. Am. J. Card., 1990, 65, 662-668.

7.    Huwez F., Houston A.B., Watson J. i wsp.: Age and body surface area related nornal upper and lower limits of M-mode echocardiographic maesurements and left ventricular volume and mass from infancy to early childhood. Br. Heart J., 1994, 72 (3), 276-280.

8.    de Simone G., Daniels S.R., Devereux R.B. i wsp.: Left ventricular mass and body size in normotensive children and adults: assessment of allometric relations and impact of overweight. J. Am. Coll. Cardiol., 1992, 20 (5), 1251-1260.

9.    Malcolm D.D., Burns T.L., Mahoney L.T. i wsp.: Factors affecting left ventricular mass in childhood. The Muscatine Study. Pediatrics, 1993, 92 (5), 703-709.

10.    Schieken R.M.: Large heart in children. Biology or disease? Circulation, 1995, 92(3), 3156-3157.

11.    Bonatto R.C., Fioretto J.R., Okoshi K. i wsp.: Percentile curves of normal values of echocardiographic measurements in normal children from central-southern region of the State of Sao Paulo, Brazil. Arq. Bras. Cardiol., 2006, 8 (6), 711-721.

12.    Goble M.M., Mosteller M., Moskowitz W.B. i wsp.: Sex differences in the determinants of left ventricular mass in childhood. Circulation, 1992, 85 (5), 1661-1665.

13.    Levy D., Savage D.D., Garrison R.J. i wsp.: Echocardiographic criteria for the left ventricle hypertrophy; the Framingham Heart Study. Am. J. Cardiol., 1987, 59, 956-960.

14.    de Simone G., Devereux R.B., Daniels S.R. i wsp.: Gender differences in left ventricular growth. Hypertension, 1995, 26, 979-983.

15.    Vijayakumar M., Fall C.H., Osmond C. i wsp.: Birth weight, weight at the one year and left ventricular mass in adult life. Br. Heart J., 1995, 73, 363-367.

16.    Rich-Edwards J.W., Stampfer M.J., Manson J.E. i wsp.: Birth weight and risk of cardiovascular disease in a cohort of women followed up since 1976. BMJ, 1997, Aug 16; 315 (7105), 339-400.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Mirosława Szewczykowska
Kliniczny Oddział
Dziecięcy Szpital Bielański
ul. Cegłowska 80, 01-809 Warszawa