Методика эхокардиографического исследования
Физические свойства ультразвука определяют методические особенности эхокардиографии. Ультразвук используемой в медицине частоты практически не проходит через воздух- Непреодолимой преградой на пути ультразвукового луча может быть легочная ткань между грудной клеткой и сердцем, а также небольшая воздушная прослойка между поверхностью датчика и кожей. Для • устранения последнего препятствия на кожу наносят специальный гель, вытесняющий воздух из-под датчика. Чтобы исключить влияние легочной ткани, для установки датчика выбирают точки, где сердце непосредственно прилежит к. грудной клетке - "ультразвуковое окно". Это зона абсолютной сердечной тупости (3-5 межреберье слева от грудины), так называемый парастернальный доступ, и зона верхушечного толчка (апикальный доступ). Существует также субкостальный доступ (у мечевидного отростка в подреберье) и супрастернальный ( в югулярной ямке над грудиной). Датчик устанавливается в межреберьях в связи с тем, что ультразвук не проникает в глубину костной ткани, полностью от нее отражаясь. В детской практике из-за отсутствия окостенения хрящей возможно исследование и через ребра.
Пациент во время исследования обычно лежит на спине с приподнятой верхней частью туловища, но иногда для лучшего прилежания сердца к грудной стенке используют положение лежа на левом боку.
У больных с заболеваниями легких, сопровождающихся эмфиземой, а также у лиц с другими причинами "малого ультразвукового окна" (массивная грудная клетка, обызвествление реберных хрящей у пожилых лиц и др.) проведение эхокардиографии становится затруднительным или невозможным. Сложности такого рода встречаются у 10-16% пациентов и являются главным недостатком данного метода.
Ультразвуковая анатомия сердца в различных режимах эхолокации
I. Одномерная (М-) эхокардиография.Для унификации исследований в эхокардиографии предложено [Felgenbaum, 1972] 5 стандартных позиций, т.е. направлений ультразвукового луча из парастернального доступа. Обязательными для любого исследования являются 3 из'' них (рис.3).
Рис. 3. Основные стандартные позиции датчика для одномерной эхокардиографик (М-режим).Позиция I - ультразвуковой луч направляется по короткой оси сердца и проходит через правый желудочек, межжелудочковую перегородку, полость левого желудочка на уровне сухожильных нитей митрального клапана, заднюю стенку левого желудочка.
Стандартная позиция датчика II - наклоняя датчик несколько выше и медиальнее, луч пройдет через правый желудочек, левый желудочек на уровне краев створок митрального клапана.
Наклон датчика далее к основанию сердца дает III стандартную позицию: луч пройдет через выходной тракт правого желудочка, корень аорты, створки аортального клапана, полость левого предсердия.
Н.М. Мухарлямов (1987) дает нумерацию стандартных позиций в обратном порядке, т. к. исследование в М-режиме начинают чаще с эхолокации аорты, наклоняя затем датчик книзу в остальные позиции.
Изображение структур сердца в I стандартной позиции. В этой позиции получают информацию о размерах полостей желудочков, толщине стенок левого желудочка, нарушении сократимости миокарда и величине сердечного выброса (рис. 4).
ПЖ – полость правого желудочка в диастолу (норма до 2,6см)
Тмжп - топщмив межжелудочковой перегородки в диастолу
Тзслж(д) – толщина задней стенки левого желудочка в диастолу
КДР – конечно-диастолический размер левого желудочка
КСР - конечно-систолический размер левого желудочка
Рхс. 4. М - эхокардиограмма в I стандартной позиции датчика. Во время систолы правый желудочек и межжелудочковая перегородка (МЖП) движутся от датчика к левому желудочку. Задняя стенка левого желудочка (ЗСЛЖ), напротив. движется к датчику. В диастолу направление движения этих структур обратное, причем диастолическая скорость ЗСЛЖ в норме в 2 раза превышает систолическую. Эндокард ЗСЛЖ поэтому описывает волну с пологим подъемом и крутым спуском. Эпикард ЗСЛЖ совершает аналогичное движение, но с меньшей амплитудой. Перед систолическим подъемом ЗСЛЖ регистрируется небольшая выемка а, обусловленная расширением полости левого желудочка во время систолы предсердий.
Основные показатели, измеряемые в I стационарной позиции. 1. Конечно-диостолический размер (КДР) левого желудочка (end dinstolic diameter, EDD) - расстояние в диастолу по короткой оси сердца между эндокардом ЗСЛЖ и МЖП на уровне начала комплекса QRS синхронно записанной ЭКГ. КДР в норме составляет 4,7-5,2 см. Увеличение КДР наблюдается при дилатации полости левого желудочка, уменьшение - при заболеваниях, приводящих к уменьшению его объема (митральный стеноз, гипертрофическая
кардиомиопатия).
2. Конечно-систолический размер (КСР) левого желудочка (end systolic diameter, ESD) - расстояние в конце систолы между эндокардиальными поверхностями ЗСЛЖ и МЖП в месте наивысшей точки подъема ЗСЛЖ. КСР составляет в средце, нем 3,2-3,5 см. КСР увеличивается при дилатации левого желудочка, при нарушении его сократительной способности. Уменьшение КСР происходит, кроме причин, обуславливающих и уменьшение КДР, в случае недостаточности митрального клапана (за счет объема регургитации).
Принимая во внимание то обстоятельство, что левый желудочек по форме представляет собой эллипсоид, можно по размеру короткой оси определить его объем. Наиболее часто применяется формула L.Teicholtz и соавт. (1972).
= 7,0 * 3 V (24 * D) D (см3),где D - переднезадний размер в систолу или диастолу.
Разность конечно-диастолического объема (КДО) и конечно-систолического объема (КСО) даст ударный объем (
УО):УО - КДО - КСО (мл). Зная ЧСС, площадь тела (
St), можно определить другие гемодинамические показатели.
Ударный индекс
(УИ):УИ=УО/StМинутный объем кровообращения (
МОК):
МОК = УО • ЧСССердечный индекс (
СИ):
СИ = МОК/St3. Толщина ЗСЛЯС в диастолу (Тзслж(д)) - составляет в норме 0,8-1,0 см и увеличивается при гипертрофии стенок левого желудочка.
4. Толщина ЗСЛЖ в систолу (Тзслж(с)) норма в среднем равна 1,5-1,8 см. Уменьшение Тзслж(с) наблюдается при снижении сократительной способности миокарда.
Для оценки сократительной способности данного участка миокарда чаще используют показатель его систолического утолщения - отношения диастолической толщины к систолической. Норма Тзслж(д) /Тзслж(с) - около 65%. Не мене важным показателем локальной сократимости миокарда является величина его систолической экскурсии -т.е. амплитуды движения эндокарда во время сокращения сердца. Систолическая экскурсия ЗСЛЖ в норме - I см. Снижение систолической экскурсии (гипокинез) вплоть до полной неподвижности (акинезия миокарда) может наблюдаться при поражениях сердечной мышцы различной этиологии (ИБО, кардиомиопатии и др.). Увеличение амплитуды движения миокарда (гиперкинез) наблюдается при недостаточности морального и аортального клапанов, гиперкинетическом синдроме (анемии,- тиреотоксикоз и др.). Локальный гиперкинез часто определяется при ИБС в интактных зонах миокарда как компенсаторный механизм в ответ на снижение сократимости в пораженных участках.
5. Толщина межжелудочковой перегородки в диастолу (Тмжп(д)) - в норме 0,6-0,8 см.
6. Систолическая экскурсия МЖП - составляет в норме 0,4-0,6 см и обычно вдвое меньше экскурсии ЗСЛЖ. Причины гипокинеза МЖП аналогичны причинам снижения систолической экскурсии ЗСЛЖ. К умеренному гиперкинезу МЖП, помимо вышеназванных причин гиперкинеза ЗСЛЖ, могут приводить миокардиодистрофии различной этиологии в начальных стадиях заболевания.
При некоторых заболеваниях движение межжелудочковой - перегородки меняется на противоположное - не навстречу ЗСЛЖ, как это наблюдается в норме, а параллельно ей. Такая форма движения МЖП называется "парадоксальной" и встречается при выраженной гипертрофии левого желудочка "Пародоксальное" движение ограниченного участка (МЖП, верхушки, боковой стенки), т.е. его "выбухание" в систолу в отличие от сокращения соседних зон миокарда, наблюдается при аневризмах левого желудочка.
Для оценки сократительной способности миокарда, помимо описанных выше измерений стенок сердца и расчета гемодинамических объемов, предложено несколько высокоинформативных показателей ( Pombo J. еt аl.,1971):
1. Фракция выброса (Ejection fraction) • отношение ударного объема к величине конечного диастолического объема, выраженное в процентах или (реже) в виде десятичной дроби:
ФВ =УО/КДО •100% (норма 50-75%)2. Степень укорочения переднезаднего размера левого желудочка в систолу (%S):
%S=КДР-КСР/КДР •100% (норма 30-43%)3. Скорость пиркуляторного укорочения волокон миокарда
(
Vcf). Для вычисления этого показателя предварительно необходимо определить по эхограмме период изгнания (ejection time) левого желудочка, который измеряется в» начала систолического подъема эндокарда ЗСЛЖ до его вершины (рис. 4).
Vcf = КДР-КСР/Ти•КДР (окр/с) , где
Ти - период изгнания
Нормальное значение
Vcf 0,9-1,45 (окр/с ила с-1).
Особенностью всех измерений в I стандартной позиции является необходимость направления ультразвукового луча строго перпендикулярно МЖП и ЗСЛЖ, т.е. по короткой оси сердца. При несоблюдении этого условия результаты измерений будут завышаться или занижаться. Для исключения таких ошибок желательно сначала получить двухмерное изображение сердца по длинной оси из парастерального доступа, затем под контролем полученной В-сканограммы установить курсор в нужную позицию и развернуть изображение в М-режиме.
Изображение структур сердца во II стандартной позиции датчика (рис. 5 ) Ультразвуковой луч проходит через края створок митрального клапана (МК), движение которых дает основную информацию о состоянии створок и нарушении трансмитралыюго кровотока.
Во время систолы желудочков створки сомкнуты и фиксируются в виде одной линии (интервал С-Д). В начале диастолы (точка Д) кровь начинает поступать из предсердий в желудочки, раскрывая створки. При этом передняя створка движется вверх X датчику (интервал Д-Е), задняя - в противоположную сторону вниз. В конце периода быстрого наполнения амплитуда расхождения створок максимальная (точка Е). Затем интенсивность кровотока через митральное отверстие снижается, что приводит к частичному прикрытию створок (точка F) в середине диастолы. В конце диастолы трансмитральный кровоток вновь увеличивается вследствие сокращения предсердий, что на эхограмме отражается вторым пиком открытия створок (точка А). В дальнейшем створки полностью смыкаются в систолу желудочков и цикл повторяется.
Рис 5. М-эхокардиограмма во II стандартной позиции датчика.Таким образом, вследствие неравномерности трансмитрального кровотока ("двухфазности" наполнения левого желудочка) движение створок морального клапана представлено двумя пиками. Форма движения передней створки при этом напоминает букву "М", задней - "W". Задняя створка МК меньше передней, поэтому амплитуда ее открытия небольшая, визуализация ее часто затруднена.
Клинически оба пика диастолического наполнения желудочков могут проявляться соответственно Ш и IV тонами сердца.
Основные показатели эхокардиограммы во II стандартной позиции
Амплитуда диастолического открытия передней створки „игрального клапана (вертикальное смещение створки интервале Д-Е) - норма 1,8 см.
Диастолическое расхождение створок (на высоте пика Е) -норма 2,7 см. Значения обоих показателей уменьшаются при митральном стенозе и могут несколько увеличиваться при "чистой" недостаточности митрального клапана.
Скорость раннего диастолического прикрытия передней моральной створки (определяется по наклону участка E-F). Снижение скорости (в норме 13-16 см/с) - один из чувствительных признаков ранних стадий митрального стеноза.
Длительность диастолического расхождения митральных створок (от момента открытия створок до точки закрытия в интервале Д-С) - норма 0,47 с. В отсутствие тахикардии уменьшение этого показателя может свидетельствовать о повышении конечно-диастолического давления в левом.
желудочке (КДДЛЖ). 5. Скорость диастолического .открытия передней створки
(определяется по наклону участка Д-Е и составляет в норме 27,6 см/с).- Снижение скорости открытия, створок также может быть косвенным признаком повышения КДДЛЖ.
Изображение структур сердца в III стандартной позиции датчика (рис. 6).Эхограмма в этой позиции дает информацию о состоянии корня аорты, створках аортального клапана, левом предсердии.
Рис. 6. М-эхокардиограмма в Ш стандартной позиции датчика.Ультразвуковой луч, проходя через переднюю и заднюю стенки основания аорты, дает изображение в виде двух параллельных волнистых линий. Выше передней станки аорты расположен выходной тракт правого желудочка, ниже задней стенки корня аорты, являющейся одновременно передней стенкой левого предсердия, располагается полость левого предсердия. Движение стенок аорты в виде параллельных воля возникает из-за смещения корня аорты вместе с фиброзным кольцом кпереди к датчику во время систолы.
В просвете основания аорты фиксируется движение створок аортального клапана (обычно правой коронарной створки сверху и левой коронарной снизу). Во время изгнания крови из левого желудочка правая коронарная створка открывается вперед к датчику (вверх на эхограмме), левая коронарная створка открывается в противоположном направлении. В течение всей систолы створки находятся в полностью открытом состоянии, прилегая к стенкам аорты, и фиксируются на эхограмме в виде двух параллельных линий, расположенных на небольшом расстоянии соответственно от передней и задней стенок аорты.
В конце систолы створки быстро закрываются и смыкаются, двигаясь на встречу друг другу. В итоге створки аортального клапана во время систолы левого желудочка описывают фигуру, напоминающую "коробочку". Верхняя и нижняя стенки этой "коробочки" формируются эхосигналами от полностью открытых в период изгнания аортальных створок, а "боковые стенки" образованы расхождением и закрытием створок клапана. В диастолу створки аортального клапана сомкнуты и фиксируются в виде одной линии, параллельной стенкам аорты и расположенной в центре ее просвета. Форма движения сомкнутых створок напоминает "змейку" из-за колебаний основания аорты в начале и в конце диастолы желудочков.
Таким образом, характерной формой движения створок аортального клапана в норме является чередование "коробочки" и "змейки" в просвете основания аорты.
Основные показатели, регистрируемые в III стандартной позиции датчика.
Просвет основания аорты - определяется по расстоянию между внутренними поверхностями стенок аорты в середине или в конце диастолы и не превышает в норме 3,3 см. Расширение просвета корня аорты наблюдается при врожденных пороках (тетрада Фалло), синдроме Марфана, аневризмах аорты различной локализации.
Систолическое расхождение створок аортального клапана - расстояние между открытыми створками в начале систолы; в норме 1,7-1.9 см. Раскрытие створок уменьшается при стенозе устья аорты.
Систолическая экскурсия стенок аорты - амплитуда смещения корня аорты во время систолы. В норме составляет для задней стенки аорты около 1 см и уменьшается при снижении сердечного выброса.
Размер полости левого предсердия - измеряется в самом начале диастолы желудочков в месте наибольшего смещения корня аорты к датчику. В норме полость предсердия примерно равна диаметру основания аорты (отношение этих размеров не более 1,2) и не превышает 3,2 см. Значительная дилятация левого предсердия (размер полости 5 см и более) почти всегда сопровождается развитием постоянной формы мерцательной аритмии.
II. Двухмерная эхокардиография.Изображение структур сердца в продольном сечении по длинной оси сердца из парастернального доступа (рис. 7 )1 -
псмк; 2 -
зсмк; 3 -
папиллярная мышца; 4 -
хорды.Рис 7. Двухмерная эхокардиограмма в сечении по длинной оси из парастернального доступа. В данной проекции хорошо визуализируется основание аорты, движение створок аортального клапана, полость левого предсердия, митральный клапан, левый желудочек. В норме створки аортального и митрального клапанов тонкие, движутся в противоположных направлениях. При пороках подвижность створок уменьшается, толщина к эхогенность створок увеличивается за счет склеротических изменений. Гипертрофии отделов сердца определяются в этой проекции по изменению соответствующих полостей и стенок желудочков.
Поперечное сечение из парастернального доступа по короткой оси на уровне краев митральных створок (рис. 8)
1- ПСМК; 2- ЗСМК.
Рис. 8. Сечение по короткой оси из парастернального доступа на уровне краев открытых митралькых створок.
Левый желудочек в этом сечении выглядит в виде круга, к которому прилежит спереди в виде полумесяца правый желудочек. Проекция дает пенную информацию о размерах левого атриовентрикулярного отверстия, составляющего в норме 4-6 см2. Расстояние между комиссурами в норме несколько больше, чем между створками в момент их максимального открытия. При ревматизме из-за развития спаек у комиссур межкомиссуральный размер может оказаться меньше, чем межстворчатый. В современных эхокардиографах имеется возможность не только определения размеров, но и прямого измерения площади митрального отверстия и его периметра (Ношу W.L. et al., 197S).
Поперечное сечение из парастернального доступа по короткой оси сердца на уровне основания аорты (рис. 9 )
1-правая коронарная створка;
2-левая коронарная створка;
3-некоронарная створка.
Рис. 9. Сечение по короткой оси из парастернального доступа на уровне корня аорты.
В центре изображения видев круглый срез через аорту и все 3 створки аортального клапана. Под аортой располагаются полости левого и правого предсердий, над аортой в виде дуги - полость правого желудочка. Визуализируется межпредсердная перегородка, трикуспидальный клапан, а при большем наклоне датчика - одна из створок клапана легочной артерии.
Проекция 4-х камер сердца из апикального доступа (рис. 10)
1-межпредсердная перегородка
2-межжелудочковая перегородка
Рис. 10. Схема двухмерной эхограммы из апикального доступа в проекции 4-х камер.
Датчик устанавливается над верхушкой сердца, поэтому изображение на экране кажется "перевернутым": предсердия снизу, желудочки сверху. В этой проекции хорошо визуализируются аневризмы левого желудочка, некоторые врожденные пороки (дефекты межжелудочковой и межпредсердной перегородок).
Эхокардиограмма при некоторых заболеваниях сердца.
Ревматические пороки сердца.
Митральный стеноз.
Ревматический эндокардит приводит к морфологическим изменениям митрального клапана: створки срастаются по комиссурам, утолщаются, становятся малоподвижными.
Фиброзно изменяются и укорачиваются сухожильные нити, поражаются папиллярные мышцы. Деформация створок и нарушение трансмитрального кровотока приводят к изменению формы движения створок, определяемой на эхограмме. По мере развития стеноза транс- митральный кровоток перестает быть "двухфазным", как в норме, и становится постоянным через суженное отверстие в течение всей диастолы.
Створки митрального клапана в этом случае не прикрываются в середине диастолы и находятся на всем ее протяжении в максимально открытом состоянии. На одномерной эхограмме это проявляется уменьшением скорости раннего диастолического прикрытия створок (наклон участка EF) и переходом нормального М-образвого движения створок в П-образное при выраженном стенозе. Клинически у такого больного протодиастолический и пресистолический шум, соответствующий Е- и А-пикам М- эхограммы митрального клапана, переходит в шум, занимающий всю диастолу. На рис. 11 изображена динамика одномерной эхограммы митрального клапана при развитии умеренного и выраженного митрального стеноза. Для умеренного стеноза (рис.11,6) характерно уменьшение скорости раннего диастолического Прикрытия передней створки (наклон EF), уменьшение диастолического расхождения створок (отмечено стрелками), относительное увеличение интервала DC. Выраженный стеноз проявляется П-образным однонаправленным движением створок (рис. 11,в).
Рис.11 Динамика М- эхограммы митрального клапана при развитии стеноза: а-норма; б-умеренный стеноз; в-выраженный стеноз.
Однонаправленное движение створок является патогномоничным признаком ревматического стеноза. Из-за спаек по комиссурам передняя створка во время открытия тянет за собой мень-шую по размерам заднюю створку, которая также движется к датчику, а не от него, как в норме (рис. П., рис. 12).
Б
Рис. 12. А-М-эхокардиограмма во II стандартной позиции датчика. Митральный стеноз. Однонаправленное П-образное движение створок МК.
Б-куполообразное движение ПСМК на двухмерной ЭхоКГ (указано стрелкой). 1 - амплитуда расхождения створок МК; 2 - ПСМК; 3 - ЗСМК.
Существенным эхографическим признаком митрального стеноза является увеличение размера полости левого предсердия, измеряемого в III стандартной позиции датчика (более 4-5см, норма 3-3,2см).
Особенности изменения клапана при ревматическом поражение краёв створок и спайки по комиссурам) определяют характерные признаки стеноза на двухмерной эхокардиограмме.
"Куполообразное" движение передней створки определяется в продольном сечении из парастернального доступа. Оно заключается в том, что тело створки движется с большей амплитудой, чем ее край (рис. 12, Б). Подвижность края ограничено сращениями, тело же створки может длительное время оставаться неповрежденным. В итоге в момент диастолического открытия клапана наполненное кровью тело створки "выбухает" в полость левого желудочка. Клинически в этот момент выслушивается щелчок открытия митрального клапана. Происхождение звукового феномена подобно хлопку наполняемого ветром паруса или раскрывающегося парашюта и обусловлено фиксацией створки с двух сторон - фиброзным кольцом у основания и спайками у края. При прогрессировании порока, когда тело створки также становится ригидным, феномен не определяется.
Деформация митрального клапана в виде "рыбьего рта" возникает в поздних стадиях порока. Это воронкообразный клапан за счет спаек створок по комиссурам и укорочения сухожильных. нитей. Створки клепань образуют "голову", а утолщенные однонаправленно движущиеся края напоминают раскрытие рыбой рта (рис 13,а).
Деформация клапана в виде пуговичной петли - митральное отверстие в виде щели, образованной уплотненными краями створок (рве. 13,6).
а б
Рис. 13. Типичные деформации створок клапана при митральном стенозе.
Двухмерная эхокардиограмма в сечения по короткой оси на уровне краев митральных створок в момент их максимального открытия позволяет измерить площадь митрального отверстия: стеноз умеренный при площади 2,3-3,0 см2, выраженный - 1,7-2,2 см2, критический - 1,6 см2 и менее. Больные с выраженным и критическим стенозом подлежат оперативному лечению.
Кроме указанных выше прямых признаков порока, при развитии легочной гипертензии и гипертрофии правых отделов сердца на одномерной и двухмерной ЭхоКГ выявляются соответствующие изменения.
Итак, основными признаками митралыю1'о стеноза па ЭхоКГ являются:
1. Однонаправленное П-образное движение створок на одномерной эхограммс.
2. Куполообразное движение передней створки на двухмерной ЭхоКГ.
3. Уменьшение амплитуды открытия створок на одномерной и двухмерной ЭхоКГ, уменьшение площади митрального отверстия на двухмерной ЭхоКГ.
Дилятация левого предсердия.
Недостаточность митрального клапана
По сравнению с митральным стенозом в диагностике этого порока ЭхоКГ имеет гораздо меньшее значение, поскольку оцениваются только косвенные признаки. Прямой признак -струя регургитации - регистрируется методом допплерэхокардиографии.
Признаки недостаточности митрального клапана (НМК) на одномерной ЭхоКГ
Увеличение систолической экскурсии задней стенки и межжелудочковой перегородки, умеренная дилатация полости левого же-/дочка (признаки перегрузки ЛЖ объемом).
3.Увеличение экскурсии задней стенки левого предсердия в III позиции датчика (1 см и более); умеренная гипертрофия левого предсердия.
4."Избыточная" амплитуда открытия передней створки (более 2,7 см).
5.Умеренное снижение скорости раннего диастолического прикрытия створок (наклон EF), не достигающее, однако степени снижения этого показателя при стенозе.
При "чнстой" НМК движение строк остается разнонаправленным.
К признакам НМК на двухмерной ЭхоКГ следует отнести также определяемое иногда нарушение смыкания створок.
Митралъный порок с преобладанием стеноза.
ЭхоКГ соответствует таковой при митральном стенозе, однако регистрируются также изменения левого желудочка (увеличение экскурсии стенок, дилатация полости), чего не наблюдается при "чистом" стенозе.
Митральный порок с преобладанием недостаточности.
В отличие от "чистой" недостаточности определяется однонаправленное диастолическое движение створок. В отличие от преобладания стеноза, скорость раннего диастолического прикрытия передней створки (EF) снижена умеренно и ее движение не достигает П-образной формы (сохраняется двухфазность - пик Е с последующим "плато").