Рентген дослідження функції серця

У здорової людини хвиля збудження поширюється по міокарду приблизно раз на секунду – серце скорочується, а потім розслабляється. Найпростішим і найдоступнішим методом їх реєстрації є флюороскопія. Вона дозволяє візуально оцінити скорочення та розслаблення серця, пульсацію аорти та легеневої артерії. Водночас, змінюючи положення пацієнта за екраном, можна вивести на контур, тобто зробити всі ділянки серця та кровоносних судин краєутворюючими. Однак останнім часом, завдяки розвитку ультразвукової діагностики та її широкому впровадженню в клінічну практику, роль флюороскопії у вивченні функціональної активності серця помітно зменшилася через досить високе променеве навантаження, яке існує при ній.

Основним методом вивчення скоротливої функції серцевого м'яза є ультразвукове дослідження (УЗД).

У кардіології використовується кілька методик ультразвукового дослідження: одновимірна ехокардіографія – М-метод; двовимірна ехокардіографія (сонографія) – В-метод; одновимірна доплерівська ехокардіографія; двовимірне кольорове доплерівське картування. Ефективним методом дослідження серця також є дуплексне дослідження – поєднання сонографії та доплерографії.

Одновимірна ехокардіограма має вигляд групи кривих, кожна з яких відповідає певній структурі серця: стінці шлуночка та передсердя, міжпередсердній та міжшлуночковій перегородці, клапанам, перикарду тощо. Амплітуда кривої на ехокардіограмі вказує на діапазон систолічних рухів зареєстрованої анатомічної структури.

Сонографія дозволяє спостерігати за рухами стінок серця та клапанів на екрані дисплея в режимі реального часу. Для вивчення низки параметрів, що характеризують функцію серця, контур серця окреслюється на екрані монітора на стоп-кадрах, записаних на вершині зубця R електрокардіограми та низхідному коліні зубця T. Спеціальна комп'ютерна програма, наявна в ультразвуковому приладі, дозволяє порівнювати та аналізувати ці два зображення та отримувати параметри кінцево-систолічного та кінцево-діастолічного об'ємів лівого шлуночка та передсердь, розмір поверхні правого шлуночка, значення фракції викиду шлуночків, фракції спорожнення передсердь, систолічного та хвилинного об'ємів, а також товщину стінок міокарда. Дуже цінно, що це також може забезпечити параметри регіональної скоротливості стінки лівого шлуночка, що надзвичайно важливо в діагностиці ішемічної хвороби серця та інших уражень серцевого м'яза.

Доплерографія серця виконується переважно в імпульсному режимі. Вона дозволяє не тільки вивчати рух клапанів і стінок серця в будь-якій фазі серцевого циклу, але й вимірювати швидкість кровотоку, напрямок і характер його течії у вибраному контрольному об'ємі. Особливого значення у вивченні функціональних параметрів серця набули нові методи доплерографії: кольорове картування, енергетичний та тканинний доплер. Наразі зазначені варіанти ультразвукового дослідження є провідними інструментальними методами обстеження кардіологічних хворих, особливо в амбулаторній практиці.

Поряд з ультразвуковою діагностикою останнім часом стрімко розвиваються радіонуклідні методи дослідження серця та судин. Серед цих методів слід виділити три: рівноважна вентрикулографія (динамічна радіокардіографія), радіонуклідна ангіокардіографія та перфузійна синтиграфія. Вони надають важливу, часом унікальну інформацію про функцію серця, не потребують катетеризації судин і можуть проводитися як у стані спокою, так і після функціональних навантажень. Остання обставина має найбільше значення при оцінці резервних можливостей серцевого м'яза.

Рівноважна вентрикулографія – один із найпоширеніших методів дослідження серця. Вона використовується для визначення насосної функції серця та характеру руху його стінок. Об’єктом дослідження зазвичай є лівий шлуночок, але розроблені спеціальні методики для вивчення правого шлуночка серця. Принцип методу полягає в записі серії зображень у пам’ять комп’ютера з гамма-камерою. Ці зображення отримують з гамма-випромінювання радіофармацевтичних препаратів, що вводяться в кров і тривалий час залишаються в кров’яному руслі, тобто не дифундують через судинну стінку. Концентрація таких радіофармацевтичних препаратів у кров’яному руслі залишається постійною протягом тривалого часу, тому прийнято говорити, що досліджується кров’яний пул (від англійського pool – калюжа, вир).

Найпростіший спосіб створення пулу крові – введення альбуміну в кров. Однак білок все ще розщеплюється в організмі, а радіонуклід, що вивільняється в цьому процесі, залишає кровотік, і радіоактивність крові поступово знижується, що знижує точність дослідження. Більш адекватним способом створення стабільного радіоактивного пулу було мічення еритроцитів пацієнта. Для цього спочатку внутрішньовенно вводять невелику кількість пірофосфату – близько 0,5 мг. Він активно поглинається еритроцитами. Через 30 хвилин внутрішньовенно вводять 600 МБк 99mTc-пертехнетату, який миттєво з'єднується з пірофосфатом, поглиненим еритроцитами. В результаті утворюється міцний зв'язок. Зауважимо, що ми вперше зіткнулися з радіонуклідною методикою дослідження, за якої РФП «готується» в організмі пацієнта.

Проходження радіоактивної крові через камери серця реєструється в пам'яті комп'ютера за допомогою електронного пристрою, який називається тригером. Він "пов'язує" збір інформації з гамма-камери-детектора з електричними сигналами електрокардіографа. Зібравши інформацію про 300-500 серцевих циклів (після повного розведення радіофармацевтичного препарату в крові, тобто стабілізації пулу крові), комп'ютер групує їх у серію зображень, основними з яких є ті, що відображають кінцево-систолічну та кінцево-діастолічну фази. Протягом усього серцевого циклу одночасно створюються кілька проміжних зображень серця, наприклад, кожні 0,1 с.

Така процедура формування медичних зображень з великої серії необхідна для отримання достатньої «статистики підрахунку», щоб отримані зображення мали достатньо високу якість для аналізу. Це стосується будь-якого аналізу – як візуального, так і комп’ютерного.

У радіонуклідній діагностиці, як і у всій радіаційній діагностиці, застосовується головне правило «якості надійності»: збір якомога більшої кількості інформації (квантів, електричних сигналів, циклів, зображень тощо).

За допомогою комп'ютера за інтегральною кривою, побудованою на основі результатів аналізу зображень серця, розраховують фракцію викиду, швидкість наповнення та спорожнення шлуночка, тривалість систоли та діастоли. Фракція викиду (ФВ) визначається за формулою:

Де DO та CO – значення швидкості підрахунку (рівні радіоактивності) в кінцево-діастолічній та кінцево-систолічній фазах серцевого циклу.

Фракція викиду є одним із найчутливіших показників функції шлуночків. У нормі вона коливається близько 50% для правого шлуночка та 60% для лівого шлуночка. У пацієнтів з інфарктом міокарда ФВ завжди знижується пропорційно об'єму ураження, що має відоме прогностичне значення. Цей показник також знижений при низці уражень серцевого м'яза: кардіосклерозі, міокардіопатії, міокардиті тощо.

Рівноважна вентрикулографія може бути використана для виявлення обмежених порушень скоротливості лівого шлуночка: локальної дискінезії, гіпокінезії, акінезії. Для цього зображення шлуночка поділяється на кілька сегментів – від 8 до 40. Для кожного сегмента вивчається рух стінки шлуночка під час серцевих скорочень. Рівноважна вентрикулографія має значну цінність для виявлення пацієнтів зі зниженими функціональними резервами серцевого м’яза. Такі люди утворюють групу високого ризику розвитку гострої серцевої недостатності або інфаркту міокарда. Їм проводять це дослідження в умовах дозованого велоергометричного навантаження для виявлення ділянок стінки шлуночка, які не справляються з навантаженням, хоча у спокійному стані пацієнта жодних відхилень не спостерігається. Такий стан називається стрес-індукованою ішемією міокарда.

Рівноважна вентрикулографія дає можливість розрахувати фракцію регургітації, тобто кількість зворотного потоку крові при вадах серця, що супроводжуються клапанною недостатністю. Ще однією перевагою методу є те, що дослідження можна проводити протягом тривалого періоду часу, протягом кількох годин, вивчаючи, наприклад, вплив ліків на діяльність серця.

Радіонуклідна ангіокардіографія – це метод чергування першого проходження радіофармацевтичних препаратів через камери серця після їх швидкого внутрішньовенного введення в невеликому об'ємі (болюсно).

Зазвичай використовується 99mTc-пертехнетат з активністю 4-6 МБк на 1 кг маси тіла в об'ємі 0,5-1,0 мл. Дослідження проводиться на гамма-камері, оснащеній високопродуктивним комп'ютером. Серія зображень серця під час проходження через нього радіофармпрепарату (15-20 кадрів не більше 30 с) записується в пам'ять комп'ютера. Потім, вибравши «зону інтересу» (зазвичай це область кореня легені або правого шлуночка), аналізується інтенсивність випромінювання радіофармпрепарату. У нормі криві проходження радіофармпрепарату через праві камери серця та через легені мають вигляд одного високого крутого піку. У патологічних станах крива вирівнюється (коли радіофармпрепарат розбавляється в камерах серця) або подовжується (коли радіофармпрепарат затримується в камері).

При деяких вроджених вадах серця артеріальна кров шунтується з лівих камер серця вправо. Такі шунти (так звані ліво-праві шунти) виникають при дефектах серцевої перегородки. На радіонуклідних ангіокардіограмах ліво-правий шунт виявляється як повторне підняття кривої в «зоні інтересу» легень. При інших вроджених вадах серця венозна кров, ще не збагачена киснем, знову потрапляє, минаючи легені, у системний кровообіг (право-ліві шунти). Ознакою такого шунтування на радіонуклідній ангіокардіограмі є поява піку радіоактивності в лівому шлуночку та аорті до того, як максимальна радіоактивність буде зареєстрована в легенях. При набутих вадах серця ангіокардіограми дозволяють визначити ступінь регургітації через мітральний та аортальний отвори.

Міокардіальна перфузійна сцинтиграфія використовується переважно для вивчення міокардіального кровотоку та, певною мірою, для оцінки рівня метаболізму в серцевому м'язі. Її проводять з препаратами ^99m T1-хлориду та ^99m Tc-сесамібі. Обидва радіофармпрепарати, проходячи через судини, що живлять серцевий м'яз, швидко дифундують у навколишню м'язову тканину та включаються в метаболічні процеси, імітуючи іони калію. Таким чином, інтенсивність накопичення цих радіофармпрепаратів у серцевому м'язі відображає об'єм кровотоку та рівень метаболічних процесів у серцевому м'язі.

Накопичення радіофармацевтичних препаратів у міокарді відбувається досить швидко та досягає свого максимуму за 5-10 хвилин. Це дозволяє проводити дослідження в різних проекціях. Нормальне зображення перфузії лівого шлуночка на сцинтиграмах виглядає як однорідна тінь у формі підкови з центральним дефектом, що відповідає порожнині шлуночка. Ішемічні зони, що виникають під час інфаркту, будуть відображатися як ділянки зі зниженою фіксацією радіофармацевтика. Більш візуальні та, що найважливіше, достовірні дані при вивченні перфузії міокарда можна отримати за допомогою однофотонної емісійної томографії. В останні роки цікаві та важливі фізіологічні дані про функціонування серцевого м'яза були отримані з використанням ультракороткоживучих позитронно-випромінюючих нуклідів як радіофармацевтичних препаратів, таких як F-DG, тобто за допомогою двофотонної емісійної томографії. Однак поки що це можливо лише в певних великих дослідницьких центрах.

Нові можливості в оцінці функції серця з'явилися з удосконаленням комп'ютерної томографії, коли стало можливим виконувати серію томограм з короткими експозиціями на тлі болюсного введення рентгеноконтрастної речовини. У вену ліктя за допомогою автоматичного шприца вводять 50-100 мл неіоногенної контрастної речовини - омніпак або ультравіст. Порівняльний аналіз зрізів серця за допомогою комп'ютерної денситометрії дозволяє визначити рух крові в порожнинах серця протягом усього серцевого циклу.

Комп'ютерна томографія досягла особливо значного прогресу в кардіологічних дослідженнях з розробкою електронно-променевих комп'ютерних томографів. Такі пристрої дозволяють не тільки отримувати велику кількість зображень з дуже коротким часом експозиції, але й створювати симуляцію динаміки серцевих скорочень у реальному часі та навіть виконувати тривимірну реконструкцію рухомого серця.

Ще одним не менш динамічно розвиваючимся методом вивчення функції серця є магнітно-резонансна томографія. Завдяки високій інтенсивності магнітного поля та створенню нового покоління високопродуктивних комп'ютерів стало можливим збирати інформацію, необхідну для реконструкції зображення, за дуже короткі проміжки часу, зокрема, аналізувати кінцево-систолічну та кінцево-діастолічну фази серцевого циклу в режимі реального часу.

Лікар має у своєму розпорядженні багато радіологічних методів оцінки скоротливої функції серцевого м'яза та міокардіального кровотоку. Однак, як би лікар не намагався обмежитися неінвазивними методами, у ряду пацієнтів доводиться використовувати більш складні процедури, пов'язані з катетеризацією судин та штучним контрастуванням порожнин серця та коронарних судин - рентгенівську вентрикулографію та коронарну ангіографію.

Вентрикулографія необхідна, оскільки вона має вищу чутливість і точність в оцінці функції лівого шлуночка, ніж інші методи. Це особливо актуально для виявлення порушень локальної скоротливості лівого шлуночка. Інформація про регіональні порушення міокарда необхідна для визначення ступеня тяжкості ішемічної хвороби серця, оцінки показань до хірургічних втручань, транслюмінальної ангіопластики коронарних артерій, тромболізу при інфаркті міокарда. Крім того, вентрикулографія дозволяє об'єктивно оцінити результати стресових та діагностичних тестів на ішемічну хворобу серця (тест стимуляції передсердь, велоергометричний тест тощо).

Рентгеноконтрастну речовину вводять в об'ємі 50 мл зі швидкістю 10-15 мл/с та проводять кінозйомку. На кадрах плівки чітко видно зміни тіні контрастної речовини в порожнині лівого шлуночка. При ретельному розгляді кадрів плівки можна помітити виражені порушення скоротливості міокарда: відсутність руху стінки в будь-якій ділянці або парадоксальні рухи, тобто випинання в момент систоли.

Для виявлення менш виражених та локальних порушень скоротливості прийнято проводити окремий аналіз 5-8 стандартних сегментів силуету лівого шлуночка (для знімка в правій передній косій проекції під кутом 30). На рис. 111.66 показано поділ шлуночка на 8 сегментів. Запропоновано різні методи оцінки скоротливості за сегментами. Один з них полягає в тому, що від середини довгої осі шлуночка до контурів тіні шлуночка проводять 60 радіусів. Кожен радіус вимірюється в кінцево-діастолічній фазі та, відповідно, ступінь його вкорочення під час скорочення шлуночка. На основі цих вимірювань проводиться комп'ютерна обробка та діагностика регіональних порушень скоротливості.

Незамінним прямим методом вивчення коронарного кровотоку є селективна коронарна ангіографія. Через катетер, послідовно введений у ліву, а потім у праву коронарну артерію, за допомогою автоматичного інжектора вводять рентгеноконтрастну речовину та проводять кінозйомку. Отримані зображення відображають як морфологію всієї системи коронарних артерій, так і характер кровообігу у всіх відділах серця.

Показання до коронарної ангіографії досить широкі. По-перше, коронарографія показана у всіх недостатньо ясних випадках для верифікації ішемічної хвороби серця, вибору методу лікування гострого інфаркту міокарда, диференціальної діагностики інфаркту міокарда та кардіоміопатії. А також у поєднанні з повторною біопсією серця – якщо є підозра на реакцію відторгнення під час його трансплантації. По-друге, коронарографія застосовується у випадках суворого професійного відбору, якщо є підозра на можливе пошкодження коронарних артерій у пілотів, авіадиспетчерів, водіїв міжміських автобусів та поїздів, оскільки розвиток гострого інфаркту міокарда у таких працівників становить загрозу для пасажирів та оточуючих.

Абсолютним протипоказанням до коронарної ангіографії є непереносимість контрастної речовини. До відносних протипоказань належать тяжкі ураження внутрішніх органів: печінки, нирок тощо. Коронарну ангіографію можна проводити лише у спеціально обладнаних рентгенологічних операційних відділеннях, які забезпечені всіма засобами для відновлення серцевої діяльності. У деяких випадках введення контрастної речовини (а її доводиться вводити кілька разів у кожну коронарну артерію, якщо використовуються функціональні проби) може супроводжуватися брахікардією, екстрасистолією, а іноді тимчасовою поперечною блокадою серця і навіть фібриляцією. Окрім візуального аналізу коронарних ангіограм, їх обробляють за допомогою комп'ютера. Для аналізу контурів тіні артерій на дисплеї виділяються лише контури артерії. У разі стенозу будується графік стенозу.