Лучевое исследование функции сердца

У здорового человека примерно 1 раз в секунду по миокарду распро­страняется волна возбуждения - происходит сокращение и затем расслаб­ление сердца. Самым простым и доступным методом их регистрации явля­ется рентгеноскопия. Она позволяет визуально оценить сокращения и рас­слабления сердца, пульсацию аорты и легочной артерии. При этом, меняя положение пациента за экраном, можно вывести на контур, т.е. сделать краеобразующими, все отделы сердца и сосудов. Однако в последнее время в связи с развитием ультразвуковой диагностики и широким внедрением ее в клиническую практику роль рентгеноскопии в изучении функциональной деятельности сердца из-за существующей при ней достаточно высокой лу­чевой нагрузки заметно уменьшилась.

Основным методом изучения сократительной функции сердечной мышцы является ультразвуковое исследование.

В кардиологии применяют несколько ультразвуковых методик: одномерную эхокардиографию — М-метод; двухмерную эхокардиогра-фию (сонографию) — В-метод; одномерную допплерэхокардиографию; двухмерное цветное допплеровское картирование. Эффективным мето­дом изучения сердца является также дуплексное исследование — соче­тание сонографии и допплерографии.

Общая характеристика всех этих методов ультразвукового исследова­ния дана в части II учебника.

Одномерная эхокардиограмма имеет вид группы кривых, каждая из ко­торых соответствует определенной структуре сердца: стенке желудочка и предсердия, межпредсердной и межжелудочковой перегородке, клапанам, перикарду и т.д. Амплитуда кривой на эхокардиограмме указывает на раз­мах систолических движений регистрируемой анатомической структуры.

Сонография дает возможность наблюдать на экране дисплея движения стенок сердца и клапанов в реальном времени. Для изучения ряда показате­лей, характеризующих функцию сердца, на экране монитора обводят кон­тур сердца на стоп-кадрах, зафиксированных на вершине зубца R электро­кардиограммы и нисходящем колене зубца Т. Специальная компьютерная программа, имеющаяся в ультразвуковой установке, позволяет сопоставить и проанализировать эти два изображения и получить параметры конечного систолического и конечного диастол и ческо го объемов левого желудочка и предсердий, размер поверхности правого желудочка, величину фракции выброса желудочков, фракции опорожнения предсердий, систолического и минутного объемов, толщину стенок миокарда. Весьма ценно, что при этом могут быть получены показатели регионарной сократимости стенки левого желудочка, что чрезвычайно важно в диагностике ишемической болезни сердца и других поражений сердечной мышцы.

<----

Рис. 111.63. Коронарография — серия кинокадров.

а — нормальная правая коронарная артерия; б — правая коронарная артерия при атеросклерозе; в — нормальная левая коронарная артерия; г — левая коронарная ар­терия при атеросклерозе.

16*

Рис. Ш.64. Сцинтиграфия сердца Рис. 111.65. Объемная реконструкция
при циркуляции РФПв крови — рав- сердца при радионуклидном исследова-
новесная вентрикилограмма. НИИ.

Допплерографию сердца производят преимущественно в импульсном ре­жиме. С ее помощью удается не только изучать движение клапанов и сте­нок сердца в любой фазе сердечного цикла, но также в выбранном кон­трольном объеме измерять скорость движения крови, направление и харак­тер ее течения. Особое значение в исследовании функциональных парамет­ров сердца приобрели новые методы допплерографии: цветное картирование, энергетический и тканевый допплер (см. часть II учебника). В настоящее время указанные варианты ультразвукового исследования являются ведущими инструментальными методиками обследования кардиологических больных, особенно в поликлинической практике.

Наряду с ультразвуковой диагностикой в последнее время бурно разви­вались радионуклидные методы исследования сердца и сосудов. Среди этих методов необходимо выделить три: равновесную вентрикуаографию (динами­ческая радиокардиография), радионуклидную ангиокардиографию и перфузион-ную сцинтиграфию. Они позволяют получить важную, подчас уникальную информацию о функции сердца, не требуют катетеризации сосудов, их можно выполнять как в покое, так и после функциональных нагрузок. По­следнее обстоятельство наиболее важно при оценке резервных способностей сердечной мышцы.

Равновесная вентрикулография является одним из наиболее распростра­ненных методов исследования сердца. С ее помощью определяют насосную функцию сердца и характер движения его стенок. Объектом исследования служит, как правило, левый желудочек, но разработаны специальные при­емы и для изучения правого желудочка сердца. Принцип метода состоит в регистрации серии изображений в памяти компьютера гамма-камеры. Эти изображения получаются от гамма-излучения РФП, введенных в кровь и длительно находящихся в кровотоке, т.е. не диффундирующих через стенку сосудов. Концентрация таких РФПв кровеносном русле длительное время остается постоянной, поэтому принято говорить, что исследуется кровяной пул (от англ. pool — лужа, бассейн) (рис. Ш.64,Ш.65).

Наиболее простой способ создания кровяного пула — введение в кровь альбумина. Однако белок все же расщепляется в организме, а освободив­шийся при этом радионуклид покидает кровяное русло, и радиоактивность крови при этом постепенно падает, вследствие чего снижается точность ис­следования. Более адекватным способом создания стабильного радиоактив­ного пула оказалась метка эритроцитов пациента. С этой целью ему пред­варительно вводят в вену небольшое количество пирофосфата — около 0,5 мг. Он активно абсорбируется на эритроцитах. Через 30 мин внутривен­но вводят 600 МБк ^99тТс-пертехнетата, который моментально соединяется с абсорбированным эритроцитами пирофосфатом. При этом получается прочное соединение. Заметьте, что мы впервые столкнулись с методикой радионуклидного исследования, при которой РФП «приготовляют» в орга­низме пациента.

Прохождение радиоактивной крови по камерам сердца регистрируется в памяти компьютера с помощью электронного устройства, называемого триггером. Он «привязывает» сбор информации с детектора гамма-камеры к электрическим сигналам электрокардиографа. Собрав информацию о 300—500 кардиоциклах (после полного разведения РФП в крови, т.е. стаби­лизации кровяного пула), компьютер группирует их в серию изображений, главными из которых являются отражающие конечно-систолическую и ко-нечно-диастолическую фазы. Одновременно создается несколько промеж­уточных изображений сердца на протяжении кардиоцикла, например каж­дые 0,1 с.

Подобная процедура формирования медицинских изображений из боль­шой серии необходима, чтобы получить достаточную «статистику счета», при которой результирующие изображения будут иметь достаточно высокое качество, необходимое для анализа. Это касается любого анализа — и визу­ального, и компьютерного.

В радионуклидной диагностике, как и во всей лучевой диагностике, дей­ствует главное правило «качества достоверности»: сбор возможно боль­шего количества информации (квантов, электрических сигналов, циклов, образов и др.).

С помощью компьютера по интегральной кривой, построенной по ре­зультатам анализа изображений сердца, рассчитывают фракцию выброса, скорость наполнения и опорожнения желудочка, длительность систолы и диастолы. Фракцию выброса (ФВ) определяют по формуле:

где ДО и СО — величины скорости счета (уровни радиоактивности) в ко-нечно-диастолическую и конечно-систолическую фазы кардиоцикла.

Фракция выброса является одним из наиболее чувствительных показате­лей функции желудочков. В норме она колеблется около 50 % для правого и 60 % для левого желудочка. У больных с инфарктом миокарда ФВ всегда уменьшена пропорционально объему поражения, что имеет известное про­гностическое значение. Этот показатель оказывается сниженным также

при ряде поражений сердечной мышцы: кардиосклерозе, миокардиопатии, миокардите и др.

Равновесная вентрикудография может быть использована для выявления ограниченных нарушений сократительной способности левого желудочка: локальных дискинезий, гипокинезии, акинезии. С этой целью изображение же­лудочка делят на несколько сегментов — от 8 до 40. Для каждого сегмента изучают перемещение стенки желудочка при сокращениях сердца. Нема­лую ценность представляет равновесная вентрикудография для обнаруже­ния пациентов, у которых снижены функциональные резервы сердечной мышцы. Такие люди образуют группу высокого риска развития острой сер­дечной недостаточности или инфаркта миокарда. Им проводят это иссле­дование в условиях дозированной велоэргометрической нагрузки, чтобы обнаружить участки стенки желудочка, которые не справляются с нагруз­кой, хотя в спокойном состоянии пациента отклонений не наблюдается. Подобное состояние называют стресс-индуцированной миокардиалъной ише­мией.

Равновесная вентрикудография дает возможность вычислить фракцию регургитации, т.е. величину обратного выброса крови при пороках сердца, сопровождающихся недостаточностью клапанного аппарата. Достоинством метода является и то, что исследование можно вести длительно, в течение нескольких часов, изучая, например, влияние лекарственных средств на де­ятельность сердца.

Радионуклидная ангиокардиография —- метод исследования первого про­хождения РФ/Т по камерам сердца после быстрого внутривенного введе­ния его в небольшом объеме (болюсе}.

Обычно применяют ""Тс-пертехнетат активностью 4—6 МБк на 1 кг массы тела в объеме 0,5—1,0 мл. Исследование проводят на гамма-камере, оснащенной высокопроизводительным компьютером. В память компьюте­ра записывается серия изображений сердца во время прохождения по нему РФП (15—20 кадров в течение не более 30 с). Затем, выбрав «зону интере-. са» (обычно это область корня легкого или правого желудочка), анализиру­ют интенсивность излучения РФП. В норме кривые прохождения РФП по правым камерам сердца и через легкие имеют вид одного высокого крутого пика. При патологических состояниях кривая уплощается (при разбавле­нии РФП в сердечных камерах) или удлиняется (при задержке РФП в ка­мере).

При некоторых врожденных пороках сердца происходит сброс артери­альной крови из левых камер сердца в правые. Такие шунты (их называют левоправыми) бывают при дефектах в перегородке сердца. На радионуклид-ных ангиокардиограммах левоправый шунт выявляется как повторный по­дъем кривой в «зоне интереса» легких. При других врожденных пороках сердца венозная кровь, еще не обогащенная кислородом, вновь поступает, минуя легкие, в большой круг кровообращения (праволевые шунты). При­знак такого шунтирования на радионуклид ной ангиокардиограмме Щ появ­ление пика радиоактивности в области левого желудочка и аорты до того, как максимум радиоактивности будет зарегистрирован в области легких. При приобретенных пороках сердца ангиокардиограммы позволяют уста­новить степень регургитации через митральное и аортальное отверстия.

Перфузионную сцинтиграфию миокарда применяют главным образом для исследования миокардиального кровотока и в определенной степе­ни - для суждения об уровне метаболизма в сердечной мышце. Ее проводят с препаратами «'П-хлорид и "-Тс-сесамиби. Оба РФП, про­ходя по сосудам, питающим сердечную мышцу, быстро диффундируют в окружающую мышечную ткань и включаются в метаболические про­цессы, имитируя при этом ионы калия. Таким образом, интенсивность накопления указанных РФП в сердечной мышце отражает объем кро­вотока и уровень метаболических процессов в сердечной мышце.

Накопление РФП в миокарде происходит довольно быстро и достига­ет максимума через 5—10 мин. Это позволяет провести исследование в различных проекциях. Нормальное перфузионное изображение левого же­лудочка на сцинтиграммах имеет вид однородной подковообразной тени с центральным дефектом, который соответствует полости желудочка. Воз­никающие при инфаркте зоны ишемии при этом будут отображаться как участки с пониженной фиксацией РФП. Более наглядные и, главное, до­стоверные данные при изучении миокардиальной перфузии могут быть получены при использовании однофотонной эмиссионной томографии. В последние годы интересные и важные физиологические сведения о функционировании сердечной мышцы стали получать при использовании в качестве РФП ультракороткоживущих позитрониэлучающих нуклидов, например ^,8F-DG, т.е. при применении деухфотонной эмиссионной томо­графии. Однако пока это возможно только в отдельных крупных научных центрах.

Новые возможности в оценке функции сердца появились в связи с со­вершенствованием компьютерной томографии, когда стало реальностью вы­полнение серии томограмм с короткими выдержками на фоне бол юс н ого введения рентгеноконтрастного вещества. В вену локтевого сгиба автома­тическим шприцем вводят 50—100 мл неионного контрастного вещества —-омнипака или ультрависта. Сравнительный анализ срезов сердца с исполь­зованием компьютерной денситометрии позволяет определить движение крови в полостях сердца на протяжении сердечного цикла.

Особенно ощутимо продвинулась компьютерная томография в иссле­довании сердца в связи с созданием электронно-лучевых компьютерных то­мографов. Подобные аппараты позволяют не только получать большое ко­личество снимков с очень короткой экспозицией, но и создавать имитацию динамики сердечных сокращений в реальном времени и даже выполнять трехмерную реконструкцию движущегося сердца.

Другой не менее динамично развивающийся метод исследования функции сердца — магнитно-резонансная томография. Благодаря высокой напряженности магнитного поля и созданию нового поколения высоко­производительных компьютеров появилась возможность собирать нужную для реконструкции изображения информацию за очень короткие промеж­утки времени, в частности анализировать конечно-систолическую и ко-нечно-диастолическую фазы сердечного цикла в режиме реального вре­мени.

В распоряжении врача имеется немало лучевых способов оценки со­кратительной функции сердечной мышцы и миокардиального кровотока. Однако, как бы ни стремился врач ограничиваться неинвазивными методи-

ками, у ряда больных приходится использовать более сложные процедуры, связанные с катетеризацией сосудов и искусственным контрастированием полостей сердца и коронарных сосудов,— рентгенологическую вентрикуло-графию и коронарографию.

Вентрикулография необходима потому, что она обладает более высоки­ми, чем другие методы, чувствительностью и точностью при оценке функции левого желудочка. Это особенно относится к выявлению на­рушений локальной сократимости левого желудочка. Сведения о реги­онарных расстройствах миокарда необходимы для определения тяжес­ти ишемическои болезни сердца, оценки показаний к оперативным вмешательствам, транслюминальной ангиопластике коронарных арте­рий, тромболизису при инфаркте миокарда. Кроме того, вентрикуло­графия позволяет объективно оценить результаты нагрузочных и диа­гностических проб при ишемическои болезни сердца (теста предсерд-ной стимуляции, ве л оэр го метрической пробы и др.).

Рентгеноконтрастное вещество вводят в объеме 50 мл со скоростью 10—15 мл/с и выполняют киносъемку. На кинокадрах отчетливо отобража­ются изменения тени контрастного вещества в полости левого желудочка. При внимательном рассмотрении кинокадров удается заметить выражен­ные нарушения сократимости миокарда: отсутствие движения стенки на каком-либо участке или парадоксальные движения, т.е. выбухание в мо­мент систолы.

Для выявления менее выраженных и локальных расстройств сократи­мости принято проводить раздельный анализ 5—8 стандартных сегментов силуэта левого желудочка (для снимка в правой передней косой проекции под углом 30*). На рис. II 1.66 отображено деление желудочка на 8 сегментов. Для оценки сократимости по сегментам предложены разные способы. Один из них заключается в том, что из середины длинной оси желудочка проводят 60 радиусов к контурам тени желудочка. Измеряют каждый радиус в конеч-но-диастолическую фазу и соответственно степень его укорочения при со­кращении желудочка. На основании этих измерений производят компьютер­ную обработку и диагностику регионарных расстройств сократимости.

Незаменимым прямым способом изучения коронарного кровотока яв­ляется селективная коронарография. Через катетер, введенный последо­вательно в левую, а затем в правую коронарную артерию, автоматичес­ким инъектором вливают рентгеноконтрастное вещество и производят киносъемку. На полученных снимках отражается как морфология всей системы коронарных артерий, так и характер кровообращения во всех отделах сердца.

Показания к коронарографии довольно широки. Во-первых, коронаро­графия показана во всех недостаточно ясных случаях для верификации ишемическои болезни сердца, выбора метода лечения при остром инфаркте миокарда, дифференциальной диагностики инфаркта миокарда и миокар-диопатии, а также в сочетании с повторной биопсией сердца — при подо­зрении на реакцию отторжения при его пересадке. Во-вторых, к коронаро­графии прибегают в случаях строгого профессионального отбора при подо-

Pic. Ш.66. Измерение левого желудочка при рентгеновской вентрикулографии.

а — изометрические кривые систолического (внутренний) и диастолического (на­ружный) контуров сердца с разбивкой по секторам 1—8 и кривая сокращения ле­вого желудочка во время одного кардиоцикла; б и в — измерение радиусов левого желудочка в фазе диастолы и фазе систолы.

зрении на возможность поражения коронарных артерий у пилотов, авиа­диспетчеров, водителей междугородных автобусов и поездов, поскольку развитие острого инфаркта миокарда у таких работников представляет уг­розу для пассажиров и окружающих людей.

Абсолютным противопоказанием к коронарографии является неперено­симость контрастного вещества. Относительными противопоказаниями счи­тают тяжелые поражения внутренних органов: печени, почек и др. Коронаро-графию можно производить только в специально оснащенных рентгеноопераци­онных блоках, которые обеспечены всеми средствами восстановления сердеч­ной деятельности, В некоторых случаях введение контрастного вещества (а его приходится вводить несколько раз в каждую венечную артерию, если применять функциональные пробы) может сопровождаться брадикардией, экстрасистолией, а иногда и временной поперечной блокадой сердца и даже фибрилляцией. Помимо визуального анализа коронарограмм, проводят их компьютерную обработку. Для анализа контуров тени артерий выделяют на дисплее только очертания артерии. При стенозе строят график стеноза.

Основные закономерности научнойработы (от­рывки)

Правило 20/80: 20 % людей выпивают 80 % пива. Такое же соотношение концентрации усилий наблю­дается во всех остальных областях человеческой де­ятельности, в том числе в науке.

Лучшие эксперты сопротивляются нововведениям, потому что хотят оставаться экспертами, и в 75 % случаев они оказываются правы.

Любой работник двумя годами моложе вас неопытен; любой работник пятью годами старше вас — отста­лый старик.

(Физики продолжают шутить.— М.: Мир, 1968)