Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы

ЭХОКАРДИОГРАФИЯ

Эхокардиография - широко распространенная современная ультразвуковая методика, применяемая для диагностики многообразной сердечной патологии.

ЭХОКАРДИОГРАФИЯ

Эхокардиография - это современный бескровный метод, представляющий возможность с помощью ультразвука осматривать и измерять структуры сердца.

 

Эхокардиография (ЭхоКГ) предоставляет возможность осмотра сердца, его камер, клапанов, эндокарда и т.д. с помощью ультразвука, т.е. является частью одного из наиболее распространенных способов лучевой диагностики - ультрасонографии.

Современные ультразвуковые приборы, имеющие программы для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, способны дать четкое изображение структур сердца. Эволюция эхокардиографии привела к использованию в настоящее время различных эхокардиографических методик и режимов: чрезгрудная ЭхоКГ в В- и М-режимах, чреспищеводная ЭхоКГ, допплер-ЭхоКГ в режиме дуплексного сканирования, цветное допплеровское исследование, тканевой допплер, применение контрастных веществ и т.д.

Чрезгрудная (поверхностная, трансторакальная) эхокардиография - рутинная ультразвуковая методика исследования сердца, собственно, та методика, которую чаще всего традиционно называют ЭхоКГ, при которой ультразвуковой датчик контактирует с кожными покровами больного и основные приемы которой будут представлены ниже.

Чреспищеводная эхокардиография

Показаниями для чреспищеводной ЭхоКГ являются.

1. Инфекционный эндокардит - при низкой информативности чрезгрудной ЭхоКГ, во всех случаях эндокардита искусственного клапана сердца, при эндокардите аортального клапана для исключения парааортального абсцесса.

2. Ишемический инсульт, ишемическая мозговая атака, случаи эмболий в органы большого круга, особенно у лиц младше 50 лет.

3. Осмотр предсердий перед восстановлением синусового ритма, особенно при наличии клиники тромбоэмболий в анамнезе и при противопоказании к назначению антикоагулянтов.

4. Искусственные клапаны сердца (при соответствующей клинической картине).

5. Даже при нормальной трансторакальной ЭхоКГ, для определения степени и причины митральной регургитации, подозрении на эндокардит.

6. Пороки клапанов сердца, для определения вида хирургического лечения.

7. Дефект межпредсердной перегородки. Для определения размера и вариантов хирургического лечения.

8. Болезни аорты. Для диагностики расслоения аорты, интрамуральной гематомы.

9. Интраоперационный мониторинг для мониторирования функции левого желудочка (ЛЖ) сердца, выявления остаточной регургитации по окончании клапансохраняющей кардиохирургической операции, исключения наличия воздуха в полости ЛЖ по окончании операции на сердце.

10. Плохое «ультразвуковое окно», исключающее трансторакальное исследование (должно быть крайне редким показанием).

Двухмерная эхокардиография (В-режим) по меткому определению Х. Файгенбаума (H. Feigenbaum, 1994) - это «хребет» ультразвуковых кардиологических исследований, потому что ЭхоКГ в В-режиме может применяться как самостоятельное исследование, а все остальные методики, как правило, проводятся на фоне двухмерного изображения, которое служит для них ориентиром.

 

Рис. 4.1. Эхокардиографическое изображение сердца по длинной оси из парастернальной позиции датчика и его схема:

ПГС - передняя грудная стенка; ПЖ - правый желудочек; ЛЖ - левый желудочек; АО - аорта; ЛП - левое предсердие; МЖП - межжелудочковая перегородка; ЗС - задняя стенка левого желудочка

Для получения изображения сердца по короткой оси датчик в той же позиции поворачивают на 90°, не изменяя его пространственной ориентации. Затем, изменяя наклон датчика, получают срезы сердца по короткой оси на различных уровнях (рис. 4.2а-4.2г).

Рис. 4.2 а. Схема получения изображений срезов сердца по короткой оси на различных уровнях:

АО - уровень аортального клапана; МКа - уровень основания передней створки митрального клапана; МКб - уровень концов створок митрального клапана; ПМ - уровень папиллярных мышц; ВЕРХ - уровень верхушки за основанием папиллярных мышц.

Четырехкамерное изображение сердца можно также получить, расположив датчик в эпигастрии. Если же эхокардиографический датчик, находящийся у верхушки сердца, поворачивают по его оси на 90°, правый желудочек и правое предсердие смещаются за левые отделы сердца, и таким образом получают двухкамерное изображение сердца, в котором визуализируются полости ЛЖ и ЛП (рис. 4.4).

Рис. 4.3. Четырехкамерное эхокардиографическое изображение сердца из позиции датчика у верхушки сердца:

ЛЖ - левый желудочек; ПЖ - правый желудочек; ЛП - левое предсердие; ПП - правое предсердие

Чрезгрудная двухмерная эхокардиография позволяет визуализировать сердце в реальном масштабе времени и является ориентиром при исследовании сердца в М-режиме и в режиме ультразвукового допплера.

Ультразвуковое исследование сердца в М-режиме - одна из первых эхокардиографических методик, которая применялась еще до создания приборов, с помощью которых можно получать двухмерное изображение. Для получения М-режима курсор, отражающий прохождение ультразвукового луча, накладывается на двухмерное эхокардиографическое изображение (см. рис. 4.5-4.7). При прохождении курсора на уровне створок митрального клапана (см. рис. 4.6) (при синусовом ритме сердца обследуемого) получают от них эхосигналы в виде М-образного движения передней створки и W-образного движения задней створки митрального клапана. Такой график движения створок митрального клапана создается, потому что в диастолу, сначала в фазу быстрого наполнения, когда давление в левом предсердии начинает превышать давление наполнения в ЛЖ, кровь проходит в полость и происходит раскрытие створок. Затем, примерно к середине диастолы, давление между

Рис. 4.5. Одновременная запись двухмерного эхокардиографического изображения сердца и М-режима на уровне корня аорты:

ПГС - передняя грудная стенка; ПЖ - правый желудочек; АО - просвет корня аорты; ЛП - левое предсердие

Рис. 4.6. Одновременная запись двухмерного эхокардиографического изображения сердца и М-режима на уровне концов створок митрального клапана:

ПСМК - передняя створка митрального клапана; ЗСМК - задняя створка митрального клапана

предсердием и желудочком выравнивается, движение крови замедляется и створки сближаются (диастолическое прикрытие створок митрального клапана в период диастазиса). И наконец, следует систола предсердий, из-за чего створки раскрываются вновь, а затем закрываются с началом систолы ЛЖ сердца. Аналогично работают и створки трехстворчатого клапана.

При визуализации сердца в М-режиме получают графическое изображение движения каждой точки его структур, через который проходит ультразвуковой луч. Это дает возможность оценить тонкие движения клапанов и стенок сердца, а также рассчитать основные параметры гемодинамики.

Допплер-эхокардиография - еще одна ультразвуковая методика. Допплер-ЭхоКГ представляет собой способ измерения скорости и определения направления потоков крови в полостях сердца и сосудах. Метод основан на эффекте К. Дж. Допплера, описанном им в 1842 г. (C.J. Doppler, 1842). Суть эффекта заключается в том, что если источник звука находится в неподвижном состоянии, то длина волны, генерируемая им, и ее частота остаются постоянными. Если источник звука (и любых других волн) движется в направлении воспринимающего устройства или уха человека, то длина волны уменьшается, а ее частота возрастает. Если же источник звука перемещается в сторону от воспринимающего устройства, то длина волны возрастает, а ее частота падает.

Эхокардиография является наиболее простым, доступным и удобным методом оценки наиболее важных показателей сократимости сердца (прежде всего фракции изгнания ЛЖ) и параметров гемодинамики (ударного объема и индекса, сердечного выброса и индекса). Она является методом диагностики клапанной патологии, дилатации полостей сердца, локального и/или диффузного гипокинеза, кальциноза структур сердца, тромбоза и аневризм, наличия жидкости в полости перикарда.

 

Рис. 4.10. Допплер-эхокардиграфия корня аорты здорового человека в импульсно-волновом режиме.

Для сравнения на рис. 4.11 представлен пример допплер-ЭхоКГ в импульсно-волновом режиме потока крови через нормально функционирующий механический протез аортального клапана.

Рис. 4.11. Допплер-эхокардиография в импульсно-волновом режиме больного с нормально функционирующим механическим протезом аортального клапана.

Потоки крови на атриовентрикулярных клапанах имеют совершенно другой характер. На рисунке 4.12 представлен допплеровский спектр скоростей тока крови на митральном клапане.

Рис. 4.12. Допплер-эхокардиография трансмитрального потока крови здорового человека в импульсно-волновом режиме.

 

 

 

 

 

Рис. 4.13. Допплер-эхокардиография кровотока в левом желудочке в режиме цветного сканирования.

Способность ультразвукового допплера определять скорость и направление потоков в полостях сердца и в крупных сосудах позволила применить физические формулы и рассчитать с приемлемой точностью объемные параметры кровотока и перепады давления в местах стеноза, а также степень клапанной недостаточности.

 

В настоящее время становятся распространенными нагрузочные тесты с одновременной визуализацией структур сердца с помощью ультразвука. Стресс-эхокардиография используется в основном для диагностики ишемической болезни сердца. Чаще всего в качестве нагрузочного агента применяется вводимый внутривенно добутамин, который увеличивает кислородный запрос миокарда, что при наличии стенозов коронарных артерий вызывает его ишемию. На ишемию миокард отвечает снижением локальной сократимости в зоне стенозированного сосуда, что и выявляется с помощью эхокардиографии.

 

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ НАГРУЗОЧНЫЕ ПРОБЫ

В кардиологии наиболее часто из функциональных проб используют пробы с физической нагрузкой (велоэргометр, тредмил). Их проводят у больных обычно с целью диагностики, определения прогноза и функциональной оценки. Непрерывная ступенчато-возрастающия нагрузка дается до появления симптомов, указывающих на ее плохую переносимость, либо до достижения испытуемым определенной ЧСС (субмаксимальная, максимальная). Величина выполненой нагрузки обычно выражается в ваттах (W). Может быть указано также максимальное потребление кислорода в единицах МЕТ (метаболический эквивалент) - в мл использованного кислорода на 1 кг веса тела в мин. В ходе нагрузки регистрируется ЭКГ, АД, иногда вентиляционные показатели. Различают физиологические и патологические реакции на нагрузку. Патологической реакцией, имеющей наибольшее клинико-диагностическое значение при КБС, является появление стенокардии и изменения ЭКГ в виде снижения сегмента ST горизонтального или косонисходящего вида на 1 мм или больше. К патологическим изменениям АД относится его недостаточное повышение или снижение при нагрузке, что указывает на развитие выраженной дисфункции левого желудочка, или чрезмерное повышение АД (при артериальной гипертонии).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Впервые изменения ЭКГ при возникновении болей во время физической нагрузки у больных со стенокардией напряжения были описаны Н. Фейлом и М. Сигалом в 1928 г. в США.

Годом позже А. Мастер и Ф. Оппенгеймер разработали стандартизованный протокол с физической нагрузкой.

В 1993 г. Д. Шериф и С. Голдхаммер в Германии предложили методику проведения нагрузочной пробы с одновременной записью ЭКГ.

В 1950 г. А. Мастер в США внедрил двухступенчатую пробу с нагрузкой.

Типы нагрузочных тестов

С физической нагрузкой:

•  динамическая (велоэргометр, тредмил)

•  изометрическая (кистевой жим) Психоэмоциональные

Фармакологические (добутамин, дипиридамол)

ПРОВЕДЕНИЕ ПРОБЫ С ДОЗИРОВАННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ

При исследовании кардиологических больных наиболее физиологичными и информативными являются пробы с физической нагрузкой на велоэргометре или бегущей дорожке (тредмил), но может быть использован и 6-минутный тест с ходьбой. Название «тредмил» происходит от английского глагола «to tread» - шагать, опускать ногу и существительного «mill» - мельница. В средние века арестантов заставляли приводить в движение механизм мельницы, наступая на ступени большого колеса.

К недостаткам велоэргометрии относят трудности обучения пожилых женщин, а также большое повышение АД по сравнению с ходьбой на тредмиле. Но велоэргометр занимает меньше места, производит меньше шума и стоит дешевле. Устройство наподобие велоэргометра может быть приспособлено и для работы руками.

Перед нагрузкой записывают ЭКГ в 12-ти отведениях в положении лежа и сидя, измеряют АД. Большинство нагрузочных проб проводят в виде непрерывной ступенчато-возрастающей нагрузки. Длительность каждого уровня нагрузки 1-5 мин. Желательно, чтобы общее время исследования не превышало 15 мин, так как в противном случае большинство пациентов не сможет продолжать работу из-за общей усталости и слабости в ногах.

Проба начинается с разминки в течение 1-2 мин, затем следует нагрузочный период, во время которого нагрузка постепенно или прерывисто (ступенеобразно) повышается.

В конце каждой ступени нагрузки записывается ЭКГ и измеряется АД.

Нагрузка дозируется либо в ваттах (W), либо в килопондметрах в мин, 1W = 6 килопондметров/мин.

Приведем несколько протоколов велоэргометрии (рис. 5.6), которые могут отличаться от применяемых в других странах и центрах:

Рис. 5.6. Протоколы нагрузочных проб

1. Нагрузка начинается с 10 ватт в течение 1 мин и повышается на 10 ватт каждую минуту.

2. Нагрузка начинается с 20 ватт в течение 2 мин и повышается на 20 ватт каждые 2 мин.