1. Аускультация
2. Эхокардиография
3. Компьютерная томография
4. Магнитно-резонансная томография
5. Катетерное исследование сердца
6. Резюме
7. Список использованной литературы

а) Аускультация. Аускультация проводится при каждом кардиологическом обследовании. Наряду с аномалиями частоты сердечных сокращений и сердечного ритма врач прежде всего может распознать дефект сердечного клапана.

1. Локализация первого и второго тона сердца. Первый тон сердца возникает в течение фазы напряжения, в основном из-за закрытия предсердно-желудочковых клапанов и изоволюметрического сокращения стенки желудочка вокруг несжимаемой крови (тон напряжения). Это вызывает вибрацию стенки сердца (100-180 Гц); точку максимума первого тона сердца (верхушку сердца) также можно локализовать с помощью пальпации (толчок верхушки сердца).

Второй тон сердца немного легче и короче первого. Он возникает в начале фазы расслабления за счет закрытия полулунных клапанов (аортального клапана и легочного клапана), вызывая вибрацию стенок аорты и легочного ствола. Лучше всего второй тон слышно над основанием сердца. Однако локализацию точки максимума не всегда легко определить, особенно у пациентов с избыточным весом и заболеваниями сердца.

2. Распознавание первого и второго тонов сердца. У расслабленного пациента, находящегося в состоянии покоя, оба тона можно различить по промежутку времени между первым и вторым тоном сердца, который равен примерно половине промежутка между вторым и первым тоном (рис. ниже). Во время физической нагрузки или после нее или у возбужденных пациентов частота сердечных сокращений повышена.

Поскольку при активации симпатической нервной системы диастола сокращается сильнее, чем систола, при повышенной частоте сокращений промежутки времени между тонами примерно одинаковы. То же самое наблюдается при патологически повышенной частоте сокращений, например при сердечной недостаточности. В этом случае можно различить первый и второй тоны сердца, если дополнительно регистрировать пульс на лучевой или сонной артерии.

В связи с быстрым распространением давления пульс на сонной артерии регистрируется почти одновременно с первым тоном сердца. Пульс на лучевой артерии можно определить только спустя 100-200 мс после начала фазы изгнания на запястье; максимум давления на лучевой артерии, как правило, возникает в промежутке между первым и вторым тонами сердца (рис. выше). С помощью пульсовых волн можно более четко разграничить оба тона сердца.

3. Третий тон сердца. Иногда во время диастолы можно зарегистрировать третий тон сердца. Его появление связано с притоком крови в сильно наполненные кровью (расширенные) желудочки и у взрослого человека служит признаком сердечной недостаточности.

4. Патологии сердечных клапанов. Если один из сердечных клапанов сужен (стеноз) или закрывается не полностью (недостаточность), то при аускультации это проявляется в виде «шумов». Шумы сердца обычно представляют собой достаточно тихие высокочастотные звуковые сигналы, возникающие между тонами сердца. Они вызваны вихреобразованием в направлении физиологического кровотока (при стенозах) или против него (при недостаточности).

Шум, возникающий во время систолы (т. е. между 1-м и 2-м тонами сердца), указывает либо на недостаточность одного или обоих створчатых клапанов, либо на стеноз клапанов одной из двух основных артерий (стеноз аортального или легочного клапана) (рис. выше).

5. Митральная недостаточность, как правило, сопровождается устойчивым шумом на протяжении всей систолы. Стеноз аортального клапана производит типичный веретеновидный шум, который достигает своего максимума в середине или ближе к концу систолы (рис. выше). Диастолический шум предполагает стеноз одного или обоих створчатых клапанов либо недостаточность обоих клапанов.

Митральный стеноз, как правило, производит диастолический, четко отделенный от 2-го тона сердца, лентообразный или уменьшающийся шум (гул); при этом иногда слышен тон открывания митрального клапана (ТОМК) и пресистолический шум (рис. выше). Недостаточность аортального клапана вызывает ранний диастолический шум, который следует непосредственно за 2-м тоном сердца.

6. Фонокардиография. Тоны сердца можно зарегистрировать с помощью микрофона (фонокардиография). Это позволяет выявить связь тонов сердца с другими событиями (например, ЭКГ).

б) Эхокардиография. Наряду с аускультацией и ЭКГ важнейшим неинвазивным методом исследования сердца в кардиологии является ультразвуковое исследование (эхокардиография).

1. Принцип измерения. При эхокардиографии на стенку грудной клетки помещают ультразвуковую головку аппарата, который излучает ультразвуковые волны и регистрирует отражающиеся волны. Не все структуры сердца отражают звук в равной мере: более плотные структуры (отражающие больше звука) отличаются от менее плотных структур (акустически более прозрачных). Существует три варианта эхокардиографии.

2. Одномерная эхокардиография (M-mode). Одномерный линейный ультразвук проходит через сердце, и регистрируется одномерное изображение силы звука. Одномерное изображение выводится на монитор в виде графика с временной зависимостью, так что можно определить движение (M-mode от англ. motion) звуконепроницаемых элементов, например сердечных клапанов или стенки сердца.

3. Двумерная эхокардиография (В-mode). Ультразвуковые волны излучаются измерительной головкой не в одном направлении, а в разных, в форме веера, при этом звуковая головка раскачивается. Отраженные сигналы отображаются на мониторе в виде двумерного изображения, причем яркость пикселей (В-mode от англ. brightness) отражает плотность звука.

Кинематографическая регистрация звуковых сигналов происходит очень быстро, таким образом можно получить пленку, изображающую период движения сердца в определенной плоскости сечения. Изменение уровня плоскости среза позволяет получать относительно полную картину механики отдельных структур сердца и обнаруживать дефекты функции сердечных клапанов или подвижности отдельных частей стенки сердца.

Оценивая начальный систолический объем (V_min) и конечный систолический объем (V_max) на определенном уровне плоскости сечения, применяя специализированные компьютерные программы, можно рассчитать ударный объем (V_max - V_min) и приблизительное значение фракции выброса EF (ejection fraction) (EF = (V_min/V_max) * 100).

Движение стенки и ее утолщение в различных областях желудочков можно также измерить после нагрузки на велоэргометре (эхокардиография с нагрузкой). Так обнаруживают изменение сократимости в областях с недостаточным кровоснабжением (например, вследствие коронарного стеноза).

4. Цветная эхокардиография Допплера. Речь идет о двумерной эхокардиографии (В-mode), при которой с помощью эффекта Допплера дополнительно измеряют скорость движения отражающих звук эритроцитов. При движении эритроцитов к звуковой головке аппарата отраженная ультрозвуковая волна имеет более высокую частоту по сравнению с излученной волной, при движении эритроцитов от звуковой головки отраженная волна имеет более низкую частоту.

Пиксели кодируются красным цветом, если большинство эритроцитов движется по направлению от звуковой головки. Когда двумерная кодированная цветом допплерографическая эхокардиограмма и двумерная (яркостная) эхокардиограмма накладываются друг на друга на мониторе, можно количественно определить поток крови через сердечные клапаны и точно оценить функцию сердечных клапанов.

в) Компьютерная томография. При компьютерной томографии (КТ) использование дифференциального поглощения рентгеновских лучей в разных участках ткани позволяет создать трехмерное изображение структуры органов и тканей.

1. Принцип измерения. При КТ измеряют степень поглощения рентгеновских лучей различными органами. Поскольку разные ткани или их участки обладают различной проницаемостью для лучей, с помощью КТ можно получить изображение внутренних структур (например, сердца). Принцип работы КТ заключается в следующем: источник излучения и группа детекторов располагаются на держателе, установленном вокруг пациента в форме кольца, которое может поворачиваться, как минимум, на 180°.

Источник испускает веерообразные лучи, которые проходят через тело пациента и при этом частично поглощаются. Переданное излучение регистрируется расположенными на противоположной дуге окружности детекторами. Посредством вычислений, исходя из зарегистрированной интенсивности излучения и углов падения, с помощью сложных алгоритмов из различных проекций формируется (двумерное) изображение среза, в котором различная степень поглощения обозначена градациями серого.

Если плоскость сечения постепенно сдвигается вперед (или источник излучения по спирали движется вокруг тела), объединение различных «срезов» дает трехмерное изображение соответствующего участка тела.

2. Математическая реконструкция. При КТ форма внутренних органов математически реконструируется с использованием их проекций. Это становится возможным, если для исследуемых слоев тканей характерны разные степени поглощения или если полости заполняются контрастирующим веществом. Поворот источника излучения и детекторов также можно симулировать путем включения и выключения источников или детекторов, расположенных по кругу.

В современных аппаратах одновременно используется два (или больше) источника излучения. Длину волны рентгеновского излучения тоже варьируют, в связи с чем можно дополнительно дифференцировать свойства исследуемой ткани. Поскольку сердце постоянно находится в движении, оно не считалось подходящим объектом для КТ, которая в прошлом могла осуществляться с достаточно небольшим временным и пространственным разрешением.

Однако с помощью новейших, значительно более быстрых, форм КТ можно исследовать коронарные сосуды в высоком разрешении, без размытости движений. Более высокое пространственное и временное разрешение этих приборов прежде всего достигается тем, что рентгеновские лучи регистрируются с помощью нескольких рядов детекторов, расположенных параллельно продольной оси (многослойная КТ). Недостатком КТ является достаточно высокая доза излучения, получаемая обследуемым.

С помощью многослойной КТ можно легко обнаружить коронарные отложения кальция и локальные коронарные стенозы (например, при ишемической болезни сердца).

г) Магнитно-резонансная томография. С помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) можно визуализировать структуру сердца, нарушение движений стенки, а также рубцы от инфаркта, не подвергая обследуемого высокой лучевой нагрузке.

1. Принцип измерения. В основе МРТ, называемой также ядерно-спиновой томографией, лежит возбуждение ядра атома (как правило, протона) с помощью очень сильного статического магнитного поля и дополнительно высокочастотных электромагнитных полей (в радиочастотном диапазоне). Это изменяет собственный момент импульса (спин) ядра атома и макроскопическое магнитное поле, которое формируется за счет спина всех атомов в исследуемой области.

После выключения электромагнитного поля изменения макроскопического магнитного поля биэкспоненциально затухают («релаксируют»). Обе константы времени релаксации у разных типов ткани сильно различаются, и их можно измерить с высокой точностью в виде электромагнитного сигнала. Чтобы распределить сигналы отдельных элементов в объеме, пространственное кодирование производится с использованием зависимых от расположения магнитных полей.

Подобно КТ, двумерное изображение свойств спинов ядра при резонансе в одном слое генерируется с помощью сложных алгоритмов, а из множества слоев реконструируется трехмерная форма исследуемой ткани.

2. Преимущество и недостатки МРТ. Преимущество МРТ заключается в том, что при таком исследовании не используется рентгеновское или другое ионизирующее излучение, поэтому оно сравнительно безопасно для пациентов. Недостаток МРТ состоит в том, что исследование происходит медленнее, чем КТ, и поэтому пространственное и временное разрешение весьма ограниченны.

Подвижные органы, такие как сердце, в прошлом можно было визуализировать только в весьма посредственном качестве; часто для улучшения пространственного разрешения дополнительно суммировали 256 сигналов ЭКГ. За последние годы произошел огромный технический прорыв, в настоящее время МРТ все больше используется в кардиологии. В частности, при таком обследовании можно легко определить мышечную массу и объем желудочка, а также можно достаточно эффективно определить локальные нарушения движения стенки сердца (например, при инфаркте) и образование рубцов.

После введения контрастного вещества и различных медикаментов можно обнаружить и распознать нарушения кровоснабжения.

д) Катетерное исследование сердца. Катетерное исследование сердца прежде всего позволяет получить представление о внутрижелудочковом давлении и объеме желудочков, а также о направлении и структуре коронарных сосудов с использованием контрастных веществ.

1. Описание метода. Катетер представляет собой гибкий зонд, который, как правило, вводится в сердце с помощью тонкого, очень гибкого (непроницаемого для рентгеновских лучей) проводника. Катетер вводят либо через артерию в левое сердце (зондирование левой половины сердца), либо в правое предсердие через вену (зондирование правой половины сердца). Обычно для введения катетера в левое сердце выбирают бедренную артерию в паху.

Гибкий катетер согнут в конце для облегчения его введения в коронарные сосуды. Однако пока конец катетера расположен над проводником, он вытянут, остается прямым и может смещаться в направлении цели. Давление в разных областях сердца и сосудов можно измерить с помощью миниатюрного датчика, прикрепленного к концу катетера.

2. Измерение давления. Измеренное давление прежде всего дает представление о функционировании сердечных клапанов, а также косвенно сообщает о сократимости сердечной мышцы. В опыте на животных можно увидеть, что скорость изменения давления внутри желудочка во время фазы напряжения (ΔP/Δt) является хорошей мерой сократимости миокарда.

Поэтому изменение ΔP/Δt может дать информацию о степени тяжести сердечной недостаточности и эффективности положительно- или отрицательно-инотропных веществ (например, адренергических агонистов или антагонистов).

3. Фракция выброса. Если через катетер прямо в желудочек ввести небольшой болюс контрастного вещества массой от 0,5 до 3 г, то с помощью рентгеновского снимка в двух плоскостях можно с достаточной точностью измерить объем. Для этого используют специальные компьютерные программы, которые по указанным врачом данным создают трехмерную реконструкцию объема желудочков.

Определяя таким образом конечный систолический объем (V_min) и конечный диастолический объем (V_max), можно рассчитать ударный объем (SV = V_max - V_min) и фракцию выброса (EF = SV/V_max x 100). Фракция выброса является важным ключевым параметром работы сердца; в покое она составляет у здорового человека примерно 55-60%.

4. Коронароангиография. Коронароангиография (коронарография) — важнейший метод, использующий катетерное исследование сердца. Гибкий наконечник катетера вводится в коронарные сосуды, для того чтобы контрастное вещество проникло в их основные ответвления. На рентгеновском снимке таким образом можно обнаружить стеноз. Однако не каждый визуально обнаруживаемый стеноз ограничивает сердечную функцию.

Удивительно, но сами по себе стенозы, уменьшающие просвет сосуда более чем на 75%, вызывают у пациентов лишь очень слабые симптомы, а у некоторых проходят бессимптомно. Для устранения стеноза вводится катетер, ближе к концу снабженный надувающимся шариком. Шарик раздувается под определенным давлением и растягивает сосуд, устраняя его сужение. Этот метод называется проксимальной транслюминальной коронарной ангиопластикой (ПТКА).

Для того чтобы растянутый с помощью ПТКА сосуд не спался снова, обычно в это место с помощью катетера вводится стент — небольшую сетчатую трубочку из металлической проволоки. Чтобы выяснить, оказывает ли визуально обнаруженный стеноз действие в том числе на гемодинамику, во многих клиниках с помощью миниатюрного датчика давления измеряют давление до и после стеноза по ходу тока крови.

Только в том случае, если снижение давления превышает определенный предел (примерно 70%), устранение стеноза с применением ПТКА и введения стента оказывается предпочтительным для пациентов.

е) Резюме. Исследование механики сердца. При аускультации можно определить нарушения сердечного ритма и дефекты сердечных клапанов.

При эхокардиографии для анализа движения сердечных клапанов и стенки сердца используют отражение ультразвуковых волн разными структурами.

С помощью допплерографической эхокардиографии можно выявить недостаточность сердечных клапанов.

С помощью компьютерной томографии (КТ) измеряется степень поглощения рентгеновских лучей, проходящих через сердце. Создаются секционные изображения в разных плоскостях, из которых затем можно составить трехмерную структуру сердца. С помощью КТ можно с высокой степенью точности оценить коронарный кальциноз и локальный коронарный стеноз при ишемической болезни сердца.

С помощью магнитно-резонансной томографии (ядерно-спиновой томографии) можно легко выявить локальные нарушения движений стенки сердца, образование рубцов и оценить объем желудочков. Процедура сравнительно безопасна для пациентов.

При катетерном исследовании сердца точно определяются давление и объем желудочков и крупных кровеносных сосудов. При зондировании левой половины сердца катетер можно вводить в коронарные артерии для локального введения контрастного вещества и визуализации сосудов. С использованием специальных техник катетеризации сердца можно устранить стеноз коронарных артерий.

- Вернуться в раздел "Физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 3.6.2025