Рентген 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 (УЗИ).

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

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 диастолического 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.

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. 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 вентрикулографию (динамическая радиокардиография), радионуклидную ангиокардиографию и перфузионную сиинтиграфию. 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 помошью 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 РФП в кровеносном русле длительное время остается постоянной, поэтому принято говорить, что исследуется кровяной пул (от англ. pool - лужа, бассейн).

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 99mТс-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 конечно-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 конечно-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 вентрикулография 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 вентрикулография 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 миокардишгьной ишемией.

Равновесная вентрикулография 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 чередования первого прохождения РФП по камерам сердца после быстрого внутривенного введения его в небольшом объеме (болюсе).

Обычно применяют 99mТс-пертехнетат активностью 4-6 МБк на I 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 интереса» (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 левоправьши) бывают при дефектах в перегородке сердца. На радионуклидных ангиокардиограммах левоправыи шунт выявляется как повторный подъем кривой в «зоне интереса» легких. При других врожденных пороках сердца венозная кровь, еше не обогащенная кислородом, вновь поступает, минуя легкие, в большой круг кровообращения (праволевые шунты). Признак такого шунтирования на радионуклидной ангиокардиограмме - 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 ^99mТ1-хлорид и ^99mТс-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 позитронизлучающих нуклидов, например F-DG, т.е. при применении двухфотонной 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 болюсного 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 конечно-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 методиками, у ряда больных приходится использовать более сложные процедуры, связанные с катетеризацией сосудов и искусственным контрастированием полостей сердца и коронарных сосудов, - рентгенологическую вентрикулографит 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 ишемической 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 ишемической болезни сердца (теста предсердной стимуляции, велоэргометрической 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 вешества 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. 111.66 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 конечно-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 ишемической болезни сердца, выбора метода лечения при остром инфаркте миокарда, дифференциальной диагностики инфаркта миокарда и миокардиопатии. 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 подозрении 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. Коронарографию 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 брацикардией, 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.