Рентгеново изследване на сърдечната функция

При здрав човек, възбуждаща вълна се разпространява през миокарда приблизително веднъж в секунда - сърцето се свива и след това се отпуска. Най-простият и достъпен метод за тяхното записване е флуороскопията. Тя позволява визуална оценка на контракциите и отпускането на сърцето, пулсацията на аортата и белодробната артерия. В същото време, чрез промяна на позицията на пациента зад екрана, е възможно да се изведе по контура, т.е. да се направят всички участъци на сърцето и кръвоносните съдове ръбообразуващи. Въпреки това, напоследък, поради развитието на ултразвуковата диагностика и широкото ѝ въвеждане в клиничната практика, ролята на флуороскопията при изучаване на функционалната активност на сърцето забележимо намаля поради сравнително високото радиационно натоварване, което съществува с нея.

Основният метод за изследване на контрактилната функция на сърдечния мускул е ултразвуковото изследване (ултразвук).

В кардиологията се използват няколко ултразвукови техники: едномерна ехокардиография - М-метод; двумерна ехокардиография (сонография) - В-метод; едномерна доплерова ехокардиография; двумерно цветно доплерово картографиране. Ефективен метод за изследване на сърцето е и дуплексното изследване - комбинация от сонография и доплерография.

Едномерната ехокардиограма има вида на група криви, всяка от които съответства на специфична структура на сърцето: стената на камерата и предсърдието, междупредсърдната и междукамерната преграда, клапите, перикарда и др. Амплитудата на кривата на ехокардиограмата показва диапазона на систоличните движения на записаната анатомична структура.

Сонографията позволява да се наблюдават движенията на сърдечните стени и клапи на екрана в реално време. За да се изследват редица параметри, характеризиращи функцията на сърцето, контурът на сърцето се очертава на екрана на монитора върху замразени кадри, записани на върха на R вълната на електрокардиограмата и низходящото коляно на Т вълната. Специална компютърна програма, налична в ултразвуковия апарат, позволява да се сравнят и анализират тези две изображения и да се получат параметрите на крайния систоличен и крайния диастоличен обем на лявата камера и предсърдията, размера на повърхността на дясната камера, стойността на фракцията на изтласкване на камерите, фракцията на изпразване на предсърдията, систоличния и минутния обем, както и дебелината на миокардните стени. Много ценно е, че това може да предостави и параметри на регионалната контрактилност на стената на лявата камера, което е изключително важно при диагностицирането на коронарна болест на сърцето и други лезии на сърдечния мускул.

Доплерографията на сърцето се извършва предимно в импулсен режим. Тя позволява не само да се изследва движението на клапите и стените на сърцето във всяка фаза на сърдечния цикъл, но и да се измери скоростта на кръвния поток, посоката и характерът на неговия поток в избрания контролен обем. Нови методи на доплерография придобиха особено значение при изследването на функционалните параметри на сърцето: цветно картиране, енергиен и тъканен доплер. В момента посочените опции за ултразвуково изследване са водещите инструментални методи за изследване на кардиологични пациенти, особено в амбулаторната практика.

Наред с ултразвуковата диагностика, напоследък бързо се развиват радионуклидните методи за изследване на сърцето и кръвоносните съдове. Сред тези методи трябва да се откроят три: равновесна вентрикулография (динамична радиокардиография), радионуклидна ангиокардиография и перфузионна синтиграфия. Те предоставят важна, понякога уникална информация за сърдечната функция, не изискват съдова катетеризация и могат да се извършват както в покой, така и след функционални натоварвания. Последното обстоятелство е най-важно при оценката на резервния капацитет на сърдечния мускул.

Равновесната вентрикулография е един от най-разпространените методи за изследване на сърцето. Използва се за определяне на помпената функция на сърцето и характера на движението на неговите стени. Обект на изследването обикновено е лявата камера, но са разработени специални техники за изследване на дясната камера на сърцето. Принципът на метода е да се запише серия от изображения в паметта на компютър с гама камера. Тези изображения се получават от гама-лъчението на радиофармацевтици, въведени в кръвта и оставащи в кръвния поток за дълго време, т.е. не дифундиращи през съдовата стена. Концентрацията на такива радиофармацевтици в кръвния поток остава постоянна за дълго време, затова е прието да се казва, че се изследва кръвният басейн (от английски pool - локва, басейн).

Най-лесният начин за създаване на кръвен пул е чрез въвеждане на албумин в кръвта. Протеинът обаче все още се разгражда в организма и радионуклидът, освободен в този процес, напуска кръвния поток, а радиоактивността на кръвта постепенно намалява, което намалява точността на изследването. По-адекватен начин за създаване на стабилен радиоактивен пул е бил маркирането на еритроцитите на пациента. За тази цел първо се инжектира интравенозно малко количество пирофосфат - около 0,5 mg. Той се абсорбира активно от еритроцитите. След 30 минути интравенозно се инжектират 600 MBq 99mTc-пертехнетат, който мигновено се свързва с абсорбирания от еритроцитите пирофосфат. Това води до силна връзка. Обърнете внимание, че това е първият път, когато се сблъскваме с техника за изследване с радионуклиди, при която RFP се „приготвя“ в тялото на пациента.

Преминаването на радиоактивна кръв през камерите на сърцето се записва в паметта на компютъра с помощта на електронно устройство, наречено тригер. То „свързва“ събирането на информация от гама-детектора с електрическите сигнали на електрокардиографа. След като е събрал информация за 300-500 сърдечни цикъла (след пълно разреждане на радиофармацевтика в кръвта, т.е. стабилизиране на кръвния пул), компютърът ги групира в серия от изображения, основните от които са тези, отразяващи крайната систолична и крайната диастолична фаза. Няколко междинни изображения на сърцето се създават едновременно през целия сърдечен цикъл, например на всеки 0,1 s.

Подобна процедура за формиране на медицински изображения от голяма серия е необходима, за да се получи достатъчна „статистика на броене“, така че получените изображения да имат достатъчно високо качество за анализ. Това важи за всеки анализ - както визуален, така и компютърен.

В радионуклидната диагностика, както и във всяка радиационна диагностика, важи основното правило за „качество на надеждност“: събиране на възможно най-голямо количество информация (кванти, електрически сигнали, цикли, изображения и др.).

С помощта на компютър, фракцията на изтласкване, скоростта на пълнене и изпразване на камерата, продължителността на систолата и диастолата се изчисляват от интегралната крива, построена въз основа на резултатите от анализа на сърдечните изображения. Фракцията на изтласкване (ФИ) се определя по формулата:

Където DO и CO са стойностите на скоростта на броене (нивата на радиоактивност) в крайната диастолична и крайната систолична фаза на сърдечния цикъл.

Фракцията на изтласкване е един от най-чувствителните показатели за камерната функция. Обикновено тя варира около 50% за дясната камера и 60% за лявата камера. При пациенти с миокарден инфаркт, фракцията на изтласкване винаги е намалена пропорционално на обема на лезията, което има известна прогностична стойност. Този показател е намален и при редица лезии на сърдечния мускул: кардиосклероза, миокардиопатия, миокардит и др.

Равновесната вентрикулография може да се използва за откриване на ограничени нарушения на контрактилитета на лявата камера: локална дискинезия, хипокинезия, акинезия. За тази цел изображението на камерата се разделя на няколко сегмента - от 8 до 40. За всеки сегмент се изследва движението на стената на камерата по време на сърдечни контракции. Равновесната вентрикулография е от значителна стойност за откриване на пациенти с намалени функционални резерви на сърдечния мускул. Такива хора формират група с висок риск от развитие на остра сърдечна недостатъчност или миокарден инфаркт. Те се подлагат на това изследване при условия на дозирано велоергометрично натоварване, за да се открият области от стената на камерата, които не могат да се справят с натоварването, въпреки че в спокойно състояние на пациента не се наблюдават отклонения. Това състояние се нарича стрес-индуцирана миокардна исхемия.

Равновесната вентрикулография дава възможност за изчисляване на фракцията на регургитация, т.е. количеството обратен кръвен поток при сърдечни дефекти, съпроводени с клапна недостатъчност. Друго предимство на метода е, че изследването може да се провежда за дълъг период от време, в продължение на няколко часа, като се изучава например ефектът на лекарствата върху сърдечната дейност.

Радионуклидната ангиокардиография е метод за редуване на първото преминаване на радиофармацевтици през камерите на сърцето след бързото им интравенозно приложение в малък обем (болус).

Обикновено се използва 99mTc-пертехнетат с активност 4-6 MBq на 1 kg телесно тегло в обем 0,5-1,0 ml. Изследването се провежда на гама камера, оборудвана с високопроизводителен компютър. Серия от изображения на сърцето по време на преминаването на радиофармацевтика през него (15-20 кадъра за не повече от 30 s) се записва в паметта на компютъра. След това, след като е избрана „зоната на интерес“ (обикновено това е областта на корена на белия дроб или дясната камера), се анализира интензитетът на радиация на радиофармацевтика. Обикновено кривите на преминаване на радиофармацевтика през десните камери на сърцето и през белите дробове имат вида на един висок стръмен пик. При патологични състояния кривата се изравнява (когато радиофармацевтикът се разрежда в сърдечните камери) или се удължава (когато радиофармацевтикът се задържа в камерата).

При някои вродени сърдечни дефекти артериалната кръв се шунтира от левите камери на сърцето към дясната. Такива шунти (наречени ляво-десни шунти) възникват при дефекти в сърдечната преграда. При радионуклидни ангиокардиограми ляво-десният шънт се разкрива като многократно покачване на кривата в „зоната на интерес“ на белите дробове. При други вродени сърдечни дефекти венозната кръв, все още необогатена с кислород, отново навлиза, заобикаляйки белите дробове, в системното кръвообращение (дясно-леви шунти). Признак за такова шунтиране при радионуклидна ангиокардиограма е появата на пик на радиоактивност в лявата камера и аортата, преди да се регистрира максималната радиоактивност в белите дробове. При придобити сърдечни дефекти ангиокардиограмите позволяват да се определи степента на регургитация през митралния и аортния отвор.

Миокардната перфузионна сцинтиграфия се използва главно за изследване на миокардния кръвоток и до известна степен за оценка на нивото на метаболизма в сърдечния мускул. Тя се извършва с препаратите ^99m T1-хлорид и ^99m Tc-сесамиби. И двата радиофармацевтика, преминавайки през съдовете, захранващи сърдечния мускул, бързо дифундират в околната мускулна тъкан и се включват в метаболитните процеси, симулирайки калиеви йони. По този начин, интензивността на натрупване на тези радиофармацевтици в сърдечния мускул отразява обема на кръвния поток и нивото на метаболитните процеси в сърдечния мускул.

Натрупването на радиофармацевтици в миокарда протича доста бързо и достига своя максимум за 5-10 минути. Това позволява изследването да се проведе в различни проекции. Нормалният перфузионен образ на лявата камера на сцинтиграми изглежда като хомогенна сянка с форма на подкова с централен дефект, който съответства на камерната кухина. Исхемичните зони, които възникват по време на инфаркт, ще се показват като области с намалена радиофармацевтична фиксация. По-визуални и, най-важното, надеждни данни при изследване на миокардната перфузия могат да се получат с помощта на еднофотонна емисионна томография. През последните години интересни и важни физиологични данни за функционирането на сърдечния мускул са получени с помощта на ултракраткоживеещи позитронно-емисионни нуклиди като радиофармацевтици, като F-DG, т.е. с помощта на двуфотонна емисионна томография. Засега обаче това е възможно само в определени големи изследователски центрове.

Нови възможности за оценка на сърдечната функция се появиха с усъвършенстването на компютърната томография, когато стана възможно да се извършва серия от томограми с кратки експозиции на фона на болусно инжектиране на рентгеноконтрастно вещество. 50-100 ml нейоногенен контрастен агент - омнипак или ултравист - се инжектира във вената на лакътя с помощта на автоматична спринцовка. Сравнителният анализ на сърдечни срези с помощта на компютърна денситометрия позволява да се определи движението на кръвта в кухините на сърцето през целия сърдечен цикъл.

Компютърната томография постигна особено значителен напредък в кардиологичните изследвания с разработването на електроннолъчеви компютърни томографи. Такива устройства не само позволяват заснемането на голям брой изображения с много кратки времена на експозиция, но и създаването на симулация на динамиката на сърдечните контракции в реално време и дори извършването на триизмерна реконструкция на движещо се сърце.

Друг не по-малко динамично развиващ се метод за изучаване на сърдечната функция е магнитно-резонансната томография. Благодарение на високата интензивност на магнитното поле и създаването на ново поколение високопроизводителни компютри, стана възможно събирането на информацията, необходима за реконструкция на изображението, за много кратки периоди от време, по-специално, за анализ на крайната систолична и крайната диастолична фаза на сърдечния цикъл в реално време.

Лекарят разполага с много радиологични методи за оценка на контрактилната функция на сърдечния мускул и миокардния кръвоток. Колкото и лекарят да се опитва да се ограничи до неинвазивни методи, при редица пациенти е необходимо да се използват по-сложни процедури, свързани със съдова катетеризация и изкуствен контраст на сърдечните кухини и коронарните съдове - рентгенова вентрикулография и коронарна ангиография.

Вентрикулографията е необходима, защото има по-висока чувствителност и точност при оценката на функцията на лявата камера в сравнение с други методи. Това важи особено за идентифициране на нарушения на локалната контрактилност на лявата камера. Информацията за регионалните миокардни нарушения е необходима за определяне на тежестта на коронарната болест на сърцето, оценка на индикациите за хирургични интервенции, транслуминална ангиопластика на коронарните артерии, тромболиза при миокарден инфаркт. Освен това, вентрикулографията позволява обективна оценка на резултатите от стрес и диагностични тестове за коронарна болест на сърцето (тест за предсърдна стимулация, велоергометричен тест и др.).

Рентгеноконтрастното вещество се инжектира в обем от 50 ml със скорост 10-15 ml/s и се извършва филмиране. Филмовите кадри ясно показват промени в сянката на контрастното вещество в кухината на лявата камера. При внимателно изследване на филмовите кадри е възможно да се забележат изразени нарушения в миокардната контрактилност: липса на движение на стената в която и да е област или парадоксални движения, т.е. изпъкване в момента на систолата.

За идентифициране на по-слабо изразени и локални нарушения на контрактилитета е обичайно да се проведе отделен анализ на 5-8 стандартни сегмента от силуета на лявата камера (за снимка в дясна предна коса проекция под ъгъл 30). Фиг. 111.66 показва разделянето на камерата на 8 сегмента. Предложени са различни методи за оценка на контрактилитета по сегменти. Един от тях е, че от средата на дългата ос на камерата до контурите на сянката на камерата се начертават 60 радиуса. Всеки радиус се измерва в крайната диастолична фаза и съответно степента на неговото скъсяване по време на камерното свиване. Въз основа на тези измервания се извършва компютърна обработка и диагностика на регионални нарушения на контрактилитета.

Незаменим директен метод за изследване на коронарния кръвоток е селективната коронарна ангиография. Чрез катетър, въведен последователно в лявата, а след това в дясната коронарна артерия, с автоматичен инжектор се инжектира рентгеноконтрастно вещество и се извършва филмиране. Получените изображения отразяват както морфологията на цялата коронарна артериална система, така и естеството на кръвообращението във всички части на сърцето.

Показанията за коронарна ангиография са доста широки. Първо, коронарната ангиография е показана във всички недостатъчно ясни случаи за проверка на исхемична болест на сърцето, избор на метод на лечение на остър миокарден инфаркт, диференциална диагностика на миокарден инфаркт и кардиомиопатия. Както и в комбинация с повторна биопсия на сърцето - ако има съмнение за реакция на отхвърляне по време на трансплантацията му. Второ, коронарната ангиография се използва в случаи на строг професионален подбор, ако има съмнение за евентуално увреждане на коронарните артерии при пилоти, авиодиспечери, шофьори на междуградски автобуси и влакове, тъй като развитието на остър миокарден инфаркт при такива работници представлява заплаха за пътниците и околните.

Абсолютно противопоказание за коронарна ангиография е непоносимостта към контрастното вещество. Относителните противопоказания включват тежки увреждания на вътрешни органи: черен дроб, бъбреци и др. Коронарната ангиография може да се извърши само в специално оборудвани рентгенови операционни отделения, които са снабдени с всички средства за възстановяване на сърдечната дейност. В някои случаи въвеждането на контрастно вещество (а то трябва да се въвежда няколко пъти във всяка коронарна артерия, ако се използват функционални тестове) може да бъде съпроводено с брахикардия, екстрасистолия, а понякога и временен напречен сърдечен блок и дори мъждене. В допълнение към визуалния анализ на коронарните ангиограми, те се обработват и компютърно. За да се анализират контурите на сянката на артериите, на дисплея се показват само очертанията на артерията. В случай на стеноза се изобразява графика на стенозата.