ЭХОКАРДИОГРАФИЯ (греческий echo эхо, отголосок + греческий kardia сердце + grapho писать,изображать) — метод исследования структуры и механической деятельности сердца, основанный на регистрации отраженных сигналов импульсного ультразвука. От эхокардиографии отличают ультразвуковую кинетомио-кардиографию, при которой используется допплеровское изменение частоты постоянного ультразвука (см .Допплера эффект), а также допплеровскую ультразонографию, позволяющую получить информацию о направлении, скорости и характере кровотока в полостях сердца и в крупных сосудах.

Первые опыты клинического применения эхокардиографии отражены в работах Эдлера (I. Edler, 1955) и Эфферта (S. Effert) с сотрудниками (1957), применивших модифицированные промышленные дефектоскопы для исследования сердца. Ими были описаны нормальная эхокардиографическая картина сердца и эхокардиограмма при стенозе левого атриовентрикулярного отверстия. С середины 60-х годов эхокардиографии используют для диагностики пороков и опухолей сердца, экссудативного перикардита и других заболеваний сердца, а также для исследования размеров и функций его отделов. С 70-х годов как в нашей стране, так и за рубежом эхокардиография стала распространенным неинвазивным методом диагностики многих заболеваний сердца и оценки функции левого желудочка.

Противопоказаний к применению эхокардиографии нет. Абсолютная безвредность позволяет применять эхокардиографию для исследования функции сердца у плода, беременных женщин и у новорожденных.

В настоящее время пользуются несколькими модификациями приборов, работающих в режиме импульсного отраженного ультразвука. Это эхо-кардиографы, дающие ложно двухмерное изображение сердца (по вертикали определяется истинный размер сердца, а по горизонтали — развертка движения его структур во времени); ультразвуковые В-сканеры, дающие двухмерное изображение сердца, составленное из многих сокращений (в среднем из 150); секторальные сканеры, дающие двухмерное изображение сердца в реальном масштабе не только по расстоянию, но и по времени. Две последние группы приборов называют двухмерными эхокардиографами. Основным элементом каждого прибора является снабженный пьезокристаллом ультразвуковой датчик, генерирующий и воспринимающий ультразвуковые колебания.

Принцип метода

Принцип метода заключается в том, что ультразвук с частотами 2— 10 Мгц, посылаемый частыми импульсами (до 1000 импульсов в 1 секунду), проникает в тело человека, отражается на границе раздела сред с различным ультразвуковым сопротивлением и воспринимается прибором. Изображение эхосигналов от структур сердца в каждой позиции (эхокардиограмма) воспроизводится на экране осциллографа и регистрируется на фотопленке или ультрафиолетовой бумаге. Двухмерное изображение регистрируется на фотопленке в строго заданные фазы цикла сердечного сокращения (благодаря синхронизации изображения с зубцом R электрокардиограммы). Оно может быть записано на видеомагнитофон для последующего покадрового анализа: Вся процедура исследования обычно не превышает 10— 15 минут. При известных скорости распространения ультразвука в теле человека и времени между посылкой и восприятием импульса возможно определить расстояние между датчиком прибора и отражающей структурой либо между двумя и более отражающими структурами. Поскольку частота посылки импульсов значительно превышает скорость движения отдельных структур, например клапанов сердца, эта скорость может быть определена достаточно точно.

При проведении эхокардиографии пациент лежит на спине, верхняя половина туловища приподнята примерно на 30°. Датчик эхокардиографа устанавливают по левому краю грудины, в третьем или четвертом межреберных промежутках (в зависимости от телосложения пациента); при этом возможно смещение ультразвукового пучка в пределах сектора, охватывающего сердце от верхушки до основания. Удобному размещению датчика способствует его небольшой диаметр (0,7—2 см). Меняя угол наклона датчика относительно грудной стенки, то есть направляя ультразвуковой луч в различных направлениях, исследователь может лоцировать практически все структуры сердца. Условно различают четыре основные позиции датчика (рис. 1 ,а). Во время регистрации эхокардиограммы датчик непрерывно смещают от регистрируемой позиции к следующей, задерживая его движение при обнаружении заинтересовавшего врача явления. Когда пучок ультразвуковых волн направлен прямо на верхушку сердца (позиция I), он проходит через полость левого желудочка на уровне задней сосочковой мышцы и через незначительную часть полости правого желудочка. Смещение пучка вверх и медиально (позиция II) позволяет визуализировать стенки левого желудочка на уровне прикрепления створок митрального клапана, сами створки и ряд других структур. Дальнейшее смещение пучка в том же направлении (позиция III) дает возможность хорошо видеть переднюю створку митрального клапана и отчасти полость левого предсердия. Смещение пучка ультразвуковых волн в направлении к основанию сердца (позиция IV) позволяет получить отраженные эхосигналы от стенок и клапанов аорты, а также от стенок левого предсердия. Для исследования трикуспидального клапана луч датчика направляют медиальнее места локации митрального клапана, то есть трансстернально. Для исследования клапана легочного ствола луч смещают несколько вверх и латерально от обычного места локации аорты.

Рис. 1. Схема регистрации обычных «двухмерных» эхокардиограмм с ходом пучков ультразвуковых волн через структуры сердца (а), схематическое изображение эхокардиограммы работающего сердца (б) и изображение подлинной нормальной эхокардиограммы на светочувствительной бумаге (в): г — ультразвуковой датчик (генератор — рецептор ультразвуковых колебаний); 2 — передняя стенка грудной клетки; 3 — грудина; 4 — передняя стенка правого желудочка; 5— полость правого желудочка; 6— межжелудочковая перегородка; 7— полость левого желудочка; 8— полость аорты и створки аортального клапана; 9— передняя створка митрального клапана; 10— задняя створка митрального клапана; 11 — задняя сосочковая мышца; 12— задняя, стенка левого желудочка; 13— полость левого предсердия; 14—задняя стенка левого предсердия; 15— эпикард; 16— перикард; 17— легкие. I, II, III, IV — позиции датчика, соответствующие ходу пучка ультразвуковых волн; ЭхоНГ— эхокардиограмма, ЭКГ — электрокардиограмма во втором стандартном отведении.

Нормальная эхокардиограмма

Поскольку эхокардиограмма представляет собой изображение движущихся структур сердца на движущейся бумаге, она имеет вид ряда кривых, каждая точка которых в определенный момент времени отражает положение структур сердца в тот же момент. Отметка времени на эхокардиограмме обычно представлена вертикальными прямыми линиями через 0,5 сек. На рис. 1 дано схематическое изображение эхокардиограммы (1, б) и нормальная подлинная эхокардиограмма (1,в). Эхосигналы от передней и задней стенок аорты отображаются двумя «параллельными» кривыми; между ними расположены кривые от движущихся створок аортального клапана. Во время систолы эхосигналы от створок образуют фигуру, напоминающую ромб или параллелограмм; во время диастолы они плотно сомкнуты. Ниже отражения от задней стенки аорты определяется полость левого предсердия, ограниченная снизу его задней стенкой. Движения митрального клапана отображаются типичными эхосигналами. От его передней створки во время диастолы эхосигналы отображаются М-образной кривой, что отражает изменения кровотока в фазы быстрого наполнения, редуцированного наполнения и систолы левого предсердия. Задняя створка клапана движется в противофазе к передней, но с несколько меньшей амплитудой. Во время систолы левого желудочка створки клапана сомкнуты. Полость левого желудочка ограничена сверху межжелудочковой перегородкой, у которой определяются обе эндокардиальные поверхности, снизу — задней стенкой левого желудочка, где определяются эндокардиальная и эпикардиальная поверхности.

Эхокардиографическая диагностика заболеваний сердца

Эхокардиографическая диагностика заболеваний сердца основывается на выявлении изменений размеров, формы и движения отдельных структур сердца.

Рис. 2. Эхокардиограмма (ЭхоКГ) и электрокардиограмма во втором стандартном отведении (ЭКГ) при стенозе левого атриовентрикулярного отверстия и фиброзе створок митрального клапана (датчик эхокардиографа находится в фиксированном положении): створки клапана, передняя (1) и задняя (2), утолщены, движутся в одной фазе (кривая движения передней створки вместо двух нормальных вершин имеет «плато»).

При стенозе левого атриовентрикулярного отверстия (см.Пороки сердца приобретенные) эхосигналы от движущихся створок митрального клапана изменяются: во время диастолы вместо нормальной М-образной кривой отмечается П-образная кривая (рис. 2); задняя створка митрального клапана, двигающаяся в норме в противофазе к передней, движется синхронно с передней либо неподвижна. Наличие фиброза и кальциноза створок выражается на эхокардиограмме утолщением отражения от створок. Выраженность стеноза может быть оценена как по скорости прикрытия передней створки во время диастолы, так и по результатам непосредственных измерений размеров клапанного отверстия при двухмерной эхокардиографии. Недостаточность митрального клапана не имеет таких четких диагностических признаков, поэтому в данном случае диагноз ставят на основании косвенных признаков (расширение полости левого желудочка, левого предсердия и т. д.). Важную информацию дает эхокардиография при обследовании больных с протезами митрального клапана: по ее данным можно судить как о функции протеза, так и, в определенной мере, о наличии тромботических отложений на клапане.

Рис. 3. Эхокардиограмма больного с пролапсом створок митрального клапана (а) и схематическое изображение эхокардиографической картины движения створок митрального клапана (б) в норме (I) и при их пролабировании (II): Iт— первый тон сердца; IIт— второй тон сердца; 1— передняя створка митрального клапана; 2— задняя створка митрального клапана; 3— полость левого предсердия; 4— полость левого желудочка; 5— поздний систолический шум, характерный для пролапса митрального клапана; ЭхоКГ — эхокардиограмма; ЭКГ — электрокардиограмма во втором стандартном отведении; ФКГ — фонокардиограмма; при пролабировании створок в конце систолы видно их расхождение (обозначено стрелками).

Типичные эхокардиографические изменения выявляются при пролабировании митрального клапана (рис. 3, а, б). При этом синдроме во время систолы отмечается движение одной или обеих створок клапана в сторону левого предсердия. С помощью эхокардиографии можно не только диагностировать пролабирование, но и установить, в какую часть систолы оно происходит, его выраженность, количество створок, участвующих в пролапсе. Близким к диагностике пролабирования является обнаружение надрыва или отрыва папиллярной мышцы при остром инфаркте миокарда.

Принципы эхокардиографической диагностики пороков трикуспидального и митрального клапанов совпадают. При исследовании учитывают, что движение створок этих клапанов на эхокардиограмме мало отличается по форме. Различать их помогает расположение клапанов относительно межжелудочковой перегородки (трикуспидальный клапан выше перегородки, митральный — ниже). Помимо диагностики стеноза правого атриовентрикулярного отверстия и выраженной недостаточноститрикуспидального клапана возможна диагностика комбинированного стеноза левого и правого атриовентрикулярных отверстий.

Рис. 4. Эхокардиограмма (ЭхоКГ) аортального клапана в норме (а) и при аортальном стенозе (б) и электрокардиограмма (ЭМГ— во втором стандартном отведении): 1— период сомкнутых створок; 2— период раскрытия клапана.

Диагностика стеноза устья аорты основывается на выявлении утолщения створок аортального клапана и снижения степени их расхождения в фазе систолы (рис. 4, а, б). Недостаточность аортального клапана выявляется при наличии высокочастотных осцилляций передней створки митрального клапана в фазе диастолы в результате удара по ней струирегургитирующей крови. При выраженной аортальной регургитации возможна осцилляция не только передней, но и задней створки митрального клапана и даже межжелудочковой перегородки.

Исследование клапана легочного ствола позволяет выявить его стенозирование (в том числе инфундибулярный стеноз устья легочной артерии), а также приблизительно оценить выраженность гипертензии малого круга кровообращения при ее наличии.

Рис. 5. Эхокардиограмма (ЭхоКГ) и электрокардиограмма (ЭКГ — во втором стандартном отведении) при выпотном перикардите: 1— полость левого предсердия; 2— аорта; 3— оттесненное от эпикарда выпотом левое легкое; 4 и 11— жидкость в полости перикарда; 5— париетальный листок перикарда; 6— эпикард; 7— полость левого желудочка; 8— передняя створка митрального клапана; 9— меж-желудочковая перегородка; 10— полость правого желудочка.

Для диагностики экссудативногоперикардита (см.) метод эхокардиографии является одним из наиболее достоверных. Патогномоничным признаком наличия жидкости в полости перикарда является отмечаемое на эхокардиограмме расхождение листков эпикарда и перикарда (рис. 5). По степени этого расхождения судят не только о наличии жидкости, но и о приблизительном ее количестве.

Важную информацию дает эхокардиография для диагностики подвижных опухолей сердца, в частности миксомы левого предсердия (см.Сердце, опухоли). При этом на эхокардиограмме регистрируется отражение импульсов ультразвука от инородного образования в полости предсердия, а в период диастолы опухоль может быть выявлена и между створками митрального клапана. Двухмерная эхокардиография позволяет не только установить наличие миксомы, но и определить ее размеры. Описаны случаи диагностики с помощью эхокардиографии билатеральных миксом левого и правого предсердия.

Рис. 6. Эхокардиограмма (ЭхоКГ), зарегистрированная при фиксированном положении датчика из второй (II) и третьей (III) позиций и электрокардиограмма (ЭКГ — во втором стандартном отведении) больного с идиопатическим гипертрофическим субаортальным стенозом: 1— утолщенная межжелудочкая перегородка; 2— уменьшенная полость левого желудочка; 3— задняя створка митрального клапана; 4—передняя створка митрального клапана.

В комплексе с другими инвазивными и неинвазивными методами эхокардиографию применяют для диагностики разных видовкардиомиопатии (см.). При застойной (дилатационной) кардиомиопатии эхоардиографически определяется диффузное расширение всех полостей сердца без выраженного утолщения стенки сердца,а также резкое снижение показателей центральной гемодинамики и сократительной способности миокарда. При идиопатической гипертрофии миокарда определяется выраженная концентрическая гипертрофия миокарда без существенного расширения полостей сердца. Наиболее специфичны изменения эхокардиограммы при субаортальном стенозе (рис. 6): наряду с выраженной асимметричной гипертрофией межжелудочковой перегородки определяется смещение створок митрального клапана в сторону перегородки и их парадоксальное выбухание в ту же сторону в фазе систолы.

Важную информацию о состоянии миокарда дает эхокардиография при ишемической болезни сердца (см.). С помощью обычной эхокардиографии определяют наличие зон диссинергии (акинезия, гипокинезия, дискинезия и т. д.), а двухмерная эхокардиография позволяет установить и их протяженность.

Применение эхокардиографии для оценки функции левого желудочка сердца. Возможность измерения с помощью эхокардиографии переднезаднего размера левого желудочка создала предпосылки для разработки способов достаточно точного определения объема левого желудочка в фазах систолы и диастолы, а также вычисления некоторых других показателей, в частности средней скорости циркулярного укорочения волокон миокарда, которая зависит от его сократительной функции. По установленной величине объемов левого желудочка в разные фазы сердечного цикла определяют ударный объем левого желудочка и фракцию выброса. Кроме того, сопоставление с данными аутопсии показало, что расстояние между эндокардиальной и эпикардиальной поверхностями задней стенки левого желудочка на эхокардиограмме соответствует толщине миокарда левого желудочка, знание которой помогает определить массу миокарда левого желудочка. Эти возможности эхокардиографии послужили обоснованием для применения ее с целью исследования функции левого желудочка, в том числе в процессе различных функциональных проб (вело-эргометрия, ортостатические и ан-тиортостатические воздействия, изометрические нагрузки и т. д.), и для изучения действия на центральную гемодинамику различных фармакологических средств (сердечные гликозиды, периферические вазвдилататоры, мочегонные препараты и др.).

Применение метода эхокардиографии имеет определенные ограничения технического и методического характера. Не удается качественно лоцировать структуры сердца у больных с выраженной эмфиземой легких и сужением межреберных промежутков. Вследствие этого у 8 — 15% лиц пожилого возраста эхокардиографическое исследование практически невозможно.

Перспективы развития метода эхокардиографии связаны с дальнейшим совершенствованием приборов для эхокардиографии и внедрением компьютерной техники, с помощью которой возможна оценка функции расслабления миокарда и локальных функций стенки левого желудочка, а также функции левого предсердия.

См. такжеУльтразвуковая диагностика.

Библиогр.: Зарецкий В. В., Бобков В. В. и Ольбииская JI. И. Клиническая эхокардиография, М., 1979; Мухарлямов H. М. и Беленков Ю. Н. Ультразвуковая диагностика в кардиологии, М., 1981; Руководство по кардиологии, под ред. Е. И. Чазова, т. 1—4, М., 1982; E d 1 е г I. The diagnostic use of ultrasound in heart disease, Acta med. scand., suppl. 308, p. 32, 1955; Feigenbaum H. Echocardiography, Philadelphia, 1981.

^

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е изданиематрица судьбу