6 курс / Кардиология / Джон_Кэмм_Болезни_сердца_и_сосудов_2011

Рис. 4.7. А - регистрация структур, изображенных на рис. 4.6, в М-режиме у здорового субъекта. Передняя створка МК движется кпереди, а задняя створка - кзади, но с меньшей экскурсией. Скорость записи - 50 мм/с. Калибровочная шкала глубины нахождения объекта (в сантиметрах) располагается на экране монитора сверху вниз, а шкала времени - слева направо. Б - стандартное 2D-изображение указывает направление ультразвукового пучка в сечении по короткой оси на уровне АК. Аорта (Ao) изображена в виде двух параллельных структур, смещающихся кпереди во время систолы. Створки АК открыты в систолу и представлены в виде одной линии при закрытии клапана в диастолу, их движения повторяют движения стенок аорты. ЛП расположено кзади от аорты. Стрелки 1 и 2 указывают ориентиры для измерения его диаметра. В - изображение ЛЖ в М-режиме, на уровне кончиков створок МК, где видно систолическое движение внутрь МЖП и задней стенки (ЗС). Курсор в 2D-изображении показывает направление звукового луча. Стрелки указывают ориентиры для измерения диаметра ПЖ (3), КДР ЛЖ (4), КСР ЛЖ (5), толщины МЖП (6) и толщины задней стенки ЛЖ (7). (Материал предоставлен J. Roelandt и R. Erbel.)

визуализировать данные после завершения исследования. В данном примере базальное (красный четырехугольник) и верхушечное (желтый четырехугольник) сечения ЛЖ по короткой оси, а также верхушечное продольное сечение реконструированы из одного и того же 3D-изображения, полученного из верхушечной позиции. Б - слева представлено четырехкамерно-подобное сечение 3D-изображения; обратите внимание на складчатость эндокарда ЛЖ в "глубине" изображения (маленькая стрелка), которое не видно на 2Dизображении. Справа - пример извлечения сечения ЛЖ по короткой оси, полученного из 3Dнабора данных. Стрелка указывает на переднюю створку МК, которая открыта на верхнем изображении и закрыта на нижнем.

Помимо отображения морфологии структур сердца, ЭхоКГ дает информацию об их движении и производных параметрах. Допплеровское исследование скорости кровотока дает чрезвычайно важную информацию о клапанных и врожденных пороках, наполнении ЛЖ. В основе допплеровских измерений лежит расчет скорости движения объекта по изменению частоты отраженного сигнала. Этот расчет проводят с использованием быстрого преобразования Фурье, применяемого к данным об изменении отраженного ультразвукового сигнала (более подробно см. [1]). Обычно допплеровский сдвиг частот находится в пределах воспринимаемого человеческим ухом диапазона и может быть воспроизведен эхокардиографом в виде звука. Следует помнить, что все допплеровские измерения зависят от угла сканирования, так что правильное определение скорости возможно только при параллельном направлении ультразвукового пучка и движения объекта. В том случае, если ультразвуковой пучок проходит под углом или ортогонально по отношению к направлению движения объекта, измеренные скорости будут меньше истинных на величину косинуса угла между ними. Для определения и отображения скорости кровотока используют три допплеровских режима (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Допплеровские режимы. А - спектральный допплеровский анализ частотного сдвига эхо-сигнала в месте расположения контрольного объема (импульсный допплеровский режим) или на протяжении всего ультразвукового пучка (постоянноволновой допплеровский режим) с применением быстрого преобразования Фурье. Полученный спектр допплеровского сдвига кодируется в оттенках серого (слева). Если эти спектры, представляющие только одну точку во времени, расположить друг за другом, можно получить спектральную кривую (справа). Б - цветная допплерография использует автокорреляционный метод оценки скоростей в большом количестве контрольных объемов в режиме реального времени. Средний допплеровский сдвиг рассчитывается по 5-7 автокорреляционным замерам в каждом кадре и контрольном объеме, затем кодируется в красном и синем цветах и накладывается на 2D-изображение в серой цветовой шкале. Высокая вариабельность при оценке скоростей расценивается как турбулентность потока и кодируется зеленым цветом.

• Импульсный допплеровский режим позволяет оценить кровоток в определенной области посредством размещения в ней контрольного объема (например, в выносящем тракте ЛЖ). При этом скорости кровотока отображаются на экране в так называемом спектральном виде: скорость - по оси Y, а время - по оси X (параллельно с ЭКГ-сигналом). Интеграл этой кривой является интегралом скорости по времени и измеряется в сантиметрах. При импульсной допплерографии существует предел скорости (обычно 1-2 м/с), до которого возможны правильные ее измерения.

Эту скорость называют скоростью, или пределом Никвиста. Превышение этой скорости приводит к неправильному ее измерению - так называемый "aliasing"-эффект.

•Постоянноволновой допплеровский режим дает возможность определить любую величину скорости кровотока, однако он не позволяет точно установить место на протяжении ультразвукового пучка, в котором измеряется максимальная скорость. Таким образом, постоянноволновой и импульсный допплеровские режимы дополняют друг друга: первый дает возможность обнаружения очень высоких скоростей без уточнения их локализации; с помощью последнего, напротив, возможно установление локализации скоростей, но нельзя оценивать высокоскоростные потоки.

•Цветное допплеровское картирование - режим, при котором скорости кровотока кодируются различными цветами, а цветовая карта накладывается на 2Dили 3D-изображение. Обычно красным цветом кодируют скорости кровотока, направленного к датчику, синим - от датчика.

Определение скоростей, которые затем кодируются определенным цветом, происходит путем множественных измерений в режиме, напоминающем импульсную допплерографию, с использованием метода упрощенного анализа, называемого автокорреляцией.

•Анализ скорости кровотока находит применение при решении следующих задач.

•Вычисление максимального и среднего градиента давления (Δp) в месте стеноза или отверстии регургитации, исходя из скорости (v) с помощью упрощенного уравнения Бернулли:

р=4×v2,

и расчет площади стенозированного отверстия или отверстия регургитации на основе уравнения непрерывности потока. Несмотря на ряд ограничений указанных выше расчетов, они позволяют оценивать выраженность клапанных стенозов, определять по трикуспидальной регургитации систолическое давление в ПЖ, (полу)количественным методом оценивать тяжесть регургитации и др.

•Визуализация струи регургитации и патологического шунтирования крови с использованием цветного допплеровского режима.

•Оценка наполнения ЛЖ и качественная оценка давления наполнения.

Допплеровский анализ высокоамплитудных низкоскоростных ультразвуковых импульсов от тканей сердца носит название тканевой допплерографии. Ее применяют главным образом для оценки функций миокарда (рис. 4.12). Измерение продольных (от верхушки к основанию) скоростей базальных сегментов ЛЖ дает информацию о его общей систолической и диастолической функции. Кроме того, по пространственному градиенту скоростей можно рассчитать скорость региональной деформации ("strain rate"), измеряемую в с-1, или герцах, а интегрирование скорости деформации по времени позволяет вычислять собственно деформацию ("strain"), измеряемую в процентах. Деформация представляет собой укорочение и удлинение миокарда в продольном направлении в верхушечных сечениях, а также утолщение или истончение по короткой оси в парастернальных сечениях. Преимущество оценки деформации - ее истинно локальный характер, в то время как на скорость движения миокарда всегда оказывает влияние движение соседних сегментов ("tethering" или "привязывание") и всего сердца в целом (более подробно см. разделы "Стресс-эхокардиография" и "Функции левого желудочка"). Недавно появилась возможность оценки деформации с помощью методики отслеживания дифракционных пятен, которая не является допплеровской и, следовательно, не зависит от угла сканирования. Этот метод позволяет измерять региональные тканевые скорости, деформацию и скорость деформации в любых направлениях. Тканевые скорости, деформация и скорость деформации могут быть представлены на экране в 2D-цветном режиме и в графическом виде (изменение скорости во времени).

Рис. 4.12. Допплеровская оценка скорости движения и деформации миокарда. А - принцип импульсного тканевого допплеровского исследования. Скорость движения миокарда измеряют при размещении контрольного объема импульсной допплерографии в миокарде (здесь базальный сегмент перегородки в четырехкамерном сечении, см. цветное допплеровское изображение слева) при включенном тканевом допплеровском режиме. Волны на графике спектрального тканевого допплеровского режима имеют следующие обозначения: S - максимальная систолическая; e' - ранняя диастолическая скорость; а' - поздняя диастолическая скорость. Б - скорость; В - смещение; Г - скорость деформации; Д - деформация МЖП (желтый круг показывает позиции контрольного объема) здорового человека. В верхнем ряду показаны цветные допплеровские 2D-изображения соответствующих параметров в четырехкамерном верхушечном сечении. В нижнем ряду приведены нормальные кривые различных параметров. ЭКГ необходима для определения времени следующий событий: AVO, AVC, MVO, MVC, обозначающих открытие и закрытие АК и МК соответственно.

ЭХОКАРДИОГРАФЫ

В настоящее время эхокардиографы - полностью цифровые устройства, состоящие из следующих основных элементов (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Разнообразие эхокардиографического оборудования. А - cовременный эхокардиограф, оборудованный экраном, органами управления, клавиатурой, различными датчиками, видеомагнитофоном, принтером и колесами. Б - эхокардиограф-ноутбук. В - эхокардиограф-наладонник. Г - датчики и монета в 1 евро для сравнения размеров: слева - стандартный трансторакальный датчик, справа - трансторакальный матричный 3D-датчик, внизу - кончик стандартного чреспищеводного 2D-датчика, наверху - специализированный постоянноволновой допплеровский датчик.

• Датчики. Обычно трансторакальный датчик работает в широком диапазоне частот и использует, по крайней мере частично, гармонические частоты отраженного ультразвука для создании изображения. Датчик может работать одновременно в М- и 2D-режимах, а также во всех допплеровских режимах (для оценки кровотока и движения ткани). Поверхность датчика, генерирующая ультразвук и контактирующая во время ЭхоКГ с телом пациента, должна быть небольшой, чтобы помещаться в межреберных промежутках. Кроме того, используют специализированные 3D-датчики, а также небольшие по размерам датчики для работы в постоянноволновом допплеровском режиме. Внутри датчика расположено множество уложенных определенным образом пьезоэлектрических кристаллов, преобразующих ультразвуковые волны в электромагнитные. Фокусировки ультразвукового пучка, имеющей решающее значение для качества изображения, достигают с помощью акустических линз и электронных средств. Для

верхушечное продольное сечение. ВАо - восходящий отдел аорты; ПС - передняя стенка; НС - нижняя стенка; БС - боковая стенка; ВТЛЖ - выходной тракт ЛЖ; СЛА - ствол ЛА; ЗC - задняя стенка; НП - нижняя перегородка.

Существуют следующие эхокардиографические "окна" (доступы).

•Парастернальный доступ: у левого края грудины у лежащего на левом боку пациента. Сечения: парастернальное продольное сечение (по длинной оси) ЛЖ и несколько поперечных сечений (по короткой оси) ЛЖ и структур в основании сердца. В этих позициях могут быть выполнены линейные измерения размеров ЛЖ, аорты и ЛП с использованием M-режима или на 2Dизображениях.

•Верхушечный доступ: в области верхушечного толчка сердца у лежащего на левом боку, с легким поворотом на спину пациента. Стандартные верхушечные сечения: четырехкамерное, двухкамерное и продольное.

•Эпигастральный (субкостальный) доступ: в эпигастральном углу у лежащего на спине пациента. Могут быть получены субкостальные четырехкамерное, продольное и поперечные сечения.

•Супрастернальный доступ: в области яремной ямки у пациента, лежащего на спине с запрокинутой назад головой. Может быть визуализирован грудной отдел аорты (особенно ее дуга). У многих больных исследование из этого доступа затруднено.

•Правый парастернальный доступ иногда используют при исследовании кровотока через АК.

Исследователь сидит справа или слева от пациента, одной рукой держит датчик, другой - управляет настройками прибора, сосредоточиваясь при этом на изображении на экране монитора. Важно понимать, что правильность получения стандартных сечений во время ЭхоКГ во многом определяют с помощью внутренних ориентиров (например, для верхушечной четырехкамерной позиции это получение максимально длинной оси ЛЖ и максимальных диаметров колец МК и ТК). Место локации и положение датчика вторичны по отношению к внутренним ориентирам, а не наоборот. Качество получаемых ЭхоКГ-изображений зависит как от квалификации исследователя, так и от особенностей пациента. Трудно проводить исследование у больных с эмфиземой легких (например, страдающих ХОБЛ или находящихся на искусственной вентиляции легких), деформацией грудной клетки или выраженным ожирением, хотя практически у любого пациента можно найти, по крайней мере, один доступ с приемлемой визуализацией.

Последовательность выполнения стандартного ЭхоКГ приведена в табл. 4.2. Продолжительность исследования зависит от трудности получения изображений и имеющейся патологии. Последние Европейские рекомендации отводят в среднем 30 мин на одно исследование, включая написание заключения [3]. Каждое ЭхоКГ сохраняется на цифровом носителе (предпочтительно) или видеопленке, на которых должны быть представлены все полученные сечения.

Таблица 4.2. Последовательность и типичные элементы стандартного эхокардиографического сечения